特許第6607196号(P6607196)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6607196撥水撥油剤組成物、その製造方法および物品
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6607196
(24)【登録日】2019年11月1日
(45)【発行日】2019年11月20日
(54)【発明の名称】撥水撥油剤組成物、その製造方法および物品
(51)【国際特許分類】
   C09K 3/18 20060101AFI20191111BHJP
   C08G 65/48 20060101ALI20191111BHJP
   D06M 15/256 20060101ALI20191111BHJP
   D06M 15/263 20060101ALI20191111BHJP
   D06M 15/277 20060101ALI20191111BHJP
   D06M 15/327 20060101ALI20191111BHJP
   D06M 15/353 20060101ALI20191111BHJP
   C08L 33/02 20060101ALI20191111BHJP
   C08K 5/02 20060101ALI20191111BHJP
   C08K 5/10 20060101ALI20191111BHJP
【FI】
   C09K3/18 102
   C09K3/18 103
   C08G65/48
   D06M15/256
   D06M15/263
   D06M15/277
   D06M15/327
   D06M15/353
   C08L33/02
   C08K5/02
   C08K5/10
【請求項の数】15
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2016-564886(P2016-564886)
(86)(22)【出願日】2015年12月16日
(86)【国際出願番号】JP2015085264
(87)【国際公開番号】WO2016098823
(87)【国際公開日】20160623
【審査請求日】2018年7月26日
(31)【優先権主張番号】特願2014-254937(P2014-254937)
(32)【優先日】2014年12月17日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】AGC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
(74)【代理人】
【識別番号】100094400
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 三義
(74)【代理人】
【識別番号】100106057
【弁理士】
【氏名又は名称】柳井 則子
(72)【発明者】
【氏名】磯部 輝
(72)【発明者】
【氏名】島田 三奈子
(72)【発明者】
【氏名】大森 勇一
【審査官】 井上 恵理
(56)【参考文献】
【文献】 特表2009−522436(JP,A)
【文献】 国際公開第2009/154126(WO,A1)
【文献】 国際公開第2014/030648(WO,A1)
【文献】 特開2011−021082(JP,A)
【文献】 特表2007−536393(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/001846(WO,A1)
【文献】 特表2005−527677(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09K 3/18
C08C 19/00− 19/44
C08F 6/00−301/00
C09D 1/00−201/10
D06M 13/00− 15/72
C08K 3/00− 13/08
C08L 1/00−101/14
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記単量体(a)に基づく構成単位と下記単量体(b)に基づく構成単位と下記単量体(c)に基づく構成単位とを含有する共重合体と液状媒体を含む、撥水撥油剤組成物。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
(Z−Y)X ・・・(1)。
ただし、Zは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基、または下式(2)で表わされる基であり、Yは、フッ素原子を有しない2価有機基または単結合であり、nは、1または2であり、Xは、nが1の場合は、下式(3−1)〜下式(3−5)で表される基のいずれかであり、nが2の場合は、下式(4−1)〜下式(4−4)で表される基のいずれかである。
2s+1CHCF−(CHCF(CFCF−・・・(2)
ただし、sは、1〜6の整数であり、tは0〜3の整数であり、uは1〜3の整数である。
−CR=CH ・・・(3−1)、
−C(O)OCR=CH ・・・(3−2)、
−OC(O)CR=CH ・・・(3−3)、
−OCH−φ−CR=CH ・・・(3−4)、
−OCH=CH ・・・(3−5)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φは、フェニレン基である。
−CH[−(CHCR=CH]− ・・・(4−1)、
−CH[−(CHC(O)OCR=CH]− ・・・(4−2)、
−CH[−(CHOC(O)CR=CH]− ・・・(4−3)、
−OC(O)CH=CHC(O)O− ・・・(4−4)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、mは0〜4の整数である。
単量体(b):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が12以上のアルキル基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):フッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が70%以上であるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖を有する単量体。
【請求項2】
前記共重合体における前記単量体(a)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、5〜40質量%であり、
前記共重合体における前記単量体(b)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、40〜94.9質量%であり、
前記共重合体における前記単量体(c)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0.1〜20質量%である、請求項1に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項3】
前記共重合体が、下記単量体(d)に基づく構成単位をさらに含有する、請求項1または2に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体(d):ハロゲン化オレフィン。
【請求項4】
前記共重合体における前記単量体(d)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、30質量%以下である、請求項3に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項5】
前記共重合体が、下記単量体(e)に基づく構成単位をさらに含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体(e):架橋しうる官能基を有する単量体。
【請求項6】
前記共重合体における前記単量体(e)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、20質量%以下である、請求項5に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項7】
前記共重合体が、下記単量体(f)に基づく構成単位をさらに含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
単量体(f):前記単量体(b)、ハロゲン化オレフィンおよび架橋しうる官能基を有する単量体以外の、フッ素原子を含まない単量体
【請求項8】
前記共重合体における前記単量体(f)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、35質量%以下である、請求項7に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項9】
前記撥水撥油剤組成物がさらに界面活性剤を含有し、前記液状媒体が水系液状媒体であり、前記共重合体が前記水系液状媒体中に乳化している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項10】
界面活性剤および重合開始剤の存在下、液状媒体中にて下記単量体(a)と下記単量体(b)と下記単量体(c)とを含む単量体成分を重合し、共重合体とする、撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
(Z−Y)X ・・・(1)。
ただし、Zは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基、または下式(2)で表わされる基であり、Yは、フッ素原子を有しない2価有機基または単結合であり、nは、1または2であり、Xは、nが1の場合は、下式(3−1)〜(3−5)で表される基のいずれかであり、nが2の場合は、下式(4−1)〜(4−4)で表される基のいずれかである。
2s+1CHCF−(CHCF(CFCF−・・・(2)
ただし、sは、1〜6の整数であり、tは0〜3の整数であり、uは1〜3の整数である。
−CR=CH ・・・(3−1)、
−C(O)OCR=CH ・・・(3−2)、
−OC(O)CR=CH ・・・(3−3)、
−OCH−φ−CR=CH ・・・(3−4)、
−OCH=CH ・・・(3−5)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φは、フェニレン基である。
−CH[−(CHCR=CH]− ・・・(4−1)、
−CH[−(CHC(O)OCR=CH]− ・・・(4−2)、
−CH[−(CHOC(O)CR=CH]− ・・・(4−3)、
−OC(O)CH=CHC(O)O− ・・・(4−4)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、mは0〜4の整数である。
単量体(b):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が12以上のアルキル基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):フッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が70%以上であるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖を有する単量体。
【請求項11】
前記単量体成分における前記単量体(a)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、5〜40質量%であり、
前記単量体成分における前記単量体(b)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、40〜94.9質量%であり、
前記単量体成分における前記単量体(c)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、0.1〜20質量%である、請求項10に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
【請求項12】
前記単量体成分が、下記単量体(d)をさらに含む、請求項10または11に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(d):ハロゲン化オレフィン。
【請求項13】
前記単量体成分が、下記単量体(e)をさらに含む、請求項10〜12のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(e):架橋しうる官能基を有する単量体。
【請求項14】
請求項1〜9のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物を用いて処理された、物品。
【請求項15】
前記物品が繊維製品である、請求項14に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撥水撥油剤組成物、その製造方法、および該撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品に関する。
【背景技術】
【0002】
物品(繊維製品等)の表面に撥水撥油性を付与する方法としては、ポリフルオロアルキル基を有する単量体に基づく構成単位を有する共重合体を液状媒体に分散させた撥水撥油剤組成物を用いて物品を処理する方法が知られている。該撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品には、激しい降雨の条件にさらされても撥水撥油性が大きく低下しないこと(豪雨耐久性)が要求される。
【0003】
豪雨耐久性に優れる撥水撥油剤組成物としては、たとえば、下記の撥水撥油剤組成物が提案されている。
下記単量体(1)に基づく構成単位および下記単量体(2)に基づく構成単位を有する共重合体を含み、単量体(2)に基づく構成単位の割合が、単量体(1)に基づく構成単位と単量体(2)に基づく構成単位との合計(100モル%)のうち、30〜80モル%である撥水撥油剤組成物(特許文献1)。
単量体(1):炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリレート等。
単量体(2):炭素数が20〜30のアルキル基を有する(メタ)アクリレート。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2008/136436号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、該撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品は、撥油性が不充分である場合があった。
【0006】
本発明は、撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である物品を得ることができる撥水撥油剤組成物、その製造方法、および撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である物品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、下記の態様を有する。
[1]下記単量体(a)に基づく構成単位と下記単量体(b)に基づく構成単位と下記単量体(c)に基づく構成単位とを含有する共重合体と液状媒体を含む、撥水撥油剤組成物。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
(Z−Y)X ・・・(1)。
ただし、Zは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基、または下式(2)で表わされる基であり、Yは、フッ素原子を有しない2価有機基または単結合であり、nは、1または2であり、Xは、nが1の場合は、下式(3−1)〜下式(3−5)で表される基のいずれかであり、nが2の場合は、下式(4−1)〜下式(4−4)で表される基のいずれかである。
2s+1CHCF−(CHCF(CFCF−・・・(2)
ただし、sは、1〜6の整数であり、tは0〜3の整数であり、uは1〜3の整数である。
−CR=CH ・・・(3−1)、
−C(O)OCR=CH ・・・(3−2)、
−OC(O)CR=CH ・・・(3−3)、
−OCH−φ−CR=CH ・・・(3−4)、
−OCH=CH ・・・(3−5)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φは、フェニレン基である。
−CH[−(CHCR=CH]− ・・・(4−1)、
−CH[−(CHC(O)OCR=CH]− ・・・(4−2)、
−CH[−(CHOC(O)CR=CH]− ・・・(4−3)、
−OC(O)CH=CHC(O)O− ・・・(4−4)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、mは0〜4の整数である。
単量体(b):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が12以上のアルキル基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):フッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が70%以上であるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖を有する単量体。
【0008】
[2]前記共重合体における前記単量体(a)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、5〜40質量%であり、
前記共重合体における前記単量体(b)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、40〜94.9質量%であり、
前記共重合体における前記単量体(c)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0.1〜20質量%である、[1]の撥水撥油剤組成物。
【0009】
[3]前記共重合体が、下記単量体(d)に基づく構成単位をさらに含有する、[1]または[2]の撥水撥油剤組成物。
単量体(d):ハロゲン化オレフィン。
[4]前記共重合体における前記単量体(d)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、30質量%以下である、[3]の撥水撥油剤組成物。
[5]前記共重合体が、下記単量体(e)に基づく構成単位をさらに含有する、請求項[1]〜[4]のいずれかの撥水撥油剤組成物。
単量体(e):架橋しうる官能基を有する単量体。
[6]前記共重合体における前記単量体(e)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、20質量%以下である、[5]の撥水撥油剤組成物。
【0010】
[7]前記共重合体が、下記単量体(f)に基づく構成単位をさらに含有する、[1]〜[6]のいずれかの撥水撥油剤組成物。
単量体(f):前記単量体(b)、ハロゲン化オレフィンおよび架橋しうる官能基を有する単量体以外の、フッ素原子を含まない単量体
[8]前記共重合体における前記単量体(f)に基づく構成単位の割合が、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、35質量%以下である、[7]の撥水撥油剤組成物。
[9]前記撥水撥油剤組成物がさらに界面活性剤を含有し、前記液状媒体が水系液状媒体であり、前記共重合体が前記水系液状媒体中に乳化している、[1]〜[8]のいずれかの撥水撥油剤組成物。
【0011】
[10]界面活性剤および重合開始剤の存在下、液状媒体中にて下記単量体(a)と下記単量体(b)と下記単量体(c)とを含む単量体成分を重合し、共重合体とする、撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
(Z−Y)X ・・・(1)。
ただし、Zは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基、または下式(2)で表わされる基であり、Yは、フッ素原子を有しない2価有機基または単結合であり、nは、1または2であり、Xは、nが1の場合は、下式(3−1)〜(3−5)で表される基のいずれかであり、nが2の場合は、下式(4−1)〜(4−4)で表される基のいずれかである。
2s+1CHCF−(CHCF(CFCF−・・・(2)
ただし、sは、1〜6の整数であり、tは0〜3の整数であり、uは1〜3の整数である。
−CR=CH ・・・(3−1)、
−C(O)OCR=CH ・・・(3−2)、
−OC(O)CR=CH ・・・(3−3)、
−OCH−φ−CR=CH ・・・(3−4)、
−OCH=CH ・・・(3−5)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φは、フェニレン基である。
−CH[−(CHCR=CH]− ・・・(4−1)、
−CH[−(CHC(O)OCR=CH]− ・・・(4−2)、
−CH[−(CHOC(O)CR=CH]− ・・・(4−3)、
−OC(O)CH=CHC(O)O− ・・・(4−4)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、mは0〜4の整数である。
単量体(b):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数が12以上のアルキル基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):フッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が70%以上であるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖を有する単量体。
【0012】
[11]前記単量体成分における前記単量体(a)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、5〜40質量%であり、
前記単量体成分における前記単量体(b)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、40〜94.9質量%であり、
前記単量体成分における前記単量体(c)の割合が、前記単量体成分(100質量%)のうち、0.1〜20質量%である、[10]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
[12]前記単量体成分が、下記単量体(d)をさらに含む、[10]または[11]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(d):ハロゲン化オレフィン。
[13]前記単量体成分が、下記単量体(e)をさらに含む、[10]〜[12]のいずれかの撥水撥油剤組成物の製造方法。
単量体(e):架橋しうる官能基を有する単量体。
【0013】
[14]前記[1]〜[9]のいずれかの撥水撥油剤組成物を用いて処理された、物品。
[15]前記物品が繊維製品である、[14]の物品。
【発明の効果】
【0014】
本発明の撥水撥油剤組成物によれば、撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である物品を得ることができる。
本発明の撥水撥油剤組成物の製造方法によれば、撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である物品を得ることができる撥水撥油剤組成物を製造できる。
本発明の物品は、撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本明細書においては、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
本明細書においては、式(2)で表される基を基(2)と記す。他の式で表される基も同様に記す。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの総称である。
「単量体」は、重合性不飽和基を有する化合物を意味する。
「ポリフルオロアルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。以下、「ポリフルオロアルキル基」を「R基」ともいう。
「ペルフルオロアルキル基」は、アルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。以下、「ペルフルオロアルキル基」を「R基」ともいう。
「オキシポリフルオロアルキレン基」は、オキシアルキレン基の水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。
「オキシペルフルオロアルキレン基」は、オキシアルキレン基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。
共重合体の「数平均分子量」および「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値である。
単量体(c)のポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖の「数平均分子量」は、19F−NMRにより、CFCHOHを基準に各オキシポリフルオロアルキレン単位数を算出し、分子量を求めた値である。
【0016】
<撥水撥油剤組成物>
本発明の撥水撥油剤組成物は、特定の共重合体を必須成分として含み、必要に応じて、液状媒体、界面活性剤、添加剤を含む。
【0017】
(共重合体)
共重合体は、単量体(a)に基づく構成単位(以下、「(a)単位」ともいう。)と単量体(b)に基づく構成単位(以下、「(b)単位」ともいう。)と単量体(c)に基づく構成単位(以下、「(c)単位」ともいう。)とを含有する。
共重合体は、単量体(d)に基づく構成単位(以下、「(d)単位」ともいう。)および/または単量体(e)に基づく構成単位(以下、「(e)単位」ともいう。)をさらに含有することが好ましい。
共重合体は、必要に応じて、単量体(f)に基づく構成単位(以下、「(f)単位」ともいう。)を有していてもよい。
【0018】
単量体(a):
単量体(a)は、化合物(1)である。
(Z−Y)X ・・・(1)。
【0019】
Zは、炭素数が1〜6のR基、または下式(2)で表わされる基である。
2s+1CHCF−(CHCF(CFCF−・・・(2)
ただし、sは、1〜6の整数であり、tは0〜3の整数であり、uは1〜3の整数である。
基の炭素数は、4〜6が好ましい。R基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、直鎖状が好ましい。(CHCF(CFCFの配置はランダムであっても、ブロックであってもよい。
【0020】
Zとしては、下記の基が挙げられる。
F(CF−、
F(CF−、
F(CF−、
(CFCF(CF−等。
【0021】
Yは、フッ素原子を有しない2価有機基または単結合である。
2価有機基は、炭素原子を含む2価の基である。ただし、2価有機基と結合するXの末端原子がエーテル性酸素原子である場合には、Xと結合する2価有機基の末端原子は炭素原子である。
2価有機基としては、アルキレン基、アルケニレン基、および、−O−、−NH−、−CO−、−SO−または−S−等を末端または炭素―炭素原子間に有するアルキレン基が好ましい。これらの基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、直鎖状であるのが好ましい。
【0022】
Yとしては、下記の基が挙げられる。
−CH−、
−CHCH
−(CH−、
−CHCHCH(CH)−、
−CH=CH−CH−、
−S−CHCH−、
−SO−CHCH−、
−CHCHCH−S−CHCH−、
−CHCHCH−SO−CHCH−等。
【0023】
nは、1または2である。
Xは、nが1の場合は、基(3−1)〜基(3−5)のいずれかであり、nが2の場合は、基(4−1)〜基(4−4)のいずれかである。
【0024】
−CR=CH ・・・(3−1)、
−C(O)OCR=CH ・・・(3−2)、
−OC(O)CR=CH ・・・(3−3)、
−OCH−φ−CR=CH ・・・(3−4)、
−OCH=CH ・・・(3−5)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、φは、フェニレン基である。Rとしては、水素原子、メチル基または塩素原子が好ましい。
【0025】
−CH[−(CHCR=CH]− ・・・(4−1)、
−CH[−(CHC(O)OCR=CH]− ・・・(4−2)、
−CH[−(CHOC(O)CR=CH]− ・・・(4−3)、
−OC(O)CH=CHC(O)O− ・・・(4−4)。
ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子であり、mは0〜4の整数である。Rとしては、水素原子、メチル基または塩素原子が好ましい。
【0026】
化合物(1)としては、他の単量体との重合性、共重合体の皮膜の柔軟性、物品に対する共重合体の接着性、液状媒体に対する分散性または溶解性、乳化重合の容易性等の点から、炭素数が1〜6のR基を有する、アクリレート、メタクリレートおよびα位がハロゲン原子で置換されたアクリレートが好ましく、該R基の炭素数は4〜6がより好ましい。
化合物(1)としては、Zが炭素数4〜6のR基であり、Yが炭素数1〜4のアルキレン基であり、nが1であり、Xが基(3−3)であり、Rが水素原子、メチル基または塩素原子である化合物が特に好ましい。
化合物(1)としては、下記式(I)で表わされる化合物が好ましい。
2p+12qOCOCR=CH・・・(I)
ただし、pは1〜6の整数であり、qは1〜4の整数であり、Rは水素原子、メチル基またはハロゲン原子である。Rとしては、水素原子、メチル基または塩素原子が好ましい。
【0027】
式(I)で表わされる化合物のうち、好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
13OCOC(CH)=CH
13OCOCH=CH
13OCOCCl=CH
OCOC(CH)=CH
OCOCH=CH
OCOCCl=CH
【0028】
単量体(b):
単量体(b)は、R基を有さず、炭素数が12以上のアルキル基を有する(メタ)アクリレートである。アルキル基の炭素数は、18〜30が好ましく、20〜24がより好ましい。
アルキル基の炭素数が前記下限値以上であれば、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の豪雨耐久性が良好となる。アルキル基の炭素数が前記上限値以下であれば、重合操作における取り扱いが容易であり、収率よく共重合体を得ることができる。
単量体(b)としては、ステアリル(メタ)アクリレートまたはベヘニル(メタ)アクリレートが好ましく、ベヘニル(メタ)アクリレートがより好ましく、ベヘニルアクリレートがさらに好ましい。
【0029】
単量体(c):
単量体(c)は、フッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が70%以上であるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖を有する単量体である。
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は少なくとも1種のオキシポリフルオロアルキレン基からなる単位からなる重合体鎖であってもよく、少なくとも1種のオキシポリフルオロアルキレン基からなる単位と少なくとも1種のオキシアルキレン基からなる単位とを含む重合体鎖であってもよい。好ましくは、オキシアルキレン基からなる単位を含まない。
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は、少なくとも1種のオキシペルフルオロアルキレン基を単位とするポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖であるか、少なくとも1種のオキシペルフルオロアルキレン基を単位と少なくとも1種の水素原子を含むオキシポリフルオロアルキレン基からなる単位とを含む重合体鎖であることが好ましい。
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖におけるフッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合は75%以上が好ましく、90〜100%であることがより好ましい。特に好ましいポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は、少なくとも1種のオキシペルフルオロアルキレン基からなるポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖である。
共重合体が(c)単位を有することにより、(a)単位に由来する撥油性および(b)単位に由来する豪雨耐久性の両方を充分に発揮できる。
【0030】
単量体(c)としては、化合物(5)が好ましい。
(X−)−Z−Y(−X ・・・(5)。
ただし、
は水素原子、フッ素原子、水酸基またはCH=CRC(O)O−であり、Xは−OC(O)CR=CHである(ただし、Rは、水素原子、メチル基またはハロゲン原子である)。
は(a+1)価有機基または単結合であり、Yは(b+1)価有機基である。
は、ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖である。
aは1以上の整数であり、bは1以上の整数である。
【0031】
aは1〜4の整数が好ましく、1または2の整数がさらに好ましい。
bは1〜4の整数が好ましく、1または2の整数がさらに好ましい。
化合物(5)における−OC(O)CR=CHの数は1〜4が好ましく、1または2がより好ましい。
【0032】
で表されるポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は、炭素数1〜6のオキシポリフルオロアルキレン単位の少なくとも1種が連結した重合体鎖からなることが好ましい。ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は、1種類のオキシポリフルオロアルキレン単位からなるものであってもよく、2種類以上のオキシポリフルオロアルキレン単位の組み合わせであってよい。2種類以上の単位の結合順序は限定されない。
ポリフルオロアルキレン単位としては、(CFO)単位、(CFCFO)単位、(CFCFCFO)単位、(CF(CF)CFO)単位、(CFCFCFCFO)単位等のオキシペルフルオロアルキレン単位、および、(CFCFCFCHO)単位、(CFCFCFCFCHO)単位、(CFCHFO)単位等の水素原子を有するオキシポリフルオロアルキレン単位が挙げられる。水素原子を有するオキシポリフルオロアルキレン単位としては、水素原子数1〜4(ただし、フッ素原子と水素原子の合計数に対する水素原子の数の割合が50%以下)のオキシポリフルオロアルキレン単位が好ましい。
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖は、オキシペルフルオロアルキレン単位からなる重合体鎖であるかペルフルオロアルキレン単位と水素原子を有するオキシポリフルオロアルキレン単位とを有する重合体鎖から重合体鎖であることが好ましく、特にポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖であることが好ましい。
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖の数平均分子量は、100〜20000が好ましく、500〜15000がより好ましく、500〜10000がさらに好ましい。
【0033】
ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖が2種類以上のオキシポリフルオロアルキレン単位を有する場合、これらの結合順序は限定されない。たとえば、(CFCFO)単位および(CFCFCFO)単位を有する場合、(CFCFO)単位と(CFCFCFO)単位とがランダムに配置されていてもよく、(CFCFO)単位と(CFCFCFO)単位とが交互に配置されていてもよく、複数の(CFCFO)単位からなる1つ以上のブロックと複数の(CFCFCFO)単位からなる1つ以上のブロックとが連結していてもよい。また、(CFO)単位と他のオキシペルフルオロアルキレン単位を有する場合、(CFO)単位は通常ランダムに配置されている。
【0034】
としては、下記の基が挙げられる。なお、下記のうち2種類のオキシポリフルオロアルキレン単位を有するものにおいては、その化学式の記載はブロック状に配置されていることを意味するものではなく、上記のようにその結合順序は限定されない。
−(CFO)−(CFCFO)−、
−(CFO)−(CF(CF)CFO)−、
−(CFCFO)−、
−(CFCFCFO)−、
−(CF(CF)CFO)−、
−(CFCFCFCFO)
−(CFCFCFCHO)
−(CFCFO)−(CFCFCFCFO)
−(CFCHFO)−(CFCFCFCHO)−等。
【0035】
上記f〜qは、ポリ(オキシポリフルオロアルキレン)鎖の数平均分子量が上記範囲となる、下記整数である。
fは、1〜100の整数であり、1〜80の整数が好ましく、1〜50の整数がより好ましい。
gは、1〜200の整数であり、1〜150の整数が好ましく、1〜100の整数がより好ましい。
hは、1〜200の整数であり、1〜150の整数が好ましく、1〜100の整数がより好ましい。
iは、1〜200の整数であり、1〜150の整数が好ましく、1〜100の整数がより好ましい。
jは、1〜200の整数であり、1〜150の整数が好ましく、1〜100の整数がより好ましい。
kは、1〜200の整数であり、1〜150の整数が好ましく、1〜100の整数がより好ましい。
qは、1〜100の整数であり、1〜80の整数が好ましく、1〜50の整数がより好ましい。
【0036】
としては、下記の基が好ましい。
−(CFO)f1−(CFCFO)g1− [g1/f1=約1モル比、数平均分子量:500〜4000、f1個の(CFO)とg1個の(CFCFO)はランダム配置]、
−(CFO)f2−(CF(CF)CFO)i1− [i1/f2=1.5〜2.5、数平均分子量:1500〜1800、f2個の(CFO)とi1個の(CF(CF)CFO)はランダム配置]、
−(CFCFCFO)h1−、
−(CF(CF)CFO)i2−、
−(CFCFO)g2−。
ただし、f1は、1〜60の整数であり、f2は、1〜30の整数であり、g1は、1〜35の整数であり、g2は、1〜15の整数であり、h1は15〜50の整数であり、i1は1〜50の整数であり、i2は15〜50の整数である。
【0037】
が上記−(CFO)f1−(CFCFO)g1−、−(CFO)f2−(CF(CF)CFO)i1−等であるポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖を有する化合物は市販されていることより、化合物(5)はその市販化合物であるかまたはその市販化合物から誘導された化合物であることが好ましい。市販化合物としては、たとえば以下の化合物がある。なお、下記dは1〜30の整数を表す。
HCFO−Z−CFH、
HOCHCFO−Z−CFCHOH
HO(CHCHO)CHCFO−Z−CFCH(OCHCHOH、
HOCHCH(OH)CHOCHCFO−Z−CFCHOCHCH(OH)CHOH、
HOCHCH(OH)OCHCFO−Z−CFCHOCH(OH)CHOH、
HOOC(CHCHO)CHCFO−Z−CFCH(OCHCHCOOH。
化合物(5)は、上記ジオールやテトラオールの誘導体であることが好ましく、上記ジオールの誘導体であることがより好ましい。
【0038】
が2価の有機基の場合、下記の基が挙げられる。ただし、末端に−O−が存在するYを採用した場合、該Yの−O−と結合するXおよびZの結合末端は、−O−にはならない。他の一般式で記載した化合物の各基においても、同様である。また、以下のQは、OCN−Q−NCOで表されるジイソシアネートのイソシアネート基を除いた2価の基である。
−CFO−
−(CH(CFO−、
−(CHCHO)CHCFO−、
−CHCH(OH)CHOCHCFO−、
−(CH−NHC(O)O−Y11−、
−(CH−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−Y11−等。
ただし、cは、それぞれ独立して1〜10の整数であり、Y11は、−(CHCFO−、−(CHCHO)CHCFO−、−CHCH(OH)CHOCHCFO−または−CHCH(OH)OCHCFO−である。同一の基中に2以上のcが存在する場合、cの値は同一であっても異なっていてもよい。
OCN−Q−NCOで表されるジイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等が挙げられる。
【0039】
が3価以上の有機基の場合、たとえば、Y11が−CHCH(OH)CHOCHCFO−であって、その水酸基がさらにカルボキシ基やイソシアネート基等と反応したものが挙げられる。また、上記ジイソシアネートの代わりに3以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートを使用して反応させたものがある。3以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとしては、たとえば、上記ジイソシアネートのヌレート変性体やビュレット変性体等が挙げられる。3価のYとしては、具体的には、たとえば、下記の式(8−1)〜(8−4)で表される基が挙げられる。
下記式(8−1)〜(8−4)において、Y12は、−(CHCFO−、−(CHCHO)CHCFO−であり、Q、c、dは、上述したとおりである。
【0040】
【化1】
【0041】
が水素原子またはフッ素原子である場合、Yとしては、単結合、−CFO−が好ましい。
がCH=CRC(O)O−である場合、(X−)−としては、
CH=CRC(O)O−(CHCFO−、
CH=CRC(O)O−CHCH(OH)CHOCHCFO−、
CH=CRC(O)O−CHCH(OC(O)CR=CH)CHOCHCFO−、
CH=CRC(O)O−CHCH(OH)OCHCFO−、
CH=CRC(O)O−CHCH(OC(O)CR=CH)OCHCFO−、
CH=CRC(O)O−(CH−NHC(O)O−Y11−、
CH=CRC(O)O−(CH−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−Y11−、
が2個結合した、基(8−1)〜(8−4)、
が好ましい。
(X−)−としては、特に、CH=CRC(O)O−(CHCFO−、CH=CRC(O)O−(CH−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−Y11−(Qがヘキサメチレンジイソシアネートの残基またはジフェニルメタンジイソシアネートの残基であるもの)、および、CH=CRC(O)O−が2個結合した、基(8−1)〜(8−4)が好ましい。
【0042】
が2価の有機基の場合、Yとしては、下記の基が挙げられる。
−CF−、
−(CF(CH−、
−CFCH(OCHCH−、
−CF(CF)CH−、
−CFCHOCHCH(OH)CH−、
−Y21−OC(O)NH−(CH−、
−Y21−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−(CH−等。
ただし、c、d、Qは、上述したとおりであり、Y21は、−CF(CH−、−CFCH(OCHCH−、−CFCHOCHCH(OH)CH−または−CFCHOCH(OH)CH−である。
【0043】
が3価以上の有機基の場合、たとえば、Y21が−CFCHOCHCH(OH)CH−であって、その水酸基がさらにカルボキシ基やイソシアネート基と反応したものが挙げられる。また、上記ジイソシアネートの代わりに3以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートを使用して反応させたものがある。3以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとしては、たとえば、上記ジイソシアネートのヌレート変性体やビュレット変性体等が挙げられる。3価のYとしては、具体的には、たとえば、下記の式(9−1)〜(9−4)で表される基が挙げられる。
下記式(9−1)〜(9−4)において、Y22は、−CF(CH−または−CFCH(OCHCH−であり、Q、c、dは、上述したとおりである。
【0044】
【化2】
【0045】
(−Xとしては、
−CF(CH−OC(O)CR=CH
−CFCHOCHCH(OH)CH−OC(O)CR=CH
−CFCHOCHCH(OC(O)CR=CH)CH−OC(O)CR=CH
−CFCHOCH(OH)CH−OC(O)CR=CH
−CFCHOCH(OC(O)CR=CH)CH−OC(O)CR=CH
−Y21−OC(O)NH−(CH−OC(O)CR=CH
−Y21−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−(CH−OC(O)CR=CH
−OC(O)CR=CHが2個結合した、基(9−1)〜(9−4)、が好ましい。
−Y(−Xとしては、特に、−CF(CH−OC(O)CR=CH、−Y21−OC(O)NH−(CH−OC(O)CR=CH、−Y21−OC(O)NH−Q−NHC(O)O−(CH−(Qがヘキサメチレンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネート残基であるもの)、および、−OC(O)CR=CHが2個結合した、基(9−1)〜(9−4)が好ましい。
【0046】
化合物(5)としては、下記の化合物が挙げられる。
CH=CRC(O)O−CHCFO−[(CFO)−(CFCFO)]−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−[(CFO)−(CF(CF)CFO)]−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CFCFCFO)−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CF(CF)CFO)−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CFCFO)−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−[(CFCHFO)−(CFCFCFCHO)]−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFCFCFO−[(CFCFO)−(CFCFCFCFO)]−CFCFCFCH−OC(O)CR=CH
G−CHCFO−[(CFO)−(CFCFO)]−CFCH−G、
G−CHCFO−[(CFO)−(CF(CF)CFO)]−CFCH−G、
G−CHCFCFO−(CFCFCFO)−CFCFCH−G、
G−CHCFO−(CF(CF)CFO)−CFCH−G、
G−CHCFO−(CFCFO)−CFCH−G、
G−CHCFCFO−[(CFCFO)−(CFCFCFCHO)]−CFCFCH−G、
G−CHCFO−[(CFCFO)−(CFCFCFCFO)]−CFCH−G、
F−[(CFO)−(CFCFO)]−CFCH−OC(O)CR=CH
F−[(CFO)−(CF(CF)CFO)]−CFCH−OC(O)CR=CH
F−(CFCFCFO)−CFCFCH−OC(O)CR=CH
F−(CF(CF)CFO)−CFCH−OC(O)CR=CH
F−(CF(CF)CFO)−CF(CF)CH−OC(O)CR=CH
F−CFO−(CFCFO)−CFCH−OC(O)CR=CH
F−[(CFCHFO)−(CFCFCFCHO)]−CFCFCFCH−OC(O)CR=CH
F−[(CFCFO)−(CFCFCFCFO)]−CFCFCFCH−OC(O)CR=CH
HOCH−[(CFCFO)i1−(CFO)j1]−CFCH−OC(O)CR=CH
HOCH−[(CF(CF)CFO)k1−(CFO)j2]−CFCH−OC(O)CR=CH等。
【0047】
、f、g、h、i、j、k、q、i1、j1、j2およびk1は、上述したとおりである。
Gは、単官能または2官能のウレタン(メタ)アクリレート構造である。
単官能のウレタン(メタ)アクリレート構造としては、たとえば、CH=CRC(O)O−C(O)NH−、CH=CRC(O)O−(CHn1OC(O)NH−、CH=CRC(O)O−Q−OC(O)NH−等が挙げられる。2官能のウレタン(メタ)アクリレート構造としては、たとえば、−CFCHOCHCH{−OC(O)NH−(CHn1OC(O)CR=CH}CH−OC(O)NH−(CHn1OC(O)CR=CH等が挙げられる。
【0048】
化合物(5)としては、下式(II−1)で表わされる化合物および下式(II−2)で表わされる化合物が好ましい。
F−Z−Y−OC(O)CR=CH・・・(II−1)
−Y−Z−Y−G・・・(II−2)
ただし、Zは、−(CFO)−(CFCFO)−、−(CFO)−(CF(CF)CFO)−、−(CFCFCFO)−、または、−(CF(CF)CFO)−を表す。
は−(CF(CH−、または、−CF(CF)CH−を表す。
は、CH=CRC(O)O−、CH=CRC(O)O−C(O)NH−、CH=CRC(O)O−(CHn1OC(O)NH−、または、CH=CRC(O)O−Q−OC(O)NH−を表す。
は、−CF−または−(CF(CH−を表す。
なお、R、Q、c、f、g、h、i、n1は前記の意味と同じである。
【0049】
化合物(5)としては、下記の化合物がより好ましい。
CH=CRC(O)O−CHCFO−[(CFO)f1−(CFCFO)g1]−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−[(CFO)f1−(CF(CF)CFO)i1]−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CFCFCFO)h1−CFCFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CF(CF)CFO)i2−CFCH−OC(O)CR=CH
CH=CRC(O)O−CHCFO−(CFCFO)g1−CFCH−OC(O)CR=CH
G−CHCFO−[(CFO)f1−(CFCFO)g1]−CFCH−G、
G−CHCFO−[(CFO)f1−(CF(CF)CFO)i1]−CFCH−G、
G−CHCFCFO−(CFCFCFO)h1−CFCFCH−G、
G−CHCFO−(CF(CF)CFO)i2−CFCH−G、
G−CHCFO−(CFCFO)g1−CFCH−G、
F−[(CFO)f1−(CFCFO)g1]−CFCH−OC(O)CR=CH
F−[(CFO)f1−(CF(CF)CFO)i1]−CFCH−OC(O)CR=CH
F−(CFCFCFO)h1−CFCFCH−OC(O)CR=CH
F−(CF(CF)CFO)i2−CFCH−OC(O)CR=CH
F−(CF(CF)CFO)i2−CF(CF)CH−OC(O)CR=CH
F−CFO−(CFCFO)g1−CFCH−OC(O)CR=CH
ただし、f1、f2、g1、h1、i1およびi2は、上述したとおりである。
【0050】
化合物(5)は、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のFomblin(登録商標)MT70、Fluorolink(登録商標)MD700、Fluorolink(登録商標)AD1700として入手できる。
また、化合物(5)は、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のFluorolink(登録商標)、Fomblin(登録商標)、ダイキン工業社製のデムナム(登録商標)、デュポン社製のクライトックス(商登録標)から、所望の分子量をもつポリ(オキシポリフルオロアルキレン)含有化合物またはポリ(オキシポリフルオロアルキレン)含有化合物の誘導体を選択し、該化合物を出発原料として合成できる。たとえば、末端をメチルエステル化したポリ(オキシポリフルオロアルキレン)含有化合物を無水エタノール中で、ナトリウムボロハイドライド存在下で還元し、末端をOH基とした化合物を得た後で、脱水アセトン中、トリエチルアミン共存下でアクリル酸クロリドと反応させることにより、化合物(5)を得ることができる。
【0051】
単量体(d):
単量体(d)は、ハロゲン化オレフィンである。
(b)単位と(d)単位とを組み合わせることにより、物品との密着性が向上するため、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の豪雨耐久性がさらに向上する。
【0052】
ハロゲン化オレフィンとしては、下式(6)で表される化合物が挙げられる。
C=CR ・・・(6)
、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。ただし、R、R、R、Rのうち少なくとも1つは、ハロゲン原子または炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。ペルフルオロアルキル基とは、CF−、C−、C−である。
ハロゲン化オレフィンとしては、塩素化オレフィン、フッ素化オレフィンが好ましい。
【0053】
ハロゲン化オレフィンとしては、テトラフルオロエチレン、または下式(7)で表される化合物が好ましい。
HC=CR10 ・・・(7)
、R、R10は、それぞれ独立して、水素原子、塩素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。ただし、R、R、R10のうち少なくとも1つは、塩素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。
ハロゲン化オレフィンの具体例としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、2、3、3、3−テトラフルオロ−1−プロペンが好ましく、物品との密着性の点からは、塩化ビニル、塩化ビニリデン、2、3、3、3−テトラフルオロ−1−プロペンがより好ましい。
【0054】
単量体(e):
単量体(e)は、架橋しうる官能基を有する単量体である(ただし、単量体(c)を除く)。
共重合体が(e)単位を有することにより、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の耐久性(洗濯耐久性および豪雨耐久性)がさらに向上する。
【0055】
架橋しうる官能基としては、共有結合、イオン結合または水素結合のうち少なくとも1つ以上の結合を有する官能基、または、該結合の相互作用により架橋構造を形成できる官能基が好ましい。
該官能基としては、イソシアネート基、ブロックドイソシアネート基、アルコキシシリル基、アミノ基、アルコキシメチルアミド基、シラノール基、アンモニウム基、アミド基、エポキシ基、水酸基、オキサゾリン基、カルボキシル基、アルケニル基、スルホン酸基等が好ましい。特に、エポキシ基、水酸基、ブロックドイソシアネート基、アルコキシシリル基、アミノ基、またはカルボキシル基が好ましい。
【0056】
単量体(e)としては、(メタ)アクリレート類、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、またはビニルエステル類が好ましい。
単量体(e)としては、下記の化合物が挙げられる。
【0057】
2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの2−ブタノンオキシム付加体、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートのピラゾール付加体、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの3−メチルピラゾール付加体、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクタム付加体、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートの2−ブタノンオキシム付加体、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートのピラゾール付加体。
【0058】
3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートの3−メチルピラゾール付加体、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートのε−カプロラクタム付加体、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレートの2−ブタノンオキシム付加体、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレートのピラゾール付加体、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレートの3−メチルピラゾール付加体、4−イソシアナトブチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクタム付加体。
【0059】
メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシビニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド。
【0060】
t−ブチル(メタ)アクリルアミドスルホン酸、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルキシヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、アリル(メタ)アクリレート、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−(2−ビニルオキサゾリン)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのポリカプロラクトンエステル。
【0061】
トリ(メタ)アリルイソシアヌレート(T(M)AIC、日本化成社製)、トリアリルシアヌレート(TAC、日本化成社製)、3−(メチルエチルケトオキシム)イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシル(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)シアナート(テックコートHE−6P、京絹化成社製)、水酸基を有するポリフルオロビニルエーテル(CF=CFOCFCFCFCHOH等)。
【0062】
単量体(e)としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、ダイアセトンアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのポリカプロラクトンエステル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのポリカプロラクトンエステル、またはテックコートHE−6Pが好ましい。単量体(e)としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体、または3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートの3,5−ジメチルピラゾール付加体が特に好ましい。
【0063】
単量体(f):
単量体(f)は、単量体(a)、単量体(b)、単量体(c)、単量体(d)および単量体(e)以外の単量体である。単量体(f)は、炭素数7以上のペルフルオロアルキル基を含まない単量体が好ましく。特にフッ素原子を含まない単量体(非フッ素系の単量体)が好ましい。
単量体(f)としては、下記の化合物が挙げられる。
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ブテン、イソプレン、ブタジエン、エチレン、プロピレン、ビニルエチレン、ペンテン、エチル−2−プロピレン、ブチルエチレン、シクロヘキシルプロピルエチレン、デシルエチレン、ドデシルエチレン、ヘキセン、イソヘキシルエチレン、ネオペンチルエチレン、(1,2−ジエトキシカルボニル)エチレン、(1,2−ジプロポキシカルボニル)エチレン、メトキシエチレン、エトキシエチレン、ブトキシエチレン、2−メトキシプロピレン、ペンチルオキシエチレン、シクロペンタノイルオキシエチレン、シクロペンチルアセトキシエチレン、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ヘキシルスチレン、オクチルスチレン、ノニルスチレン、クロロプレン。
【0064】
N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ビニルアルキルエーテル、ハロゲン化アルキルビニルエーテル、ビニルアルキルケトン、ブチルアクリレート、プロピルメタクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシルメタクリレート、シクロドデシルアクリレート、3−エトキシプロピルアクリレート、メトキシ−ブチルアクリレート、2−エチルブチルアクリレート、1、3−ジメチルブチルアクリレート、2−メチルペンチルアクリレート、アジリジニルエチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレンジ(メタ)アクリレート。
【0065】
クロトン酸アルキルエステル、マレイン酸アルキルエステル、フマル酸アルキルエステル、シトラコン酸アルキルエステル、メサコン酸アルキルエステル、トリアリルシアヌレート、酢酸アリル、N−ビニルカルバゾール、マレイミド、N−メチルマレイミド、側鎖にシリコーンを有する(メタ)アクリレート、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート、末端が炭素数1〜4のアルキル基であるポリオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート、アルキレンジ(メタ)アクリレート等。
【0066】
(a)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、5〜40質量%が好ましく、10〜25質量%がより好ましい。
(b)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、40〜94.9質量%が好ましく、40〜84.9質量%がより好ましい。
(c)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0.1〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%がさらに好ましい。
(d)単位〜(f)単位は任意の構成単位である。
(d)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0〜30質量%が好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
(e)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0〜20質量%が好ましく、0〜10質量%がより好ましい。
(f)単位の割合は、撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品の撥水撥油性および耐久性の点から、共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位(100質量%)のうち、0〜35質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましい。
本発明における単量体に基づく構成単位の割合は、共重合体の製造時の単量体の仕込み量に基づいて算出する。
構成単位の割合が0質量%であるとは、その構成単位が存在しないか、存在していたとしても通常の分析手段では検出できないことを意味する。
【0067】
共重合体の質量平均分子量(Mw)は、8000〜1000000が好ましく、10000〜800000がより好ましい。共重合体の質量平均分子量(Mw)が前記範囲内であれば、撥水性と撥油性を共に発現することができる。
共重合体の数平均分子量(Mn)は、3000〜800000が好ましく、5000〜600000がより好ましい。共重合体の数平均分子量(Mn)が前記範囲内であれば、撥水性と撥油性を共に発現することができる。
本発明の共重合体の好ましい態様としては、以下の単量体に基づく構成単位を含む共重合体が挙げられる。
・式(I)で表わされる化合物/ステアリル(メタ)アクリレート/式(II−1)で表わされる化合物
・式(I)で表わされる化合物/ベヘニル(メタ)アクリレート/式(II−1)で表わされる化合物
・式(I)で表わされる化合物/ステアリル(メタ)アクリレート/式(II−2)で表わされる化合物
・式(I)で表わされる化合物/ベヘニル(メタ)アクリレート/式(II−2)で表わされる化合物
【0068】
(液状媒体)
液状媒体としては、水、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル、ハロゲン化合物、炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、窒素化合物、硫黄化合物、無機溶剤、有機酸等が挙げられ、溶解性、取扱いの容易さの点から、水、アルコール、グリコール、グリコールエーテルおよびグリコールエステルからなる群から選ばれた1種以上の液状媒体が好ましい。
【0069】
アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチルプロパノール、1,1−ジメチルエタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1,1−ジメチルプロパノール、3−メチル−2−ブタノール、1,2−ジメチルプロパノール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、1−へプタノール、2−へプタノール、3−へプタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール等が挙げられる。
【0070】
グリコール、グリコールエーテルとしては、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール等が挙げられる。
【0071】
ハロゲン化合物としては、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化エーテル等が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素としては、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロブロモカーボン等が挙げられる。
【0072】
ハロゲン化エーテルとしては、ハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。
ハイドロフルオロエーテルとしては、分離型ハイドロフルオロエーテル、非分離型ハイドロフルオロエーテル等が挙げられる。分離型ハイドロフルオロエーテルとは、エーテル性酸素原子を介してR基またはペルフルオロアルキレン基、および、アルキル基またはアルキレン基が結合している化合物である。非分離型ハイドロフルオロエーテルとは、部分的にフッ素化されたアルキル基またはアルキレン基を含むハイドロフルオロエーテルである。
【0073】
炭化水素としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては、ペンタン、2−メチルブタン、3−メチルペンタン、ヘキサン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、デカン、ウンデカン、ドデカン、2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン、トリデカン、テトラデカン、ヘキサデカン等が挙げられる。
脂環式炭化水素としては、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
【0074】
ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ペンチル等が挙げられる。
エーテルとしては、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【0075】
窒素化合物としては、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、3−メトキシN,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシN,N−ジメチルプロピオンアミド、等が挙げられる。
硫黄化合物としては、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられる。
無機溶剤としては、液体二酸化炭素が挙げられる。
有機酸としては、酢酸、プロピオン酸、りんご酸、乳酸等が挙げられる。
【0076】
液状媒体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。液状媒体を2種以上混合して用いる場合、水と混合して用いることが好ましい。混合した液状媒体を用いることにより、共重合体の溶解性、分散性の制御がしやすく、加工時における物品に対する浸透性、濡れ性、溶媒乾燥速度等の制御がしやすい。
本発明の撥水撥油剤組成物は、共重合体を20質量%含む組成物とした場合に、水以外の前記液状媒体を0〜40質量%含むのが好ましく、1〜20質量%がより好ましい。
【0077】
(界面活性剤)
界面活性剤としては、炭化水素系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤が挙げられ、それぞれ、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、または両性界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤としては、添加剤との相溶性の点からは、ノニオン性界面活性剤と両性界面活性剤との併用が好ましく、共重合体の安定性の点からは、ノニオン性界面活性剤の単独使用、またはノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤との併用が好ましい。
ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤との比(ノニオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤)は、97/3〜40/60(質量比)が好ましい。
【0078】
ノニオン性界面活性剤としては、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤s〜sからなる群、および特許第5569614号公報に記載のアミドアミン界面活性剤から選ばれる1種以上が好ましい。
界面活性剤がカチオン性界面活性剤を含む場合、該カチオン性界面活性剤としては、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤sが好ましい。
界面活性剤が両性界面活性剤を含む場合、該両性界面活性剤としては、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤sが好ましい。
また、界面活性剤として、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤s(高分子界面活性剤)を用いてもよい。
界面活性剤の好ましい態様は、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された好ましい態様と同様である。
【0079】
ノニオン性界面活性剤の好ましい具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
1837O[CHCH(CH)O]−(CHCHO)30H、
1835O−(CHCHO)26H、
1835O−(CHCHO)30H、
1633O[CHCH(CH)O]−(CHCHO)20H、
1225O[CHCH(CH)O]−(CHCHO)15H、
(C17)(C13)CHO−(CHCHO)15H、
1021O[CHCH(CH)O]−(CHCHO)15H、
13CHCHO−(CHCHO)15H、
13CHCHO[CHCH(CH)O]−(CHCHO)15H、
CHCHO[CHCH(CH)O]−(CHCHO)15H。
HO−(CHCHO)15−(CO)35−(CHCHO)15H、
HO−(CHCHO)−(CO)35−(CHCHO)H、
HO−(CHCHO)−(CO)20−(CHCHO)H、
HO−(CHCHO)45−(CO)17−(CHCHO)45H、
HO−(CHCHO)34−(CHCHCHCHO)28−(CHCHO)34H。
【0080】
カチオン性界面活性剤の好ましい具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、
ステアリルジメチルモノエチルアンモニウムエチル硫酸塩、
ステアリルモノメチルジ(ポリエチレングリコール)アンモニウムクロライド、
フルオロヘキシルトリメチルアンモニウムクロライド、
ジ(牛脂アルキル)ジメチルアンモニウムクロライド、
ジメチルモノココナッツアミン酢酸塩、
特許第5569614号公報に記載のアミドアミン第4級アンモニウム塩等。
【0081】
両性界面活性剤の好ましい具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
ドデシルベタイン、
ステアリルベタイン、
ドデシルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、
ドデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン、
脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン。
【0082】
界面活性剤の合計量は、共重合体(100質量部)に対して、1〜10質量部が好ましく、2〜8質量部がより好ましい。
【0083】
(添加剤)
添加剤としては、浸透剤、消泡剤、吸水剤、帯電防止剤、防皺剤、風合い調整剤、造膜助剤、水溶性高分子(ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等)、熱硬化剤(メラミン樹脂、ウレタン樹脂等)、エポキシ硬化剤(イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、1,6−ヘキサメチレンビス(N,N−ジメチルセミカルバジド)、1,1,1’,1,’−テトラメチル−4,4’−(メチレン−ジ−パラ−フェニレン)ジセミカルバジド、スピログリコール等)、熱硬化触媒、架橋触媒、合成樹脂、繊維安定剤等が挙げられる。
【0084】
(撥水撥油剤組成物の製造方法)
本発明の撥水撥油剤組成物は、たとえば、下記(i)または(ii)の方法で製造できる。
(i)界面活性剤および重合開始剤の存在下、液状媒体中にて単量体(a)〜(c)、必要に応じて単量体(d)〜(f)を含む単量体成分を重合して共重合体の溶液、分散液またはエマルションを得た後、必要に応じて、他の液状媒体、他の界面活性剤、添加剤を加える方法。
(ii)界面活性剤および重合開始剤の存在下、液状媒体中にて単量体(a)〜(c)、必要に応じて単量体(d)〜(f)を含む単量体成分を重合して共重合体の溶液、分散液またはエマルションを得た後、共重合体を分離し、共重合体に液状媒体、界面活性剤、必要に応じて添加剤を加える方法。
重合法としては、分散重合法、乳化重合法、懸濁重合法等が挙げられる。
【0085】
撥水撥油剤組成物の製造方法としては、界面活性剤および重合開始剤の存在下、水系液状媒体中で単量体(a)〜(c)、必要に応じて単量体(d)〜(f)を含む単量体成分を乳化重合して共重合体のエマルションを得る方法が好ましい。
共重合体の収率が向上する点から、乳化重合の前に、単量体、界面活性剤および水系液状媒体からなる混合物を前乳化することが好ましい。たとえば、単量体、界面活性剤および水系液状媒体からなる混合物を、ホモミキサーまたは高圧乳化機で混合分散する。
【0086】
重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤、放射線重合開始剤、ラジカル重合開始剤、イオン性重合開始剤等が挙げられ、水溶性または油溶性のラジカル重合開始剤が好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、レドックス系開始剤等の汎用の開始剤が、重合温度に応じて用いられる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系化合物が特に好ましく、水系液状媒体中で重合を行う場合、アゾ系化合物の塩がより好ましい。重合温度は20〜150℃が好ましい。
【0087】
単量体の重合の際には、分子量調整剤を用いてもよい。分子量調節剤としては、芳香族系化合物、メルカプトアルコール類またはメルカプタン類が好ましく、アルキルメルカプタン類が特に好ましい。分子量調整剤としては、メルカプトエタノール、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマ(CH=C(Ph)CHC(CHPh。ただし、Phはフェニル基である。)等が挙げられる。
【0088】
単量体(a)〜(f)の割合は、重合後に残存する単量体がほとんど検出されないことから、それぞれ上述した(a)単位〜(f)単位の割合と同様であり、好ましい態様も同様である。
【0089】
本発明の撥水撥油剤組成物は、共重合体が液状媒体中に粒子として分散していることが好ましい。共重合体の平均粒子径は、10〜1000nmが好ましく、10〜300nmがより好ましく、10〜200nmが特に好ましい。平均粒子径が該範囲であれば、界面活性剤等を多量に用いる必要がなく、撥水撥油性が良好であり、染色された布帛類を処理した場合に色落ちが発生せず、液状媒体中で分散粒子が安定に存在できて沈降することがない。共重合体の平均粒子径は、動的光散乱装置、電子顕微鏡等により測定できる。
【0090】
本発明の撥水撥油剤組成物の固形分濃度は、撥水撥油剤組成物の製造直後は、撥水撥油剤組成物(100質量%)中、25〜40質量%が好ましい。
本発明の撥水撥油剤組成物の固形分濃度は、物品の処理時は、撥水撥油剤組成物(100質量%)中、0.2〜5質量%が好ましい。
撥水撥油剤組成物の固形分濃度は、加熱前の撥水撥油剤組成物の質量と、120℃の対流式乾燥機にて4時間乾燥した後の質量とから計算される。
【0091】
(作用機序)
以上説明した本発明の撥水撥油剤組成物にあっては、(a)単位および(b)単位に加え、(c)単位をさらに有する共重合体を含むため、該撥水撥油剤組成物を用いて物品を処理することによって、撥水性、撥油性、豪雨耐久性および風合いのいずれもが良好である物品を得ることができる。
また、本発明の撥水撥油剤組成物にあっては、共重合体が炭素数7以上のR基を有する単量体に基づく構成単位を必須としておらず、むしろ含まない共重合体であることが好ましいため、環境への影響が指摘されているペルフルオロオクタン酸(PFOA)やペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)およびその前駆体、類縁体の含有量(固形分濃度20%とした場合の含有量)を国際公開第2009/081822号に記載の方法によるLC−MS/MSの分析値として検出限界以下にすることができる。
【0092】
<物品>
本発明の物品は、本発明の撥水撥油剤組成物を用いて処理された物品である。
本発明の撥水撥油剤組成物で処理される物品としては、繊維(天然繊維、合成繊維、混紡繊維等)、各種繊維製品、不織布、樹脂、紙、皮革、木材、金属、石、コンクリート、石膏、ガラス等が挙げられる。
処理方法としては、たとえば、公知の塗工方法によって物品に撥水撥油剤組成物を塗布または含浸した後、乾燥する方法が挙げられる。
【0093】
本発明の撥水撥油剤組成物を用いて物品を処理すると、皮膜が柔軟であるため繊維製品においてはその風合いが柔軟になり、高品位な撥水撥油性を物品に付与できる。また、表面の接着性に優れ、低温でのキュアリングでも撥水撥油性を付与できる。また、摩擦や洗濯による性能の低下が少なく、加工初期の性能を安定して維持できる。また、紙へ処理した場合は、低温の乾燥条件でも、優れたサイズ性、撥水性および耐油性を紙に付与できる。樹脂、ガラスまたは金属表面などに処理した場合には、物品への密着性が良好で造膜性に優れた撥水撥油性皮膜を形成できる。
【実施例】
【0094】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
例1〜4、8〜10は実施例であり、例5〜7、11は比較例である。
【0095】
(撥水性)
試験布について、JIS L 1092のスプレー試験にしたがって撥水性を評価した。撥水性は、1〜5の5段階の等級で表した。点数が大きいほど撥水性が良好であることを示す。等級に+(−)を記したものは、当該等級の標準的なものと比べてそれぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。
【0096】
(撥水性の摩擦耐久性)
摩擦試験機を用い、試験布の摩擦面を1000回摩擦し、温度25℃、湿度55%の部屋で一晩風乾させた後、試験布の摩擦面の前記撥水性を評価した。
【0097】
(撥水性の洗濯耐久性)
試験布について、JIS L 0217の別表103の水洗い法にしたがって、洗濯を10回または20回繰り返した。洗濯後、室温25℃、湿度55%の部屋で一晩風乾させた後、試験布の前記撥水性を評価した。
【0098】
(撥油性)
試験布について、AATCC−TM118−1966の試験方法にしたがって撥油性を評価した。撥油性は、表1に示す等級で表した。等級に+(−)を記したものは、それぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。
【0099】
【表1】
【0100】
(豪雨耐久性)
試験布について、JIS L 1092(C)法に記載の方法(ブンデスマン試験)にしたがって、降雨量を100cc/分、降雨水温を20℃、降雨時間10分とする条件で降雨させ、撥水性を評価した。撥水性は、1〜5の5段階の等級で表した。点数が大きいほど撥水性が良好であることを示す。等級に+(−)を記したものは、それぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。
【0101】
(豪雨耐久性の洗濯耐久性)
試験布について、JIS L 0217の別表103の水洗い法にしたがって、洗濯を5回繰り返した。洗濯後、室温25℃、湿度55%の部屋で一晩風乾させた後、試験布の前記豪雨耐久性を評価した。
【0102】
(風合い)
試験布を、室温20℃±2℃、湿度65%±2%の恒温恒湿室に1昼夜静置した後、官能評価で、柔軟性を下記基準にて判定した。
○:柔らかい。
△:ふつう。
×:硬い。
【0103】
(略号)
単量体(a):
C6FMA:C13OC(O)C(CH)=CH
【0104】
単量体(b):
BeA:ベヘニルアクリレート、
STA:ステアリルアクリレート。
【0105】
単量体(c):
PFPE−A:F−CFO−(CFCFO)i2−CFCH−OC(O)CH=CH(i2の平均:7)、
PFPE−B:CH=C(CH)C(O)O−CHCFO−(CFCFO)i1−(CFO)j1−CFCH−OC(O)C(CH)=CH(i1/j1≒1モル比、数平均分子量:約1000)、
PFPE−C:CH=C(CH)C(O)O−CHCFO−(CFCFO)i1−(CFO)j1−CFCH−OC(O)C(CH)=CH(i1/j1≒1モル比、数平均分子量:約2000)、
PFPE−D:G−CHCFO−(CFCFO)i1−(CFO)j1−CFCH−G(G:単官能ウレタンメタクリレート構造、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、Fluorolink(登録商標) MD700)、
PFPE−E:G−CHCFO−(CFCFO)i1−(CFO)j1−CFCH−G(G:2官能ウレタンメタクリレート構造、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、Fomblin(登録商標) MT70)。
【0106】
単量体(d):
VCl:塩化ビニル。
【0107】
単量体(e):
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
N−MAM:N−メチロールアクリルアミド。
【0108】
界面活性剤s
PEO−20:ポリオキシエチレンオレイルエーテル(花王社製、エマルゲン(登録商標)E430、エチレンオキシド約30モル付加物)の10質量%水溶液。
【0109】
界面活性剤s
P204:エチレンオキシドプロピレンオキシド重合物(日油社製、プロノン(登録商標)204、エチレンオキシドの割合は40質量%。)の10質量%水溶液。
【0110】
界面活性剤s
TMAC:ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの63質量%イソプロピルアルコールおよび水の混合溶液。
【0111】
液状媒体:
DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、
水:イオン交換水。
【0112】
分子量調整剤:
DoSH:n−ドデシルメルカプタン。
【0113】
重合開始剤:
VA061A:2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](和光純薬社製、VA061)の酢酸塩の10質量%水溶液。
【0114】
ペルフルオロポリエーテル:
−1:ペルフルオロポリエーテルジオール(ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、Fluorolink(登録商標) D2)、
PFPE−2:ペルフルオロポリエーテルジオール(ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、Fluorolink(登録商標) D4000)。
【0115】
〔例1〕
ガラス製ビーカーに、C6FMAの4.5g、BeAの15.0g、PFPE−Aの0.12g、PEO−20の6.23g、TMACの0.25g、P204の1.25g、DPMの15.0g、水の29.7g、DoSHの0.25gを入れ、60℃で30分間加温した後、ホモミキサー(日本精機製作所社製、バイオミキサー)を用いて混合して混合液を得た。
【0116】
得られた混合液を、60℃に保ちながら高圧乳化機(APVラニエ社製、ミニラボ)を用いて、40MPaで処理して乳化液を得た。得られた乳化液をステンレス製反応容器に入れ、40℃以下となるまで冷却した。VA061Aの2.49gを加えて、気相を窒素置換した後、VClの5.4gを添加した。撹拌しながら60℃で15時間重合反応を行い、共重合体のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表3に示す。
【0117】
共重合体のエマルションを蒸留水で希釈し、固形分濃度を1質量%に調整した後、メラミン樹脂架橋剤(DIC社製、ベッカミン(登録商標)M3)および酸触媒(DIC社製、アクセラレーターACX)を、それぞれの濃度が0.3質量%となるように添加し、撥水撥油剤組成物を得た。
【0118】
撥水撥油剤組成物に、染色済みナイロンタフタを浸漬し、それぞれウェットピックアップが45質量%となるように絞った。これを110℃で60秒間乾燥した後、170℃で60秒間乾燥したものを試験布とした。該試験布について、撥油性、撥水性、撥水性の摩擦耐久性、撥水性の洗濯耐久性、豪雨耐久性、豪雨耐久性の洗濯耐久性および風合いを評価した。結果を表4に示す。
【0119】
〔例2〜4、例7〜11〕
単量体の種類および/または仕込量を表2に示す量に変更した以外は、例1と同様にして共重合体のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表3に示す。
該エマルションを用いた以外は、例1と同様にして撥水撥油剤組成物を得た。
該撥水撥油剤組成物を用いた以外は、例1と同様にして試験布を得た。該試験布について、撥油性、撥水性、撥水性の摩擦耐久性、撥水性の洗濯耐久性、豪雨耐久性、豪雨耐久性の洗濯耐久性および風合いを評価した。結果を表4に示す。
【0120】
〔例5、6〕
単量体の種類および/または仕込量を表2に示す量に変更し、ペルフルオロポリエーテルを添加した混合液を得る以外は、例1と同様にして共重合体のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位およびペルフルオロポリエーテルの割合を表3に示す。
該エマルションを用いた以外は、例1と同様にして撥水撥油剤組成物を得た。
該撥水撥油剤組成物を用いた以外は、例1と同様にして試験布を得た。該試験布について、撥油性、撥水性、撥水性の摩擦耐久性、撥水性の洗濯耐久性、豪雨耐久性、豪雨耐久性の洗濯耐久性および風合いを評価した。結果を表4に示す。
【0121】
【表2】
【0122】
【表3】
【0123】
【表4】
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明の撥水撥油剤組成物は、繊維製品(衣料物品(スポーツウェア、コート、ブルゾン、作業用衣料、ユニフォーム等)、かばん、産業資材等)、不織布、皮革製品、木材、石材、コンクリート系建築材料等に撥水撥油性を付与するための撥水撥油剤として有用である。また、有機溶媒液体またはその蒸気存在下で用いられる濾過材料用コーティング剤、表面保護剤、エレクトロニクス用コーティング剤、防汚コーティング剤として有用である。さらに、ポリプロピレン、ナイロン等と混合して成形、繊維化することにより撥水撥油性を付与する用途にも有用である。
なお、2014年12月17日に出願された日本特許出願2014−254937号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。