JP2002322465A - 撥水撥油剤組成物 - Google Patents

撥水撥油剤組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐久性に優れ、安全性、環境保全性に優れる撥
水撥油剤組成物の提供。 【解決手段】ポリフルオロアルキル基を有する(メタ)
アクリレートに基づく重合単位、炭素数が1〜12であ
るアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに
基づく重合単位、炭素数が16〜22であるアルキル基
を有するアルキル(メタ)アクリレートに基づく重合単
位、及びブロック化イソシアネート基を有する特定の化
合物に基づく重合単位、を含有する重合体(A)、水系
媒体(B)及び界面活性剤(C)を含有し、かつ(A)
/(B)/(C)の質量比が100/100〜500/
1〜10である撥水撥油剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物に耐久性
に優れる撥水撥油性を付与でき、安全性や環境保全性に
優れる撥水撥油剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、繊維製品や紙製品等を撥水撥油
剤組成物で処理し、それらの表面に撥水撥油性や耐水耐
油性を付与する技術が、日常衣料、スポーツ衣料、傘、
テント、インテリア用品、包装紙等産業資材等の分野で
広く使用されている。
【0003】撥水撥油剤組成物としては、ポリフルオロ
アルキル基(以下、Rf基と記す。)を有するモノマに
基づく重合単位を含有する重合体を、水又は水と有機溶
媒の混合溶媒(以下、水系媒体という。)に分散させた
水性分散液が知られている。
【0004】このような水性分散液の製造方法として、
f基を有するモノマを乳化重合させる方法やRf基を含
有する重合体を水系媒体中で乳化剤を用いて乳化分散す
る方法が知られている。得られた水性分散液には、必要
に応じて種々の添加剤が配合される。
【0005】これまで、撥水撥油性の向上、洗濯や摩擦
に対する耐久性の向上、耐水圧や耐油性の改良につい
て、種々の撥水撥油剤組成物の検討実施されている。ま
た、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維、
綿、ウール、絹等の天然繊維等に対する適応性を向上さ
せる検討も実施され、モノマ、界面活性剤、有機溶媒等
について種々の提案がある。
【0006】近年、環境保全性、安全衛生性の点から有
機溶媒を使用する撥水撥油剤組成物から水系媒体を使用
した撥水撥油剤組成物への転換が進んでいる。また、撥
水撥油剤組成物がハロゲン原子(ただし、フッ素原子を
除く。)を有する重合単位を含有する重合体を含有しな
い撥水撥油剤組成物の開発が望まれている。
【0007】さらに、経済性の点から少量で撥水撥油
性、耐水耐油性が付与できる撥水撥油剤組成物、低い熱
処理温度で撥水撥油効果の発現する撥水撥油剤組成物、
加工条件の影響が小さく製品歩留りが高い撥水撥油剤組
成物の開発が要望されている。また、多様化する顧客ニ
ーズに対応する撥水撥油剤組成物が求められている。例
えば、水を使用するドライクリーニングシステムの普
及、家庭へのタンブラー乾燥機の普及に伴い、水を用い
た洗濯及びタンブラー乾燥時にも撥水撥油性の耐久性に
優れる撥水撥油剤組成物の開発が望まれている。このよ
うな耐久性向上のために、Rf基を有する(メタ)アク
リレートと塩化ビニルや塩化ビニリデン等を共重合して
得た撥水撥油剤組成物に、メチロールメラミン樹脂やブ
ロック化イソシアネート樹脂等のバインダーとその触媒
とを併用する処理方法が広く用いられている。しかし、
前述の有機塩素化合物の環境への影響の懸念や加工処方
の煩雑性、加工布の硬い風合い、経済性等の点で充分満
足できるものでなかった。
【0008】また、メチロールメラミン樹脂はホルマリ
ンを発生するので環境安全性の点で好ましくなく、ブロ
ック化イソシアネート樹脂が被処理物を黄色く着色する
ので適用範囲が限られていた。さらに、これらのバイン
ダを併用すると、加工時の希釈液の安定性が低下した
り、樹脂の沈降やゲル状物の発生し被処理物を汚染する
等のトラブルの原因になることがあった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安全
性、環境保全性に優れ、洗濯耐久性に優れる撥水撥油剤
組成物を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記重合体
(A)、水系媒体(B)及び界面活性剤(C)を含有
し、かつ(A)/(B)/(C)の質量比が100/1
00〜500/1〜10であることを特徴とする撥水撥
油剤組成物を提供する。
【0011】重合体(A):(1)ポリフルオロアルキ
ル基を有する(メタ)アクリレートに基づく重合単位、
(2)炭素数が1〜12であるアルキル基を有するアル
キル(メタ)アクリレートに基づく重合単位、(3)炭
素数が16〜22であるアルキル基を有するアルキル
(メタ)アクリレートに基づく重合単位及び(4)2−
イソシアネートエチルメタクリレート、下記式1の1,
3,3−トリメチル−4−イソシアネートシクロヘキシ
ルメチルアミドオキシエチルメタアクリレート及び下記
式2の1,3,3−トリメチル−4−イソシアネートシ
クロヘキシルメチルアミドオキシエチルアクリレートか
らなる群から選ばれる1種以上の化合物であり、かつイ
ソシアネート基がブロック化された化合物に基づく重合
単位、を含有する共重合体。
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】
【発明の実施の形態】本明細書において、アクリレート
とメタクレートとを総称して(メタ)アクリレートと記
す。(メタ)アクリルアミド等の表記においても同様で
ある。
【0015】本発明における重合体(A)は、(1)R
f基を有する(メタ)アクリレート(a1)に基づく重合
単位、を含有する重合体である。
【0016】Rf基を有する(メタ)アクリレート(以
下、モノマa1という。)とは、Rf基を有するアルコー
ルと(メタ)アクリル酸のエステルである。モノマa1
としては、下記式A11で表される化合物が好ましい。た
だし、式A11において、RfはRf基、Qは2価有機基、
Rは水素原子又はメチル基を示す。
【0017】 Rf−Q−OCOCR=CH2 ・・・式A11 式A11におけるRfは、水素原子の2個以上がフッ素原
子に置換されたアルキル基が好ましい。Rfの炭素数は
2〜20が好ましく、特に6〜16がより好ましい。R
fは、直鎖構造でも分岐構造でもよく、直鎖構造がより
好ましい。分岐構造の場合には、分岐部分がRfの末端
部分に存在し、かつ、炭素数1〜4程度の短鎖が好まし
い。Rf中には、エーテル性酸素原子又はチオエーテル
性硫黄原子が含まれてもよい。Rfの末端部分の構造と
しては、−CF2CF3、−CF(CF32、−CF
2H、−CFH2等が挙げられ、−CF2CF3が好まし
い。
【0018】Rf中のフッ素原子の数は、[(Rf中のフ
ッ素原子数)/(Rfと同一炭素数のアルキル基中に含
まれる水素原子数)]×100(%)で表現した場合
に、60%以上が好ましく、80%以上がより好まし
く、100%が最も好ましい。100%の場合のRf
ペルフルオロアルキル基である。
【0019】ペルフルオロアルキル基の炭素数は、2〜
20が好ましく、特に6〜16が好ましい。ペルフルオ
ロアルキル基の炭素数が少ないと撥水性能及び撥油性能
が低下する傾向となり、ペルフルオロアルキル基の炭素
数が多いとモノマa1の取扱いが困難になるおそれがあ
る。
【0020】Rfの具体例としては、以下の基が挙げら
れる。C49−[たとえば、F(CF24−、(C
32CFCF2−、(CF33C−、又はCF3CF2
(CF3)CF−等の異性体構造のいずれか基]、C5
11−[たとえば、F(CF25−等]、C613−[た
とえば、F(CF26−等]、C715−[たとえば、
F(CF27−、(CF32CF(CF24−等]、C
817−[たとえば、F(CF28−等]、C919
[たとえば、F(CF 29−、(CF32CF(C
26−等]、C1021−[たとえば、F(CF210
−等]、C1225−[たとえば、F(CF212
等]、C1327−[たとえば、(CF32CF(C
28−等]、C1429−[たとえば、F(CF21 4
−等]、C1633−[たとえば、F(CF216−等]
等。
【0021】Rfが、エーテル性酸素原子又はチオエー
テル性硫黄原子を有する場合の具体例としては、以下の
基が挙げられる。F(CF25OCF(CF3)−、F
[CF(CF3)CF2O]1 5CF(CF3)CF2CF
2−、F[CF(CF3)CF2O]CF(CF3)−、F
(CF2CF2CF2O)1 5CF2CF2−、F(CF2
2O)1 5CF2CF2−、F(CF25SCF(C
3)−、F[CF(CF3)CF2S]1 5CF(C
3)CF2CF2−、CF3CF2CF2SCF(CF3
−、F[CF(CF3)CF2S] 1 5CF2CF2−、F
(CF2CF2CF2S)1 5CF2CF2−、F(CF2
2S)1 5CF2CF2−等。特に、Rfとしては、直鎖
状のペルフルオロアルキル基が好ましい。
【0022】式a11におけるQとしては、−(CH2
p+q−、−(CH2pCONRa(CH2q−、−(CH
2pOCONRa(CH2q−、−(CH2pSO2NR
a(CH2q−、−(CH2pNHCONH(CH2q
−、−(CH2pCH(OH)(CH2q−、−(CH
2pCH(OCORa)(CH2q−等が好ましい。た
だし、Raは水素原子又はアルキル基を示す。また、p
及びqは独立に0以上の整数、p+qは1〜22の整数
である。
【0023】好ましくは、−(CH2p+q−、−(CH
2pCONRa(CH2q−又は(CH2pSO2NRa
(CH2q−であり、qが2以上で、p+qが2〜6で
ある。より好ましくは、エチレン基、プロピレン基、ブ
チレン基、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基であ
る。
【0024】モノマa1の具体例としては、下記の化合
物が挙げられる。ただし、Rは水素原子又はメチル基を
示す。F(CF25CH2OCOCR=CH2、F(CF
26CH2CH2OCOCR=CH2、H(CF26CH2
OCOCR=CH2、H(CF28CH2OCOCR=C
2、H(CF210CH2OCOCR=CH2、H(CF
28CH2CH2OCOCR=CH2、F(CF28CH2
CH2CH2OCOCR=CH2、F(CF28CH2CH
2OCOCR=CH2、F(CF210CH2CH2OCO
CR=CH2、F(CF212CH2CH2OCOCR=C
2、F(CF214CH2CH2OCOCR=CH2、F
(CF216CH2CH2OCOCR=CH2、(CF32
CF(CF24CH2CH2OCOCR=CH2、(C
32CF(CF26CH2CH2OCOCR=CH2
(CF32CF(CF28CH2CH2OCOCR=CH
2、F(CF28SO2N(C37)CH2CH2OCOC
R=CH2、F(CF28(CH24OCOCR=C
2、F(CF28SO2N(CH3)CH2CH2OCO
CR=CH2、F(CF28SO2N(C25)CH2
2OCOCR=CH2、F(CF28CONHCH2
2OCOCR=CH2、(CF32CF(CF25(C
2)3OCOCR=CH2、(CF32CF(CF25
CH2CH(OCOCH3)OCOCR=CH2(CF3
2CF(CF25CH2CH(OH)CH2OCOCR=
CH2、(CF32CF(CF27CH2CH(OH)C
2OCOCR=CH2、F(CF2)9CH2CH2OC
OCR=CH2、F(CF29CONHCH2CH2OC
OCR=CH2
【0025】本発明における重合体(A)中には、モノ
マa1に基づく重合単位を1種単独又は2種以上を含ん
でもよい。2種以上を含む場合、炭素数の異なるRf
有するモノマa1に基づく重合単位が好ましい。
【0026】本発明において重合体(A)は、(1)モ
ノマa1とともに、(2)炭素数が1個から12個であ
るアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート
(以下。モノマa2という。)に基づく重合単位、
(3)炭素数が16個から22個であるアルキル基を有
するアルキル(メタ)アクリレート(以下モノマa3
いう。)に基づく重合単位及び(4)2−イソシアネー
トエチルメタクリレート、1,3,3−トリメチル−4
−イソシアネートシクロヘキシルメチルアミドオキシエ
チルメタアクリレート及び1,3,3−トリメチル−4
−イソシアネートシクロヘキシルメチルアミドオキシエ
チルアクリレートからなる群から選ばれる1種以上の化
合物であり、かつイソシアネート基がブロック化された
化合物(以下モノマa4という。)に基づく重合単位、
を含有する。
【0027】モノマa2としては、不飽和結合を1個有
するモノマが好ましい。モノマa2は1種単独でも2種
以上を併用してもよい。
【0028】モノマa2の具体例としては、エチル(メ
タ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブ
チル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリ
レート、tert−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、オクチル(メタ)アクリレー
ト、ドデシル(メタ)アクリレート、エチレングリコー
ルビス(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビ
ス(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールビス
(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0029】モノマa3としては、不飽和結合を1個有
するモノマが好ましい。モノマa2は1種単独又は2種
以上を併用してもよい。モノマa3の具体例としては、
セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アク
リレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられ
る。
【0030】モノマa4は、イソシアネート基がブロッ
ク化された構造を持つモノマである。イソシアネート基
のブロック化に使用する化合物の具体例としては、2−
ブタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ε−カ
プロラクタム、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、
フェノール、メタノール、ジエチルマロネート、重亜硫
酸塩、ピラゾール、3−メチルピラゾール、3,5−ジ
メチルピラゾール、インダゾール等が挙げられる。
【0031】好ましくは、安定性や反応性の点から2−
ブタノンオキシム、アセト酢酸エチル、ジエチルマロネ
ート、ピラゾール、3−メチルピラゾール、3,5−ジ
メチルピラゾールが好ましく、最も好ましくは2−ブタ
ノンオキシム、3−メチルピラゾール、3,5−ジメチ
ルピラゾールである。
【0032】本発明において、重合体(A)は、モノマ
1、モノマa2、モノマa3、モノマa4以外にその他の
モノマ(以下、モノマa5という。)に基づく重合単位
を含有してもよい。モノマa5の具体例としては、エチ
レン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン等のオレ
フィン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のフルオロ
オレフィン、酢酸ビニル等の有機酸ビニルエステル、ス
チレン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリルアミ
ド、 置換(メタ)アクリルアミド、アルキルビニルエ
ーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、アジリジニ
ル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)
アクリレート、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、ポリオキシアルキレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレートモノメチルエーテル、ポリ
オキシアルキレングリコールビス(メタ)アクリレー
ト、ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリ
レート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアルキ
ルエステル、N−置換アミノアルキル(メタ)アクリレ
ート等が挙げられる。
【0033】好ましくは、グリシジル(メタ)アクリレ
ート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレート、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、ポリオキシアルキレング
リコールモノ(メタ)アクリレートモノメチルエーテ
ル、ポリオキシアルキレングリコールビス(メタ)アク
リレートである。
【0034】重合体(A)における各重合単位の含有割
合は、モノマa1に基づく重合単位/モノマa2に基づく
重合単位/モノマa3に基づく重合単位/モノマa4に基
づく重合単位が質量比で40〜80/15〜40/3〜
15/2〜10が好ましい。より好ましくは、モノマa
1に基づく重合単位/モノマa2に基づく重合単位/モノ
マa3に基づく重合単位/モノマa4に基づく重合単位が
質量比で50〜70/20〜38/4〜10/3〜8で
ある。
【0035】重合体(A)がモノマa5に基づく重合単
位を含有する場合は、モノマa1に基づく重合単位/モ
ノマa2に基づく重合単位/モノマa3に基づく重合単位
/モノマa4に基づく重合単位/モノマa5に基づく重合
単位は質量比で40〜80/15〜35/5〜15/2
〜10/0.5〜10が好ましい。より好ましくは、モ
ノマa1に基づく重合単位/モノマa2に基づく重合単位
/モノマa3に基づく重合単位/モノマa4に基づく重合
単位/モノマa5に基づく重合単位は質量比で50〜7
0/20〜38/4〜10/3〜6/1〜5である。
【0036】本発明における水系媒体(B)は、水又は
水と水溶性溶媒との混合溶媒が好ましい。水溶性溶媒と
しては、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリ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、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モノエチルエーテル、トリ
プロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群か
ら選ばれる1種以上の溶媒が好ましい。水系媒体(B)
としては、水又は水とプロピレングリコール、ジプロピ
レングリコール、トリプロピレングリコールからなる群
から選ばれる1種以上の溶媒との混合溶媒が、撥水撥油
性、保存安定性、安全性の点からより好ましい。
【0037】本発明の撥水撥油剤組成物において、水系
媒体(B)の含有量は、質量比で重合体(A)/水系媒
体(B)が100/100〜500が好ましい。また、
水溶性溶媒が含まれる場合には、水溶性溶媒の含有量
は、重合体(A)/水溶性溶媒の質量比で100/0.
1〜50が好ましく、100/10〜45がより好まし
い。水溶性溶媒の含有量が少なすぎるとエマルションの
凍結安定性が充分でないおそれがあり、多すぎると安全
性、環境保全性から好ましくない。
【0038】本発明における界面活性剤(C)として
は、ノニオン性界面活性剤が好ましい。また、ノニオン
性界面活性剤とカチオン性界面活性剤又は両性界面活性
剤の併用も好ましい。より好ましくは、ノニオン性界面
活性剤とカチオン性界面活性剤の併用である。
【0039】ノニオン性界面活性剤としては、下記界面
活性剤c1〜c6からなる群から選ばれる1種以上のノニ
オン性界面活性剤が好ましい。
【0040】界面活性剤c1:ポリオキシアルキレンモ
ノアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンモノアルケ
ニルエーテル又はポリオキシアルキレンモノアルカポリ
エニルエーテル、 界面活性剤c2:分子中に1個以上の炭素−炭素三重結
合及び1個以上の水酸基を有する化合物からなるノニオ
ン性界面活性剤、 界面活性剤c3:オキシエチレン鎖が2個以上連続して
連なったポリオキシエチレン(以下、POEという。)
鎖と、炭素数3以上のオキシアルキレン鎖が2個以上連
続して連なった鎖とが連結し、かつ、両末端が水酸基で
ある化合物からなるノニオン性界面活性剤、 界面活性剤c4:分子中にアミンオキシド基を有するノ
ニオン性界面活性剤、 界面活性剤c5:ポリオキシエチレンモノ(置換フェニ
ル)エーテルの縮合物又はポリオキシエチレンモノ(置
換フェニル)エーテルからなるノニオン性界面活性剤、 界面活性剤c6:ポリオールの脂肪酸エステルからなる
ノニオン性界面活性剤。
【0041】界面活性剤c1におけるアルキル基、アル
ケニル基又はアルカポリエニル基(以下、まとめてRc
基という。)は、炭素数4〜26であるのが好ましい。
c基は直鎖状又は分岐状が好ましい。分岐構造として
は、2級アルキル基、2級アルケニル基又は2級アルカ
ポリエニル基が好ましい。
【0042】Rc基の具体例としては、オクチル基、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、ヘキサデシル基、ベヘニル基(ドコシル基)、
及びオレイル基(9−オクタデセニル基)等が挙げられ
る。ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル又はポ
リオキシアルキレンモノアルケニルエーテルがより好ま
しい。Rc基は1種単独で又は2種以上を併用してもよ
い。
【0043】界面活性剤c1のポリオキシアルキレン
(以下、POAという。)鎖は、POE鎖及び/又はポ
リオキシプロピレン(以下、POPという。)鎖が2個
以上連なった鎖が好ましい。POA鎖は、1種単独又は
2種以上のPOA鎖を併用してもよい。2種からなる場
合には、それらの連なり方はブロック状であることが好
ましい。
【0044】界面活性剤c1としては、下記式C11で表
される化合物がより好ましい。
【0045】
【化5】
【0046】ただし、R10は炭素数8以上のアルキル基
又は炭素数8以上のアルケニル基、sは5〜50の整
数、gは0又は1〜20の整数、を示す。g及びsが2
以上である場合、式C11中のPOE鎖とPOP鎖とはブ
ロック状に連結される。R10は直鎖構造又は分岐構造、
sは10〜30の整数、gは0又は1〜10の整数、が
好ましい。sが4以下又はgが21以上となると水に難
溶性となり、水系媒体中に均一に溶解しないため撥水撥
油剤組成物の被処理物への浸透性が低下する。sが51
以上となると被処理物の撥水性が低下する。
【0047】式C11で表される化合物の具体例としては
下記化合物が挙げられる。ただし、POE鎖とPOP鎖
とはブロック状に連結される。C1837O[CH2CH
(CH3)O]2−(CH2CH2O)30H、C1835O−
(CH2CH2O)30H、C1633O[CH2CH(C
3)O]5−(CH2CH2O)20H、C1225O[CH
2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)15H、(C8
17)(C613)CHO−(CH2CH2O)15H、C10
21O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)
15H。
【0048】界面活性剤c2としては、分子中に1個の
炭素−炭素三重結合、及び1個又は2個の水酸基を有す
る化合物であるノニオン性界面活性剤が好ましい。界面
活性剤c2は、分子中にPOA鎖を有してもよい。PO
A鎖としては、POE鎖、POP鎖、POE鎖とPOP
鎖とがランダム状に連なった鎖、又はPOE鎖とPOP
鎖とがブロック状に連なった鎖、が挙げられる。界面活
性剤c2の具体例としては、下記式C21、下記式C22
下記式C23、又は下記式C24で表される化合物が好まし
い。
【0049】
【化6】
【0050】ただし、A1、A2、及びA3はそれぞれ独
立にアルキレン基を示し、m及びnはそれぞれ0以上の
整数、(m+n)は1以上の整数、kは1以上の整数、
を示す。m、n又はkがそれぞれ2以上である場合に
は、A1、A2、及びA3はそれぞれ1種単独で又は2種
以上を併用してもよい。
【0051】R11〜R16は、それぞれ独立に水素原子又
はアルキル基を示す。アルキル基としては炭素数1〜1
2のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基
がより好ましい。具体例としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、及びイソブチル基等が挙げ
られる。
【0052】POA鎖としては、POE鎖、POP鎖又
はPOE鎖とPOP鎖とを含む鎖が好ましい。POA鎖
の繰り返し単位の数は1〜50が好ましい。
【0053】界面活性剤c2としては、下記式C25で表
されるノニオン性界面活性剤が好ましい。ただし、x及
びyはそれぞれ0又は1〜30の整数を示す。式C25
表わされるノニオン性界面活性剤は1種単独で又は2種
以上を併用してもよい。
【0054】
【化7】
【0055】式C25のノニオン性界面活性剤としては、
x及びyが0、xとyとの和が平均1〜4又はxとyと
の和が平均10〜30、であるノニオン性界面活性剤が
より好ましい。
【0056】界面活性剤c3における炭素数3以上のP
OA鎖としては、ポリオキシテトラメチレン(以下、P
OTという。)及び/又はPOP鎖が好ましい。界面活
性剤c3としては、下式C31又は下式C32で表されるノ
ニオン性界面活性剤が好ましい。ここで、hは0又は1
〜200の整数、rは2〜100の整数、tは0又は1
〜200の整数を示す。hが0である場合にはtは2以
上の整数、tが0である場合にはhは2以上の整数であ
る。−C36O−単位は、−CH(CH3)CH2−で
も、−CH2CH(CH3)−でも、−CH(CH3)C
2−と−CH2CH(CH3)−とが混在してもよい。
POA鎖は、ブロック状である。
【0057】
【化8】
【0058】界面活性剤c3の具体例しては、下記の化
合物が挙げられる。HO−(CH2CH2O)15−(C3
6O)35−(CH2CH2O)15H、HO−(CH2CH
2O)8−(C36O)35−(CH2CH2O)8H、HO
−(CH2CH2O)45−(C36O)17−(CH2CH2
O)45H、HO−(CH2CH2O)34−(CH2CH2
2CH2O)28−(CH2CH2O) 34H。
【0059】界面活性剤c4としては、下記式C41で表
されるノニオン性界面活性剤が好ましい。 (R17)(R18)(R19)N(→O)・・・式C41 ここで、R17、R18及びR19は、それぞれ独立に1価炭
化水素基を示す。本発明においては、アミンオキシド
(N→O)基を有する界面活性剤をノニオン性界面活性
剤として扱う。界面活性剤c4は、1種単独で又は2種
以上を併用してもよい。
【0060】界面活性剤c4としては、下記式C42で表
されるノニオン性界面活性剤が、重合体(A)の分散安
定性の点から好ましい。 (R20)(CH32N(→O)・・・式C4220は、炭素数6〜22のアルキル基、炭素数6〜22
のアルケニル基、アルキル基(炭素数6〜22)が結合
したフェニル基又はアルケニル基(炭素数6〜22)が
結合したフェニル基、を示し、炭素数8〜22のアルキ
ル基又は炭素数8〜22のアルケニル基が好ましい。
【0061】式C42で表されるノニオン性界面活性剤の
具体例としては、下記の化合物が挙げられる。[H(C
212](CH32N(→O)、[H(CH214
(CH32N(→O)、[H(CH216](CH32
N(→O)、[H(CH218](CH32N(→
O)。
【0062】界面活性剤c5における置換フェニル基と
しては、1価炭化水素基で置換されたフェニル基が好ま
しく、アルキル基、アルケニル基又はスチリル基で置換
されたフェニル基がより好ましい。
【0063】界面活性剤c5としては、ポリオキシエチ
レンモノ(アルキルフェニル)エーテルの縮合物、ポリ
オキシエチレンモノ(アルケニルフェニル)エーテルの
縮合物、ポリオキシエチレンモノ(アルキルフェニル)
エーテル、ポリオキシエチレンモノ(アルケニルフェニ
ル)エーテル、又はポリオキシエチレンモノ[(アルキ
ル)(スチリル)フェニル〕エーテルが好ましい。
【0064】ポリオキシエチレンモノ(置換フェニル)
エーテルの縮合物又はポリオキシエチレンモノ(置換フ
ェニル)エーテルの具体例としては、ポリオキシエチレ
ンモノ(ノニルフェニル)エーテルのホルムアルデヒド
縮合物、ポリオキシエチレンモノ(ノニルフェニル)エ
ーテル、ポリオキシエチレンモノ(オクチルフェニル)
エーテル、ポリオキシエチレンモノ(オレイルフェニ
ル)エーテル、ポリオキシエチレンモノ[(ノニル)
(スチリル)フェニル]エーテル、ポリオキシエチレン
モノ[(オレイル)(スチリル)フェニル]エーテル等
が挙げられる。
【0065】界面活性剤c6におけるポリオールとは、
グリセリン、ソルビタン、ソルビット、ポリグリセリ
ン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリ
セリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエーテ
ル、ポリオキシエチレンソルビットエーテルを表わす。
【0066】界面活性剤c6としては、オクタデカン酸
とポリエチレングリコールとの1:1(モル比)エステ
ル、ソルビットとポリエチレングリコールとのエーテル
とオレイン酸とのl:4(モル比)エステル、ポリオキ
シエチレングリコールとソルビタンとのエーテルとオク
タデカン酸との1:1(モル比)エステル、ポリエチレ
ングリコールとソルビタンとのエーテルとオレイン酸と
の1:1(モル比)エステル、ドデカン酸とソルビタン
との1:1(モル比)エステル、オレイン酸とデカグリ
セリンとの1:1又は2:1(モル比)エステル、オク
タデカン酸とデカグリセリンとの1:1又は2:1(モ
ル比)エステルが挙げられる。
【0067】本発明において、界面活性剤(C)がカチ
オン性界面活性剤c7を含む場合には、置換アンモニウ
ム塩形のカチオン性界面活性剤を用いることが好まし
い。置換アンモニウム塩形のカチオン性界面活性剤とし
ては、窒素原子に結合する水素原子の1個以上が、アル
キル基、アルケニル基又は末端が水酸基であるPOA鎖
で置換されたアンモニウム塩が好ましく、下記式C71
表される化合物がより好ましい。
【0068】[(R214+]・X-・・・式C71 ただし、R21は、水素原子、炭素数1〜22のアルキル
基、炭素数2〜22のアルケニル基又は末端が水酸基で
あるPOA鎖であり、4つのR21は同じでも異なっても
よいが、R21の少なくとも一つはアルキル基である。X
-は対イオンを示す。
【0069】R21は炭素数6〜22の長鎖アルキル基又
は炭素数6〜22の長鎖アルケニル基が好ましい。R21
が長鎖アルキル基以外のアルキル基である場合には、メ
チル基又はエチル基が好ましい。R21がPOA基である
場合には、POE基が好ましい。X-としては、塩素イ
オン、エチル硫酸イオン、又は酢酸イオンが好ましい。
【0070】式C71で表わされる化合物としては、モノ
オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、モノオ
クタデシルジメチルモノエチルアンモニウムエチル硫酸
塩、モノ(オクタデシル)モノメチルジ(ポリエチレン
グリコール)アンモニウムクロリド、ジ(牛脂アルキ
ル)ジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルモノココ
ナッツアミン酢酸塩等が挙げられる。
【0071】本発明において、界面活性剤(C)が両性
界面活性剤c8を含む場合には、アラニン類、イミダゾ
リニウムベタイン類、アミドベタイン類又は酢酸ベタイ
ン等形の両性界面活性剤が好ましい。両性界面活性剤c
8の具体例としては、ドデシルベタイン、オクタデシル
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
ベタイン等が挙げられる。
【0072】界面活性剤(C)の含有量は、重合体
(A)/界面活性剤(C)の質量で100/1〜10で
あり、100/3〜8が好ましい。界面活性剤(C)の
含有量が少なすぎるとエマルションの安定性が低下し、
多すぎると撥水撥油性能の耐久性が低下したり染色堅牢
度が損われる。
【0073】界面活性剤(C)として、カチオン性界面
活性剤c7及び/又は両性界面活性剤c8を使用する場合
には、ノニオン性界面活性剤c1〜c6を併用することが
好ましい。カチオン性界面活性剤及び/又は両性界面活
性剤の含有量は、質量比で重合体(A)/カチオン性界
面活性剤が100/0.1〜2が好ましく、重合体
(A)/両性界面活性剤が100/0.1〜2が好まし
い。含有量が多すぎる場合には染色加工助剤との併用性
が低下する。
【0074】本発明における重合体(A)の製造方法と
しては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重
合法等が使用できるが、乳化重合法がより好ましい。乳
化重合法では、重合開始剤、連鎖移動剤を加えた水系媒
体中で、界面活性剤(C)の存在下にモノマa1、モノ
マa2、モノマa3及びモノマa4を共重合させることが
好ましい。
【0075】重合開始剤は、水溶性又は油溶性の重合開
始剤が好ましく、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、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
使用できる。重合開始剤としては、水溶性開始剤が好ま
しく、特にアゾ系化合物の水溶性塩がより好ましい。重
合温度は特に限定されないが、20〜150℃が好まし
い。
【0076】連鎖移動剤としては、芳香族系化合物又は
メルカプタン類が好ましく、アルキルメルカプタン類が
より好ましい。具体例としては、オクチルメルカプタ
ン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカ
プタン、ステアリルメルカプタン又はα−メチルスチレ
ンダイマCH2=CPhCH2C(CH32Ph(ただ
し、Phはフェニル基を示す。)等が挙げられる。
【0077】本発明において、乳化重合開始前に、モノ
マ、界面活性剤及び水系媒体からなる混合物を、ホモミ
キサー又は高圧乳化機等で混合分散(前乳化ともい
う。)することも好ましい。重合開始前に重合混合物を
あらかじめ混合分散すると、最終的に得られる重合体
(A)の重合収率が向上するので好ましい。
【0078】重合体(A)は、水系媒体中に粒子として
分散させることが好ましい。水系媒体中に分散させた重
合体(A)の平均粒子径は10〜1000nmが好まし
く、10〜300nmがより好ましく、10〜200n
mが最も好ましい。平均粒子径が10μm未満では、安
定な分散液を得るために多量の界面活性剤が必要であ
り、被処理物の撥水撥油性が低下したり、染色された布
帛類を処理すると色落ちする。平均粒子径が1000n
m超では、水系媒体中で分散粒子が安定でなく沈降す
る。なお、平均粒子径は、動的光散乱装置、電子顕微鏡
等により測定される。
【0079】本発明の撥水撥油剤組成物には、種々の添
加剤を含有してもよい。この添加剤としては、重合体
(A)とは異なる、重合体エクステンダー、撥水剤、撥
油剤、架橋剤、帯電防止剤、染料安定剤、防シワ剤、ス
テインブロッカー、難燃剤、防虫剤等が挙げられる。本
発明の撥水撥油剤組成物中の固形分の量は10〜40質
量%が好ましく、エマルションの保存安定性や輸送コス
ト等の見地から15〜30質量%がより好ましい。
【0080】本発明の撥水撥油剤組成物が適用される被
処理物としては、単繊維、複合繊維、布地、カーペット
等の繊維織物、毛皮等の皮革製品、紙、木、プラスチッ
ク、ガラス、金属、金属酸化物、石綿、レンガ、セメン
ト等の窯業製品等が挙げられ、特に繊維織物に適用する
ことが好ましい。
【0081】繊維織物としては、綿、麻、羊毛、絹等の
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、又はこれらの混合繊維の織物が挙げられる。
【0082】本発明の撥水撥油剤組成物は、目的や用途
等に応じて任意の濃度に希釈し、被処理物に塗布させ
る。被処理物への塗布方法は、被処理物の種類や組成物
の調製形態等に応じて、任意の方法が採用されうる。た
とえば、浸漬塗布法では、撥水撥油剤組成物の希釈溶液
に被処理物が浸漬され塗布された後、処理物が乾燥され
る。浸漬時、必要ならば適当な架橋剤を併用し、高温で
キュアリング処理を行うことも好ましい。
【0083】例えば、衣料用のナイロン、ポリエステル
や綿等繊維織物を処理する場合に、織物の風合いを保ち
ながら適度な撥水撥油性を得るため及び経済性から、処
理浴中の不揮発分濃度は0.1〜3質量%が好ましく、
0.5〜2質量%がより好ましい。また、繊維表面で撥
水撥油剤がフィルム形成し充分に接着させるため、次い
で80〜200℃で、30〜300秒間の乾燥及びキュ
アリング等の熱処理を行うことが好ましい。
【0084】
【実施例】以下の重合例及び実施例により本発明を詳細
に説明するが、本発明は、これらに限定されない。例1
〜5が実施例であり、例6〜17が比較例である。な
お、加工処理液の作成、撥水撥油性評価布の作成、加工
浴安定性評価、撥水性評価、撥油性評価、耐洗濯性評
価、黄変評価及び風合い評価は以下の方法によった。
【0085】[加工処理液の作成]撥水撥油剤組成物を
水道水を用いて不揮発分濃度が1質量%となるように調
製したものを加工処理液とした。比較例としては、市販
のフッ素系撥水撥油剤とメチロールメラミン型樹脂(架
橋剤)とその触媒、及び市販のフッ素系撥水撥油剤と市
販のブロック化イソシアネート型架橋剤(樹脂)の2つ
の加工処理液についても同様に作成した。
【0086】[撥水撥油性評価布の作成]未染色、シル
ケット加工済みの綿(100%)ブロード布を加工処理液
に浸漬し、ウェットピックアップを70質量%となるよ
うに2本のゴムローラーの間で布を絞った。処理された
布を110℃で60秒間乾燥し、ついで170℃で90
秒間熱処理し評価布を作成した。また、染色及びフィッ
クス剤で処理されたナイロンタスラン布の場合には、ウ
ェットピックアップを60質量%とした以外は綿(10
0%)ブロード布と同様にして評価布を作成した。
【0087】[加工浴安定性評価]加工処理液と同様に評
価液を調製した。各評価液を100mlずつガラス製サ
ンプルビンにいれて、40℃の恒温試験機に静置し、2
4時間後の評価液の状態を目視で評価した。
【0088】[撥水性評価]JIS−L1092 19
92のスプレー試験により行い、表1に示す撥水性ナン
バーで表した。それぞれの中間の撥水性ナンバーを示す
ものについては上付きの+及び−の符号をつけ、+が良
いもの、−が劣るものを示した。
【0089】
【表1】
【0090】[撥油性評価]AATCC−Test M
ethod118−1997により行い、表2に示す撥
油性ナンバーで表した。
【0091】
【表2】
【0092】[耐洗濯性評価]JIS L1092:19
98 5.2a)3)C法に従い、綿ブロード布につい
ては家庭洗濯5回相当、ナイロンタスラン布については
10回相当の洗濯を行った(それぞれ、HL−5、HL
−10という。)。洗濯には社大栄科学精器製全自動繰
り返し洗濯試験機AWS−30、洗剤には花王社製アタ
ック、を用いた。洗濯後は、風乾及び試験用ピンテンタ
ーを用いて加熱乾燥を行った。風乾は、温度25℃、湿
度60%RHで一晩行った。加熱乾燥は、75℃、5分
間行った。洗濯前及び洗濯後の撥水性、撥油性を評価し
た。洗濯後については風乾での評価と加熱乾燥後(条件
75℃、5分間乾燥)の撥水撥油性を評価した。
【0093】[黄変評価]撥水撥油性評価布と同様にして
未染色、シルケット加工済みの綿(100%)ブロード布
の加工を行い、これらの変色の具合を目視で評価した。
【0094】[風合い評価]撥水撥油性評価布と同様にし
て未染色、シルケット加工済みの綿(100%)ブロード
布及び染色、フィックス処理済みナイロンタフタ布の加
工を行い、官能試験により風合いを評価し、表3の5段
階評価で示した。
【0095】
【表3】
【0096】[重合例]1Lのガラス製ビーカに、ペル
フルオロアルキルエチルアクリレート[F(CF2n
2CH2OCOCH=CH2、nが6〜16の混合物
で、nの平均値は9である。純度93.6質量%。以下
FAという。]の158.7g、ブチルメタクリレート
の97.2g、ステアリルアクリレートの13.5g、
2−ブタノンオキシムでイソシアネート基がブロック化
された2−イソシアネートエチルメタクリレートの1
0.8g、ドデシルメルカプタン(DoSH)の0.8
g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル(エチレンオ
キサイドの平均付加モル数30)(日本油脂社製、ノニ
オンE230)の10.8g、ポリオキシエチレン−ポ
リオキシプロピレンブロック共重合体(日本油脂社製、
プロノン204)の1.4g、4,7−ビスポリオキシ
エチレンオキシ−2,4,7,9−テトラメチル−5−
デシン(Air Products and Chem
ical Inc.社製、サーフィノール485)の
1.4g、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド
(純度63%)の4.3g、ジプロピレングリコールの
108g、イオン交換水の389.9g、酢酸の1.9
gを投入した。
【0097】このビーカを湯浴中で50℃に加熱し、内
容物をホモミキサー(特殊機化社製、TKホモミクサー
MK2)を用いて混合し混合液を得た。この混合液を5
0℃に保ちながら高圧乳化器(APVゴーリン社製、L
AB60−10TBS)を用い、圧力40MPaで乳化
した。
【0098】得られた乳化液の698.8gを1Lのオ
ートクレーブに移液し30℃以下に冷却した。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、VA−061)の1.2gを加
えた後に気相を窒素置換した。撹拌しながら温度を60
℃に上げて8時間重合し、乳白色のエマルションを得
た。
【0099】得られたエマルジョンをろ紙(アドバンテ
ック社製、C-63)を用いて加圧ろ過した。加圧ろ過
後のエマルションを120℃、4時間の条件で乾燥して
求めた不揮発分濃度(以下、固形分濃度という)は3
5.0質量%、動的光散乱粒子径測定装置(大塚電子
製、ELS-800)で測定した分散粒子の平均粒子径
は125nmであった。エマルションをイオン交換水で
濃度20%に調整しての撥水撥油剤組成物を得た。
【0100】[重合例2〜9]表4又は表5の原料組成
を用いて、重合例1と同様にして撥水撥油剤組成物2〜
9を得た。原料の略号は以下の通り。 FA:上記ペルフルオロアルキルエチルアクリレート、 BMA:ブチルメタクリレート、StA:ステアリルア
クリレート、 VMA−70:ステアリルメタクリレートとベヘニルメ
タクリレート混合物(日本油脂社製、ブレンマーVMA
−70)。 MOI−BM:2−ブタノンオキシムでイソシアネート
基がブロック化された2−イソシアネートエチルメタク
リレート(下記式3の化合物)。
【0101】
【化9】
【0102】MOI−PY:3,5-ジメチルピラゾー
ルでイソシアネート基がブロック化された2−イソシア
ネートエチルメタクリレート(下記式4の化合物)。
【0103】
【化10】
【0104】VI−BM:2−ブタノンオキシムでイソ
シアネート基がブロック化された1,3,3−トリメチ
ル−4−イソシアネートシクロヘキシルメチルアミドオ
キシエチルメタアクリレート(下記式5の化合物)。
【0105】
【化11】
【0106】BMAA:N−ブトキシメチルアクリルア
ミド、P204:ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレンブロック共重合体(日本油脂社製、プロノン20
4)、E230:ポリオキシエチレンオレイルエーテル
(エチレンオキサイドの平均付加モル数30)(日本油
脂社製、ノニオンE230)、S485:4,7−ビス
ポリオキシエチレン−2,4,7,9−テトラメチル−
5−デシン(AirProducts and Che
mical Inc.社製、サーフィノール485)、
STMAC:ステアリルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、SLS:ラウリル硫酸ナトリウム、DPG:ジプ
ロピレングリコール、DoSH:ノルマルドデシルメル
カプタン、VA−061:2,2’−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)、V−501:4,4’−アゾビス(4−シアノ吉
草酸)(和光純薬社製)。
【0107】
【表4】
【0108】
【表5】
【0109】[例1]重合例1で得た撥水撥油剤組成物
を用いて表6に示す処方により、加工性評価、加工浴安
定性評価、撥水性評価、撥油性評価、耐洗濯性評価、黄
変評価及び風合い評価を実施した。結果を表7〜9に記
載した。
【0110】[例2〜17]表6に示す撥水撥油剤組成
物を用いて、表6に示す処方により、加工性評価、加工
浴安定性評価、撥水性評価、撥油性評価、耐洗濯性評
価、黄変評価及び風合い評価を実施した。結果を表7〜
9に記載した。比較例に使用した市販撥水撥油剤は以下
の通り。
【0111】AG−480:旭硝子社製固形分濃度20
%のフッ素系撥水撥油剤(有機塩素含有)アサヒガード
AG−480、 TG−561:ダイキン社製固形分濃度30%のフッ素
系撥水撥油剤(有機塩素含有)ユニダインTG−56
1、 M−3:住友化学社製トリメチロールメラミン系架橋剤
スミテックスレジンM−3、 触媒:住友化学社製メラミン樹脂用有機アミン系触媒ミ
テックスアクセレレーター、 BP−11:市販ブロック化イソシアネート架橋剤、明
成化学工業社製メイカネートBP−11。
【0112】
【表6】
【0113】
【表7】
【0114】
【表8】
【0115】
【表9】
【0116】
【発明の効果】本発明の撥水撥油剤組成物は、被処理物
に耐久性に優れた撥水撥油性を付与でき、被処理物の黄
変や風合いの粗硬化を引起こさない。また、従来の処方
に比較して加工処方が簡便で、加工浴の安定性にも優
れ、取り扱いが容易で経済性にも優れる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 5/00 C08K 5/00 C08L 33/06 C08L 33/06 33/14 33/14 33/16 33/16 D06M 15/277 D06M 15/277 Fターム(参考) 4H020 BA13 BA24 4J002 BG031 BG071 BG081 CH022 CH052 EC056 ED036 EH156 EN136 ES006 FD312 FD316 4J100 AL03Q AL04Q AL05R AL08P AL08Q AL08S AL62Q AL66Q BA02Q BA03P BA10P BA31S BA34P BA34S BA38S BA59P BB18P BC04Q BC04S BC73S CA06 JA20 4L033 AA02 AA03 AA05 AA07 AA08 AB05 AC03 AC04 CA22

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記重合体(A)、水系媒体(B)及び界
    面活性剤(C)を含有し、かつ(A)/(B)/(C)
    の質量比が100/100〜500/1〜10であるこ
    とを特徴とする撥水撥油剤組成物。 重合体(A):(1)ポリフルオロアルキル基を有する
    (メタ)アクリレートに基づく重合単位、(2)炭素数
    が1〜12であるアルキル基を有するアルキル(メタ)
    アクリレートに基づく重合単位、(3)炭素数が16〜
    22であるアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリ
    レートに基づく重合単位及び(4)2−イソシアネート
    エチルメタクリレート、下記式1の1,3,3−トリメ
    チル−4−イソシアネートシクロヘキシルメチルアミド
    オキシエチルメタアクリレート及び下記式2の1,3,
    3−トリメチル−4−イソシアネートシクロヘキシルメ
    チルアミドオキシエチルアクリレートからなる群から選
    ばれる1種以上の化合物であり、かつイソシアネート基
    がブロック化された化合物に基づく重合単位、を含有す
    る共重合体。 【化1】 【化2】
  2. 【請求項2】前記撥水撥油剤組成物が、有機ハロゲン原
    子(ただし、フッ素原子を除く。)を有する重合単位を
    含有する重合体及び/又は有機ハロゲン化合物(ただ
    し、有機フッ素化合物を除く。)を含有しない請求項1
    に記載の撥水撥油剤組成物。
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