JP6741676B2 - イソシアネートに由来するエチレン性不飽和モノマーを含むオリゴマーを含む、フッ素不含有の繊維処理組成物、及び処理方法 - Google Patents
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Description
繊維基材を処理して基材の撥水性を高めるための組成物は既知であり、例えば、“Fluorinated Surfactants and Repellents,” E.Kissa,Surfactant Science Series,vol.97,Marcel Dekker,New York,Chapter 12,p.516−551、又は“Chemistry and Technology of Silicones,” by W.Noll,Academic Press,New York,Chapter 10,p.585−595などの文献に記載されている。しかしながら、高撥水性、具体的には高い初期撥水性を提供し、ある種の状況下では高耐水性撥水性であり、特にフッ素を不含有である組成物がなおも必要とされている。
本開示は、フッ素を不含有の繊維処理組成物、化合物、及び使用方法を提供する。
(i)2個〜20個の繰り返し単位を含む少なくとも1種のイソシアネート反応性(すなわち、官能化)オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
(iii)場合により少なくとも1種の追加のイソシアネート反応性化合物と、
(iv)場合により少なくとも1種のイソシアネートブロッキング剤と、
を含む反応混合物に由来する1種以上の化合物を含み、イソシアネート反応性オリゴマーが、少なくとも1種のメルカプタンと少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーとを含む反応混合物のラジカル開始反応により作製され、少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーが、少なくとも1種の(典型的には1種の)イソシアネートに由来する基(例えば、ウレタン基又は尿素基)と、少なくとも16個の炭素原子(かつ、いくつかの実施形態では最大で60個の炭素原子)を有する少なくとも1種の(典型的には1種の)炭化水素基とを含む。
(i)少なくとも1種の官能化オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネートと、
(iv)少なくとも1種のオキシムイソシアネートブロッキング剤と、を含む成分を反応させることにより調製されたフッ素不含有化合物を提供し、
官能化オリゴマーは、次式のうちの少なくとも1つを含む:
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
[式中、Y1、Y2、及びY3は、独立して、H又は反応開始剤の残基であり;
R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖又は直鎖アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、炭素原子1〜20個の炭化水素基であり;
Qは二価のイソシアネート残基であり;
各mは、独立して、2〜20の整数であり;
R7、R8、及びR9は、独立して、1〜10個の炭素原子を有する二価又は三価の結合基であり;
T1、T2、及びT3は、独立して、−OH、−NH2、又は−NH(R11)であり、R11は、H又は1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基(ある種の実施形態では、アルキル基)であり;
各pは、独立して、1又は2であり;及び
Sは硫黄である。]。
本開示は、繊維基材用のフッ素不含有処理組成物、化合物、及び使用方法を提供する。
(i)2〜20個の繰り返し単位を含む少なくとも1種のイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
(iii)場合により少なくとも1種の追加のイソシアネート反応性化合物と、
(iv)場合により少なくとも1種のイソシアネートブロッキング剤と、を含む反応混合物に由来する1種以上の化合物を含む。
(i)2〜20個の繰り返し単位を含む少なくとも1種のイソシアネート反応性オリゴマー(すなわち、官能化オリゴマー)と、
(ii)少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネートと、
(iv)少なくとも1種のイソシアネートブロッキング剤と、を含む反応混合物に由来する1種以上の化合物を含む。
第1の工程において、(メタ)アクリレートモノマーを使用して、繰り返し単位を2〜20個含むイソシアネート反応性(すなわち、官能化)オリゴマーを作製する。用語「官能化オリゴマー」は、イソシアネートと反応可能な官能基を含むオリゴマーを意味する。このようなイソシアネート反応性又は官能化オリゴマーは、少なくとも1種のメルカプタンと少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーとを含む反応混合物の、ラジカル開始反応により作製される。(メタ)アクリレートモノマーは、イソシアネートに由来する少なくとも1つの基(例えば、ウレタン基又は尿素基)と、少なくとも16個の炭素原子(かつ、いくつかの実施形態では最大で60個の炭素原子)を有する少なくとも1つの炭化水素基と、を含む。
R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)=CH2 (式I);
R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)=CH2 (式II);又は
R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)=CH2 (式III)
C18H37−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式Ia);
C18H37−O−C(O)NH−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式IIa);又は
C18H37−OC(O)NH−C7H6−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式IIIa)。
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
式IV、V、及びVI中、Y1、Y2、及びY3は、それぞれ、独立して、H又は反応開始剤の残基である。反応開始剤の残基は、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)及び2,2’−アゾビス(2−シアノペンタン)などのアゾ化合物、クメン、t−ブチル−及びt−アミル−ヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート及びジ−t−ブチルペルオキシフタレートなどのペルオキシエステル、ベンゾイルペルオキシド及び過酸化ラウロイルなどのジアシルペルオキシドといった、フリーラジカル開始剤の残基であり得る。例えば、作製にフリーラジカル開始剤が使用される場合、オリゴマーは、次の構造H3CH2C−C(CH3)(CN)−N=N−C(CH3)(CN)−CH2CH3を有する2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(V−59開始剤)であり、残基は−C(CH3)(CN)−CH2CH3であると考えられるものの、残基を形成する開始剤のその他の断片も存在し得る。
Y1−[C18H37−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH−CH2]m−S−CH2CH2−OH (式IVa);
Y2−[C18H37−OC(O)NH−CH2CH2−OC(O)CHCH2]m−S−CH2CH2−OH (式Va);又は
Y3−[C18H37−OC(O)NH−C7H6−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CHCH2]m−S−CH2CH2−OH (式VIa)。
a)式I、II、及びIIIのモノマー[式中、R1、R3、及びR5は1〜15個の炭素原子を含む炭化水素基である。];
b)オレフィン系炭化水素(イソプレン、ブタジエン、又はクロロプレンなど)、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化アリル、又はハロゲン化ビニリデン(塩化ビニリデン又は塩化ビニルなど)、スチレン及びその誘導体、ビニルエステル(酢酸ビニルなど)、アリルエステル(酢酸アリルなど)、アルキルビニル、又はアルキルアリルエーテル(オクタデシルビニルエーテルなど)、ニトリル(アクリロニトリルを含む)、マレイン酸エステル又はイタコン酸エステル(ジオクタデシルイタコネートなど)、及び(メタ)アクリルアミド(オクタデシルアクリルアミドを含む)などのその他のエチレン性不飽和モノマー;
c)イソシアネート結合基と、少なくとも16個の炭素を有する炭化水素基、例えば、オクタデシルアクリレート、オクタデシルメタクリレート、及びベヘニルアクリレートとを有しない、(メタ)アクリレート;
d)イソシアネートに由来する結合基と、16個未満の炭素原子を有する炭化水素基とを有せず、2−ヒドロキシエチルアクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、及びドデシル(メタ)アクリレートなどを含む、(メタ)アクリレート、が挙げられる。
第2の工程では、イソシアネート含有オリゴマー(すなわち、少なくとも1種のイソシアネート末端基を有するイソシアネートオリゴマー)は、官能化(すなわち、イソシアネート反応性)オリゴマーを過剰なポリイソシアネートと縮合反応させることにより調製される。このような縮合反応の反応生成物は、典型的には、イソシアネート含有オリゴマーの混合物である。
H−X3−(CH2)r−(Z1)o−(CH2)s−X4−H (式VII)を有する。
ある種の実施形態では、イソシアネート反応性オリゴマー(複数可)をブロッキングして、ブロックされたイソシアネート基を形成することができる。このようなブロックされたイソシアネート基は、イソシアネートブロッキング剤と、イソシアネート含有オリゴマーのイソシアネート基との反応の結果生じる。
1種以上のイソシアネート含有オリゴマー又はブロックされたイソシアネート含有オリゴマーを含む処理組成物は水性組成物として使用され、特に、水中水性分散体として使用される。
実施形態1は、
(i)2〜20個の繰り返し単位を含む少なくとも1種のイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
(iii)場合により少なくとも1種の追加のイソシアネート反応性化合物と、
(iv)場合により少なくとも1種のイソシアネートブロッキング剤と、を含む反応混合物から誘導された1種以上の化合物を含み、
イソシアネート反応性オリゴマーが、少なくとも1種のメルカプタンと少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーとを含む反応混合物のラジカル開始反応により作製され、
少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーが、イソシアネートに由来する少なくとも1つの基と、少なくとも16個の炭素原子(かつ、いくつかの実施形態では最大で60個の炭素原子)を有する少なくとも1つの炭化水素基とを含む、フッ素不含有処理組成物である。
R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)=CH2 (式I);
R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)=CH2 (式II);又は
R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)=CH2 (式III)
[式中、R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子(及びいくつかの実施形態では、最大で60個の炭素原子)を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖又は直鎖アルキレン基、アリーレン基(ある種の実施形態では、5〜12個の炭素原子を有するアリーレン基)、又はこれらの組み合わせであり;X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Qは、二価のイソシアネート残基である。]のうちの少なくとも1つを有する、実施形態1〜7のいずれか一形態に記載のフッ素不含有組成物である。
C18H37−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式Ia);
C18H37−O−C(O)NH−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式IIa);又は
C18H37−OC(O)NH−C7H6−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH=CH2 (式IIIa)のうちの少なくとも1つを有する、実施形態8に記載のフッ素不含有組成物である。
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
[式中、Y1、Y2、及びY3は、独立して、H又は反応開始剤の残基であり;
R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子(及びいくつかの実施形態では、最大で60個の炭素原子)を有する炭化水素基であり(ある種の実施形態では、R3及びR5は分岐していてよい);
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖又は直鎖アルキレン基、アリーレン基(ある種の実施形態では、5〜12個の炭素原子を有するアリーレン基)、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、炭素原子1〜20個の炭化水素基であり;
Qは二価のイソシアネート残基であり;
各mは、独立して、2〜20の整数であり;
R7、R8、及びR9は、独立して、1〜10個の炭素原子を有する二価又は三価の結合基であり;
T1、T2、及びT3は、独立して、−OH、−NH2、又は−NH(R11)であり、R11は、H又は1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基(ある種の実施形態では、アルキル基)であり;
各pは、独立して、1又は2であり;及び
Sは硫黄である。]のうちの少なくとも1つを含む、実施形態1〜6のいずれか一形態に記載のフッ素不含有組成物である。
Y−[C18H37−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CH−CH2]m−S−CH2CH2−OH (式IVa);
Y−[C18H37−OC(O)NH−CH2CH2− OC(O)CHCH2]m−S−CH2CH2−OH (式Va);又は
Y−[C18H37−OC(O)NH−C7H6−NH−C(O)O−CH2CH2−OC(O)CHCH2]m−S−CH2CH2−OH (式VIa);
[式中、YはH又は反応開始剤の残基であり;
mは4〜20の整数であり;
Sは硫黄である。]のうちの少なくとも1つを含む、実施形態10に記載のフッ素不含有組成物である。
2〜60個の炭素原子を有する炭化水素基;
少なくとも200の重量平均分子量を有するポリジメチルシロキサンセグメント;
2〜10個の炭素原子を有するアルキレンオキシド繰り返し単位を2〜100個含む二価のポリオキシアルキレン基;又は
これらの組み合わせ;を含む化合物である、実施形態13に記載のフッ素不含有組成物である。
H−X3−(CH2)r−(Z1)o−(CH2)s−X4−H (式VII)
[式中、X3及びX4は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
r及びsは、独立して、1〜12の整数であり;
oは、0又は1であり;
Z1は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖アルキレン基;
2〜100個のジメチルシロキサン繰り返し単位を含む二価のポリジメチルシロキサン基;
2〜100個のアルキレンオキシド繰り返し単位を含む二価のポリオキシアルキレン基、ここで、各アルキレンオキシド繰り返し単位は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する;及び
これらの組み合わせ;から選択される。]、を有する少なくとも1種のイソシアネート反応性二官能性化合物を更に含む、実施形態1〜14のいずれか一形態に記載のフッ素不含有組成物である。
(i)少なくとも1種の官能化オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネートと、
(iv)少なくとも1種のオオキシムイソシアネートブロッキング剤と、を含む構成成分を反応させることにより調製された、フッ素不含有化合物であって、
官能化オリゴマーが次式:
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
[式中、Y1、Y2、及びY3は、独立して、H又は反応開始剤の残基であり;
R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子(及びいくつかの実施形態では、最大で60個の炭素原子)を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖又は直鎖アルキレン基、アリーレン基(ある種の実施形態では、5〜12個の炭素原子を有するアリーレン基)、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、炭素原子1〜20個の炭化水素基であり;
Qは二価のイソシアネート残基であり;
各mは、独立して、2〜20の整数であり;
R7、R8、及びR9は、独立して、1〜10個の炭素原子を有する二価又は三価の結合基であり;
T1、T2、及びT3は、独立して、−OH、−NH2、又は−NH(R11)であり、R11は、H又は1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基(ある種の実施形態では、アルキル基)であり;
各pは、独立して、1又は2であり;及び
Sは硫黄である。]のうちの少なくとも1つを含む、フッ素不含有化合物である。
噴霧評価(SR)
処理済基材の噴霧評価は、処理済基材が、処理済基材上に衝突する水に対して示す動的な撥水性についての値である。撥水性を、米国線繊化学染色協会(AATCC)により2001年に発刊された技術マニュアルの試験方法22−1996により評価した。試験した基材の「噴霧評価」の観点で表す。噴霧評価は、15センチメートル(cm)の高さから250ミリリットル(mL)の水を基材上に噴霧することにより得られた。0から100のスケールを使用して、湿潤パターンを視覚的に評価した。0は完全な濡れを意味し、100は全く濡れていないことを意味する。布地の洗濯前、及び5回、10回、又は20回(それぞれ5L、10L、又は20Lとして設計)洗濯後に噴霧評価を行った。
布地基材を処理剤分散液に浸漬し、基材が飽和するまで撹拌して、布地基材に対し処理剤を適用した。飽和させた基材を次にパッダー/ローラーにかけて過剰な分散液を除去し、特定のウェット・ピック・アップ(Wet Pick Up(WPU))パーセント(%)にした(100%WPUは、このプロセスの完了後、乾燥前に、基材が自重の100%の処理剤分散液を吸収していることを意味する)。実施例に記載の通りに乾燥を行った。
ウレタン(メタ)アクリレートモノマーの調製
ステアリルイソシアネート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートから作製したSI−HOEA
1Lの丸底三口反応フラスコで、295.5gのステアリルイソシアネート(SI)(1mol)を116gの2−ヒドロキシエチルアクリレート(HOEA)(1mol)と混合した。室温にて透明な溶液を得た。5滴のDBTDLを添加後、反応は急速に開始し、反応混合物の温度は自然に上昇して、混合物中で白色の不溶性物質の形成が始まった。温度を80℃まで上昇させ、反応を80℃にて3時間継続させた。この反応期間後、FTIR(フーリエ変換赤外)スペクトルにより、全てのNCOが消失したことが示された。最終的な生成物の構造をNMR(核磁気共鳴)により確認したところ、式IaのC18H37NHC(O)OCH2CH2OC(O)CH=CH2であった。室温にて、硬質固体のワックス状物質を得て、「SI−HOEA」と呼称した。
「SI−HOEA」と同じ手順を用い、ステアリルイソシアネートを、異なるヒドロキシ官能性(メタ)アクリレート:2−ヒドロキシエチルメタクリレート(SI−HEMAが得られ、その構造がNMRにより、式Iにおいて、R1は−C18H37であり、R2は−CH3であり、L1は、−CH2CH2−であるC18H37NHC(O)OCH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2であると確認される。)、4−ヒドロキシブチルアクリレート(SI−HOBAが得られ、その構造がNMRにより、式Iにおいて、R1はC18H37であり、R2はHであり、L1は(CH2)4であるC18H37NHC(O)O(CH2)4OC(O)CH=CH2であると確認される。)、3−ヒドロキシプロピルアクリレート(SI−HOPAが得られ、その構造がNMRにより、式Iにおいて、R1は−C18H37であり、R2はHであり、L1は−(CH2)3−であるC18H37NHC(O)O(CH2)3OC(O)CH=CH2であると確認される。)と反応させた。
「SI−HOEA」と同じ手順を用い、ブチルイソシアネート(BI)を2−ヒドロキシエチルアクリレートと反応させた(BI−HOEAが得られ、その構造がNMRにより、式Iにおいて、R1はCH3(CH2)3−であり、R2はHであり、L1は−CH2CH2−であるCH3(CH2)3NHC(O)OCH2CH2OC(O)CH=CH2であると確認される。)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、270.5gのステアリルアルコール(1mol)を174.2gのTDI(1mol)及び374gの酢酸エチル(固体分60%)と混合した。温度を40℃に上昇させたところ、混合物は透明になり、50℃まで発熱し、いくらかの不溶性物質が形成された。生成物混合物を45℃で終夜保持して、ある程度不溶性の物質を得た(ウレタンイソシアネート)。次に、116.1gの2−ヒドロキシエチルアクリレート(1mol)と、3滴のDBTDLとを加えた。温度を6時間還流温度に上昇させた。この反応後、FTIRスペクトルでは混合物中にNCOが存在していないことが示された。この物質を「SA−TDI−HOEA」と呼称する。式IIIaの構造あるいは(同じ構造である)式IIIの構造であることがNMRにより確認された(式中、X2はOであり、R5は−C18H37であり、R6はHであり、L3は−CH2CH2−であり、QはTDI(すなわち、−C7H6−)の二価のイソシアネート残基である)。
窒素雰囲気下で、250mLの3つ口フラスコに、65.2g(0.2mol)のBA、29.2g(0.02mol)のTDI、及び35gの酢酸エチルを入れた。混合物を60℃に加熱し、終夜、16時間反応させた。次に、23.2g(0.2mol)のHOEAと、1滴のDBTDLを加え、反応を窒素下80℃にて5時間継続させた。透明な溶液が得られた。IR分析により、全てのイソシアネート基が反応していたことが示された。この物質を「BA−TDI−HOEA」と呼称する。式IIIの構造であることがNMRにより確認された(式中、X2はOであり、R5は−C22H45であり、R6はHであり、L3は−CH2CH2−であり、QはTDI(すなわち、−C7H6−)の二価のイソシアネート残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、270.5gのステアリルアルコール(1mol)を141.12gのAOI(1mol)と混合した。約60℃にて透明な溶液を得て、5滴のDBTDLを加えた。反応混合物の温度は自然に上昇した。温度を80℃で維持し、反応を80℃にて3時間継続させた。この反応期間後、FTIRスペクトルにより、全てのNCOが消失したことが示された。このモノマーを「SA−AOI」と呼称する。式IIaの構造あるいは(同じ構造である)式IIの構造であることがNMRにより確認された(式中、X1はOであり、R3は−C18H37であり、R4はHであり、L2は−CH2CH2−である)。
「SA−AOI」の項で記載のものと同じ手順でステアリルアルコールをMOIと反応させた。このモノマーを「SA−MOI」と呼称する。式IIの構造であることがNMRにより確認された(式中、X1はOであり、R3は−C18H37であり、R4は−CH3であり、L2は−CH2CH2−である)。
「SA−AOI」の項で記載のものと同じ手順でベヘニルアルコールをAOIと反応させた。このモノマーを「BA−AOI」と呼称する。式IIの構造であることがNMRにより確認された(式中、X1はOであり、R3は−C22H45であり、R4はHであり、L2は−CH2CH2−である)。
(ODA)12の調製
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、324g(1mol)のオクタデシルアクリレートモノマーを、6.5g(1/12mol)の2−メルカプトエタノール、110gの酢酸エチル、及び0.8gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱したところ、明確(clearly visible)な発熱を観察した。反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の0.8gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量3966の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は平均して12ユニットのODAオリゴマーであることが確認された。(ODA)12は、平均して12個の繰り返し単位、すなわちオクタデシルアクリレート[Y1−(ODA)12−S−CH2CH2−OH、式中、Y1は、V−59反応開始剤の残基である。]を含む、ヒドロキシエンドキャップ化したオリゴマーである。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.5g(1mol)のSI−HOEAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、140gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3370の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVaのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.5g(1mol)のSI−HOEAモノマーを、19.5g(1/4mol)の2−メルカプトエタノール、143.6gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)1724の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVaのものであることが確認された(式中、mは平均して4であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.5g(1mol)のSI−HOEAモノマーを、13g(1/6mol)の2−メルカプトエタノール、141.5gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)2547の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVaのものであることが確認された(式中、mは平均して6であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.5g(1mol)のSI−HOEAモノマーを、6.5g(1/12mol)の2−メルカプトエタノール、139.3gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)5016の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVaのものであることが確認された(式中、mは平均して12であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、439.7g(1mol)のSI−HOBAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、149.8gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3596の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、R1は−C18H37であり、R2はHであり、R7は−CH2CH2−であり、T1は−OHであり、pは1であり、L1は−CH2CH2CH2CH2−であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、425.6g(1mol)のSI−HOPAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、145.1gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3483の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、R1は−C18H37であり、R2はHであり、R7は−CH2CH2−であり、T1は−OHであり、pは1であり、L1は−CH2CH2CH2−であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、425.6g(1mol)のSI−HOEMAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、145.1gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3483の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、R1は−C18H37であり、R2は−CH3であり、R7は−CH2CH2−であり、T1は−OHであり、pは1であり、L1は−CH2CH2−であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.6g(1mol)のSA−AOIモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、140.5gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3371の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式Vaのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、Y2はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、411.5g(1mol)のSI−AOIモノマーを、6.5g(1/12mol)の2−メルカプトエタノール、139.3gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)5016の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式Vaのものであることが確認された(式中、mは平均して12であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内に、395gのSA−AOI(0.96mol)、78gのLA−AOI(0.24mol)、150gの酢酸エチル、及び7.8gの2−メルカプトエタノール(0.1mol)、及び0.8gのVAZO−67反応開始剤を入れた。アスピレーターによる減圧と、窒素圧とにより混合物を脱気した。混合物を約70℃に加温したところ、激しい発熱が観察され、温度は86℃に上昇した。混合物を、窒素雰囲気下で86℃で3時間反応させた。次に、0.2gのVAZO−67を加え、反応を86℃で16時間継続させた。式Vのヒドロキシ官能化オリゴマー(式中、mは平均して12であり、R3は1molにつき80%はC18H37であり、1molにつき20%はC12H25であり、X1はOであり、L2は−CH2CH2−であり、R4はHであり、R8は−CH2CH2−であり、T2は−OHであり、pは1であり、Y2はVAZO−67反応開始剤の残基である)を含む透明な溶液を得た。
1Lの丸底三口反応フラスコ内に、395gのSA−AOI(0.96mol)、58gのDDA(0.24mol)、150gの酢酸エチル、及び7.8gの2−メルカプトエタノール(0.1mol)及び0.8gのVAZO−67反応開始剤を入れた。アスピレーターによる減圧と、窒素圧とにより混合物を脱気した。混合物を約70℃に加温したところ、激しい発熱が観察され、温度は86℃に上昇した。混合物を、窒素雰囲気下で86℃で3時間反応させた。次に、0.2gのVAZO−67を加え、反応を86℃で16時間継続させた。透明な溶液を得た。繰り返し単位を12個含むイソシアネート反応性オリゴマーを含有する透明な溶液を得た。
500mL丸底三口反応フラスコ内に、70.8gのSI(0.24mol)、35gの酢酸エチル、及び1滴のDBTDL触媒を入れた。反応混合物を、窒素雰囲気下で5時間にわたって80℃に加熱した。SI−HOEAモノマーの透明な溶液が得られた。IR分析により、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。次に、70℃にて、3.2gのHOEA(0.0266mol)、3.9gのオクチルメルカプタン(0.02666mol)、及び0.2gのVAZO−67を加えた。発熱反応が観察され、温度は約87℃に上昇した。3時間後、更に0.05gのVAZO−67を加え、反応を85℃で16時間継続した。繰り返し単位を9個含む反応性オリゴマーを含有している透明な溶液を得た。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、425g(1mol)のSA−MOIモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、144.9gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)3483の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式Vのものであることが確認された(式中、X1はOであり、R3は−C18H37であり、R4は−CH3であり、R8は−CH2CH2−であり、L2は−CH2CH2−であり、T2は−OHであり、pは1であり、mは平均して8であり、Y2はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、215g(1mol)のBI−HOEAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、74.9gの酢酸エチル、及び0.5gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の0.5gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)1798の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式IVのものであることが確認された(式中、mは平均して8であり、R1はCH3CH2CH2CH2−であり、R2はHであり、R7は−CH2CH2−であり、T1は−OHであり、pは1であり、L1は−CH2CH2−であり、Y1はV−59反応開始剤の残基である)。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、560.8g(1mol)のSA−TDI−HOEAモノマーを、9.75g(1/8mol)の2−メルカプトエタノール、190gの酢酸エチル、及び1gのV−59反応開始剤と混合した。混合物を還流温度に加熱し、明確な発熱を観察し、反応を還流温度にて2時間継続した。次に、追加の1gのV−59を加え、反応を還流温度で終夜継続した。室温に冷却したところ、酢酸エチル中固体分75%で、理論分子量(MW)4564の、固体で白色のワックス状の物質が得られた。NMRにより、その構造は式VIaのものであることが確認された(式中、C7H6はTDIの二価のイソシアネート残基であり、Y3はV−59反応開始剤の残基である)。
(SA−TDI−HOEA)8と同じ手順を行い、(BA−TDI−HOEA)12を調製した。(BA−TDI−HOEA)12は、12molのBA−TDI−HOEAを1molの2−メルカプトエタノールと反応させることにより作製した、式Vの反応性オリゴマーを表す(式中、Y3はV−59反応開始剤の残基であり、R3は−C22H45であり、X1はOであり、L2は−CH2CH2−であり、R4はHであり、R8は−CH2CH2−であり、T2は−OHであり、pは1である)。
(SI−HOEA)8/SA/PAPI/MEKO(0.1/0.2/1/0.7)の調製
500mLの丸底三口反応フラスコ内で、酢酸エチル中75%の46.12gの(SI−HOEA)8オリゴマー(MW3370)、5.55gのステアリルアルコール(MW270.5)、13.96gのPAPI(EW136)、及び78.5gの酢酸エチルを混合し、還流温度にて終夜反応させた。次に、撹拌下で5.9gのMEKO(MW82.12)を加え、混合物を冷却した。これにより、固体分40%のウレタンアクリレート溶液を得た。
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む8molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を8個有するイソシアネート反応性オリゴマー、SI−HOEAと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
繊維製品産業で一般的に使用される「パディングプロセスによる処理手順」により、布製雨具及び古布(outwear fabrics)にポリマー分散体を適用した。布地への適用前、固体分30%のポリマー分散体を脱イオン水で20g/Lの濃度に希釈した。暗灰色のポリエステル及び灰色のポリアミドマイクロファイバー布をこれらの浸漬槽で処理した(「ウェット・ピック・アップ(wet pick up)」WPU、表1を参照のこと)。処理溶液の適用後、布を乾燥させ、150℃で2分間硬化させ、試験前に室温で終夜コンディショニングした。「噴霧評価(SR)」試験により、各種洗濯の前後に動的撥水性について布地を試験した。
比較例Bは、出願公開第2010/132844号の実施例1に記載の通りに作製した、ベヘニルアクリレートベースの比較材料の水系分散体である。ベヘニルアクリレート(21.08g/55.47mmol)、チオグリセロール(1.00g/9.25mmol)、及びV−59(33.12g MEK中0.11g)を100mLガラスアンプル瓶に入れたアンプル瓶を密封し、65℃のインキュベータ内に24時間置き、ベヘニルアクリレートのチオグリセロールに対するモル比を6:1にした。次に、反応させた内容物を、2.94g MEK中0.03gのDBTDLと、44.74gのM−200とを入れた別の100mLガラス製アンプルに入れた。
(i)1molのチオグリセロール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む6molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を6個有するイソシアネート反応性オリゴマー、SI−HOEAと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
MEKOブロッキング基(SI−HOEA)8/SA/PAPI(0.5/0.5/1)を使用せずに実施例9を作製した。実施例9はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は、
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む8molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を8個有するイソシアネート反応性オリゴマー、SI−HOEAと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、の反応混合物に由来する。
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマー、SI−HOEAと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む4、6、8、及び12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を4、6、8、及び12個有するイソシアネート反応性オリゴマー、SI−HOEAと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例17(SI−HOEA)12/SA/PAPI/MEKO(0.1/0.2/1/0.7)は、上記の通りのオリゴマー、ウレタン溶液、及び分散体の調製手順と同じ手順で作製した。実施例17及び比較例D〜Gを、これまでに記載した実施例に用いたものと同じ方法により繊維製品に適用した。比較例Dは、国際公開第2013/162704号の実施例1に記載の通り、3M,St.Paul,MNから市販のフッ素系撥水剤である。比較例E及びFは、フッ素不含有の、それぞれ、Huntsman Textile Effects,Singaporeから商品名「PHOBOL RSH」及び「PHOBOTEX RHW」で市販の、競合する撥水剤である。比較例Gは、Emerald Performance Materials,Cuyahoga Falls,OHから商品名「FREEPEL 1225」で市販の、高耐水性撥水性仕上(finishes)用の市販のフッ素不含有の製品である。これらの結果は、明らかに、本発明の材料が、市販のフッ素不含有の撥水性材料よりも、更にはフッ素化学材料の領域の撥水材料よりも優れていることを示すものである。
UNILIN 350−AOIの合成:
撹拌子、冷却器、温度計、及び加熱マントルを取り付けた250mLの三口フラスコに、86.8g(0.2mol)のUNILIN 350アルコール、28.2g(0.2mol)のAOI、40gの酢酸エチル、及び1滴のDBTDL触媒を入れた。反応を、窒素雰囲気下で5時間にわたって80℃に加熱した。IRにより、全てのイソシアネート基が反応していたことが示された。80℃にて透明な溶液を得た。
撹拌子、冷却器、温度計、及び加熱マントルを取り付けた250mLの三ツ口フラスコに、上記の通りに調製した115g(0.2mol)の「UNILIN 350−AOI」、1.6g(0.02mol)の2−メルカプトエタノール、50gのトルエン、及び0.15gのVAZO−67反応開始剤を入れた。減圧と、窒素圧とによりこの混合物を脱気した後、窒素下で75℃に加熱した。混合物は約102℃にまで発熱した。反応を85℃で約3時間継続した。次に、0.05gのVAZO−67を加え、反応を85℃にて16時間継続した。繰り返し単位を10個含むイソシアネート反応性オリゴマーの透明な溶液を得た。
撹拌子、冷却器、温度計、及び加熱マントルを取り付けた500mLの三ツ口フラスコに、これまでに調製した(UNILIN 350−AOI)10オリゴマーのトルエン溶液を入れた。80℃にてアスピレーターにより減圧し、全てのトルエンを除去した。次に、120gのMIBKと、5.4g(0.02mol)のSAを加えた。混合物を窒素下で約70℃に加温した後、13.6g(0.1当量)のPAPIと、1滴のDBTDL触媒とを加えた。混合物を85℃に加温した。透明な溶液を16時間反応させた。次に、5.2g(0.06mol)のMEKOを加え、反応を85℃にて3時間継続させた。透明な琥珀色の溶液を得た。IR分析により、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。実施例18の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は、
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を約30個有する炭化水素基とを含む10molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を10個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例18の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにベヘニルアルコール(BA)を使用して、実施例19を調製した。実施例19の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は、
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を約30個有する炭化水素基とを含む10molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を10個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ベヘニルアルコール、BAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
撹拌子、加熱マントル、冷却器、及び温度計を取り付けた250mLの三ツ口フラスコに、54g(0.2mol)のSA、28.2g(0.2mol)のAOI、35gの酢酸エチル、及び1滴のDBTDLを加えた。反応混合物を、窒素雰囲気下で85℃で5時間反応させた。IRにより確認したところ、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。混合物を60℃に冷却し、1.3gの2−メルカプトエタノール(0.017mol)と、0.2gのVAZO−67とを加えた。この混合物をアスピレーターによる減圧及び窒素により3回脱気した後、約70℃に加熱した。激しい発熱が生じ88℃に温度が上昇した。反応は、窒素下85℃にて3時間継続した。次に、0.06gのVAZO−67を加え、反応を16時間継続させた。ヒドロキシル官能化オリゴマーの透明な溶液を得た。60gの酢酸エチルを用い反応混合物を希釈し、窒素下で60℃に冷却した。次に、7g(0.051当量)のPAPIを加え、85℃で16時間反応させた。最終工程として、3gのMEKO(0.034mol)を加え、82℃で2時間反応させた。IR分析により、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。82℃にて、透明で茶褐色の溶液を得た。
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにベヘニルアルコール(BA)を使用して、実施例21を作製した。実施例21の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と、炭素原子を22個有する炭化水素基を含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ベヘニルアルコール、BAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、AOIの代わりにMOIを使用して、実施例22を調製した。実施例22の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのメタクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、AOIの代わりにMOIを使用し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにオクタデシルアミン(SAm)を使用して、実施例23を調製した。実施例23の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及び尿素基と炭素原子を18個有する炭化水素基を含む12molのメタクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにGuerbet 32アルコールを使用して、実施例24を調製した。実施例24の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を32個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー化合物、Guerbet 32アルコールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにエチレングリコール(EG)を使用して、実施例25を調製した。実施例25の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)二価のイソシアネート反応性化合物、エチレングリコール、EGと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりに1,6ヘキサンジアミン(HAD)を使用して、実施例26を調製した。実施例26の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)二価のイソシアネート反応性化合物、1,6ヘキサンジアミン、HADと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例20の手順を用い、但し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにオクタデカンチオール(ODT)を使用して、実施例27を調製した。実施例27の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、オクタデカンチオール、ODTと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例17に記載の手順を用い、但し、PAPIの代わりにN100を使用し、ステアリルアルコール(SA)の代わりにベヘニルアルコール(BA)を使用して、実施例28を作製した。実施例28の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、N100と、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ベヘニルアルコール、BAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例29は、実施例20の手順を用い作製した。実施例29の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含むアクリレートモノマーを80%含むアクリレートモノマーのブレンド12mol、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例30は、実施例20の手順を用い作製した。実施例30の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含むアクリレートモノマーを80%含むアクリレートモノマーのブレンド12mol、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例31は、実施例20の手順を用い作製した。実施例31の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)炭素原子を18個有し、ウレタン基及び炭化水素基を含む9molのアクリレートモノマーと、1molのヒドロキシエチルアクリレートと、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を10個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物のモノマー、ステアリルアルコール、SAと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
撹拌子、加熱マントル、温度計、及び冷却器を取り付けた1000mLの三ツ口フラスコに、反応混合物を含む固体分50%の酢酸エチル200gを入れた。混合物を70℃に加熱し、酢酸エチルの透明な溶液が得られるまで混合した。1000mLのビーカーに、3gのTergitol 15−S−30、6gのTergitol TMN−6、3.7gのArmocare VGH−70、及び400gの脱イオン水を入れた。この混合物を約70℃に加温した後、激しく撹拌しながら、上記の1000mLの三口フラスコ中の有機溶液に加えた。70℃にてプレエマルジョンを得た。このプレエマルジョンを、予熱した2ステップ型Manton−Gaulinホモジナイザーに300barの圧力で3回通過させた。約45〜50℃の温度かつ約20〜30mm水銀圧の減圧で溶媒を除去した。水中固体分約20%の安定な分散体を得た。粒子径は120〜180nmであった。
「パディングプロセスによる処理手順」及び「噴霧評価(SR)」に次の変更を加え、実施例20〜31用に繊維製品を処理した:処理槽には0.1%の酢酸及び1%のイソプロパノールを入れた;処理後の硬化は175℃で2分とした;布地は40℃で洗濯し、180℃で3秒間アイロンを当てた。
実施例32.(SA−AOI)12/IM−11/PAPI/MEKO(0.6/0.3/3/1.8)の合成
撹拌子、加熱マントル、冷却器、及び温度計を取り付けた250mLの三口フラスコに、54g(0.2mol)のSA、28.2gのAOI(0.2mol)、35gの酢酸エチル、及び1滴のDBTDLを入れた。反応混合物を、窒素雰囲気下で85℃で5時間反応させた。IRにより確認したところ、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。混合物を60℃に冷却し、1.3gの2−メルカプトエタノール(0.017mol)と、0.2gのVAZO−67とを加えた。この混合物をアスピレーターによる減圧及び窒素により3回脱気した後、約70℃に加熱した。激しい発熱が生じ88℃に温度が上昇した。反応は、窒素下85℃にて3時間継続した。次に、0.06gのVAZO−67を加え、反応を16時間継続させた。ヒドロキシル官能化オリゴマーの透明な溶液を得た。60gの酢酸エチルを用い反応混合物を希釈し、窒素下で60℃に冷却した。次に、11.6g(0.085当量)のPAPIと、9.5g(0.0085mol)のIM−11 PDMSジオールとを加え、85℃にて16時間反応させた。最終工程として、4.4gのMEKO(0.051mol)を加え、82℃にて2時間反応させた。IR分析により、全てのイソシアネートが反応していたことが示された。82℃にて、透明で茶褐色の溶液を得た。
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量1120のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例32の手順を用い、但し、(SA−AOI)12の代わりにオリゴマー(SI−HOEA)12を使用し、IM−11の代わりにPDMS X−22−170Dを使用して、実施例33を作製した。実施例33の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量2240のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例33の手順を用い、但し、試薬のモル比を変えて、実施例34を作製した。実施例34の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基を含む8molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を8個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量2240のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例33の手順を用い、但し、PDMS X−22−170Aを用い、実施例35を作製した。実施例35の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量1806のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例35の手順を用い、但し、試薬のモル比を変えて、実施例36を作製した。実施例36の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と炭素原子を18個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマー;
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量1806のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例32の手順を用い、但し、オリゴマーには(TDI−BA−HOEA)12を使用し、ポリジメチルシロキサン誘導体にはX−22−170Aを使用して、実施例37を作製した。実施例37の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基2つと炭素原子を22個有する炭化水素基とを含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、平均分子量1806のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例32の手順を用い、但し、オリゴマーには(BA−AOI)12を使用し、PDMS−ジオールにはKF−6001を使用して、実施例38を作製した。実施例30の材料はフッ素不含有処理組成物であり、化合物(複数可)は:
(i)1molの2−メルカプトエタノール、及びウレタン基と、炭素原子を22個有する炭化水素基を含む12molのアクリレートモノマー、のラジカル開始反応により作製される、繰り返し単位を12個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iii)イソシアネート反応性化合物二量体、900当量のPDMSジオールと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
撹拌子、加熱マントル、温度計、及び冷却器を取り付けた1000mLの三ツ口フラスコに、固体分50%の反応混合物200g(酢酸エチル中)を入れた。混合物を70℃に加熱し、酢酸エチルの透明な溶液が得られるまで混合した。1000mLのビーカーに、3gのTergitol 15−S−30、6gのTergitol TMN−6、3.7gのArmocare VGH−70(固体分70%)、及び400gの脱イオン水を入れた。この混合物も約70℃に加温した後、激しく撹拌しながら、上記の1000mLの三口フラスコ内の有機溶液に加えた。70℃にてプレエマルジョンを得た。このプレエマルジョンを、予熱した2ステップ型Manton−Gaulinホモジナイザーに300barの圧力で3回通過させた。約45〜50℃の温度かつ約20〜30mm水銀圧での減圧下で溶媒を除去した。水中固体分約20%で、粒子径120〜180nmの、安定な分散体が得られた。
0.1%の酢酸及び1%のイソプロパノールを入れた水性処理槽を使用して、テキスタイルファブリックのPESマイクロファイバー布及びPAマイクロファイバー布を、「パディングプロセス」により処理した。175℃で2分間硬化させた。「噴霧評価」試験により、撥水性について布を試験した。「噴霧評価」に記載の洗濯手順により、40℃にて5回及び10回布地を洗濯した。但し、最後のサイクル後に布地をタンブル乾燥させ、180℃で3秒間アイロンを当て、再度噴霧評価の値を求めた。
(ODA)2(HOEA)8−SC2H4−OHオリゴマーの調製
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、32.4g(0.1mol)のオクタデシルアクリレートモノマーを、46.5g(0.4mol)のHOEA、3.9g(0.05mol)の2−メルカプトエタノール、及び80gの酢酸エチルと混合した。2分間窒素を吹き込み、0.2gのV−67反応開始剤を加え、混合物を70℃に加熱した。発熱が観察され、反応は70℃にて15時間継続した。次に、再度0.1gのVAZO−67を加え、反応を更に4時間継続させた。室温に冷却したところ、理論分子量が1655.9で酢酸エチル中固体分が約50%である溶液が得られた。
1Lの丸底三口反応フラスコ内で、上記の通りに調製した82.9g(0.05mol)の(ODA)2(HOEA)8−SC2H4−OHオリゴマーに140gの酢酸エチルを加えた。次に、25gの酢酸エチルをストリッピングさせ、混合物を75℃に冷却した。この混合物に、118.2g(0.4mol)のステアリルイソシアネートを加え、75℃で2時間加熱した後、1滴のDBTDLを加えた。中程度の発熱が生じ、温度は78℃に上昇した。5時間後、IRにより分析したとき、−NCOピークは消失していた。オリゴマーの理論分子量は4015.9であり、酢酸エチル中固体分が51.5%のワックス状の物質が得られた。
500mLの丸底三口反応フラスコで、上記の通りに調製した87.8gの(ODA)2(HOEA)8−SC2H4−OH+SIオリゴマー(分子量4015.9、0.012mol、酢酸エチル中51.5%)、6.07gのSA(MW 270.5、0.022mol)、15gのPAPI(EW136、0.11mol))、及び25gの酢酸エチルを混合し、75℃で終夜反応させた。次に、撹拌下で6.9gのMEKO(分子量87.12、0.078mol)を加え、混合物を75℃で更に4時間加熱した。その結果、固体分は約50%となった。
(i)繰り返し単位を10個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
実施例39と正確に同じ手順で、但し、メルカプタンとしてODMPを使用して、オリゴマーの分子量に合わせて重量を調整して、(ODA)1(HOEA)9−S−C2H4−COOC18H37オリゴマー(分子量1728)を調製した。実施例31と正確に同じ手順で、オリゴマーの分子量に合わせて重量を調整して、(ODA)1(HOEA)9−S−C2H4−COOC18H37+SIオリゴマー(分子量4088)を調製した。最終的に、実施例39と正確に同じ手順で、使用する量に合わせて重量を調整して、(ODA)1(HOEA)9−S−C2H4−COOC18H37+SI/SA/PAPI/MEKO(0.1/0.2/1/0.7)を調製し、乳化した。
(i)繰り返し単位を10個有するイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)高分子イソシアネート、PAPIと、
(iv)イソシアネートブロッキング剤、MEKOと、の反応混合物に由来する。
Claims (11)
- (i)2〜20個の繰り返し単位を含む少なくとも1種のイソシアネート反応性オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
を含む反応混合物に由来する1種以上の化合物を含み、
前記イソシアネート反応性オリゴマーが、少なくとも1種のメルカプタンと少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーとを含む反応混合物のラジカル開始反応により作製され、前記少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーが、イソシアネートに由来する少なくとも1つの基と、少なくとも16個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭化水素基とを含む、フッ素不含有の処理組成物。 - 前記(i)及び(ii)を含む反応混合物が、
(iii)少なくとも1種の追加のイソシアネート反応性化合物
を更に含む、請求項1に記載のフッ素不含有の処理組成物。 - 前記(i)及び(ii)を含む反応混合物が、
(iv)少なくとも1種のイソシアネートブロッキング剤
を更に含む、請求項1又は2に記載のフッ素不含有の処理組成物。 - 前記イソシアネート反応性オリゴマーが、イソシアネートに由来する少なくとも1つの基と、少なくとも16個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭化水素基とを含む、前記(メタ)アクリレートモノマーを、モノマーの合計重量を基準として、少なくとも70重量%含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフッ素不含有の処理組成物。
- ブロックされたイソシアネート基を有する前記化合物を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフッ素不含有の処理組成物。
- イソシアネートに由来する少なくとも1つの基と、少なくとも16個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭化水素基と、を含む、前記(メタ)アクリレートモノマーが、次式:
R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)=CH2 (式I);
R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)=CH2 (式II);又は
R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)=CH2 (式III);
[式中、R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖状又は直鎖状アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Qは、二価のイソシアネート残基である。]のうちの少なくとも1種を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフッ素不含有の処理組成物。 - 前記イソシアネート反応性オリゴマーが、次式:
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
[式中、Y1、Y2、及びY3は、独立して、H又は反応開始剤の残基であり;
R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖状又は直鎖状アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、炭素原子1〜20個の炭化水素基であり;
Qは二価のイソシアネート残基であり;
各mは、独立して、2〜20の整数であり;
R7、R8、及びR9は、独立して、1〜10個の炭素原子を有する二価又は三価の結合基であり;
T1、T2、及びT3は、独立して、−OH、−NH2、又は−NH(R11)であり
、R11は、H又は1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
各pは、独立して、1又は2であり;及び
Sは硫黄である。]のうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフッ素不含有の処理組成物。 - 前記イソシアネート反応性オリゴマーが、イソシアネートに由来する少なくとも1つの基と、少なくとも16個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭化水素基と、を含む少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーと、少なくとも1つのメルカプタンとのオリゴマー化により作製され、
前記メルカプタンと前記(メタ)アクリレートとのモル比が1:4〜1:20である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のフッ素不含有の処理組成物。 - (i)少なくとも1種の官能化オリゴマーと、
(ii)少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネートと、
(iv)少なくとも1種のオキシムイソシアネートブロッキング剤と、
を含む構成成分を反応させることにより調製された、フッ素不含有の処理化合物であって、
前記官能化オリゴマーが、次式:
Y1−[R1−NH−C(O)O−L1−OC(O)C(R2)−CH2]m−S−R7−(T1)p (式IV);
Y2−[R3−X1−C(O)NH−L2−OC(O)C(R4)CH2]m−S−R8−(T2)p (式V);又は
Y3−[R5−X2−C(O)NH−Q−NH−C(O)O−L3−OC(O)C(R6)CH2]m−S−R9−(T3)p (式VI);
[式中、Y1、Y2、及びY3は、独立して、H又は反応開始剤の残基であり;
R1、R3、及びR5は、独立して、少なくとも16個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
R2、R4、及びR6は、独立してH又はCH3であり;
L1、L2、及びL3は、独立して、2〜10個の炭素原子を有する分枝鎖状又は直鎖状アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの組み合わせであり;
X1及びX2は、独立して、O、S、−NH、又は−N(R10)であり、R10は、炭素原子1〜20個の炭化水素基であり;
Qは二価のイソシアネート残基であり;
各mは、独立して、2〜20の整数であり;
R7、R8、及びR9は、独立して、1〜10個の炭素原子を有する二価又は三価の結合基であり;
T1、T2、及びT3は、独立して、−OH、−NH2、又は−NH(R11)であり、R11は、H又は1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
各pは、独立して、1又は2であり;及び
Sは硫黄である]のうちの少なくとも1種を含む、フッ素不含有の処理化合物。 - 繊維基材を撥水性にするのに十分な量で、前記繊維基材に請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物を適用することを含む、繊維基材の処理方法。
- 請求項10に記載の方法により処理された、繊維基材。
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