JP2022169275A - 分散液 - Google Patents
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Abstract
Description
[項1]
炭素数2~40の炭化水素基を有する疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位、及び、塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位を含む非フッ素共重合体(A)、及び、
ヒドロキシ基及びエーテル基からなる群から選択される少なくとも二の基を有する水溶性有機溶媒(b1)を含む液状媒体(B)を含み、
未反応の塩化物単量体(a2)の濃度が10.0ppm以下である、分散液。
[項2]
前記疎水性単量体(a1)における前記炭化水素基が炭素数10以上の直鎖状アルキル基である、項1に記載の分散液。
[項3]
前記疎水性単量体(a1)が式:
CH2=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)k
[式中、
R11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
R12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C6H4-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)2-及び-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも一以上で構成される2~4価の基であり、
kは1~3である。]
で示される化合物である、項1又は2に記載の分散液。
[項4]
前記疎水性単量体(a1)が、アミド基、ウレア基又はウレタン基を有する疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位を含む、項1~3のいずれか一項に記載の分散液。
[項5]
前記共重合体(A)が、さらに環状炭化水素基含有単量体(a3)から誘導される繰り返し単位を含む、項1~4のいずれか一項に記載の分散液。
[項6]
前記共重合体(A)が、さらに架橋性単量体(a4)から誘導される繰り返し単位を含む、項1~5のいずれか一項に記載の分散液。
[項7]
前記疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位の量が、前記共重合体(A)において20重量%以上であり、
前記塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位の量が、前記共重合体(A)において80重量%以下である、項1~6のいずれか一項に記載の分散液。
[項8]
水分散液である、項1~7のいずれか一項に記載の分散液。
[項9]
前記水溶性有機溶媒(b1)が、グリコール化合物又はそのモノアルキルエーテル体である、項1~8のいずれか一項に記載の分散液。
[項10]
前記水溶性有機溶媒(b1)の量が、前記共重合体(A)100重量部あたり5重量部以上80重量部以下である、項1~9のいずれか一項に記載の分散液。
[項11]
前記未反応の前記塩化物単量体(a2)の濃度が5.0ppm以下である、項1~10のいずれか一項に記載の分散液。
[項12]
重合溶媒中、疎水性単量体(a1)、及び塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)を共重合して非フッ素共重合体(A)を含む重合体液を得る工程(i)、及び
得られた重合体液中の前記未反応の塩化物単量体(a2)の濃度を10.0ppm以下まで低減させる工程(ii)
を含み、
前記重合溶媒が水溶性有機溶媒(b1)を含む、又は、前記重合体液に水溶性有機溶媒(b1)が添加され、
前記水溶性有機溶媒(b1)はヒドロキシ基及びエーテル基からなる群から選択される少なくとも二の基を有する、分散液の製造方法。
[項13]
項1~11のいずれか一項に記載の分散液である撥水剤。
[項14]
項1~11のいずれか一項に記載の分散液を基材に適用する工程を含む、処理製品の製造方法。
[項15]
項1~11のいずれか一項に記載の分散液が適用された繊維製品。
本開示における分散液(特に水分散液)は、
非フッ素共重合体(A)、及び
液状媒体(B)
を含んでなる。分散液は、さらに
界面活性剤、及び/又は
硬化剤
を含んでもよい。分散液は、さらに、他の成分を含んでもよい。分散液は含フッ素化合物を含まなくてもよい。
非フッ素共重合体(A)は、フッ素原子を有しない。
疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位、及び
塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位
を含む。非フッ素共重合体(A)は、さらに
環状炭化水素基含有単量体(a3)、及び/又は
架橋性単量体(a4)
を含んでもよい。非フッ素共重合体(A)は、その他単量体(a5)を含んでもよい。
CH2=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)k
[式中、
R11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
R12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C6H4-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)2-及び-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも一以上で構成される2~4価の基であり、
kは1~3である。]
で示される単量体であってよい。
[式中、Y’はそれぞれ独立して、直接結合、-O-、-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)又は-S(=O)2-であり、
X’は-(CH2)m-(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の枝分かれ構造を有する炭化水素基、又は-(CH2)l-C6H4-(CH2)l-(lはそれぞれ独立して0~5の整数であり、-C6H4-はフェニレン基である)である。]
であってよい。Y11は2価の炭化水素基のみでないことが好ましい。
[式中、mは1~5の整数、特に2又は4である。]
であることが好ましい。Y11は、-O-、-O-(CH2)m-O-C(=O)-NH-、-O-(CH2)m-NH-C(=O)-O-、又は-O-(CH2)m-NH-C(=O)-、-O-(CH2)m-NH-S(=O)2-又は-O-(CH2)m-S(=O)2-NH-、特に-O-(CH2)m-NH-C(=O)-であることがより好ましい。
CH2=CHC(=O)OC18H37
CH2=CHC(=O)OCnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC2H4OC(=O)NHC18H37
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)OC18H37
CH2=CHC(=O)OCmH2mNHC(=O)CnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC2H4OC(=O)NHCnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)OCnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC2H4NHC(=O)NHCnH2n+1
CH2=CHC(=O)OC4H8OC(=O)NHCnH2n+1
CH2=CHC(=O)NHCmH2mOC(=O)NHCnH2n+1
CH2=CHC(=O)OCmH2mNHSO2CnH2n+1
CH2=CHC(=O)OCmH2mSO2NHCnH2n+1
[上記式中、nは3~40の数であり、mは1~5の数である。]
非フッ素共重合体(A)は、塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)から誘導された繰り返し単位を含む。塩化物単量体(a2)は塩化ビニルであることが好ましい。
非フッ素共重合体(A)は環状炭化水素基含有単量体(a3)から誘導される繰り返し単位を有してよい。環状炭化水素基含有単量体(a3)は、環状炭化水素基を有する単量体であり、一のエチレン性不飽和二重結合と、環状炭化水素基とを有する単量体であってよい。
非フッ素共重合体(A)は架橋性単量体(a4)から誘導される繰り返し単位を有してよい。架橋性単量体(a4)は共重合体に架橋性を付与することが可能な単量体であって、反応性基及びオレフィン性炭素-炭素二重結合からなる群からなる群から選択される少なくとも二を有してよい。架橋性単量体(a4)は、少なくとも二のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、又は少なくとも一のエチレン性不飽和二重結合及び少なくとも一の反応性基を有する化合物であってよい。
非フッ素共重合体(A)は単量体(a1)~(a4)以外のその他単量体(a5)から誘導された繰り返し単位を含有してもよい。
疎水性単量体(a1)から誘導された繰り返し単位の量は、非フッ素共重合体(A)に対して、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、35重量%以上、45重量%以上、55重量%以上、又は65重量%以上であってよい。疎水性単量体(a1)から誘導された繰り返し単位の量は、非フッ素共重合体(A)に対して、98重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下又は60重量%以下であってよい。
未反応の塩化物単量体(a2)は、塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一である。
分散液は、液状媒体(B)を含む。液状媒体(B)は、水溶性有機溶媒(b1)を含む。液状媒体(B)は、水溶性有機溶媒(b1)と水との混合物であってよい。液状媒体(B)はさらに、その他の溶媒を含んでいてよい。
分散液は、水性分散液である場合に、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は、ノニオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤及びアニオン界面活性剤の少なくとも1種を含む。さらに、界面活性剤は、両性界面活性剤を含んでもよい。また、界面活性剤を含有しなくてもよい。分散液は、水性分散液である場合に、一般に、界面活性剤を含む。界面活性剤は、重合前又は重合後に添加してよく、あるいは添加しなくてもよい。界面活性剤を添加しない場合にも、非フッ素共重合体(A)自体の特性により、水性媒体に分散した水性分散液が得られ得る。
アニオン性界面活性剤の例は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ココイルサルコシンナトリウム、ナトリウムN - ココイルメチルタウリン、ポリオキシエチレンヤシアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ジエーテルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、α - オレフィンスルホン酸ナトリウム、ラウリルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム等が包含される。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。
分散液は、硬化剤(活性水素反応性化合物又は活性水素含有化合物)を含んでよい。非フッ素共重合体(A)を重合した後に、分散液に硬化剤を加えてもよい。
ポリイソシアネート化合物として、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤でブロックした化合物であるブロック化ポリイソシアネート化合物(ブロックイソシアネート)を使用することが好ましい。水溶液中でも比較的安定であり、分散液と同じ水溶液中でも使用可能である等の理由からブロック化ポリイソシアネート化合物を使用することが好ましい。
クロロメチル基含有化合物はクロロメチル基を有する化合物である。クロロメチル基含有化合物の例は、クロロメチルポリスチレンなどである。
カルボキシル基含有化合物はカルボキシル基を有する化合物である。カルボキシル基含有化合物の例は、(ポリ)アクリル酸、(ポリ)メタクリル酸などである。
ヒドラジド化合物の具体例としては、ヒドラジン、カルボヒドラジド、アジピン酸ヒドラジドなどが挙げられる。
メラミン化合物の具体例としては、メラミン樹脂、メチルエーテル化メラミン樹脂などが挙げられる。
分散液は、上記成分以外の他の成分を含んでよい。一般に、非フッ素共重合体(A)を製造した後に、他の成分を加える。他の成分の例としては、撥水及び/又は撥油剤、スリップ防止剤、帯電防止剤、防腐剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、消臭剤、香料、反応性シリコーン成分、シリコーンレジン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は二以上を併用して用いてもよい。前記の成分以外に、その他成分として、風合い調整剤、柔軟剤、抗菌剤、難燃剤、塗料定着剤、防シワ剤、乾燥速度調整剤、架橋剤、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、防虫剤、消泡剤、縮み防止剤、洗濯じわ防止剤、形状保持剤、ドレープ性保持剤、アイロン性向上剤、増白剤、白化剤、布地柔軟化クレイ、ポリビニルピロリドンなどの移染防止剤、高分子分散剤、汚れ剥離剤、スカム分散剤、4,4-ビス(2-スルホスチリル)ビフェニルジナトリウム(チバスペシャルティケミカルズ製チノパールCBS-X)などの蛍光増白剤、染料固定剤、1,4-ビス(3-アミノプロピル)ピペラジンなどの退色防止剤、染み抜き剤、繊維表面改質剤としてセルラーゼ、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、ケラチナーゼなどの酵素、抑泡剤、水分吸放出性など絹の風合い・機能を付与できるものとしてシルクプロテインパウダー、それらの表面改質物、乳化分散液があり、具体的にはK-50、K-30、K-10、A-705、S-702、L-710、FPシリーズ(出光石油化学)、加水分解シルク液(上毛)、シルクゲンGソルブルS(一丸ファルコス)、アルキレンテレフタレートおよび/またはアルキレンイソフタレート単位とポリオキシアルキレン単位からなる非イオン性高分子化合物、例えば互応化学工業製FR627、クラリアントジャパン製SRC-1などの汚染防止剤などを配合することができる。これらは単独で使用してもよく、また二以上を併用して使用してもよい。
撥水及び/又は撥油剤の例としては、飽和又は不飽和の炭化水素化合物又はシリコーン系化合物等が挙げられる。撥水及び/又は撥油剤は非フッ素であってよい。飽和又は不飽和の炭化水素系化合物は飽和の炭化水素であることが好ましい。飽和又は不飽和の炭化水素系化合物の炭素数は、15以上、好ましくは20~300、例えば25~100であってよい。飽和又は不飽和の炭化水素系化合物の具体例としては、パラフィン等が挙げられる。シリコーン系化合物は、例えばシリコーン、シロキサン基含有アクリル重合体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また二以上を併用して使用してもよい。
スリップ防止剤の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン(反応性シリコーン、シリコーンレジン等)、及びこれらの組合せである樹脂、アルミニウム化合物(例えばアルミナ)、ケイ素化合物(例えばシリカ)、チタン化合物等の無機粒子(疎水性表面処理がなされていてもよい)等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また二以上を併用して使用してもよい。
帯電防止剤の例としては、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1、第2、第3アミノ基などのカチオン性官能基を有すカチオン型帯電防止剤;スルホン酸塩や硫酸エステル塩、ホスホン酸塩、リン酸エステル塩などのアニオン性官能基を有するアニオン型帯電防止剤;アルキルベタインおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、アラニンおよびその誘導体などの両性型帯電防止剤、アミノアルコールおよびその誘導体、グリセリンおよびその誘導体、ポリエチレングリコールおよびその誘導体などのノニオン型帯電防止剤等が挙げられる。これらのカチオン型、アニオン型、両性イオン型のイオン導電性基を有する単量体を重合もしくは共重合して得られたイオン導電性重合体であってもよい。これらは単独で使用してもよく、また二以上を混合して使用してもよい。
防腐剤は、主に、防腐力、殺菌力を強化し、長期保存中の防腐性を保つために用いられ得る。防腐剤としては、例えば、イソチアゾロン系有機硫黄化合物、ベンズイソチアゾロン系有機硫黄化合物、安息香酸類、2-ブロモ-2-ニトロ-1,3-プロパンジオール等が挙げられる。防腐剤の含有量は、分散液の総重量に対し、0.0001~1重量%であることが好ましい。防腐剤の含有量が前記範囲の下限値以上であると、防腐剤の添加効果が充分に得られ、上限値以下であると、分散液の保存安定性が良好である。
紫外線吸収剤は、紫外線を防御する効果のある薬剤であり、紫外線を吸収し、赤外線や可視光線等に変換して放出する成分である。紫外線吸収剤としては、例えば、アミノ安息香酸誘導体、サリチル酸誘導体、ケイ皮酸誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾール系化合物、4-t-ブチル-4'-メトキシベンゾイルメタン等が挙げられる。
抗菌剤は、繊維上での菌の増殖を抑え、さらには微生物の分解物由来の嫌なにおいの発生を抑える効果を有する成分である。抗菌剤としては、例えば、四級アンモニウム塩(ただし(A)成分を除く。)などのカチオン性殺菌剤、ビス-(2-ピリジルチオ-1-オキシド)亜鉛、ポリヘキサメチレンビグアニジン塩酸塩、8-オキシキノリン、ポリリジン等が挙げられる。
消臭剤としては、クラスターデキストリン、メチル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、モノアセチル-β-シクロデキストリン、アシルアミドプロピルジメチルアミンオキシド、アミノカルボン酸系金属錯体(国際公開第2012/090580号記載のメチルグリシンジ酢酸3ナトリウムの亜鉛錯体)等が挙げられる。
香料としては特に限定されないが、使用できる香料原料のリストは、様々な文献、例えば「Perfume and Flavor Chemicals 」,Vol.Iand II,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)および「合成香料 化学と商品知識」、印藤元一著、化学工業日報社(1996)および「Perfume and Flavor Materials of Natural Origin 」,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)および「香りの百科」、日本香料協会編、朝倉書店(1989)および「Perfumery Material Performance V.3.3」,Boelens Aroma Chemical Information Service(1996)および「Flower oils and Floral Compounds In Perfumery」,Danute Lajaujis Anonis,Allured Pub.Co.(1993)等で見られ、それぞれを引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
分散液は機能向上の観点から反応性シリコーン成分を含んでいてよい。反応性シリコーン成分には、側鎖、片末端、両末端、側鎖及び両末端、反応基を有するポリシロキサンが挙げられるが、滑脱性に優れると同時に防汚性(SR性)に優れる観点から、側鎖及び/又は両末端に反応基を有するポリシロキサンであると好ましい。反応性シリコーン成分としては、分子内に反応基を有するものであれば、特に限定されないが、たとえば、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等が挙げられる。
分散液は機能向上の観点からシリコーンレジンを含んでいてよい。シリコーンレジンは、R3SiO1/2単位(M単位)、RSiO3/2単位(T単位)及びSiO4/2単位(Q単位)から選ばれる少なくとも1種からなるシリコーンレジンであり、Rは直鎖又は分岐の炭素数1~18の一価アルキル基である、またM単位のみ及びQ単位のみからなるシリコーンレジンを除く)。シリコーンレジン(B)は、R2SiO2/2単位(D単位)を含まない方が、本願効果を発揮する観点から、好ましい。
加水分解反応を実施するに際し、加水分解触媒を使用してもよい。加水分解触媒としては従来公知の触媒を使用することができ、酸性又はアルカリ性のものを使用するのがよい。酸性触媒の場合はハロゲン化水素、カルボン酸、スルホン酸、酸性或いは弱酸性の無機塩、イオン交換樹脂等の固体酸が好ましい。アルカリ性触媒の場合は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属塩、ナトリウムシラノレート、カリウムシラノレート等のアルカリ金属シラノレート、トリエチルアミン、ジエチルアミン、アニリン等のアミン類、アンモニア水等を用いることができる。触媒量は水溶液のpHが2~7および7~12になるように添加量を調整することが好ましい。また反応終了後には必要に応じて、酸性又はアルカリ性触媒を中和する中和剤を添加してもよい。
(非フッ素共重合体(A)の量)
非フッ素共重合体(A)の量は、分散液に対して、0.01重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上であってよい。非フッ素共重合体(A)の量は、分散液に対して、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、20重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、又は3重量%以下であってよい。例えば、保管時においては、高濃度で保管しておき、撥剤(撥水撥油剤、撥水剤、又は撥油剤)として用いる際に必要に応じて液状媒体を添加して任意の濃度に希釈して使用してもよい。製品安定性が向上したことにより、従来安定性の面から供給に問題のあった高濃度品を供給することが可能となり得る。
分散液中における未反応の塩化物単量体(a2)の濃度は、10.0ppm以下、9.0ppm以下、8.0ppm以下、7.0ppm以下、6.0ppm以下、5.5ppm以下、5.0ppm以下、4.5ppm以下、4.0ppm以下、3.5ppm以下、3.0ppm以下、2.5ppm以下、2.0ppm以下、1.5ppm以下、1.0ppm以下、0.8ppm以下、0.5ppm以下、0.3ppm以下、又は0.1ppm以下であってよい。
液状媒体(B)の量は、分散液に対して、40重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、又は97重量%以上であってよい。液状媒体(B)の量は、分散液に対して、99.9重量%以下、99重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、又は50重量%以下であってよい。
水溶性有機溶媒(b1)の量は、分散液に対して、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、7.5重量%以上、10重量%以上、12.5重量%以上、15重量%以上、又は20重量%以上であってよい。水溶性有機溶媒(b1)の量は、分散液に対して、分散液に対して、75重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、30重量%以下、25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、又は5重量%以下であってよい。
水の量は、液状媒体(B)に対して、20重量%以上、30重量%以上、40重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、又は80重量%以上であってよい。水の量は、液状媒体(B)に対して、99重量%以下、95重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、70重量%以下、60重量%以下、又は50重量%以下であってよい。
その他の溶媒の量は、液状媒体(B)に対して、1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、20重量%以上、30重量%以上、又は40重量%以上であってよい。その他の溶媒の量は、液状媒体(B)に対して、55重量%以下、45重量%以下、35重量%以下、25重量%以下、15重量%以下、12.5重量%以下、7.5重量%以下、又は5.0重量%以下であってよい。分散液はその他の溶媒を含まなくてもよい。
界面活性剤の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。界面活性剤の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。界面活性剤を使用せずに、非フッ素共重合体(A)の分散液(自己乳化型分散液)を形成してもよい。
硬化剤の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。硬化剤の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
他の成分の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、0.1重量部以上、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、又は20重量部以上であってよい。他の成分の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
本開示における分散液の製造方法は、
重合溶媒中、疎水性単量体(a1)、及び塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)を共重合して非フッ素共重合体(A)を含む重合体液を得る工程(i)、及び
得られた重合体液中の未反応の塩化物単量体(a2)の濃度を10.0ppm以下まで低減させる工程(ii)
を含み、
重合溶媒が水溶性有機溶媒(b1)を含む、又は、重合体液に水溶性有機溶媒(b1)が添加される。
本開示における非フッ素共重合体(A)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の例として、乳化重合、溶液重合、懸濁重合が挙げられる。非フッ素共重合体(A)を乳化重合法又は溶液重合法により製造することが好ましく、特に乳化重合法で製造することが好ましい。重合反応における重合溶媒は水溶性有機溶媒(b1)を含む、又は、重合後の重合体液に水溶性有機溶媒(b1)が添加される。重合溶媒が水溶性有機溶媒(b1)を含むことが好ましい。水溶性有機溶媒(b1)を含むことにより、分散液の乳化性及び共重合性を向上させることが可能である。また、撥液性能の観点からも水溶性有機溶媒(b1)を含むことが好ましい。なお、分散液中の各成分の量は、重合工程における重合溶媒における各成分の量と同一であってもよい。重合段階における各成分の量と上記分散液中の各成分の量とは、同一であってもよい。
乳化重合では、重合開始剤及び必要により界面活性剤の存在下で、単量体を重合溶媒に乳化させ、窒素置換後、50~80℃の範囲で30分間~48時間、例えば3~24時間、撹拌して重合させる方法が採用されてよい。重合溶媒は水溶性有機溶媒(b1)を含むことが好ましい。重合開始剤は、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、t-ブチルパーベンゾエート、1-ヒドロキシシクロヘキシルヒドロ過酸化物、3-カルボキシプロピオニル過酸化物、過酸化アセチル、アゾビスイソブチルアミジン-二塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性のものやアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、t-ブチルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどの油溶性のものが用いられる。重合開始剤は単量体100重量部に対して、0.01重量部以上、0.1重量部以上、1重量部以上であってよく、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
溶液重合では、重合開始剤の存在下で、単量体を重合溶媒に溶解させ、窒素置換後、30~120℃の範囲で30分間~48時間、例えば3~24時間、加熱撹拌する方法が採用されてよい。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。重合開始剤の量は単量体100重量部に対して、0.01重量部以上、0.1重量部以上、1重量部以上であってよく、20重量部以下、10重量部以下、5重量部以下であってよい。
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。
重合反応の後に、重合体液から未反応の塩化ビニル又は塩化ビニリデンを除去する方法の例としては、減圧による留去、常圧加熱下での撹拌による留去、加熱下又は非加熱下での空気、窒素、スチームのバブリング(例えば、100cc/分以上、200cc/分以上、300cc/分以上、又は400cc/分以上で、3時間以上、6時間以上、12時間以上、又は18時間以上)による留去、充填搭やスピンコーター、円筒状の揮発装置などを利用する方法などが挙げられる。除去工程の際の、温度、時間、気流強度等は適宜変更できる。重合体液中の液状媒体の少なくとも一部を残したまま、塩化物単量体(a2)は除去されてよい。
本開示における分散液の用途の例としては、外的処理剤(表面処理剤)または内的処理剤、撥剤(撥水剤、撥油剤又は撥水撥油剤)、防汚剤、汚れ脱離剤、剥離剤、離型剤(外部離型剤又は内部離型剤)等が挙げられる。
本開示における処理製品の製造方法は、分散液を基材に適用する工程を含む。
[処理製品]
本開示の分散液(例えば、表面処理剤、撥水剤、撥油剤、又は撥水撥油剤)で処理される基材としては、繊維製品、石材、フィルター(例えば、静電フィルター)、防塵マスク、燃料電池の部品(例えば、ガス拡散電極及びガス拡散支持体)、ガラス、紙、木、皮革、毛皮、石綿、レンガ、セメント、金属及び酸化物、窯業製品、プラスチック、塗面、及びプラスターなどを挙げることができる。繊維製品としては種々の例を挙げることができる。例えば、綿、麻、羊毛、絹などの動植物性天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの合成繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維などの無機繊維、あるいはこれらの混合繊維が挙げられる。分散液で処理される基材の一例として、織編物の例について詳述する。
・編織物の製造方法
織編物は、上記の混繊交絡糸を製織編して生機を得た後、これを後加工及び撥水加工することにより得ることができる。製織編は、公知の織機、編機を用いて行えばよく、製織編に先立つ準備工程も公知の設備を使用すればよい。
本開示の織編物の片面に透湿防水層を設けた積層生地として提供してもよい。透湿防水層は織編物へ直接積層されてなるものであってもよいし、接着剤層を介して織編物に積層されてなるものであってもよい。なお、本開示の積層生地を衣料用途等に用いる場合は、織編物側が雨水等に晒されるように配置される。
透湿防水層とは、織編物の一方面を被覆している層であって、防水性及び透湿性を有する樹脂によって形成された層である。
積層生地は、接着剤層を含むことが好ましい。つまり、織編物と透湿防水層とは接着剤層を介して積層されることが好ましい。その理由について、以下に述べる。本開示においては織編物として、上述のように、表面にループ又はたるみに起因する微細な突出部を有するものを採用している。そのため、突出部が接着剤層と強固に絡むことで、アンカー効果が発現するために、織編物と透湿防水層とがより一層剥離し難くなる。
本開示の積層生地では、透湿防水層上(透湿防水層において、本開示の織編物が積層されている面とは反対側の面)に裏地用繊維布帛が積層されていてもよい。裏地用繊維布帛により透湿防水層を保護することができ、防水性(耐水圧)及び強度に一層優れたものとすることができる。また、裏地用繊維布帛を積層することによって、積層生地全体の伸長を抑えることができるため、積層後の仕上工程や着用時のテンション等による織編物の伸長によって、混繊複合糸の突出部が引っ張られた結果として突出部が低減することを抑制でき、上記の撥水性をより高く維持することができる。また、裏地用繊維布帛が積層されると、撥水性をより一層向上させることもできる。その理由は明らかではないが、本発明者らは、積層工程が増え、撥水剤が受ける熱履歴が多くなることで、撥水性がより向上すると推測している。
積層生地は、優れた防水性を有している。本開示の積層生地が有する防水性の好適な例として、JIS L 1092:2009 A法(低水圧法)に規定される耐水試験に従って測定される水位が、例えば、10000mm以上、好ましくは15000mm以上、更に好ましくは16000mm以上、特に好ましくは20000mm以上が挙げられる。当該水位の上限値については、特に制限されないが、例えば例えば50000mm又は25000mmが挙げられる。
積層生地の製造方法については、特に制限されないが、例えば、以下に示す第一の製造方法及び第二の製造方法が挙げられる。
第一の製造方法:織編物の表面に、前記透湿防水層を構成する樹脂を塗布することで、前記透湿防水層を形成する工程を含む。
第二の製造方法:織編物又は透湿防水層上に接着剤層を形成する工程と、接着剤層を介して織編物と透湿防水層とを貼り合わせる工程、とを含む。
積層生地は、撥水性及び透湿防水性に優れ、過酷な環境下でも透湿防水層が剥離しないため、屋外にて使用されるユニフォーム衣料、スポーツ衣料、アウトドア製品等の分野において、好適に用いられる。
本開示の分散液は、処理剤(特に表面処理剤)として、従来既知の方法により基材に適用することができる。本開示における分散液を、必要により有機溶媒又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、基材の表面に付着させ、乾燥する方法であってよい。また、必要ならば、適当な架橋剤と共に適用し、キュアリングを行ってもよい。さらに、本開示の分散液と、撥水及び/又は撥油剤、スリップ防止剤、帯電防止剤、風合い調整剤、柔軟剤、抗菌剤、難燃剤、塗料定着剤、防シワ剤、乾燥速度調整剤、架橋剤、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、防虫剤、消泡剤等などの各種添加剤を併用することも可能である。各種添加剤の例としては、上述の分散液における「他の成分」で説明したものと同様であってよい。基材と接触させる処理剤における非フッ素共重合体の濃度は、用途によって適宜変更されてよいが、0.01~10重量%、例えば0.05~5重量%であってよい。
基材である繊維製品としては種々の例を挙げることができるが、例えば布製品や紙製品が挙げられる。
半合成繊維の例は、アセテート、トリアセテートである。再生繊維の例は、レーヨン、キュプラ、ポリノジックレーヨン、リヨセル、テンセルである。無機繊維の例は、ガラス繊維、炭素繊維である。
あるいは、繊維製品は紙であってもよい。製造重合体を、予め形成した紙に適用してよく、又は、製紙の様々な段階で、例えば、紙の乾燥期間中に適用してもよい。
繊維製品は、本開示の分散液で処理する前に前処理されていてもよい。繊維製品の前処理を行うことで、分散液で処理後の繊維製品に優れた堅牢性を付与し得る。
前処理された繊維製品の製造方法は、-SO3M1(式中、M1は一価のカチオンを示す)で示される1価の基、-COOM2(式中、M2は一価のカチオンを示す)で示される1価の基、及び-O-P(O)(OX1)(OX2)(式中、X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~22のアルキル基を示す)で示される1価の基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(以下、「特定官能基」という場合もある)を含む繊維に、アクリル系撥水剤、シリコーン系撥水剤及びデンドリマー系撥水剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の非フッ素系撥水剤を付与する工程を備えてもよい。
(i)繊維材料に、上記特定官能基を有する化合物を付着させる。なお、化合物の付着は、上記特定官能基が十分な量で残される範囲で化合物の一部と繊維の一部とが化学的に結合している状態であってもよい。
(ii)繊維を構成する材料に上記特定官能基が直接導入されている繊維を用意する。
及びポリエステルを素材として含む繊維材料を用いることが好ましく、特に、ナイロン6、ナイロン6,6等のナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチルテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル、及びこれらが含まれる混合繊維を用いることが好ましい。
などをモノマーとして用いて従来公知のラジカル重合法で合成したポリマー、又は、市販されているものを使用することができる。
ム、炭酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムが挙げられる。
500mlのポリ容器に、ステアリルアクリレート(CH2=CHC(=O)OC18H37)80g、カチオン系乳化剤3g、ソルビタン脂肪酸エステル6g、水溶性グリコール系溶剤としてトリプロピレングリコール25g、純水200gを仕込み、60℃に加熱し、ホモミキサーで1分、2000rpmで攪拌した後、超音波で15分間、乳化分散させた。乳化分散物を500mlのオートクレーブに移し、15分間窒素置換後、ラウリルメルカプタン0.2g、塩化ビニルを20g仕込んだ。更にアゾ基含有水溶性開始剤1gを添加し、60℃で昇温し、4時間、反応させて重合体の水性分散液を得た。ガスクロマトクラフィーによる単量体の転化率は99.0~99.8%であった。この分散液を更に純水で希釈して固形分濃度約30重量%の水分散液を調製した。続いて、60℃に加熱し、撹拌させながら、窒素ガスによるバブリングを500cc/分で24時間おこない、未反応の塩化ビニル単量体を除いて、非フッ素共重合体(A)を含む水分散液を得た。ガスクロマトグラムで分析をおこなった結果、残存する塩化ビニル単量体は検出されなかった(検出限界:1ppm)。
表1のとおりに単量体及び液状媒体の使用量を変更した以外は重合例1と同様にして、非フッ素共重合体(A)を含む水分散液を得た。
重合例1で得られた水分散液に塩化ビニル単量体を2ppmとなるように添加して、塩化ビニル濃度2ppmである非フッ素共重合体(A)を含む水分散液を得た。塩化ビニル濃度はガスクロマトグラム分析により確認した。得られた水分散液を水道水により希釈して、固形分濃度1.0%の試験液1000gを調製した。この試験液に、ポリエステル生地を浸せきした後、マングルで絞り、生地を160℃で1分間、ピンテンターに通し、乾燥、キュアリングした。
このようにして処理された生地を用いて下記の通り撥水性試験、ブンデスマン試験、摩擦堅牢度試験、チョークマーク試験を行った。結果を表2に示す。
表2で示す重合例で得られた水分散液を用いたことと、表2で示す塩化ビニル濃度に変更した以外は実施例1と同様にして水分散液を得た。得られた水分散液に対して、下記試験を行った。結果を表2に示す。
処理済試験布を温度21℃、湿度65%の恒温恒湿機に4時間以上保管後、下記評価を行った。上記した各試験用布を、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。下記に示す基準で撥水性を評価した。なお、点数が大きいほど、撥水性が良好であることを意味する。結果を表2に示す。
上記した各試験用布について、JIS-L-1092(C)法に記載のブンデスマン試験に従って、降雨量を80cc/分、降雨水温を20℃、降雨時間を1分とする条件で降雨させ、漏水量(mL)を測定した。なお、漏水量とは、ブンデスマン試験中に生地表面を通過した水分量(ml)を示す。結果を表2に示す。
上記した各試験用布について、JIS-L-0849法に記載の摩擦試験機II形(学振形)法に従って、長さ220mm×幅30mmの試験片を作成して両面テープを用いて緩みがないように取り付け、白綿布を取り付けた摩擦子を乗せて荷重2Nをかけた状態で100回摩擦した。 試験終了後、摩擦子にかぶせた白綿布を外し、汚染用グレースケールにて判定した。結果を表2に示す。
固形分濃度を30重量%に調整した分散液を50℃にて2週間放置した後、分散液の状態を目視で観察し、下記の基準に従って評価する。結果を表2に示す。
◎:外観に変化無し
○:沈降は認めらないが、分散液表面に、極少量の析出物が認められる
△:沈降がわずかに認められ、分散液表面に、極少量の析出物が認められる
×:分離又は沈降が認められる
上記した各試験用布を平らな場所に置き、試験布の表面を爪で軽く掻き、チョーク様に残る爪で掻いた軌跡を目視判定評価した。結果を表2に示す。
◎:軌跡が全くない
○:軌跡が薄く見える
△:軌跡が見える
×:軌跡が濃く見える
Claims (15)
- 炭素数2~40の炭化水素基を有する疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位、及び、塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位を含む非フッ素共重合体(A)、及び、
ヒドロキシ基及びエーテル基からなる群から選択される少なくとも二の基を有する水溶性有機溶媒(b1)を含む液状媒体(B)を含み、
未反応の塩化物単量体(a2)の濃度が10.0ppm以下である、分散液。 - 前記疎水性単量体(a1)における前記炭化水素基が炭素数10以上の直鎖状アルキル基である、請求項1に記載の分散液。
- 前記疎水性単量体(a1)が式:
CH2=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)k
[式中、
R11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
R12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
Y11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C6H4-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)2-及び-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)から選ばれる少なくとも一以上で構成される2~4価の基であり、
kは1~3である。]
で示される化合物である、請求項1又は2に記載の分散液。 - 前記疎水性単量体(a1)が、アミド基、ウレア基又はウレタン基を有する疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記共重合体(A)が、さらに環状炭化水素基含有単量体(a3)から誘導される繰り返し単位を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記共重合体(A)が、さらに架橋性単量体(a4)から誘導される繰り返し単位を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位の量が、前記共重合体(A)において20重量%以上であり、
前記塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位の量が、前記共重合体(A)において80重量%以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載の分散液。 - 水分散液である、請求項1~7のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記水溶性有機溶媒(b1)が、グリコール化合物又はそのモノアルキルエーテル体である、請求項1~8のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記水溶性有機溶媒(b1)の量が、前記共重合体(A)100重量部あたり5重量部以上80重量部以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の分散液。
- 前記未反応の前記塩化物単量体(a2)の濃度が5.0ppm以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の分散液。
- 重合溶媒中、疎水性単量体(a1)、及び塩化ビニル及び塩化ビニリデンからなる群から選択される少なくとも一の塩化物単量体(a2)を共重合して非フッ素共重合体(A)を含む重合体液を得る工程(i)、及び
得られた重合体液中の前記未反応の塩化物単量体(a2)の濃度を10.0ppm以下まで低減させる工程(ii)
を含み、
前記重合溶媒が水溶性有機溶媒(b1)を含む、又は、前記重合体液に水溶性有機溶媒(b1)が添加され、
前記水溶性有機溶媒(b1)はヒドロキシ基及びエーテル基からなる群から選択される少なくとも二の基を有する、分散液の製造方法。 - 請求項1~11のいずれか一項に記載の分散液である撥水剤。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の分散液を基材に適用する工程を含む、処理製品の製造方法。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の分散液で処理された繊維製品。
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