JP2005513245A

JP2005513245A - 高耐久性、低黄変性の織物用の撥水および撥油剤

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Publication number: JP2005513245A
Application number: JP2003554977A
Authority: JP
Inventors: ガブリエルフランシナジャスティン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2022-05-14
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Abstract

次の重量百分率で共重合されたモノマー、（ａ）約４０％〜約７５％の式Ｉ（Ｒ_f−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂）のモノマー、（ｂ）約１５％〜約５５％の式ＩＩ（Ｒ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂）のモノマー、（ｃ）１．５％〜約５％の式ＩＩＩ（ＨＯ−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂）のモノマー、（ｄ）１．５％〜約５％の式ＩＶ（Ｈ−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_m−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂）のモノマー、（ｅ）１％〜約３％の式Ｖ（ＨＯ−ＣＨ₂−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂）のモノマー、（ｆ）０％〜約９．８％の塩化ビニリデン、酢酸ビニル、またはそれらの混合物、および（ｇ）０％〜約２％のブロック化イソシアネート（式中、Ｒ_fは、２〜約２０個の炭素原子の直鎖または分枝鎖のパーフルオロアルキル基であり、各Ｒは独立してＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は、２〜約１８個の炭素原子のアルキル鎖であり、かつ、ｍは２〜約１０である）を含む共重合体が開示される。

Description

本発明は、高度に耐久性の撥油および撥水仕上げを織物に与えるためのフルオロケミカル（メタ）アクリレート共重合体の水性乳濁液組成物であって、共重合体が硬化時にほとんどまたは全く織物の黄変を与えない組成物に関する。本明細書ではすべての場合に、用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレートまたはメタクリレート、またはそれらの混合物のいずれかを表すのに使用される。

織物処理剤として実用性を有するフルオロモノマー組成物は、一般に、それが布表面に塗布された場合に撥油性および撥水性を与える、３個以上の炭素原子のペンダントパーフルオロアルキル基を含有する。パーフルオロアルキル基は、様々な連結基によってフッ素を含有しない重合性基に結合している。得られたモノマーは次に一般に、追加の好都合な特性を織布に与える他のモノマーと共重合される。得られた共重合体のポリマー主鎖は、（メタ）アクリレート、ビニル、ビニリデンまたは他の基であってもよい。それらは、より高価なパーフルオロアルキル基の性能を拡大するために働くか、または共重合体を布に固定するための結合剤として働くか、または他の機能を果たすかもしれない。一般に、かかる共重合体は、界面活性剤で安定化された水性媒体中の２種以上のモノマーの共重合によって調製される。

これらのポリマーは、布への容易な塗布用の水性乳濁液として市場で売買されている。布処理組成物はまた、フルオロモノマーと共重合されたものに加えて他の添加物を含んでもよい。特に、撥性のような所望の特性の耐久性を増進するために、ブロック化イソシアネートのような様々な化合物が多くの場合重合の前後に添加される。この用法では、ブロッキング剤は、処理された布を硬化させる時に用いられる熱条件下で前記イソシアネートから除去され、イソシアネート基を布と相互作用させて所望の耐久性を改善する。

典型的には、かかる共重合体用に使用される主要モノマーには、（メタ）アクリル酸パーフルオロアルキルと（メタ）アクリル酸ステアリルのような（メタ）アクリル酸長鎖アルキルとが含まれる。多くのかかる共重合体はまた、撥性処理の耐久性を改善するために、塩化ビニルまたは塩化ビニリデンを含有する。改善された架橋、ラテックス安定性および／または自立性（ｓｕｂｓｔａｎｔｉｖｉｔｙ）を与えるために、ヒドロキシル基および／またはアルキレンオキシドオリゴマーを含有する、より少量の様々な特殊モノマーが組み入れられてもよい。各成分は、その望ましい特性に加えて、幾つかの潜在的に望ましくない特性を与えるかもしれない。

例えば、米国特許公報（特許文献１）は、４０〜７５重量％の特殊なアクリル酸パーフルオロアルキルエチル混合物と、１０〜３５重量％塩化ビニリデンと、２〜１８個の炭素のアルキル鎖長を有する１０〜２５重量％（メタ）アクリル酸アルキルとを含む組成物を開示している。好ましい組成物は本質的に４５〜７０重量％の上のアクリル酸パーフルオロアルキルエチルと、１５〜３０重量％塩化ビニリデンと、１０〜２０重量％の上の（メタ）アクリル酸アルキルと、０．１〜２重量％Ｎ−メチロールアクリルアミドと、任意に５重量％までの（メタ）アクリル酸クロロヒドロキシプロピル、および５重量％までの（メタ）アクリル酸ポリ（オキシエチレン）とからなる。改善された撥性および耐久性が先行技術組成物にわたって特許請求されている。

しかしながら、かかる大量の塩化ビニリデンを含有するポリマーは、塩化ビニリデンの脱ハロゲン化水素のために、硬化時に布の黄変を引き起こすかもしれない。高度に耐久性の撥性を布に与えるが１０重量％未満の塩化ビニリデンを含有する組成物が必要である。耐久性の撥性特性を有するがより少ないフッ素が存在することを必要とする組成物も必要である。本発明はかかる組成物を提供する。

米国特許第４，７４２，１４０号明細書

本発明は、布および布ブレンドに高度に耐久性で、低黄変性の撥性仕上げを与え、次の重量百分率、
（ａ）約４０％〜約７５％の式Ｉのモノマー：、
Ｒ_f−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｉ
（ｂ）約１５％〜約５５％の式ＩＩのモノマー：
Ｒ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩ
（ｃ）１．５％〜約５％の式ＩＩＩのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩＩ
（ｄ）１．５％〜約５％の式ＩＶのモノマー：
Ｈ−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_m−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＶ、および、
（ｅ）１％〜約３％の式Ｖのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｖ
（式中、Ｒ_fは、２〜約２０個の炭素原子の直鎖または分枝鎖のパーフルオロアルキル基であり、各Ｒは独立してＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は、２〜約１８個の炭素原子のアルキル鎖であり、かつ、ｍは２〜約１０である）
で共重合されたモノマーを含む、共重合体組成物を含む。

任意に、共重合体組成物はまた、
（ｆ）０％から約９．８％までの塩化ビニリデン（式ＶＩ）もしくは酢酸ビニル（式ＶＩＩ）、またはそれらの混合物、
ＣＨ₂＝ＣＣｌ₂ ＶＩ
ＣＨ３−（Ｏ）ＣＯＣＨ＝ＣＨ２ＶＩＩ
（ｇ）式ＶＩＩＩのモノマーのような０％〜約２％のブロック化イソシアネート：
（ＣＨ₃）（ＣＨ₂ＣＨ₃）Ｃ＝Ｎ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＶＩＩＩ
（式中、ＲはＨまたはＣＨ₃である）
を含有してもよい。

本発明はさらに、撥油性および撥水性を与えるために布または布ブレンドを処理する方法であって、上に記載されたような組成物の布または布ブレンドの表面への塗布を含む方法と、そのように処理された布または布ブレンドとを含む。処理された布または布ブレンドは、約０．０５重量％〜約０．５重量％のフッ素含有率を有する。

商標および商品名は、本明細書では大文字使用によって示される。本発明は、布またはブレンドに撥性特性を与えるのに有用な改善されたフルオロケミカル共重合体を含む。「布」とは、木綿、レーヨン、絹、羊毛、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ナイロン、ならびに「ノメックス（ＮＯＭＥＸ）」および「ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）」のようなアラミドの繊維からなる天然または合成布を意味する。「布ブレンド」とは、２種以上のタイプの繊維から製造された布を意味する。典型的には、これらのブレンドは、天然繊維と合成繊維との組合せであるが、２種の天然繊維または２種の合成繊維のブレンドをも含むことができる。これらの改善されたフルオロケミカル共重合体の添加によって、低い黄変性および良好な耐久性という望ましい特性に加えて、優れた撥性特性が布および布ブレンドに与えられる。それらは、他の布処理薬品の塗布の前、後、またはその間のいずれかに、水または他の溶剤中の分散物の形態で布に塗布される。

本発明の共重合体は、従来の乳化重合技術によって調製される。その形成の間および重合の間乳濁液を安定化するために使用される界面活性剤は、陽イオンまたは非イオン乳化剤であり得る。重合は、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩のようなアゾ開始剤によって都合よく開始される。これらの開始剤は、「バゾ（ＶＡＺＯ）」の名称で、本願特許出願人によって、および名称「Ｖ−５０」で、バージニア州リッチモンド（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ）のワコー・ピュア・インダストリー（ＷａｋｏＰｕｒｅＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）社によって商業的に販売されている。

生じた乳濁液は、撥油性、撥汚れ性および撥水性を与えるための公知の方法によって織物表面に塗布される。共重合体は、単独でまたは他の織物処理剤もしくは仕上剤と混ぜ合わせてのいずれかで布または布ブレンドに塗布される。本発明のフルオロポリマーの目立った特徴は、低い塗布レベルでのそれらの効力、硬化時の布の低い黄変性、および布上の仕上げの高い耐久性である。

上に論述された高度に効率のよい共重合体は、共重合体の総量に関して次の重量百分率、
（ａ）約４０％〜約７５％の式Ｉのモノマー：
Ｒ_f−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｉ
（ｂ）約１５％〜約５５％の式ＩＩのモノマー：
Ｒ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩ
（ｃ）１．５％〜約５％の式ＩＩＩのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩＩ
（ｄ）１．５％〜約５％の式ＩＶのモノマー：
Ｈ−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_m−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＶ、および、
（ｅ）１％〜約３％の式Ｖのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｖ
（式中、Ｒ_fは、２〜約２０個の炭素原子の直鎖または分枝鎖のパーフルオロアルキル基であり、各Ｒは独立してＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は２〜約１８個の炭素原子のアルキル鎖であり、かつ、ｍは２〜約１０である）で共重合されたコモノマーを含有することを特徴とする。コモノマーは、それらの明示された範囲内の割合で組み合わされて合計１００重量％になる。

現在文献に記載されているフルオロポリマー撥剤の大多数は（メタ）アクリル酸パーフルオロアルキルおよび（メタ）アクリル酸長鎖アルキルの両方を含有しているが、伝統的にこれら２種のモノマーの比は、７５〜６０％フルオロモノマー対１５〜３０％アルキルモノマーであった。上に記載されたような本発明でのモノマーの割合で、わずか約５０／５０比のこれら２種のモノマーを使用して、フッ素効率を大きく高めて、高度に耐久性の撥性仕上剤が開発されるかもしれない。高い耐久性および撥性は、モノマーの注意深いバランス、具体的には、塩化ビニリデン構成成分の減少または除去にもかかわらず、３種の架橋モノマー（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）の組入れによって得られる。本発明は、塩化ビニリデンの量の排除または減少と組み合わせて全３種のモノマー（ｃ）、（ｄ）または（ｅ）を上に記載された割合で使用して得られることになる、驚くべき便益を開示する。

好ましくは式Ｉのモノマー（ａ）は、約５０重量％の８−炭素、約３０重量％の１０−炭素、約１０重量％の１２−炭素、ならびにより小さい百分率の６−炭素および１４−炭素とより長い鎖長とのパーフルオロアルキル炭素鎖長分布を持ったアクリル酸パーフルオロアルキルエチルである。式Ｉのモノマー（ａ）の割合は、共重合体の総量に関して少なくとも約４０％である。それがより低い量で存在する場合、ポリマーはより親水性になり、撥油性および撥水性が望ましくないレベルに低下する。式Ｉのモノマー（ａ）の割合は約７５％未満である。それがより高い量で存在する場合、ポリマーはもはや費用効率が高くない。共重合体中の式Ｉのモノマー（ａ）の割合は、好ましくは、合成布への塗布については約４０重量％と約６０重量％との間であり、木綿布への塗布については約５５重量％〜約７５重量％である。これらの範囲は、布および布ブレンドの処理の現在予見される用途における撥油−、撥水−、および撥汚れ特性の最良の耐久性にとって好ましい。他の用途にとっては他の割合がより望ましいかもしれない。

本発明で必要とされる式ＩＩのモノマー（ｂ）は、２〜１８個の炭素、好ましくは１２〜１８個の炭素の鎖長を有する（メタ）アクリル酸アルキルの１種または混合物である。これらは、１５％〜約５５％の割合で重合に加えられる。好ましくは、共重合体中のモノマー（ｂ）の割合は、合成布への塗布については約３５重量％と約５５重量％との間であり、木綿布への塗布については約１５重量％〜約３５重量％である。本明細書で使用されるように、「アルキル」は、直鎖、分枝鎖および環状のアルキル基を意味する。かかるモノマーの例には、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、およびアクリル酸イソデシルが含まれる。前述のうち、アクリル酸ステアリルおよびメタクリル酸ステアリルが最も好ましい。

式ＩＩＩ、ＩＶおよびＶの３種のモノマー（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）をフッ素化ポリマー中へ組み入れることによって、匹敵する撥性と耐久性とを達成したまま、塩化ビニリデンの量を急激に減らし得ることが分かった。モノマー（ｃ）は（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルである。好ましくは、それはメタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）である。モノマー（ｄ）は、エトキシ基の数が２と１０との間であるエトキシル化（メタ）アクリレートである。５と１０との間のエトキシ基が好ましい。モノマー（ｅ）は、Ｎ−メチロールアクリルアミドまたはメタクリルアミドである。Ｎ−メチロールアクリルアミド（ＭＡＭ）が好ましい。

使用されるこれらのモノマーのそれぞれの割合は、製品の軟かさ、幾つかの基材にわたる製品の性能および撥性特性の耐久性を決定する。これらのモノマーのそれぞれの割合は、必要な耐久性および性能計数値を与えるために、共重合体の少なくとも１．５重量％であらねばならない。モノマー（ｃ）および（ｄ）の重量百分率は、それぞれ、約５重量％よりも下でなければならす、モノマー（ｅ）の重量百分率は約３重量％よりも下でなければならない。これら３種のモノマーをポリマー主鎖中へ組み入れることの効用は、硬化時の様々なポリマー鎖間の効率のよい架橋である。ポリマー鎖間の架橋効率は、表面上の反応性基が非常に低い濃度であるかもしれない合成布を処理する場合に特に重要である。この場合、仕上剤の耐久性は、個々の繊維の周りに連結している、従って繊維に化学的に結合しているよりもむしろ物理的に捕捉されているポリマーから生じるであろう。

本発明の組成物の主要な利点の一つは、様々な用途向けのその柔軟性である。広範囲の布上でのその疎水性および疎油性は、耐久性の、低黄変性撥剤としてのその特性を維持したまま、モノマー（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）および（ｅ）の相対量を単に変えることによって、異なる用途向けに変えることができる。

任意に、共重合体組成物はまた、約９．８重量％までのモノマー（ｆ）、すなわち、塩化ビニリデン（式ＶＩ）もしくは酢酸ビニル（式ＶＩＩ）、またはそれらの混合物を含有することができる。
ＣＨ₂＝ＣＣｌ₂ ＶＩ
ＣＨ３−（Ｏ）ＣＯＣＨ＝ＣＨ２ＶＩＩ
比較的少量の塩化ビニリデンまたは酢酸ビニルの添加は、共重合体と布基材との相溶性を改善するために、または総合コストを減らすために望ましいかもしれない。好ましくはモノマー（ｆ）の量は、約８重量％よりも下、より好ましくは約５重量％よりも下である。相溶性に対して注目に値する効果を有するために、モノマー（ｆ）は、少なくとも約１％の割合で存在する。

布に塗布される撥性組成物は、共重合体の部分としてまたは共重合の後に添加されてのいずれかで、耐久性を増進するために、ブロック化イソシアネートを任意に含有してもよい。ブロック化イソシアネートが共重合体の部分である場合には、布の手触りが好ましくもソフトであることが分かった。ブロック化イソシアネートを添加することの望ましさは、共重合体の特定の用途に依存する。現在予見される用途のほとんどにとって、それは、十分な鎖間架橋または繊維への結合を達成するために存在する必要はない。しかしながら、木綿布への本発明の共重合体の適用における最適耐久性のためには、２重量％までが添加されることが好ましい。耐久性に対して注目に値する効果を有するためには、それは、少なくとも約１％の割合で存在しなければならない。それゆえ任意に、共重合体組成物はまた、約２重量％までのモノマー（ｇ）、ブロック化イソシアネートを含有してもよい。

「ブロック化イソシアネート」は、本明細書では、イソシアネートとブロッキング剤との反応生成物であって、ブロック化イソシアネート基を含有する化合物で処理された布を硬化するのに使用される熱的条件下でブロッキング剤が前記イソシアネートから除去可能である反応生成物を意味するために使用される。これらは、多くの場合、処理された布の一定の特性に耐久性を追加するために使用される。従来のブロッキング剤には、アリールアルコール、アルカノンオキシム、アリールチオール、有機活性水素化合物、亜硫酸水素ナトリウムおよびヒドロキシルアミンが含まれる。好ましいブロッキング剤は、典型的な布硬化工程の間に用いられるような比較的低い温度でデブロックすることができる、アルカノンオキシム（ケトキシム）である。ブタノンオキシムが特に好ましい。

直鎖または分枝イソシアネート、芳香族イソシアネート、および環状イソシアネートをはじめとする多くのイソシアネートが、ブロック化イソシアネートの調製での使用に好適である。直鎖または分枝イソシアネートが好ましい。式ＶＩＩＩのモノマー、メタクリル酸２−（Ｏ−［１’−メチル−プロピリデンアミノ］カルボキシアミノ）エチルが、本明細書でのブロック化イソシアネートとしての使用に特に好ましい。
（ＣＨ₃）（ＣＨ₂ＣＨ₃）Ｃ＝Ｎ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＶＩＩＩ
（式中、ＲはＨまたはＣＨ₃である）

本発明は、有効量の上記のような共重合体組成物の布または布ブレンド表面への塗布を含む、布または布ブレンドを処理する方法と、そのように処理された布または布ブレンドとをさらに含む。共重合体は、単独でまたは他の織物処理剤もしくは仕上剤と混ぜ合わせてのいずれかで、処理されるべき布または混合布に塗布される。共重合体は一般に、噴霧、浸漬、パジング、または他の周知の方法によって織布に塗布される。例えば、スクイズロールによって過剰の液体が除去された後、処理された布は乾燥され、次に、例えば、１００℃〜１９０℃に少なくとも３０秒間、典型的には６０〜１８０秒間加熱することによって硬化される。かかる硬化は、撥油性、撥水性および撥汚れ性ならびに撥性の耐久性を高める。これらの硬化条件は典型的であるが、幾つかの商業的装置は、その特定のデザイン特徴のために、これらの範囲外で運転してもよい。処理された布は、約０．０５重量％〜約０．５重量％のフッ素含有率を有する。

本発明は、有効量の上記ような共重合体の塗布によってそれに撥油および撥水特性を与えるために処理された布または布ブレンドをさらに含む。処理された布は、約０．０５重量％〜約０．５重量％のフッ素含有率を有する。処理された布は、洗浄後に耐久性の点から見て特に、優れた撥油性および撥水性と、布の減少した黄変性とを有する。

本発明の共重合体および方法は、繰り返し洗濯の後でさえも布および布ブレンドの撥油性、撥水性および撥汚れ性を高めるのに有用である。撥性特性は耐久性であり、合成布にとって特に有効である。本発明の処理された布および布ブレンドは、織物、衣料、家具などの種々な用途で有用である。本発明の共重合体は、それらが広範囲の布または布ブレンドにわたって高度に耐久性の、低黄変性の撥性仕上げを与える点において有利である。本発明の組成物は、現行のアクリレート共重合体よりも低い材料費用で製造される。

（試験方法）
本明細書において実施例を評価する際に次の試験を用いた。

（布処理）
すべての場合に１．５％のフッ素化生成物を含有する水性浴を使用した。布を前記浴でパッドした。

（Ａ．１００％ポリエステルおよび混合布）
湿潤剤もまた浴中に０．２％で含まれていた。布をおよそ１６０℃で２〜３分間硬化させた。処理および硬化の後、布を「そのままの状態にとどめ」させた。

（Ｂ．１００％木綿布）
ほとんどの場合、パーマフレッシュ（Ｐｅｒｍａｆｒｅｓｈ）ＭＳＣのような樹脂を使用した。しかしながら、実施例６および比較例Ｂにおいて、ブロック化イソシアネート樹脂と共に使用する場合に湿潤剤が有用であることが分かった。処理後に布をおよそ１５０℃で２〜３分間硬化させた。処理および硬化の後、布を「そのままの状態にとどめ」させた。

（撥水性）
処理した基材の撥水性は、テフロン（登録商標）グローバル規格書および品質管理試験情報パケット（ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）ＧｌｏｂａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＴｅｓｔｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｃｋｅｔ）に概説されているような本願特許出願人の技術実験室的方法に従って測定した。試験は、水性液体による湿潤に対する処理した基材の抵抗を測定する。異なる表面張力の水−アルコール混合物の滴を布の上に置き、表面湿潤の程度を目視で測定する。試験は、耐水性汚染性の粗い指標を与える。より高い撥水性格付けは、水系物質による汚染に対する仕上げ済み基材のより良好な抵抗を示す。標準試験液体の組成を次の表に示す。

（撥水性−噴霧格付け）
撥水性は、さらに、噴霧試験方法を利用することによって試験することができる。処理した布試料を、撥水性についてＡＡＴＣＣ標準試験方法Ｎｏ．２２−１９６６に従って次のように行って試験した。前記のようなポリマーの水性分散物で処理した布試料を、２３℃＋２０％相対湿度および６５℃＋１０％相対湿度で最低２時間順化させる。布試料を、皺がよらないようにプラスチック／金属刺繍輪上にしっかりと固定する。布が上を向いているように輪を試験台上に置く。次に２５０ｍＬの水を試験漏斗中へ注ぎ込み、水を布表面上へ噴霧させた。ひとたび水が漏斗を通って流れてしまったら、布を下に向けた状態で輪を固体物体のエッジに２回打ちつける。スポット付きのまたは湿った表面を、ＡＡＴＣＣ技術マニュアル（ＴｅｃｈｎｉｃａｌＭａｎｕａｌ）に見出されるＡＡＴＣＣ標準と比較する。表面が湿っていればいるほど、数がより低くなり、撥水性がより乏しくなる。１００は湿潤なしを表し、９０はわずかな湿潤（３個の小さなスポット）を表し、８０は噴霧ポイントで幾つかの（１０個）スポットによって示される湿潤を表し、７０は上部の布表面の部分的な湿潤を表し、５０は全上部の布表面の湿潤を表し、０は下部および上部の布表面の完全な湿潤を表す。

（撥油性）
処理した布試料を、撥油性についてＡＡＴＣＣ標準試験方法Ｎｏ．１１８の修正によって次のように行って試験した。前記のようなポリマーの水性分散物で処理した布試料を、２３℃＋２０％相対湿度および６５℃＋１０％相対湿度で最低２時間順化させる。次に、表２で下に特定される一連の有機液体を布試料に滴々塗布する。最低の番号を付けた試験液体（撥油性格付けＮｏ．１）から開始して、一滴（およそ直径で５ｍｍまたは０．０５ｍＬ体積）を、少なくとも５ｍｍ離れた３位置のそれぞれの上に置く。その滴を３０秒間観察する。この期間の終わりに、滴の周りに何の吸上げもなく、３滴のうちの２滴がまだ形状において球状である場合、次のより高い番号を付けた液体の３滴を隣接するサイト上に置き、同様に３０秒間観察する。試験液体の一つが３滴のうちの２滴で球状〜半球状のままであることができない結果になる、または湿潤もしくは吸上げが起こるまで、この手順を続ける。

布の撥油性格付けは、３０秒間、３滴のうちの２滴が球状〜半球状のままであり、何の吸上げもない最高の番号を付けた試験液体である。一般に、５以上の格付けの処理した布は、良好〜優秀であると考えられ、１以上の格付けを有する布はある種の用途で使用することができる。

（布の黄変）
硬化時の処理した基材の黄変は、本願特許出願人の技術実験室的方法に従って測定した。その方法が次のとおりである。白色のポリエステルまたは木綿布の２インチ×２インチ（５．１ｃｍ×５．１ｃｍ）試験片を、生成物のニート溶液中へ沈め、取り出し、絞り機にかける。次に布の試験片をスクリーン上に置き、オーブン中１８０℃で２〜５分間硬化させる。対照として、布の試験片を水中に沈め、１８０℃で硬化させる。黄変の格付けは目視で行い、試料をそれら自体および無処理の硬化基材に対して格付けする。黄変していない試験片は１〜２として格付けし、わずかに黄変している試験片は３〜４として格付けし、黄変してわずかに褐色になっている試験片は５〜６として格付けし、黄褐色になっている試験片は７〜８として格付けし、最後に褐色になっている試験片は９〜１０として格付けする。

（洗濯手順）
布試料は、テフロン（登録商標）グローバル規格書および品質管理試験情報パケット（ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）ＧｌｏｂａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＴｅｓｔｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｃｋｅｔ）に概説されているような米国ホームランドリング（ＨｏｍｅＬａｕｎｄｅｒｉｎｇ）方法に従って洗濯した。布試料を、砂利負荷と共にケンモア（ＫＥＮＭＯＲＥ）自動洗濯機中へ入れて４ポンド（１．０ｋｇ）の総乾燥負荷を与える。商業洗剤を加え（ＡＡＴＣＣ１９９３標準基準洗剤ＷＯＢ）、洗濯機を高い水レベルまで温水（１０５°Ｆ）（４１℃）で満たす。１２分の標準洗浄サイクルとそれに続くリンスおよび回転サイクルとを用いて、試料および砂利を明示された回数（５ＨＷ＝５回洗浄、１０ＷＨ＝１０回洗浄など）洗浄する。試料は洗浄サイクルの間に乾燥させない。

洗浄が完了した後、湿った布試料および砂利をケンモア（ＫＥＮＭＯＲＥ）自動乾燥機に移し、１５５〜１６０°Ｆ（６８〜７１℃）のベント温度を達成するための高い／木綿設定で４５分間乾燥する。

次の準備した実施例（ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅｅｘａｍｐｌｅ）を、本発明の共重合体および比較の共重合体で処理した布および布ブレンドの特性を評価するのに用いた。

（実施例１）
攪拌機、熱電対温度計、およびドライアイス凝縮器を備えつけた４つ首フラスコに、（ａ）６０ｇ（４４部）の式ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＦ₂）_xＣ₂Ｈ₄ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｈ）＝ＣＨ₂（式中、ｘは、約３％、５０％、３１％、１０％、３％、２％および１％のそれぞれの相対量で、６、８、１０、１２、１４、１６および１８である）を有し、５６９の重量平均分子量を有するフルオロモノマー、（ｂ）６０ｇ（４４部）のメタクリル酸ステアリル、（ｃ）２．７ｇ（２部）のメタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（ｄ）２．７ｇ（２部）のメタクリル酸ポリ（オキシエチレン）₇、（ｅ）２．７ｇ（２部）のＮ−メチロールアクリルアミド、（ｆ）１０ｇ（７部）の塩化ビニリデン、０．２ｇのドデシルメルカプタン、２５ｇのヘキシレングリコール、（総モノマーの）５．３重量％の、コネチカット州ダンバリー（Ｄａｎｂｕｒｙ）のユニオン・カーバイド（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）から入手可能なターギタル（Ｔｅｒｇｉｔａｌ）１５−５−２０、（総モノマーの）０．４重量％の、イリノイ州マッククック（ＭｃＣｏｏｋ）のアクゾ・ノーベル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）から入手可能なエソクアッド（Ｅｔｈｏｑｕａｄ）１８／２５、および２００ｇの水を装入した。装入物を４０℃で３０分間窒素パージした。重合を開始するために次に０．９ｇの「ヴァゾ（ＶＡＺＯ）」５２ＷＳＰを加え、装入物を窒素下５５℃で８時間撹拌した。得られたポリマーラテックスは、３３％の固形分含有率で３８８ｇの重さがあった。１００％ポリエステルの織布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表３にある。

（実施例２）
同じモノマーと他の原料を用いて実施例１の方法を繰り返したが、次の量、（ａ）６０ｇのフルオロモノマー、（ｂ）６０ｇのメタクリル酸ステアリル、（ｃ）２．５ｇのメタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（ｄ）２．５ｇのメタクリル酸ポリ（オキシエチレン）₇、（ｅ）２．５ｇのＮ−メチロールアクリルアミドおよび０．７ｇの「ヴァゾ（ＶＡＺＯ）」５２ＷＳＰに変更した。何の塩化ビニリデンも加えなかった。得られたポリマーラテックスは、３８３ｇの重さがあり、３１％の固形分含有率を有した。１００％ポリエステルの織布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表３にある。

（比較例Ａ）
これは、（特許文献１）に開示されているように１０重量％よりも多い塩化ビニリデンと約７０／３０の比のフルオロモノマー／アルキルモノマーとを含有する商業的に入手可能なフルオロアクリレートについての実施例である。１００％ポリエステルの織布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表３にある。

表中の「ＨＷ」は、上に詳述した洗濯手順を用いて布について実施したホーム洗浄または洗濯サイクルの数に関係する。

上の試験で、実施例２の組成物は、実施例１および比較例Ａのそれよりも試験の成績が良く、本発明で議論する組成物を使用することによって、減少した量の塩化ビニリデンでまたは全くなしでのいずれかで優れた、耐久性のある撥性が得られることを示す。その上、５０／５０比のフルオロモノマー／アルキルモノマーを含有するポリマー（実施例１、２）は、より高濃度のフルオロモノマーのポリマー（比較例Ａ）よりも性能が優れていることが例示される。

（実施例３）
４つ首フラスコに攪拌機、熱電対温度計、および還流冷却器を備えつけ、（ａ）６０ｇ（４５部）の実施例１のフルオロモノマー、（ｂ）６０ｇ（４５部）のメタクリル酸ステアリル、（ｃ）６ｇ（４部）のメタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（ｄ）６ｇ（４部）のメタクリル酸ポリ（オキシエチレン）₇、（ｅ）２．４ｇ（２部）のＮ−メチロールアクリルアミド、０．２ｇのドデシルメルカプタン、２５ｇのヘキシレングリコール、（総モノマーの）５．３重量％の、コネチカット州ダンバリー（Ｄａｎｂｕｒｙ）のユニオン・カーバイド（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）から入手可能なターギタル（Ｔｅｒｇｉｔａｌ）１５−５−２０、（総モノマーの）０．４重量％の、イリノイ州マッククック（ＭｃＣｏｏｋ）のアクゾ・ノーベル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）から入手可能なエソクアッド（Ｅｔｈｏｑｕａｄ）１８／２５、および２００ｇの水を装入した。装入物を４０℃で３０分間窒素パージした。重合を開始するために次に０．７ｇの「ヴァゾ（ＶＡＺＯ）」５２ＷＳＰを加え、装入物を窒素下５５℃で８時間撹拌した。得られたポリマーラテックスは、３４％の固形分で３６０ｇの重さがあった。１００％ポリエステルの布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表４にある。

（実施例４）
攪拌機、熱電対温度計、および還流冷却器を備えつけた４つ首フラスコに、（ａ）７５ｇ（４７部）の式ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＦ₂）_xＣ₂Ｈ₄ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂（式中、ｘは、約３％、３５％、３０％、１７％、８％および６％のそれぞれの相対量で、２．４、６、８、１０、および１２である）を有し、５４３の重量平均分子量を有するフルオロモノマー（「ゾニール（ＺＯＮＹＬ）^TMとして本願特許出願人から入手可能」、（ｂ）５０ｇ（４７部）のメタクリル酸ステアリル、（ｃ）５ｇ（４部）のメタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（ｄ）５ｇ（４部）のメタクリル酸ポリ（オキシエチレン）₇、（ｅ）２ｇ（２部）のＮ−メチロールアクリルアミド、０．２ｇのドデシルメルカプタン、３０ｇのヘキシレングリコール、（総モノマーの）５．３重量％の、コネチカット州ダンバリー（Ｄａｎｂｕｒｙ）のユニオン・カーバイド（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）から入手可能なターギタル（Ｔｅｒｇｉｔａｌ）１５−５−２０、（総モノマーの）０．４重量％の、イリノイ州マッククック（ＭｃＣｏｏｋ）のアクゾ・ノーベル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）から入手可能なエソクアッド（Ｅｔｈｏｑｕａｄ）１８／２５、および２００ｇの水を装入した。装入物を４０℃で３０分間窒素パージした。重合を開始するために次に０．８ｇの「ヴァゾ（ＶＡＺＯ）」５２ＷＳＰを加え、装入物を窒素下５５℃で８時間撹拌した。得られたポリマーラテックスは、２８％の固形分で４４５ｇの重さがあった。１００％ポリエステルの布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表４にある。

（実施例５）
実施例１のフルオロモノマーを使用して実施例４を繰り返した。得られたポリマーラテックスは、３０％の固形分で４３０ｇの重さがあった。１００％ポリエステルの布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表４にある。

（実施例６）
攪拌機、熱電対温度計、および還流冷却器を備えつけた４つ首フラスコに、（ａ）９１ｇ（６９部）の実施例１のフルオロモノマー、（ｂ）２４ｇ（１８部）のメタクリル酸ステアリル、（ｃ）２．３ｇ（２部）のメタクリル酸２−ヒドロキシエチル、（ｄ）２．７ｇ（２部）のアクリル酸ポリ（オキシエチレン）₁₀、（ｅ）２．７ｇ（２部）のＮ−メチロールアクリルアミド、（ｇ）２ｇ（１部）のメタクリル酸２−（Ｏ−［１’−メチル−プロピリデンアミノ］カルボキシアミノ）エチル（ブロック化イソシアネートを含有する）、０．３ｇのドデシルメルカプタン、３０ｇのヘキシレングリコール、（総モノマーの）５．３重量％の、コネチカット州ダンバリー（Ｄａｎｂｕｒｙ）のユニオン・カーバイド（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ）から入手可能なターギタル（Ｔｅｒｇｉｔａｌ）１５−５−２０、（総モノマーの）０．４重量％の、イリノイ州マッククック（ＭｃＣｏｏｋ）のアクゾ・ノーベル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）から入手可能なエソクアッド（Ｅｔｈｏｑｕａｄ）１８／２５、および２００ｇの水を装入した。装入物を４０℃で３０分間窒素パージした。重合を開始するために次に０．８ｇの「ヴァゾ（ＶＡＺＯ）」５２ＷＳＰを加え、装入物を窒素下５５℃で８時間撹拌した。得られたポリマーラテックスは、２４．６％の固形分で５１１ｇの重さがあった。１００％ポリエステルの布を前記のようなポリマーで処理し、上に詳述した試験方法を用いて撥性について試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。得られたデータは表４にある。

実施例３および６が耐久性に関して４実施例のうちで最良の性能を示した。示された実施例３〜６のすべてが比較例Ａよりも良好な耐久性を示した。再び、伝統的な撥水剤よりも少ないフルオロモノマーを含有するポリマー（実施例３〜５）が良好な耐久性の十分な性能を示し得ることが例示される。その上、仕上げの耐久性はポリマー主鎖中へのブロック化イソシアネートの組み入れで増加することが例示される（実施例６）。

幾つかのタイプの布にわたるこれらのタイプの製品の耐久性を例示するために、実施例３〜６および比較例Ａのポリマーを使用して第２タイプのポリエステルを試験した。この布は、より小さい糸のタフタポリエステル織りであり、表面にシーンを有した。得られたデータは表５にある。

布処理の耐久性は、布によって影響されるが、実施例３および６の両方は、洗浄後の撥性に関して示された他の試料よりもより耐久性であり得た。すべての実施例３〜６は、比較例Ａよりも撥性の良好な耐久性を実証した。これらの製品の多角性がここに示され、これらのタイプの布処理は多くの異なる布スタイルに利用することができる。

（比較例Ｂ）
これは、本願特許出願人から「ゾニール（ＺＯＮＹＬ）」８７８７として商業的に入手可能な、ブロックトポリイソシアネートを含み塩化ビニリデンを含まないフッ素化ポリウレタンの例である。

次の試験で使用した布は、実施例３、６および比較例Ｂのフルオロケミカルズで前記のように処理した１００％木綿布であった。撥性は、上に詳述した試験方法を用いて試験し、数回の洗濯サイクル後に再試験した。結果を下の表６に示す。

実施例６が木綿で最良の性能を示した。実施例３および６の両方の耐久性は、木綿の親水特性によって影響された。しかしながら、主鎖にブロック化イソシアネートを含有するポリマー（実施例６）は、良好な性能を示し、その性能をわずかにより良く保持した。これは、主鎖に沿ったブロック化イソシアネートが、架橋して木綿の表面により容易に付着するポリマー鎖の能力を増加させることを示唆するかもしれない。

（実施例７）
次の試験で使用した布は、実施例１、２、３、４、５、６ならびに比較例ＡおよびＢのフルオロケミカルズで前記のように処理した１００％白色木綿布であった。前記の試験方法を用いて黄変を試験した。硬化時に黄変する製品の結果を下の表７に示す。

比較例ＡおよびＢは、本発明の実施例１〜６よりもはるかに多く黄変した。このデータは、実施例１〜６のポリマーからの塩化ビニリデンの減少または排除が硬化時の黄変結果を劇的に減少させることを例示した。何の塩化ビニリデンも存在しない比較例Ｂの黄変は、ブロックドイソシアネート構成成分の存在に基因した。色の減少は、白色または淡色布を仕上剤で処理する場合に特に重要である。再びこのデータは、これらの仕上剤が多くの異なる布および布の色にわたっていかに万能であるかを例示した。

Claims

次の重量百分率
（ａ）約４０％〜約７５％の式Ｉのモノマー：
Ｒ_f−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｉ
（ｂ）約１５％〜約５５％の式ＩＩのモノマー：
Ｒ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩ
（ｃ）１．５％〜約５％の式ＩＩＩのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩＩ
（ｄ）１．５％〜約５％の式ＩＶのモノマー：
Ｈ−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_m−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＶ
（ｅ）１％〜約３％の式Ｖのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｖ
（ｆ）０％〜約９．８％の塩化ビニリデン、酢酸ビニル、またはそれらの混合物、および
（ｇ）０％〜約２％のブロック化イソシアネート、
（式中、Ｒ_fは、２〜約２０個の炭素原子の直鎖または分枝鎖のパーフルオロアルキル基であり、各Ｒは独立してＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は、２〜約１８個の炭素原子のアルキル鎖であり、かつ、ｍは２〜約１０である）で共重合されたモノマーを含むことを特徴とする共重合体。
式Ｉのモノマー（ａ）のＲ_fがＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＦ₂）_xＣ₂Ｈ₄ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｈ）＝ＣＨ₂（式中、ｘは、約３％、５０％、３１％、１０％。３％、２％および１％のそれぞれの相対量で、６、８、１０、１２、１４、１６、および１８である）であり、かつ、前記モノマーが約５６９の重量平均分子量を有することを特徴とする請求項１に記載の共重合体組成物。
モノマー（ｂ）が（メタ）アクリル酸ステアリルであることを特徴とする請求項１に記載の共重合体組成物。
モノマー（ｃ）がメタクリル酸ヒドロキシエチルであることを特徴とする請求項１に記載の共重合体組成物。
モノマー（ｄ）についてｍが約５と約１０との間であることを特徴とする請求項１に記載の共重合体組成物。
モノマー（ｅ）がＮ−メチロールアクリルアミドであることを特徴とする請求項１に記載の共重合体組成物。
前記ブロック化イソシアネートが式
（ＣＨ₃）（ＣＨ₂ＣＨ₃）Ｃ＝Ｎ−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂
（式中、ＲはＨまたはＣＨ₃である）
を有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
撥油性および撥水性を与えるために布または布ブレンドを処理する方法であって、次の重量百分率
（ａ）約４０％〜約７５％の式Ｉのモノマー：
Ｒ_f−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｉ
（ｂ）約１５％〜約５５％の式ＩＩのモノマー：
Ｒ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩ
（ｃ）１．５％〜約５％の式ＩＩＩのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂ＣＨ₂−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＩＩ
（ｄ）１．５％〜約５％の式ＩＶのモノマー：
Ｈ−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_m−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ ＩＶ
（ｅ）１％〜約３％の式Ｖのモノマー：
ＨＯ−ＣＨ₂−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ₂ Ｖ
（ｈ）０％〜約９．８％の塩化ビニリデン、酢酸ビニル、またはそれらの混合物、および
（ｉ）０％〜約２％のブロック化イソシアネート、
（式中、Ｒ_fは、２〜約２０個の炭素原子の直鎖または分枝鎖のパーフルオロアルキル基であり、各Ｒは独立してＨまたはＣＨ₃であり、Ｒ₂は、２〜約１８個の炭素原子のアルキル鎖であり、かつ、ｍは２〜約１０である）で共重合されたモノマーを含むコポリマーの分散物を布または布ブレンドの表面へ塗布することを含むことを特徴とする方法。
その表面に請求項１に記載の共重合体が塗布されることを特徴とする布または布ブレンド。
約０．０５〜約０．５重量％のフッ素含有率を有することを特徴とする請求項９に記載の布または布ブレンド。
木綿、レーヨン、絹、羊毛、大麻、ポリエステル、スパンデックス、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ナイロン、アラミドまたはポリ（トリメチレンテレフタレート）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の布または布ブレンド。