JP2015120894A - 表面処理剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】含フッ素単量体、特にフルオロアルキル基含有単量体を使用しない表面処理剤を提供する。
【解決手段】(1)(i)式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する非フッ素重合体、ならびに
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の一方または両方を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルションである表面処理剤。
【選択図】なし
【解決手段】(1)(i)式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する非フッ素重合体、ならびに
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の一方または両方を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルションである表面処理剤。
【選択図】なし
Description
本発明は、表面処理剤、特に撥水撥油剤および防汚剤に関する。
従来、フッ素化合物を含んでなる含フッ素撥水撥油剤が知られている。この撥水撥油剤は、繊維製品などの基材に処理すると、良好な撥水撥油性を示す。
最近の研究結果[EPAレポート"PRELIMINARY RISK ASSESSMENT OF THE DEVELOPMENTAL TOXICITY ASSOCIATED WITH EXPOSURE TO PERFLUOROOCTANOIC ACID AND ITS SALTS" (http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoara.pdf) ]などから、長鎖フルオロアルキル化合物の一種であるPFOA(perfluorooctanoic acid)に対する環境への負荷の懸念が明らかとなってきており、2003年4月14日にEPA(米国環境保護庁)がPFOAに対する科学的調査を強化すると発表した。
一方、Federal Register(FR Vol.68, No.73/April 16, 2003[FRL-2303-8], http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafr.pdf)やEPA Environmental News FOR RELEASE: MONDAY APRIL 14, 2003 EPA INTENSIFIES SCIENTIFIC INVESTIGATION OF A CHEMICAL PROCESSING AID(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoaprs.pdf)やEPA OPPT FACT SHEET April 14, 2003(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafacts.pdf)は、テロマーが分解または代謝によりPFOAを生成する可能性があると公表している(テロマーとは長鎖フルオロアルキル基のことを意味する)。また、テロマーが、撥水撥油性、防汚性を付与された泡消火剤、ケア製品、洗浄製品、カーペット、テキスタイル、紙、皮革などの多くの製品に使用されていることをも公表している。含フッ素化合物が環境に蓄積することが懸念されている。
また、含フッ素重合体を含んでなる含フッ素撥水撥油剤は、撥水撥油性を発現させるために、繊維製品などの基材に付着させた後に高温(例えば、100℃以上)で熱処理を施さなければならない。高温での熱処理には高いエネルギーを必要とする。
さらに、含フッ素重合体は、高価である。
最近の研究結果[EPAレポート"PRELIMINARY RISK ASSESSMENT OF THE DEVELOPMENTAL TOXICITY ASSOCIATED WITH EXPOSURE TO PERFLUOROOCTANOIC ACID AND ITS SALTS" (http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoara.pdf) ]などから、長鎖フルオロアルキル化合物の一種であるPFOA(perfluorooctanoic acid)に対する環境への負荷の懸念が明らかとなってきており、2003年4月14日にEPA(米国環境保護庁)がPFOAに対する科学的調査を強化すると発表した。
一方、Federal Register(FR Vol.68, No.73/April 16, 2003[FRL-2303-8], http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafr.pdf)やEPA Environmental News FOR RELEASE: MONDAY APRIL 14, 2003 EPA INTENSIFIES SCIENTIFIC INVESTIGATION OF A CHEMICAL PROCESSING AID(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoaprs.pdf)やEPA OPPT FACT SHEET April 14, 2003(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoafacts.pdf)は、テロマーが分解または代謝によりPFOAを生成する可能性があると公表している(テロマーとは長鎖フルオロアルキル基のことを意味する)。また、テロマーが、撥水撥油性、防汚性を付与された泡消火剤、ケア製品、洗浄製品、カーペット、テキスタイル、紙、皮革などの多くの製品に使用されていることをも公表している。含フッ素化合物が環境に蓄積することが懸念されている。
また、含フッ素重合体を含んでなる含フッ素撥水撥油剤は、撥水撥油性を発現させるために、繊維製品などの基材に付着させた後に高温(例えば、100℃以上)で熱処理を施さなければならない。高温での熱処理には高いエネルギーを必要とする。
さらに、含フッ素重合体は、高価である。
したがって、含フッ素重合体を使用しないことあるいは含フッ素重合体の量を低減させることが望まれることがある。
特開2006-328624号公報は、エステル部分の炭素数が12以上の(メタ)アクリル酸エステルを単量体単位として含む非フッ素系ポリマーからなる撥水剤であって、(メタ)アクリル酸エステルの構成割合が非フッ素系ポリマーを構成する単量体単位の全量に対して80〜100質量%である撥水剤を開示している。
しかし、この撥水剤は、撥水撥油性に劣っている。
特開2006-328624号公報は、エステル部分の炭素数が12以上の(メタ)アクリル酸エステルを単量体単位として含む非フッ素系ポリマーからなる撥水剤であって、(メタ)アクリル酸エステルの構成割合が非フッ素系ポリマーを構成する単量体単位の全量に対して80〜100質量%である撥水剤を開示している。
しかし、この撥水剤は、撥水撥油性に劣っている。
本発明の目的は、優れた撥水撥油性を与え、含フッ素単量体、特にフルオロアルキル基含有単量体を使用しないことが好ましい表面処理剤を提供することにある。
本発明は、
(1)(i)長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する重合体、
(2)界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルション処理剤に関する。
(1)(i)長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する重合体、
(2)界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルション処理剤に関する。
発明の好ましい態様は次のとおりである。
[1]
(1)(i)式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する非フッ素重合体、
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の一方または両方を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルションである表面処理剤。
[1]
(1)(i)式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する非フッ素重合体、
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の一方または両方を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルションである表面処理剤。
[2]
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体(ii)が、式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物である[1]に記載の表面処理剤。
[3]
界面活性剤(2)がノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の両方を含み、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の合計量に対して、カチオン性界面活性剤の量が22重量%以上である[1]または[2]に記載の表面処理剤。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体(ii)が、式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物である[1]に記載の表面処理剤。
[3]
界面活性剤(2)がノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の両方を含み、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の合計量に対して、カチオン性界面活性剤の量が22重量%以上である[1]または[2]に記載の表面処理剤。
[4]
ノニオン性界面活性剤が、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、多価アルコールおよびアミンオキシドからなる群から選択された少なくとも1種であり、
カチオン性界面活性剤が、アミン、アミン塩、4級アンモニウム塩、イミダゾリンおよびイミダゾリニウム塩からなる群から選択された少なくとも1種である[1]〜[3]のいずれかに記載の表面処理剤。
[5]
界面活性剤が、アミド基およびアミノ基の両方を有する界面活性化合物を含む[1]〜[4]4のいずれかに記載の表面処理剤。
[6]
表面処理剤が含フッ素重合体を含有しない[1]〜[5]のいずれかに記載の表面処理剤。
[7]
表面処理剤が含フッ素重合体を含有する[1]〜[5]のいずれかに記載の表面処理剤。
ノニオン性界面活性剤が、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、多価アルコールおよびアミンオキシドからなる群から選択された少なくとも1種であり、
カチオン性界面活性剤が、アミン、アミン塩、4級アンモニウム塩、イミダゾリンおよびイミダゾリニウム塩からなる群から選択された少なくとも1種である[1]〜[3]のいずれかに記載の表面処理剤。
[5]
界面活性剤が、アミド基およびアミノ基の両方を有する界面活性化合物を含む[1]〜[4]4のいずれかに記載の表面処理剤。
[6]
表面処理剤が含フッ素重合体を含有しない[1]〜[5]のいずれかに記載の表面処理剤。
[7]
表面処理剤が含フッ素重合体を含有する[1]〜[5]のいずれかに記載の表面処理剤。
[8]
撥水撥油剤または防汚剤である[1]〜[7]のいずれかに記載の表面処理剤。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載の表面処理剤で繊維製品を処理することからなる、繊維製品を処理する方法。
[10]
[1]〜[8]のいずれかに記載の表面処理剤によって処理された繊維製品。
撥水撥油剤または防汚剤である[1]〜[7]のいずれかに記載の表面処理剤。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載の表面処理剤で繊維製品を処理することからなる、繊維製品を処理する方法。
[10]
[1]〜[8]のいずれかに記載の表面処理剤によって処理された繊維製品。
本発明の表面処理剤は、フルオロアルキル基含有単量体を使用しないので、含フッ素化合物の環境への蓄積の懸念がない。本発明の表面処理剤は、基材に優れた撥水撥油性、特に強撥水剤を与える。さらに、高温で加熱処理する必要なく、低温処理で撥水撥油性を発現する。
本発明の処理剤の安定性(エマルションの安定性)が良好である。本発明の処理剤は、豪雨に代表される強撥水性に優れている。
非フッ素重合体のみを有効成分とする処理剤によって、フルオロアルキル基含有単量体を構成単位として含む含フッ素重合体のみを有効成分とする処理剤と同等または同等以上の性能(特に、初期の撥水撥油性を含めた撥水撥油性)が得られる。
本発明の処理剤の安定性(エマルションの安定性)が良好である。本発明の処理剤は、豪雨に代表される強撥水性に優れている。
非フッ素重合体のみを有効成分とする処理剤によって、フルオロアルキル基含有単量体を構成単位として含む含フッ素重合体のみを有効成分とする処理剤と同等または同等以上の性能(特に、初期の撥水撥油性を含めた撥水撥油性)が得られる。
本発明において、共重合体(好ましくは、非フッ素重合体)は、
(i)長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する。
共重合体は、さらに、
(iii)短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(iv)非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位
の一方または両方を有していてもよい。
共重合体は、フッ素原子を有してもよいが、フッ素原子を有しないことが好ましい。すなわち、共重合体は、非フッ素重合体であることが好ましい。
(i)長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する。
共重合体は、さらに、
(iii)短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(iv)非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位
の一方または両方を有していてもよい。
共重合体は、フッ素原子を有してもよいが、フッ素原子を有しないことが好ましい。すなわち、共重合体は、非フッ素重合体であることが好ましい。
(i)長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される化合物である。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フルオロアルキル基を有しない。長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フッ素原子を含有してもよいが、フッ素原子を含有しないことが好ましい。
A11は、メチル基であることが特に好ましい。
A12は、直鎖状または分岐状の炭化水素基である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、特に直鎖状の炭化水素基であってよい。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数が18〜30である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数18〜28、特に18または22であることが好ましく、一般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。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される化合物である。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フルオロアルキル基を有しない。長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フッ素原子を含有してもよいが、フッ素原子を含有しないことが好ましい。
A11は、メチル基であることが特に好ましい。
A12は、直鎖状または分岐状の炭化水素基である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、特に直鎖状の炭化水素基であってよい。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数が18〜30である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数18〜28、特に18または22であることが好ましく、一般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。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体の特に好ましい具体例は、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレートである。ステアリル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体が存在することにより、重合体が与える撥水性および撥油性が高くなる。
長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体が存在することにより、重合体が与える撥水性および撥油性が高くなる。
(ii)環状炭化水素基を有するアクリレートエステル単量体
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、
式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、そのホモポリマーのガラス転移点が高い(例えば、50℃以上、特に80℃以上)単量体である。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、
式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、そのホモポリマーのガラス転移点が高い(例えば、50℃以上、特に80℃以上)単量体である。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、フルオロアルキル基を有しない。環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体は、フッ素原子を含有してもよいが、フッ素原子を含有しないことが好ましい。
A21は、メチル基であることが特に好ましい。
A22は、鎖状基(例えば、直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基)を有していてよい環状炭化水素基である。環状炭化水素基としては、飽和または不飽和である、単環基、多環基、橋かけ環基などが挙げられる。環状炭化水素基は、飽和であることが好ましい。環状炭化水素基の炭素数は、4〜30であり、6〜20であることが好ましい。環状炭化水素基としては、炭素数4〜20、特に5〜12の環状脂肪族基、炭素数6〜20の芳香族基、炭素数7〜20の芳香脂肪族基が挙げられる。環状炭化水素基の炭素数は、15以下、例えば12以下であることが特に好ましい。環状炭化水素基は、飽和の環状脂肪族基であることが好ましい。環状炭化水素基の具体例は、シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチルである。
A22は、鎖状基(例えば、直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基)を有していてよい環状炭化水素基である。環状炭化水素基としては、飽和または不飽和である、単環基、多環基、橋かけ環基などが挙げられる。環状炭化水素基は、飽和であることが好ましい。環状炭化水素基の炭素数は、4〜30であり、6〜20であることが好ましい。環状炭化水素基としては、炭素数4〜20、特に5〜12の環状脂肪族基、炭素数6〜20の芳香族基、炭素数7〜20の芳香脂肪族基が挙げられる。環状炭化水素基の炭素数は、15以下、例えば12以下であることが特に好ましい。環状炭化水素基は、飽和の環状脂肪族基であることが好ましい。環状炭化水素基の具体例は、シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチルである。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル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)アクリレート等が挙げられる。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体が存在することにより、共重合体が与える撥水性および撥油性が高くなる。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体が存在することにより、共重合体が与える撥水性および撥油性が高くなる。
(iii)短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体
共重合体は短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位を有してもよい。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、式:
CH2=CA31−C(=O)−O−A32
[式中、A31は、水素原子またはメチル基であり、
A32は、炭素数18未満の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
共重合体は短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位を有してもよい。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、式:
CH2=CA31−C(=O)−O−A32
[式中、A31は、水素原子またはメチル基であり、
A32は、炭素数18未満の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される化合物であることが好ましい。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フルオロアルキル基を有しない。短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体は、フッ素原子を含有してもよいが、フッ素原子を含有しないことが好ましい。
A31は、メチル基であることが特に好ましい。
A32は、直鎖状または分岐状の炭化水素基である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、特に直鎖状の炭化水素基であってよい。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数が1〜17である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数1〜14が好ましく、一般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。
A31は、メチル基であることが特に好ましい。
A32は、直鎖状または分岐状の炭化水素基である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、特に直鎖状の炭化水素基であってよい。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数が1〜17である。直鎖状または分岐状の炭化水素基は、炭素数1〜14が好ましく、一般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。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体の具体例は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレートである。短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体の特に好ましい具体例は、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレートである。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体が存在することにより、重合体が与える撥水性および風合いが良くなる。
短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体が存在することにより、重合体が与える撥水性および風合いが良くなる。
(iv)非フッ素架橋性単量体
共重合体は非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位を有してもよいし、あるいは有しなくてもよい。
非フッ素架橋性単量体は、フッ素原子を含まない単量体である。非フッ素架橋性単量体は、少なくとも2つの反応性基および/またはオレフィン性炭素−炭素二重結合(好ましくは、(メタ)アクリレート基)を有し、フッ素を含有しない化合物であってよい。非フッ素架橋性単量体は、少なくとも2つのオレフィン性炭素−炭素二重結合(好ましくは、(メタ)アクリレート基)を有する化合物、あるいは少なくとも1つのオレフィン性炭素−炭素二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物であってよい。反応性基の例は、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、などである。
共重合体は非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位を有してもよいし、あるいは有しなくてもよい。
非フッ素架橋性単量体は、フッ素原子を含まない単量体である。非フッ素架橋性単量体は、少なくとも2つの反応性基および/またはオレフィン性炭素−炭素二重結合(好ましくは、(メタ)アクリレート基)を有し、フッ素を含有しない化合物であってよい。非フッ素架橋性単量体は、少なくとも2つのオレフィン性炭素−炭素二重結合(好ましくは、(メタ)アクリレート基)を有する化合物、あるいは少なくとも1つのオレフィン性炭素−炭素二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物であってよい。反応性基の例は、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、などである。
非フッ素架橋性単量体は、反応性基を有するモノ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレートまたはモノ(メタ)アクリルアミドであってよい。あるいは、非フッ素架橋性単量体は、ジ(メタ)アクリレートであってよい。
非フッ素架橋性単量体の1つの例は、ヒドロキシル基を有するビニル単量体である。
非フッ素架橋性単量体としては、例えば、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、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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどが例示されるが、これらに限定されるものでない。
非フッ素架橋性単量体の1つの例は、ヒドロキシル基を有するビニル単量体である。
非フッ素架橋性単量体としては、例えば、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、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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどが例示されるが、これらに限定されるものでない。
非フッ素架橋性単量体が存在することにより、重合体が与える洗濯耐久性が高くなる。
(v)他の単量体
単量体(i)〜(iv)以外の他の単量体(v)、例えば、非フッ素非架橋性単量体を使用しても良い。
他の単量体の例には、例えば、エチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。他の単量体はこれらの例に限定されない。
単量体(i)〜(iv)以外の他の単量体(v)、例えば、非フッ素非架橋性単量体を使用しても良い。
他の単量体の例には、例えば、エチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。他の単量体はこれらの例に限定されない。
他の単量体は、(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であってよい。
ハロゲン化オレフィンは、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。
ハロゲン化オレフィンは、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。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリルアミド」とは、アクリルアミドまたはメタクリルアミドを意味する。
撥水撥油性が高くなるので、単量体のそれぞれがアクリレートエステルであることが好ましい。
単量体(i)〜(v)のそれぞれは、単独であってよく、あるいは2種以上の混合物であってもよい。
単量体(i)の量は、共重合体に対して40重量%以上、好ましくは50重量部以上である。単量体(i)の量は、共重合体に対して、95重量部以下、例えば80重量部以下、あるいは75重量部以下、あるいは70重量部以下であってよい。
共重合体において、単量体(i)100重量部に対して、
繰り返し単位(ii)の量が1〜150重量部、好ましくは1〜30重量部、
繰り返し単位(iii)の量が0〜100重量部、好ましくは1〜30重量部、
繰り返し単位(iv)の量が0〜50重量部、好ましくは1〜10重量部、
繰り返し単位(v)の量が0〜100重量部、好ましくは1〜30重量部であってよい。
共重合体において、単量体(i)100重量部に対して、
繰り返し単位(ii)の量が1〜150重量部、好ましくは1〜30重量部、
繰り返し単位(iii)の量が0〜100重量部、好ましくは1〜30重量部、
繰り返し単位(iv)の量が0〜50重量部、好ましくは1〜10重量部、
繰り返し単位(v)の量が0〜100重量部、好ましくは1〜30重量部であってよい。
共重合体の数平均分子量(Mn)は、一般に、1000〜1000000、例えば5000〜500000、特に3000〜200000であってよい。共重合体の数平均分子量(Mn)は、一般に、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定する。
重合体は、1種の重合体であってもよいが、2種以上の重合体の組み合わせであってもよい。
重合体は、1種の重合体であってもよいが、2種以上の重合体の組み合わせであってもよい。
本発明において、単量体を共重合させ、共重合体が媒体に分散または溶解した処理剤組成物を得る。
本発明において使用する単量体は次のとおりである。
単量体(i)+(ii)、
単量体(i)+(ii)+(iii)、
単量体(i)+(ii)+(iv)、または
単量体(i)+(ii)+(iii)+(iv)。
上記に加えて、単量体(v)を使用してもよい。
本発明において使用する単量体は次のとおりである。
単量体(i)+(ii)、
単量体(i)+(ii)+(iii)、
単量体(i)+(ii)+(iv)、または
単量体(i)+(ii)+(iii)+(iv)。
上記に加えて、単量体(v)を使用してもよい。
非フッ素架橋性単量体(iv)を使用することが好ましい。単量体は、単量体(i)+単量体(ii)+単量体(iv)の組み合わせまたは単量体(i)+単量体(ii)+単量体(iv)+ハロゲン化オレフィンの組み合わせであることが好ましい。この組み合わせにおいて、撥水性の洗濯耐久性が高い。
(2)界面活性剤
本発明の処理剤において、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤を含む。界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤のみからなってよく、あるいは(ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤以外の)他の界面活性剤を含んでもよい。他の界面活性剤の例は、両性界面活性剤である。界面活性剤はアニオン性界面活性剤を含まないことが好ましい。
本発明の処理剤において、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤を含む。界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤のみからなってよく、あるいは(ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤以外の)他の界面活性剤を含んでもよい。他の界面活性剤の例は、両性界面活性剤である。界面活性剤はアニオン性界面活性剤を含まないことが好ましい。
(2−1)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、多価アルコールおよびアミンオキシドが挙げられる。
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。
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の飽和または不飽和の脂肪酸である。
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の飽和または不飽和の脂肪酸である。
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また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の飽和または不飽和の脂肪酸である。アルカノールアミンは、1〜3のアミノ基および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。
多価アルコールは、2〜5価の炭素数3〜30のアルコールであってよい。
アミンオキシドは、アミン(二級アミンまた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。
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、多価アルコールおよびアミンオキシドが挙げられる。
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。
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の飽和または不飽和の脂肪酸である。
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の飽和または不飽和の脂肪酸である。
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また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の飽和または不飽和の脂肪酸である。アルカノールアミンは、1〜3のアミノ基および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。
多価アルコールは、2〜5価の炭素数3〜30のアルコールであってよい。
アミンオキシドは、アミン(二級アミンまた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。
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、多価アルコールおよ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。
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、多価アルコールおよ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。
ノニオン性界面活性剤は、直鎖状および/または分岐状の脂肪族(飽和および/または不飽和)基のアルキレンオキシド付加物、直鎖状および/または分岐状脂肪酸(飽和および/または不飽和)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(ランダム共重合体また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およ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)またはポリオキシプロピレン(POP)または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、環境ホルモンなど)から芳香族基を含まない構造が好ましい。
また、ノニオン性界面活性剤は、環境上の問題(生分解性、環境ホルモンなど)から芳香族基を含まない構造が好ましい。
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のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基またはアシル基であり、
R2のそれぞれは、独立的に同一または異なって、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のアルキル基または炭素数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または1以上の数である。]
で示される化合物であってよい。
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。
R1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3
[式中、R1は炭素数1〜22のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基またはアシル基であり、
R2のそれぞれは、独立的に同一または異なって、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のアルキル基または炭素数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または1以上の数である。]
で示される化合物であってよい。
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。
好ましいノニオン性界面活性剤は、式:
R1O−(CH2CH2O)p−H
[式中、R1およびpは上記と同意義である。]
で示される界面活性剤である。
好ましいノニオン性界面活性剤は、式:
R1O−(CH2CH2O)p−H
[式中、R1およびpは上記と同意義である。]
で示される界面活性剤である。
ノニオン性界面活性剤の具体例は、
C10H21O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C18H35O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C18H37O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C16H31
C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
iso-C13H27O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C10H21COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H33COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
[式中、pおよびqは上記と同意義である。]
などである。
C10H21O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C18H35O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C18H37O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C16H31
C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
iso-C13H27O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C10H21COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H
C16H33COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25
[式中、pおよびqは上記と同意義である。]
などである。
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)またはアルキル(C12−C18)アミンなどとの縮合生成物が包含される。
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。
ノニオン性界面活性剤は1種単独でも2種以上を併用することもできる。
ノニオン性界面活性剤は2種以上の組み合わせであることが好ましい。2種以上の組み合わせにおいて、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤は、R1基(および/またはR3基)が分岐のアルキル基(例えば、イソトリデシル基)であるR1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3[特に、R1O−(CH2CH2O)p−H]で示される化合物であってよい。R1基が分岐のアルキル基であるノニオン性界面活性剤の量は、ノニオン性界面活性剤(B2)合計100重量部に対して、5〜100重量部、例えば8〜50重量部、特に10〜40重量部であってよい。2種以上の組み合わせにおいて、残りのノニオン性界面活性剤は、R1基(および/またはR3基)が(飽和および/または不飽和の)直鎖のアルキル基(例えば、ラウリル基(n-ラウリル基))であるR1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3[特に、R1O−(CH2CH2O)p−H]で示される化合物であってよい。
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。
ノニオン性界面活性剤は1種単独でも2種以上を併用することもできる。
ノニオン性界面活性剤は2種以上の組み合わせであることが好ましい。2種以上の組み合わせにおいて、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤は、R1基(および/またはR3基)が分岐のアルキル基(例えば、イソトリデシル基)であるR1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3[特に、R1O−(CH2CH2O)p−H]で示される化合物であってよい。R1基が分岐のアルキル基であるノニオン性界面活性剤の量は、ノニオン性界面活性剤(B2)合計100重量部に対して、5〜100重量部、例えば8〜50重量部、特に10〜40重量部であってよい。2種以上の組み合わせにおいて、残りのノニオン性界面活性剤は、R1基(および/またはR3基)が(飽和および/または不飽和の)直鎖のアルキル基(例えば、ラウリル基(n-ラウリル基))であるR1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3[特に、R1O−(CH2CH2O)p−H]で示される化合物であってよい。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができる。
水系エマルションの動的表面張力が低くなる(すなわち、水性エマルションが基材に浸透しやすくなる)ので、ノニオン性界面活性剤としては、アセチレンアルコール(特に、アセチレングリコール)、またはアセチレンアルコール(特に、アセチレングリコール)のオキシエチレン付加物が好ましい。
好ましいノニオン性界面活性剤は、不飽和三重結合を有するアルコールまたはこのアルコールのアルキレンオキサイド付加物(このアルコールとこのアルキレンオキサイド付加物の両方を「アセチレンアルコール化合物」という。)である。特に好ましいノニオン性界面活性剤は、不飽和三重結合を有するモノオールまたはポリオールのアルキレンオキサイド付加物である。
アセチレンアルコール化合物は1つ以上の三重結合と1つ以上の水酸基とを含む化合物である。アセチレンアルコール化合物は、ポリオキシアルキレン部分を含む化合物であってよい。ポリオキシアルキレン部分の例としてポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのランダム付加構造、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロック付加構造が挙げられる。
アセチレンアルコール化合物は1つ以上の三重結合と1つ以上の水酸基とを含む化合物である。アセチレンアルコール化合物は、ポリオキシアルキレン部分を含む化合物であってよい。ポリオキシアルキレン部分の例としてポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのランダム付加構造、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロック付加構造が挙げられる。
アセチレンアルコール化合物は、式:
HO−CR11 R12−C≡C−CR13 R14−OH、 または
HO−CR15 R16−C≡C−H
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30のアルキル基である。]
で示される化合物であってよい。アセチレンアルコール化合物は、この化学式で示される化合物のアルキレンオキシド付加物であってよい。アルキル基は炭素数1〜12の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、特に炭素数6〜12の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基などが挙げられる。また、アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどの炭素数1〜20(特に2〜5)のアルキレンオキシドが好ましく、アルキレンオキシドの付加数は1〜50が好ましい。
HO−CR11 R12−C≡C−CR13 R14−OH、 または
HO−CR15 R16−C≡C−H
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30のアルキル基である。]
で示される化合物であってよい。アセチレンアルコール化合物は、この化学式で示される化合物のアルキレンオキシド付加物であってよい。アルキル基は炭素数1〜12の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、特に炭素数6〜12の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基などが挙げられる。また、アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどの炭素数1〜20(特に2〜5)のアルキレンオキシドが好ましく、アルキレンオキシドの付加数は1〜50が好ましい。
アセチレンアルコール化合物の具体例としては、アセチレンジオール、プロパルギルアルコール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3−ヘキシン−2,5−ジオール、2−ブチン−1,4−ジオール等が挙げられる。これら具体例化合物のポリエトキシレートおよび酸化エチレン付加物も挙げられる。
ノニオン性界面活性剤は、三重結合を有しなくてもよいし、あるいは三重結合を有していてもよい。ノニオン性界面活性剤は、三重結合を有しないノニオン界面活性剤または三重結合を有するノニオン界面活性剤の一方のみであってよいが、三重結合を有しないノニオン界面活性剤および三重結合を有するノニオン界面活性剤の組み合わせであってよい。三重結合を有しないノニオン界面活性剤および三重結合を有するノニオン界面活性剤の組み合わせにおいて、三重結合を有しないノニオン界面活性剤(例えば、オキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤)と三重結合を有するノニオン界面活性剤(例えば、アセチレンアルコール化合物)の重量比は、10:90〜90:10、例えば20:80〜80:20であってよい。
(2−2)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。
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。
カチオン性界面活性剤の例として、アミン、アミン塩、4級アンモニウム塩、イミダゾリンおよびイミダゾリニウム塩が挙げられる。
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ることが好ましい。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。
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ることが好ましい。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。
カチオン性界面活性剤の例は、
R21-N+(-R22)(-R23)(-R24) X-
[式中、R21、R22、R23およびR24のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜50の炭化水素基であり、
Xはアニオン性基である。]
の化合物である。炭化水素基は、酸素原子を有していてもよく、例えば、ポリオキシアルキレン基などのオキシアルキレン(アルキレンの炭素数は例えば2〜5である。)であってよい。R21、R22、R23およびR24は炭素数1〜30の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素または芳香脂肪族炭化水素)であることが好ましい。
R21、R22、R23および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)、アリール基(例えば、フェニル基)、アラルキル基(例えば、ベンジル基(フェニルメチル基)、フェネチル基(フェニルエチル基))である。
Xの具体例は、ハロゲン(例えば、塩素)、酸(例えば、塩酸などの無機酸、酢酸などの有機酸(特に、脂肪酸))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4〜30)であることが特に好ましい。
R21-N+(-R22)(-R23)(-R24) X-
[式中、R21、R22、R23およびR24のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜50の炭化水素基であり、
Xはアニオン性基である。]
の化合物である。炭化水素基は、酸素原子を有していてもよく、例えば、ポリオキシアルキレン基などのオキシアルキレン(アルキレンの炭素数は例えば2〜5である。)であってよい。R21、R22、R23およびR24は炭素数1〜30の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素または芳香脂肪族炭化水素)であることが好ましい。
R21、R22、R23および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)、アリール基(例えば、フェニル基)、アラルキル基(例えば、ベンジル基(フェニルメチル基)、フェネチル基(フェニルエチル基))である。
Xの具体例は、ハロゲン(例えば、塩素)、酸(例えば、塩酸などの無機酸、酢酸などの有機酸(特に、脂肪酸))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4〜30)であることが特に好ましい。
カチオン性界面活性剤は、アンモニウム塩、特に4級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:
R31 p - N+R32 qX−
[式中、R31のそれぞれは、独立的に同一または異なって、C12以上(例えばC12〜C50)の直鎖状および/または分岐状の脂肪族(飽和および/または不飽和)基であり、
R32のそれぞれは、独立的に同一または異なって、Hまたは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)であり、
Xはハロゲン原子(例えば、塩素および臭素)、C1〜C4の脂肪酸塩基であり、
pは1または2、qは2または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。R31の炭素数は、12〜50、例えば12〜30であってよい。
R31 p - N+R32 qX−
[式中、R31のそれぞれは、独立的に同一または異なって、C12以上(例えばC12〜C50)の直鎖状および/または分岐状の脂肪族(飽和および/または不飽和)基であり、
R32のそれぞれは、独立的に同一または異なって、Hまたは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)であり、
Xはハロゲン原子(例えば、塩素および臭素)、C1〜C4の脂肪酸塩基であり、
pは1または2、qは2または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。R31の炭素数は、12〜50、例えば12〜30であってよい。
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が包含される。
両性界面活性剤としては、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。
界面活性剤は、アミド基とアミノ基を有する界面活性化合物、すなわち、アミドアミン界面活性剤を含んでいても、あるいは含んでいなくてもよい。
アミドアミン界面活性剤は、式:
R11-C(=O)(R12-)N-(CH2)n-N(-R13)(-R14)
[式中、R11、R12、R13およびR14のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基、
nは0〜10である。]
で示される化合物であることが好ましい。
R11はアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。R11の炭素数は、8〜30、例えば、12〜24であってよい。R12、R13およびR14は、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。R12、R13およびR14の炭素数は、1〜6、特に1〜4であることが好ましい。nは、0〜10、例えば1〜10、特に2〜5である。
アミドアミン界面活性剤は、式:
R11-C(=O)(R12-)N-(CH2)n-N(-R13)(-R14)
[式中、R11、R12、R13およびR14のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基、
nは0〜10である。]
で示される化合物であることが好ましい。
R11はアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。R11の炭素数は、8〜30、例えば、12〜24であってよい。R12、R13およびR14は、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。R12、R13およびR14の炭素数は、1〜6、特に1〜4であることが好ましい。nは、0〜10、例えば1〜10、特に2〜5である。
アミドアミン界面活性剤の具体例としては、イソステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、オレイン酸ジメチルアミノエチルアミド、オレイン酸ジメチルアミノプロピルアミド、オレイン酸ジエチルアミノエチルアミド、オレイン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジブチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジブチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジプロピルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジプロピルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノエチルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノエチルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジエチルアミノエチルアミド、ベヘニン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノプロピルアミド等が挙げられる。
アミドアミン界面活性剤は、塩、例えば、酸塩又は第4級アンモニウム塩であってもよい。塩において、カチオン性基はアミノ基の窒素原子であり、アニオン性基は種々である。アニオン性基として、ハロゲンイオン、サルフェートイオン、水酸基で置換されていても良い炭素数1〜4のカルボキシレートイオン、又は炭素数1〜4のアルキルサルフェートイオンを挙げることができる。
酸塩は、アミドアミンを酸、例えば無機酸および/または有機酸で中和して得られる。無機酸としては、塩酸、硫酸及びリン酸等が挙げられる。有機酸としては、酢酸、プロピオン酸等の短鎖モノカルボン酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、エルカ酸等の長鎖モノカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸等のジカルボン酸;グリコール酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等のヒドロキシカルボン酸;ポリグルタミン酸等のポリカルボン酸;グルタミン酸、アスパラギン酸等の酸性アミノ酸;アルキルサルフェート、アルキルスルホネート、アルキルリン酸エステル等が挙げられる。これらの中で、無機酸、短鎖モノカルボン酸、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、酸性アミノ酸が一般的に用いられ、更に塩酸、硫酸、酢酸、コハク酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グルタミン酸が特に用いられる。
第4級アンモニウム塩は、アミドアミンを4級化することによって得ることができる。
第4級アンモニウム塩は、アミドアミンを4級化することによって得ることができる。
アミドアミン界面活性剤は、非イオン性またはイオン性(カチオン性)であってよいが、非イオン性であることが好ましい。非イオン性の場合は酸などのイオン性化合物を添加してイオン化して使用することが好ましい。
ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、および両性界面活性剤のそれぞれが1種または2以上の組み合わせであってよい。
カチオン性界面活性剤の量は、ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤の合計量に対して、好ましくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以上、特に好ましくは22重量%以上、例えば25重量%以上、特に30重量%以上、特別に35重量%以上である。カチオン性界面活性剤の量の上限は、例えば60重量%、特に50重量%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85:15〜20:80、より好ましくは80:20〜40:60である。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤以外の他の界面活性剤の量は、界面活性剤の合計量に対して50重量%以下、例えば20重量%以下であってよく、加えて、0.1重量%以上であってよい。
カチオン性界面活性剤の量は、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、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。
アミドアミン界面活性剤の量は、界面活性剤の全量に対して、80重量%以下、例えば、5〜70重量%、特に10〜60重量%であってよい。
カチオン性界面活性剤の量は、ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤の合計量に対して、好ましくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以上、特に好ましくは22重量%以上、例えば25重量%以上、特に30重量%以上、特別に35重量%以上である。カチオン性界面活性剤の量の上限は、例えば60重量%、特に50重量%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85:15〜20:80、より好ましくは80:20〜40:60である。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤以外の他の界面活性剤の量は、界面活性剤の合計量に対して50重量%以下、例えば20重量%以下であってよく、加えて、0.1重量%以上であってよい。
カチオン性界面活性剤の量は、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、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。
アミドアミン界面活性剤の量は、界面活性剤の全量に対して、80重量%以下、例えば、5〜70重量%、特に10〜60重量%であってよい。
(3)液状媒体
液状媒体は、水の単独、あるいは水と(水混和性)有機溶媒との混合物であってよい。有機溶媒の量は、液状媒体に対して、30重量%以下、例えば10重量%以下(好ましくは0.1%以上)であってよい。液状媒体は、水の単独であることが好ましい。
液状媒体は、水の単独、あるいは水と(水混和性)有機溶媒との混合物であってよい。有機溶媒の量は、液状媒体に対して、30重量%以下、例えば10重量%以下(好ましくは0.1%以上)であってよい。液状媒体は、水の単独であることが好ましい。
本発明の撥水撥油剤組成物は、重合体(活性成分)として上記の非フッ素重合体のみを含有してよいが、上記の非フッ素重合体に加えて、含フッ素重合体を含有してもよい。一般に、撥水撥油剤組成物(特に、水性エマルション)において、非フッ素重合体によって形成される粒子と、含フッ素重合体によって形成される粒子が別個に存在する。すなわち、非フッ素重合体と含フッ素重合体を別個に製造した後、非フッ素重合体と含フッ素重合体を混合することが好ましい。一般に、非フッ素重合体のエマルション(特に、水性エマルション)と含フッ素重合体のエマルション(特に、水性エマルション)を別個に製造した後、非フッ素重合体のエマルションと含フッ素重合体のエマルションを混合することが好ましい。
含フッ素重合体は、含フッ素単量体から誘導された繰り返し単位を有する重合体である。含フッ素単量体は、一般式:
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (I)
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX1X2基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、置換または非置換のフェニル基であり;
Yは、−O−または−NH−であり;
Zは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、
-CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)または
-CH2CH(OZ1) CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)または
-(CH2)m−SO2−(CH2)n−基または -(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10、である)、
Rfは、炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示されるアクリレートエステルまたはアクリルアミドであることが好ましい。
Rf基の炭素数は、1〜6、特に4〜6であることが好ましい。
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (I)
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX1X2基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基、置換または非置換のベンジル基、置換または非置換のフェニル基であり;
Yは、−O−または−NH−であり;
Zは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、
-CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)または
-CH2CH(OZ1) CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)または
-(CH2)m−SO2−(CH2)n−基または -(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10、である)、
Rfは、炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示されるアクリレートエステルまたはアクリルアミドであることが好ましい。
Rf基の炭素数は、1〜6、特に4〜6であることが好ましい。
含フッ素重合体は、ハロゲン化オレフィン単量体、非フッ素非架橋性単量体および非フッ素架橋性単量体からなる群から選択された少なくとも1種の非フッ素単量体から誘導された繰り返し単位を有してもよい。
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の具体例は、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。
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の具体例は、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。
好ましい非フッ素非架橋性単量体は、式:
CH2=CA−T
[式中、Aは、水素原子、メチル基、または、フッ素原子以外のハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子)であり、
Tは、水素原子、炭素数1〜20の鎖状または環状の炭化水素基、またはエステル結合を有する鎖状または環状の炭素数1〜20の有機基である。]
で示される化合物である。非フッ素非架橋性単量体の具体例には、アルキル(メタ)アクリレートエステル、エチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。
CH2=CA−T
[式中、Aは、水素原子、メチル基、または、フッ素原子以外のハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子)であり、
Tは、水素原子、炭素数1〜20の鎖状または環状の炭化水素基、またはエステル結合を有する鎖状または環状の炭素数1〜20の有機基である。]
で示される化合物である。非フッ素非架橋性単量体の具体例には、アルキル(メタ)アクリレートエステル、エチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。
非フッ素架橋性単量体は、少なくとも2つの炭素−炭素二重結合(例えば、(メタ)アクリル基)を有する化合物、あるいは少なくとも1つの炭素−炭素二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物であってよい。
撥水撥油剤組成物における非フッ素重合体と含フッ素重合体の重量比は、100:0〜10:90、例えば90:10〜20:80、好ましくは80:20〜30:70であってよい。
非フッ素重合体と含フッ素重合体のそれぞれは、1種の重合体であってもよいが、2種以上の重合体の組み合わせであってもよい。
非フッ素重合体および含フッ素重合体の組み合わせを使用する場合には、含フッ素重合体のみを使用する場合と同等または同等以上の性能(特に、撥水撥油性)が得られる。
非フッ素重合体と含フッ素重合体のそれぞれは、1種の重合体であってもよいが、2種以上の重合体の組み合わせであってもよい。
非フッ素重合体および含フッ素重合体の組み合わせを使用する場合には、含フッ素重合体のみを使用する場合と同等または同等以上の性能(特に、撥水撥油性)が得られる。
本発明における重合体(非フッ素重合体および含フッ素重合体)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として、溶液重合、懸濁重合、乳化重合が挙げられる。乳化重合が好ましい。
本発明の処理剤が水系エマルションであれば、重合体の製造方法は限定されない。例えば、溶液重合により重合体を製造した後に、溶剤の除去および界面活性剤および水の添加を行って、水系エマルションを得ることができる。
本発明の処理剤が水系エマルションであれば、重合体の製造方法は限定されない。例えば、溶液重合により重合体を製造した後に、溶剤の除去および界面活性剤および水の添加を行って、水系エマルションを得ることができる。
溶液重合では、重合開始剤の存在下で、単量体を有機溶媒に溶解させ、窒素置換後、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などが挙げられる。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。
有機溶媒は、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2〜30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)であってよい。有機溶媒の具体例としては、アセトン、クロロホルム、HCHC225、イソプロピルアルコール、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などが挙げられる。有機溶媒は単量体の合計100重量部に対して、10〜2000重量部、例えば、50〜1000重量部の範囲で用いられる。
乳化重合では、重合開始剤およ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1〜10時間、撹拌して共重合させる方法が採用される。重合開始剤は、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、t−ブチルパーベンゾエート、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、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなど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など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。
放置安定性の優れた共重合体水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。アニオン性および/またはノニオン性および/また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、水溶性有機溶媒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、乳化性および共重合性を向上させることが可能である。
水溶性有機溶媒としては、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、エタノールなどが挙げられ、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などが挙げられ、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。
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、共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、チオグリセロールなどのメルカプタン基含有化合物(特に、(例えば炭素数1〜30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などの無機塩などである。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。
本発明の処理剤組成物は、溶液、エマルション(特に、水性分散液)またはエアゾールの形態であってよいが、水性分散液であることが好ましい。処理剤組成物は、共重合体(表面処理剤の活性成分)および媒体(特に、液状媒体、例えば、有機溶媒および/または水)を含んでなる。媒体の量は、例えば、処理剤組成物に対して、5〜99.9重量%、特に10〜80重量%であってよい。
処理剤組成物において、共重合体の濃度は、0.01〜95重量%、例えば5〜50重量%であってよい。
処理剤組成物において、共重合体の濃度は、0.01〜95重量%、例えば5〜50重量%であってよい。
本発明の処理剤組成物は、従来既知の方法により被処理物に適用することができる。通常、該処理剤組成物を有機溶媒または水に分散して希釈して、浸漬塗布、スプレー塗布、泡塗布などのような既知の方法により、被処理物の表面に付着させ、乾燥する方法が採られる。また、必要ならば、適当な架橋剤(例えば、ブロックドイソシアネート)と共に適用し、キュアリングを行ってもよい。さらに、本発明の処理剤組成物に、防虫剤、柔軟剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、塗料定着剤、防シワ剤などを添加して併用することも可能である。基材と接触させる処理液における共重合体の濃度は0.01〜10重量%(特に、浸漬塗布の場合)、例えば0.05〜10重量%であってよい。
本発明の処理剤組成物(例えば、撥水撥油剤)で処理される被処理物としては、繊維製品、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、ガス拡散電極およびガス拡散支持体)、ガラス、紙、木、皮革、毛皮、石綿、レンガ、セメント、金属および酸化物、窯業製品、プラスチック、塗面、およびプラスターなどを挙げることができる。繊維製品としては種々の例を挙げることができる。例えば、綿、麻、羊毛、絹など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、ポリプロピレンなどの合成繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維などの無機繊維、あるいはこれらの混合繊維が挙げられる。
繊維製品は、繊維、布等の形態のいずれであってもよい。
本発明の処理剤組成物は、内部離型剤あるいは外部離型剤としても使用できる。
本発明の処理剤組成物は、内部離型剤あるいは外部離型剤としても使用できる。
共重合体は、繊維製品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状基材(例えば、繊維製品など)に適用することができる。繊維製品が布であるときには、布を溶液に浸してよく、あるいは、布に溶液を付着または噴霧してよい。処理された繊維製品は、撥油性を発現させるために、乾燥され、好ましくは、例えば、100℃〜200℃で加熱される。
あるいは、共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、洗濯適用またはドライクリーニング法などにおいて繊維製品に適用してよい。
処理される繊維製品は、典型的には、布であり、これには、織物、編物および不織布、衣料品形態の布およびカーペットが含まれるが、繊維または糸または中間繊維製品(例えば、スライバーまたは粗糸など)であってもよい。繊維製品材料は、天然繊維(例えば、綿または羊毛など)、化学繊維(例えば、ビスコースレーヨンまたはレオセルなど)、または、合成繊維(例えば、ポリエステル、ポリアミドまたはアクリル繊維など)であってよく、あるいは、繊維の混合物(例えば、天然繊維および合成繊維の混合物など)であってよい。本発明の製造重合体は、セルロース系繊維(例えば、綿またはレーヨンなど)を疎油性および撥油性にすることにおいて特に効果的である。また、本発明の方法は一般に、繊維製品を疎水性および撥水性にする。
あるいは、繊維状基材は皮革であってよい。製造重合体を、皮革を疎水性および疎油性にするために、皮革加工の様々な段階で、例えば、皮革の湿潤加工の期間中に、または、皮革の仕上げの期間中に、水溶液または水性乳化物から皮革に適用してよい。
あるいは、繊維状基材は紙であってもよい。製造重合体を、予め形成した紙に適用してよく、または、製紙の様々な段階で、例えば、紙の乾燥期間中に適用してもよい。
あるいは、繊維状基材は紙であってもよい。製造重合体を、予め形成した紙に適用してよく、または、製紙の様々な段階で、例えば、紙の乾燥期間中に適用してもよい。
「処理」とは、処理剤を、浸漬、噴霧、塗布などにより被処理物に適用することを意味する。処理により、処理剤の有効成分である共重合体が被処理物の内部に浸透するおよび/または被処理物の表面に付着する。
水系エマルション処理剤のゼータ電位が+30mV以上であることが好ましい。ゼータ電位は、レーザードップラー法(大塚電子株式会社製ELS−8000)により測定したものである。
水系エマルション処理剤の動的表面張力が55mN/m以下であることが好ましい。動的表面張力は、最大泡圧法(協和界面科学株式会社製BP−D5)により測定したものである。
水系エマルション処理剤の動的表面張力が55mN/m以下であることが好ましい。動的表面張力は、最大泡圧法(協和界面科学株式会社製BP−D5)により測定したものである。
次に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、これらの説明が本発明を限定するものでない。
以下において、部または%または比は、特記しない限り、重量部または重量%または重量比を表す。
試験の手順は次のとおりである。
以下において、部または%または比は、特記しない限り、重量部または重量%または重量比を表す。
試験の手順は次のとおりである。
ブンデスマン撥水性試験
JIS L1092(C)法に記載の方法(ブンデスマン試験)にしたがって、降雨量を80cc/分、降雨水温を20℃、降雨時間5分または10分とする条件で降雨させ、撥水性を評価した。撥水性は、0〜100の6段階の等級(0、50、70、80、90および100)で表した。点数が大きいほど撥水性が良好であることを示す。級に+(−)を記したものは、それぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。
JIS L1092(C)法に記載の方法(ブンデスマン試験)にしたがって、降雨量を80cc/分、降雨水温を20℃、降雨時間5分または10分とする条件で降雨させ、撥水性を評価した。撥水性は、0〜100の6段階の等級(0、50、70、80、90および100)で表した。点数が大きいほど撥水性が良好であることを示す。級に+(−)を記したものは、それぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。
製造例1
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=45g、イソボロニルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=45g、イソボロニルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例2
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、イソボロニルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物=1g、ポリオキシエチレン(EO:18)イソトリデシルエーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=2gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、イソボロニルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物=1g、ポリオキシエチレン(EO:18)イソトリデシルエーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=2gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例3
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、アダマンチルアクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、アダマンチルアクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例4
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=30g、ラウリルアクリレート=5g、ベンジルメタクリレート=15g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=30g、ラウリルアクリレート=5g、ベンジルメタクリレート=15g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例5
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、ベヘニルアクリレート=15g、イソボロニルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、ベヘニルアクリレート=15g、イソボロニルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例6
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、イソボロニルメタクリレート=10g、グリシジルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物=1g、ポリオキシエチレン(EO:18)イソトリデシルエーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=2gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、イソボロニルメタクリレート=10g、グリシジルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物=1g、ポリオキシエチレン(EO:18)イソトリデシルエーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=2gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例7
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=37.5g、イソボロニルメタクリレート=10g、ヒドロキシエチルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=37.5g、イソボロニルメタクリレート=10g、ヒドロキシエチルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例8
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、ベンジルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニルを5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、ベンジルメタクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニルを5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例9
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、アダマンチルアクリレート=15g、グリシジルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニリデンを7.5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、アダマンチルアクリレート=15g、グリシジルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニリデンを7.5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
比較製造例1
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=50g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=50g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
比較製造例2
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、ラウリルアクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=40g、ラウリルアクリレート=10g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
比較製造例3
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、ベヘニルアクリレート=25g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=25g、ベヘニルアクリレート=25g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
比較製造例4
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=20g、ラウリルアクリレート=25g、グリシジルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=20g、ラウリルアクリレート=25g、グリシジルメタクリレート=5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
比較製造例5
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、グリシジルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニルを12.5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
500mLオートクレーブにステアリルアクリレート=35g、グリシジルメタクリレート=2.5g、純水=145g、トリプロピレングリコール=15g、ソルビタンモノオレエート=1.5g、ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル=2g、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=1.5gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。オートクレーブ内を窒素置換後、塩化ビニルを12.5g圧入で仕込み、2,2-アゾビス(2-アミジノプロパン)2塩酸塩=0.5gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。更に純水で固形分濃度を30%に調整した。生成重合体の単量体組成は、単量体仕込み組成にほぼ一致した。
製造例および比較製造例における使用原料を表1に示す。
参考例1(フッ素系撥剤の製造)
500ml反応フラスコにCF3CF2−(CF2CF2)n−CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (n=2.0) 14.9g、ステアリルアクリレート43,46g、純水110g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル18.62g、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム3.08g、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム0.87g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO:18。EOはエチレンオキシドユニット数を表す) 2.1g、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル(EO:3) 0.65gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。反応フラスコ内を窒素置換後、ラウリルメルカプタン0.62g、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.31g及び水9gの溶液を添加し、60℃で5時間反応させ、重合体の水性分散液(フッ素系撥剤)を得た。重合体の組成は、仕込みモノマーの組成にほぼ一致した。
実施例1
製造例1において製造した水性液体50gを水道水により希釈して、試験液(1000g)を調製した。布(510mmx205mm)をこの試験液に浸し、マングルに通し、160℃で2分間、ピンテンターで処理した。試験布を撥水性試験に付した。上記手順と同じ手順を、PETタフタ布、ナイロンタフタ布について繰り返した。その後、ブンデスマン試験を実施した。結果を表2に示す。
500ml反応フラスコにCF3CF2−(CF2CF2)n−CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 (n=2.0) 14.9g、ステアリルアクリレート43,46g、純水110g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル18.62g、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム3.08g、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム0.87g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO:18。EOはエチレンオキシドユニット数を表す) 2.1g、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル(EO:3) 0.65gを入れ、攪拌下に60℃で15分間、超音波で乳化分散させた。反応フラスコ内を窒素置換後、ラウリルメルカプタン0.62g、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩0.31g及び水9gの溶液を添加し、60℃で5時間反応させ、重合体の水性分散液(フッ素系撥剤)を得た。重合体の組成は、仕込みモノマーの組成にほぼ一致した。
実施例1
製造例1において製造した水性液体50gを水道水により希釈して、試験液(1000g)を調製した。布(510mmx205mm)をこの試験液に浸し、マングルに通し、160℃で2分間、ピンテンターで処理した。試験布を撥水性試験に付した。上記手順と同じ手順を、PETタフタ布、ナイロンタフタ布について繰り返した。その後、ブンデスマン試験を実施した。結果を表2に示す。
実施例2〜9および比較例1〜5
実施例1と同様に処理し、ブンデスマン試験を行った。結果を表2に示す。
実施例1と同様に処理し、ブンデスマン試験を行った。結果を表2に示す。
実施例10〜11
製造例1および4において製造したそれぞれの水性液体(非フッ素系撥剤)25gと参考例1で製造したフッ素系撥剤25gを水道水により希釈して、試験液(1000g)を調製し、実施例1と同様に処理し、ブンデスマン試験を行った。結果を表2に示す。
製造例1および4において製造したそれぞれの水性液体(非フッ素系撥剤)25gと参考例1で製造したフッ素系撥剤25gを水道水により希釈して、試験液(1000g)を調製し、実施例1と同様に処理し、ブンデスマン試験を行った。結果を表2に示す。
乳化剤1:ソルビタンモノオレエート/ポリオキシエチレン(EO:18)2級アルキル(C12-14)エーテル /ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=3/4/3(重量比)
乳化剤2:アセチレングリコールポリオキシエチレン付加物/ポリオキシエチレン(EO:18)イソトリデシルエーテル/ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド=2/4/4(重量比)
本発明の処理剤は、繊維製品およびメーソンリーなどの基材に対して好適に使用でき、基材に優れた撥水撥油性を付与する。
本発明の別の態様は、次のとおりである。
本発明の別の態様は、次のとおりである。
<1>
(1)(i)重合体に対して40重量%以上の、式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する重合体、ならびに
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルション処理剤。
(1)(i)重合体に対して40重量%以上の、式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する重合体、ならびに
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルション処理剤。
<2>
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体(ii)が、式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物である<1>に記載の水系エマルション処理剤。
<3>
重合体(1)が、さらに
(iii)式:
CH2=CA31−C(=O)−O−A32
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A32は、炭素数18未満の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位
を有する<1>または<2>に記載の水系エマルション処理剤。
環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体(ii)が、式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物である<1>に記載の水系エマルション処理剤。
<3>
重合体(1)が、さらに
(iii)式:
CH2=CA31−C(=O)−O−A32
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A32は、炭素数18未満の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される短鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位
を有する<1>または<2>に記載の水系エマルション処理剤。
<4>
重合体(1)が、さらに
(iv)非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位
を有する<1>〜<3>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<5>
非フッ素架橋性単量体(iv)が、少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、あるいは少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物である<4>に記載の水系エマルション処理剤。
<6>
重合体(1)が、
(v)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
を有する<1>〜<5>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
重合体(1)が、さらに
(iv)非フッ素架橋性単量体から誘導された繰り返し単位
を有する<1>〜<3>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<5>
非フッ素架橋性単量体(iv)が、少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、あるいは少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物である<4>に記載の水系エマルション処理剤。
<6>
重合体(1)が、
(v)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
を有する<1>〜<5>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<7>
ハロゲン化オレフィン単量体(v)が塩化ビニルおよび塩化ビニリデンからなる群から選択された少なくとも1種である<6>に記載の水系エマルション処理剤。
<8>
重合体(1)がフッ素原子を含まない<1>〜<7>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<9>
重合体(1)において、繰り返し単位(i)100重量部に対して、
繰り返し単位(ii)の量が1〜150重量部、
繰り返し単位(iii)の量が0〜100重量部、
繰り返し単位(iv)の量が0〜100重量部、
繰り返し単位(v)の量が0〜100重量部
である<1>〜<8>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
ハロゲン化オレフィン単量体(v)が塩化ビニルおよび塩化ビニリデンからなる群から選択された少なくとも1種である<6>に記載の水系エマルション処理剤。
<8>
重合体(1)がフッ素原子を含まない<1>〜<7>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<9>
重合体(1)において、繰り返し単位(i)100重量部に対して、
繰り返し単位(ii)の量が1〜150重量部、
繰り返し単位(iii)の量が0〜100重量部、
繰り返し単位(iv)の量が0〜100重量部、
繰り返し単位(v)の量が0〜100重量部
である<1>〜<8>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<10>
界面活性剤においてカチオン性界面活性剤の量が15重量%以上である<1>〜<9>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<11>
ノニオン性界面活性剤が、式:
R1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3
[式中、R1は炭素数1〜22のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基またはアシル基、R2のそれぞれは、独立的に同一または異なって、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のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基、pは2以上の数、qは0または1以上の数である。]
で示される化合物である<1>〜<10>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
界面活性剤においてカチオン性界面活性剤の量が15重量%以上である<1>〜<9>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<11>
ノニオン性界面活性剤が、式:
R1O−(CH2CH2O)p−(R2O)q−R3
[式中、R1は炭素数1〜22のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基またはアシル基、R2のそれぞれは、独立的に同一または異なって、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のアルキル基または炭素数2〜22のアルケニル基、pは2以上の数、qは0または1以上の数である。]
で示される化合物である<1>〜<10>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<12>
ノニオン性界面活性剤が、アセチレンアルコール、およびアセチレンアルコールのオキシエチレン付加物からなる群から選択されたアセチレンアルコール化合物である<11>に記載の水系エマルション処理剤。
<13>
アセチレンアルコール化合物は、式:
HO−CR11 R12−C≡C−CR13 R14−OH、 または
HO−CR15 R16−C≡C−H
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30のアルキル基である。]
で示される化合物である<12>に記載の水系エマルション処理剤。
ノニオン性界面活性剤が、アセチレンアルコール、およびアセチレンアルコールのオキシエチレン付加物からなる群から選択されたアセチレンアルコール化合物である<11>に記載の水系エマルション処理剤。
<13>
アセチレンアルコール化合物は、式:
HO−CR11 R12−C≡C−CR13 R14−OH、 または
HO−CR15 R16−C≡C−H
[式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16のそれぞれは、独立的に同一または異なって、水素原子または炭素数1〜30のアルキル基である。]
で示される化合物である<12>に記載の水系エマルション処理剤。
<14>
カチオン性界面活性剤が、式:
R21-N+(-R22)(-R23)(-R24) X-
[式中、R21、R22、R23およびR24のそれぞれは、独立的に同一または異なって、炭素数1〜30の炭化水素基、
Xはアニオン性基である。]
で示される化合物である<1>〜<13>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<15>
繊維処理剤が含フッ素重合体をさらに含有する<1>〜<14>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
カチオン性界面活性剤が、式:
R21-N+(-R22)(-R23)(-R24) X-
[式中、R21、R22、R23およびR24のそれぞれは、独立的に同一または異なって、炭素数1〜30の炭化水素基、
Xはアニオン性基である。]
で示される化合物である<1>〜<13>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<15>
繊維処理剤が含フッ素重合体をさらに含有する<1>〜<14>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<16>
水系エマルションのゼータ電位が+30mV以上である<1>〜<15>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<17>
水系エマルションの動的表面張力が55mN/m以下である<1>〜<16>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<18>
繊維処理剤である<1>〜<17>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
水系エマルションのゼータ電位が+30mV以上である<1>〜<15>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<17>
水系エマルションの動的表面張力が55mN/m以下である<1>〜<16>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<18>
繊維処理剤である<1>〜<17>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<19>
撥水撥油剤または防汚剤である<1>〜<18>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<1>
<1>〜<19>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤で繊維製品を処理することからなる、繊維製品を処理する方法。
<21>
<1>〜<19>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤によって処理された繊維製品。
撥水撥油剤または防汚剤である<1>〜<18>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤。
<1>
<1>〜<19>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤で繊維製品を処理することからなる、繊維製品を処理する方法。
<21>
<1>〜<19>のいずれかに記載の水系エマルション処理剤によって処理された繊維製品。
Claims (10)
- (1)(i)式:
CH2=CA11−C(=O)−O−A12
[式中、A11は、水素原子またはメチル基であり、
A12は、炭素数18〜30の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である。]
で示される長鎖(メタ)アクリレートエステル単量体から誘導された繰り返し単位、および
(ii)環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート単量体から誘導された繰り返し単位
を有する非フッ素重合体、
(2)ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の一方または両方を含む界面活性剤、ならびに
(3)水を含む液状媒体
を含む水系エマルションである表面処理剤。 - 環状炭化水素基含有アクリレートエステル単量体(ii)が、式:
CH2=CA21−C(=O)−O−A22
[式中、A21は、水素原子またはメチル基であり、
A22は、炭素数4〜30の環状炭化水素含有基である。]
で示される化合物である請求項1に記載の表面処理剤。 - 界面活性剤(2)がノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の両方を含み、ノニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤の合計量に対して、カチオン性界面活性剤の量が22重量%以上である請求項1または2に記載の表面処理剤。
- ノニオン性界面活性剤が、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、多価アルコールおよびアミンオキシドからなる群から選択された少なくとも1種であり、
カチオン性界面活性剤が、アミン、アミン塩、4級アンモニウム塩、イミダゾリンおよびイミダゾリニウム塩からなる群から選択された少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理剤。 - 界面活性剤が、アミド基およびアミノ基の両方を有する界面活性化合物を含む請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理剤。
- 表面処理剤が含フッ素重合体を含有しない請求項1〜5のいずれかに記載の表面処理剤。
- 表面処理剤が含フッ素重合体を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の表面処理剤。
- 撥水撥油剤または防汚剤である請求項1〜7のいずれかに記載の表面処理剤。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理剤で繊維製品を処理することからなる、繊維製品を処理する方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理剤によって処理された繊維製品。
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