JP2022169275A - 分散液 - Google Patents

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Abstract

【課題】製品安定性及び撥水性を示す新規な分散液の提供【解決手段】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。【選択図】なし

Description

本開示は、分散液に関する。
ポリフルオロアルキル基含有単量体、塩化ビニル又は塩化ビニリデン、及びその他の共重合可能な単量体を共重合して得られる共重合体を含み、未反応の塩化ビニル単量体又は塩化ビニリデン単量体濃度を10ppm以下としてなる水分散型撥水撥油剤を用いることにより、撥水撥油剤の形態変化や性能の低下などの問題が低減された保存安定性に優れた撥水撥油剤を提供し得ることが知られている(特許文献1)。
特開平4-80218号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるような含フッ素重合体以外を用いず、非フッ素共重合体を用いた場合には、製品安定性及び撥水性が十分でない。本開示の目的は、製品安定性及び撥水性を両立可能とする新規な分散液を提供することにある。
本開示における一実施形態は次のとおりである:
[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:
CH=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)
[式中、
11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-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は製品安定性及び撥水性に優れる。また、本開示における分散液で製品を処理することにより、耐チョークマーク性、摩擦堅牢度といった、製品の使用感、耐久性等を改善し得る。
<分散液>
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)]
非フッ素共重合体(A)は、フッ素原子を有しない。
非フッ素共重合体(A)は、
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。
(疎水性単量体(a1))
疎水性単量体(a1)は、一のエチレン性不飽和二重結合及び炭素数2~40の炭化水素基を有する。
疎水性単量体(a1)は少なくとも一の炭素数2~40の炭化水素基を有していてよい。当該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、特に飽和の脂肪族炭化水素基、特別にアルキル基であることが好ましい。当該炭化水素基は直鎖状又は分岐鎖状であってよく、好ましくは直鎖状である。当該炭化水素基の炭素数は2以上、3以上、4以上、6以上、8以上、10以上、11以上、12以上、14以上、又は16以上であってよく、好ましくは6以上である。当該炭化水素基の炭素数は40以下、30以下、25以下、22以下、又は20以下であってよく、好ましくは30以下である。
疎水性単量体(a1)は式:
CH=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)
[式中、
11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-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。
11は、分岐状又は直鎖状(好ま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。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、特別にアルキル基であることが好ましい。-CH基は-CH-に比べ表面自由エネルギーが低く撥液性を示しやすい。このため分岐が多く、-CH基が多い構造が好ましい。また、一方で一定の長さの長鎖アルキル基はその結晶性由来の高い撥液性を示す。よって、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、多分岐構造の基、あるいは長鎖の炭化水素基(もしくは長鎖の直鎖状炭化水素基)、例えばアルキル基であってよい。R11の炭素数は、2以上、3以上、4以上、6以上、8以上、10以上、11以上、12以上、14以上、16以上、又は18以上であってよく、好ましくは10以上である。R11の炭素数は40以下、30以下、25以下、20以下、15以下、又は12以下であってよい。
kは1、2又は3である。Y11が4価の炭素数1の炭化水素基を有する場合等において、k=3である。Y11が3価の炭素数1の炭化水素基を有する場合等において、k=2である。Y11が3価及び4価の炭素数1の炭化水素基を有しない場合(例えば、Y11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、k=1である。
12は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、置換又は非置換のベンジル基、置換又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。R12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。R12は、水素原子、メチル基、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、より高い撥液性が得られる。R12は、特に反応性の観点から、水素原子であってよい。
11は、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=及び枝分かれ構造を有する-C≡である。
11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’-、又は-Y’-X’-Y’-X’-
[式中、Y’はそれぞれ独立して、直接結合、-O-、-NR’-(R’は、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基)又は-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の枝分かれ構造を有する炭化水素基、又は-(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。Y11は2価の炭化水素基のみでないことが好ましい。
11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-、又は-NH-(CHm-NH-C-である[式中、mは1~5の整数、特に2又は4である。]。
11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)-又は-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又は4である。]
であることが好ましい。Y11は、-O-、-O-(CHm-O-C(=O)-NH-、-O-(CHm-NH-C(=O)-O-、又は-O-(CHm-NH-C(=O)-、-O-(CHm-NH-S(=O)-又は-O-(CHm-S(=O)-NH-、特に-O-(CHm-NH-C(=O)-であることがより好ましい。
疎水性単量体(a1)は、反応性基又は親水性基を有しないことが好ましい。反応性基の例は、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、イソシアネート基、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、ポリアルキレンオキシド基、アミノ基、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又はアルカリ土類金属塩基、塩素又は臭素、ヨウ素イオンが対アニオンであるアンモニウム塩基、その他イオン性基等である。ここで、反応性基と親水性基とは互いに重複していてもよい。
疎水性単量体(a1)はその25℃水溶解度が10g/l以下、5g/l以下、3g/l以下、1g/l以下、0.5g/l以下、又は0.1g/l以下であってよく、好ましくは3g/l以下である。疎水性単量体(a1)のホモポリマーはその25℃水溶解度が10g/l以下、5g/l以下、3g/l以下、1g/l以下、0.5g/l以下、又は0.1g/l以下であってよく、好ましくは3g/l以下である。
疎水性単量体(a1)のホモポリマーの水接触角は75°以上、80°以上、85°以上、90°以上、95°以上100°以上、101°以上、103°以上、105°以上、110°以上、115°以上、又は120°以上であってよく、好ましくは90°以上、又は100°以上である。疎水性単量体(a1)のホモポリマーの水接触角は160°以下、150°以下、140°以下、130°以下、125°以下、又は110°以下であってよい。水接触角が上記範囲にあることが共重合体の撥液性、特に撥水性の観点等から好ましい。ホモポリマーの水接触角はホモポリマーの固形分濃度1.0%のクロロホルム溶液をシリコンウエハ基板上にスピンコートし、塗膜上に、2μLの水を滴下し、着滴1秒後の接触角を測定して得られた値であってよい。
疎水性単量体(a1)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、α位がメチル基であるメタクリル化合物及び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い。
CH=CHC(=O)OC1837
CH=CHC(=O)OC2n+1
CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC1837
CH=CHC(=O)OCNHC(=O)OC1837
CH=CHC(=O)OC2mNHC(=O)C2n+1
CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC2n+1
CH=CHC(=O)OCNHC(=O)OC2n+1
CH=CHC(=O)OCNHC(=O)NHC2n+1
CH=CHC(=O)OCOC(=O)NHC2n+1
CH=CHC(=O)NHC2mOC(=O)NHC2n+1
Figure 2022169275000001

Figure 2022169275000002
CH=CHC(=O)OC2mNHSO2n+1
CH=CHC(=O)OC2mSONHC2n+1
[上記式中、nは3~40の数であり、mは1~5の数である。]
Figure 2022169275000003
疎水性単量体(a1)の好ましい具体例としては、ステアリル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、ステアリルαクロロアクリレート、イコシルαクロロアクリレート、ベヘニルαクロロアクリレート、ステアリン酸アミドエチル(メタ)アクリレート、2-ステアラミドエチルアクリレート、CH=CHC(=O)OCNHSO1837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。
分散液の撥液性の観点から、疎水性単量体(a1)は、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)を含むことが好ましい。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)とアミド基、ウレア基又はウレタン基を有しない疎水性単量体(a1)との組合せであってもよい。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)の例としては、CH2=C(-R12)-C(=O)-O-(CHm-NH-C(=O)-R11、CH=C(-R12)-C(=O)-O-(CH-O-C(=O)-NH-R11、CH=C(-R12)-C(=O)-O-(CH-NH-C(=O)-O-R11、及びCH=C(-R12)-C(=O)-O-(CH-NH-C(=O)-NH-R11等が挙げられる。疎水性単量体(a1)は、CH2=C(-R12)-C(=O)-O-(CHm-NH-C(=O)-R11を含んでいてよい。
(塩化物単量体(a2))
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。
(環状炭化水素基含有単量体(a3))
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。
環状炭化水素基含有単量体(a3)は、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリル基を有することが好ましく、例えば、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリレート基又は(メタ)アクリルアミド基を有してもよい。
環状炭化水素基は、脂肪族又は芳香族であってよく、脂肪族であることが好ましい。環状炭化水素基は、飽和又は不飽和であってよく、飽和であることが好ましい。環状炭化水素基は、単環基、多環基、橋かけ環基であってよく、橋架け環基が好ましい。環状炭化水素基は鎖状基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基)を有していてよい。
環状炭化水素基の炭素数は4以上、6以上、又は8以上であってよく、30以下、26以下、22以下、18以下、又は14以下であってよい。
環状炭化水素基の具体例としては、シクロヘキシル基、t-ブチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、2-メチル-2-アダマンチル基、2-エチル-2-アダマンチル基、ボルニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、ベンジル基、フェニル基、ナフチル基、2-t-ブチルフェニル基、これらの基から1以上の水素原子を除いた残基(例えば、シクロへキシレン基、アダマンチレン基、フェニレン基、ナフチレン基等)及びこれらの置換体である基等が挙げられる。
環状炭化水素基含有単量体(a3)の具体例としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、これらのアクリレートをアクリルアミドに置換した化合物等が挙げられる。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。
(架橋性単量体(a4))
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。
架橋性単量体(a4)は、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリル基を有することが好ましく、例えば、エチレン性不飽和二重結合として(メタ)アクリレート基又は(メタ)アクリルアミド基を有してもよい。
反応性基の例としては、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、カルボニル基、イソシアネート基(ブロックイソシアネート基)等が挙げられる。
架橋性単量体(a4)の具体例としては、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)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、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、2-アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、モノクロロ酢酸ビニル、メタクリル酸ビニル、グリシジル(メタ)アクリレート、1,4-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、これらのアクリレートをアクリルアミドに置換した化合物などが挙げられる。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。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。
(その他単量体(a5)
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。
その他単量体(a5)の具体例としては、例えば、エチレン、ハロゲン化オレフィン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アルコキシポリアルキレンレングリコール(メタ)アクリレート、及びビニルアルキルエーテルなどが含まれる。他の非フッ素単量体はこれらの例に限定されない。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。
(重合体の組成)
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。
疎水性単量体(a1)から誘導された繰り返し単位のうち、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)の比率は、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、50重量%以上、又は75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うち、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)の比率は、100重量%以下、90重量%以下、80重量%以下、又は70重量%以下であってよい。
塩化物単量体(a2)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、3重量%以上、5重量%以上、10重量%以上、15重量%以上、又は20重量%以上、25重量%以上、35重量%以上であってよい。塩化物単量体(a2)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、80重量%以下、70重量%以下、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、又は10重量%以下であってよく、好ましくは60重量%以下である。
環状炭化水素基含有単量体(a3)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、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、又は4重量%以上であってよい。環状炭化水素基含有単量体(a3)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、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、7.5重量%以下、又は5重量%以下であってよい。であってよい。
架橋性単量体(a4)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、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、又は4重量%以上であってよい。架橋性単量体(a4)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、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、7.5重量%以下、又は5重量%以下であってよい。
その他単量体(a5)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、0.5重量%以上、1重量%以上、3重量%以上、又は4重量%以上であってよい。その他単量体(a5)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、30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。
塩化物単量体(a2)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、5重量部以上、10重量部以上、25重量部以上、50重量部以上、75重量部以上、又は100重量部以上であってよい。塩化物単量体(a2)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、150重量部以下、125重量部以下、100重量部以下、75重量部以下、50重量部以下、又は25重量部以下であってよい。
環状炭化水素基含有単量体(a3)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、2.5重量部以上、5重量部以上、12.5重量部以上、25重量部以上、35重量部以上、又は45重量部以上であってよい。環状炭化水素基含有単量体(a3)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、75重量部以下、60重量部以下、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、又は10重量部以下であってよい。
架橋性単量体(a4)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、2.5重量部以上、5重量部以上、12.5重量部以上、25重量部以上、35重量部以上、又は45重量部以上であってよい。架橋性単量体(a4)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、75重量部以下、60重量部以下、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、又は10重量部以下であってよい。
その他単量体(a5)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、2.5重量部以上、5重量部以上、12.5重量部以上、25重量部以上、35重量部以上、又は45重量部以上であってよい。その他単量体(a5)から誘導された繰り返し単位の量は、疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位100重量部に対して、75重量部以下、60重量部以下、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下、20重量部以下、又は10重量部以下であってよい。
疎水性単量体(a1)から誘導される繰り返し単位、塩化物単量体(a2)から誘導される繰り返し単位、及び炭化水素基含有単量体(c)から誘導される繰り返し単位の合計が、非フッ素共重合体(A)に対して75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上、又は95重量%以上であってよい。
[未反応の塩化物単量体(a2)]
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。
[液状媒体(B)]
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。
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水溶性有機溶媒である。水溶性有機溶媒(b1)は脂肪族であることが好ましく、例えば直鎖状脂肪族基であってよい。水溶性有機溶媒(b1)は炭素原子、水素原子、及び酸素原子のみからなる化合物であってもよい。水溶性有機溶媒(b1)を含有することにより、分散液で処理された製品の使用感、耐久性等を改善し得る。例えば、染料のブリード、耐熱性の低下、摩擦堅牢度の低下等の課題が改善し得る。
水溶性有機溶媒(b1)は少なくとも一のヒドロキシ基を有していることが好ましい。水溶性有機溶媒(b1)は、一のヒドロキシ基と、ヒドロキシ基及びエーテル基から選択される少なくとも一の基とを有することが好ましい。水溶性有機溶媒(b1)が有するヒドロキシ基の数は1以上、2以上、3以上、又は4以上であってよく、5以下、4以下、3以下、又は2以下であってよく、例えば1(モノオール)、2(ジオール)、3(トリオール)である。水溶性有機溶媒(b1)はエーテル基を有しても有していなくてもよい。水溶性有機溶媒(b1)が有するエーテル基の数は1以上、2以上、3以上、又は4以上であってよく、5以下、4以下、3以下、又は2以下であってよく、例えば1(モノエーテル)、2(ジエーテル)、又は3(トリエーテル)である。水溶性有機溶媒(b1)は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ってよい。
水溶性有機溶媒(b1)の沸点は、100℃以上、120℃以上、140℃以上、160℃以上、180℃以上、200℃以上、220℃以上、240℃以上、又は260℃以上であってよく、好ましくは140℃以上、より好ましくは180℃以上である。水溶性有機溶媒(b1)の沸点は、425℃以下、400℃以下、375℃以下、350℃以下、325℃以上、300℃以下、275℃以下、250℃以下、225℃以下、又は200℃以下であってよく、350℃以下が好ましい。
水溶性有機溶媒(b1)の25℃水溶解度(g/100g)は、50以上、70以上、100以上、又は無限大(水混和性)であってよく、好ましくは100以上、より好ましくは無限大(水混和性)である。水溶性有機溶媒(b1)の25℃水溶解度(g/100g)は、200以下、又は150以下であってもよい。
水溶性有機溶媒(b1)の具体例としては、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、ペンタメチレングリコール、1,6-ヘキシレングリコール、1,2-へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール等の(C2~C6)アルキレン単位を有するモノマー、オリゴマーまたはポリアルキレングリコールまたはチオグリコールであるグリコール;グリセリン、ヘキサン-1,2,6-トリオール等のポリオール(特にトリオール);エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール)又はトリエチレングリコールモノメチルエーテル又はトリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールの(C1~C4)アルキルエーテル(好ましくはモノエーテル、ジエーテル)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二以上を併用してもよい。
その他の溶媒の例としては、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)、エーテル、アルカン、トルエン系溶剤、ハロゲン化カーボン等であってよい。その他の溶媒の具体例としては、アセトン、イソプロピルアルコール、クロロホルム、HCHC225、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及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。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。
液状媒体(B)は、重合反応を行うための重合溶媒であってもよい。液状媒体(B)は、重合後に各溶媒を添加することにより調製されたものであってもよい。例えば、単量体を有機溶媒の存在下で重合して、非フッ素共重合体(A)を製造した後に、水を添加後、必要により有機溶媒を留去してもよい。
[界面活性剤]
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。
ノニオン性界面活性剤は、オキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤である。オキシアルキレン基におけるアルキレン基の炭素数は、2~10であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤の分子におけるオキシアルキレン基の数は、一般に、2~100であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤は、直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族(飽和及び/又は不飽和)基のアルキレンオキシド付加物、直鎖状及び/又は分岐状脂肪酸(飽和及び/又は不飽和)のポリアルキレングリコールエステル、ポリオキシエチレン(POE)/ポリオキシプロピレン(POP)共重合体(ランダム共重合体又はブロック共重合体)、アセチレングリコールのアルキレンオキシド付加物等であってよい。これらの中で、アルキレンオキシド付加部分及びポリアルキレングリコール部分の構造がポリオキシエチレン(POE)又はポリオキシプロピレン(POP)又はPOE/POP共重合体(ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってよい)であるものが好ましい。ノニオン性界面活性剤は、脂肪族であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアラルキルアルキルエーテルなどのエーテル系化合物、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系化合物、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールなどのアセチレングリコール系化合物が挙げられる。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。
カチオン性界面活性剤は、アミン塩、4級アンモニウム塩、オキシエチレン付加型アンモニウム塩であってよい。カチオン性界面活性剤の具体例としては、特に限定されないが、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。カチオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムアセテート、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド、(ドデシルメチルベンジル)トリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムクロライド、メチルドデシルジ(ヒドロポリオキシエチレン)アンモニウムクロライド、ベンジルドデシルジ(ヒドロポリオキシエチレン)アンモニウムクロライド、N-[2-(ジエチルアミノ)エチル]オレアミド塩酸塩が挙げられる。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。
アニオン性界面活性剤の例としては、脂肪酸塩(脂肪酸の炭素数は例えば8~30である)、スルホン酸塩(例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸塩(アルキル基の炭素数は例えば8~30である。))、硫酸エステル塩(例えば、アルキル硫酸エステル塩(アルキル基の炭素数は例えば8~30である。)が挙げられる。
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。
両性界面活性剤としては、アラニン類、イミダゾリニウムベタイン類、アミドベタイン類、酢酸ベタイン等が挙げられ、具体的には、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。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。
ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤のそれぞれが1種又は2以上の組み合わせであってよい。界面活性剤はノニオン性界面活性剤及び/又はカチオン性界面活性剤であることが好ましい。ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤との組み合わせであってよい。
[硬化剤]
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。
非フッ素共重合体(A)を良好に硬化させるため、分散液は、硬化剤(架橋剤)を含んでいてよい。硬化剤は、非フッ素共重合体(A)の有する活性水素又は活性水素反応性基と反応する活性水素反応性化合物又は活性水素含有化合物であってよい。活性水素反応性化合物の例は、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、クロロメチル基含有化合物、カルボキシル基含有化合物及びヒドラジド化合物である。活性水素含有化合物の例は、ヒドロキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物及びカルボキシル基含有化合物、ケトン基含有化合物、ヒドラジド化合物及びメラミン化合物である。
硬化剤はポリイソシアネート化合物であってよい。ポリイソシアネート化合物は、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。ポリイソシアネート化合物は、架橋剤として働く。ポリイソシアネート化合物の例は、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの誘導体などを挙げることができる。
脂肪族ポリイソシアネートの例は、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエートの脂肪族ジイソシアネート、及びリジンエステルトリイソシアネート、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタンなどの脂肪族トリイソシアネートなどである。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。
脂環族ポリイソシアネートの例は、脂環族ジイソシアネート及び脂環族トリイソシアネートなどである。脂環族ポリイソシアネートの具体例は、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサンである。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。
芳香脂肪族ポリイソシアネートの例は、芳香脂肪族ジイソシアネート及び芳香脂肪族トリイソシアネートである。芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例は、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼンである。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。
芳香族ポリイソシアネートの例は、芳香族ジイソシアネート、芳香族トリイソシアネート、芳香族テトライソシアネートである。芳香族ポリイソシアネートの具体例は、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4’-又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその混合物、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、及び4,4’-ジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネートなどである。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。
ポリイソシアネートの誘導体は、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン等の各種誘導体を挙げることができる。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。
これらポリイソシアネートは、1種又は2種以上を組合せて使用することができる。
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。
ブロック剤は、遊離のイソシアネート基を封鎖するものである。ブロック化ポリイソシアネート化合物は、例えば、100℃以上、例えば130℃以上に加熱することにより、イソシアネート基が再生し、ヒドロキシル基と容易に反応することができる。ブロック剤の例は、フェノール系化合物、ラクタム系化合物、脂肪族アルコール系化合物、オキシム系化合物などである。ポリイソシアネート化合物は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
エポキシ化合物は、エポキシ基を有する化合物である。エポキシ化合物の例は、ポリオキシアルキレン基を有するエポキシ化合物、例えば、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル及びポリプロピレングリコ-ルジグリシジルエ-テル;ならびにソルビトールポリグリシジルエーテルなどである。
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。
ケトン基含有化合物の具体例としては、(ポリ)ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンアルコールなどが挙げられる。
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。
[他の成分]
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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。
(反応性シリコーン成分)
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。
アミノ変性シリコーンとしては、ケイ素原子に直結した有機基に、アミノ基が結合した構造を有するものがあげられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。アルキレン基としては炭素数2以上のものが好ましい。2価の芳香族基としては炭素数6以上のものが好ましい。アミノ基としては、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基いずれであってもよい。アミノ基が結合した有機基としては以下のものが例示される。2-アミノエチル基、N-メチル-2-アミノエチル基、N,N-ジメチル-2-アミノエチル基、N-エチル-2-アミノエチル基、N,N-ジエチル-2-アミノエチル基、N,N-メチルエチル-2-アミノエチル基、3-アミノプロピル基、N-メチル- 3 -アミノプロピル基、N,N-ジメチル-3-アミノプロピル基、N-エチル-3-アノプロピル基、N,N-ジエチル-3-アミノプロピル基、N,N-メチルエチル-3-アミノプロピル基。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
エポキシ変性シリコーンとしてはケイ素原子に直結した有機基に、エポキシ基が結合した構造を有するものが挙げられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。このようなかたちとしては前記有機基との間でグリシジルエーテルのかたちで結合するのが通常である。このような官能基としては3-グリシドキシプロピル基、2-グリシドキシエチル基が例示される。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
カルボキシ変性シリコーンとしてはケイ素原子に直結した有機基にカルボキシ基が結合した構造を有するものが挙げられる。有機基はアルキレン基、2価の芳香族基いずれであってもよい。アルキレン基としては炭素数2以上のものが好ましい。2価の芳香族基としては炭素数6以上のものが好ましい。このような官能基としては3-カルボキシプロピル基、2-カルボキシエチル基が例示される。これらの官能基はポリシロキサンの側鎖にあっても、末端にあってもよい。
メチルハイドロジェンシリコーンとはポリジオルガノシロキサンの側鎖の一部が水素に置換され、水素原子がケイ素原子に直結したものである。メチルハイドロジェンシリコーンの使用にあたっては、反応性を向上させるために触媒を使用しても良い。例えば亜鉛、錫、マンガン、コバルト、鉄およびアミン系の触媒を使用することができる。これらの触媒としては有機酸金属塩が好ましく、有機酸としては脂肪酸が好ましい。安全性の観点からはステアリン酸亜鉛などを使用することができる。触媒はメチルハイドロジェンシリコーンに対し10~40%使用すると効果を発揮しやすくなるので好ましい。アミノ変性、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーンおよびメチルハイドロジェンシリコーンは2種以上が混合されていても良い。いずれも反応基を有するシリコーンであり、造膜性を有するシリコーンであることが好ましい。造膜性とは、該シリコーンを各々エマルジョン状態で繊維表面に付着させた後、オイル状やゲル状ではなく、固体状の膜を形成することをいう。
(シリコーンレジン)
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、RSiO1/2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、RSiO2/2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。
シリコーンレジンは、ゾルの状態であると好ましい。Rを例示すると、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基、セチル基、ステアリル基等が挙げられるが、シリコーンレジン(B)がゾルの状態である場合における安定性、原料の入手のし易さ及び価格面から、Rはメチル基であることが好ましく、特に全てのRの90%以上がメチル基であることが好ましい。なお、Rは異なる種類の基を併用してもよい。
シリコーンレジンにRSiO2/2単位(D単位)を含むと、撥水剤の低滑脱性が損なわれ得る。また、Q単位のみからなるシリコーンレジンは撥水剤としての撥水性能を阻害し得る。
シリコーンレジンの構造は、(i)M単位とQ単位、(ii)M単位とT単位とQ単位、(iii)M単位とT単位、(iv)T単位とQ単位、(v)T単位のみからなるシリコーンレジンが例示され、好ましくは、(i)M単位とQ単位からなるシリコーンレジン及び(v)T単位のみからなるシリコーンレジンであってよい。(i)M単位とQ単位からなるシリコーンレジンのM単位とQ単位のモル比率(M/Q)は、M/Q=0.6~1.3であることが好ましく、M/Q=0.8~1.1であることがより好ましい。なお、これらのシリコーンレジンは2種以上を併用してもよい。
また、シリコーンレジン(B)はケイ素原子に結合した水酸基を含む構成単位を含有することができる。具体的には、(HO)RSiO2/2単位や、(HO)RSiO1/2単位、(HO)SiO3/2単位、(HO)SiO2/2単位、(HO)SiO1/2単位が挙げられ、水酸基の一部がRO基で表されるアルコキシ基であってもよい。
シリコーンレジンを含むゾルは、特許3852921に記載のように、オルガノジシロキサンとテトラアルコキシシラン及びその部分加水分解縮合物を、界面活性剤を含む水中で均一分散及び重合を行う製造方法や、以下に示すシラン化合物を水中で加水分解させる製造方法で得ることができる。
シラン化合物を水中で加水分解させる製造方法について詳述する。製造するための原料として、加水分解性基の種類がクロル或いはアルコキシであり、加水分解性基を1個、3個又は4個含有し、上記条件を満たすアルキル基を有するシラン化合物であれば如何なるものでも使用可能である。具体的には、テトラクロルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリクロルシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリクロルシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリクロルシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリクロルシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリクロルシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、2-エチルヘキシルトリクロルシラン、2-エチルヘキシルトリメトキシシラン、2-エチルヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリクロルシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、セチルトリクロルシラン、セチルトリメトキシシラン、セチルトリエトキシシラン、ステアリルトリクロルシラン、ステアリルトリメトキシシラン、ステアリルトリエトキシシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン、ジメチルエチルクロルシラン、ジメチルエチルメトキシシラン、ジメチルエチルエトキシシラン、ジメチルプロピルクロルシラン、ジメチルプロピルメトキシシラン、ジメチルプロピルエトキシシラン、ジメチルイソプロピルクロルシラン、ジメチルイソプロピルメトキシシラン、ジメチルイソプロピルエトキシシラン、ジメチルヘキシルクロルシラン、ジメチルヘキシルメトキシシラン、ジメチルヘキシルエトキシシラン、ジメチルデシルクロルシラン、ジメチルデシルメトキシシラン、ジメチルデシルエトキシシラン、ジメチルセチルクロルシラン、ジメチルセチルメトキシシラン、ジメチルセチルエトキシシラン、ジメチルステアリルクロルシラン、ジメチルステアリルメトキシシラン、ジメチルステアリルエトキシシラン、及びこれらの部分加水分解物等が使用可能なシラン化合物として挙げられるが、使用可能なシラン化合物はこれに限定されるものではない。操作性、副生物の留去のし易さ、及び原料の入手の容易さから、メトキシシラン或いはエトキシシランを使用するのがより好ましい。これらのシラン化合物の1種または2種以上の混合物を使用してもよい。
シラン化合物を水中で加水分解させる方法としては通常知られる一般的な方法を用いることができる。即ち、水中にシラン化合物を滴下しながら加水分解反応を行う方法や、水とシラン化合物を一括で混合してその後に加水分解反応を行う方法である。
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。
水溶液にはシラン化合物及び加水分解反応生成物を水中に分散させるために界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤には特に制限はないが、例えばアルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、4級アンモニウム塩、アルキルアミン酢酸塩等のカチオン系界面活性剤、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤等が使用可能で、これらを単独又は2種以上を併用して使用することができる。また界面活性剤として酸性又はアルカリ性を示すものは、加水分解触媒としても使用することができる。界面活性剤を添加する際の添加量に特に制限はないが、シラン化合物100重量部に対して1~50重量部であることが好ましい。1重量部より少ないと界面活性剤を添加する効果が十分に得られず、50重量部より多いと撥水剤の撥水性が損なわれる可能性がある。
水とシラン化合物の混合物に、必要に応じて加水分解触媒及び界面活性剤を添加し、0~90℃で10分間~24時間加水分解反応を行ってよい。その後に必要に応じて中和反応を行うことでシリコーンレジンを得ることができる。また加水分解反応により副生したアルコール類や中和塩等は減圧留去や濾過等で除去することができる。このシリコーンレジンには種々の添加剤を配合することができる。例えば目的に応じて防腐剤、増粘剤等を配合することができる。
[各成分の量]
(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。
(未反応の塩化物単量体(a2)の量)
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)
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)
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。
水溶性有機溶媒(b1)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。水溶性有機溶媒(b1)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。
水溶性有機溶媒(b1)の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、1重量部以上、3重量部以上、5重量部以上、10重量部以上、20重量部以上、30重量部以上、40重量部以上、又は50重量部以上であってよい。水溶性有機溶媒(b1)の量は、非フッ素共重合体(A)100重量部に対して、200重量部以下、175重量部以下、150重量部以下、125重量部以下、100重量部以下、80重量部以下、60重量部以下、40重量部以下、20重量部以下、又は10重量部以下であってよい。
水溶性有機溶媒(b1)の量は、水100重量部に対して、0.5重量部以上、1重量部以上、1.5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、20重量部以上、30重量部以上、又は40重量部以上であってよい。水溶性有機溶媒(b1)の量は、水100重量部に対して、100重量部以下、75重量部以下、50重量部以下、25重量部以下、10重量部以下、又は5重量部以下であってよい。
(水の量)
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)
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)
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)
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)
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。
上記分散液中の各成分の量と分散液の製造における重合段階における各成分の量とは同一であってもよい。
<分散液の製造方法>
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。
[非フッ素共重合体(A)を含む重合体液を得る工程(i)]
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)
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。
放置安定性の優れた分散液を得るためには、高圧ホモジナイザーや超音波ホモジナイザーのような強力な破砕エネルギーを付与できる乳化装置を用いて、単量体を水中に微粒子化して重合することが望ましい。また、界面活性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界面活性剤を用いることができ、単量体100重量部に対して、0.5~20重量部の範囲で用いられてよい。アニオン性及び/又はノニオン性及び/又はカチオン性の界面活性剤を使用することが好ましい。
(溶液重合)
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。
重合溶媒は、単量体に不活性でこれらを溶解するものであり、例えば、エステル(例えば、炭素数2~30のエステル、具体的には、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、炭素数2~30のケトン、具体的には、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン)、アルコール(例えば、炭素数1~30のアルコール、具体的には、イソプロピルアルコール)、エーテル、アルカン、トルエン系溶剤、ハロゲン化カーボン等であってよい。重合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及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。重合溶媒は水溶性有機溶媒(b1)を含んでいてよい。重合溶媒は単量体の合計100重量部に対して、30重量部以上、50重量部以上、100重量部以上、200重量部以上、又は300重量部以上であってよく、2000重量部以下、1500重量部以下、1000重量部以下、750重量部以下、又は500重量部以下であってよい。
(その他)
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。
重合体液に、溶媒(水、水溶性有機溶媒(b2)等)は、非フッ素共重合体(A)を追加してもよい。例えば、単量体を有機溶媒の存在下で重合して、非フッ素共重合体(A)を製造した後に、重合体混合物に水を添加して、その後必要により有機溶媒を留去してもよい。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、重合体の自己乳化水によって、水性分散液が得られ得る。硬化剤は、重合前又は重合後に添加してよいが、重合後に添加することが好ましい。他の成分は、重合前又は重合後に添加してよもよい。
[塩化物単量体除去工程(ii)]
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。
<分散液の用途>
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。
<処理製品の製造方法>
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。
(織編物)
・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。
また、後加工では、まず、生機を精練・リラックスする。精練・リラックスは、80~130℃の温度下で連続方式またはバッチ方式により行えばよい。通常は、100℃以下でバッチ方式により行うのが好ましく、特にジェットノズルを備えた高圧液流染色機を用いて行うのが好ましい。
精練・リラックスした後は、織編物をプレセットする。プレセットは、通常、ピンテンターを用いて、170~200℃で30~120秒間乾熱処理する。プレセット後は、常法に基づいて染色し、その後、必要に応じてファイナルセットを行う。
後加工した後は、織編物を撥水加工してよい。撥水加工では、まず、撥水剤を含む水溶液(本開示における分散液であってよい)を調製する。次に、パディング法、スプレー法、キスロールコータ法、スリットコータ法等に基づき、上記後加工後の織編物に上記水溶液を付与し、105~190℃で30~150秒間乾熱処理すればよい。上記水溶液には、必要に応じて架橋剤、柔軟剤、帯電防止剤等を併せて含ませてもよい。撥水加工後は、撥水性能のさらなる向上のため、織編物をカレンダー加工してもよい。
織編物は、衣料用途、特にユニフォームウェア用途、レディースウェア用途、スポーツウェア用途に好適に用いられる。
・積層生地
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
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。
透湿防水層は、織編物へ直接樹脂(透湿防水層を構成する樹脂)を塗布することによって形成されてもよいし、後述の接着剤層を介して織編物片面に積層されていてもよい。本開示においては、織編物にループ又はたるみに起因する微細な突出部を有する混繊交絡糸を使用している。そのため、当該突出部が接着剤層、又は透湿防水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。通常の織編物(上記の突出部が、表面に十分に維持されていない織編物)を用いた場合は、アンカー効果が十分に発現しない可能性があり、こうした場合は織編物と透湿防水層とは剥離し易くなる傾向にある。
透湿防水層を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、主成分としてのポリウレタン樹脂から構成されることが好ましく、例えばポリウレタン樹脂が80質量%以上の割合で含有されることが好ましい。ポリウレタン樹脂は、一般に、透湿性及び防水性を有する樹脂層の形成に適する。中でも、透湿性を考慮すると微多孔タイプが好ましいが、長時間の降雨に晒される可能性や、洗濯等で繰り返しの使用が想定される場合には、微多孔タイプではなく無孔タイプの透湿ウレタンを用いてもよい。
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させて得られる従来公知のものを採用しうる。
透湿防水層は微多孔質な構造を有していてもよいし、無多孔な構造を有していてもよい。また、微多孔質な構造を有する場合、所望の透湿性を確保するために、透湿防水層に無機微粉末を含有させることができる。
無機微粉末としては、例えば二酸化珪素、二酸化アルミニウム、又は二酸化チタン等からなる微粉末が挙げられる。また、無機微粉末の平均一次粒子径としては、7~40nm程度が好ましい。無機微粉末の含有量は透湿防水層全量に対して3~50質量%であることが好ましく、5~50質量%であることが好ましい。
透湿防水層の厚みは、5μm以上であることが好ましく、10~30μmであることがより好ましい。厚みが上記範囲であると防水性及び透湿性のバランスに優れるものとなり、更に風合いや引裂強力といった面で利点がある。
・接着剤層
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。
また、上記の織編物に、例えばコーティング法等により直接透湿防水層を積層する場合においては、織編物表面の突出部が透湿防水層を突き抜け、その結果ピンホールが形成されて耐水性、強力に劣る場合がある。また、コーティングが均一とならず、透湿防水層に厚みムラができてしまう懸念もある。これを防ぐために、例えばカレンダー加工等で織編物表面の平滑化を図ると、突出部又は空気保持層が低減することにより撥水性が低下してしまう場合がある。従って、本開示においては、撥水性、強力、耐水性のバランスに優れるために、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といえる。
接着剤層を構成する接着剤の種類としては、特に制限されないが、透湿防水層との相溶性に優れるものであることが好ましい。例えば、透湿防水層を構成する樹脂として、ポリウレタン樹脂を主成分とするものを選定した場合は、ポリウレタン系接着剤からなる接着剤層を採用することが好ましい。ポリウレタン系接着剤は、エーテル系、エステル系、ポリカ系等のいずれの構造のものを使用してもよいが、優れた透湿性を付与するという観点から、好ましくはエーテル系が挙げられる。
接着剤層は織編物の一方の面の全面に形成されてもよいし、透湿性又は風合い等の観点からパターン状に形成されていてもよい。パターン状の形態としては、特に限定されないが、点状、線状、格子状、市松模様、亀甲模様等が挙げられ、何れも全体に均一に配置されていることが好ましい。
接着剤層の厚みとしては、10~100μm程度が好ましく、20~80μmがより好ましい。厚みが10μm未満では、接着剤の占有面積を広くしても、耐久性ある積層生地が得られ難く、100μmを超えると、製造コストがかさむうえにそれ以上の接着性も期待できない傾向にあり、何れも好ましくない。
・裏地用繊維布帛
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。
裏地用繊維布帛としては、各種の織物、編物等が挙げられる。中でも、編物は、織物に比べて表面に構成糸条が突出し易く平坦な表面状態とならず、アンカー効果がより発揮されて透湿防水層と剥離し難い点から、好適である。とりわけ、トリコット編地は、それ以外の組織を有する編地と比較すると伸縮性が抑えられているため、編目空隙が大きくなり過ぎず、撥水性をより効果的に発現できるので好ましい。また、トリコット編地は製編時に長い生機を得ることができ繋ぎ目が少なく、透湿防水層上に均一に積層することができる点でも好ましい。
裏地用繊維布帛を構成する繊維の素材については特に限定されず、適宜に選択できるが、ナイロン繊維であることが好ましい。なぜなら、一般にナイロン繊維においては酸性染料が用いられるために、分散染料が用いられるポリエステル繊維等において問題となる、透湿防水層への分散染料の移行昇華が起こり難いためである。裏地用繊維布帛の構成繊維の形態(長繊維、短繊維又は紡績糸)、又は繊度については特に限定されず、本開示の効果を損なわない範囲で適宜に選定できる。
・積層生地の特性
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。
積層生地は、優れた透湿性を有している。本開示の積層生地が有する透湿性の好適な例として、JIS L 1099:2012 B-1法(酢酸カリウム法)に従って測定される透湿度が、例えば、10000g/m2・24h以上、好ましくは15000g/m2・24h以上、更に好ましく、20000g/m2・24h以上が挙げられる。当該透湿度の上限値については、特に制限されないが、例えば40000g/m2・24h又は35000g/m2・24h・mmが挙げられる。
積層生地は、織編物と透湿防水層との層間剥離が抑制されている。本開示の積層生地において、織編物と透湿防水層との剥離強力の好適な例として、JIS L 1089の手法に従って測定される剥離強力が、例えば、5N/2.54cm以上、好ましくは5~50N/2.54cm、更に好ましくは6~30N/2.54cm、特に好ましくは9~25N/2.54cmが挙げられる。剥離強度を上記範囲とするには、例えば、カレンダー加工が施されていない織編物を採用したり、接着剤層を設けたりすればよい。
・積層生地の製造方法
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。
積層生地に使用される織編物(即ち、前述する本開示の織編物)は、生地表面における突出部を出来るだけ維持しておくことが好ましい。例えば、コーティング加工等を容易にするために、織編物にカレンダー加工を施すと、混繊交絡糸の微細な突出部が潰れて平坦な表面となってしまい、特定の水滴転がり角度を達成することができない場合がある。更に、カレンダー加工を施すと、上記の空気保持層を十分に維持することができず、所望の撥水性が達成できなくなる場合がある。従って、カレンダー加工の条件は十分に検討することが好ましく、例えば、織編物にカレンダー加工を施す場合、混繊交絡糸の突出部を低減させすぎないような通常の条件(例えば、温度130℃以上、線圧200~20000N/cm)を採用すればよい。なお、加熱することなくカレンダー加工を行ってもよい。
第一の製造方法において、織編物の表面に透湿防水層を構成する樹脂を塗布する手法としては、例えば、コーティング法が挙げられる。コーティング法において、ナイフコーター又はコンマコーターを使用することができる。また、優れた透湿性を備えさせるという観点から、湿式法により透湿防水層を得ることが好ましい。
第二の製造方法において、織編物又は透湿防水層上に接着剤層を形成する手法として、例えば、ラミネート法が挙げられる。ラミネート法において、接着剤層の形成には樹脂溶液を用いる方法、又はホットメルトによる方法を採用することができる。まず、透湿防水層形成用樹脂組成物(例えば、樹脂と有機溶剤とを含む樹脂組成物)を、離型材(離型紙、離型布又は離型フィルム等)の表面にクリアランスを設け、厚みを調節しながら透湿防水層を形成し熱処理することで完全に反応させフィルムを得る。離型材は、貼合わせた後又は熟成した後に、適宜に取り除くことができる。
そして、織編物又は透湿防水層の上に、接着剤層を形成する。例えば、樹脂溶液を用いた方法であれば、二液硬化型であって粘度を500~5000mPa・sの範囲に調製したポリウレタン樹脂溶液を全面、又はパターン状に塗布してもよい。その後乾燥して接着剤層を形成し、接着剤層を介して織編物と透湿防水層とを貼り合わせ、両者を圧着もしくは熱圧着することで、第二の製造方法を実行することができる。
一方、ホットメルトの場合には、空気中の水分と反応する湿気硬化型樹脂を用いることが好適であり、実用上は80~150℃程度の温度域で溶融するものがより好ましい。この場合、まず、樹脂の融点及び溶融時の粘性等を考慮しながらホットメルト樹脂を溶融させる。その後、織編物又は透湿防水層の上に溶融した樹脂を塗布し常温で冷却しながら熟成させて接着剤層を形成する。その後、接着剤層を介して織編物と透湿防水層とを貼り合わせ、圧着することで、第二の製造方法を実行することができる。
製造方法において、第二の製造方法を採用することが好ましい。なぜなら、コーティング法を用いて透湿防水層を積層した場合は、織編物表面の微細な突出部に起因して透湿防水層にピンホールが発生する懸念があり、耐水圧が低下する傾向にあるからである。また、均一な透湿防水層を形成しようとして織編物にカレンダー加工を施した場合は、突出部又は空気保持層が低減し所望の撥水性が達成できなくなる懸念があり、カレンダー条件の精査が別途必要となるため、工程自体が煩雑になる場合がある。
その後、公知の適宜な手法を用いて、透湿防水層上に裏地用繊維布帛を積層することができる。
・積層生地の用途
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。
[処理方法]
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。
[繊維製品]
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。
布製品の例としては、綿、麻、羊毛、絹等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、ポリプロピレン等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維等の無機繊維、あるいはこれらの混合繊維が挙げられる。布製品には、織物、編物及び不織布、衣料品形態の布及びカーペットが含まれるが、布とする前の状態の繊維、糸、中間繊維製品(例えば、スライバー又は粗糸等)に対して、処理がなされてもよい。
紙製品の例としては、クラフトパルプあるいはサルファイトパルプ等の晒あるいは未晒化学パルプ、砕木パルプ、機械パルプあるいはサーモメカニカルパルプ等の晒あるいは未晒高収率パルプ、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙あるいは脱墨古紙等の古紙パルプ等からなる紙、紙でできた容器、紙でできた成形体等が挙げられる。紙製品の具体例としては、食品用包装用紙、石膏ボード原紙、コート原紙、中質紙、一般ライナー及び中芯、中性純白ロール紙、中性ライナー、防錆ライナー及び金属合紙、クラフト紙、中性印刷筆記用紙、中性コート原紙、中性PPC用紙、中性感熱用紙、中性感圧原紙、中性インクジェット用紙及び中性情報用紙、モールド紙(モールド容器)等である。
分散液は、繊維製品(例えば、布)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製品に適用することができる。繊維製品を分散液に浸してよく、あるいは、繊維製品に溶液を付着又は噴霧してよい。処理された繊維製品は、撥水性及び撥油性を発現させるために、好ましくは、加熱により乾燥及びキュアリングが行われる。加熱温度は例えば100℃~200℃、100℃~170℃又は100℃~120℃であってよい。本開示において低温加熱(例えば、100℃~140℃)であっても良好な性能が得られる。本開示において加熱時間は5秒~60分であってよく、例えば30秒~3分であってよい。
あるいは、重合体はクリーニング法によって繊維製品に適用してよく、例えば、洗濯適用又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、布であってよく、これには、織物(織布)、編物(編布)及び不織布、衣料品形態の布及びカーペットなどが含まれるが、繊維又は糸又は中間繊維製品(例えば、スライバー又は粗糸など)であってもよい。本開示の分散液は、繊維製品(例えば合成繊維)を撥水性及び/又は撥油性にすることにおいて特に効果的である。
繊維製品を構成する繊維は、天然繊維、合成繊維、半合成繊維、再生繊維又は無機繊維であってよい。繊維は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
天然繊維の例としては、綿、亜麻、パルプ等のセルロース系繊維、キチン、キトサン、羊毛、絹である。ウッドパルプの具体例は、グランドウッドパルプ(GP),プレッシャーライズドグランドウッドパルプ(PGW),サーモメカニカルパルプ(TMP)等の機械パルプ、針葉樹高歩留り未晒クラフトパルプ(HNKP;N材),針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP;N材、NB材),広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP;L材),広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP、L材)等の化学パルプ、デインキングパルプ(DIP),ウェイストパルプ(WP)等の古紙パルプやセミケミカルパルプ(CP)などである。
合成繊維の例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、共重合ポリエステル等のポリエステル;線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン46等のポリアミド;ポリアクリロニトリル等のアクリル繊維;ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルである。
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、繊維製品は皮革であってよい。製造重合体を、皮革を疎水性及び疎油性にするために、皮革加工の様々な段階で、例えば、皮革の湿潤加工の期間中に、又は、皮革の仕上げの期間中に、水溶液又は水性乳化物から皮革に適用してよい。
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。
「処理」とは、分散液を、浸漬、噴霧、塗布などにより基材に適用することを意味する。処理により、分散液の有効成分である重合体が基材の内部に浸透する及び/又は基材の表面に付着する。
[繊維製品の前処理]
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。
繊維製品の前処理の例は、反応性第四級アンモニウム塩との反応等によるカチオン化処理、スルホン化、カルボキシル化、リン酸化等のアニオン化処理、アニオン化処理後のアセチル化処理、ベンゾイル化処理、カルボキシメチル化処理、グラフト化処理、タンニン酸処理、高分子コーティング処理等が挙げられる。
繊維製品を前処理する方法としては、限定されないが、従来既知の方法により繊維製品を前処理することができる。前処理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、繊維製品の表面に付着させ、乾燥する方法であってよい。求める処理の程度に応じて前処理液のpH及び温度等が調整されてよい。繊維製品を前処理する方法の一例として、繊維製品を非フッ素撥水剤で前処理する方法について詳述する。
(非フッ素撥水剤による繊維製品の前処理)
前処理された繊維製品の製造方法は、-SO(式中、Mは一価のカチオンを示す)で示される1価の基、-COOM(式中、M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)(OX)(OX)(式中、X及びX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。
としては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。Mとしては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。X又はXがアルキル基である場合、炭素数1~22のアルキル基であることが好ましく、炭素数4~12のアルキル基であることがより好ましい。
上記特定官能基を含む繊維(以下、「官能基含有繊維」という場合もある)は、例えば、以下の方法により用意することができる。
(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。
(i)の場合、例えば、繊維材料を、上記特定官能基を有する化合物の一種以上が含まれる前処理液で処理する官能基導入工程により、官能基含有繊維を得ることができる。
繊維材料の素材としては、特に制限はなく、綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ポリアミド(ナイロン等)、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレンなどの合成繊維及びこれらの複合繊維、混紡繊維などが挙げられる。繊維材料の形態は繊維(トウ、スライバー等)、糸、編物(交編を含む)、織物(交織を含む)、不織布、紙などのいずれの形態であってもよい。
本実施形態においては、得られる繊維製品の撥水性が良好になる観点から、ポリアミド
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。
上記-SOを有する化合物としては、フェノール系高分子を用いることができる。このようなフェノール系高分子としては、例えば、下記一般式で表される化合物を少なくとも一種含むものが挙げられる。
Figure 2022169275000004
[式中、Xは-SO(式中、Mは1価のカチオンを示す)又は下記一般式で表される基を表し、nは20~3000の整数である。]
Figure 2022169275000005
[式中、Mは1価のカチオンを表す。]
上記Mとしては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。
上記Mとしては、H、K、Na又は置換基を有していてもよいアンモニウムイオンが挙げられる。
上記一般式で表される化合物は、例えば、フェノールスルホン酸のホルマリン縮合物、スルホン化ビスフェノールSのホルマリン縮合物であってもよい。
上記-COOMを有する化合物としては、ポリカルボン酸系ポリマーが挙げられる。
ポリカルボン酸系ポリマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
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。
ポリカルボン酸系ポリマーの製造方法としては、例えば、上記モノマー及び/又はその塩の水溶液にラジカル重合開始剤を添加して、30~150℃で2~5時間加熱反応させる方法が挙げられる。このとき、上記モノマー及び/又はその塩の水溶液に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類やアセトンなどの水性溶剤を添加してもよい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、過硫酸塩と重亜硫酸ナトリウムなどの組み合わせによるレドックス系重合開始剤、過酸化水素、水溶性アゾ系重合開始剤などが挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は単独で使用してもよく、または二以上を併用してもよい。さらに、ラジカル重合の際には、重合度を調整する目的で連鎖移動剤(例えば、チオグリコール酸オクチル)を添加してもよい。
ラジカル重合には、上記モノマーのほかに共重合可能なモノマーを使用することができる。共重合可能なモノマーとしては、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニルなどのビニル系モノマー、アクリルアミド、アクリレート類、メタクリレート類などが挙げられる。アクリレート類及びメタクリレート類は、ヒドロキシル基などの置換基を有していてもよい炭素数1~3の炭化水素基を有するものが好ましい。このようなアクリレート類またはメタクリレート類としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレートなどが挙げられる。これらの共重合可能なモノマーは、単独で使用してもよく、又は二以上を併用してもよい。
ポリカルボン酸系ポリマー中のカルボキシル基はフリーであっても、アルカリ金属やアミン系化合物などによって中和されていてもよい。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどが挙げられ、アミン系化合物としてはアンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
ポリカルボン酸系ポリマーの重量平均分子量は、得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、1,000~20,000が好ましく、3,000~15,000がより好ましい。
ポリカルボン酸系ポリマーは、「ネオクリスタル770」(日華化学株式会社製、商品名)、「セロポールPC-300」(三洋化成工業株式会社製、商品名)などの市販品を用いることができる。
上記-O-P(O)(OX)(OX)を有する化合物としては、例えば、下記一般式で表されるリン酸エステル化合物が挙げられる。
Figure 2022169275000006
[式中、X又はXは上記と同義であり、Xは炭素数1~22のアルキル基を示す。]
上記リン酸エステル化合物としては、アルキルエステル部分が、炭素数1~22のアルキル基であるリン酸モノエステル、ジエステル及びトリエステル、並びにこれらの混合物を用いることができる。
得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、ラウリルリン酸エステル、デシルリン酸エステルを用いることが好ましい。
リン酸エステル化合物は、例えば、「フォスファノールML-200」(東邦化学工業株式会社製、商品名)などの市販品を用いることができる。
上記特定官能基を有する化合物の一種以上が含まれる前処理液は、例えば、上述した化合物の水溶液とすることができる。また、前処理液には、酸、アルカリ、界面活性剤、キレート剤等を含有させてもよい。
繊維材料を上記前処理液で処理する方法としては、例えば、パディング処理、浸漬処理、スプレー処理、コーティング処理が挙げられる。パディング処理としては、例えば、繊維染色加工辞典(昭和38年、日刊工業新聞社発行)の396~397頁や色染化学III(1975年、実教出版株式会社発行)の256~260頁に記載のパディング装置を用いた方法が挙げられる。コーティング処理としては、例えば、染色仕上機器総覧(昭和56年、繊維社発行)の473~477頁に記載のコーティング機を用いる方法が挙げられる。浸漬処理としては、例えば、染色仕上機器総覧(昭和56年、繊維社発行)の196~247頁に記載のバッチ式染色機を用いる方法が挙げられ、液流染色機、気流染色機、ドラム染色機、ウインス染色機、ワッシャー染色機、チーズ染色機等を用いることができる。スプレー処理としては、例えば、圧搾空気で処理液を霧状にして吹き付けるエアースプレーや、液圧霧化方式のエアースプレーを用いた方法が挙げられる。このときの処理液の濃度や付与後の熱処理等の処理条件は、その目的や性能等の諸条件を考慮して、適宜調整することができる。また、前処理液が水を含有する場合は、繊維材料に付着させた後に水を除去するために乾燥させることが好ましい。乾燥方法としては、特に制限はなく、乾熱法、湿熱法のいずれであってもよい。乾燥温度も特に制限されないが、例えば、室温~200℃で10秒~数日間乾燥させればよい。必要に応じて、乾燥後に100~180℃の温度で10秒~5分間程度加熱処理してもよい。
なお、繊維材料が染色されるものである場合、前処理液による処理は、染色前でも、染色と同浴で行ってもよいが、還元ソーピングを行う場合は、その過程で吸着した上記特定官能基を有する化合物(例えば、フェノール系高分子化合物など)が、脱落してしまうおそれがあるので、染色後の還元ソーピング後に行うことが好ましい。
浸漬処理における処理温度は、60~130℃とすることができる。処理時間は、5~60分とすることができる。
前処理液による官能基導入工程は、上記特定官能基を有する化合物の付着量が、繊維材料100質量部に対し、1.0~7.0質量部になる量で処理することが好ましい。この範囲内であると、耐久撥水性及び風合いを高水準で両立させることができる。
前処理液は、pHを3~5に調整することが好ましい。pH調整は、酢酸、リンゴ酸等のpH調整剤を用いることができる。
前処理液には、上記特定官能基を有する化合物を塩析効果により有効に繊維材料に吸着させるために塩を併用することもできる。使用できる塩としては、例えば、塩化ナトリウ
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。
前処理液による官能基導入工程では、過剰に処理された上記特定官能基を有する化合物を除去することが好ましい。除去方法としては、水洗による方法が挙げられる。十分な除去を行うことにより、後段の撥水加工において撥水性の発現が阻害されることを抑制することができ、加えて、得られる繊維製品の風合が良好となる。また、得られる官能基含有繊維は、非フッ素系撥水剤に接触させる前に、十分乾燥させておくことが好ましい。
(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としては、例えば、カチオン可染ポリエステル(CD-PET)が挙げられる。
官能基含有繊維は、得られる繊維製品の撥水性が良好となる観点から、表面のゼータ電位が-100~-0.1mVであることが好ましく、-50~-1mVであることがより好ましい。繊維の表面のゼータ電位は、例えば、ゼータ電位・粒径測定システムELSZ-1000ZS(大塚電子株式会社製)にて測定することができる。
本開示の実施例について具体的に説明するが、実施例が本開示を限定するものではない。以下において、%は、特記しないかぎり、重量%である。
略号の意味は表1のとおりである。
[重合例1]
500mlのポリ容器に、ステアリルアクリレート(CH=CHC(=O)OC1837)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)。
[重合例2~8及び比較重合例1]
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。
[実施例1]
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。
[実施例2~9、比較例1~3]
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。
[撥水性試験]
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。
Figure 2022169275000007
[ブンデスマン試験]
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。
[摩擦堅牢度試験]
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。
[製品安定性試験(沈降量)]
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
[チョークマーク試験]
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

Figure 2022169275000008
Figure 2022169275000009
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及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。
本開示の分散液は、各種製品に対して撥水性を付与するために利用できる。

Claims (15)

  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。
  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、請求項1に記載の分散液。
  3. 前記疎水性単量体(a1)が式:
    CH=C(-R12)-C(=O)-Y11-(R11)
    [式中、
    11は炭素数2~40の炭化水素基であり、
    12は水素原子、一価の有機基又はハロゲン原子であり、
    11は直接結合、2~4価の炭素数1の炭化水素基、-C-、-O-、-C(=O)-、-S(=O)-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。
  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、請求項1~3のいずれか一項に記載の分散液。
  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、請求項1~4のいずれか一項に記載の分散液。
  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、請求項1~5のいずれか一項に記載の分散液。
  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、請求項1~6のいずれか一項に記載の分散液。
  8. 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。
  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、請求項1~8のいずれか一項に記載の分散液。
  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、請求項1~9のいずれか一項に記載の分散液。
  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、請求項1~10のいずれか一項に記載の分散液。
  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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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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