(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023170158
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】アミド基含有単量体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C07C 231/12 20060101AFI20231124BHJP
C09K 3/18 20060101ALI20231124BHJP
C07C 233/18 20060101ALI20231124BHJP
D06M 15/263 20060101ALI20231124BHJP
【FI】
C07C231/12
C09K3/18 101
C07C233/18 CSP
D06M15/263
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022081699
(22)【出願日】2022-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129791
【弁理士】
【氏名又は名称】川本 真由美
(74)【代理人】
【識別番号】100221501
【弁理士】
【氏名又は名称】式見 真行
(74)【代理人】
【識別番号】100224605
【弁理士】
【氏名又は名称】畠中 省伍
(72)【発明者】
【氏名】上杉 憲正
(72)【発明者】
【氏名】坂下 浩敏
【テーマコード(参考)】
4H006
4H020
4L033
【Fターム(参考)】
4H006AA01
4H006AA02
4H006AB46
4H006AB84
4H006AC48
4H006AC53
4H006BA10
4H006BA32
4H006BC10
4H020BA05
4L033AB01
4L033AB04
4L033AC03
4L033CA18
(57)【要約】 (修正有)
【課題】効率的に不純物の少ないアミド基含有単量体を製造する方法を提供すること。
【解決手段】下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得る、エステル交換反応工程を含み、
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下である、アミド基含有単量体の製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得る、エステル交換反応工程を含み、
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下である、アミド基含有単量体の製造方法。
【請求項2】
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するアルカリ金属元素の合計量が300ppm以下である、請求項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
【請求項3】
水洗又はアルカリ吸着処理により前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの量を低減する、低減工程を含む、請求項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
【請求項4】
前記アミド基含有アルコールにおいて、R12が炭素数11以上の脂肪族炭化水素基である、請求項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
【請求項5】
前記アミド基含有アルコールにおいて、
R11が水素原子又はメチル基であり、
Y1が炭素数2~4のアルキレン基であり、
R12が炭素数10~30の直鎖アルキル基である、請求項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
【請求項6】
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が30ppm以下である、請求項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
【請求項7】
下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得るエステル交換反応工程を含む、前記アミド基含有単量体の製造方法における、
不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下であるアミド基含有アルコールの使用。
【請求項8】
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体であって、
前記アミド基含有単量体の不純物として存在するマイケル付加生成物の量が前記アミド基含有単量体に対して2重量%以下である、アミド基含有単量体。
【請求項9】
R12が炭素数11以上の脂肪族炭化水素基である、請求項8に記載のアミド基含有単量体。
【請求項10】
R11が水素原子又はメチル基であり、
Y1が炭素数2~4のアルキレン基であり、
R12が炭素数10以上30以下の直鎖アルキル基である、請求項8又は9に記載のアミド基含有単量体。
【請求項11】
請求項8に記載のアミド基含有単量体を重合する、重合工程を含む、アミド基含有重合体の製造方法。
【請求項12】
前記重合工程において、さらに、炭化水素系単量体、架橋性単量体、及びハロゲン化オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種を重合する、請求項11に記載のアミド基含有重合体の製造方法。
【請求項13】
請求項11又は12に記載のアミド基含有重合体の製造方法によりアミド基含有重合体を製造する、重合体製造工程を含む、分散液の製造方法。
【請求項14】
請求項11又は12に記載のアミド基含有重合体の製造方法によりアミド基含有重合体を製造する、重合体製造工程を含む、撥水剤組成物又は耐油剤組成物の製造方法。
【請求項15】
請求項14に記載の製造方法により撥水剤組成物又は耐油剤組成物を製造する、撥水剤組成物又は耐油剤組成物製造工程;及び
前記撥水剤組成物又は前記耐油剤組成物で基材を処理する、処理工程を含む、処理された繊維製品又は紙製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示はアミド基含有単量体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1において、優れた撥水性を与える撥水剤組成物として、式:
R2C(=O)NHR3OR1
[式中、R1は、エチレン性不飽和重合性基を有する有機残基、
R2は、炭素数7~30の炭化水素基、
R3は、炭素数1~5の炭化水素基である。]
で示されるアミド構造を有する単量体を重合して得られる含フッ素重合体を含む撥水剤組成物を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、効率的に不純物の少ないアミド基含有単量体を製造する方法を提供することを課題とする。また、放置安定性に優れ、作業性や生産性に優れるアミド基含有重合体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は以下の態様を含む:
[項1]
下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得る、エステル交換反応工程を含み、
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下である、アミド基含有単量体の製造方法。
[項2]
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するアルカリ金属元素の合計量が300ppm以下である、項1に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
[項3]
水洗又はアルカリ吸着処理により前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの量を低減する、低減工程を含む、項1又は2に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
[項4]
前記アミド基含有アルコールにおいて、R12が炭素数11以上の脂肪族炭化水素基である、項1~3のいずれか一項に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
[項5]
前記アミド基含有アルコールにおいて、
R11が水素原子又はメチル基であり、
Y1が炭素数2~4のアルキレン基であり、
R12が炭素数10~30の直鎖アルキル基である、項1~4のいずれか一項に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
[項6]
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が30ppm以下である、項1~5のいずれか一項に記載のアミド基含有単量体の製造方法。
[項7]
下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得るエステル交換反応工程を含む、前記アミド基含有単量体の製造方法における、
不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下であるアミド基含有アルコールの使用。
[項8]
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体であって、
前記アミド基含有単量体の不純物として存在するマイケル付加生成物の量が前記アミド基含有単量体に対して2重量%以下である、アミド基含有単量体。
[項9]
R12が炭素数11以上の脂肪族炭化水素基である、項8に記載のアミド基含有単量体。
[項10]
R11が水素原子又はメチル基であり、
Y1が炭素数2~4のアルキレン基であり、
R12が炭素数10以上30以下の直鎖アルキル基である、項8又は9に記載のアミド基含有単量体。
[項11]
項8~10のいずれか一項に記載のアミド基含有単量体を重合する、重合工程を含む、アミド基含有重合体の製造方法。
[項12]
前記重合工程において、さらに、炭化水素系単量体、架橋性単量体、及びハロゲン化オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種を重合する、項11に記載のアミド基含有重合体の製造方法。
[項13]
項11又は12に記載のアミド基含有重合体の製造方法によりアミド基含有重合体を製造する、重合体製造工程を含む、分散液の製造方法。
[項14]
項11又は12に記載のアミド基含有重合体の製造方法によりアミド基含有重合体を製造する、重合体製造工程を含む、撥水剤組成物又は耐油剤組成物の製造方法。
[項15]
項14に記載の製造方法により撥水剤組成物又は耐油剤組成物を製造する、撥水剤組成物又は耐油剤組成物製造工程;及び
前記撥水剤組成物又は前記耐油剤組成物で基材を処理する、処理工程を含む、処理された繊維製品又は紙製品の製造方法。
【発明の効果】
【0006】
本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法では、効率的に不純物の少ないアミド基含有単量体を製造できる。また、本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法により得られるアミド基含有単量体を用いて製造される分散液は放置安定性に優れ、作業性及び生産性の観点から有利である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本開示の実施例の自然沈降試験において使用する沈降菅の模式図である。
【
図2】本開示の実施例の遠心沈降試験において使用する沈降菅の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
<アミド基含有単量体>
本開示におけるアミド基含有単量体は、下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表され、
前記アミド基含有単量体の不純物として存在するマイケル付加生成物の量が前記アミド基含有単量体に対して2重量%未満である。
【0009】
[アミド基含有単量体の構造]
アミド基含有単量体は
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表される。
【0010】
R11は、水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子である。一価の有機基の例としては、シアノ基、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基(例えばアルキル基、アルケニル基等)、及び炭素数5~12の芳香族基等が挙げられる。ハロゲン原子の例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。R11は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、シアノ基、置換又は非置換のベンジル基、置換又は非置換のフェニル基であってよく、例えば水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基であり、好ましくは水素原子、メチル基、塩素原子、特に水素原子又はメチル基である。
【0011】
Y1は、2~4価の炭素数1~6の炭化水素基である。Y1は、2又は3価の基であってよく、例えば2価である。Y1の炭素数は1~6であってよく、例えば、1以上、2以上、3以上、又は4以上であってよく、6以下、5以下、4以下、又は3以下であってよく、例えば2~4、又は2~3である。Y1は脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であってよく、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、例えばアルキレン基である。Y1は直鎖状又は分岐鎖状であってよく、好ましくは直鎖状である。
【0012】
R12は一価の炭素数6~40の炭化水素基である。R12は分岐状又は長鎖(もしくは長鎖の直鎖状)の炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であってよく、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、特に飽和の脂肪族炭化水素基(アルキル基)である。R12の炭素数は、6以上、8以上、10以上、11以上、12以上、14以上、16以上、又は18以上であってよく、好ましくは10以上、より好ましくは12以上である。R11の炭素数は40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、15以下、又は10以下であってよく、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。
【0013】
アミド基含有単量体の具体例は、次のとおりである。下記の化学式の化合物は、α位が水素原子であるアクリル化合物であるが、α位がメチル基であるメタクリル化合物及びα位が塩素原子であるαクロロアクリル化合物であってよい。
CH2=CHC(=O)OCmH2mNHC(=O)CnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)C17H35
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)C15H31
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)C17H35とCH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)C15H31との混合物
[上記式中、nは6~40であり、mは1~6である。]
【0014】
[マイケル付加生成物]
アミド基含有単量体は不純物としてのマイケル付加生成物を有し得る。マイケル付加生成物はアミド基含有単量体にアルコールが付加した構造を有し、アミド基含有単量体の2量体にアルコールが付加した構造であってもよい。ここで、アルコールはアミド基含有単量であるアミド基含有アルコールであってもよいし、原料エステルの分解により生じるアルコールであってもよい。
【0015】
アミド基含有単量体にアルコールが付加した構造のマイケル付加生成物の例としては、式:
R
12-C(=O)NH-Y
1-O-CH
2CH(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12
R
13-O-CH
2CH(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12
で表される化合物が挙げられ、具体例としては、
等が挙げられる。
【0016】
アミド基含有単量体の二量体にアルコールが付加した構造のマイケル付加生成物の例としては、式:
R
12-C(=O)NH-Y
1-O-CH
2C(CH
2CH(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12)(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12
R
13-O-CH
2C(CH
2CH(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12)(-R
11)C(=O)O-Y
1-NHC(=O)-R
12
で表される化合物が挙げられ、具体例としては、
等が挙げられる。
【0017】
アミド基含有単量体中、マイケル付加生成物の量は、アミド基含有単量体に対して0重量%以上、0.1重量%以上、0.3重量%以上、0.5重量%以上、又は0.7重量%以上であってよい。アミド基含有単量体中、マイケル付加生成物の量は、アミド基含有単量体に対して2重量%以下、2重量%未満、1.6重量%以下、1.2重量%以下、0.8重量%以下、又は0.4重量%以下であってよく、好ましくは1.2重量%以下、より好ましくは0.8重量%以下である。マイケル付加生成物の含有量はLCMS分析等一般的な手法により測定できる。
【0018】
<アミド基含有単量体の製造方法>
本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法は、
下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有アルコールから
下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)O-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表されるアミド基含有単量体を得る、エステル交換反応工程を含み、
前記アミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下である。
【0019】
[エステル交換反応工程]
本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法はエステル交換反応工程を含む。エステル交換反応工程においては、アミド基含有アルコールと原料エステルとを必要により触媒を用いて反応させてアミド基含有単量体を得ることができる。
【0020】
(アミド基含有アルコール)
本開示におけるアミド基含有アルコールは、下記式:
HO-Y1-NHC(=O)-R12
[式中、
Y1が2~4価の炭素数1~6の炭化水素基であり、
R12が一価の炭素数6~40の炭化水素基である。]
で表され、不純物として存在するNa、K及びLiの合計量が300ppm以下である。
【0021】
アミド基含有アルコールはアミド基含有単量体におけるCH2=C(-R11)C(=O)-をH-に置換した化合物であり、アミド基含有単量体におけるY1及びR12についての説明をアミド基含有アルコールにおけるY1及びR12についての説明として援用できる。
【0022】
(アルカリ金属元素)
アミド基含有アルコールは不純物としてのアルカリ金属元素、特にNa、K及びLiからなる群から選択された少なくとも一種を有し得る。アルカリ金属元素は、塩、酸化物、水酸化物、アルコラート又はイオンの状態で存在し得る。
【0023】
アミド基含有アルコール中、アルカリ金属元素の合計量は、0ppm以上、5ppm以上、30ppm以上、50ppm以上、70ppm以上、100ppm以上であってよい。アミド基含有アルコール中、アルカリ金属元素の合計量は、300ppm以下、300ppm未満、280ppm以下、200ppm以下、160ppm以下、120ppm以下、80ppm以下、50ppm以下、30ppm以下、又は10ppm以下であってよく、好ましくは200ppm以下、より好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である。
【0024】
アミド基含有アルコール中、Na、K及びLiの合計量は、0ppm以上、5ppm以上、30ppm以上、50ppm以上、70ppm以上、100ppm以上であってよい。アミド基含有アルコール中、Na、K及びLiの合計量は、300ppm以下、300ppm未満、280ppm以下、200ppm以下、160ppm以下、120ppm以下、80ppm以下、50ppm以下、30ppm以下、又は10ppm以下であってよく、好ましくは200ppm以下、より好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である。アルカリ金属元素の合計量や、Na、K及びLiの合計量はICP発行分光分析法等により測定できる。
【0025】
(原料エステル)
原料エステルは、下記式:
CH2=C(-R11)C(=O)OR13
[式中、
R11が水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
R13は一価の有機基である。]
で表さる。
【0026】
原料エステルはアミド基含有単量体における-O-Y1-NHC(=O)-R12を-OR13に置換した化合物であり、アミド基含有単量体におけるR11についての説明を原料エステルにおけるR11についての説明として援用できる。原料エステルにおけるR11は例えば水素又はメチルである。
【0027】
R13は一価の有機基であり、原料エステルとアルコールとのエステル交換反応性を失わせない基であれば特に限定されないが、典型的には炭化水素基であり、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基であってよく、例えば炭素数1~6(例えば炭素数1~3)のアルキル基、特にメチル基又はエチルであってよい。
【0028】
エステル交換反応工程に用いる原料エステルのアミド基含有アルコールに対するモル比は通常1以上である。原料エステルのアミド基含有アルコールに対するモル比は1.1以上、2以上、3以上であってよい。原料エステルのアミド基含有アルコールに対するモル比は、10以下、8以下、又は6以下であってよい。
【0029】
(触媒)
エステル交換反応は必要により触媒を用いてもよい。触媒の例としては、特に限定されず、公知のエステル交換触媒を用いることができ、触媒は均一触媒又は不均一触媒であってよい。触媒の例としては、酸化バリウム、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の酸化物水酸化すず、水酸化鉛、水酸化ニッケル等の水酸化物塩化すず、塩化鉛、塩化ジルコニウム、塩化ニッケル等の塩化物、炭酸鉛、炭酸亜鉛、炭酸ニッケル、炭酸ルビジウム等の炭酸塩、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素セシウム等の炭酸水素塩、リン酸ルビジウム、リン酸鉛、リン酸亜鉛、リン酸ニッケル等のリン酸塩、硝酸鉛、硝酸亜鉛、硝酸ニッケル等の硝酸塩、酢酸鉛、酢酸亜鉛、酢酸ニッケル等の酢酸塩、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のアルコキシ化合物、亜鉛アセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、ジブトキシチタンアセチルアセトナート、チタンアセチルアセトナート、マグネシウムアセチルアセトナート、ジブトキシ錫アセチルアセトナート等のアセチルアセトナート錯体化合物、ジメチル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫アセテート、ジブチル錫ジラウレート等の錫化合物、チタントリエタノールアミネート(チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート))のようなキレート化合物等が挙げられる。触媒の使用量は原料エステルとアミド基含有アルコールの総量に対して0.02~10重量%の範囲であり、より好ましくは0.1~5重量%の範囲である。
【0030】
(重合禁止剤)
原料エステルや生成物のアミド基含有単量体の重合を抑止する観点から、重合禁止剤を用いることが好ましい。重合禁止剤としては、公知慣用のポリマー合成の重合禁止剤を特に制限無く用いることができる。重合禁止剤の例としては、ベンゾキノン、ハイドロキノン、カテコール、ジフェニルベンゾキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ナフトキノン、t-ブチルカテコール、t-ブチルフェノール、ジメチル-t-ブチルフェノール、t-ブチルクレゾール、フェノチアジン等が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0031】
重合禁止剤の量は反応条件等に応じて適宜設定できる。重合禁止剤の量は重合性反応原料に対して、通常5ppm以上、10ppm以上、50ppm以上、100ppm以上、又は300ppm以上であってよい。重合禁止剤の量は重合性反応原料に対して、10000ppm以下、5000ppm以下、1000ppm以下、又は500ppm以下であってよい。
【0032】
(反応条件)
エステル交換反応は、溶媒の非存在下でも、エステル交換反応の反応物に影響を与えない適切な溶媒の存在下でも行うことが出来る。
【0033】
エステル交換反応における温度は、反応原料や反応溶媒等に応じて適宜設定できる。一般的に反応温度が高いほど反応速度も速くなる。エステル交換反応における反応温度は、20℃以上、30℃以上、60℃以上、又は80℃以上であってよい。エステル交換反応における反応温度は、180℃以下、160℃以下、140℃以下、120℃以下、又は100℃以下であってよい。
【0034】
反応時間は反応温度や反応原料等に応じて適宜設定できる。反応時間は15分以上、30分以上、1時間以上、又は3時間以上であってよい。反応時間は48時間以下、24時間以下、12時間以下、6時間以下、又は3時間以下であってよい。
【0035】
本開示におけるエステル交換反応工程を概説すれば、次のとおりである。アミド基含有アルコールと原料エステルとを適切な比率で、反応器(例えば、ディーン・スターク管付きの容器)に仕込む。次に、必要に応じて、適切な量の触媒、重合禁止剤及び溶媒を反応混合物中に添加する。空気流下に反応混合物を攪拌しながら、適切な温度範囲、通常は反応系の還流温度まで加熱する。反応混合物を攪拌しながら、反応を完結させる為に、反応中にエステル交換反応により生じるアルコールを多くの場合は過剰の原料エステル又は反応溶媒との共沸物として、分留管により除去する。同時に必要に応じて同量の原料エステル又は反応溶媒を反応混合物中に加えて、反応器の内容物の量を一定に保ってもよい。反応中、反応混合物中の目的生成物の含量をガスクロマトグラフィー分析等により追跡し、目的生成物の含量が90%以上になるまで反応を続ければよい。
【0036】
[低減工程]
本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法は、エステル交換反応前において、アミド基含有アルコールの不純物として存在するアルカリ金属元素、特にNa、K及びLiを低減する、低減工程を含んでもよい。低減工程は特に限定されるものではないが、水洗又はアルカリ吸着処理によりアミド基含有アルコールの不純物として存在するNa、K及びLiの量を低減してもよい。
【0037】
水洗又はアルカリ吸着処理は、アルカリ金属元素の合計量、特にNa、K及びLiの合計量が上記範囲となるまで、必要により繰り返し行ってもよい。水洗は純水を用いることが好ましく、例えば温純水を用いてもよい。アルカリ吸着処理はアルカリ吸着性担体にアミド基含有アルコール溶液を接触させることにより行われてよい。アルカリ吸着性担体としては、例えば、ゼオライト、メタロシリケート、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、活性炭等の各種吸着性材料を用いてもよい。吸着剤の比表面積は一般的に大きい程、吸着能に優れるが逆に取り扱いや吸着剤の除去が困難になる。比表面積は特に限定されるものではないが、上記を十分考慮して適宜選択すべきであり、50m2/g~800m2/gが好ましい。
【0038】
[精製工程]
本開示におけるアミド基含有単量体の製造方法は、エステル交換反応生成物であるアミド基含有単量体を精製する工程を含んでもよい。例えば、必要ならばエステル交換反応生成物をカラムによる分取等で精製してもよい。
【0039】
<アミド基含有重合体>
本開示におけるアミド基含有重合体は、上述のアミド基含有単量体から誘導された繰り返し単位を有する。本開示におけるアミド基含有重合体は、さらに、炭化水素系単量体、架橋性単量体、及びハロゲン化オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種から誘導された繰り返し単位を有してもよい。本開示におけるアミド基含有重合体は炭素数8以上のフルオロアルキル基、炭素数8以上のパーフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、フルオロアルキル基、又はフッ素原子を有しなくてもよい。
【0040】
[炭化水素系単量体]
炭化水素系単量体は、一のエチレン性不飽和二重結合及び炭素数6~40の炭化水素基を有する。ただし、上述したアミド基含有単量体は含まない。
【0041】
炭化水素系単量体は少なくとも一の炭素数6~40の炭化水素基を有していてよい。当該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、特に飽和の脂肪族炭化水素基、特にアルキル基であることが好ましい。当該炭化水素基は直鎖状又は分岐鎖状であってよく、好ましくは直鎖状である。当該炭化水素基の炭素数は6以上、8以上、10以上、12以上、14以上、16以上、又は18以上であってよく、好ましくは10以上、より好ましくは12以上である。当該炭化水素基の炭素数は40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、15以下、又は10以下であってよく、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。
【0042】
炭化水素系単量体は式:
CH2=C(-R21)-C(=O)-Y2-(R22)j
[式中、
R21は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y2は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C6H4-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)2-及び-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも一以上で構成される2~4価の基であり、
R22は炭素数6~40の炭化水素基であり、
jは1~3である。]
で示される単量体であってよい。
【0043】
R21は、水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子である。一価の有機基の例としては、シアノ基、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基(例えばアルキル基、アルケニル基等)、及び炭素数5~12の芳香族基等が挙げられる。ハロゲン原子の例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。R21は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、シアノ基、置換又は非置換のベンジル基、置換又は非置換のフェニル基であってよく、例えば水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基であり、好ましくは水素原子、メチル基、塩素原子、特に水素原子又はメチル基である。
【0044】
Y2は、2価の基であることが好ましい。Y2を構成する炭素数1の炭素数1の炭化水素基の例は、-CH2-、枝分かれ構造を有する-CH=及び枝分かれ構造を有する-C≡である。
【0045】
Y2は、-Y’-、-Y’-Y’-、-Y’-C(=O)-、-C(=O)-Y’-、-Y’-C(=O)-Y’-、-Y’-X’-、-Y’-X’-Y’-、-Y’-X’-Y’-C(=O)-、-Y’-X’-C(=O)-Y’-、-Y’-X’-Y’-C(=O)-Y’-、又は-Y’-X’-Y’-X’-
[式中、Y’はそれぞれ独立して、直接結合、-O-、-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)又は-S(=O)2-であり、
X’は-(CH2)m-(mは1~5の整数である)、炭素数1~5の不飽和結合を有する直鎖状の炭化水素基、炭素数1~5の枝分かれ構造を有する炭化水素基、又は-(CH2)l-C6H4-(CH2)l-(lはそれぞれ独立して0~5の整数であり、-C6H4-はフェニレン基である)である。]
であってよい。Y2は2価の炭化水素基のみでないことが好ましい。
【0046】
Y2の具体例は、-O-、-NH-、-O-C(=O)-、-NH-C(=O)-、-O-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=O)-NH-、-O-C6H4-、-NH-C6H4-、-O-(CH2)m-O-、-NH-(CH2)m-NH-、-O-(CH2)m-NH-、-NH-(CH2)m-O-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-、-O-(CH2)m-C(=O)-O-、-NH-(CH2)m-O-C(=O)-、-NH-(CH2)m-C(=O)-O-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、-O-(CH2)m-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-O-C6H4-、-O-(CH2)m-NH-S(=O)2-、-O-(CH2)m-S(=O)2-NH-、-NH-(CH2)m-NH-S(=O)2-、-NH-(CH2)m-S(=O)2-NH-、-NH-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、-NH-(CH2)m-C(=O)-NH-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-NH-、-NH-(CH2)m-O-C6H4-、又は-NH-(CH2)m-NH-C6H4-である[式中、mは1~5の整数、特に2又は4である。]。
【0047】
Y2は、-O-、-NH-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-S(=O)2-又は-O-(CH2)m-S(=O)2-NH-、-NH-(CH2)m-O-C(=O)-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-、-NH-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、-NH-(CH2)m-NH-C(=O)-NH-
[式中、mは1~5の整数、特に2又は4である。]
であることが好ましい。Y2は、-O-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、-O-(CH2)m-NH-S(=O)2-又は-O-(CH2)m-S(=O)2-NH-(例えば-O-)であることがより好ましい。
【0048】
R22は各出現で独立して一価の炭素数6~40の炭化水素基である。R22は分岐状又は長鎖(もしくは長鎖の直鎖状)の炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基は、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であってよく、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、特に飽和の脂肪族炭化水素基(アルキル基)である。R22の炭素数は、6以上、8以上、10以上、12以上、14以上、16以上、又は18以上であってよく、好ましくは10以上、より好ましくは12以上である。R11の炭素数は40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、15以下、又は10以下であってよく、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。R22の1、2、又は全てが上記構造を有してよく、R22の少なくとも一以上が上記構造を有することが好ましい。
【0049】
jは1~3であり、1又は2であってよく、例えば1である。
【0050】
炭化水素系単量体の具体例は、次のとおりである。下記の化学式の化合物は、α位が水素原子であるアクリル化合物であるが、α位がメチル基であるメタクリル化合物及びα位が塩素原子であるαクロロアクリル化合物であってよい。
CH
2=CHC(=O)OC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
18H
37
CH
2=CHC(=O)OC
16H
33
CH
2=CHC(=O)OC
2H
4OC(=O)NHC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
2H
4NHC(=O)OC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
2H
4NHC(=O)NHC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
4H
8OC(=O)NHC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
2H
4OC(=O)NHC
18H
37
CH
2=CHC(=O)OC
2H
4NHC(=O)OC
18H
37
CH
2=CHC(=O)NHC
mH
2mOC(=O)NHC
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
mH
2mNHSO
2C
nH
2n+1
CH
2=CHC(=O)OC
mH
2mSO
2NHC
nH
2n+1
[上記式中、nは6~40であり、mは1~6である。]
【0051】
撥水剤組成物の撥液性の観点から、炭化水素系単量体は、アミド基、ウレア基又はウレタン基を有する炭化水素系単量体を含んでもよい。アミド基、ウレア基又はウレタン基を有する炭化水素系単量体とアミド基、ウレア基又はウレタン基を有しない炭化水素系単量体との組合せであってもよい。アミド基、ウレア基又はウレタン基を有する炭化水素系単量体の例としては、CH2=C(-R21)-C(=O)-O-(CH2)m-O-C(=O)-NH-R22、CH2=C(-R21)-C(=O)-O-(CH2)m-NH-C(=O)-O-R22、及びCH2=C(-R21)-C(=O)-O-(CH2)m-NH-C(=O)-NH-R22等が挙げられる。ここで、mは1~6の整数、特に2又は4であってよい。
【0052】
炭化水素系単量体は、非環状炭化水素基含有単量体のみであってもよいが、環状炭化水素基含有単量体を含んでもよい。環状炭化水素基含有単量体は、環状炭化水素基を有する単量体であり、一のエチレン性不飽和二重結合と、環状炭化水素基とを有する単量体であってよい。
【0053】
環状炭化水素基含有単量体は、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリル基を有することが好ましく、例えば、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリレート基又は(メタ)アクリルアミド基を有してもよい。
【0054】
環状炭化水素基は、脂環族又は芳香族であってよく、脂環族であることが好ましい。環状炭化水素基は、飽和又は不飽和であってよく、飽和であることが好ましい。環状炭化水素基は、単環基、多環基、橋かけ環基であってよく、橋架け環基が好ましい。環状炭化水素基は鎖状基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基)を有していてよい。
【0055】
環状炭化水素基の炭素数は4以上、6以上、又は8以上であってよく、30以下、26以下、22以下、18以下、又は14以下であってよい。
【0056】
環状炭化水素基の具体例としては、シクロヘキシル基、t-ブチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、2-メチル-2-アダマンチル基、2-エチル-2-アダマンチル基、ボルニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、ベンジル基、フェニル基、ナフチル基、2-t-ブチルフェニル基、これらの基から1以上の水素原子を除いた残基(例えば、シクロへキシレン基、アダマンチレン基、フェニレン基、ナフチレン基等)及びこれらの置換体である基等が挙げられる。
【0057】
環状炭化水素基含有単量体の具体例としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、これらのアクリレートをアクリルアミドに置換した化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0058】
[ハロゲン化オレフィン単量体]
アミド基含有重合体は、ハロゲン化オレフィン単量体から誘導された繰り返し単位を有してよい。ハロゲン化オレフィン単量体は、フッ素原子を有しないことが好ましい。ハロゲン化オレフィン単量体は、1~10の塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子で置換されている炭素数2~20のオレフィンであることが好ましい。ハロゲン化オレフィン単量体は、炭素数2~20の塩素化オレフィン、特に1~5の塩素原子を有する炭素数2~5のオレフィンであることが好ましい。ハロゲン化オレフィン単量体の好ましい具体例は、ハロゲン化ビニル、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、ヨウ化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、例えば塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、ヨウ化ビニリデンである。撥水性(特に撥水性の耐久性)が高くなるので、塩化ビニルが好ましい。ハロゲン化オレフィン単量体から誘導された繰り返し単位が存在することにより、アミド基含有重合体が与える洗濯耐久性が高くなる。
【0059】
[架橋性単量体]
アミド基含有重合体は架橋性単量体から誘導される繰り返し単位を有してよい。架橋性単量体は重合体に架橋性を付与することが可能な単量体であって、反応性基及びオレフィン性炭素-炭素二重結合からなる群から選択される少なくとも二を有してよい。架橋性単量体は、少なくとも二のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、又は少なくとも一のエチレン性不飽和二重結合及び少なくとも一の反応性基を有する化合物であってよい。
【0060】
架橋性単量体は、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリル基を有することが好ましく、例えば、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリレート基又は(メタ)アクリルアミド基を有してもよい。
【0061】
反応性基の例としては、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックドイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、カルボニル基、イソシアネート基等が挙げられる。
【0062】
架橋性単量体の具体例としては、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)クリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、モノクロロ酢酸ビニル、メタクリル酸ビニル、グリシジル(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0063】
[その他単量体]
アミド基含有重合体は上述した単量体以外のその他単量体から誘導された繰り返し単位を含有してもよい。
【0064】
その他単量体の具体例としては、例えば、アクリロニトリル、アルコキシポリアルキレンレングリコール(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、酢酸ビニル、ビニルアルキルエーテル等が含まれる。その他の単量体はこれらの例に限定されない。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0065】
[アミド基含有重合体の組成等]
アミド基含有単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、5重量%以上、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、35重量%以上、45重量%以上、55重量%以上、又は65重量%以上であってよい。アミド基含有単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、98重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下又は60重量%以下であってよい。
【0066】
炭化水素系単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、5重量%以上、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、35重量%以上、45重量%以上、55重量%以上、又は65重量%以上であってよい。炭化水素系単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、98重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下又は60重量%以下であってよい。炭化水素系単量体のうち、環状炭化水素基含有単量体は、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上、50重量%以上、又は75重量%以上であってよい。炭化水素系単量体のうち、環状炭化水素基含有単量体は、80重量%以下、60重量%以下、又は40重量%以下、又は20重量%以下であってよい。
【0067】
ハロゲン化オレフィン単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、15重量%以上、又は20重量%以上、25重量%以上、35重量%以上であってよい。ハロゲン化オレフィン単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、20重量%以下、又は10重量%以下であってよく、好ましくは60重量%以下である。
【0068】
環状炭化水素基含有単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、又は4重量%以上であってよい。ハロゲン化オレフィン単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、7.5重量%以下、又は5重量%以下であってよい。であってよい。
【0069】
架橋性単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、又は20重量%以上であってよい。架橋性単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、70重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、又は20重量%以下であってよい。
【0070】
アミド基含有重合体の重量平均分子量は500以上、1000以上、2500以上、5000以上、10000以上、25000以上、又は50000以上であってよく、5000以上が好ましい。アミド基含有重合体の重量平均分子量は1000000以下、500000以下、250000以下、100000以下、50000以下、25000以下、又は10000以下であってよく、100000以下が好ましい。
【0071】
その他単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、又は20重量%以上であってよい。その他単量体から誘導された繰り返し単位の量は、アミド基含有重合体に対して、70重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、又は20重量%以下であってよい。
【0072】
<アミド基含有重合体の製造方法>
本開示におけるアミド基含有重合体の製造方法は、上記アミド基含有単量体を重合する、重合工程を含む。重合工程において、さらに、アミド基含有単量体以外の単量体、例えば炭化水素系単量体、架橋性単量体、及びハロゲン化オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種を重合してもよい。単量体仕込み比は所望のアミド基含有重合体の組成に応じて変更されることができ、所望のアミド基含有重合体の組成と同様の単量体仕込み比であってよい。
【0073】
アミド基含有重合体は通常の重合方法の何れでも製造でき、また重合反応の条件も任意に選択できる。このような重合方法の例として、溶液重合、懸濁重合、乳化重合が挙げられる。
【0074】
溶液重合では、重合開始剤の存在下で、単量体を有機溶剤に溶解させ、窒素置換後、0~180℃、例えば30~120℃の範囲で1~10時間、加熱撹拌する方法が採用される。重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、t-ブチルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等が挙げられる。重合開始剤は単量体100重量部に対して、0.01~20重量部、例えば0.01~10重量部の範囲で用いられる。
【0075】
有機溶剤は、単量体に不活性でこれらを溶解するものであり、例えば、エステル(例えば、炭素数2~40のエステル、具体的には、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、炭素数2~40のケトン、具体的には、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン)、アルコール(例えば、炭素数1~40のアルコール、具体的には、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール)であってよい。有機溶剤の具体例としては、アセトン、クロロホルム、HCHC225、イソプロピルアルコール、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン等が挙げられる。有機溶剤は単量体の合計100重量部に対して、10~3000重量部、例えば、50~2000重量部の範囲で用いられる。
【0076】
乳化重合では、重合開始剤及び乳化剤の存在下で、単量体を水中に乳化させ、窒素置換後、50~80℃の範囲で1~20時間、撹拌して重合させる方法が採用される。重合開始剤は、1-ヒドロキシシクロヘキシルヒドロ過酸化物、3-カルボキシプロピオニル過酸化物、過酸化アセチル、アゾビスイソブチルアミジン-二塩酸塩、過酸化ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性のものやアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、t-ブチルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等の油溶性のものが用いられる。重合開始剤は単量体100重量部に対して、0.01~10重量部の範囲で用いられる。
【0077】
放置安定性の優れた重合体分散液を得るためには、高圧ホモジナイザーや超音波ホモジナイザーのような強力な破砕エネルギーを付与できる乳化装置を用いて、単量体を水中に微粒子化して重合することが望ましい。また、乳化剤としてはアニオン性、カチオン性あるいはノニオン性の各種乳化剤を用いることができ、単量体100重量部に対して、0.5~20重量部の範囲で用いられる。アニオン性及び/又はノニオン性及び/又はカチオン性の乳化剤を使用することが好ましい。単量体が完全に相溶しない場合は、これら単量体に充分に相溶させるような相溶化剤、例えば、水溶性有機溶剤や低分子量の単量体を添加することが好ましい。相溶化剤の添加により、乳化性及び共重合性を向上させることが可能である。
【0078】
重合媒体(液状媒体)は水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶媒であってよい。重合媒体の例としては、水、エステル(例えば、炭素数2~30のエステル、具体的には、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、炭素数2~30のケトン、具体的には、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン)、アルコール(例えば、炭素数1~30のアルコール、具体的には、イソプロピルアルコール)、エーテル、アルカン、トルエン系溶剤、ハロゲン化カーボン等であってよい。その他の溶媒の具体例としては、アセトン、イソプロピルアルコール、クロロホルム、HCHC225、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0079】
重合媒体は水溶性有機溶剤を含んでもよい。水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、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、トリプロピレングリコール、エタノール等が挙げられ、水100重量部に対して、1~50重量部、例えば10~40重量部の範囲で用いてよい。また、低分子量の単量体としては、メチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート等が挙げられ、単量体の総量100重量部に対して、1~50重量部、例えば10~40重量部の範囲で用いてよい。
【0080】
重合においては、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤の使用量に応じて、重合体の分子量を変化させることができる。連鎖移動剤の例は、ラウリルメルカプタン、チオグリコール、チオグリセロール等のメルカプタン基含有化合物(特に、(例えば炭素数1~40の)アルキルメルカプタン)、次亜リン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の無機塩等である。連鎖移動剤の使用量は、単量体の総量100重量部に対して、0.01~10重量部、例えば0.1~5重量部の範囲で用いてよい。
【0081】
<分散液、撥水剤組成物、又は耐油剤組成物>
本開示における分散液(好ましくは水分散液)は少なくとも、上述したアミド基含有単量体を重合して得られるアミド基含有重合体を含む。さらに、下記で説明する成分の少なくとも一種を含んでもよい。本開示における分散液は、撥水剤組成物又は耐油剤組成物として用いることができ、例えば具体的な用途の例としては、外的処理剤(表面処理剤)または内的処理剤、撥剤(撥水剤、撥油剤又は撥水撥油剤)、防汚剤、汚れ脱離剤、剥離剤、離型剤(外部離型剤又は内部離型剤)等が挙げられる。
【0082】
[アミド基含有重合体]
アミド基含有重合体の量は、分散液に対して、0.01重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上であってよい。アミド基含有重合体の量は、分散液に対して、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、20重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、又は3重量%以下であってよい。例えば、保管時においては、高濃度で保管しておき、撥剤として用いる際に必要に応じて液状媒体を添加して任意の濃度に希釈して使用してもよい。本開示における分散液は製品安定性が向上したことにより、従来安定性の面から供給に問題のあった高濃度品を供給することが可能となり得る。
【0083】
[炭化水素系ポリウレタン]
分散液は、炭化水素系ポリウレタンを含んでもよい。炭素数5~40の炭化水素基を有するポリウレタンであってよい。炭素数5~40の炭化水素基の炭素数は6以上、8以上、10以上、12以上、14以上、16以上、又は18以上であってよく、好ましくは10以上、より好ましくは12以上である。炭素数5~40の炭化水素基の炭素数は40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、15以下、又は10以下であってよく、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。
【0084】
炭素数5~40の炭化水素基を有する炭化水素系ポリウレタンは、イソシアネート基含有化合物(例えば、モノイソシアネート又はポリイソシアネート、具体的には、ジイソシアネート)と炭素数5~40の炭化水素基を有する活性水素含有化合物を反応させることによって製造できる。反応は、例えば、80℃で1時間以上行うことができる。
【0085】
イソシアネート基含有化合物としては、特に限定されないが、たとえば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物、又はこれらイソシアネート化合物の変性体を使用することができる。また、これらを二種以上組み合わせて使用してもよい。イソシアネート基含有化合物としては、脂肪族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、又はこれらイソシアネート化合物の変性体が好ましい。イソシアネート基含有化合物としては、特に制限されず、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの二量体や三量体等の変性ポリイソシアネートが挙げられる。「DESMODUR N-100」(Bayer社製、商品名)、「デュラネートTHA-100」(旭化成株式会社製、商品名)、「デュラネート24A-100」(旭化成株式会社製、商品名)等の市販品を用いることができる。
【0086】
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチ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(HDI)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート等を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0087】
脂環族ポリイソシアネート化合物としては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0088】
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(モノメリックMDI)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート等を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0089】
芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、キシリレンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0090】
ポリイソシアネート化合物の変性体としては、イソシアヌレート変性体、ビウレット変性体、アダクト変性体、カルボジイミド変性体、二官能変性体等を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0091】
炭素数5~40の炭化水素基を有する活性水素含有化合物の例は、炭化水素基含有モノアルコール、炭化水素基含有モノカルボン酸等の活性水素含有化合物(一価アルコール誘導体又は一価カルボン酸誘導体);ソルビタン、シトレート、及びペンタエリスリトール等の多価アルコール又は多価カルボン酸に炭素数5~40の炭化水素基を導入した活性水素含有化合物(多価アルコール誘導体又は多価カルボン酸誘導体)が挙げられる。炭素数5~40の炭化水素基を有する活性水素含有化合物は、少なくとも1つ(例えば、1つ、2つ又は3つ)の活性水素を有する。
【0092】
炭素数5~40の炭化水素基を有する活性水素含有化合物の好ましい例は、下記式のソルビタン(1a)、シトレート(1b)、及びペンタエリスリトール(1c)の多価アルコール誘導体又は多価カルボン酸誘導体:
[式中、それぞれのRは、独立して、-H、-R
1、-C(O)R
1、-(CH
2CH
2O)
n(CH(CH
3)CH
2O)
mR
2、又は-(CH
2CH
2O)
n(CH(CH
3)CH
2O)
mC(O)R
1であり、
それぞれのnは、独立して0~20であり、
それぞれのmは、独立して0~20であり、
m+nは、0より大きく、
それぞれのR
1は、独立して、任意選択的に少なくとも1つの不飽和結合を含む炭素数5~40の炭化水素基であり、
それぞれのR
2は、独立して、-H、又は任意選択的に少なくとも1つの不飽和結合を含む炭素数5~40の炭化水素基であり、
それぞれのR
3は、独立して、-H、-R
1、-C(O)R
1、-(CH
2CH
2O)
n'(CH(CH
3)CH
2O)
m'R
2、又は-(CH
2CH
2O)
n'(CH(CH
3)CH
2O)
m'C(O)R
1であり、
それぞれのR
4は、独立して、-H、任意選択的に少なくとも1つの不飽和結合を含む炭素数5~40の炭化水素基、又はこれらの組み合わせ;-(CH
2CH
2O)
n'(CH(CH
3)CH
2O)
m'R
2;又は-(CH
2CH
2O)
n'(CH(CH
3)CH
2O)
m'C(O)R
1;であり、
それぞれのn'は、独立して0~20であり、
それぞれのm'は、独立して0~20であり、
m'+n'は、0より大きい、
それぞれのR
19は、-H、-C(O)R
1、又は-CH
2C[CH
2OR]
3である。]
で示される化合物である。
【0093】
前記化合物が式(Ia)である場合に、少なくとも1つのR又はR2が-Hであることを条件とし、
前記化合物が式(Ib)である場合に、少なくとも1つのR2、R3又はR4が-Hであることを条件とし、
前記化合物が式(Ic)である場合に、少なくとも1つのR19又はRが-Hであることを条件とする。
【0094】
炭素数5~40の炭化水素基を有する活性水素含有化合物の具体例は、ソルビタンモノカルボキシレート、ソルビタンジカルボキシレート、ソルビタントリカルボキシレート、モノアルキルシトレート、ジアルキルシトレート、トリアルキルシトレート、ペンタエリスリトールモノカルボキシレート、ペンタエリスリトールジカルボキシレート、ペンタエリスリトールトリカルボキシレートである。カルボキシレートは、ステアレート、ベへネートであることが好ましい。炭化水素基はアルキルであることが好ましく、アルキルの好ましい例はステアリル、又はベヘニルである。
【0095】
炭化水素系ポリウレタンは放射状でかつ中心から規則的に分枝した構造を持つ樹状高分子化合物(デンドリマー)であってもよい。上記の反応で得あれるポリウレタンは樹状高分子化合物(デンドリマー)となり得る。
【0096】
炭化水素系ポリウレタンについて、WO2014/160906、WO2016/049278等の記載を参考にすることができる。
【0097】
炭化水素系ポリウレタンの量は、分散液に対して、0.01重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上であってよい。炭化水素系ポリウレタンの量は、分散液に対して、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、20重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、又は3重量%以下であってよい。
【0098】
[その他の炭化水素系撥水性樹脂]
本開示における分散液が含む炭化水素系撥水性樹脂はアミド基含有重合体又は炭化水素系ポリウレタンに限定されない。炭化水素系アクリル重合体又は炭化水素系ポリウレタンに代えて、又は、加えて、その他の炭化水素系撥水性樹脂を用いることができる。その他の炭化水素系撥水性樹脂の例としては、炭化水素基を末端に有するデンドリマー系樹脂が挙げられる。デンドリマー系樹脂としてはルドルフ社製RUCO-DRYシリーズ(例えば、RUCO-DRY DHE、RUCO-DRY ECO、RUCO-DRY ECO PLUS)等が挙げられる。
【0099】
[シリコーン]
本開示における分散液は、アミド基含有重合体とは別に、シリコーンを含んでもよい。シリコーンを含むことで、撥水性、耐油性、及び保存安定性を良好に兼ね備え得る。
【0100】
シリコーンは、式:
(R53)3Si-O-[-Si(R51)2-O-]a-[-Si(R51)2-O-]b-Si(R53)3 (S1)
[式中、R51のそれぞれは、独立に、水素原子、炭素数1~40のアルキル基、炭素数6~40のアリール基又は炭素数1~40のアルコキシ基を表し、
R53のそれぞれは、独立に、水素原子、炭素数1~40のアルキル基、炭素数6~40のアリール基、炭素数1~40のアルコキシ基又は炭素数1~40の飽和の炭化水素基を表し、
aは0以上の整数を表し、bは1以上の整数を表し、(a+b)は5~200である。]
で示される重合体であってよい。
【0101】
R51及びR53において、炭素数1~40のアルキル基及び炭素数6~40のアリール基は、非置換であってよく、あるいは置換されていてもよい。
R51及びR53の具体例は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基;フェニル基、トリル基、ナフチル基、又はこれらの基に結合する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、アミノ基、シアノ基等で置換された基等が挙げられる。R51及びR53は、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
R51及びR53において、炭素数1~40のアルコキシ基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。炭素数1~40のアルコキシ基の例は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基である。
【0102】
シリコーンは、長鎖炭化水素基を少なくとも1つ有してよい。例えば、式(S1)におけるR51の少なくとも1つ、R53の少なくとも1つ、又はR51及びR53のそれぞれの少なくとも1つが長鎖炭化水素基であってよく、R51の少なくとも1つ(例えば1つ)が長鎖炭化水素基であってよい。ここで、長鎖炭化水素基は、6以上、10以上、15以上、又は20以上、好ましくは10以上又は23以上の飽和の炭化水素基であってよい。ここで、炭化水素基は、直鎖又は分岐であってよく、アルキル基であることが好ましい。炭化水素基の具体例は、ヘキシル基(炭素数6)、オクチル基(炭素数8)、ラウリル基(炭素数12)、ミリスチル基(炭素数14)、ステアリル基(炭素数18)、ベヘニル基(炭素数22)、トリコシル基(炭素数23)、リグノセリル基(テトラコシル基、炭素数24)、セロチル基(ヘキサコシル基、炭素数26)、モンチル基(オクタコシル基、炭素数28)、メリシル基(トリアコンタン基、炭素数30)、ドトリアコンタン基(炭素数32)である。
【0103】
工業的に製造し易く、入手が容易であるという点で、長鎖炭化水素基であるR51及びR53以外のR51及びR53は水素原子又はメチル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
【0104】
aは0以上の整数である。工業的に製造しやすく、入手が容易であるという点で、aは、40以下、30以下、20以下であってよく、30以下であることが好ましい。
【0105】
aとbの合計は5~200である。工業的に製造しやすく、入手が容易であり、取り扱いが容易であるという点で、aとbの合計は、10~100であることが好ましく、40~60であることがより好ましい。aは、0~150、例えば1~100であってよい。bの下限は、1又は2又は3であってよく、bの上限は、150、10又は5であってよい。
【0106】
a又はbが2以上である場合に、複数で存在するR51及びR52のそれぞれは、同一であってもあるいは異なっていてもよい。
【0107】
R51とR53基(例えば下記式(S2)で表される場合R51とR52基とR53基)の合計の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。
【0108】
a又はbによって括られる繰り返し単位の存在順序は、化学式で表示した存在順序に限定されず、任意である。すなわち、シリコーンは、ランダム重合体であっても、あるいはブロック重合体であってもよい。
【0109】
例えば、シリコーンは、式:
(R53)3Si-O-[-Si(R51)2-O-]a-[-Si(R51)(R52)-O-]b-Si(R53)3 (S2)
[式中、R51のそれぞれは、独立に、水素原子、炭素数1~40のアルキル基、炭素数6~40のアリール基、炭素数1~40のアルコキシ基、又は長鎖炭化水素基を表し、
R52のそれぞれは、独立に、長鎖炭化水素基を表し、
R53のそれぞれは、独立に、水素原子、炭素数1~40のアルキル基、炭素数6~40のアリール基、炭素数1~40のアルコキシ基、又は長鎖炭化水素基を表し、
aは0以上の整数を表し、bは1以上の整数を表し、(a+b)は5~200である。]
で示される重合体であってよい。
式(S2)において、R51及びR53は、炭素数3~40のアルキル基又は炭素数6~40の不飽和炭化水素基(例えば芳香族環を有する炭化水素基)を有していてもよいが、これら基を有しないことが好ましい。
【0110】
シリコーンの例は、次のとおりである。
[式中、aは0~150の整数を表し、
bは1~150の整数を表し、
(a+b)は5~200であり、
nは1~36(好ましくはnは長鎖炭化水素基)の整数である。]
【0111】
シリコーンは、従来公知の方法により合成することができる。シリコーンは、例えば、SiH基を有するシリコーンに、α-オレフィンをヒドロシリル化反応させることにより得ることができる。
【0112】
SiH基を有するシリコーンとしては、例えば、重合度が10~200であるメチルハイドロジェンシリコーン、又は、ジメチルシロキサンとメチルハイドロジェンシロキサンとの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、工業的に製造しやすく、入手が容易であるという点で、メチルハイドロジェンシリコーンが好ましい。ハイドロジェンシリコーン(例えばメチルハイドロジェンシリコーン)とはポリジオルガノシロキサンの側鎖の一部が水素に置換され、水素原子がケイ素原子に直結したものである。ハイドロジェンシリコーンの使用にあたっては、反応性を向上させるために触媒を使用しても良い。例えば亜鉛、錫、マンガン、コバルト、鉄及びアミン系の触媒を使用することができる。これらの触媒としては有機酸金属塩が好ましく、有機酸としては脂肪酸が好ましい。安全性の観点からはステアリン酸亜鉛等を使用することができる。触媒はメチルハイドロジェンシリコーンに対し10~40%使用すると効果を発揮しやすくなるので好ましい。アミノ変性、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン及びメチルハイドロジェンシリコーンは二種以上が混合されていても良い。いずれも反応基を有するシリコーンであり、造膜性を有するシリコーンであることが好ましい。造膜性とは、該シリコーンを各々エマルジョン状態で繊維表面に付着させた後、オイル状やゲル状ではなく、固体状の膜を形成することをいう。
【0113】
α-オレフィンは、シリコーンにおいて、長鎖炭化水素基の由来となる化合物である。α-オレフィンの具体例は、1-トリコセン、1-テトラコセン、1-ヘキサコセン、1-オクタコセン、1-トリアコンテン、1-ドトリアコンテンである。
ヒドロシリル化反応は、必要に応じて触媒の存在下、上記SiH基を有するシリコーンに、α-オレフィンを段階的に或いは一度に反応させることにより行ってもよい。
【0114】
ヒドロシリル化反応に用いられるSiH基を有するシリコーン及びα-オレフィンの使用量はそれぞれ、SiH基を有するシリコーンのSiH基当量、又は数平均分子量等に応じて適宜選択され得る。
【0115】
ヒドロシリル化反応に用いられる触媒としては、例えば、白金、パラジウム等の化合物が挙げられ、中でも白金化合物が好ましい。白金化合物としては、例えば、塩化白金(IV)等が挙げられる。
【0116】
ヒドロシリル化反応の反応条件は、特に制限はなく、適宜調整することができる。反応温度は、例えば10~200℃、好ましくは50~150℃である。反応時間は、例えば、反応温度が50~150℃のとき、3~12時間とすることができる。
ヒドロシリル化反応は、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン等が挙げられる。無溶媒下でも反応は進行するが、溶媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、ジオキサン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸ブチル等が挙げられる。
【0117】
(反応性シリコーン)
シリコーンは反応性シリコーンを含んでいてよい。反応性シリコーンには、側鎖、片末端、両末端、又は側鎖及び両末端において、反応基を有するポリシロキサンが挙げられるが、耐滑脱性に優れると同時に撥水性に優れる観点から、側鎖及び/又は両末端に反応基を有するポリシロキサンであってもよい。反応性シリコーンとしては、分子内に反応基を有するものであれば、特に限定されないが、たとえば、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、ハイドロジェン変成シリコーン等が挙げられる。反応性シリコーンは上述の式(S1)又は式(S2)における一以上の置換基が反応基に置換されたものであってよい。
【0118】
アミノ変性シリコーンとしては、ケイ素原子に直結した有機基に、アミノ基が結合した構造を有するものがあげられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。アルキレン基としては炭素数2以上のものが好ましい。2価の芳香族基としては炭素数6以上のものが好ましい。アミノ基としては、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基いずれであってもよい。アミノ基が結合した有機基としては以下のものが例示される。2-アミノエチル基、N-メチル-2-アミノエチル基、N,N-ジメチル-2-アミノエチル基、N-エチル-2-アミノエチル基、N,N-ジエチル-2-アミノエチル基、N,N-メチルエチル-2-アミノエチル基、3-アミノプロピル基、N-メチル-3-アミノプロピル基、N,N-ジメチル-3-アミノプロピル基、N-エチル-3-アノプロピル基、N,N-ジエチル-3-アミノプロピル基、N,N-メチルエチル-3-アミノプロピル基。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
【0119】
エポキシ変性シリコーンとしてはケイ素原子に直結した有機基に、エポキシ基が結合した構造を有するものが挙げられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。このようなかたちとしては前記有機基との間でグリシジルエーテルのかたちで結合するのが通常である。このような官能基としては3-グリシドキシプロピル基、2-グリシドキシエチル基が例示される。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
【0120】
カルボキシ変性シリコーンとしてはケイ素原子に直結した有機基にカルボキシ基が結合した構造を有するものが挙げられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。アルキレン基としては炭素数2以上のものが好ましい。2価の芳香族基としては炭素数6以上のものが好ましい。このような官能基としては3-カルボキシプロピル基、2-カルボキシエチル基が例示される。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
【0121】
(シリコーンの量)
シリコーンの量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。シリコーンの量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、又は5重量部以下であってよい。
【0122】
[ワックス]
本開示における分散液は、アミド基含有重合体とは別に、ワックスを含んでもよい。ワックスを含むことで、撥水性、耐油性、及び保存安定性を良好に兼ね備え得る。本開示における分散液はシリコーン及びワックスの両方を含んでもよいし、シリコーン及びワックスのいずれか一方のみを含んでもよい。
【0123】
ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等)、酸化ポリオレフィンワックス、動植物蝋、及び鉱物蝋等が挙げられる。パラフィンワックスが好ましい。ワックスを構成する化合物の具体例は、ノルマルアルカン(例えば、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、ヘントリアコンタン、ドトリアコンタン、トリトリアコンタン、テトラトリアコンタン、ペンタトリアコンタン、ヘキサトリアコンタン)、ノルマルアルケン(例えば、1-エイコセン、1-ドコセン、1-トリコセン、1-テトラコセン、1-ペンタコセン、1-ヘキサコセン、1-ヘプタコセン、1-オクタコセン、ノナコサン、トリアコンタン、ヘントリアコンタン、ドトリアコンタン、トリトリアコンタン、テトラトリアコンタン、ペンタトリアコンタン、ヘキサトリアコンタン)である。ワックスを構成する化合物の炭素数は、20~60、例えば、25~45であることが好ましい。ワックスの分子量は、200~2000、例えば250~1500、300~1000であってよい。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0124】
ワックスの融点は、50℃以上、55℃以上、60℃以上、65℃以上、又は70℃以上であってよく、好ましくは55℃以上、より好ましくは60℃以上である。ワックスの融点は、JIS K 2235-1991に準拠して測定される。
【0125】
(ワックスの量)
ワックスの量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。ワックスの量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
【0126】
[液状媒体]
分散液は液状媒体を含む。分散液は液状媒体として水を含む水分散液であることが好ましい。液状媒体は水、有機溶媒、又は水と有機溶媒との混合物である。好ましくは水と有機溶媒との混合物である。有機溶媒を含むことにより、撥水性、耐油性、及び保存安定性を良好に兼ね備え得る。
【0127】
有機溶媒の例は、エステル(例えば、炭素数2~40のエステル、具体的には、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、炭素数2~40のケトン、具体的には、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン)、アルコール(例えば、炭素数1~40のアルコール、具体的には、イソプロピルアルコール)、芳香族系溶剤(例えば、トルエン及びキシレン)、石油系溶剤(例えば、炭素数5~10のアルカン、具体的には、ナフサ、灯油)である。有機溶媒は水溶性有機溶媒であることが好ましい。水溶性有機溶媒は少なくとも一のヒドロキシ基を有している化合物(例えば、アルコール、グリコール系溶媒等の多価アルコール、多価アルコールのエーテル体(例えばモノエーテル体)等)を含んでいてもよい。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用してもよい。
【0128】
(液状媒体の量)
液状媒体の量は、分散液に対して、40重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、又は97重量%以上であってよい。液状媒体の量は、分散液に対して、99.9重量%以下、99重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、又は50重量%以下であってよい。
【0129】
有機溶媒の量は、分散液に対して、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、7.5重量%以上、10重量%以上、12.5重量%以上、15重量%以上、又は20重量%以上であってよい。有機溶媒の量は、分散液に対して、75重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、又は5重量%以下であってよい。
【0130】
有機溶媒の量は、液状媒体に対して、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上、又は40重量%以上であってよい。有機溶媒の量は、液状媒体に対して、55重量%以下、45重量%以下、35重量%以下、25重量%以下、15重量%以下、12.5重量%以下、7.5重量%以下、又は5.0重量%以下であってよい。
【0131】
有機溶媒の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、20重量部以上、30重量部以上、40重量部以上、又は50重量部以上であってよい。有機溶媒の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、200重量部以下、175重量部以下、150重量部以下、125重量部以下、100重量部以下、80重量部以下、60重量部以下、40重量部以下、20重量部以下、又は10重量部以下であってよい。
【0132】
有機溶媒の量は、水100重量部に対して、0.5重量部以上、1重量部以上、1.5重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、20重量部以上、30重量部以上、又は40重量部以上であってよい。有機溶媒の量は、水100重量部に対して、100重量部以下、75重量部以下、50重量部以下、25重量部以下、10重量部以下、又は5重量部以下であってよい。
【0133】
[有機酸]
分散液は有機酸を含んでもよい。有機酸としては、公知のものを用いることができる。有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、スルフィン酸等が好ましく挙げられ、特にカルボン酸が好ましい。該カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられ、特にギ酸又は酢酸が好ましい。本開示においては、有機酸は、一種を用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。たとえば、ギ酸と酢酸とを組み合わせて用いてもよい。
【0134】
(有機酸の量)
有機酸の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。有機酸の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、又は5重量部以下であってよい。分散液のpHが、3~10、例えば5~9、特に6~8となるように有機酸の量は調整されてもよい。分散液は酸性(pH7以下、例えば6以下)であってもよい。
【0135】
[界面活性剤]
分散液は、界面活性剤を含むことが好ましい。分散液において、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤を含んでよい。界面活性剤を含むことにより、撥水性、耐油性、及び保存安定性を良好に兼ね備え得る。さらに、界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤から選択された一種以上の界面活性剤を含んでもよい。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤の組み合わせを用いることが好ましい。
【0136】
(ノニオン性界面活性剤)
ノニオン性界面活性剤の例としては、エーテル、エステル、エステルエーテル、アルカノールアミド、多価アルコール及びアミンオキシドが挙げられる。
【0137】
エーテルの例は、オキシアルキレン基(好ましくは、ポリオキシエチレン基)を有する化合物である。
【0138】
エステルの例は、アルコールと脂肪酸のエステルである。アルコールの例は、1~6価(特に2~5価)の炭素数1~50(特に炭素数10~30)のアルコール(例えば、脂肪族アルコール)である。脂肪酸の例は、炭素数2~50、特に炭素数5~30の飽和又は不飽和の脂肪酸である。
【0139】
エステルエーテルの例は、アルコールと脂肪酸のエステルに、アルキレンオキシド(特にエチレンオキシド)を付加した化合物である。アルコールの例は、1~6価(特に2~5価)の炭素数1~50(特に炭素数3~30)のアルコール(例えば、脂肪族アルコール)である。脂肪酸の例は、炭素数2~50、特に炭素数5~30の飽和又は不飽和の脂肪酸である。
【0140】
アルカノールアミドの例は、脂肪酸とアルカノールアミンから形成されている。アルカノールアミドは、モノアルカノールアミド又はジアルカノールアミノであってよい。脂肪酸の例は、炭素数2~50、特に炭素数5~30の飽和又は不飽和の脂肪酸である。アルカノールアミンは、1~3のアミノ基及び1~5ヒドロキシル基を有する炭素数2~50、特に5~30のアルカノールであってよい。
【0141】
多価アルコールは、2~5価の炭素数10~30のアルコールであってよい。
アミンオキシドは、アミン(二級アミン又は好ましくは三級アミン)の酸化物(例えば炭素数5~50)であってよい。
【0142】
ノニオン性界面活性剤は、オキシアルキレン基(好ましくはポリオキシエチレン基)を有するノニオン性界面活性剤であることが好ましい。オキシアルキレン基におけるアルキレン基の炭素数は、2~10であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤の分子におけるオキシアルキレン基の数は、一般に、2~100であることが好ましい。
ノニオン性界面活性剤は、エーテル、エステル、エステルエーテル、アルカノールアミド、多価アルコール及びアミンオキシドからなる群から選択されており、オキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤であることが好ましい。
【0143】
ノニオン性界面活性剤は、直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族(飽和及び/又は不飽和)基のアルキレンオキシド付加物、直鎖状及び/又は分岐状脂肪酸(飽和及び/又は不飽和)のポリアルキレングリコールエステル、ポリオキシエチレン(POE)/ポリオキシプロピレン(POP)共重合体(ランダム共重合体又はブロック共重合体)、アセチレングリコールのアルキレンオキシド付加物等であってよい。これらの中で、アルキレンオキシド付加部分及びポリアルキレングリコール部分の構造がポリオキシエチレン(POE)又はポリオキシプロピレン(POP)又はPOE/POP共重合体(ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってよい)であるものが好ましい。
また、ノニオン性界面活性剤は、環境上の問題(生分解性、環境ホルモン等)から芳香族基を含まない構造が好ましい。
【0144】
ノニオン性界面活性剤は、式:
R1O-(CH2CH2O)p-(R2O)q-R3
[式中、R1は炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基又はアシル基であり、
R2のそれぞれは、独立的に同一又は異なって、炭素数3以上(例えば、3~10)のアルキレン基であり、
R3は水素原子、炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基であり、
pは2以上の数であり、
qは0又は1以上の数である。]
で示される化合物であってよい。
【0145】
R1は、炭素数8~20、特に10~18であることが好ましい。R1の好ましい具体例としては、ラウリル基、トリデシル基、オレイル基が挙げられる。
R2の例は、プロピレン基、ブチレン基である。
ノニオン性界面活性剤において、pは3以上の数(例えば、5~200)であってよい。qは、2以上の数(例えば5~200)であってよい。すなわち、-(R2O)q-がポリオキシアルキレン鎖を形成してもよい。
ノニオン性界面活性剤は、中央に親水性のポリオキシエチレン鎖と疎水性のオキシアルキレン鎖(特に、ポリオキシアルキレン鎖)を含有したポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテルであってよい。疎水性のオキシアルキレン鎖としては、オキシプロピレン鎖、オキシブチレン鎖、スチレン鎖等が挙げられるが、中でも、オキシプロピレン鎖が好ましい。
【0146】
ノニオン性界面活性剤の具体例には、エチレンオキシドとヘキシルフェノール、イソオクタチルフェノール、ヘキサデカノール、オレイン酸、アルカン(C12-C16)チオール、ソルビタンモノ脂肪酸(C7-C19)又はアルキル(C12-C18)アミン等との縮合生成物が包含される。
【0147】
ポリオキシエチレンブロックの割合がノニオン性界面活性剤(コポリマー)の分子量に対して5~80重量%、例えば30~75重量%、特に40~70重量%であることができる。
ノニオン性界面活性剤の平均分子量は、一般に300~5,000、例えば、500~3,000である。
ノニオン界面活性剤は、HLB(親水性疎水性バランス)が15未満(特に5以下)である化合物とHLBが15以上である化合物の混合物であってよい。HLBが15未満である化合物の例は、ソルビタン脂肪酸エステルである。HLBが15以上である化合物の例はポリオキシエチレンアルキルエーテルである。HLB15未満の化合物とHLB15以上の化合物の重量比は、90:10~20:80、例えば85:15~55:45であってよい。
ノニオン性界面活性剤は、一種単独であってよく、あるいは二種以上の混合物であってもよい。
【0148】
(カチオン性界面活性剤)
カチオン性界面活性剤は、アミド基を有しない化合物であることが好ましい。
【0149】
カチオン性界面活性剤は、アミン塩、4級アンモニウム塩、オキシエチレン付加型アンモニウム塩であってよい。カチオン性界面活性剤の具体例としては、特に限定されないが、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。
【0150】
カチオン性界面活性剤の好ましい例は、
R21-N+(-R22)(-R23)(-R24) X-
[式中、R21、R22、R23及びR24は炭素数1~40の炭化水素基、
Xはアニオン性基である。]
の化合物である。
R21、R22、R23及び-R24の具体例は、アルキル基(例えば、メチル基、ブチル基、ステアリル基、パルミチル基)である。Xの具体例は、ハロゲン(例えば、塩素)、酸(例えば、塩酸、酢酸)である。
カチオン性界面活性剤は、モノアルキルトリメチルアンモニウム塩(アルキルの炭素数4~40)であることが特に好ましい。
【0151】
カチオン性界面活性剤は、アンモニウム塩であることが好ましい。カチオン性界面活性剤は、式:
R1
p-N+R2
qX-
[式中、R1はC12以上(例えばC12~C50)の直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族(飽和及び/又は不飽和)基、
R2はH又はC1~4のアルキル基、ベンジル基、ポリオキシエチレン基(オキシエチレン基の数例えば1(特に2、特別には3)~50)
(CH3、C2H5が特に好ましい)、
Xはハロゲン原子(例えば、)、C1~C4の脂肪酸塩基、
pは1又は2、qは2又は3で、p+q=4である。]
で示されるアンモニウム塩であってよい。R1の炭素数は、12~50、例えば12~30であってよい。
【0152】
カチオン性界面活性剤の具体例には、ドデシルトリメチルアンモニウムアセテート、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド、(ドデシルメチルベンジル)トリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムクロライド、メチルドデシルジ(ヒドロポリオキシエチレン)アンモニウムクロライド、ベンジルドデシルジ(ヒドロポリオキシエチレン)アンモニウムクロライド、N-[2-(ジエチルアミノ)エチル]オレアミド塩酸塩が包含される。
【0153】
アニオン性界面活性剤の例としては、アルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、飽和又は不飽和脂肪酸塩、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸塩、α-スルホン脂肪酸塩、N-アシルアミノ酸型界面活性剤、リン酸モノ又はジエステル型界面活性剤、及びスルホコハク酸エステルが挙げられる。
【0154】
両性界面活性剤の例としては、アラニン類、イミダゾリニウムベタイン類、アミドベタイン類、酢酸ベタイン等が挙げられ、具体的には、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリ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、ラウリ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等が挙げられる。
【0155】
界面活性剤はノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤のそれぞれが一種又は2以上の組み合わせであってよい。
【0156】
(界面活性剤の量)
界面活性剤の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。界面活性剤の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
カチオン性界面活性剤の量は、界面活性剤の全量に対して、5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上であってよい。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤の重量比は、好ましくは95:5~20:80、より好ましくは85:15~40:60である。
カチオン性界面活性剤の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.05~10重量部、例えば、0.1~8重量部であってよい。界面活性剤の合計量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1~20重量部、例えば、0.2~10重量部であってよい。
【0157】
[硬化剤]
分散液は、硬化剤(活性水素反応性化合物又は活性水素含有化合物)を含んでよい。重合してアミド基含有重合体を得た後に、分散液に硬化剤を加えてもよい。
【0158】
分散液における硬化剤(架橋剤)はアミド基含有重合体を良好に硬化させ得る。硬化剤は、アミド基含有重合体の有する活性水素又は活性水素反応性基と反応する活性水素反応性化合物又は活性水素含有化合物であってよい。活性水素反応性化合物の例は、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、クロロメチル基含有化合物、カルボキシル基含有化合物及びヒドラジド化合物である。活性水素含有化合物の例は、ヒドロキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物及びカルボキシル基含有化合物、ケトン基含有化合物、ヒドラジド化合物及びメラミン化合物である。
【0159】
硬化剤はポリイソシアネート化合物であってよい。ポリイソシアネート化合物は、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。ポリイソシアネート化合物は、架橋剤として働く。ポリイソシアネート化合物の例は、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの誘導体等を挙げることができる。
【0160】
脂肪族ポリイソシアネートの例は、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチ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、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエートの脂肪族ジイソシアネート、及びリジンエステルトリイソシアネート、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート等である。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0161】
脂環族ポリイソシアネートの例は、脂環族ジイソシアネート及び脂環族トリイソシアネート等である。脂環族ポリイソシアネートの具体例は、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサンである。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0162】
芳香脂肪族ポリイソシアネートの例は、芳香脂肪族ジイソシアネート及び芳香脂肪族トリイソシアネートである。芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例は、1,3-若しくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(テトラメチルキシリレンジイソシアネート)若しくはその混合物、1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼンである。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0163】
芳香族ポリイソシアネートの例は、芳香族ジイソシアネート、芳香族トリイソシアネート、芳香族テトライソシアネートである。芳香族ポリイソシアネートの具体例は、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4’-又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート若しくはその混合物、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート若しくはその混合物、トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、及び4,4’-ジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等である。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0164】
ポリイソシアネートの誘導体は、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン等の各種誘導体を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
【0165】
これらポリイソシアネートは、一種又は二種以上を組合せて使用することができる。
ポリイソシアネート化合物として、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤でブロックした化合物であるブロック化ポリイソシアネート化合物(ブロックイソシアネート)を使用することが好ましい。水溶液中でも比較的安定であり、分散液と同じ水溶液中でも使用可能である等の理由からブロック化ポリイソシアネート化合物を使用することが好ましい。
【0166】
ブロック剤は、遊離のイソシアネート基を封鎖するものである。ブロック化ポリイソシアネート化合物は、例えば、100℃以上、例えば130℃以上に加熱することにより、イソシアネート基が再生し、ヒドロキシル基と容易に反応することができる。ブロック剤の例は、フェノール系化合物、ラクタム系化合物、脂肪族アルコール系化合物、オキシム系化合物等である。ポリイソシアネート化合物は、単独で又は二種以上を組合せて使用することができる。
【0167】
エポキシ化合物は、エポキシ基を有する化合物である。エポキシ化合物の例は、ポリオキシアルキレン基を有するエポキシ化合物、例えば、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル及びポリプロピレングリコ-ルジグリシジルエ-テル;並びにソルビトールポリグリシジルエーテル等である。
クロロメチル基含有化合物はクロロメチル基を有する化合物である。クロロメチル基含有化合物の例は、クロロメチルポリスチレン等である。
カルボキシル基含有化合物はカルボキシル基を有する化合物である。カルボキシル基含有化合物の例は、(ポリ)アクリル酸、(ポリ)メタクリル酸等である。
【0168】
ケトン基含有化合物の具体例としては、(ポリ)ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
ヒドラジド化合物の具体例としては、ヒドラジン、カルボヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド等が挙げられる。
メラミン化合物の具体例としては、メラミン樹脂、メチルエーテル化メラミン樹脂等が挙げられる。
【0169】
(硬化剤の量)
硬化剤の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。硬化剤の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
【0170】
[他の成分]
分散液は、上記成分以外の他の成分を含んでよい。他の成分の例としては、撥水及び/又は撥油剤、スリップ防止剤、帯電防止剤、防腐剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、消臭剤、香料等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。前記の成分以外に、その他成分として、風合い調整剤、柔軟剤、抗菌剤、難燃剤、塗料定着剤、防シワ剤、乾燥速度調整剤、架橋剤、造膜助剤、相溶化剤、凍結防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防虫剤、消泡剤、縮み防止剤、洗濯じわ防止剤、形状保持剤、ドレープ性保持剤、アイロン性向上剤、増白剤、白化剤、布地柔軟化クレイ、ポリビニルピロリドン等の移染防止剤、高分子分散剤、汚れ剥離剤、スカム分散剤、4,4-ビス(2-スルホスチリル)ビフェニルジナトリウム(チバスペシャルティケミカルズ製チノパールCBS-X)等の蛍光増白剤、染料固定剤、1,4-ビス(3-アミノプロピル)ピペラジン等の退色防止剤、染み抜き剤、繊維表面改質剤としてセルラーゼ、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、ケラチナーゼ等の酵素、抑泡剤、水分吸放出性等絹の風合い・機能を付与できるものとしてシルクプロテインパウダー、それらの表面改質物、乳化分散液があり、具体的にはK-50、K-30、K-10、A-705、S-702、L-710、FPシリーズ(出光石油化学)、加水分解シルク液(上毛)、シルクゲンGソルブルS(一丸ファルコス)、アルキレンテレフタレート及び/又はアルキレンイソフタレート単位とポリオキシアルキレン単位からなる非イオン性高分子化合物、例えば互応化学工業製FR627、クラリアントジャパン製SRC-1等の汚染防止剤等を配合することができる。これらは単独で使用してもよく、また二以上を併用して使用してもよい。
【0171】
(帯電防止剤)
帯電防止剤の例としては、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1、第2、第3アミノ基等のカチオン性官能基を有すカチオン型帯電防止剤;スルホン酸塩や硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、リン酸エステル塩等のアニオン性官能基を有するアニオン型帯電防止剤;アルキルベタイン及びその誘導体、イミダゾリン及びその誘導体、アラニン及びその誘導体等の両性型帯電防止剤、アミノアルコール及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、ポリエチレングリコール及びその誘導体等のノニオン型帯電防止剤等が挙げられる。これらのカチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基を有する単量体を重合若しくは共重合して得られたイオン導電性重合体であってもよい。これらは単独で使用してもよく、また二以上を併用してもよい。
【0172】
(防腐剤)
防腐剤は、主に、防腐力、殺菌力を強化し、長期保存中の防腐性を保つために用いられ得る。防腐剤としては、例えば、イソチアゾロン系有機硫黄化合物、ベンズイソチアゾロン系有機硫黄化合物、安息香酸類、2-ブロモ-2-ニトロ-1,3-プロパンジオール等が挙げられる。防腐剤の含有量は、分散液の総重量に対し、0.0001~1重量%であることが好ましい。防腐剤の含有量が前記範囲の下限値以上であると、防腐剤の添加効果が充分に得られ、上限値以下であると、分散液の保存安定性が良好である。
【0173】
(紫外線吸収剤)
紫外線吸収剤は、紫外線を防御する効果のある薬剤であり、紫外線を吸収し、赤外線や可視光線等に変換して放出する成分である。紫外線吸収剤としては、例えば、アミノ安息香酸誘導体、サリチル酸誘導体、ケイ皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾール系化合物、4-t-ブチル-4'-メトキシベンゾイルメタン等が挙げられる。
【0174】
(抗菌剤)
抗菌剤は、繊維上での菌の増殖を抑え、さらには微生物の分解物由来の嫌なにおいの発生を抑える効果を有する成分である。抗菌剤としては、例えば、四級アンモニウム塩等のカチオン性殺菌剤、ビス-(2-ピリジルチオ-1-オキシド)亜鉛、ポリヘキサメチレンビグアニジン塩酸塩、8-オキシキノリン、ポリリジン等が挙げられる。
【0175】
(消臭剤)
消臭剤としては、クラスターデキストリン、メチル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、モノアセチル-β-シクロデキストリン、アシルアミドプロピルジメチルアミンオキシド、アミノカルボン酸系金属錯体(国際公開第2012/090580号記載のメチルグリシンジ酢酸3ナトリウムの亜鉛錯体)等が挙げられる。
【0176】
(香料)
香料としては特に限定されないが、使用できる香料原料のリストは、様々な文献、例えば「Perfume and Flavor Chemicals 」,Vol.Iand II,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)及び「合成香料 化学と商品知識」、印藤元一著、化学工業日報社(1996)及び「Perfume and Flavor Materials of Natural Origin 」,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)及び「香りの百科」、日本香料協会編、朝倉書店(1989)及び「Perfumery Material Performance V.3.3」,Boelens Aroma Chemical Information Service(1996)及び「Flower oils and Floral Compounds In Perfumery」,Danute Lajaujis Anonis,Allured Pub.Co.(1993)等で見られ、それぞれを引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
【0177】
(他の成分の量)
他の成分の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。他の成分の量は、アミド基含有重合体100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
【0178】
<分散液、撥水剤組成物、又は耐油剤組成物の製造方法>
本開示における分散液、撥水剤組成物、又は耐油剤組成物の製造方法は、上述したアミド基含有重合体の製造方法によりアミド基含有重合体を製造する、重合体製造工程を含む。
【0179】
分散液、撥水剤組成物、又は耐油剤組成物は、重合後の反応溶液に対して、所望の組成とするために、上述したような各溶媒、各添加剤等を添加することにより製造されてよい。重合後の反応溶液から必要により有機溶媒等の一部成分を留去してもよい。例えば、単量体を有機溶媒の存在下で重合して、アミド基含有重合体を製造した後に、水を添加後、有機溶媒を留去してもよい。
【0180】
<繊維製品又は紙製品>
本開示における処理された製品は基材が上述した撥水剤組成物又は耐油剤組成物(「撥水剤組成物又は耐油剤組成物」を単に「撥水剤組成物」ともいう)で処理されたものであり、好適には処理された製品は繊維製品又は紙製品である。
【0181】
繊維製品の基材の例としては、綿、麻、羊毛、絹等の動植物性天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維等の無機繊維、あるいはこれらの混合繊維が挙げられる。繊維製品には、織物、編物及び不織布、衣料品形態の布及びカーペットが含まれるが、布とする前の状態の繊維、糸、中間繊維製品(例えば、スライバー又は粗糸等)に対して、処理がなされてもよい。
【0182】
紙製品の基材の例としては、クラフトパルプあるいはサルファイトパルプ等の晒あるいは未晒化学パルプ、砕木パルプ、機械パルプあるいはサーモメカニカルパルプ等の晒あるいは未晒高収率パルプ、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙あるいは脱墨古紙等の古紙パルプ等からなる紙、紙でできた容器、紙でできた成形体等が挙げられる。紙製品の具体例としては、食品用包装用紙、石膏ボード原紙、コート原紙、中質紙、一般ライナー及び中芯、中性純白ロール紙、中性ライナー、防錆ライナー及び金属合紙、クラフト紙、中性印刷筆記用紙、中性コート原紙、中性PPC用紙、中性感熱用紙、中性感圧原紙、中性インクジェット用紙及び中性情報用紙、モールド紙(モールド容器)等である。
【0183】
本開示の撥水剤組成物又は耐油剤組成物で処理される基材としては、繊維製品又は紙製品に限られず、他にも、石材、フィルター(例えば、静電フィルター)、防塵マスク、燃料電池の部品(例えば、ガス拡散電極及びガス拡散支持体)、ガラス、木、皮革、毛皮、石綿、レンガ、セメント、金属及び酸化物、窯業製品、プラスチック、塗面、及びプラスター等を挙げることができる
【0184】
<繊維製品又は紙製品の製造方法>
本開示における繊維製品又は紙製品の製造方法は、上述した撥水剤組成物又は耐油剤組成物の製造方法により、撥水剤組成物又は耐油剤組成物を製造する、撥水剤組成物又は耐油剤組成物製造工程;及び
前記撥水剤組成物又は前記耐油剤組成物で基材を処理する、処理工程を含む。
【0185】
「処理」とは、撥水剤組成物又は耐油剤組成物を、浸漬、噴霧、塗布等により基材に適用することを意味する。処理により、撥水剤組成物又は耐油剤組成物の有効成分である重合体が基材の内部に浸透する及び/又は基材の表面に付着する。
【0186】
本開示の撥水剤組成物又は耐油剤組成物は、処理剤(特に表面処理剤)として、従来既知の方法により基材に適用することができる。処理の方法としては、本開示における撥水剤組成物を、必要により有機溶媒又は水に分散して希釈して、浸漬塗布、スプレー塗布、泡塗布等のような既知の方法により、基材の表面に付着させ、乾燥する方法であってよい。乾燥後、撥水剤組成物における固形成分が付着した繊維製品が得られる。また、必要ならば、適当な架橋剤と共に適用し、キュアリングを行ってもよい。さらに、本開示の撥水剤組成物と、撥水及び/又は撥油剤、スリップ防止剤、帯電防止剤、風合い調整剤、柔軟剤、抗菌剤、難燃剤、塗料定着剤、防シワ剤、乾燥速度調整剤、架橋剤、造膜助剤、相溶化剤、凍結防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防虫剤、消泡剤等の各種添加剤とを併用することも可能である。各種添加剤の例としては、上述の撥水剤組成物における「他の成分」で説明したものと同様であってよい。基材と接触させる処理剤における炭化水素系撥水性樹脂の濃度は、用途によって適宜変更されてよいが、0.01~10重量%、例えば0.05~5重量%であってよい。
【0187】
基材である繊維製品としては、上述したとおり、種々の例を挙げることができる。
【0188】
撥水剤組成物又は耐油剤組成物は、繊維製品(例えば、布)を液体で処理するために知られている方法のいずれかによって繊維製品に適用することができる。繊維製品を撥水剤組成物又は耐油剤組成物に浸してよく、あるいは、繊維製品に溶液を付着又は噴霧してよい。処理された繊維製品は、撥水性及び撥油性を発現させるために、好ましくは、加熱により乾燥及びキュアリングが行われる。加熱温度は例えば100℃~200℃、100℃~170℃又は100℃~120℃であってよい。本開示において低温加熱(例えば、100℃~140℃)であっても良好な性能が得られる。本開示において加熱時間は5秒~60分であってよく、例えば30秒~3分であってよい。繊維製品が紙であるときには、紙に塗工してよく、あるいは、紙に溶液を付着又は噴霧してよく、あるいは、抄造前のパルプスラリーと混合して処理してもよい。処理は外添処理であっても、内添処理であってもよい。
【0189】
あるいは、重合体はクリーニング法によって繊維製品に適用してよく、例えば、洗濯適用又はドライクリーニング法等において繊維製品に適用してよい。
【0190】
[繊維製品の前処理]
繊維製品は、本開示の撥水剤組成物で処理する前に前処理されていてもよい。繊維製品の前処理を行うことで、撥水剤組成物で処理後の繊維製品に優れた堅牢性を付与し得る。
【0191】
繊維製品の前処理の例は、反応性第四級アンモニウム塩との反応等によるカチオン化処理、スルホン化、カルボキシル化、リン酸化等のアニオン化処理、アニオン化処理後のアセチル化処理、ベンゾイル化処理、カルボキシメチル化処理、グラフト化処理、タンニン酸処理、高分子コーティング処理等が挙げられる。
【0192】
繊維製品を前処理する方法としては、限定されないが、従来既知の方法により繊維製品を前処理することができる。前処理液を必要により有機溶媒又は水に分散して希釈して、浸漬塗布、スプレー塗布、泡塗布等のような既知の方法により、繊維製品の表面に付着させ、乾燥する方法であってよい。求める処理の程度に応じて前処理液のpH及び温度等が調整されてよい。繊維製品を前処理する方法の一例として、繊維製品を炭化水素系撥水剤で前処理する方法について詳述する。
【0193】
繊維製品の前処理方法は、繊維に-SO3M1(式中、M1は一価のカチオンを示す)で示される1価の基、-COOM2(式中、M2は一価のカチオンを示す)で示される1価の基、及び-O-P(O)(OX1)(OX2)(式中、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基を示す)で示される1価の基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基(以下、「特定官能基」という場合もある)を付与する工程を備えてもよい。
【0194】
M1としては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。M2としては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。X1又はX2がアルキル基である場合、炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、炭素数4~12のアルキル基であることがより好ましい。
【0195】
上記特定官能基を含む繊維(以下、「官能基含有繊維」という場合もある)は、例えば、以下の方法により用意することができる。
(i)繊維材料に、上記特定官能基を有する化合物を付着させる。なお、化合物の付着は、上記特定官能基が十分な量で残される範囲で化合物の一部と繊維の一部とが化学的に結合している状態であってもよい。
(ii)繊維を構成する材料に上記特定官能基が直接導入されている繊維を用意する。
【0196】
(i)の場合、例えば、繊維材料を、上記特定官能基を有する化合物の一種以上が含まれる前処理液で処理する官能基導入工程により、官能基含有繊維を得ることができる。
【0197】
繊維材料の素材としては、特に制限はなく、綿、麻、絹、羊毛等の天然繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維、ポリアミド(ナイロン等)、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン等の合成繊維及びこれらの複合繊維、混紡繊維等が挙げられる。繊維材料の形態は繊維(トウ、スライバー等)、糸、編物(交編を含む)、織物(交織を含む)、不織布、紙等のいずれの形態であってもよい。
【0198】
本実施形態においては、得られる繊維製品の撥水性が良好になる観点から、ポリアミド及びポリエステルを素材として含む繊維材料を用いることが好ましく、特に、ナイロン6、ナイロン6,6等のナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチルテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル、及びこれらが含まれる混合繊維を用いることが好ましい。
【0199】
上記-SO3M1を有する化合物としては、フェノール系高分子を用いることができる。このようなフェノール系高分子としては、例えば、下記一般式で表される化合物を少なくとも一種含むものが挙げられる。
【0200】
[式(2)中、X
2は-SO
3M
3(式中、M
3は1価のカチオンを示す)又は下記一般式で表される基を表し、nは20~3000の整数である。]
【0201】
【0202】
上記M3としては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。
【0203】
上記M4としては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。
【0204】
上記一般式で表される化合物は、例えば、フェノールスルホン酸のホルマリン縮合物、スルホン化ビスフェノールSのホルマリン縮合物であってもよい。
【0205】
上記-COOM2を有する化合物としては、ポリカルボン酸系ポリマーが挙げられる。
【0206】
ポリカルボン酸系ポリマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等をモノマーとして用いて従来公知のラジカル重合法で合成したポリマー、又は、市販されているものを使用することができる。
【0207】
ポリカルボン酸系ポリマーの製造方法としては、例えば、上記モノマー及び/又はその塩の水溶液にラジカル重合開始剤を添加して、30~150℃で2~5時間加熱反応させる方法が挙げられる。このとき、上記モノマー及び/又はその塩の水溶液に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類やアセトン等の水性溶剤を添加してもよい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過硫酸塩と重亜硫酸ナトリウム等の組み合わせによるレドックス系重合開始剤、過酸化水素、水溶性アゾ系重合開始剤等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は単独で使用してもよく、又は二以上を併用してもよい。さらに、ラジカル重合の際には、重合度を調整する目的で連鎖移動剤(例えば、チオグリコール酸オクチル)を添加してもよい。
【0208】
ラジカル重合には、上記モノマーのほかに共重合可能なモノマーを使用することができる。共重合可能なモノマーとしては、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル系モノマー、アクリルアミド、アクリレート類、メタクリレート類等が挙げられる。アクリレート類及びメタクリレート類は、ヒドロキシル基等の置換基を有していてもよい炭素数1~3の炭化水素基を有するものが好ましい。このようなアクリレート類又はメタクリレート類としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート等が挙げられる。これらの共重合可能なモノマーは、単独で使用してもよく、又は二以上を併用してもよい。
【0209】
ポリカルボン酸系ポリマー中のカルボキシル基はフリーであっても、アルカリ金属やアミン系化合物等によって中和されていてもよい。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられ、アミン系化合物としてはアンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【0210】
ポリカルボン酸系ポリマーの重量平均分子量は、得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、1000~20000が好ましく、3000~15000がより好ましい。
【0211】
ポリカルボン酸系ポリマーは、「ネオクリスタル770」(日華化学株式会社製、商品名)、「セロポールPC-300」(三洋化成工業株式会社製、商品名)等の市販品を用いることができる。
【0212】
上記-O-P(O)(OX
1)(OX
2)を有する化合物としては、例えば、下記一般式で表されるリン酸エステル化合物が挙げられる。
[式中、X
1又はX
2は上記と同義であり、X
3は炭素数1~22のアルキル基を示す。]
【0213】
上記リン酸エステル化合物としては、アルキルエステル部分が、炭素数1~22のアルキル基であるリン酸モノエステル、ジエステル及びトリエステル、並びにこれらの混合物を用いることができる。
【0214】
得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、ラウリルリン酸エステル、デシルリン酸エステルを用いることが好ましい。
【0215】
リン酸エステル化合物は、例えば、「フォスファノールML-200」(東邦化学工業株式会社製、商品名)等の市販品を用いることができる。
【0216】
上記特定官能基を有する化合物の一種以上が含まれる前処理液は、例えば、上述した化合物の水溶液とすることができる。また、前処理液には、酸、アルカリ、界面活性剤、キレート剤等を含有させてもよい。
【0217】
繊維材料を上記前処理液で処理する方法としては、例えば、パディング処理、浸漬処理、スプレー処理、コーティング処理が挙げられる。パディング処理としては、例えば、繊維染色加工辞典(昭和38年、日刊工業新聞社発行)の396~397頁や色染化学III(1975年、実教出版株式会社発行)の256~260頁に記載のパディング装置を用いた方法が挙げられる。コーティング処理としては、例えば、染色仕上機器総覧(昭和56年、繊維社発行)の473~477頁に記載のコーティング機を用いる方法が挙げられる。浸漬処理としては、例えば、染色仕上機器総覧(昭和56年、繊維社発行)の196~247頁に記載のバッチ式染色機を用いる方法が挙げられ、液流染色機、気流染色機、ドラム染色機、ウインス染色機、ワッシャー染色機、チーズ染色機等を用いることができる。スプレー処理としては、例えば、圧搾空気で処理液を霧状にして吹き付けるエアースプレーや、液圧霧化方式のエアースプレーを用いた方法が挙げられる。このときの処理液の濃度や付与後の熱処理等の処理条件は、その目的や性能等の諸条件を考慮して、適宜調整することができる。また、前処理液が水を含有する場合は、繊維材料に付着させた後に水を除去するために乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、特に制限はなく、乾熱法、湿熱法のいずれであってもよい。乾燥温度も特に制限されないが、例えば、室温~200℃で10秒~数日間乾燥させればよい。必要に応じて、乾燥後に100~180℃の温度で10秒~5分間程度加熱処理してもよい。
【0218】
なお、繊維材料が染色されるものである場合、前処理液による処理は、染色前でも、染色と同浴で行ってもよいが、還元ソーピングを行う場合は、その過程で吸着した上記特定官能基を有する化合物(例えば、フェノール系高分子化合物等)が、脱落してしまうおそれがあるので、染色後の還元ソーピング後に行うことが好ましい。
【0219】
浸漬処理における処理温度は、60~130℃とすることができる。処理時間は、5~60分とすることができる。
【0220】
前処理液による官能基導入工程は、上記特定官能基を有する化合物の付着量が、繊維材料100重量部に対し、1.0~7.0重量部になる量で処理することが好ましい。この範囲内であると、耐久撥水性及び風合いを高水準で両立させることができる。
【0221】
前処理液は、pHを3~5に調整することが好ましい。pH調整は、酢酸、リンゴ酸等のpH調整剤を用いることができる。
【0222】
前処理液には、上記特定官能基を有する化合物を塩析効果により有効に繊維材料に吸着させるために塩を併用することもできる。使用できる塩としては、例えば、塩化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムが挙げられる。
【0223】
前処理液による官能基導入工程では、過剰に処理された上記特定官能基を有する化合物を除去することが好ましい。除去方法としては、水洗による方法が挙げられる。十分な除去を行うことにより、後段の撥水加工において撥水性の発現が阻害されることを抑制することができ、加えて、得られる繊維製品の風合が良好となる。また、得られる官能基含有繊維は、炭化水素系撥水剤に接触させる前に、十分乾燥させておくことが好ましい。
【0224】
(ii)繊維を構成する材料に上記特定官能基が直接導入されている繊維としては、例えば、カチオン可染ポリエステル(CD-PET)が挙げられる。
【0225】
官能基含有繊維は、得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、表面のゼータ電位が-100~-0.1mVであることが好ましく、-50~-1mVであることがより好ましい。繊維の表面のゼータ電位は、例えば、ゼータ電位・粒径測定システムELSZ-1000ZS(大塚電子株式会社製)にて測定することができる。
【0226】
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【実施例0227】
以下、実施例を挙げて本開示を詳しく説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0228】
[原料アルコールの前処理]
(原料アルコールの水洗処理)
ステアリン酸モノエタノールアミド(C18-OH)が65mass%、パルミチン酸モノエタノールアミド(C16-OH)が35mass%の混合物からなる市販の原料アルコール(以後、アミドアルコールAと称す)を以下の様にして水洗した。
【0229】
1.1000ccの四つ口フラスコにアミドアルコールA 50g、IPA 80gを仕込む。
2.冷却管、温度計をセットする。
3.60℃に加熱して、溶解させる。
4.60℃の温水、480gを徐々に加える。
5.攪拌を止め、30分静置させる。
6.減圧濾過し、沈殿物を回収。
7.濾過後の沈殿に100gの温純水を注ぎ、洗浄する。
8.沈殿物を110℃で4時間、乾燥する。
9.粉砕して回収。
【0230】
この1回水洗後のアミドアルコールを以後アミドアルコールBとする。水洗で生じたろ液のpHを測定したところ、9.9とアルカリ性を示した。
【0231】
さらにアミドアルコールBを再度、同様に水洗した(2回水洗)。この2回水洗後のアミドアルコールを以後アミドアルコールCとする。
【0232】
アミドアルコールA,B,CをICP発光分光分析法によりNaの含有量をそれぞれ測定したところ、1430ppm,151ppm,8ppmだった。追加で、K及びLiは検出されなかった。
【0233】
(原料アルコールのアルカリ吸着処理)
○アルカリ吸着処理1
アミドアルコールAを以下の様にしてアルカリ吸着処理した。
処理後の原料アルコールをアミドアルコールDとする。
【0234】
1.1000ccの四つ口フラスコにアミドアルコールA 60g、IPA 540gを仕込む。
2.冷却管、温度計をセットする。
3.60℃に加熱して、溶解させる。
4.合成ケイ酸マグネシウム(比表面積:530m2/g)0.6gを加えて、90分間、攪拌する。
5.この溶液を熱いまま、加圧濾過し合成ケイ酸マグネシウムを除去する。
6.加熱減圧下でろ液からIPAを除去する。
7.粉砕して回収する。
【0235】
○アルカリ吸着処理2
アミドアルコールAを合成ケイ酸アルミニウム(比表面積:610m2/g)を1.2g加える以外は、原料アルコールAのアルカリ吸着処理1と同様の条件で処理した。
処理後の原料アルコールをアミドアルコールEとする。
【0236】
○アルカリ吸着処理3
アミドアルコールAを合成ケイ酸マグネシウム(比表面積:120m2/g)を1.8g加える以外は、原料アルコールAのアルカリ吸着処理1と同様の条件で処理した。
処理後の原料アルコールをアミドアルコールFとする。
【0237】
アミドアルコールD、E, FをICP発光分光分析法によりNaの含有量をそれぞれ測定したところ、266ppm, 25ppm, 320ppmだった。
【0238】
[合成例]
(合成例1)
200ccの四つ口フラスコにアミドアルコールBを30g、アクリル酸メチルを38.92g、p-メトキシフェノールを0.03g仕込んだ。ディーンスターク管、冷却管、温度計を取り付けて、オイルバス中に浸漬した。80℃に昇温し内容物を溶解させ、GC用のサンプルを採取した。チタントリエタノールアミネートを1.38g仕込んで、空気流下、90℃に昇温し反応を開始した。アミドアルコールBの減少率をGCで追跡し、転化率が93%以上になるまで反応を続けた。その後、80℃に温度を下げ0.4gの純水を加えて1時間、攪拌した。内容物をナスフラスコへ移し、加熱減圧下にエバポレーターで過剰のアクリル酸メチルを除去し、固形物を得た。H1-NMR分析からステアリン酸アミドエチルアクリレートとパルミチン酸アミドエチルアクリレートの混合物が確認された。
【0239】
(合成例2~4)
表1に示す原料アルコールを使用し、原料アルコール以外は合成例1と同じ仕込み量、
同じ方法で合成反応を実施した。
【0240】
(比較合成例1及び2)
表1に示す原料アルコールを使用し、原料アルコール以外は合成例1と同じ仕込み量、
同じ方法で合成反応を実施した。
【0241】
【0242】
GCにて合成例1~4及び比較合成例1~2のアミド基含有単量体への転化率を追跡した結果を表2に示す。また、合成例1~4及び比較合成例1の生成物をLCMS分析した結果を表3に示す。
【0243】
【0244】
【0245】
[重合例]
(重合例1)
500mlのポリ容器に水溶性グリコール系溶剤 30g、合成例1のアミド基含有単量体 30g、ステアリルアクリレート49g、N-メチロールアクリルアミド 1g、純水 180g、カチオン系乳化剤 2g、ソルビタン脂肪酸エステル 2g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル 6gを仕込み80℃に加熱し、ホモミキサーで1分間、2000rpmで攪拌した後、超音波で15分間、乳化分散させた。乳化分散物を500mlのオートクレーブに移し、窒素置換後、ラウリルメルカプタン 0.2g、塩化ビニルを20g仕込んだ。更に2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩 1gを添加し60℃で4時間反応させて重合体の水性分散液を得た。この分散液を更に純水で希釈して固形分濃度が30%の
水分散体1を調製した。
【0246】
(重合例2)
合成例2のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例1と同じ仕込み組成、同じ方法で
重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が30%の水分散体2を調製した。
【0247】
(重合例3)
合成例3のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例1と同じ仕込み組成、同じ方法で
重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が30%の水分散体3を調製した。
【0248】
(重合例4)
合成例4のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例1と同じ仕込み組成、同じ方法で
重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が30%の水分散体4を調製した。
【0249】
(比較重合例1)
比較合成例1のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例1と同じ仕込み組成、同じ方法で重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が30%の比較水分散体1を調製した。
【0250】
(重合例5)
窒素導入管、温度計、攪拌棒、還流管を備えた200ccの四つ口フラスコに合成例1のアミド基含有単量体39g、ヒドロキシエチルアクリレート 8g、ジメチルアミノエチルメタクリレート 3g、メチルエチルケトン50g仕込み、窒素気流下、60℃で30分攪拌した。その後、0.5gのアゾビスイソブチロニトリルを加えて80℃まで昇温し、10時間、重合反応を実施した。得られた共重合体溶液に酢酸を1.7g、純水10gを加えて30分攪拌した。内容物を1Lのナスフラスコへ移し、更に純水を223g加えて、加熱減圧下、溶媒のメチルエチルケトンを除去し、水分散体を得た。この際、メチルエチルケトンとともに水も一部、留去した。得られた水分散体を更に純水で希釈して固形分濃度が15%の水分散体5が得られた。
【0251】
(重合例6)
合成例2のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例5と同じ仕込み組成、同じ方法で
重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が15%の水分散体6を調製した。
【0252】
(比較重合例2)
比較合成例1のアミド基含有単量体を用いた以外は重合例5と同じ仕込み組成、同じ方法で重合反応を行い、純水で希釈して固形分濃度が15%の比較水分散体2を調製した。
【0253】
[試験例]
(布帛処理試験)
○試験例1
重合例1で調製した固形分濃度30%の水分散液1をさらに水道水で希釈して、固形分濃度
1%の処理液を調製した。この処理液にポリエステル布(グレー)、ナイロン布(ブラック)を浸漬した後、マングルで絞った。ウエットピックアップは約55%(ポリエステル布)、約35%(ナイロン布)だった。この処理布を170℃で1分間、ピンテンターに通し乾燥、キュアリングを行った。このようにして処理された試験布をJIS L-1092のスプレー法による撥水性試験で撥水性を評価した。撥水性の結果を表4に示す。また、JIS L-0217 103に従い、10回選択した後、タンブラーで60℃で30分間乾燥された試験布の撥水性の評価結果を同様に表4に示す。
【0254】
○試験例2~4
重合例2~4で調製した固形分濃度30%の各水分散体2~4を試験例1と同様に固形分濃度が1%になるように水道水で希釈し、処理液を調製した。この処理液を用いて試験例1と同様に布を処理して撥水試験を行った結果を表4に示す。
【0255】
○比較試験例1
比較重合例1で調製した固形分濃度30%の比較水分散体を試験例1と同様に固形分濃度が1%になるように水道水で希釈し、処理液を調製した。この処理液を用いて試験例1と同様に布を処理して撥水試験を行った結果を表4に示す。
【0256】
【0257】
(安定性試験)
○安定性試験例1~4
・40℃での自然沈降試験
図1に示す先の細くなった直径35mmの沈降管(先の細い部分の直径は8mm)に重合例1~4で調整した水分散体1~4を各200ml仕込んで40℃の雰囲気下に1ケ月保管した後、沈降量を測定した結果を表5に示す。ここで沈降量とは底部に溜まった沈降部分の高さ(mm)を意味する。
【0258】
・遠心沈降試験
また、
図2に示す先の細くなった直径30mmの遠心沈降管(先の細い部分の直径は8mm)に重合例1~4で調製した水分散体1~4を各30g投入し先の細い部分にゴム管をセットし遠心分離機で1000rpmで30分間まわした後、さらに2000rpmで30分間回した後の沈降量を測定した結果を表5に示す。ここで沈降量とは底部に溜まった沈降部分の高さ(mm)を意味する。
【0259】
○比較安定性試験例1
比較重合例1で調製した固形分濃度30%の比較水分散体1を安定性試験例1~4と同様に40℃での自然沈降試験、遠心沈降試験を行った結果を表5に示す。
【0260】
○安定性試験例5~6
固形分濃度が15%の水分散体5、6を使用して安定試験例1~4と同様の方法で40℃での自然沈降試験、遠心沈降試験を行った結果を表5に示す。
【0261】
○比較安定性試験例2
固形分濃度が15%の比較水分散体2を使用して安定試験例1~4と同様の方法で40℃での自然沈降試験、遠心沈降試験を行った結果を表5に示す。
【0262】
【0263】
(紙処理試験)
○試験例5
木材パルプとして、LBKP(広葉樹さらしクラフトパルプ)とNBKP(針葉樹さらしクラフトパルプ)の重量比率が、60重量%と40重量%で、かつ、パルプのろ水度が400ml(Canadian Standard Freeness)のパルプスラリーを調製し、このパルプスラリーに湿潤紙力剤、サイズ剤を添加して長網抄紙機により、処理し紙密度が0.58g/cm3の坪量45g/m2の紙を得た。この紙の耐油性(KIT値)はゼロ、耐水性(Cobb値)は52g/m2であった。この紙を用いて以下のサイズプレス処理を実施した。
【0264】
先ず、重合例5で得られた水分散体5の固形分濃度が2.4重量%、ヒドロキシエチル化澱粉の濃度が7%となるように水で希釈して処理液を調製した。次にサイズプレス機で上述の処理液を用いて紙を処理し、ドラムドライヤーで乾燥し、耐油紙(加工紙)を得た。得られた耐油紙のヒドロキシエチル化澱粉と共重合体の塗工量は1.1g/m2(この内、共重合体の塗工量は0.28g/m2)であった。得られた耐油紙の耐油性(KIT値)と耐水性(Cobb値)の評価結果を表6に示す。
【0265】
○試験例6
重合例6で得られた水分散体6を使用する以外は、試験例5と同様の方法にて紙を処理し、耐油紙(加工紙)を得た。得られた耐油紙の耐油性(KIT値)と耐水性(Cobb値)の評価結果を表6に示す。
【0266】
○比較試験例2
比較重合例2で得られた比較水分散体2を使用する以外は、試験例5と同様の方法にて紙を処理し、耐油紙(加工紙)を得た。得られた耐油紙の耐油性(KIT値)と耐水性(Cobb値)の評価結果を表6に示す。
【0267】
前記重合工程において、さらに、炭化水素系単量体、架橋性単量体、及びハロゲン化オレフィンからなる群から選択される少なくとも一種を重合する、請求項11に記載のアミド基含有重合体の製造方法。