JP2016500727A - 脂肪酸及びエステルを含有する部分的にフッ素化されたコポリマーエマルジョン - Google Patents

脂肪酸及びエステルを含有する部分的にフッ素化されたコポリマーエマルジョン Download PDF

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Abstract

(i)部分的にフッ素化されたコポリマー;(ii)1つまたは複数の共溶媒;(iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に(iv)1つまたは複数の消泡剤を含み、共溶媒は、脂肪酸、脂肪酸のエステル、グリセリド、グリコール、又はこれらの混合物を含み、塗布中に、パッドローラーのビルドアップを過剰に生じさせずに、繊維基材に耐水性及び耐油性をもたらすのに有用である、水性エマルジョン組成物が提供される。

Description

本発明は、部分的にフッ素化されたコポリマー並びに脂肪酸及びエステルの水性エマルジョン、その製造、及び繊維基材におけるその使用方法に関し、この繊維基材は、塗布の際に過剰にロールビルドアップ(roll buildup)を生じさせずに撥水撥油性及び耐汚染性を提供する。
部分的にフッ素化されたコポリマーは、繊維基材布帛に対して撥油撥水性及び汚れ除去を提供するのに使用されている。これらのコポリマーにおける現在の動向としては、コストを削減するために、より短いフッ素化モノマーが使用されている。フッ素化成分を短くすることで、生産業は、更なる予期せぬ困難に直面している。これらの困難のうちのいくつかには、ローラービルドアップ及び発泡状態が含まれる。撥水撥油性の低下及び/又は汚れ除去性能の低下などの他の問題を生み出すことなく、これらの問題を解決するために、様々な試みがなされてきた。
驚くべきことに、本発明がこの要求を満たすことを見出した。
水性エマルジョン組成物は
(i)以下のモノマーの反応生成物を含む部分的にフッ素化されたコポリマー:
(a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
(b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
(c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
(d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
及び
(ii)1つまたは複数の共溶媒;
(iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に
(iv)1つまたは複数の消泡剤;を含み、
式中
fは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;
Hは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;
Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R7−SO2−N(R8)−、又は−R7−O−C(O)−N(R8)−R7−であり;
1、R2、R3、及びR4は、各々独立して、H又は−CH3であり;
Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;
6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルであり;
nは0〜10であり、pは0〜10であり(但し、p+nは0を超える);
ここで、モノマー(a)、(b)、(c)及び(d)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい。一実施形態において、部分的にフッ素化されたコポリマーは、(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物をさらに含む。
本発明はまた、繊維基材に上述で定義されたエマルジョン組成物を接触させることを含む、繊維基材の処理方法に関する。
本明細書中、登録商標は大文字で示される。
本明細書で使用される用語「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を意味すると定義される。
本発明において、モノマー(a)、(b)、(c)(d)、及び、任意選択的に(e)の濃度は、任意の有効濃度で存在し得る。それぞれのモノマーの全濃度は、総合計が100%に等しくなるように選択される。
本発明は
(i)以下のモノマーの反応生成物を含む部分的にフッ素化されたコポリマー:
(a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
(b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
(c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
(d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
及び
(ii)1つまたは複数の共溶媒;
(iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に
(iv)1つまたは複数の消泡剤;を含む水性エマルジョン組成物であり、
ここで:
fは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;
Hは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;
Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R7−SO2−N(R8)−、又は−R7−O−C(O)−N(R8)−R7−であり;
1、R2、R3、及びR4は、各々独立して、H、又は−CH3であり;
Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;
6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルであり;
nは0〜10であり、pは0〜10であり(但し、p+nは0を超える);
ここで、モノマー(a)、(b)、(c)及び(d)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい。一実施形態において、部分的にフッ素化されたコポリマーは、(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物をさらに含む。
本発明の水性エマルジョン組成物は、(i)部分的にフッ素化されたコポリマー;(ii)1つまたは複数の共溶媒;(iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に(iv)1つまたは複数の消泡剤を含む。
部分的にフッ素化されたコポリマーは、以下のモノマーの反応生成物を含む:
(a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
(b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
(c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
(d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
及び、任意選択的に(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物。
部分的にフッ素化されたコポリマーは、以下の式(I)の1つまたは複数のモノマーの繰り返し単位を含む:
f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
式中、Rfは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;RHは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R7−SO2−N(R8)−、又は−R7−O−C(O)−N(R8)−R7−であり;R1は、−H又は−CH3であり;R5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル基であり;及びR6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルである。
fの例としては、限定はされないが、
CF3(CF2x−、CF3(CF2x(CH2CF2y−、CF3(CF2yO(CF2y−、及びCF3(CF2yOCFH(CF2z−が挙げられ、式中、それぞれのxは、独立して1〜9であり、それぞれのyは、独立して1〜3であり、それぞれのzは、独立して1〜4である。好ましくは、Rfは、C4〜C8フルオロアルキルであって、より好ましくは、Rfは、C6フルオロアルキルである。
式(I)のフッ素化(メタ)アクリレートは、対応するアルコールから合成される。フッ素化(メタ)アクリレート化合物は、アクリル酸又はメタアクリル酸を含む対応するアルコールのエステル化、又はメチル(メタ)アクリレートル又はメチル(メタ)アクリレートとのエステル交換反応によって調製される。これらの調製は周知であり、本明細書中に参照として組み込まれる米国特許第3,282,905号に記載されている。
本発明で有用なフッ素化(メタ)アクリレートは、式CF3(CF2x−L−Q−H(式中、それぞれのxは、独立して1〜9であり;Lは、R12であり、R12は、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;QはOであり、E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,DEから市販されている)を有するアルコールから調製される。これらのアルコールは、対応するヨウ化ペルフルオロアルキルと油剤との反応によっても調製され、本明細書中に参照として組み込まれる国際公開第95/11877号パンフレットに記載の手順に従って加水分解される。これらのアルコールは、同族体分布混合物として入手可能であるか、個々の鎖長に蒸留される画分である。
本発明に有用なフッ素化(メタ)アクリレートは、式CF3(CF2x(CH2CF2y−L−Q−H(式中、それぞれのxは、独立して1〜4であり、それぞれのpは、独立して1〜2であり、QはOであり、nは1〜10の整数である)を有するアルコールから調製される。これらのアルコールは、ヨウ化ペルフルオロアルキルとフッ化ビニリデンとをテロメリ化し、続いてエチレン挿入することで調製される。フッ化ビニリデンの詳細な説明は、Balagueらの「Synthesis of Fluorinated telomers,Part 1,Telomerization of vinylidene fluoride with perfluoroalkyl iodides」,J.Fluor.Chem.(1995),70(2),215〜23に記載されている。エチレン挿入反応における反応の詳細は、米国特許第3,979,469号に記載されている。アルコールは、上述されるように油剤及び加水分解によって調製される。
本発明に有用なフッ素化(メタ)アクリレートは、式CF3(CF2yO(CF2y−L−Q−H(式中、それぞれのwは、独立して1〜3であり、QはOであり、nは1〜10の整数である)を有するアルコールから調製される。これらのアルコールは、式CF3(CF2yO(CF2yI(式中、それぞれのyは、独立して1〜3である)の対応するヨウ化ペルフルオロアルキルエーテルから調製される。これらのヨウ化物は、本明細書中に参照として組み込まれる米国特許第5,481,028号に記載される手順に従って、ペルフルオロビニルエーテルとICI/HF及びBF3とを反応させることで調製される。エチレン挿入及びアルコール転化は、上述の通りである。
上述のフッ素化(メタ)アクリレートモノマーは、Sigma−Aldrich(St.Louis,MO)又はE.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington,DE)のいずれにおいても入手可能である。
本発明の部分的にフッ素化されたコポリマーは、(b)1つまたは複数の式(II)のモノマーの繰り返し単位を含む:
H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II)
式中、RHは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;R2は、−H又は−CH3である。
好ましくは、RHは、8〜20の炭素数である。RHは、好ましくは、オクチル、2−エチルヘキシル、デシル、イソデシル、ラウリル、セチル、シクロヘキシル、ノルボリル、又はステアリルである。コモノマー(b)の好ましい例は、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート及びステアリルメタクリレートである。式(II)のモノマーは、Sigma−Aldrich(St.Louis,MO)などの供給元から容易に入手可能である。
本発明の部分的にフッ素化されたコポリマーは、(c)1つまたは複数の式(III)のモノマーの繰り返し単位を含む:
R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III)
式中、R3は、H、又は−CH3であり;Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;及びnは0〜10及びpは0〜10である(但し、p+nは、0を超える)。n及びpの両方は、各々独立して、0〜10の整数であり、0、0.1、0.2、0.3...9.8、9.9、及び10の任意数が含まれる。式(III)の化合物は、以下の構造:R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2及びR−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2を有する化合物、及び、式(III)の化合物(式中、(OCH2CH2)及び(OCH2CH(CH3)は、無作為に全体的に分布する)を包含する。式(III)の化合物は、n及びpがそれぞれエチレンオキシド及びプロピレンオキシドの繰り返し単位における繰り返し単位の数平均として定義される、2つ以上の化合物の混合物であり得る。「数平均」というのは、3.5−EO/2.5−POメタクリレートなどで示される平均数は、ポリエチレンオキシド(EO)及び/又はポリプロピレンオキシド(PO)繰り返し単位(EO単位の平均数は3.5に等しく、PO単位の平均数は2.5に等しい)を含有する化合物の混合物を指すことを意味する。
式(III)のモノマーの例としては、7−EOメタクリレート、9−POメタクリレート、及び3.5−EO/2.5−POメタクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。式(III)のモノマーは、NOF Corporation,Shibuya−ku,Tokyo,Japanで市販されている。市販例としては、BLEMMER E、BLEMMER P、BLEMMER PP−1000、BLEMMER 50PEP−300、BLEMMER 70PEP−350B、BLEMMER PAE−50、BLEMMER PAE−100、及びBLEMMER 43APE−600Bが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の部分的にフッ素化されたコポリマーは、(d)1つまたは複数の式(IV)のモノマーの繰り返し単位を含む:
HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
式中、R4は、−H、又は−CH3である。
式(IV)の化合物の例は、N−メチロールメタクリレート及びN−メチロールアクリルアミドである。
一実施形態において、本発明の部分的にフッ素化されたコポリマーは、(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物の繰り返し単位をさらに含み得る。塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物が存在する際、モノマー(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の濃度は、100重量%のコポリマーに等しい。連鎖移動剤を加えて重合する間に、ポリマーの分子量を調整することは周知である。連鎖移動剤の例としては、1−ドデカンチオールが挙げられるが、これに限定されない。部分的にフッ素化コポリマーの実施形態の全ては、連鎖移動剤をさらに含み得る。
本発明の水性エマルジョン組成物は、1つまたは複数の共溶媒を含む。これらの共溶媒は、上述するようなモノマーの重合中及び重合後に存在する化合物である。共溶媒は、限定はされないが、撥水撥油性及び/又は汚れ除去などの表面効果をエマルジョン組成物が提供する際に存在し、助けになる。脂肪酸の混合物、脂肪酸のメチルエステル、グリセリド、又はこれらの混合物を含有する共溶媒の例としては、限定はされないが、STEPOSOL SB−D及びSTEPOSOL SB−W(どちらもStepan Company,Northfield,ILで市販されている);SG 1000,SG 1100,SG 1500,SG 2000,SG 2500,SG 5000(全てSoyGold,Omaha,NEで市販されている);及びbiodiesel(Cargill,Minneapolis,MNで市販されている)が挙げられる。
好適な共溶媒としては、脂肪酸、脂肪酸のエステル、グリセリド、グリコール、グリセロール、又はこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。1つまたは複数の共溶媒が使用され得る。一実施形態において、共溶媒は大豆メチルエステルである。一実施形態において、共溶媒は大豆脂肪酸である。一実施形態において、共溶媒はステアリン酸である。一実施形態において、共溶媒はオレイン酸である。一実施形態において、共溶媒は大豆メチルエステルと大豆脂肪酸との混合物である。一実施形態において、共溶媒は大豆メチルエステルとステアリン酸との混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステルである。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数のグリセリドである。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数のグリコールである。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数のグリセロールである。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸と1つまたは複数の脂肪酸のエステルとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数の脂肪酸のエステル、及び1つまたは複数のグリセリドの混合物である。一実施形態において、共溶媒は、1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリセリド、及び1つまたは複数のグリコールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は、1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリセリド、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸と1つまたは複数のグリセリドとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸と1つまたは複数のグリコールとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数のグリセリド、及び1つまたは複数のグリコールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸、1つまたは複数のグリセリド、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステルと1つまたは複数のグリセリドとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリセリド、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステルと1つまたは複数のグリコールとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリセリド、及び1つまたは複数のグリコールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は、1つまたは複数の脂肪酸のエステル、1つまたは複数のグリセリド、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数のグリセリドと1つまたは複数のグリコールとの混合物である。一実施形態において、共溶媒は1つまたは複数のグリセリド、1つまたは複数のグリコール、及び1つまたは複数のグリセロールの混合物である。
共溶媒として有用な脂肪酸は、飽和、不飽和、コンジュゲートされた脂肪酸、又はこれらの混合物を含む。本発明における共溶媒として有用な脂肪酸の例には、大豆脂肪酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、パルミチン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ヘキサデカトリエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、テトラコサペンタエン酸、テトラコサヘキサエン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサジエン酸、アドレン酸、ドコサペンタエン酸、オスボンド酸、テトラコサテトラエン酸、テトラコサペンタエン酸、オレイン酸、エイコセン酸、ミード酸、エルカ酸、ネルボン酸、ルーメン酸、α−カレンド酸、β−カレンド酸、ジャカル酸、ステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、カタルプ酸、プニカ酸、ルメレン酸、α−パリナリン酸、β−パリナリン酸、ボセオペンタエン酸、ピノレン酸、ポドカルピン酸、又はこれらの混合物が含まれる。大豆脂肪酸は、リノール酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びリノレン酸の混合物である。
共溶媒として有用な脂肪酸のエステルには、飽和、不飽和、コンジュゲートされた脂肪酸、又はこれらの混合物が含まれる。共溶媒として有用な脂肪酸のエステルは、大豆脂肪酸のエステル、エタン酸のエステル、プロパン酸のエステル、ブタン酸のエステル、ペンタン酸のエステル、ヘキサン酸のエステル、ヘプタン酸のエステル、オクタン酸のエステル、ノナン酸のエステル、デカン酸のエステル、ウンデカン酸のエステル、ドデカン酸のエステル、トリデカン酸のエステル、テトラデカン酸のエステル、ペンタデカン酸のエステル、ヘキサデカン酸のエステル、ミリストレイン酸のエステル、パルミトレイン酸のエステル、パルミチン酸、サピエン酸のエステル、オレイン酸のエステル、エライジン酸のエステル、バクセン酸のエステル、リノール酸のエステル、リノエライジン酸のエステル、α−リノレン酸のエステル、アラキドン酸のエステル、エイコサペンタエン酸のエステル、エルカ酸のエステル、ドコサヘキサエン酸のエステル、ヘキサデカトリエン酸のエステル、α−リノレン酸のエステル、ステアリドン酸のエステル、エイコサトリエン酸のエステル、エイコサテトラエン酸のエステル、エイコサペンタエン酸のエステル、ヘンエイコサペンタエン酸のエステル、ドコサペンタエン酸のエステル、テトラコサペンタエン酸のエステル、テトラコサヘキサエン酸のエステル、リノール酸のエステル、γ−リノレン酸のエステル、エイコサジエン酸のエステル、ジホモ−γ−リノレン酸のエステル、アラキドン酸のエステル、ドコサジエン酸のエステル、アドレン酸のエステル、ドコサペンタエン酸のエステル、オスボンド酸のエステル、テトラコサテトラエン酸のエステル、テトラコサペンタエン酸のエステル、オレイン酸のエステル、エイコセン酸のエステル、ミード酸のエステル、エルカ酸のエステル、ネルボン酸のエステル、ルーメン酸のエステル、α−カレンド酸のエステル、β−カレンド酸のエステル、ジャカル酸のエステル、ステアリン酸のエステル、ステアリン酸のエステル、α−エレオステアリン酸のエステル、β−エレオステアリン酸のエステル、カタルプ酸のエステル、プニカ酸のエステル、ルメレン酸のエステル、α−パリナリン酸のエステル、β−パリナリン酸のエステル、ボセオペンタエン酸のエステル、ピノレン酸のエステル、ポドカルピン酸のエステル、又はこれらの混合物が含まれる。
共溶媒として有用なグリセリドには、モノ−、ジ−、トリ−グリセリド又はこれらの混合物が含まれる。グリセリドの例としては、以下の酸:エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、パルミチン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ヘキサデカトリエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、テトラコサペンタエン酸、テトラコサヘキサエン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサジエン酸、アドレン酸、ドコサペンタエン酸、オスボンド酸、テトラコサテトラエン酸、テトラコサペンタエン酸、オレイン酸、エイコセン酸、ミード酸、エルカ酸、ネルボン酸、ルーメン酸、α−カレンド酸、β−カレンド酸、ジャカル酸、ステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、カタルプ酸、プニカ酸、ルメレン酸、α−パリナリン酸、β−パリナリン酸、ボセオペンタエン酸、ピノレン酸、ポドカルピン酸、のモノ−、ジ−、及びトリ−グリセリド、又はこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
共溶媒として有用なグリセロールには、以下の酸:エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、パルミチン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ヘキサデカトリエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、テトラコサペンタエン酸、テトラコサヘキサエン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサジエン酸、アドレン酸、ドコサペンタエン酸、オスボンド酸、テトラコサテトラエン酸、テトラコサペンタエン酸、オレイン酸、エイコセン酸、ミード酸、エルカ酸、ネルボン酸、ルーメン酸、α−カレンド酸、β−カレンド酸、ジャカル酸、ステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、カタルプ酸、プニカ酸、ルメレン酸、α−パリナリン酸、β−パリナリン酸、ボセオペンタエン酸、ピノレン酸、ポドカルピン酸のポリオール、又はこれらの混合物が含まれる。
共溶媒として有用なグリコールには、直鎖又は分枝鎖のジオール、グリコール、及びこれらの混合物が含まれる。グリコールの例としては、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、エトヘキサジオール、p−メンタン−3,8−ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどが挙げられるが、これらの限定されない。
本発明の水性エマルジョン組成物は、1つまたは複数の界面活性剤を含む。界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、又はこれらの混合物であり得る。本発明において有用な界面活性剤は、水性エマルジョンを調製するのに一般的に使用される任意の界面活性剤である。本発明に使用するのに好適な界面活性剤は、α−スルホン化カルボン酸のアルキル金属塩又はエステル;1−オクタンスルホネートのアルキル金属塩;アルキルアリールサルフェート;アルカリ金属アルキルジフェニルオキシドジスルホネート;ジメチル−5−スルホイソフタレートのアルカリ金属塩;C16〜C18ホスフェートのブチルナフタレンスルホン化塩の塩(カリウムなど);ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩(ナトリウムなど);ドデシルベンゼンスルホネート(分枝状)の塩(ナトリウムなど);アルキルサルフェートの塩(ナトリウムなど);α−オレフィンスルホネート;ドデシルジフェニルオキシドジスルホネートの塩;ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル;エトキシル化アルコール;アルキルジメチルアミン;ポリオキシエチレントリデシルエーテル;ドデシルジメチルエンモニウムアセテート;スルホン化1,1−オキシビス、テトラプロピレンベンゼン、及びアニオン性界面活性剤のアルカリ金属塩である。好ましい界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、又はこれらの混合物である。
好適な市販の非フッ素化界面活性剤としては、ALPHA−STEP MC−48(Stepan Company,Northfield,IL)、ARMEEN DM12D及びARMEEN DM18D(AkzoNobel,Chicago,IL)、BIO−TERGE PAS−8S(Stepan Company,Northfield,IL)、BRIJ 58(Uniqema,New Castle,DE)、CENEGEN 7(Yorkshire America,Charlotte,NC)、DEXTROL Foamer 916(Dexter Chemical L.L.C.,Bronx,NY)、DOWFAX 2A1及びTERGITOL TMN−10(Dow Chemical Co.,Midland,MI)、ETHAL TDA−5(Ethox Chemicals,LLC.,Greenville,SC)、NOPCOSPRSE 9268A(Henkel/Cognis,Cincinnati,OH)、RHODAPON SB−8208S(Ashland Chemical Company,Columbus,OH)、SUL−FON−ATE AA−10(Tennessee Chemical Co.,Atlanta,GA)、ULTRAFOAM FFA−3(Phoenix Chemical Company,Inc.,Calhoun,GA)、UNIFROTH 0448(Unichem,Inc.,Haw River,NC)、WITCO C−6094(Witco,Houston,TX)、及びWITCOLATE WAQE(Witco,Houston,TX)が挙げられる。
本発明の水性エマルジョン組成物は、1つまたは複数の消泡剤をさらに含み得る。エマルジョンを消泡するために既知である任意の化合物が使用され得る。これらの消泡剤は、必ずしも必要ではないが、シリコーン含有組成物から製造される。本発明の目的において、単語「消泡剤」は、「泡止め剤」と定義される化合物も包含する。
本発明のエマルジョン組成物は、1つまたは複数の共溶媒、1つまたは複数の界面活性剤、及び、任意選択的に1つまたは複数の消泡剤の存在下、上記で定義されるモノマーをフリーラジカル開始重合することで、水中で調製される。最終生成物は、上記で定義されるようなモノマーが無作為に分布したコポリマーである。
重合前に、モノマー(a)、(b)(c)、及び(d)は、1つまたは複数の共溶媒、1つまたは複数の界面活性剤、及び、任意選択的に1つまたは複数の消泡剤を含む水中で均質化され、エマルジョンが生成される。均質化は、当業者に既知の任意の手段によって実行され得る。次に、任意選択的に、エマルジョンにモノマー(e)が加えられ得る。次に、例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド(E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,DEから「VAZO 56」という名称で市販されている)などのフリーラジカル開始剤を加えることで重合が開始される。重合が完了するまで、約2〜8時間反応を生じさせる。最終エマルジョン組成物は、その後、固形分が約20%〜約35.0%の水で標準化される。エマルジョン組成物は、その後、基材に塗布され、耐汚染性の上昇などの基材の表面特性を向上することができる。
本発明は、耐油性、耐水性、及び動的耐水性を付与するための繊維基材の処理方法であって、基材の表面に水性エマルジョン組成物を接触させることを含み、水性エマルジョン組成物は、
(i)以下のモノマーの反応生成物を含む部分的にフッ素化されたコポリマー:
(a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
(b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
(c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
(d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
及び
(ii)1つまたは複数の共溶媒;
(iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に
(iv)1つまたは複数の消泡剤;を含む、
式中、
fは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;
Hは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
それぞれのQは、独立してO−又は−S−であり;
Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R7−SO2−N(R8)−、又は−R7−O−C(O)−N(R8)−R7−であり;
1、R2、R3、及びR4は、各々独立して、H、又は−CH3であり;
Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;
6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルであり;
nは0〜10であり、pは0〜10であり(但し、p+nは0を超える);
ここで、モノマー(a)、(b)、(c)及び(d)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい、繊維基材の処理方法をさらに提供する。
水性エマルジョン組成物の形態である本発明のエマルジョン組成物は、基材と直接接触して耐油耐水性が付与される。本発明のエマルジョン組成物は、単体、又は希釈した非フッ素化ポリマーと混合するか、又は他の織物処理剤又は仕上げ剤とともに塗布される。組成物は、製造施設、小売店の所在地、又は導入及び使用前に塗布されるか、消費者の所在地において塗布され得る。
本発明の方法を実施するのに好適な繊維基材としては、以下のものが挙げられる。本発明のエマルジョン組成物ポリマーは、一般的には、スプレー、浸漬、パディング、又は他の周知の方法によって繊維基材に塗布される。本発明のエマルジョンは、一般的に、完全に配合されたエマルジョンの重量を基準にして、約5g/L〜約100g/L、好ましくは約10g/L〜約50g/Lの濃度まで水で希釈される。例えば圧搾ロールによって過剰な液体を除去した後、処理された布帛は乾燥され、次に、少なくとも30秒間、典型的に60〜180秒間、例えば110℃〜190℃まで加熱することによって硬化される。かかる硬化により、撥性及び耐久性が向上される。これらの硬化条件は典型的であるが、市販の装置の中には、その特有の設計特徴のためにこれらの範囲外で動作し得るものがある。
本発明は、上述した本発明のポリマーが表面に塗布された繊維基材をさらに含む。好ましくは、処理された基材は、約0.05重量%〜約0.5重量%、より好ましくは約0.1%〜約0.4%のフッ素含量を有する。
好適な基材としては、繊維基材が挙げられる。繊維基材としては、織繊維及び不織繊維、糸、布帛、混紡布帛、織物、不織布、紙、皮革、ラグ及びカーペットが挙げられる。これらは、綿、セルロース、羊毛、絹、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、アラミド、及びアセテートなどの天然又は合成繊維から作成される。「混紡布帛」とは、2種類以上の繊維で作成される布帛を意味する。典型的に、これらの混紡は、少なくとも1つの天然繊維と少なくとも1つの合成繊維との組合せであるが、2つ以上の天然繊維又は2つ以上の混紡を含むこともできる。カーペット基材は、染色、着色、印刷されても、又は染色されなくてもよい。カーペット基材における繊維及び糸は、染色、着色、印刷されても、又は染色されなくてもよい。カーペット基材は、精練されていても又は精練されていなくてもよい。撥性特性を付与しするために本発明のポリマーを塗布することが特に有利な基材としては、ポリアミド(ナイロンなど)ポリエステル、綿、及びポリエステルと綿との混紡が挙げられる。不織布基材としては、例えば、E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington、DE)から入手可能なSONTARAなどのスパンレース不織布、及びスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド(SPS)不織布が挙げられる。
本発明のエマルジョンは、基材表面に撥油性及び撥水性、並びに耐汚染性を付与するのに有用である。撥性は、多数回にわたって洗濯した後にも持続可能である。本発明のポリマー組成物は、顕著なローラー又は布帛のビルドアップを精製しないという利点も有している。パッドローラーのビルドアップは、パッドローラーを繊維基材の仕上げ加工に使用する織物工場においては一般的である。パッドローラーのビルドアップは、仕上げ加工中に織物ローラー上にポリマーフィルムがビルドアップされてしまうために、望ましくない。ローラー上でビルドアップされたポリマーフィルムは、最終的には仕上げられた織物上に付着し、外観上、目に見える欠陥(すなわち、しみ、脱色、べたついた外観など)が引き起こされる。また、ポリマーコーティングされたローラーを洗浄するのは困難であるため、織物工場での作業中に、重大な欠陥が生じる。本発明のエマルジョンは安定性があるために、幅広い塗布条件(すなわち、熱い又は寒い気候)の下で使用され得るという利点がある。本発明の処理された基材は、様々な適用及び製品(衣類、防護服、カーペット、室内装飾材料、家具、及び他の用途)において有用である。上述の優れた表面特性によって、表面清浄度が維持されるため、より長期にわたって使用することが可能となる。
試験方法1.ローラービルドアップ試験
本発明のエマルジョンをローラーパッドビルドアップについて試験した。以下の組成物に従って溶液を調製した(5g/LのInvadine PBN、60g/LのKnittex 7636及び60g/Lの各実施例(5.7%のF))。Invadine PBN及びKnittex 7636は、一般的に、繊維基材のパディングに使用される界面活性剤及び樹脂に使用される。繊維基材(綿)のパディングを37℃で1時間連続して実施した。1時間後、ローラーを乾燥させた。パディングの前後のローラーの質量を測定し、その違いを表1で「ローラー上のポリマーのグラム(g)」として報告した。また、ローラーを目視で検証及び観察をして、表1に示した。ビルドアップが生じた場合、ビルドアップを除去するような試みがなされ、除去有効性における観察を行った。
(実施例)
材料
2−EHMAは、2−メチル−2−プロペン酸−2−エチルヘキシルエステル又は2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである。
SMAは、2−プロペン酸−2−メチル−オクタデシルエステル、又はステアリル(メタ)アクリレートである。
7−EO MAは、ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)−α−(2−メチル−1−オキソ−2−プロぺニル)−ω−ヒドロキシ−)、又は7−EO−(メタ)アクリレートである。
MAMは、2−プロペンアミド−N−(ヒドロキシメチル)−、又はN−メチロール(メタ)アクリルアミドである。
VDCは、塩化ビニリデンである。
HEMAは、2−プロペン酸−2−メチル−2−ヒドロキシエチルエステル、又は2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。
DDMは、1−ドデカンチオールである。
DPGは、ジプロピレングリコールである。
PPGは、プロピレングリコールである。
(実施例1)
脱イオン水及び界面活性剤(1.14重量%のエマルジョン、Armeen DM18D)を50℃の水浴で予熱及び融解した。CF3(CF25CH2OC(O)C(CH3)=CH2(66.61重量%のポリマー及び19.74重量%のエマルジョン)、7−EOMA(1.84重量%のポリマー及び0.35重量%のエマルジョン)、SMA(18.86重量%のポリマー及び5.59重量%のエマルジョン)、MAM(0.90重量%のポリマー及び0.56重量%のエマルジョン)、HEMA(1.22重量%のポリマー及び0.36重量%のエマルジョン)、DDM(0.46重量%のポリマー及び0.14重量%のエマルジョン)、第2界面活性剤(0.57重量%のエマルジョン、TERGITOL TMN−10)、消泡剤(1.81重量%のエマルジョン)、DPG(5.42重量%のエマルジョン)、及び大豆メチルエステル(0.49重量%のエマルジョン、Stepan Company,Northfield,ILから市販されているSTEPOSOL SB−D)を含む予熱/融解された成分をプラスチック製の容器に加え、生じた混合物を低速のブレンダ−で1分間静的に混合し、次に、30.0MPa(4350psig)で4回均質化した(単段階)。次に、エマルジョン組成物を500mLの4つ口丸底フラスコ(コンデンサ及びオーバーヘッド攪拌機を備えたもの)に投入し、32℃未満に冷却されるまで窒素でパージし、その後、スパージングを休止し、窒素ブランケットを注入した。30℃未満になったらVDC(9.50重量%のポリマー及び2.81重量%のエマルジョン)を加え、エマルジョン組成物を15分間撹拌した。15分後、Vazo−56(水中)を加えた。次にエマルジョン組成物を65℃まで30分間かけて加熱し、8時間その温度を維持した。室温まで冷却した後、最終エマルジョン組成物を25−マイクロメートルのソックフィルターで濾過し、粗固形分の割合を測定した。次に、最終生成物に水を加えて35.0%固形分となるように標準化し、ローラーパッドを使用して繊維基材に塗布した。
(実施例2)
脱イオン水及び界面活性剤(1.16重量%のエマルジョン、Armeen DM18D)及び大豆脂肪酸(0.01重量%のエマルジョン)を50℃の水浴で予熱及び融解した。CF3(CF25CH2OC(O)C(CH3)=CH2(66.61重量%のポリマー及び20.03重量%のエマルジョン)、7−EOMA(1.18重量%のポリマー及び0.35重量%のエマルジョン)、SMA(18.86重量%のポリマー及び5.67重量%のエマルジョン)、MAM(0.90重量%のポリマー及び0.56重量%のエマルジョン)、HEMA(1.22重量%のポリマー及び0.37重量%のエマルジョン)、DDM(0.46重量%のポリマー及び0.14重量%のエマルジョン)、第2界面活性剤(0.58重量%のエマルジョン、TERGITOL TMN−10)、消泡剤(1.83重量%のエマルジョン)、DPG(5.50重量%のエマルジョン)を含む予熱/融解された成分をプラスチック製の容器に加え、生じた混合物を低速のブレンダ−で1分間静的に混合し、次に、30.0MPa(4350psig)で4回均質化した(単段階)。次に、エマルジョン組成物を500mLの4つ口丸底フラスコ(コンデンサ及びオーバーヘッド攪拌機を備えたもの)に投入し、32℃未満に冷却されるまで窒素でパージし、その後、スパージングを休止し、窒素ブランケットを注入した。30℃未満になったらVDC(9.50重量%のポリマー及び2.85重量%のエマルジョン)を加え、エマルジョン組成物を15分間撹拌した。15分後、Vazo−56(水中)を加えた。次にエマルジョン組成物を65℃まで30分間かけて加熱し、8時間その温度を維持した。室温まで冷却した後、最終エマルジョン組成物を25−マイクロメートルのソックフィルターで濾過し、粗固形分の割合を測定した。次に、最終生成物に水を加えて35.0%固形分となるように標準化し、ローラーパッドを使用して繊維基材に塗布した。
(実施例3)
脱イオン水及び界面活性剤(1.14重量%のエマルジョン、Armeen DM18D)及び大豆脂肪酸(0.01重量%のエマルジョン)を50℃の水浴で予熱及び融解した。CF3(CF25CH2OC(O)C(CH3)=CH2(66.61重量%のポリマー及び19.74重量%のエマルジョン)、7−EOMA(1.18重量%のポリマー及び0.35重量%のエマルジョン)、SMA(18.86重量%のポリマー及び5.59重量%のエマルジョン)、MAM(0.90重量%のポリマー及び0.56重量%のエマルジョン)、HEMA(1.22重量%のポリマー及び0.36重量%のエマルジョン)、DDM(0.46重量%のポリマー及び0.14重量%のエマルジョン)、第2界面活性剤(0.57重量%のエマルジョン、TERGITOL TMN−10)、消泡剤(1.81重量%のエマルジョン)、DPG(5.52重量%のエマルジョン)、及び大豆メチルエステル(0.49重量%のエマルジョン、STEPOSOL SB−D)を含む予熱/融解された成分をプラスチック製の容器に加え、生じた混合物を低速のブレンダ−で1分間静的に混合し、次に、30.0MPa(4350psig)で4回均質化した(単段階)。次に、エマルジョン組成物を500mLの4つ口丸底フラスコ(コンデンサ及びオーバーヘッド攪拌機を備えたもの)に投入し、32℃未満に冷却されるまで窒素でパージし、その後、スパージングを休止し、窒素ブランケットを注入した。30℃未満になったらVDC(9.50重量%のポリマー及び2.81重量%のエマルジョン)を加え、エマルジョン組成物を15分間撹拌した。15分後、Vazo−56(水中)を加えた。次にエマルジョン組成物を65℃まで30分間かけて加熱し、8時間その温度を維持した。室温まで冷却した後、最終エマルジョン組成物を25−マイクロメートルのソックフィルターで濾過し、粗固形分の割合を測定した。次に、最終生成物に水を加えて35.0%固形分となるように標準化し、ローラーパッドを使用して繊維基材に塗布した。
(実施例4)
脱イオン水及び界面活性剤(1.14重量%のエマルジョン、Armeen DM18D)及びステアリン酸(0.01重量%のエマルジョン)を50℃の水浴で予熱及び融解した。CF3(CF25CH2OC(O)C(CH3)=CH2(66.61重量%のポリマー及び19.74重量%のエマルジョン)、7−EOMA(1.18重量%のポリマー及び0.35重量%のエマルジョン)、SMA(18.86重量%のポリマー及び5.59重量%のエマルジョン)、MAM(0.90重量%のポリマー及び0.56重量%のエマルジョン)、HEMA(1.22重量%のポリマー及び0.36重量%のエマルジョン)、DDM(0.46重量%のポリマー及び0.14重量%のエマルジョン)、第2界面活性剤(0.57重量%のエマルジョン、TERGITOL TMN−10)、消泡剤(1.81重量%のエマルジョン)、DPG(5.52重量%のエマルジョン)、及び大豆メチルエステル(0.49重量%のエマルジョン、STEPOSOL SB−D)を含む予熱/融解された成分をプラスチック製の容器に加え、生じた混合物を低速のブレンダ−で1分間静的に混合し、次に、30.0MPa(4350psig)で4回均質化した(単段階)。次に、エマルジョン組成物を500mLの4つ口丸底フラスコ(コンデンサ及びオーバーヘッド攪拌機を備えたもの)に投入し、32℃未満に冷却されるまで窒素でパージし、その後、スパージングを休止し、窒素ブランケットを注入した。30℃未満になったらVDC(9.50重量%のポリマー及び2.81重量%のエマルジョン)を加え、エマルジョン組成物を15分間撹拌した。15分後、Vazo−56(水中)を加えた。次にエマルジョン組成物を65℃まで30分間かけて加熱し、8時間その温度を維持した。室温まで冷却した後、最終エマルジョン組成物を25−マイクロメートルのソックフィルターで濾過し、粗固形分の割合を測定した。次に、最終生成物に水を加えて35.0%固形分となるように標準化し、ローラーパッドを使用して繊維基材に塗布した。
比較例A
脱イオン水及び界面活性剤(2.07重量%のエマルジョン、Armeen DM18D)を50℃の水浴で予熱及び融解した。CF3(CF25CH2OC(O)C(CH3)=CH2(56.96重量%のポリマー及び20.93重量%のエマルジョン)、7−EOMA(1.18重量%のポリマー及び0.43重量%のエマルジョン)、SMA(28.52重量%のポリマー及び10.48重量%のエマルジョン)、MAM(1.87重量%のポリマー及び0.69重量%のエマルジョン)、HEMA(1.22重量%のポリマー及び0.45重量%のエマルジョン)、DDM(0.46重量%のポリマー及び0.17重量%のエマルジョン)、第2界面活性剤(1.61重量%のエマルジョン、TERGITOL TMN−10)、消泡剤(2.24重量%のエマルジョン)、DPG(6.72重量%のエマルジョン)を含む予熱/融解された成分をプラスチック製の容器に加え、生じた混合物を低速のブレンダ−で1分間静的に混合し、次に、30.0MPa(4350psig)で4回均質化した(単段階)。次に、エマルジョン組成物を500mLの4つ口丸底フラスコ(コンデンサ及びオーバーヘッド攪拌機を備えたもの)に投入し、32℃未満に冷却されるまで窒素でパージし、その後、スパージングを休止し、窒素ブランケットを注入した。30℃未満になったらVDC(9.49重量%のポリマー及び3.49重量%のエマルジョン)を加え、エマルジョン組成物を15分間撹拌した。15分後、Vazo−56(水中)を加えた。次にエマルジョン組成物を65℃まで30分間かけて加熱し、8時間その温度を維持した。室温まで冷却した後、最終エマルジョン組成物を25−マイクロメートルのソックフィルターで濾過し、粗固形分の割合を測定した。次に、最終生成物に水を加えて35.0%固形分となるように標準化し、ローラーパッドを使用して繊維基材に塗布した。
Figure 2016500727

Claims (10)

  1. (i)以下のモノマーの反応生成物を含む部分的にフッ素化されたコポリマー:
    (a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
    f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
    (b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
    H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
    (c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
    R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
    (d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
    HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
    及び
    (ii)1つまたは複数の共溶媒;
    (iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択的に
    (iv)1つまたは複数の消泡剤;
    を含み、
    式中
    fは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;
    Hは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
    それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;
    Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R7−SO2−N(R8)−、又は−R7−O−C(O)−N(R8)−R7−であり;
    1、R2、R3、及びR4は、各々独立して、H又は−CH3であり;
    Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
    5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;
    6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルであり;
    nは0〜10であり、pは0〜10であり(但し、p+nは0を超える);
    前記モノマー(a)、(b)、(c)及び(d)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい、
    水性エマルジョン組成物。
  2. 前記部分的にフッ素化されたコポリマーは、(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー又はこれらの混合物をさらに含み、前記モノマー(a)、(b)、(c)、(d)、及び(e)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい、請求項1に記載の水性エマルジョン。
  3. 前記共溶媒は、
    (a)大豆脂肪酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、パルミチン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ヘキサデカトリエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、テトラコサペンタエン酸、テトラコサヘキサエン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサジエン酸、アドレン酸、ドコサペンタエン酸、オスボンド酸、テトラコサテトラエン酸、テトラコサペンタエン酸、オレイン酸、エイコセン酸、ミード酸、エルカ酸、ネルボン酸、ルーメン酸、α−カレンド酸、β−カレンド酸、ジャカル酸、ステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、カタルプ酸、プニカ酸、ルメレン酸、α−パリナリン酸、β−パリナリン酸、ボセオペンタエン酸、ピノレン酸、ポドカルピン酸、又はこれらの混合物から選択される脂肪酸;
    (b)大豆脂肪酸のエステル、エタン酸のエステル、プロパン酸のエステル、ブタン酸のエステル、ペンタン酸のエステル、ヘキサン酸のエステル、ヘプタン酸のエステル、オクタン酸のエステル、ノナン酸のエステル、デカン酸のエステル、ウンデカン酸のエステル、ドデカン酸のエステル、トリデカン酸のエステル、テトラデカン酸のエステル、ペンタデカン酸のエステル、ヘキサデカン酸のエステル、ミリストレイン酸のエステル、パルミトレイン酸のエステル、パルミチン酸、サピエン酸のエステル、オレイン酸のエステル、エライジン酸のエステル、バクセン酸のエステル、リノール酸のエステル、リノエライジン酸のエステル、α−リノレン酸のエステル、アラキドン酸のエステル、エイコサペンタエン酸のエステル、エルカ酸のエステル、ドコサヘキサエン酸のエステル、ヘキサデカトリエン酸のエステル、α−リノレン酸のエステル、ステアリドン酸のエステル、エイコサトリエン酸のエステル、エイコサテトラエン酸のエステル、エイコサペンタエン酸のエステル、ヘンエイコサペンタエン酸のエステル、ドコサペンタエン酸のエステル、テトラコサペンタエン酸のエステル、テトラコサヘキサエン酸のエステル、リノール酸のエステル、γ−リノレン酸のエステル、エイコサジエン酸のエステル、ジホモ−γ−リノレン酸のエステル、アラキドン酸のエステル、ドコサジエン酸のエステル、アドレン酸のエステル、ドコサペンタエン酸のエステル、オスボンド酸のエステル、テトラコサテトラエン酸のエステル、テトラコサペンタエン酸のエステル、オレイン酸のエステル、エイコセン酸のエステル、ミード酸のエステル、エルカ酸のエステル、ネルボン酸のエステル、ルーメン酸のエステル、α−カレンド酸のエステル、β−カレンド酸のエステル、ジャカル酸のエステル、ステアリン酸のエステル、ステアリン酸のエステル、α−エレオステアリン酸のエステル、β−エレオステアリン酸のエステル、カタルプ酸のエステル、プニカ酸のエステル、ルメレン酸のエステル、α−パリナリン酸のエステル、β−パリナリン酸のエステル、ボセオペンタエン酸のエステル、ピノレン酸のエステル、ポドカルピン酸のエステル、又はこれらの混合物から選択される脂肪酸のエステル;
    (c)大豆脂肪酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、パルミチン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、ヘキサデカトリエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、テトラコサペンタエン酸、テトラコサヘキサエン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサジエン酸、アドレン酸、ドコサペンタエン酸、オスボンド酸、テトラコサテトラエン酸、テトラコサペンタエン酸、オレイン酸、エイコセン酸、ミード酸、エルカ酸、ネルボン酸、ルーメン酸、α−カレンド酸、β−カレンド酸、ジャカル酸、ステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸、カタルプ酸、プニカ酸、ルメレン酸、α−パリナリン酸、β−パリナリン酸、ボセオペンタエン酸、ピノレン酸、ポドカルピン酸、のモノ−、ジ−、又はトリ−グリセリド、又はこれらの混合物から選択されるグリセリド;
    (d)直鎖ジオール、分枝鎖ジオール、エーテルグリコール、又はこれらの混合物から選択されるグリコール;
    (e)グリセロール;
    のうちの1つまたは複数、又はこれらの混合物を含む、請求項1又は2に記載の水性エマルジョン。
  4. 前記グリコールは、(d)1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、エトヘキサジオール、p−メンタン−3,8−ジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、又はこれらの混合物を含む、請求項3に記載の水性エマルジョン。
  5. 繊維基材の処理方法であって、前記繊維基材の表面に水性エマルジョン組成物を接触させることを含み、前記水性エマルジョン組成物は、
    (i)以下のモノマーの反応生成物を含む部分的にフッ素化されたコポリマー:
    (a)1つまたは複数の式(I)のモノマー:
    f−L−Q−C(O)−CR1=CH2 (I);
    (b)1つまたは複数の式(II)のモノマー:
    H−Q−C(O)−CR2=CH2 (II);
    (c)1つまたは複数の式(III)のモノマー:
    R−(OCH2CH2n−(OCH2CH(CH3))pQ−C(O)−CR3=CH2 (III);
    (d)1つまたは複数の式(IV)のモノマー:
    HO−CH2−NH−C(O)−CR4=CH2 (IV);
    及び
    (ii)1つまたは複数の共溶媒;
    (iii)1つまたは複数の界面活性剤;及び、任意選択に
    (iv)1つまたは複数の消泡剤;
    を含む、
    式中
    fは、任意選択的に1〜4個の中断基−O−、−CH2−、及び/又は−CHF−基で中断されていてもよい、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖フルオロアルキルであり;
    Hは、炭素数7〜22の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
    それぞれのQは、独立して−O−又は−S−であり;
    Lは、−R5−、−SO2−N(R6)−R7−、−CO−N(R8)−R7−、−CH2CH(OR9)CH2−、−R5−SO2−N(R8)−、又は−R5−O−C(O)−N(R8)−R7−O−であり;
    1、R2、R3、及びR4は、各々独立してH又は−CH3であり;
    Rは、−H、又は炭素数1〜20の直鎖、分枝鎖、又は環状アルキル鎖であり;
    5及びR7は、各々独立して、炭素数2〜10の直鎖又は分枝鎖の二価アルキル鎖であり;
    6、R8及びR9は、各々独立して、−H、−CH3、C2〜C10アルキレン、又はC1〜C4アシルであり;
    nは0〜10であり、pは0〜10であり(但し、p+nは0を超える);
    ここで、モノマー(a)、(b)、(c)及び(d)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい、
    繊維基材の処理方法。
  6. 前記部分的にフッ素化されたコポリマーは、(e)塩化ビニリデン、塩化ビニルのうちの1つまたは複数のモノマー、又はこれらの混合物をさらに含み、前記モノマー(a)、(b)、(c)、(d)、及び(e)の濃度は、コポリマーの100重量%に等しい、請求項5に記載の方法。
  7. 前記共溶媒は、脂肪酸、脂肪酸のエステル、グリセリド、グリコール、又はこれらの混合物を含む、請求項5又は6に記載の方法。
  8. 請求項5又は6に従って処理された繊維基材を含む基材。
  9. 繊維、糸、布帛、混紡布帛、織物、不織布、紙、皮革、ラグ及びカーペットからなる群から選択される、請求項8に記載の基材。
  10. 綿、セルロース、羊毛、絹、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、アラミド、アセテート、スパンレース不織布、及びスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド不織布からなる、請求項9に記載の基材。
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