JP2021503051A - 非フッ素化繊維およびテキスタイル処理組成物およびそれらの用途 - Google Patents

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Abstract

一態様において、繊維を処理するための組成物は、酸性の水性または水系連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む。処理組成物は、例えば、ｐＨ２．５〜６．５を有し得る。幾つかの実施形態において、水性または水系連続相の酸性を与えるために、カルボン酸が処理組成物中で用いられる。さらに、処理組成物は、酸汚染耐性成分および防汚性成分の少なくとも１つをさらに含み得る。幾つかの実施形態において、本明細書中に記載する組成物で処理した繊維は、イオン性を示す。

Description

関連出願データ
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に従って、２０１７年１１月１４日に出願された米国特許出願第６２／５８６，０１７号に対する優先権を主張し、それは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
分野
本発明は、繊維およびテキスタイル処理組成物に、詳細には、フルオロケミカル成分を含まない処理組成物に関する。
背景
テキスタイルの製造は、テキスタイル繊維の性能および耐久性を高める組成物を絶えず求めている。カーペットおよび床カバー産業において、例えば、製造業者は、カーペット繊維を、液体および汚物集積によって引き起こされる変色に対して抵抗性にさせる働きをする組成物を切望している。フッ素化された（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）または過フッ素化された（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）アルキル化合物は、十分な量で繊維に適用されると、繊維または生地の表面エネルギーを、生地上にこぼれる可能性がある水または油の表面張力未満に下げる。これにより、これらの液体が、繊維または生地に浸透し得る前に、これらの液体を除去することが可能になる。これは、繊維および生地の耐用寿命が実質的に増加するため、居住環境、商業的環境および工業的環境において使用される繊維および生地に関して非常に有益である。
近年、フッ素化または過フッ素化された化合物は、水域環境における生物蓄積を含む様々な環境に対する懸念に関する精密な検査が増加している。これらの懸念を考慮して、テキスタイル製造業者は、フッ素化された化合物にあまり依存しない繊維処理組成物を切望している。しかしながら、今日まで、フッ素化されていない（ｎｏｎ−ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）繊維処理組成物は、撥液性に関して、それらにフッ素化された対応品を著しく下回る。
これらの懸念を考慮して、フッ素化または過フッ素化された化合物を含まない繊維およびテキスタイル処理組成物が、本明細書中で記載される。かかるフッ素化されていない処理組成物は、幾つかの実施形態において、フッ素化された処理組成物に匹敵するか、またはそれらを上回る撥液性能を示し得る。さらに、本明細書中に記載するフッ素化されていない処理組成物は、吸尽（ｅｘｈａｕｓｔｉｏｎ）−熱固着（ｆｉｘａｔｉｏｎ）技法により、繊維およびテキスタイルに適用され得る。スプレーおよび泡技法とは異なり、吸尽−熱固着技法は、繊維全長または繊維長の相当部分にわたって、処理組成物を適用することができる。
一態様において、繊維を処理するための組成物は、酸性の水性（ａｑｕｅｏｕｓ）または水系（ａｑｕｅｏｕｓ−ｂａｓｅｄ）連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む。処理組成物は、例えば、ｐＨ２．５〜６．５を有し得る。幾つかの実施形態において、水性または水系連続相の酸性を与えるために、カルボン酸が処理組成物中で用いられる。さらに、処理組成物は、酸汚染耐性成分（ａｃｉｄ ｓｔａｉｎ ｒｅｓｉｓｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）および防汚性成分（ｓｏｉｌ ｒｅｌｅａｓｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の少なくとも１つをさらに含み得る。幾つかの実施形態において、本明細書中に記載する組成物で処理した繊維は、イオン性を示す。
別の態様において、テキスタイル組成物が記載される。テキスタイル組成物は、処理組成物を、繊維表面に適用した繊維を含み、この処理組成物は、酸汚染耐性成分と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む。幾つかの実施形態において、繊維表面に適用される処理組成物は、防汚性成分をさらに含む。繊維に適用された処理組成物を有する繊維は、幾つかの実施形態において、イオン部分を含み得るか、またはイオン性を示し得る。かかる実施形態において、処理組成物の最低限の要件は、１つまたは複数のデンドリマーを含む撥液相である。
さらなる態様において、繊維を処理する方法が記載される。繊維を処理する方法は、酸性の水性または水系連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む処理組成物を用意することを含む。繊維表面は、処理組成物で湿らせる。幾つかの実施形態において、処理組成物は、適用プロセスにおいて繊維を完全に湿らせる。湿らせると、繊維は加熱されて、処理組成物から繊維上へ撥液相を吸尽させる（ｅｘｈａｕｓｔ）ことができる。
本明細書中に記載するように、処理組成物は、酸汚染耐性成分および防汚性成分の少なくとも１つをさらに含み得る。さらに、繊維は、幾つかの実施形態において、イオン部分またはイオン性を含み得る。
これらの実施形態および他の実施形態は、下記の詳細な説明においてさらに記載される。
詳細な説明
本明細書中に記載する実施形態は、下記の詳細な説明および実施例ならびにそれらのこれまでの説明および下記の説明を参照することにより、より容易に理解することができるが、詳細な説明および実施例に提示される特定の実施形態に限定されない。これらの実施形態は、本発明の原理を単に説明するに過ぎないことが理解されるべきである。多数の変更および適応は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、当業者に容易に明らかである。
Ｉ．繊維処理組成物
一態様において、繊維処理のための組成物は、酸性の水性または水系連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む。処理組成物は、例えば、ｐＨ２．５〜６．５を有し得る。幾つかの実施形態において、処理組成物のｐＨは、表Ｉから選択される値を有し得る。
Figure 2021503051
処理組成物のｐＨは、１つもしくは複数の酸によって制御または設定され得る。処理組成物の所望のｐＨおよび適合性成分を与えるのに使用可能な任意の酸が用いられ得る。幾つかの実施形態において、処理組成物の酸は、１つもしくは複数のカルボン酸またはカルボン酸誘導体を含む。例えば、処理組成物は、酢酸または酢酸誘導体を含み得る。幾つかの実施形態において、処理組成物の酸は、アルキルカルボン酸またはアリールカルボン酸であり得る。アルキルカルボン酸は、第一級、第二級および第三級カルボン酸を包含し得る。酸は、所望のｐＨを与えるのに要される任意の量で処理組成物中に存在し得る。酢酸を含むカルボン酸は、幾つかの実施形態において、繊維重量に基づいて０．２％〜２％の量で処理組成物中に存在し得る。
撥液相は、本発明の目的に矛盾しない任意のデンドリマーを含み得る。幾つかの実施形態において、適切なデンドリマーは、疎水性末端残基を含む。疎水性末端残基は、メチル部分またはエチル部分等のアルキル残基またはアルケニル残基を含み得る。疎水性末端残基は、本明細書中でさらに記載する熱固着技法等の熱処理中に、炭化水素マトリックスへと自己集合（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅ）し得る。この自己集合は、望ましい撥液特性を与えるように秩序ある共結晶化を誘導し得る。幾つかの実施形態において、デンドリマー分岐は、ポリウレタン誘導体の１つまたは複数のポリウレタンを含む。他の実施形態において、撥液相のデンドリマーは、架橋剤としてのイソシアネートおよびＣ６〜Ｃ２０アルキル基含有オルガノポリシロキサンを含む。撥液相のデンドリマーは、幾つかの実施形態において、イオン性または挙動を示す。例えば、デンドリマーは、カチオン性またはアニオン性を示し得る。イオン性を有するデンドリマーは、処理されるべき繊維のイオン性に関して選択され得る。このようにして、デンドリマーは、イオン相互作用および／またはファンデルワールス相互作用により、繊維と結合（ａｓｓｏｃｉａｔｅ ｗｉｔｈ）し得る。例えば、カチオン性を有するデンドリマーは、カチオン可染性ナイロン等のアニオン性を有する繊維ともに用いることができる。
特定の組成上のアイデンティティに応じて、デンドリマーは、酸性の水性相または酸性の水系相中に分散されて、エマルジョンまたはコロイドを与え得る。あるいは、デンドリマーは、水性または水系連続相中に溶解され得る。幾つかの実施形態において、撥液相のデンドリマーは、ドイツのＡｌｔｖａｔｅｒｓｔｒにあるＲｕｄｏｌｆ Ｇｒｏｕｐから商品名ＲＵＣＯ−ＤＲＹ（登録商標）で市販されている。
本明細書中に記載するように、撥液相は、幾つかの実施形態において、非デンドリマーアルキルウレタンを含む。非デンドリマーアルキルウレタンは、撥液相の唯一の成分であり得る。あるいは、非デンドリマーアルキルウレタンは、１つまたは複数のさらなる成分とともに存在して、撥液相を形成し得る。幾つかの実施形態において、非デンドリマーアルキルウレタンは、デンドリマーと併せて存在し得る。非デンドリマーアルキルウレタンは、テキサス州ザ・ウッドランドのＨｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名Ｚｅｌａｎ（商標）Ｒ３で市販されている。
１つまたは複数のデンドリマーは、本発明の目的に矛盾しない任意の量で処理組成物中に存在し得る。処理組成物中のデンドリマーの量は、所望の撥液性、繊維表面上へのデンドリマーの吸尽性、処理組成物の安定性および処理組成物中に含まれる他の化学物質種のアイデンティティを含むが、これらに限定されない幾つかの考慮に従って選択され得る。幾つかの実施形態において、１つまたは複数のデンドリマーは、繊維重量に基づいて（ｏｗｆ）０．１％〜６％の量で処理組成物中に存在する。デンドリマー成分はまた、表ＩＩから選択される量で処理組成物中に存在し得る。
Figure 2021503051
同様に、非デンドリマーアルキルウレタンは、０．１％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で処理組成物中に存在し得る。他の実施形態において、非デンドリマーアルキルウレタンは、表ＩＩから選択される量で処理組成物中に存在し得る。
本明細書中に記載する繊維処理組成物は、撥液相に加えて、１つまたは複数の成分を含み得る。幾つかの実施形態において、繊維処理組成物は、酸汚染耐性成分をさらに含む。本発明の目的に矛盾しない任意の酸汚染耐性成分が用いられ得る。酸汚染耐性種は概して、幾つかの実施形態において、特性がアニオン性であり得る。幾つかの実施形態において、酸汚染耐性成分は、フェノール−ホルムアルデヒド縮合生成物に基づく化学種を含む。アニオン性を有することによって、酸汚染耐性成分は、様々なナイロン組成物等のカチオン性または部分を有する繊維と相互作用することができる。幾つかの実施形態において、酸汚染耐性成分は、カチオン性繊維を、アニオン性を有する繊維に変えることができる。かかる実施形態において、カチオン性を有するデンドリマーは、アニオン性繊維と結合（ａｓｓｏｃｉａｔｅ ｗｉｔｈ）することができ、それにより、酸汚染耐性の他に、撥液性を与えることができる。酸汚染耐性成分は、任意の所望の量で繊維処理組成物中に存在し得る。酸汚染耐性成分の量は、処理組成物の安定性、処理されるべき繊維の組成上の性質および処理組成物の他の成分との適合性を含むが、これらに限定されない幾つかの考慮に従って選択され得る。幾つかの実施形態において、酸汚染耐性成分は、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆ量で繊維処理組成物中に存在する。酸汚染耐性剤（ａｃｉｄ ｓｔａｉｎ ｒｅｓｉｓｔ）はまた、表ＩＩＩから選択される量で処理組成物中に存在し得る。
Figure 2021503051
繊維処理組成物はまた、撥液相の他に、防汚性成分を含み得る。幾つかの実施形態において、防汚性成分は、撥液相および酸汚染耐性成分と併せて存在する。防汚性成分は、防汚性特性を示す１つまたは複数の親水性種を含み得る。親水性種は、幾つかの実施形態において、カチオン、アニオンまたは非イオン性高分子種を包含し得る。他の実施形態において、防汚性成分は、オルトケイ酸塩またはアルコキシシラン、例えばテトラエトキシシランを含み得る。防汚性成分は、任意の所望の量で処理組成物中に存在し得る。酸性防汚性成分の量は、処理組成物の安定性、処理されるべき繊維の組成上の性質および処理組成物の他の成分との適合性を含むが、これらに限定されない幾つかの考慮に従って選択され得る。幾つかの実施形態において、防汚性成分は、０．０５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で繊維処理組成物中に存在する。防汚性成分はまた、表ＩＶから選択される量で処理組成物中に存在し得る。
Figure 2021503051
繊維処理組成物はまた、デンドリマー撥液相、酸汚染耐性成分、防汚性成分および／または酸の他に、ＵＶ吸収剤、界面活性剤および／または他の成分を含み得る。幾つかの実施形態において、処理組成物は、１つまたは複数のアミン、例えばアミンエトキシレートをさらに含む。適切なアミンエトキシレートとして、ＴＡＭ １５またはＴＡＭ ２０を挙げることができる。アミンは概して、０．５ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌの濃度で処理組成物中に存在し得る。
処理組成物の酸は、処理組成物の様々な成分間の相溶化剤（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ）として機能を果たし得る。幾つかの実施形態において、酸は、撥液相のデンドリマーおよび／または非デンドリマーアルキルウレタンと、酸汚染耐性成分および／または防汚性成分との間の相溶化剤として機能を果たし得る。酢酸等のアルキルカルボン酸は、デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンと、酸汚染耐性成分および／または防汚性成分の様々な化学種との間の相互作用の不安定化を阻止または防止し得る。本明細書中に記載するように、デンドリマー、非デンドリマーアルキルウレタン、酸汚染耐性性化学種および／または防汚性化学種は、イオン性を示し得る。処理組成物の酸は、デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンと、汚染耐性成分および／または防汚性成分との間のイオン相互作用および／またはファンデルワールス相互作用を阻止または防止することができ、それにより、これらの成分の凝集または沈殿を回避することができる。さらに、酸は、処理組成物に、本明細書中の上記の表Ｉから選択されるｐＨを与える。表Ｉから選択されるｐＨを与える酸は、処理組成物の成分を、吸尽浴技法（ｅｘｈａｕｓｔｉｏｎ ｂａｔｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）により繊維上へ運ぶのに十分に酸性であると同時に、処理組成物の成分を安定化させるのに十分なイオン性を示す。さらに、酸は、本明細書中に列挙される乾燥温度で、迅速な蒸発に適した蒸気圧を示すことができ、繊維上での処理組成物成分の望ましい薄膜形成をもたらすことができる。
本明細書中に記載される処理組成物は、天然繊維および合成繊維を含む様々な繊維に適用され得る。幾つかの実施形態において、繊維は、カチオン性ナイロンおよび酸可染性ナイロンを包含するナイロンを含む。ナイロン繊維として、ナイロン−６およびナイロン−６，６が挙げられる。他の実施形態において、合成繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を含む。
幾つかの実施形態において、本明細書中に記載する処理組成物は、１０ｗｔ．％〜２０ｗｔ．％の量のデンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタン、４０ｗｔ．％〜６０ｗｔ．％の量のオルトケイ酸塩および残りとして酢酸溶液（５６％）を含む。
ＩＩ．テキスタイル組成物
別の態様において、テキスタイル組成物が記載される。テキスタイル組成物は、繊維表面に適用された処理組成物を有する繊維を含み、処理組成物は、酸汚染耐性成分と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンとを含む撥液相を含む。幾つかの実施形態において、繊維表面に適用される処理組成物は、防汚性成分をさらに含む。繊維に適用される処理組成物を有する繊維は、幾つかの実施形態において、イオン部分を含み得るか、またはイオン性を示し得る。かかる実施形態において、処理組成物の最低限の要件は、１つまたは複数のデンドリマーおよび／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相である。テキスタイルの繊維に適用される処理組成物は、本明細書中の上記のセクションＩに記載される任意の組成および／または特性を有し得る。
さらに、テキスタイル組成物の繊維は、様々な組成および特性を含み得る。本明細書中に記載するように、テキスタイル組成物の繊維は、イオン性を示す。繊維は、カチオン性またはアニオン性を示し得る。繊維のイオン性を使用して、処理組成物の１つまたは複数の成分と相互作用を形成するか、または相互作用を高め得る。幾つかの実施形態において、繊維のイオン性は、撥液成分のデンドリマーと、イオン相互作用および／またはファンデルワールス相互作用を形成する。例えば、繊維のアニオン性は、カチオン性を有するデンドリマーと、イオン相互作用および／またはファンデルワールス相互作用を形成し得る。幾つかの実施形態において、繊維を形成するモノマー単位は、アニオン部分および／またはカチオン部分を含む。ナイロン繊維のアミン基は、例えば、カチオン性を与え得る。他の実施形態において、繊維は、所望のカチオン部分またはアニオン部分を含有するように化学的に修飾され得る。ナイロン繊維のアミン官能基は、アニオン性を付与するために、スルホ基または他のアニオン性基で化学的に修飾され得る。カチオン性ナイロン繊維は、かかる修飾が行われた例である。あるいは、酸汚染耐性成分は、繊維にアニオン性を付与するために、ナイロン繊維のアミン官能基と相互作用し得る。さらなる実施形態において、高いｐＨ浴への、酸可染性繊維の曝露は、繊維にアニオン電荷またはアニオン性を与え得る。高いｐＨ浴への曝露は、染料固着プロセス中に行われ得る。ナイロン繊維に関して、アミン末端基の正常なカチオン性が、幾つかの実施形態において、高いｐＨ浴条件で、中和され得るか、またはアニオン性となり得る。化学的修飾により樹立されたアニオン性を用いて、酸汚染耐性の存在および／または染色中の高いｐＨ条件への曝露は、カチオン性を有するデンドリマーと、ナイロン繊維のイオン相互作用および／またはファンデルワールス相互作用を形成し得る。これらの原理は、以下の実施例でさらに説明する。
処理組成物を含む繊維表面は、繊維長に沿って任意の距離に広がり得る。幾つかの実施形態において、処理組成物を含む繊維表面は、繊維長の少なくとも５０パーセントにわたる。他の実施形態において、処理組成物を含む繊維表面は、繊維全長にわたる。処理組成物を含む繊維表面が広がるさらなる距離は、表Ｖから選択され得る。
Figure 2021503051
本明細書中に記載する処理組成物は、天然繊維および合成繊維を含む様々な繊維に適用され得る。幾つかの実施形態において、繊維は、カチオン性ナイロンおよび酸可染性ナイロンを包含するナイロンを含む。ナイロン繊維として、ナイロン−６およびナイロン−６，６が挙げられる。他の実施形態において、合成繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）を含む。
繊維に適用された処理組成物を有する繊維を含むテキスタイル組成物は、床カバー、例えばラグおよびカーペットを包含する。テキスタイル組成物はまた、衣類、内装材、カーテン、寝具類および他の家具の生地の物品を含み得る。
本明細書中のセクションＩに記載される組成物で処理した繊維は、望ましい撥液性、汚染耐性特性および防汚特性を示し得る。幾つかの実施形態において、例えば、処理した繊維は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒｉｓｔｓ （ＡＡＴＣＣ） Ｒｅｄ ４０ Ｓｔａｉｎ Ｓｃａｌｅで少なくとも１０ポイント中の８を得る。処理した繊維はまた、ＡＡＴＣＣ Ｒｅｄ ４０ Ｓｔａｉｎ Ｓｃａｌｅで９または１０のスコアを示し得る。さらに、床カバー用途に関して、セクションＩの組成物で処理した繊維は、ＡＳＴＭ Ｄ６５４０−１７ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｏｉｌｉｎｇ ｏｆ Ｐｉｌｅ Ｙａｒｎ Ｆｌｏｏｒ Ｃｏｖｅｒｉｎｇに従って、未処理の対照に対して、少なくとも２０パーセントのＤＬ＊の変化を示し得る。幾つかの実施形態において、処理した繊維組成物と、未処理の繊維組成物との間のＤＬ＊の変化のパーセントは、２０パーセント〜５０パーセントの範囲であり得る。
撥液性に関して、セクションＩの組成物で処理した繊維を含む床カバー組成物は、浮遊試験において少なくとも５０の値を示し得る。浮遊試験では、例えば２インチ×２インチのカーペット等の床カバーの一部が準備される。次に、カーペットは、水浴の表面上に配置される。カーペットは、「パイルアップ」（ＰＵ）コンフォメーション構造または「パイルダウン」（ＰＤ）コンフォメーションで、水表面上に配置され得る。カーペットは、水の表面上に２分間置かれる。浮遊試験における０の値は、カーペット試料全体が、２分の終了後に、水表面上に浮遊したままであったことを示す。１００の値は、カーペット試料全体が、２分の終了前に湿り、水の表面下に沈むことを示す。５０の値は、カーペット試料の５０パーセントが、水浴への２分の曝露後に水表面下に存在していたことを示す。セクションＩに記載する組成物で処理した繊維を含むカーペットは、ＰＵおよび／またはＰＤコンフォメーションで、浮遊試験において最大値５０を示し得る。多くの場合、処理した繊維を含むカーペットは、ＰＵおよび／またはＰＤコンフォメーションで、浮遊試験値０を達成する。とりわけ、セクションＩの処理組成物は同時に、セクションＩＩに記載する汚染耐性性能、防汚性能および撥液性性能を有する繊維を与え得る。
ＩＩＩ．繊維を処理する方法
さらなる態様において、繊維を処理する方法が記載される。繊維を処理する方法は、酸性の水性または水系連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む処理組成物を用意することを含む。繊維表面は、処理組成物で湿らせる。幾つかの実施形態において、処理組成物は、適用プロセスにおいて繊維を完全に湿らせる。湿らせると、繊維は加熱されて、処理組成物から繊維上へ撥液相を吸尽させることができる。本明細書中に記載するように、処理組成物は、酸汚染耐性成分および防汚性成分の少なくとも１つをさらに含み得る。さらに、繊維は、幾つかの実施形態において、イオン部分またはイオン性を含み得る。
撥液性、汚染耐性および／または防汚性を改善するか、または高めるためにテキスタイル繊維に適用される処理組成物は、本明細書中の上記のセクションＩに記載する組成上のパラメーターおよび／または特性のいずれかを有し得る。デンドリマー、非デンドリマーアルキルウレタン、酸汚染耐性成分および／または防汚性成分は、上記の表ＩＩ〜表ＩＶに与えられる各々の量のいずれかで処理組成物中に存在し得る。さらに、処理組成物のｐＨは、上記表Ｉから選択される値を有することができ、ここで、ｐＨは、１つまたは複数の酸によって設定される。本明細書中に記載する方法の幾つかの実施形態において、処理組成物の成分（デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタン、酸汚染耐性成分および／または防汚性成分）は、繊維表面への適用用に単一混合物へとブレンドされる。他の実施形態において、処理組成物の成分は、繊維表面への適用用に２つまたはそれ以上の部分処理（ｓｕｂ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）組成物へと分離され得る。例えば、酸汚染耐性成分は、部分処理組成物において、繊維表面へ最初に適用され得る。酸汚染耐性成分の最初の適用は、繊維にアニオン性を与え得る。続いて、カチオン性のデンドリマーが、第２の部分処理組成物において適用される。第２の部分処理組成物はまた、防汚性成分を含み得る。他の実施形態において、高いｐＨ値で染色することによって、繊維表面にアニオン性を与え得る。
部分処理組成物を含む処理組成物は、様々な技法により繊維に適用され得る。適用技法は、繊維を部分的にまたは完全に湿らせることができる。幾つかの実施形態において、処理組成物によって湿った繊維長は、上記表Ｖから選択される。繊維は、例えば、繊維を完全に湿らせるために、処理組成物浴中に浸漬させることができる。他の実施形態において、処理組成物は、泡適用のパッドによって適用される。処理浴中の浸漬またはパッド適用への曝露により、３０パーセント〜６００パーセントの範囲で、処理組成物のウェットピックが可能となり得る。幾つかの実施形態において、処理組成物のウェットピックアップは、２００パーセント〜４００パーセントまたは２７５パーセント〜３２５パーセントである。処理組成物は、所望のウェットピックアップでテキスタイル繊維に適用され、繊維は、繊維上に処理組成物の成分を吸尽させるのに十分な時間、蒸気加熱チャンバーに通される。幾つかの実施形態において、例えば、蒸気加熱は、９０℃〜１１０℃の温度で、１分〜１０分間施される。次に、繊維は、すすがれ、抽出されて、乾燥される。処理組成物が、部分処理組成物に分割される場合、部分処理組成物はそれぞれ、浸漬／蒸気／すすぎにより適用され得る。幾つかの実施形態において、繊維は、成分のサブセットの適用工程間で乾燥されず、最後の成分のサブセットの適用後においてのみ、乾燥される。処理組成物成分の任意および全てのサブセットの組合せが、本明細書中で意図される。
幾つかの実施形態において、処理された繊維は乾燥される。乾燥は、本発明の目的に矛盾しない任意の技法によって達成され得る。乾燥は、例えば、炉中で、または処理された繊維上に空気を吹き込むことによって施され得る。幾つかの実施形態において、乾燥は、１００℃〜１２０℃の温度で、１分〜１０分間施される。乾燥温度は、処理された繊維のアイデンティティおよび蒸発速度に対する処理組成物の薄膜形成特性を含む幾つかの考慮に従って選択され得る。本明細書中に記載する組成物で処理した繊維は、上記セクションＩＩに記載されたような汚染耐性性能、防汚性能および撥液性能を示し得る。
これらの実施形態および他の実施形態は、下記の非限定的な実施例においてさらに説明される。
実施例１−ナイロンカーペットの処理および性能
Ａｓｃｅｎｄのナイロン６．６繊維を使用した、カチオン可染性の公称２３００ｐｐｍの硫黄レベルを有する４０ｏｚ／ｙｄのカーペットコンストラクション、カットパイル、Ｓｕｅｓｓｅｎのセットを、下記の実験に使用した。カーペットの未染色生地を脱イオン水ですすぎ、抽出した後、以下の表ＶＩにおける組成物の処理浴と接触させた。処理浴は、３５０％ｗｐｕで、表ＶＩで与えられるように成分に関して標的レベル％ｏｗｆに基づいて作成された。カーペット試料が、浴で完全にかつ一様に湿るように、カーペット試料を、適用パンを使用して、処理浴へ浸漬させた。続いて、処理組成物が適用されたカーペット試料を、水平方向スチーマーで２分の蒸気処理に付した。スチーマーから取り出した後、カーペット試料を、脱イオン水を使用してすすぎ、遠心分離機で抽出した後、コンベクション炉中で、１１５℃にて５分間乾燥させた。次に、全ての実験前に、乾燥した試料を室温で（２３℃、湿度６５％）で最低８時間冷却した。
Figure 2021503051
ＡＴＦＢ−フェノールホルムアルデヒド縮合生成物（複数可）に基づく、ジョージア州コロンバスのＷｉｌａｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌの酸汚染耐性剤（ａｃｉｄ ｓｔａｉｎ ｒｅｓｉｓｔ）。
酢酸５６−ｐＨ調整用の５６％の酢酸
撥液相−Ｚｅｌａｎ（商標）Ｒ３
防汚性成分−オランダエーデのＴａｎａｔｅｘ ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのテトラエトキシシランであるＴａｎａｐｅｌ ＤＳＲ。
処理組成物の組成物は、水性連続相に混合されて、処理組成物を与える。
Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ４０汚染耐性は、ＡＡＴＣＣ １７５試験法を使用することによって測定された。防汚性は、ＡＳＴＭ Ｄ６５４０法、およびＸｒｉｔｅによって製造された７０００Ａ比色計を使用することによって測定された。上述した浮遊試験を使用して、試料が水表面上に配置された時間から２分後に、カーペット試料（複数可）に関するシンク値パーセントを測定した。試料１５−３は、酸汚染耐性剤およびＣ６フルオロポリマーを含む比較用フルオロポリマー処理組成物であった。試料１６−４および試料１７−４は、比較目的で未処理の対照である。
１７−２：データにより、ＤＳＲ製品は、撥液製品を用いずに適用される場合に、優れた防汚性特性を与えるが、所望の浮遊試験性能を与えず、また所望のＡＲ４０酸汚染耐性も与えないことが示される。
１５−２および１５−１：これらの試料により、撥液剤（ｌｉｑｕｉｄ ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）（Ｒ３）を非常に高レベル（この場合、２．５％ｏｗｆ）で使用する場合、防汚性特性は、真空化を伴って乏しく、ＤＳＲの、系への付加は、いかなる有意な改善も与えないことが示される。
１６−３および１７−１：４％ｏｗｆのＤＳＲレベル、および０．５％〜１．０％の範囲の撥液剤（Ｒ３）レベルで、処理した試料は、１５−３のフルオロケミカル処理した対照試料よりも良好な、非常に良好な防汚性特性を示した。これらの試料はまた、ＰＵ構造またはＰＤ構造のいずれかで、充分なＡＲ４０耐汚染、および許容可能な浮遊試験の結果を示す。
実施例２−ナイロンカーペットの処理および性能
Ａｓｃｅｎｄのナイロン６．６の酸可染性Ｓｕｅｓｓｅｎセット未染色生地材料を使用した。処理系Ａは、第一に０．００４％ｏｗｆのＡｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ １９９とともに０．５％ｏｗｆのＤＯＳＳ ７０湿潤剤およびｐＨ５にするための酢酸を含有している４００％ｗｐｕの染料浴を組み込んだ。染料浴はまた、３．０％ｏｗｆで、ＰＳＬからの汚染耐性ＡＴＦＢを含んでいた。上記浴を、パンシステムを使用して、ナイロン繊維に適用して、飽和蒸気で４分間加熱した後、すすいで、抽出した。次に、第２の浴を、同じ適用システムを使用して適用して、２分間蒸気に当てた後、すすいで、抽出して、乾燥した。この浴は、４％ｏｗｆのＴａｎａｐｅｌのＤＳＲ防汚剤、０．４％ｏｗｆのＺｅａｌａｎｄのＲ３撥液剤、２％ｏｗｆの酢酸および３５０％ｗｐｕの水を含有した。
比較試料Ｂは、ＡＴＦＢ汚染耐性剤が染料浴から除去されて、代わりに処理浴の後に加えられることを除いて、上記と本質的に同じアプローチを使用して加工した。
カーペット試料を乾燥および調整した後、上述するように、２インチ×２インチの試料を、各条件から切り出して、パイルダウン浮遊実験に付した。試料Ａは、水浴と接触して、繊維の湿潤をほぼまたは全く伴わずに、２分間浮遊した。試料Ｂは、同様に試験した場合、即座に沈み、処理浴成分の乏しい吸尽を示した。
実施例３−ナイロンカーペットの処理および性能
カチオン性を示し得る撥液剤および防汚化合物を含有する保護処理浴の適用前に、染料浴中に汚染耐性材料を使用することの影響を計測するために、実験を設定した。以下の実施例において、Ａｓｃｅｎｄの酸可染性カーペット未染色生地を使用し、糸は、１４００のトータルデニールコンストラクションに設定したＳｕｅｓｓｅｎセットであり、タフティングコンストラクションは、ヤード当たり４０ｏｚであった。
４５０％ｗｐｕの適用で、染色を実施した後、飽和蒸気を使用して、４分蒸気を当て、続いてすすいで、抽出した。次に、保護処理浴を、３５０％ｗｐｕを使用して適用した後、飽和蒸気を２分間当て、続いて、すすいで、抽出し、その後、２３０Ｆで５分間乾燥させた。次に、炭酸カルシウム充填剤５００部の負荷を使用したＳＢＲラテックス化合物を適用した後、１１０℃で５分間のオーブン曝露を行った。試料を、実験前に少なくとも８時間、７０Ｆ／６５ＲＨで調整した。
ＰＵ構造およびＰＤ構造の両方で、試料を浮遊性能に関して試験した。この試験に関して、１００の値は、試料が水浴中で完全に湿り、２分の間隔が終了する前に底に沈んだことを示した。５０の値は、試料が２分の測定点でタフト（ｔｕｆｔｓ）に至るまで５０％湿ったことを示した。０の値は、試料が水で全く湿らず、２分の時点で、水浴から除去されるとき本質的に乾燥していたことを示す。
試料はまた、ＡＡＴＣＣ １７５法を使用して、ＡＲ４０汚染耐性に関して実験し、より先の文書に記載されたものと同じ試験方法を使用して、乾燥汚物曝露の影響を試験した。特定の処理組成物パラメーターおよび実験結果を表ＶＩＩに与える。
Figure 2021503051
表形式データは、染色された繊維は、カチオン性の非フッ素化処理浴と接触する前に、染色した線維がアニオン電荷を有するように、汚染耐性（ｓｔａｉｎ ｒｅｓｉｓｔ）材料を染料浴に加えることに起因する浮遊試験性能に関する利点を示す（実施例２−２および実施例２−５）。試料４は、従来のＣ６フッ素化製品（ＪＡ６０）、およびこの材料のナイロン繊維上の吸尽のための酸性ＥＸ（Ａｃｉｄ ＥＸ）を使用した比較例である。
同様に、ｖａｔ染色された試料（２−５）が、ずば抜けて優れている防汚性評価をもたらしたことは、注目に値する（未処理の対照で−３５．０５に対して、−１８．０６のＤＬ＊）。この結果は予想外であり、酸可染性であるが、ｖａｔ染料浴を使用して染色された（ｖａｔ染料浴の一部として防汚染性化学物質を有し、続いて、撥液剤、防汚性剤、酸および汚染耐性を含有する非フッ素化保護化学浴で後処理される）ナイロン繊維を使用した系は、全ての試験において、優れた性能をもたらしたことを示す。
実施例４−ナイロンカーペットの処理および性能
実施例３は、繊維を、カチオン性非フッ素化保護処理浴と接触させる前に、酸可染性ナイロン用の染料浴に、有効量のアニオン性汚染耐性化学を含むことのポジティブな効果について詳述した。酸可染性ナイロン繊維に本質的にアニオン性の電荷状態が備えられていると、保護処理浴が適用されると、カチオン性の非フッ素化処理化学の優れた吸尽が与えられると考えられる。
この実施例により、この効果がまた、染料固着プロセス中に、高ｐＨの条件で、酸可染性ナイロン繊維を染色することによって容易に与えられ得ることが確認される。その全体が参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／４４８９７号に記載される、ナイロン繊維染色に関して設計されるｖａｔ染色システムを使用した場合に、これらの条件が達成される。酸可染性繊維の、高ｐＨ浴への曝露は、繊維にアニオン電荷状態を与えるか、またはアミン末端基に通常存在するカチオン電荷状態が中和されると考えられる。これらの条件下で、カチオン性撥液化学および防汚性化学の優れた吸尽は、表ＶＩＩＩにおいて明らかであるように達成される。
Figure 2021503051
本発明の様々な実施形態が、本発明の様々な目的の達成において記載されてきた。これらの実施形態は、本発明の原理を単に説明するに過ぎないことが理解されるべきである。本発明の多数の変更および適応は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、当業者に容易に明らかである。

Claims (57)

  1. 繊維を処理するための組成物であって、
    酸性の水性または水系連続相と、
    デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相と
    を含む組成物。
  2. ｐＨ２．５〜６．５を有する、請求項１に記載の組成物。
  3. ｐＨ３〜４を有する、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記デンドリマー成分のデンドリマーが、疎水性末端残基を含む、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記疎水性末端残基が、アルキルまたはアルケニル残基である、請求項３に記載の組成物。
  6. 前記デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンが、繊維重量に基づいて（ｏｗｆ）０．５％〜６％の量で前記組成物中に存在する、請求項１に記載の組成物。
  7. 前記デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンが、１％ｏｗｆ〜３％ｏｗｆの量で前記組成物中に存在する、請求項１に記載の組成物。
  8. 少なくとも１つの酸をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  9. 前記少なくとも１つの酸が、カルボン酸を含む、請求項８に記載の組成物。
  10. 前記カルボン酸が、酢酸またはその誘導体を含む、請求項９に記載の組成物。
  11. 前記少なくとも１つの酸が、０．２％ｏｗｆ〜２％ｏｗｆの量で存在する、請求項９に記載の組成物。
  12. 前記繊維が、アニオン官能基で化学的に修飾される、請求項１に記載の組成物。
  13. 前記繊維が、カチオン可染性ナイロンである、請求項１２に記載の組成物。
  14. 酸汚染耐性成分をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  15. 前記酸汚染耐性成分が、前記繊維にアニオン性を付与する、請求項１４に記載の組成物。
  16. 前記酸汚染耐性成分が、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で存在する、請求項１４に記載の組成物。
  17. 防汚性成分をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
  18. 前記防汚性成分が、最大で６％ｏｗｆの量で存在する、請求項１７に記載の組成物。
  19. 酸汚染耐性成分と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む処理組成物を、繊維表面に適用した繊維を含むテキスタイル組成物。
  20. 前記デンドリマー成分のデンドリマーが、疎水性末端残基を含む、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  21. 前記疎水性末端残基が、アルキルまたはアルケニル残基である、請求項２０に記載のテキスタイル組成物。
  22. 前記デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンが、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で前記処理組成物中に存在する、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  23. 前記酸汚染耐性成分が、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で前記処理組成物中に存在する、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  24. 酸汚染耐性成分が、１％ｏｗｆ〜５％ｏｗｆの量で前記処理組成物中に存在する、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  25. 前記繊維が、アニオン部分を含む、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  26. 前記繊維が、前記アニオン部分で化学的に修飾される、請求項２５に記載のテキスタイル組成物。
  27. 前記アニオン部分が、前記酸汚染耐性成分によって与えられる、請求項２６に記載のテキスタイル組成物。
  28. 前記繊維が、カチオン可染性ナイロンである、請求項２６に記載のテキスタイル組成物。
  29. 前記処理組成物が、防汚性成分をさらに含む、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  30. 前記処理組成物を含む前記繊維表面が、繊維長の少なくとも５０パーセントにわたる、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  31. 前記処理組成物を含む前記繊維表面が、繊維長の少なくとも８０パーセントにわたる、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  32. 前記処理組成物を含む前記繊維表面が、前記繊維の全長にわたる、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  33. 前記繊維が、床カバーコンストラクションを形成する、請求項１９に記載のテキスタイル組成物。
  34. 前記床カバーが、カーペットである、請求項３３に記載のテキスタイル組成物。
  35. 繊維を処理する方法であって、
    酸性の水性または水系連続相と、デンドリマー成分および／または非デンドリマーアルキルウレタンを含む撥液相とを含む処理組成物を用意することと、
    処理組成物を、繊維に適用することと
    を含む方法。
  36. 前記処理組成物のｐＨが、２．５〜６．５である、請求項３５に記載の方法。
  37. 前記処理組成物のｐＨが、３〜４である、請求項３５に記載の方法。
  38. 前記デンドリマー成分のデンドリマーが、疎水性末端残基を含む、請求項３５に記載の方法。
  39. 前記デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンが、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で前記処理組成物中に存在する、請求項３５に記載の方法。
  40. 前記デンドリマー成分または非デンドリマーアルキルウレタンが、１％ｏｗｆ〜３％ｏｗｆの量で前記処理組成物中に存在する、請求項３５に記載の方法。
  41. 前記処理組成物が、少なくとも１つの酸を含む、請求項３５に記載の方法。
  42. 前記少なくとも１つの酸が、カルボン酸を含む、請求項４１に記載の方法。
  43. 前記カルボン酸が、酢酸またはその誘導体を含む、請求項４２に記載の方法。
  44. 前記少なくとも１つの酸が、０．２％ｏｗｆ〜２％ｏｗｆの量で存在する、請求項４１に記載の方法。
  45. 前記繊維が、カチオン可染性ナイロンである、請求項３５に記載の方法。
  46. 前記繊維が、１つまたは複数のアニオン部分で化学的に修飾される、請求項３５に記載の方法。
  47. 酸汚染耐性成分が、繊維に前記１つまたは複数のアニオン部分を付与する、請求項４６に記載の方法。
  48. 前記繊維が、酸可染性ナイロンである、請求項４７に記載の方法。
  49. 前記処理組成物を前記繊維に適用することが、前記繊維を前記処理組成物で完全に湿らせることを含む、請求項３５に記載の方法。
  50. 前記処理組成物を前記繊維に適用することが、前記繊維を前記処理組成物中に浸漬させることを含む、請求項３５に記載の方法。
  51. 前記繊維および前記処理組成物を加熱して、前記撥液相を前記繊維上に吸尽させることをさらに含む、請求項４９または５０に記載の方法。
  52. 前記繊維および前記処理組成物が、蒸気を用いて加熱される、請求項５１に記載の方法。
  53. 前記撥液相が、繊維長の５０パーセントにわたって吸尽される、請求項５１に記載の方法。
  54. 前記撥液相が、繊維全長にわたって吸尽される、請求項５１に記載の方法。
  55. 前記処理組成物が、０．５％ｏｗｆ〜６％ｏｗｆの量で酸汚染耐性成分をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
  56. 前記処理組成物が、防汚性成分をさらに含む、請求項５５に記載の方法。
  57. 前記防汚性成分が、テトラエトキシシランを含む、請求項５６に記載の方法。
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