JP2022103125A - スリップ防止効果のある撥水性有機微粒子 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた耐スリップ性を基材に付与できる有機微粒子および耐スリップ剤組成物を提供する。【解決手段】有機微粒子が、(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体、および必要により(II)少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する架橋性単量体、から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる。耐スリップ剤組成物は、(A)有機微粒子、および(B)水性媒体を含んでなる。【選択図】なし

Description

本開示は、スリップ防止効果のある撥水性有機微粒子、特に非フッ素の有機微粒子に関する。
従来、撥水性を基材、特に布などの繊維製品に付与するために、撥水剤を基材に適用する。撥水剤によって繊維の滑り性が高くなり、繊維製品の目ずれが生じることがある。目ずれは、繊維製品に力を及ぼすとき、例えば、繊維製品の縫製時および繊維製品の着用時に、生じ易い。撥水性を付与しながら、目ずれを防止するスリップ防止効果(耐スリップ性)を有する撥水剤が検討されている。
特許文献1は、炭素数12~24の環状構造を持たないアルキル基を有する(メタ)アクリレート40重量%以上80重量%未満と、炭素数6~12の芳香環又は置換基を有する芳香環、或いは、炭素数5~12のシクロアルカン又は置換基を有するシクロアルカンを含有する重合性単量体10重量%以上50重量%未満が重合したアクリル系共重合体を含有する撥水剤組成物によって、縫目滑脱性を抑えることを開示している。
スリップ防止剤が使用されているが、一般に市販されているスリップ防止剤は、無機のシリカ系粒子である。しかしながら、シリカ系粒子は、撥水性を低下させる。撥水性を低下させずにスリップ防止効果を与えるスリップ防止剤が求められている。
国際公開2015/178471号
本開示は、優れた耐スリップ性(スリップ防止性)を基材に付与できる撥水性有機微粒子を提供する。
本開示は、粒子形状を有する状態で基材上に存在し得る有機微粒子であって、基材上で、基材に、良好な耐スリップ性を与える有機微粒子に関する。有機微粒子は、良好な撥水性をも与えることができる。有機微粒子は、粒子形状を有する状態で基材に付着できる。
本開示において、発現する耐スリップ性は、8.0mm以下であることが好ましい。
本開示において、発現する撥水性は、
(i)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の水の接触角が120度以上、または
(ii)布に付着させた場合の有機微粒子が付着した布の転落速度が100mm/s以上、または
(iii)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の撥水性試験80点以上
の少なくとも1つ以上を意味する。
本開示は、
(A)有機微粒子、および
(B)水性媒体
を含んでなる撥水剤組成物に関する。
加えて、本開示は、
(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体
から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる有機微粒子に関する。
有機微粒子を構成する重合体は、単量体(I)に加えて、
(II)少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する架橋性単量体、
から形成される繰り返し単位をも有してよい。
有機微粒子を構成する重合体は、さらに、
(III)1つのエチレン性不飽和二重結合と、少なくとも1つの反応性基および/または親水性基を有する反応性・親水性単量体、または1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数1または2の炭化水素基を有する短鎖炭化水素含有単量体、
(IV)炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基またはポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体
から選択された少なくとも1種の単量体から形成される繰り返し単位をも有してよい。
本開示の好ましい態様は、次のとおりである。
態様1:
粒子形状を有する状態で基材上に存在し得る有機微粒子であって、基材上で耐スリップ効果を発現する有機微粒子。
態様2:
基材上での耐スリップ性が8.0mm以下である態様1に記載の有機微粒子。
態様3:
(i)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の水の接触角が120度以上、
(ii)布に付着させた場合の有機微粒子が付着した布の転落速度が100mm/s以上、または
(iii)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の撥水性試験80点以上の少なくとも1つを満たす態様1または2に記載の有機微粒子。
態様4:
布上に観測できる微粒子の粒径が50~700nmである態様1~3のいずれかに記載の有機微粒子。
態様5:
(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の炭化水素基を有する疎水性単量体
から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる、態様1~4のいずれかに記載の有機微粒子。
態様6:
(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体および
(II)少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する架橋性単量体、
から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる有機微粒子。
態様7:
(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体
から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる有機微粒子であって、
疎水性単量体(I)のうち、ホモポリマーのガラス転移点が100℃以上である高ガラス転移点単量体を20モル%以上含んでなる有機微粒子。
態様8:
重合体が、
(III)1つのエチレン性不飽和二重結合と、少なくとも1つの反応性基および/または親水性基を有する反応性・親水性単量体、または1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数1または2の炭化水素基を有する短鎖炭化水素含有単量体、
および/または(IV)炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基またはポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体、
から選択された少なくとも1種の単量体から形成される繰り返し単位をも有する態様5~7に記載の有機微粒子。
態様9:
疎水性単量体(I)において、分岐状の炭化水素基の炭素数が3~11であり、環状炭化水素基の炭素数が4~15である態様5~8のいずれかに記載の有機微粒子。
態様10:
疎水性単量体(I)が、式:
CH=C(-R12)-C(=O)-Y11(R11)
または
CH=C(-R14)-Y12(H)5-l(R13)
[式中、R11およびR13は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基であり、
12およびR14は、水素原子、一価の有機基またはハロゲン原子であり、
11は、-O-、-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
12はベンゼン環であり、
Hは水素原子であり、
HおよびR13はY12にそれぞれ直接結合しており、
kは1~3、lは0~3である。]
で示される単量体であり、
架橋性単量体(II)が、式:
式:
Figure 2022103125000001

Figure 2022103125000002

または

Figure 2022103125000003
[式中、R31およびR33は、それぞれ独立的に直接結合、炭素数1~20の炭化水素基(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)、-(CHCHO)r-(rは1~10の整数)、-C-、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基であり、
32、R34、R35およびR36は、それぞれ独立的に水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
31は、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
pは、2~4であり、
qは1~5である。]
で示される単量体であり、
反応性・親水性単量体(III)が、式:
式:
CH=C(-R42)-C(=O)-Y41-(R43(R41)
または
CH=C(-R45)-Y42-(H)5-n(R44)
[式中、R41およびR44は、それぞれ独立的に反応性基または親水性基であり、
42およびR45は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
41は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
43は、直接結合、-O-、または2~4価の炭素数1~10(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)の炭化水素基を有する基であり、
42はベンゼン環であり、
Hは水素原子であり、
HおよびR44はY42にそれぞれ直接結合しており、
tおよびuは1~3であり、
oは、0または1である。]
で示される単量体、または、
短鎖炭化水素含有単量体(III)が、式:
CH=C(-R47)-C(=O)-Y43-R46
[式中、R46は、炭素数1または2の炭化水素基であり、
47は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
43は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)で
である。]
で示される単量体であり、
(メタ)アクリル単量体(IV)が、式:
CH=C(-R52)-C(=O)-Y51(R51)
[式中、R51は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基であり、
52は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
51は、2~4価の炭素数1の炭化水素基(特に、-CH-、-CH=および-C≡)、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基(但し、2価の炭化水素基のみの場合を除く)であり、
sは1~3である。]
で示される、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基を有する(メタ)アクリル単量体であるか、または
式:
CH=C(-R62)-C(=O)-Y61-R61
[式中、R61は、ポリジメチルシロキサン基を有する基であり、
62は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
61は、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基である。]
で示される、ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体である態様5~9のいずれかに記載の有機微粒子。
態様11:
反応性単量体(III)において、反応性基が、エポキシ基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ブロックイソシアネート基であり、親水性基が、ヒドロキシル基、アミノ基(Nに結合するHがメチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基に変換されたものを含む)、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、カルボン酸、スルホン酸、リン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基、塩素または臭素、ヨウ素イオンが対アニオンであるアンモニウム塩基、エチレングリコール基、ポリエチレングリコール基、アセトン骨格を有する基(-C(=O)-CH)からなる群から選択された少なくとも1種の基である、または反応性・親水性単量体(III)が炭素数6以下の短鎖の炭化水素基を側鎖に有する(メタ)アクリルアミドである態様8~10のいずれかに記載の有機微粒子。
態様12:
疎水性単量体(I)が、
t-ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル=アクリレート、
イソボロニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(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、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチルアクリレート、ベンジルアクリレート
t-ブチルスチレン、メチルスチレン、スチレン、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロへプチル(メタ)アクリレート、2,4-ジt-ブチルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、からなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
架橋性単量体(II)が、ジビニルベンゼン、1,4-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(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、ポリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチエレングルコールジ(メタ)アクリレート、エチレングルコールジ(メタ)アクリレート、メチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシ-1,3-アダマンタンジ(メタ)アクリレートからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
反応性・親水性単量体(III)が、グリシジル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、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-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(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、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、2-(トリメチルシリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2-(tert-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート 四級化物、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、t-ブチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド;および
4-ヒドロキシメチルスチレン、4-ヒドロキシエチルスチレン、4-アミノメチルスチレン、4-アミノエチルスチレン、2-(4-ビニルフェニル)オキシラン、2-(4-ビニルベンゾイル)オキシランからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
短鎖炭化水素基含有単量体(III)が、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、α―クロロメチルアクリレート、α―クロロエチルアクリレートからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
(メタ)アクリル単量体(IV)が、
ステアリル(メタ)アクリレート、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)C1735、CH=CHC(=O)OCNHSO1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)OC1837、CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)NHC1837
式:
Figure 2022103125000004

Figure 2022103125000005

Figure 2022103125000006

Figure 2022103125000007

または

Figure 2022103125000008

[式中、nは1~500の数である。]
からなる群から選択された少なくとも1種の単量体である態様5~11のいずれかに記載の有機微粒子。
態様13:
(i)疎水性単量体(I)/反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)のモル比が、100/0~50/50、
(ii)架橋性単量体(II)が、疎水性単量体(I)、反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)、及び(メタ)アクリル単量体(IV)の合計100モル部に対して、0.1~30モル部、
または、(iii)(メタ)アクリル単量体(IV)が、疎水性単量体(I)及び反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)の合計100モル部に対して、0~30モル部
の少なくとも一つを満たす、態様5~12のいずれかに記載の有機微粒子。
態様14:
態様1~13のいずれかに記載の有機微粒子を含んでなる耐スリップ剤。
態様15:
態様1~13のいずれかに記載の有機微粒子の、耐スリップ剤としての使用。
態様16:
(A)態様1~13のいずれかに記載の有機微粒子、および
(B)水性媒体
を含んでなる耐スリップ剤組成物。
態様17:
有機微粒子(A)の量が耐スリップ剤組成物に対して50重量%以下である態様16に記載の耐スリップ剤組成物。
態様18:
さらに、(C)バインダー樹脂、(D)界面活性剤、および(E)架橋剤のどれか一つ以上を含む態様16または17に記載の耐スリップ剤組成物。
態様19:
バインダー樹脂(C)が、側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有する非フッ素重合体、および側鎖に炭素数1~20のフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体から選択された少なくとも1種の重合体である態様18に記載の耐スリップ剤組成物。
態様20:
バインダー樹脂(C)が、アクリル重合体、ウレタン重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、シリコーン重合体およびこれらの組み合わせである態様18または19に記載の耐スリップ剤組成物。
態様21:
バインダー樹脂(C)/有機微粒子(A)の重量比が20/80~99/1または、バインダー樹脂(C)の量が、バインダー樹脂(C)と有機微粒子(A)の重量を合計100とした場合、30~99重量%である態様18~20のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物。
態様22:
水性媒体中で、単量体100重量部に対して30重量部以下である界面活性剤の存在下で、単量体を重合させて有機微粒子(A)の水分散体を得る工程、
を有する態様16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物の製造方法。
態様23:
さらに、
有機微粒子(A)の水分散体にバインダー樹脂(C)の水分散体を加えることによって、あるいは有機微粒子(A)の水分散体の中においてバインダー樹脂用の単量体を重合してバインダー樹脂(C)を得ることによって、あるいはバインダー樹脂の水分散体の中において、有機微粒子用の単量体を重合することによって、有機微粒子(A)およびバインダー樹脂(C)が分散した水分散体を得る工程
を有する態様22に記載の製造方法。
態様24:
態様16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物を含む処理液を繊維製品に適用する繊維製品の処理方法。
態様25:
態様16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物を適用した、繊維製品。
態様26:
耐スリップ性が8.0mm以下である態様25に記載の繊維製品。
態様27:
繊維製品が、衣類、アウトドア、スポーツ用品用の布である、態様25または26に記載の繊維製品。
本開示のスリップ防止剤(有機微粒子または撥水剤組成物)は、優れた耐スリップ性を繊維製品などの基材に付与することができる。
本開示のスリップ防止剤は、優れた撥水性(接触角および転落速度)を与える。従来のスリップ防止剤は撥水性を低下させるが、本開示のスリップ防止剤は撥水性を低下させない。
スリップ防止剤は、有機微粒子を含んでなる。スリップ防止剤は、有機微粒子のみからなっていてもよいし、有機微粒子に加えて、他の成分を含んでもよい。
撥水剤組成物は、スリップ防止剤として機能する。
撥水剤組成物(すなわち、スリップ防止剤)は、
(A)有機微粒子、および
(B)水性媒体
を含んでなる。
撥水剤組成物は、さらに、
(C)バインダー樹脂、および/または
(D)界面活性剤
を含んでいてよい。バインダー樹脂(C)を含むことにより、より高い撥水性が得られる。
撥水剤組成物は、好ましい態様において、次のような成分を含む。
有機微粒子(A)、
有機微粒子(A)+水性媒体(B)、
有機微粒子(A)+水性媒体(B)+バインダー樹脂(C)、
有機微粒子(A)+水性媒体(B)+界面活性剤(D)、
有機微粒子(A)+水性媒体(B)+バインダー樹脂(C)+界面活性剤(D)
有機微粒子(A)+水性媒体(B)+バインダー樹脂(C)+架橋剤(E)、または
有機微粒子(A)+水性媒体(B)+バインダー樹脂(C)+界面活性剤(D)+架橋剤(E)
(A)有機微粒子
有機微粒子は、撥水性および耐スリップ性を発揮する有効成分として働く。有機微粒子は、非フッ素重合体によって形成されていることが好ましい。
有機微粒子の平均粒径は、耐スリップ性と水分散体の安定性の観点から30~1000nm、好ましくは40~700nmまたは45~300nmであってよい。平均粒径は、動的光散乱法(DLS)で測定した粒子の平均粒径を意味する。
有機微粒子は、基材上に粒子形状をとどめ、撥水性とともに、耐スリップ性を発現する。
発現する耐スリップ性は、有機微粒子を布に付着させた場合に、フッ素を用いない撥水剤のみを使用した場合と比較して、0.5mm以上滑脱抵抗力試験の値が向上していればよく、例えば、有機微粒子を含まない撥水剤のみを付着させた布の滑脱抵抗力試験の値が9.5mmであった場合、9.0mm以下、8.5mm以下、さらに8.0mm以下、さらに7.0mm以下、6.0mm以下になることが好ましい。また、耐スリップ性は、有機微粒子を付着させない場合との比較ではなく、滑脱抵抗力試験の値として8.0mm以下であることが好ましく、7.0mm以下、6.0mm以下、さらに4.0mm以下であることを意味することが好ましい。
耐スリップ性を示す滑脱抵抗力試験の値は、8.0mm以下、6.0mm以下、4.0mm以下、3.0mm以下、2.0mm以下、1.5mm以下または1.0mm以下(下限0mm)であってよい。耐スリップ性は、JIS L 1096(縫目滑脱B法)に従って測定する。具体的には、有機微粒子付着時の耐スリップ性は、有機微粒子を含む組成物に布、例えばPET布(ホワイト)を浸漬した後、マングルに通し、170℃で1分間ピンテンターに通し、有機微粒子が付着したPET布を用意して、 JIS L 1096(縫目滑脱B法)に従って行う。撥水剤で処理されたポリエステル布(ホワイト) の 10cm×17cmの試験片をたて方向及びよこ方向にそれぞれ5枚採取し、この試験片の表を中にして半分に折り、折目を切断し、切断端から1cmのところを本縫い縫い目形式、縫目数5目/cm、ポリエステルフィラメント78dex × 3の糸を用い、普通針11のミシン針で縫い合わせた。引っ張り試験機を用いて、グラブ法によってつかみ間隔7.62cm、1分間当たり30cmの引っ張り強度で所定の荷重(49.0N(5kgf))を与えた後、試験片をつかみから取り外し、1時間放置後、縫目付近のたるみが消える程度の荷重の滑りの最大孔の大きさを計測(mm)することによって求められる。
耐スリップ性(すなわち、滑脱抵抗力試験の値)は未処理の布と同等、すなわち2.0mm以下であることが最も好ましいが、フッ素を用いない撥水剤のみを使用した場合と比較して、0.5mm以上滑脱抵抗力試験の値が向上していればよく、さらに8.0mm以下、7.0mm以下、6.0mm以下、例えば5.0mm以下が好ましい。
発現する撥水性は、
(i)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の水の接触角が120度以上、または
(ii)布に付着させた場合の有機微粒子が付着した布の転落速度が100mm/s以上、または
(iii)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の撥水性試験80点以上
を意味する。
有機微粒子を含む組成物を付着させた布上で水の接触角(有機微粒子を付着させた布上で水の接触角あるいは有機微粒子およびバインダー(および他の成分)を付着させた布上で水の接触角)が、好ましくは120度以上、より好ましくは130度以上、更に好ましくは140度以上である。具体的には、布上で水の接触角は、有機微粒子を含む組成物にPET布(目付:88g/m2、70デニール、グレー)を浸漬した後、マングルに通し、170℃で1分間ピンテンターに通し、有機微粒子が付着したPET布を用意し、このPET布上に2μLの水を滴下し、着滴1秒後の静的接触角を、全自動接触角計(協和界面科学製DropMaster701)を用いて測定することによって求められる。
布(PET布)において、水の転落速度が、100mm/s以上、例えば130mm/秒以上、更に、150mm/秒以上または200mm/秒以上であることが好ましい。転落速度は、30度の傾斜をつけた基材にマイクロシリンジから水を20μL滴下して、転落していく約40mmの距離の平均転落速度である。具体的には、有機微粒子を含む組成物にPET布(目付:88g/m2、70デニール、グレー)を浸漬した後、マングルに通し、170℃で1分間、ピンテンターに通し、有機微粒子が付着したPET布を用意し、全自動接触角計(協和界面科学製DropMaster701)によって、30度の傾斜をつけたPET布にマイクロシリンジから水を20μL滴下し、滴下した水が転落していく様子をハイスピードカメラ(キーエンス社製VW-9000)を用いて測定して、約40mmの距離の平均転落速度を転落速度とする。
撥水性試験は、80点以上または90点以上であることが好ましい。
撥水性試験は、JIS-L-1092(AATCC-22)のスプレー法に準じて行う。撥水性試験の詳細は、本願明細書の実施例において説明している。
微粒子の基材上での凹凸は、レーザー顕微鏡、または走査型電子顕微鏡で観察することができる。基材上に粒子を塗布した後、加熱(例えば、170℃で1分間)前後において、加熱後にその粒子の平均直径(平均粒径)が加熱前の50%以上であることが好ましく、60%以上がより好ましい。または、布上に観測できる微粒子の平均粒径が30~1000nm、より好ましくは40~700nmまたは50~500nmであることが好ましい。この平均粒径は、一般に、基材上に粒子を塗布した後、加熱(170℃で1分間)後の平均粒径であることが好ましい。
いくつかの態様において、有機微粒子は、
(I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体
から形成される繰り返し単位を有する重合体であって、
さらに、
(II)少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する架橋性単量体
から形成される繰り返し単位を有するかまたは有しない重合体を含んでなる。
いくつかの態様において、有機微粒子は、さらに、
(III)1つのエチレン性不飽和二重結合と、少なくとも1つの反応性基および/または親水性基を有する反応性・親水性単量体、または1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数1または2の炭化水素基を有する短鎖炭化水素含有単量体、および/または
(IV)炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基またはポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体、
から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる。
単量体(I)~(IV)(および他の単量体(V))のそれぞれは、2種以上の単量体を有していてよい。
有機微粒子を構成する重合体は、非フッ素重合体であることが好ましい。
(I)疎水性単量体
疎水性単量体(I)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つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する。
疎水性単量体(I)が、分岐状の炭化水素基(例えば、分岐状のアルキル基)、特にt-ブチル基やイソプロピル基、下記の式に示すような多分岐構造の基:
Figure 2022103125000009
を有することが好ましい。
疎水性単量体(I)は、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を含有するアクリレート化合物、アクリルアミド化合物またはスチレン化合物であることが好ましい。すなわち、疎水性単量体(I)は、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を含有するアクリレート化合物、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を含有するアクリルアミド化合物、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基(ベンゼン環を除く)を含有するスチレン化合物であることが好ましい。疎水性単量体(I)は非フッ素単量体であることが好ましい。
疎水性単量体(I)は、式:
CH=C(-R12)-C(=O)-Y11(R11)
または
CH=C(-R14)-Y12(H)5-l(R13)
[式中、R11およびR13は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基であり、
12およびR14は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
11は、-O-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)、あるいは-O-または-NR’-から選択された少なくとも1つの基を有する2価~4価の連結基であり、
12はベンゼン環であり、
Hは水素原子であり、
HおよびR13はY12にそれぞれ直接結合しており、
kは1~3、lは1~5である。]
で示される単量体であることが好ましい。
11およびR13は、分岐状または環状の炭化水素基である。分岐状の炭化水素基(例えば、炭素数3~11(特に3~8または4~6)または12~30)は、脂肪族炭化水素基、特に飽和の脂肪族炭化水素基、特別にアルキル基であることが好ましい。環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、特に飽和の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、または芳香脂肪族炭化水素基であってよい。-CH基は-CH-に比べ表面自由エネルギーが低く撥水性を示しやすい。このため分岐が多く、-CH基が多い構造が好ましい。分岐状の炭化水素基において、-CH基の数は、2~15、例えば3~10、3~9、4~8または4~6であってよい。
分岐状の炭化水素基(例えば、分岐状のアルキル基)は、炭素数3もしくは4のアルキル基、特にt-ブチル基やイソプロピル基、または炭素数5~30の多分岐構造の炭化水素基(特にアルキル基)、例えば、下記の式:
Figure 2022103125000010
に示すような多分岐構造の基であってよい。
環状の炭化水素基は、飽和または不飽和である、単環基、多環基、橋かけ環基などであってよい。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4~20(例えば、6~15または6~10)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10以下であってよい。環状炭化水素基の環における炭素原子が、(メタ)アクリレート基におけるエステル基に直接に結合していてよいし、炭化水素のスペーサーを介して結合していてもよい。R11において、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。
環状の炭化水素基の具体例は、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロブチル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチル基、イソボロニル基、ナフタレン基、ボルニル基、トリシクロデカニル基、フェニル基、ビフェニル基、トリフェニル基である。
12およびR14は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、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、あるいは、-CF基であってよい。R12およびR14の例は、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基であってよい。R12およびR14は、水素原子、メチル基または塩素原子であることが好ましい。R12はメチル基であることがより好ましい。R12がメチル基であることにより、より高い耐スリップ性が得られる。R14は、特に反応性の観点から、水素原子であることが好ましい。
11は、2価の基であることが好ましい。Y11は、-O-または-NH-であることが好ましい。
12はベンゼン環である。Y12を有する単量体は、スチリル基を有する。Y12を有する単量体において、1~3個のR13基および2~4個の水素原子がベンゼン環に結合している。
kは、1であることが好ましい。
lは、1~3であってよいが、1または2であることが好ましい。
疎水性単量体は、分岐状の炭化水素基を有する単量体と環状の炭化水素基を有する単量体の組みあわせ、あるいは単環の環状の炭化水素基を有する単量体と多環もしくは橋かけ環の環状の炭化水素基を有する単量体の組みあわせであってよい。疎水性単量体において、分岐状の炭化水素基を有する単量体と環状の炭化水素基を有する単量体の重量比、および単環の環状の炭化水素基を有する単量体と多環もしくは橋かけ環の環状の炭化水素基を有する単量体の重量比は、10/90~90/10、30/70~70/30または40/60~60~40であってよい。
疎水性単量体の具体例は、次のとおりである。下記の化学式の化合物は、α位が水素原子であるアクリル化合物であるが、具体例は、α位がメチル基であるメタクリル化合物およびα位が塩素原子であるαクロロアクリル化合物であってよく、α位がメチル基であるメタクリル化合物が好ましい。またスチレン誘導体においても、下記の化学式の化合物はα位が水素原子であるアクリル化合物であるが、具体例は、α位がメチル基であるαメチルスチレン化合物およびα位が塩素原子であるαクロロスチレン化合物であってよく、α位が水素原子であるスチレン化合物が好ましい。

Figure 2022103125000011

Figure 2022103125000012

Figure 2022103125000013

Figure 2022103125000014

Figure 2022103125000015

Figure 2022103125000016

Figure 2022103125000017

Figure 2022103125000018

Figure 2022103125000019

Figure 2022103125000020

Figure 2022103125000021

Figure 2022103125000022

Figure 2022103125000023
[式中、tBuは、t-ブチルである。]
環状炭化水素基を有する単量体の具体例としては、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(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。
疎水性単量体(I)の好ましい具体例は、t-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチルスチレン、メチルスチレン、スチレン、イソプロピル(メタ)アクリレート、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル=アクリレート、2,4-ジt-ブチルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルフェニル(メタ)アクリレート、2,3,4-メチルフェニル(メタ)アクリレート、である。
疎水性単量体(I)のより好ましい具体例は、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t-ブチルスチレン、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、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、である。
疎水性単量体(I)は、高ガラス転移点単量体(高Tg単量体)であってよい。有機微粒子が架橋性単量体(II)を含まない場合、疎水性単量体(I)は、高Tg単量体であることが好ましい。高Tg単量体とは、そのホモポリマーのTgが50℃以上である単量体をさす。単量体(I)のうち、高Tg単量体(I-a)は、ガラス転移点が50℃以上であり、100℃以上が好ましい。ホモポリマーのガラス転移点は、例えば120℃以上、特に150℃以上であってよく、250℃以下であってよい。
ホモポリマーのガラス転移点(ガラス転移温度)は示差走査熱量測定(DSC)により算出した。試料10mgを10℃/minで昇温することによりDSC曲線を得て、DSC曲線の二次転移前後のそれぞれのベースラインの延長線と、DSC曲線の変曲点における接線との交点の中間点が示す温度として求めることができる。有機微粒子は疎水性単量体として、1種の単量体のみを有してもよいし、2種以上を有してもよく、高Tgの疎水性単量体(I-a)および/または高Tgでない疎水性単量体(I)をそれぞれ独立に有していてよい。
高ガラス転移点単量体は、式:
Figure 2022103125000024
または

Figure 2022103125000025

[式中、R21およびR23は、炭素数1~30の炭化水素基、-C-、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される基であり、
22およびR24は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
21は、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)である。]
で示される単量体であってよい。
21およびR23の例は、シクロヘキシル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチル基、イソボロニル基、ナフタレン基、ボルニル基、トリシクロデカニル基、フェニル基である。
22およびR24は、水素原子、メチル基、フッ素原子を除くハロゲン原子、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、あるいは、-CF基であってよい。R22およびR24の例は、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子、-CF基、シアノ基である。R22およびR24は、水素原子、メチル基、塩素原子であることが好ましい。R22はメチル基であることがより好ましい。R22がメチル基であることにより、より高い撥水性および高い耐スリップ性が得られる。一方、R24は、特に反応性の観点から、水素原子であることが好ましいが、撥水性および耐スリップ性の観点ではメチル基が好ましく、その反応性と撥水性を両立するようにR24を選択することが好ましい。
21は、-O-または-NH-であることが好ましい。
高ガラス転移点単量体の具体例は、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-t-ブチルフェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレートなどのアクリレートエステルおよび、スチレン、αメチルスチレン、スチレン誘導体などである。
(II)架橋性単量体
架橋性単量体(II)は、少なくとも2つ(特に、2つ、3つまたは4つ)のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物である。架橋性単量体(II)は非フッ素単量体であることが好ましい。
架橋性単量体(II)は、式:
Figure 2022103125000026

Figure 2022103125000027

または

Figure 2022103125000028

[式中、R31およびR33は、それぞれ独立的に直接結合、あるいは炭素数1~20の炭化水素基(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)、-(CHCHO)-(rは1~10の整数)、-C-、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基であり、
32、R34、R35およびR36は、それぞれ独立的に、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
31は、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
pは、2~4であり、
qは1~5である。]
で示される単量体であることが好ましい。
31およびR33の例は、直接結合、酸素原子で中断されていてよいかおよび/または水素原子がOH基で置換されていてよい2~4価(例えば、2~3価)の炭素数1~20(または2~10の)炭化水素基、エチレングリコール基、プロピレングリコール基、グリセロール基、シクロヘキシル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基、イソボロニル基、ナフタレン基、ボルニル基、トリシクロデカニル基、およびフェニル基であるか、あるいはこれらの基のいずれかを含む基である。R31およびR33は、ポリマー基であってよく、ポリマー基を構成する構成単位が、上記の例示の基(例えば、エチレングリコール基)であってよい。R31およびR33は、2価の基であることが好ましい。
31は、-O-、または-NH-であることが好ましい。
32、R34、R35およびR36は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、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ってよい。あるいは、-CF基であってよい。R32、R34、R35およびR36の例は、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子、-CF基、シアノ基である。R32、R34、R35およびR36は、水素原子、メチル基、または塩素原子であることが好ましい。R32はメチル基であることがより好ましい。R32がメチル基であることにより、より高い撥水性および高い耐スリップ性が得られる。R34、R35およびR36は、特に反応性の観点から、水素原子であることが好ましい。
pは、2または3、特に2であってよい。
qは、1~3、特に1であってよい。
架橋性単量体(II)の具体例は、ジビニルベンゼン、1,4-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(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、ポリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチエレングルコールジ(メタ)アクリレート、エチレングルコールジ(メタ)アクリレート、メチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシ-1,3-アダマンタンジ(メタ)アクリレートである。
架橋性単量体(II)は、ジ(メタ)アクリレート化合物、ジビニルベンゼンであることが好ましい。
(III)反応性・親水性単量体または短鎖炭化水素基含有単量体
反応性・親水性単量体(III)は、1つのエチレン性不飽和二重結合と、少なくとも1つの反応性基および/または親水性基を有する。短鎖炭化水素基含有単量体(III)は、1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数1または2の炭化水素基を有する。
反応性基の例は、エポキシ基(例えば、グリシジル基)、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ブロックイソシアネート基である。
親水性基の例は、ヒドロキシル基、アミノ基(Nに結合するHがメチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基に変換されたものを含む)、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、カルボン酸、スルホン酸、リン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基、塩素または臭素、ヨウ素イオンが対アニオンであるアンモニウム塩基、エチレングリコール基、ポリエチレングリコール基、アセトン骨格を有する基(-C(=O)-CH)である。
反応性・親水性単量体(III)は、上記の反応性基および親水性基のみならず、疎水性単量体(I)よりも高い親水性を与える基を有する化合物をも含む。反応性・親水性単量体(III)は、疎水性単量体(I)よりも多く水に分配するようなオクタノール/水分配係数を有するもので、上記のような反応性基および親水性基を含まないものも含む。例えば、炭素数6以下の短鎖の炭化水素基を側鎖に有する(メタ)アクリルアミドが挙げられる。具体的には、メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、n-ブチル(メタ)アクリルアミド、t-ブチル(メタ)アクリルアミド、プロピル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、である。
反応性・親水性単量体(III)は非フッ素単量体であることが好ましい。
反応性・親水性単量体(III)は、式:
CH=C(-R42)-C(=O)-Y41-(R43(R41)
または
CH=C(-R45)-Y42-(H)5-n(R44)
[式中、R41およびR44は、それぞれ独立的に反応性基または親水性基であり、
42およびR45は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
41は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
43は、直接結合、-O-、または2~4価の炭素数1~10(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)の炭化水素基を有する基であり、
42はベンゼン環であり、
Hは水素原子であり、
HおよびR44はY42にそれぞれ直接結合しており、
tおよびuは1~3であり、
oは、0または1である。]
で示される単量体であることが好ましい。
短鎖炭化水素基含有単量体(III)は、式:
CH=C(-R47)-C(=O)-Y43-R46
[式中、R46は、炭素数1または2の炭化水素基であり、
47は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
43は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)である。]
で示される単量体であることが好ましい。
41およびR44は一価の基である。R41およびR44において、反応性基または親水性基の例は、上記のとおり(エポキシ基など、またはヒドロキシル基など)である。
46は、炭素数1または2の炭化水素基であり、例としては、メチル基およびエチル基が挙げられる。メチル基が好ましい。
42、R45およびR47は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、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ってよい。あるいは、-CF基であってよい。R42、R45およびR47の例は、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子、-CF基、シアノ基である。R42、R45およびR47は、水素原子、メチル基、塩素原子であることが好ましい。R42およびR47は、メチル基であることがより好ましい。R42およびR47がメチル基であることにより、より高い撥水性および高い耐スリップ性が得られる。R45は、特に反応性の観点から、水素原子であることが好ましい。
41およびY43は、-O-または-NH-であることが好ましい。
43は、2~4価の炭素数1~10の炭化水素基(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)であることが好ましい。2~4価の炭素数1の炭化水素基の例は、-CH-、枝分かれ構造を有する-CH=および枝分かれ構造を有する-C≡である。R43は、2価のアルキレン基、例えば、-(CH-(rは1~5の数である。)、あるいは2価または3価または4価のアルキル基、例えば、-(CH-(CH-)-H(rは1~5の数であり、sは1、2または3である。CH基およびCH-基の位置は記載の順序でなくてもよい。)であることが好ましい。2価のアルキレン基(例えば、炭素数1~4)がより好ましい。
42はベンゼン環である。Y42を有する単量体は、スチリル基を有する。Y42を有する単量体において、1~3個のR44基および2~4個の水素原子がベンゼン環に結合している。
oは、1であることが好ましい。
tは、1であることが好ましい。
uは、1~3であってよいが、1または2であることが好ましい。
反応性・親水性単量体(III)の具体例は、グリシジル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、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-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(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、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、2-(トリメチルシリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2-(tert-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート 四級化物、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、t-ブチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド;および
4-ヒドロキシメチルスチレン、4-ヒドロキシエチルスチレン、4-アミノメチルスチレン、4-アミノエチルスチレン、2-(4-ビニルフェニル)オキシラン、2-(4-ビニルベンゾイル)オキシランである。
短鎖炭化水素基含有単量体(III)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、α-クロロメチルアクリレート、α-クロロエチルアクリレートである。
(IV)(メタ)アクリル単量体
(メタ)アクリル単量体(IV)は、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基またはポリジメチルシロキサン基を有する。
(メタ)アクリル単量体(IV)は、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基を有する(メタ)アクリル単量体であってよい。
(メタ)アクリル単量体(IV)は、式:
CH=C(-R52)-C(=O)-Y51(R51)
[式中、R51は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基であり、
52は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
51は、2~4価の炭素数1の炭化水素基(特に、-CH-、-CH=および-C≡)、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基(但し、2価の炭化水素基のみの場合を除く)であり、
sは1~3である。]
で示される単量体であることが好ましい。
51は、直鎖状の炭化水素基である。R51の炭素数は、12~24または16~22であることが好ましい。R51の具体例は、n-ラウリル、n-ステアリル、n-ベヘニルである。
sは1、2または3である。sは1または2であることが好ましい。
sは1、2または3である。但し、Y51が4価の炭素数1の炭化水素基(具体的には分岐構造を有する-C≡)を有する場合などにおいて、s=3である。Y51が3価の炭素数1の炭化水素基(例えば、分岐構造を有する-CH=)を有する場合などにおいて、s=2である。Y51が3価および4価の炭素数1の炭化水素基を有しない場合(例えば、Y51が2価の炭素数1の炭化水素基(-CH-)を(例えば1~6個)有する場合)に、s=1である。
52は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、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、あるいは、-CF基であってよい。R52の例は、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基であってよい。R52は、水素原子、メチル基または塩素原子であることが好ましい。R52はメチル基であることがより好ましい。R52がメチル基であることにより、より高い耐スリップ性が得られる。
51は2価の基または3価の基、特に2価の基であることが好ましい。
2~4価の炭素数1の炭化水素基の例は、-CH-、枝分かれ構造を有する-CH=および枝分かれ構造を有する-C≡である。
51は2価の基である場合に、-CH-を有していてよいし、あるいは有していなくてもよい。Y51は3価の基である場合に、分岐構造である-CH=を有することが好ましく、
-CH-(-H(C-)-)-CH-、
すなわち、
Figure 2022103125000029
を有することが特に好ましい。
51は、-Y’-、-Y’-Y’-、-Y’-C(=O)-、-C(=O)-Y’-、-Y’-C(=O)-Y’-、-Y’-X’-、-Y’-X’-Y’-、-Y’-X’-Y’-C(=O)-、-Y’-X’-C(=O)-Y’-、-Y’-X’-Y’-C(=O)-Y’-、または-Y’-X’-Y’-X’-
[式中、Y’はそれぞれ独立して、直接結合、-O-、-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)または-S(=O)-であり、
X’は-(CH-(mは1~5の整数である)、炭素数1~5の不飽和結合を有する直鎖状の炭化水素基、炭素数1~5または3~5の枝分かれ構造を有する炭化水素基、または-(CH-C-(CH-(lはそれぞれ独立して0~5の整数であり、-C-はフェニレン基である)である。]
であってよい。
炭素数3~5の枝分かれ構造を有する炭化水素基は、2価、3価または4価であってよい。炭素数3~5の枝分かれ構造を有する炭化水素基の具体例は、
-CH(CH)-CH- (2価)、
Figure 2022103125000030
(2価)、
-CH-(-H(C-)-)-CH- (3価)、
すなわち、
Figure 2022103125000031

である。
2価の基であるY51の具体例は、-O-、-NH-、-O-C(=O)-、-NH-C(=O)-、-O-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-O-、-NH-C(=O)-NH-、-O-C-、-NH-C-、-O-(CHm-O-、-NH-(CHm-NH-、-O-(CHm-NH-、-NH-(CHm-O-、-O-(CHm-O-C(=O)-、-O-(CHm-C(=O)-O-、-NH-(CHm-O-C(=O)-、-NH-(CHm-C(=O)-O-、-O-(CHm-O-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-C(=O)-O-、-O-(CHm-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-C(=O)-、-O-(CHm-NH-C(=O)-NH-、-O-(CHm-O-C-、-O-(CHm-NH-S(=O)-、-O-(CHm-S(=O)-NH-、-NH-(CHm-NH-S(=O)-、-NH-(CHm-S(=O)-NH-、-NH-(CHm-O-C(=O)-NH-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-O-、-NH-(CHm-C(=O)-NH-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-NH-、-NH-(CHm-O-C-、または-NH-(CHm-NH-C-である[式中、mは1~5の整数、特に2または4である。]。
2価の基であるY51は、-O-、-NH-、-O-(CHm-O-C(=O)-、-O-(CHm-NH-C(=O)-、-O-(CHm-O-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-C(=O)-O-、-O-(CHm-NH-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-S(=O)-または-O-(CHm-S(=O)-NH-、-NH-(CHm-O-C(=O)-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-、-NH-(CHm-O-C(=O)-NH-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-O-、-NH-(CHm-NH-C(=O)-NH-
[式中、mは1~5の整数、特に2または4である。]
であることが好ましい。
2価の基であるY51は、-O-、-O-(CHm-O-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-C(=O)-O-、または-O-(CHm-NH-C(=O)-、-O-(CHm-NH-S(=O)-または-O-(CHm-S(=O)-NH-、特に-O-(CHm-NH-C(=O)-
[式中、mは1~5の整数、特に2または4である。]
であることがより好ましい。Y51は、-O-であることが特に好ましい。
3価の基であるY51は、
Figure 2022103125000032

であることが好ましい。
炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基を有する(メタ)アクリル単量体(IV)の具体例は次のとおりである。

Figure 2022103125000033

Figure 2022103125000034

Figure 2022103125000035

Figure 2022103125000036
Figure 2022103125000037

Figure 2022103125000038

Figure 2022103125000039

Figure 2022103125000040

Figure 2022103125000041

Figure 2022103125000042

Figure 2022103125000043

Figure 2022103125000044

Figure 2022103125000045

[上記式中、nは3~40の数であり、mは1~5の数である。]
炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基を有する(メタ)アクリル単量体の好ましい具体例は、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、n-ベヘニル(メタ)アクリレート、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリルアミド、n-ステアリル(メタ)アクリルアミド、n-ベヘニル(メタ)アクリルアミド、CH=CHC(=O)OCNHSO1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)C1735、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)OC1837、CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)NHC1837である。上記構造式はα位が水素のアクリルおよびアクリルアミドを示したが、α位がメチルのメタクリル、メタクリルアミドも含む。
(メタ)アクリル単量体(IV)は、ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体であってよい。
(メタ)アクリル単量体(IV)は、ポリジメチルシロキサン基を側鎖に有していてよい。
(メタ)アクリル単量体(IV)は、式:
CH=C(-R62)-C(=O)-Y61-R61
[式中、R61は、ポリジメチルシロキサン基を有する基であり、
62は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
61は、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基である。]
で示される単量体であることが好ましい。
61は、ポリジメチルシロキサン基を有する基であり、平均式:
-(SiRO)SiR
[式中、aは、2~4000、例えば3~400であり、
それぞれのRは、独立して、炭素数1~12の一価アルキル基であり、少なくとも2つのRはメチル基である。]
で示される基であることが好ましい。
62は、水素原子、メチル基または塩素原子であることが好ましい。
61は、炭素数1~8の炭化水素基(例えば、炭素数1~8または2~4のアルキレン基、特に-C-)、-O-(CH-、-O-(CH-NHC(=O)-(CH-、または-NH-(CH- (pは1~5の数であり、qは1~5の数である。)であることが好ましい。
ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体(IV)の具体例は、

Figure 2022103125000046

Figure 2022103125000047

Figure 2022103125000048

Figure 2022103125000049

Figure 2022103125000050

[式中、nは1~500の数である。]
である。
(V)他の単量体
単量体(I)~(IV)以外の他の単量体(V)を使用しても良い。
他の単量体(V)の例には、例えば、エチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニル、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(V)は非フッ素単量体であることが好ましい。
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。
単量体(I)~(V)のそれぞれは、1種単独であってよく、あるいは2種以上の混合物であってもよい。
本開示において、重合体における単量体の好ましい組み合わせは次のとおりである。
単量体(I)+単量体(II)
単量体(I)+単量体(III)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(III)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(IV)
単量体(I)+単量体(III)+単量体(IV)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(III)+単量体(IV)
特に好ましい組み合わせは、次の通りである。単量体(I)+単量体(II)
単量体(I)+単量体(III)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(III)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(IV)
単量体(I)+単量体(II)+単量体(III)+単量体(IV)
上記各単量体は、それぞれ1種類のみでもよいし、2種以上であってもよい。例えば2種の単量体(I)と、1種の単量体(II)と1種の単量体(III)の組み合わせでもよい。
重合体において、疎水性単量体(I)の量は、重合体に対して、40~100重量%、50~99重量%、55~98重量%または58~97重量%であってよい。
重合体において、疎水性単量体(I)/反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)のモル比は、50/50~100/0、80/20~99.5/0.5、85/15~98/2または90/10~99/1、あるいは40/60~90/10、55/45~85/15、58/42~80/20または60/40~78/22であってよい。短鎖炭化水素基含有単量体(III)は反応性・親水性単量体(III)と比較してより疎水性であるので、疎水性単量体(I)/短鎖炭化水素基含有単量体(III)のモル比は、100/0~0.05/99.95、99/1~1/99または98/2~2/98であってよい。
架橋性単量体(II)の量は、疎水性単量体(I)と反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(II)の合計100モルに対して、0~30モル、0.5~25モルまたは1~20モル、あるいは0~15モル、0.2~10モルまたは0.5~5モルであってよい。
(メタ)アクリル単量体(IV)の量は、疎水性単量体(I)と反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(II)の合計100モルに対して、0~60モル、0.5~40モル、1~30モルまたは1~20モルであってよい。
他の単量体(V)の量は、合計100モルに対して、0~30モル、0.5~25モル、1~20モルまたは1~10モルであってよい。
あるいは、重合体100モルに対して、
疎水性単量体(I)が、40~99.5モル、50~99モルまたは60~99モル、
架橋性単量体(II)が、0~30モル、0.5~25モルまたは1~20モル、あるいは0~10モル、0.2~6モルまたは0.5~4モル、
反応性・親水性単量体および/または短鎖炭化水素基含有単量体(III)が、0~50モル、0.5~40モルまたは1~20モル、あるいは0~15モル、0.2~10モルまたは0.5~5モル、
(メタ)アクリル単量体(IV)が、0~50モル、1~40モルまたは1~30モル、あるいは0~15モル、0.2~10モルまたは0.5~5モル、
であってよい。
単量体(II)を有しない場合、単量体(I)のうち高Tg単量体(I-a)は1~80モル、2~70モル、または5~60モルであってよい。
撥水性重合体は、ランダム重合体またはブロック共重合体であってよいが、ランダム重合体であることが好ましい。
有機微粒子(A)の量は、耐スリップ剤組成物に対して50重量%以下、例えば0.01~40重量%、特に0.05~30重量%または0.1~20重量%であってよい。
(B)水性媒体
耐スリップ剤組成物(または撥水剤組成物)は、水性媒体を含有する。水性媒体は、水、または水と有機溶媒の混合物である。
撥水剤組成物は、一般に、重合体が水性媒体(水、または水と有機溶媒の混合物)に分散している水性分散液である。
水性媒体は、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%以下であってよい。水性媒体は、水の単独であることが好ましい。
水性媒体の量は、撥水性重合体と水性媒体を合計100重量部とした時に50~99.5重量部、特に70~99.5重量部であってよい。
(C)バインダー樹脂
バインダー樹脂は、有機微粒子を基材に結合させるバインダーとして働く。バインダー樹脂としては撥水性樹脂が好ましい。撥水性樹脂は、撥水性を発揮する有効成分としても働く。バインダー樹脂の例は、アクリル重合体、ウレタン重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、シリコーン重合体である。
撥水性樹脂は、側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有する非フッ素重合体、または側鎖に炭素数1~20のフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体である。撥水性樹脂は非フッ素重合体であることが好ましい。
炭素数3~40の炭化水素基を有する非フッ素重合体において、炭化水素基は、分岐状の炭化水素基または長鎖(もしくは長鎖の直鎖状)の炭化水素基であることが好ましい。
撥水性樹脂の例は、ウレタン重合体、シリコーン重合体、アクリル重合体、ポリスチレンである。
非フッ素重合体の例としては、長鎖炭化水素基を有するアミドアミンデンドリマーがあり、米国特許8,703,894号に記載されている。この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。
側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有するウレタン重合体は、例えば、イソシアネート基含有化合物(例えば、モノイソシアネートまたはポリイソシアネート、具体的には、ジイソシアネートやトリイソシアネート)と炭素数3~40の炭化水素基を有する水酸基含有化合物を反応させることによって製造できる。
側鎖にt-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有するポリウレタンは、例えば、イソシアネート基含有化合物(例えば、モノイソシアネートまたはポリイソシアネート、具体的には、ジイソシアネートやトリイソシアネート)とt-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有する水酸基含有化合物を反応させることによって製造できる。
ウレタン重合体の例としては、トリステアリン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン及び多官能イソシアヌレートを含んでなる長鎖炭化水素基を有するウレタン化合物があり、米国特許公開2014/0295724に記載されている。この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。ウレタン重合体の例としては、長鎖炭化水素基を有するポリウレタンがあり、日本特表2019-519653(国際公開2018/007549)に記載されている。この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。
側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有するシリコーン重合体は、例えば、炭素数3~40の炭化水素基を有するジクロロシランを含むジクロロシラン化合物を反応させることによって製造できる。
側鎖にt-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有するポリシリコーンは、例えば、t-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有するジクロロシランを含むジクロロシラン化合物を反応させることによって製造できる。
シリコーン重合体の例としては、長鎖アルキル変性ポリジメチルシロキサンがある。
側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有するアクリル重合体は、側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有するアクリル単量体を含む単量体を重合させることによって製造できる。アクリル単量体の例は、上記の疎水性単量体(I)で説明したものと同様である。アクリル単量体の具体例は、例えば、
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、

Figure 2022103125000051
(特に、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート)
[上記式中、nは7~40の数であり、mは1~5の数である。]
である。
側鎖にt-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有するアクリル重合体は、側鎖にt-ブチル基、イソプロピル基、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル基等の分岐構造を有するアクリル単量体を含む単量体を重合させることによって製造できる。アクリル単量体の例は、上記の疎水性単量体(I)で説明したものと同様である。アクリル単量体の具体例は、例えば、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル=アクリレートである。
アクリル重合体の例としては、ベヘニル(メタ)アクリレートやステアリル(メタ)アクリレート等の長鎖炭化水素基を有するアクリル単量体から誘導される繰り返し単位と、塩化ビニリデン及び/又は塩化ビニルから誘導される繰り返し単位を含む重合体がある。
アクリル重合体の例としては、ベヘニル(メタ)アクリレートやステアリル(メタ)アクリレート等の長鎖炭化水素基を有するアクリル単量体から誘導される繰り返し単位と、塩化ビニリデン及び/又は塩化ビニルから誘導される繰り返し単位と、スチレン又はα-メチルスチレンから誘導される繰り返し単位とを含む重合体があり、このアクリル重合体をパラフィンワックスと混合して用いてもよい。この例は、日本特表2012-522062(国際公開2010/115496)に記載されている。この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。
アクリル重合体の例としては、ステアリル(メタ)アクリレート等の長鎖炭化水素基を有するアクリル単量体から誘導される繰り返し単位と、塩化ビニリデン及び/又は塩化ビニルから誘導される繰り返し単位と、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルなどの反応性乳化剤から誘導される繰り返し単位とを含む重合体があり、日本特開2017-25440(国際公開2017/014131)に記載されている。この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。
側鎖に炭素数1~20のフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体において、フルオロアルキル基はパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
含フッ素撥水性樹脂の例としては、炭素数4~8のパーフルオロアルキル基を側鎖に有する(メタ)アクリレートとベヘニル(メタ)アクリレートやステアリル(メタ)アクリレート等の長鎖アルキル(メタ)アクリレートから形成される繰り返し単位を含む含フッ素アクリル重合体がある。
非フッ素重合体および含フッ素重合体のウレタン重合体、シリコーン重合体、アクリル重合体、ポリスチレンには、他の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、塩化ビニル、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、ポリジメチルシロキサンを側鎖に有する(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。
バインダー樹脂(C)/有機微粒子(A)の重量比は、1/99~99/1、20/80~99/1または30/70~95/5、例えば55/45~90/10であってよい。バインダー樹脂(C)の量は、バインダー樹脂(C)と有機微粒子(A)の合計重量に対して、30~99重量%が好ましく、50~98重量%が好ましく、60~97重量%がより好ましい。
(D)界面活性剤
撥水剤組成物は、界面活性剤(乳化剤)を含有しなくてもよいし、あるいは含有していてもよい。一般に、重合中の粒子の安定化、重合後の水分散体の安定化のために、重合時に界面活性剤を少量(例えば、単量体100重量部に対して0.01~30重量部)で添加してよく、または、重合後に界面活性剤を添加してよい。
被処理物が繊維製品である場合において特に、撥水剤組成物において、界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤を含むことが好ましい。さらに、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、および両性界面活性剤から選択された1種以上の界面活性剤を含むことが好ましい。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤の組み合わせを用いることが好ましい。
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。
界面活性剤の量は、有機微粒子(A)100重量部に対して30重量部以下(例えば、0~15重量部または0.01~15重量部)、好ましくは15重量部以下(例えば、0.1~10重量部)であってよい。一般に界面活性剤を添加すると、水分散体の安定性や布への浸透性は向上するが、撥水性能は低下する。これらの効果を両立するように界面活性剤の種類や量を選定することが好ましい。
(E)架橋剤
架橋剤(E)は、有機微粒子の水分散体を布に処理した後、加熱する際に架橋するものが好ましい。また、架橋剤そのものも水に分散しているものが好ましい。
架橋剤(E)の好ましい例は、ブロックイソシアネート化合物である。ブロックイソシアネート化合物は、
[A(NCO)(式中、Aは、ポリイソシアネートからイソシアネート基が除去された後に残る基であり、mは2~8の整数である。)であってよい]イソシアネートを
[RH(式中、Rは、窒素原子または酸素原子のようなヘテロ原子によって置換されていてよい炭化水素基であってよく、Hは水素原子である)であってよい]ブロック剤と反応させることによって、製造することができる。
A(NCO)は、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)などである。
R基を形成するブロック剤の例は、オキシム、フェノール、アルコール、メルカプタン、アミド、イミド、イミダゾール、尿素、アミン、イミン、ピラゾールおよび活性メチレン化合物である。
架橋剤(E)としては、オキシムブロックドトルエンジイソシアネート、ブロックドヘキサメチレンジイソシアネート、ブロックドジフェニルメタンジイソシアネートなどのブロックドイソシアネートが好ましい。
架橋剤(E)の量は、有機微粒子(A)とバインダー樹脂(C)の合計100重量部に対して、0~30重量部または0.01~20重量部、例えば0.1~18重量部であってよい。
(F)添加剤
撥水剤組成物は、有機微粒子(A)および水性媒体(B)、ならびに必要によりバインダー樹脂(C)、界面活性剤(D)および/または架橋剤(E)に加えて、添加剤(F)を含有してもよい。
添加剤の例は、他の撥水剤,撥油剤,乾燥速度調整剤,造膜助剤,相溶化剤,凍結防止剤,粘度調整剤,紫外線吸収剤,酸化防止剤,pH調整剤,消泡剤,風合い調整剤,すべり性調整剤,帯電防止剤,親水化剤,抗菌剤,防腐剤,防虫剤,芳香剤,難燃剤等などである。
添加剤の量は、有機微粒子(A)とバインダー樹脂(C)の合計100重量部に対して、0~20重量部または0.05~20重量部、例えば0.1~10重量部であってよい。
重合体(有機微粒子を構成する重合体、およびバインダー樹脂を構成する重合体)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。
有機微粒子は、合成のし易さおよび微粒子の安定性の観点から、乳化重合で製造することが好ましい。
水分散体の形態の撥水剤組成物が得られれば、重合体の製造方法は限定されない。例えば、界面活性剤の存在下または不存在下で、有機微粒子用の単量体を水性媒体中で重合することによって、重合体(有機微粒子)を製造してよい。あるいは、溶液重合により重合体を製造した後に、界面活性剤および水の添加および溶剤の除去を行って、水分散体を得ることができる。
撥水剤組成物が有機微粒子およびバインダー樹脂を含む場合には、有機微粒子の水分散体の製造とバインダー樹脂の水分散体の製造とを別個に行い、有機微粒子の水分散体とバインダー樹脂の水分散体とを混合することによって、有機微粒子およびバインダー樹脂を含む撥水剤組成物を製造することができる。あるいは、有機微粒子の水分散体の中において、バインダー樹脂用の単量体を重合することによって、有機微粒子およびバインダー樹脂を含む撥水剤組成物を製造することができる。また、バインダー樹脂の水分散体の中において、有機微粒子用の単量体を重合することによって、有機微粒子およびバインダー樹脂を含む撥水剤組成物を製造することができる。
界面活性剤を用いない乳化重合においては、水性媒体中において単量体を低濃度(例えば、単量体濃度1~30重量%、特に1~15重量%)で重合させることが好ましい。
界面活性剤や反応性乳化剤を用いた乳化重合において、単量体(I)のうちホモポリマーの水の静的接触角が90度以上の単量体または単量体(IV)を少量(単量体全体100モル部に対して、30モル部以下、例えば0.1~20モル部)追加することが好ましい。これにより、高濃度で重合ができ、重合体の撥水性が高くなる。
追加する単量体の例は、t-ブチルスチレン、ステアリル(メタ)アクリレート、べヘニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリルアミド、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル=アクリレート、2,4-ジt-ブチルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート、CH=CHC(=O)OCNHSO1837、4-t-ブチルフェニル(メタ)アクリレート、2,3,4-メチルフェニル(メタ)アクリレート、および
ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体である、
CH=C(-R62)-C(=O)-Y61-R61
[式中、R61は、ポリジメチルシロキサン基を有する基であり、
62は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
61は、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基である。]
で示される単量体である。
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モル部に対して、0.01~20モル部、例えば0.01~10モル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または均一に分散するものであり、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、エタノール、メタノール)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。有機溶媒は単量体と有機溶媒の合計を100重量部とすると、そのうち50~99.5重量部、例えば70~99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、30~80℃の範囲で1~10時間、撹拌して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、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、4,4'-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、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モル部に対して、0.01~10モル部の範囲で用いられる。必要に応じて、ロンガリット、アスコルビン酸、酒石酸、二亜硫酸ナトリウム、イソアスコルビン酸、硫酸第一鉄などの還元剤を併用してもよい。
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、0.5~30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、水溶性有機溶媒を添加することも好ましい。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、イソプロパノール、エタノール、メタノールなどが挙げられ、水100重量部に対して、0.1~50重量部、例えば1~40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、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。
撥水剤組成物は、一般に、水性分散液であることが好ましい。撥水剤組成物は、重合体(撥水剤組成物の活性成分)および水性媒体を含んでなる。水性媒体の量は、例えば、撥水剤組成物に対して、50~99.9重量%、特に70~99.5重量%であってよい。
撥水剤組成物において、重合体の濃度は、0.1~50重量%、例えば0.5~40重量%であってよい。
撥水剤組成物(および有機微粒子の水分散体)は、外的処理剤(表面処理剤)または内的処理剤として使用できる。撥水剤組成物(および有機微粒子の水分散体)は、撥油剤、防汚剤、汚れ脱離剤、剥離剤または離型剤として使用できる。
撥水剤組成物は、外的処理剤である場合に、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、該撥水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、撥水剤組成物に、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。
撥水剤組成物(および有機微粒子の水分散体)で処理される被処理物としては、耐スリップ性が要求されるものであることが好ましい。被処理物の例は、繊維製品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。
撥水剤組成物は、防汚剤、剥離剤、離型剤(例えば、内部離型剤あるいは外部離型剤)としても使用できる。例えば、基材の表面を、他の表面(該基材における他の表面、あるいは他の基材における表面)から容易に剥離することができる。
有機微粒子は、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、撥水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、有機微粒子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。
有機微粒子は、耐スリップ性が求められる用途に使用できる。好ましい用途は、衣類用の布、アウトドアやスポーツ用品用の布である。
「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有機微粒子が被処理物に付着する。処理により、有機微粒子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。
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
以下、実施例を挙げて本開示を詳しく説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
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。
〔転落速度試験〕
転落速度試験において、PET布(目付:88g/m2、70デニール、グレー)を有機微粒子の水分散体または有機微粒子とバインダー樹脂を含む組成物に浸漬した後、マングルに通し、170℃で1分間、ピンテンターに通し、有機微粒子が付着したPET布を用意し、全自動接触角計(協和界面科学製DropMaster701)によって、30°の傾斜をつけたPET布にマイクロシリンジから水を20μL滴下し、滴下した水が転落していく様子をハイスピードカメラ(キーエンス社製VW-9000)を用いて測定して、約40mmの距離の平均転落速度を転落速度とした。

〔接触角測定〕
有機微粒子の水分散体または有機微粒子とバインダー樹脂を含む組成物を処理した布(PET布)の水の静的接触角は、PET布(目付:88g/m2、70デニール、グレー)を有機微粒子の水分散体または有機微粒子とバインダー樹脂を含む組成物に浸漬した後、マングルに通し、170℃で1分間ピンテンターに通し、有機微粒子が付着したPET布を用意し、このPET布上に2μLの水を滴下し、着滴1秒後の静的接触角を、全自動接触角計(協和界面科学製DropMaster701)を用いて測定した。布(PET布)上の有機微粒子の接触角は好ましくは120°以上、より好ましくは130°以上、更に好ましくは140°以上である。
バインダー樹脂の水分散体の接触角は、バインダー樹脂の水分散体をガラス基材(スライドガラス ソーダ石灰ガラス製)にドロップキャストし、150℃で3分加熱して、塗膜を作製し、この塗膜上に2μLの水を滴下し、着滴1秒後の静的接触角を、全自動接触角計(協和界面科学製DropMaster701)を用いて測定した。
〔固形分量測定〕
得られた有機微粒子の水分散体をアルミカップに1g入れ、150℃で1時間乾燥させた。乾燥前および乾燥後の重量より固形分量を計算した。

固形分量%=(乾燥前重量―乾燥後重量)/乾燥前重量×100
〔撥水性試験〕
有機微粒子の水分散体を所定の濃度に調製し、布をこの試験溶液に浸してからマングルに通し、熱処理した試験布で撥水性を評価した。JIS-L-1092(AATCC-22)のスプレー法に準じて処理布の撥水性を評価した。下記に記載する表に示されるように撥水性No.によって表す。点数が大きいほど撥水性が良好なことを示す。数字に付した「+」は、その数字よりも良好であること、「-」は、その数字よりも不良であることを意味する。ポリエステル布(PET)(目付:88g/m2、70デニール、グレー)を用いて評価を行った。
撥水性試験は、80点以上または90点以上であることが好ましい。
Figure 2022103125000052
〔強撥水性試験〕
JIS-L-1092(AATCC-22)のスプレー法で試験する際、布へ接触した水の撥ねやすさと布から流れ落ちる速度を目視で評価した。点数が大きいほど強撥水性が良好なことを示す。
Figure 2022103125000053
〔滑脱抵抗力(耐スリップ性)試験〕
滑脱抵抗力試験(耐スリップ性試験)はJIS-L-1096 B法に従って行った。撥水剤で処理されたポリエステル布(ホワイト) の 10cm×17cmの試験片をたて方向及びよこ方向にそれぞれ5枚採取し、この試験片の表を中にして半分に折り、折目を切断し、切断端から1cmのところを本縫い縫い目形式、縫目数5目/cm、ポリエステルフィラメント78dex × 3の糸を用い、普通針11のミシン針で縫い合わせた。引っ張り試験機を用いて、グラブ法によってつかみ間隔7.62cm、1分間当たり30cmの引っ張り強度で所定の荷重(49.0N(5kgf))を与えた後、試験片をつかみから取り外し、1時間放置後、縫目付近のたるみが消える程度の荷重の滑りの最大孔の大きさを計測(mm)した。
滑脱抵抗力試験の値は未処理の布と同等すなわち2.0mm以下であることが最も好ましいが、フッ素を用いない撥水剤のみを使用した場合と比較して、0.5mm以上滑脱抵抗力試験の値が向上していればよく、さらに8.0mm以下、7.0mm以下、6.0mm以下、例えば5.0mm以下が好ましい。フッ素を用いない撥水剤のみを使用した場合の滑脱抵抗力試験の値(mm)を100%とした場合、滑脱抵抗力試験の値が95%以下に減少していればよく、さらに90%以下、80%以下、または70%以下が好ましい。
〔分散体の粒径測定〕
動的光散乱(DLS)測定は大塚電子社製のnanoSAQLAを用いて、分散体における粒子の平均直径を求めた。有機微粒子の水分散体を0.1%の固形分濃度に純水で希釈して25℃にて測定をおこなった。粒子径分布の解析は散乱強度基準で行った。
〔撥水性および強撥水性の洗濯耐久性(撥水性(洗濯後)および強撥水性(洗濯後))〕
JIS L-0217-103法による洗濯を20回繰り返して行い、その後の撥水性および強撥水性を評価する。洗濯後において、撥水性は80点以上、強撥水性は2点以上あることが好ましい。
実施例および比較例において、略号の意味は次のとおりである。
tBuMA: t-ブチルメタクリレート
iBMA: イソボルニルメタクリレート
CHMA: シクロヘキシルメタクリレート
DVB: ジビニルベンゼン
GMA: グリシジルメタクリレート
MMA: メチルメタクリレート
DAAM: ジアセトンアクリルアミド
tBuAAm: t-ブチルアクリルアミド
DM: 2-ジメチルアミノエチルメタクリレート
EGDMA: エチレングリコールジメタクリレート
NPDMA: ネオペンチルグルコールジメタクリレート
GDMA: グリセリンジメタクリレート
DCMA: ジシクロペンチルジメタクリレート
乳化剤1: ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(液体)
乳化剤2: ステアリルトリモニウムクロリド
乳化剤3: セトリモニウムクロリド
乳化剤4: ポオキシアルキレンアルケニルエーテル (HLB13)
架橋剤1: オキシムブロックドトルエンジイソシアネート
架橋剤2: ブロックドジフェニルメタンジイソシアネート
<合成例B1>
500mlのポリ容器にトリプロピレングリコール30g、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)C1735(C17AEA)45g、StA34g、N-アルキロールアクリルアミド1g、トリアルキルアンモニウムクロライド2g、ソルビタンモノアルキレート2g、ポリオキシエチレントリアルキルエーテル2.5g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル3.5g、純水180gを入れ、80℃でホモミキサーで1分間2000rpmで撹拌し、超音波で15分間分散させた。乳化分散液をオートクレーブに移し、窒素置換後アルキルメルカプタン0.2g、塩化ビニル20gを添加し、アゾ系開始剤1gを添加し60℃で20時間加熱撹拌することでポリマーの水分散体(バインダーB1)を得た。乳化ディスパージョンをガラス基材に塗布した膜の水の接触角は109°であった。
<合成例B2>
窒素置換した反応容器内にトリステアリン酸ソルビタン28.9g、モノステアリン酸ソルビタン0.31g、ヘキサメチレントリイソシアネート(ビウレット)7.5g、メチルイソブチルケトン37.5g、ジブチルスズラウレート0.03gを入れ80℃で加熱撹拌した。この溶液にトリプロピレングリコール9g、トリステアリン酸ソルビタン1.8g、ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル0.75g、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド0.6g、純水40gを入れ撹拌した。エバポレーターによりメチルイソブチルケトンを除去し、ステアリン酸ソルビタンとイソシアネートとの反応物の水分散体(バインダーB2)を得た。さらに長鎖アルキル修飾ポリジメチルシロキサンワックスの水分散体を加え、混合物の水分散体を得た。ディスパージョンをガラス基材に塗布した膜の水の接触角は105°であった。
<合成例B3>
200mlのポリ容器にトリプロピレングリコール10g、StA20g、トリアルキルアンモニウムクロライド0.05g、ソルビタンモノアルキレート2.0g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル1.0g、純水60gを入れ、ホモミキサーで1分間2000rpmで撹拌し、超音波で15分間分散させた。乳化分散液をオートクレーブに移し、窒素置換後アルキルメルカプタン0.05g、塩化ビニル8.6gを添加し、アゾ系開始剤0.5gを添加し60℃で4時間加熱撹拌することでポリマーの水分散体(バインダーB3)を得た。乳化ディスパージョンをガラス基材に塗布した膜の水の接触角は108°であった。
<合成例1>
窒素置換した反応容器内にt-ブチルスチレン(tBuSty)0.66g、グリシジルメタクリレート(GMA)0.39g、ジビニルベンゼン(DVB)0.018g、純水を33ml添加し、分散させた。窒素置換後に、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩 18.6mgを添加し、65℃で8時間加熱撹拌することで有機微粒子の水分散体を得た。固形分量は2.23%であった。有機微粒子の水分散体を処理したPET(布)(目付:88g/m2、70デニール、グレー)の水の静的接触角は143.1°、転落速度は265mm/sであった。
<合成例2>
窒素置換した反応容器内にt-ブチルメタクリレート(tBuMA)0.50g、グリシジルメタクリレート(GMA)0.20g、イソボロニルメタクリレート(iBMA)0.47g、ジビニルベンゼン(DVB)0.091g、純水を39ml添加し、分散させた。窒素置換後に、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩 19.0mgを添加し、65℃で8時間加熱撹拌することで有機微粒子の水分散体を得た。固形分量は2.32%であった。有機微粒子の水分散体を処理したPET(布)(目付:88g/m2、70デニール、グレー)の水の静的接触角は156.2°、転落速度は227mm/sであった。
<合成例3>
窒素置換した反応容器内にt-ブチルメタクリレート(tBuMA)0.39g、グリシジルメタクリレート(GMA)0.16g、イソボロニルメタクリレート(iBMA)0.37g、ジビニルベンゼン(DVB)0.072g、ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(液体)を43mg、ステアリルトリモニウムクロリドを全モノマーに対して1.5重量%、純水を19ml添加し、分散させた。窒素置換後に、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩 15.1mgを添加し、65℃で8時間加熱撹拌することで有機微粒子の水分散体を得た。固形分量は4.71%であった。水分散体の粒径(平均粒径)は71.1nmであった。有機微粒子の固形分0.2%、合成例B1の固形分0.8%になるように有機微粒子と合成例B2の水分散体を作成した。またこの水分散体には合成例B2の固形分に対して17%の固形分の架橋剤1を添加した。この水分散体を処理したPET(布)(目付:88g/m2、70デニール、グレー)の転落速度は117mm/s、撥水性試験は95点、強撥水性試験は3点であった。
<合成例4>
反応容器内にt-ブチルスチレン(tBuSty)9.61g、グリシジルメタクリレート(GMA)11.37g、ジビニルベンゼン(DVB)0.52g、乳化剤2を0.24g、純水を570ml添加して分散させた。窒素置換後に、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩 54.2mgを添加し、65℃で加熱攪拌した。30分後にt-ブチルスチレン(tBuSty)9.61g、グリシジルメタクリレート(GMA)11.37g、ジビニルベンゼン(DVB)0.52gを添加し、65℃で8時間加熱撹拌することで有機微粒子の水分散体を得た。固形分量は5.4%であった。水分散体の粒径(平均粒径)は76nmであった。
<合成例5>
反応容器内にt-ブチルスチレン(tBuSty)1.00g、ジビニルベンゼン(DVB)0.049g、乳化剤1を52mg、純水を19ml添加し、分散させた。窒素置換後に、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩 16.9mgを添加し、65℃で8時間加熱撹拌することで有機微粒子の水分散体を得た。固形分量は4.54%であった。水分散体の粒径(平均粒径)は234nmであった。
<合成例6~14>
単量体として表1に示すものを用いる以外は、合成例3と同様の手順を繰り返した。結果を表1に示す。表1のモノマーモル比は2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩1モルに対してのモル当量を示す。
Figure 2022103125000054
<合成例15~17>
単量体として表2に示すものを用いる以外は、合成例3と同様の手順を繰り返した。結果を表2に示す。表2のモノマーモル比は2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩1モルに対してのモル当量を示す。
Figure 2022103125000055
<実施例1~35>
合成例1~14で合成した有機微粒子と合成例B1~B2で合成したバインダーをそれぞれ表3に示す固形分の割合になるように調整した水分散体を作成した。またこの水分散体にはバインダーの固形分に対して17%の固形分の架橋剤1を添加した。実施例27~35では架橋剤1の代わりに同量の架橋剤2を用いた。作成した水分散体を処理したPET(布)(ホワイト)の滑脱抵抗力試験の値と、同じ水分散体を処理したPET(布)目付:88g/m2、70デニール、グレー)の撥水性試験および強撥水性試験を表3に示す。
<比較例1、2>
無機シリカが主成分である粒子(ニコソルト)と合成例B1で合成したバインダーを表3に示す所定の固形分の割合になるように水分散体を調整した。またこの水分散体にはバインダーの固形分に対して17%の固形分の架橋剤1を添加した。作成した水分散体を処理したPET(布)(ホワイト)の滑脱抵抗力試験の値と、同じ水分散体を処理したPET(布)目付:88g/m2、70デニール、グレー)の撥水性試験および強撥水性試験を表3に示す。
<比較例3、4>
合成例B1およびB2で合成したバインダーを固形分が表3に示す所定の量になるように水分散体を調整した。またこの水分散体にはバインダーの固形分に対して17%の固形分の架橋剤1を添加した。作成した水分散体を処理したPET(布)(ホワイト)の滑脱抵抗力試験の値と、同じ水分散体を処理したPET(布)目付:88g/m2、70デニール、グレー)の撥水性試験および強撥水性試験、撥水性試験および強撥水性試験の洗濯耐久性を表3に示す。
Figure 2022103125000056
<実施例36~56>
合成例15~17で合成した有機微粒子と合成例B1~B3で合成したバインダーをそれぞれ表4に示す固形分の割合になるように調整した水分散体を作成した。またこの水分散体にはバインダーの固形分に対して17%の固形分の架橋剤2を添加した。作成した水分散体を処理したPET(布)(ホワイト)の滑脱抵抗力試験の値と、同じ水分散体を処理したPET(布)目付:88g/m2、70デニール、グレー)の撥水性試験および強撥水性試験を表4に示す。滑脱抵抗力(耐スリップ性)試験においては、所定の荷重を60Nにした以外はJIS-L-1096 B法に従って行った。
<比較例5、6>
合成例B1およびB3で合成したバインダーを固形分が表4に示す所定の量になるように水分散体を調整した。またこの水分散体にはバインダーの固形分に対して17%の固形分の架橋剤2を添加した。作成した水分散体を処理したPET(布)(ホワイト)の滑脱抵抗力試験の値と、同じ水分散体を処理したPET(布)目付:88g/m2、70デニール、グレー)の撥水性試験および強撥水性試験、撥水性試験および強撥水性試験の洗濯耐久性を表4に示す。滑脱抵抗力試験は所定の荷重を60Nとして試験を行った。
Figure 2022103125000057
本開示の有機微粒子は、スリップ防止効果がある撥水剤、撥油剤、防汚剤、汚れ脱離剤、剥離剤または離型剤として使用できる。本開示の有機微粒子は、スリップ防止剤として使用できる。有機微粒子の特に好ましい用途は、衣類用、アウトドアやスポーツ用品用の布である。

Claims (27)

  1. 粒子形状を有する状態で基材上に存在し得る有機微粒子であって、基材上で耐スリップ効果を発現する有機微粒子。
  2. 基材上での耐スリップ性が8.0mm以下である請求項1に記載の有機微粒子。
  3. (i)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の水の接触角が120度以上、
    (ii)布に付着させた場合の有機微粒子が付着した布の転落速度が100mm/s以上、または
    (iii)布に付着させた場合に有機微粒子が付着した布の撥水性試験80点以上の少なくとも1つを満たす請求項1または2に記載の有機微粒子。
  4. 布上に観測できる微粒子の粒径が50~700nmである請求項1~3のいずれかに記載の有機微粒子。
  5. (I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の炭化水素基を有する疎水性単量体
    から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる、請求項1~4のいずれかに記載の有機微粒子。
  6. (I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体、および
    (II)少なくとも2つのエチレン性不飽和二重結合を有する架橋性単量体、
    から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる有機微粒子。
  7. (I)1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基を有する疎水性単量体
    から形成される繰り返し単位を有する重合体を含んでなる有機微粒子であって、
    疎水性単量体(I)のうち、ホモポリマーのガラス転移点が100℃以上である高ガラス転移点単量体を20モル%以上含んでなる有機微粒子。
  8. 重合体が、
    (III)1つのエチレン性不飽和二重結合と、少なくとも1つの反応性基および/または親水性基を有する反応性・親水性単量体、または1つのエチレン性不飽和二重結合および少なくとも1つの炭素数1または2の炭化水素基を有する短鎖炭化水素含有単量体、
    および/または(IV)炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基またはポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体、
    から選択された少なくとも1種の単量体から形成される繰り返し単位をも有する請求項5~7のいずれかに記載の有機微粒子。
  9. 疎水性単量体(I)において、分岐状の炭化水素基の炭素数が3~11であり、環状炭化水素基の炭素数が4~15である請求項5~8のいずれかに記載の有機微粒子。
  10. 疎水性単量体(I)が、式:
    CH=C(-R12)-C(=O)-Y11(R11)
    または
    CH=C(-R14)-Y12(H)5-l(R13)
    [式中、R11およびR13は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の分岐状または環状の炭化水素基であり、
    12およびR14は、水素原子、一価の有機基またはハロゲン原子であり、
    11は、-O-、-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
    12はベンゼン環であり、
    Hは水素原子であり、
    HおよびR13はY12にそれぞれ直接結合しており、
    kは1~3、lは0~3である。]
    で示される単量体であり、
    架橋性単量体(II)が、式:
    式:
    Figure 2022103125000058

    Figure 2022103125000059

    または

    Figure 2022103125000060
    [式中、R31およびR33は、それぞれ独立的に直接結合、炭素数1~20の炭化水素基(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)、-(CHCHO)r-(rは1~10の整数)、-C-、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基であり、
    32、R34、R35およびR36は、それぞれ独立的に水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
    31は、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
    pは、2~4であり、
    qは1~5である。]
    で示される単量体であり、
    反応性・親水性単量体(III)が、式:
    式:
    CH=C(-R42)-C(=O)-Y41-(R43(R41)
    または
    CH=C(-R45)-Y42-(H)5-n(R44)
    [式中、R41およびR44は、それぞれ独立的に反応性基または親水性基であり、
    42およびR45は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
    41は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)であり、
    43は、直接結合、-O-、または2~4価の炭素数1~10(-OH基を有する炭化水素部位を含んでもよい)の炭化水素基を有する基であり、
    42はベンゼン環であり、
    Hは水素原子であり、
    HおよびR44はY42にそれぞれ直接結合しており、
    tおよびuは1~3であり、
    oは、0または1である。]
    で示される単量体、または、
    短鎖炭化水素含有単量体(III)が、式:
    CH=C(-R47)-C(=O)-Y43-R46
    [式中、R46は、炭素数1または2の炭化水素基であり、
    47は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
    43は、直接結合、-O-、または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)である。]
    で示される単量体であり、
    (メタ)アクリル単量体(IV)が、式:
    CH=C(-R52)-C(=O)-Y51(R51)
    [式中、R51は、それぞれ独立的に、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基であり、
    52は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
    51は、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基(但し、2価の炭化水素基のみの場合を除く)であり、
    sは1~3である。]
    で示される、炭素数3~40の直鎖状の炭化水素基を有する(メタ)アクリル単量体であるか、または
    式:
    CH=C(-R62)-C(=O)-Y61-R61
    [式中、R61は、ポリジメチルシロキサン基を有する基であり、
    62は、水素原子、一価の有機基、またはハロゲン原子であり、
    61は、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-または-NR’-(R’は、Hまたは炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも1つ以上で構成される2~4価の基である。]
    で示される、ポリジメチルシロキサン基を有する(メタ)アクリル単量体である請求項5~9のいずれかに記載の有機微粒子。
  11. 反応性単量体(III)において、反応性基が、エポキシ基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ブロックイソシアネート基であり、親水性基が、ヒドロキシル基、アミノ基(Nに結合するHがメチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基に変換されたものを含む)、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、カルボン酸、スルホン酸、リン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基、塩素または臭素、ヨウ素イオンが対アニオンであるアンモニウム塩基、エチレングリコール基、ポリエチレングリコール基、アセトン骨格を有する基(-C(=O)-CH)からなる群から選択された少なくとも1種の基である、または反応性・親水性単量体(III)が炭素数6以下の短鎖の炭化水素基を側鎖に有する(メタ)アクリルアミドである請求項8~10のいずれかに記載の有機微粒子。
  12. 疎水性単量体(I)が、
    t-ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、2,6,8-トリメチルノナン-4-イル=アクリレート、
    イソボロニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(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、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチルアクリレート、ベンジルアクリレート
    t-ブチルスチレン、メチルスチレン、スチレン、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロブチル(メタ)アクリレート、シクロへプチル(メタ)アクリレート、2,4-ジt-ブチルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、からなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
    架橋性単量体(II)が、ジビニルベンゼン、1,4-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(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、ポリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチエレングルコールジ(メタ)アクリレート、エチレングルコールジ(メタ)アクリレート、メチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシ-1,3-アダマンタンジ(メタ)アクリレートからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
    反応性・親水性単量体(III)が、グリシジル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、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-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(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、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、2-(トリメチルシリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2-(tert-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート 四級化物、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、t-ブチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド;および
    4-ヒドロキシメチルスチレン、4-ヒドロキシエチルスチレン、4-アミノメチルスチレン、4-アミノエチルスチレン、2-(4-ビニルフェニル)オキシラン、2-(4-ビニルベンゾイル)オキシランからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
    短鎖炭化水素基含有単量体(III)が、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、α―クロロメチルアクリレート、α―クロロエチルアクリレートからなる群から選択された少なくとも1種の単量体であり、
    (メタ)アクリル単量体(IV)が、
    ステアリル(メタ)アクリレート、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)C1735、CH=CHC(=O)OCNHSO1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)OC1837、CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC1837、CH=CHC(=O)OCNHC(=O)NHC1837
    式:
    Figure 2022103125000061

    Figure 2022103125000062

    Figure 2022103125000063

    Figure 2022103125000064

    または

    Figure 2022103125000065

    [式中、nは1~500の数である。]
    からなる群から選択された少なくとも1種の単量体である請求項5~11のいずれかに記載の有機微粒子。
  13. (i)疎水性単量体(I)/反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)のモル比が、100/0~50/50、
    (ii)架橋性単量体(II)が、疎水性単量体(I)、反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)、及び(メタ)アクリル単量体(IV)の合計100モル部に対して、0.1~30モル部、
    または、(iii)(メタ)アクリル単量体(IV)が、疎水性単量体(I)及び反応性・親水性単量体および・または短鎖炭化水素基含有単量体(III)の合計100モル部に対して、0~30モル部
    の少なくとも一つを満たす、請求項5~12のいずれかに記載の有機微粒子。
  14. 請求項1~13のいずれかに記載の有機微粒子を含んでなる耐スリップ剤。
  15. 請求項1~13のいずれかに記載の有機微粒子の、耐スリップ剤としての使用。
  16. (A)請求項1~13のいずれかに記載の有機微粒子、および
    (B)水性媒体
    を含んでなる耐スリップ剤組成物。
  17. 有機微粒子(A)の量が耐スリップ剤組成物に対して50重量%以下である請求項16に記載の耐スリップ剤組成物。
  18. さらに、(C)バインダー樹脂、(D)界面活性剤、および(E)架橋剤のどれか一つ以上を含む請求項16または17に記載の耐スリップ剤組成物。
  19. バインダー樹脂(C)が、側鎖に炭素数3~40の炭化水素基を有する非フッ素重合体、および側鎖に炭素数1~20のフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体から選択された少なくとも1種の重合体である請求項18に記載の耐スリップ剤組成物。
  20. バインダー樹脂(C)が、アクリル重合体、ウレタン重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、シリコーン重合体およびこれらの組み合わせである請求項18または19に記載の耐スリップ剤組成物。
  21. バインダー樹脂(C)/有機微粒子(A)の重量比が20/80~99/1または、バインダー樹脂(C)の量が、バインダー樹脂(C)と有機微粒子(A)の重量を合計100とした場合、30~99重量%である請求項18~20のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物。
  22. 水性媒体中で、単量体100重量部に対して30重量部以下である界面活性剤の存在下で、単量体を重合させて有機微粒子(A)の水分散体を得る工程、
    を有する請求項16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物の製造方法。
  23. さらに、
    有機微粒子(A)の水分散体にバインダー樹脂(C)の水分散体を加えることによって、あるいは有機微粒子(A)の水分散体の中においてバインダー樹脂用の単量体を重合してバインダー樹脂(C)を得ることによって、あるいはバインダー樹脂の水分散体の中において、有機微粒子用の単量体を重合することによって、有機微粒子(A)およびバインダー樹脂(C)が分散した水分散体を得る工程
    を有する請求項22に記載の製造方法。
  24. 請求項16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物を含む処理液を繊維製品に適用する繊維製品の処理方法。
  25. 請求項16~21のいずれかに記載の耐スリップ剤組成物を適用した、繊維製品。
  26. 耐スリップ性が8.0mm以下である請求項25に記載の繊維製品。
  27. 繊維製品が、衣類、アウトドア、スポーツ用品用の布である、請求項25または26に記載の繊維製品。
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