JP3308299B2 - 溶剤型撥水撥油剤 - Google Patents
溶剤型撥水撥油剤Info
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Description
撥油性を付与できる溶解性を改良された撥水撥油剤に関
する。
フルオロアルキル基を有する含フッ素ポリマーで繊維素
材を処理することにより、繊維素材に撥水撥油性を付与
できることは広く知られかつ用いられている。この含フ
ッ素ポリマーを得る方法としては、ポリフルオロアルキ
ル基含有の含フッ素モノマーと目的に応じてそれと共重
合性の非フッ素系の共重合性モノマーとを溶剤中で共重
合させる方法が通常行われている。
用される溶剤としては、生成するポリマーの溶解性の観
点からトリクロロトリフルオロエタン(R−113)の
ようなフッ素系溶剤、および1,1,1−トリクロロエ
タンのような塩素系溶剤とフッ素系溶剤の混合溶剤が好
適なものとして知られている。近年、オゾン層保護のた
めフッ素系溶剤を含有しない撥水撥油剤が求められてい
るが、重合溶剤としてフッ素系溶剤以外の溶剤(以下、
非フッ素溶剤という)のみを用いると重合後に重合液に
懸濁を生じる問題があった。
量の少ない塩素系溶剤とフッ素系溶剤の混合溶剤を用い
る方法や重合後に精密濾過を行う方法が行われている
が、前者の場合は生成する含フッ素ポリマーの非フッ素
溶剤に対する溶解性が低いことにより撥水撥油性能の低
下がさけられず、後者の場合は含フッ素ポリマーの収率
が低下するという欠点があった。
剤のみを使用した場合の上記課題を解決する手段を種々
検討したところ、驚くべきことに特定の重合開始剤を用
いた場合にのみ溶解性に優れた撥水撥油剤が得られるこ
とを見いだした。本発明は、この特定重合開始剤を用い
て得られたフッ素ポリマーを有効成分とする溶剤型撥水
撥油剤に関する下記発明である。
フッ素モノマー(a)、下記式(3)で表されるモノマ
ー(b)および下記式(4)で表されるモノマー(c)
を、下記式(1)で表される重合開始剤を用いて重合し
てなる含フッ素ポリマーを有効成分とする溶解性に優れ
た溶剤型撥水撥油剤。 溶 剤:1,1,1−トリクロロエタン、パークロロエチ
レン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンま
たはミネラルスピリット。
数2〜5のメトキシアルキル基を表す。CH 2 =CRCOO-A-R f ・・・(2) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、Aは2価の結
合基、R f は炭素数6〜16のパーフルオロアルキル基
を表す) CH 2 =CRCOOC m H 2m+1 ・・・(3) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、mは12〜2
3の整数を表す) CH 2 =CRCOO-R 3 N(R 2 ) 2 ・・・(4) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、R 2 は炭素数
4以下のアルキル基、R 3 はアルキレン基を表す)
使用によって溶解性が改良された含フッ素ポリマーが得
られる理由についてはよくわかっていないが、含フッ素
ポリマー末端に存在する開始剤断片がポリマーの溶解性
に大きな影響を与えるためであると推定される。
アルキル基の場合、エチル基、プロピル基、ブチル基ま
たはペンチル基であり、これらは直鎖状アルキル基であ
っても分岐鎖状アルキル基であってもよい。R1 が炭素
数2〜5のメトキシアルキル基の場合、メトキシ基はこ
のアルキル基の特に2位に1個存在することが好まし
い。好ましいR1 は、エチル基、および2位にメチル基
もしくはメトキシ基を有するプロピル基である。
アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−ア
ゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’
−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニ
トリル)を好適なものとして挙げられる。なかでも2,
2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)が
汎用の重合温度条件(約55〜70℃)に適した約10
時間の半減期を有しており、特に好適である。
うとする全モノマーに対して0.1〜10重量%、好ま
しくは1〜5重量%、であり、0.1重量%未満では十
分な効果が得られないおそれがあり、10重量%を超え
ることは無駄が多くなり不経済である。
1−トリクロロエタン、パークロロエチレン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトンまたはミネラルス
ピリットである。これらの単独、もしくはこの2種以
上、またはこれらを主溶媒とした他の溶剤との混合溶剤
を使用することが好ましい。
キル基含有の含フッ素ポリマーとしては、ポリフルオロ
アルキル基含有の(メタ)アクリレートの単独重合体
や、ポリフルオロアルキル基含有の(メタ)アクリレー
トと他のモノマー(以下、共重合性モノマー(Y)とも
記す。)との共重合体が適当である。なお、本明細書で
はアクリレートとメタクリレートを総称して(メタ)ア
クリレートともいい、(メタ)アクリルアミドなどの表
記も同様である。ポリフルオロアルキル基含有の(メ
タ)アクリレートとしては、2種以上併用してもよく、
通常はポリフルオロアルキル基の炭素数が異なる2種以
上のポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート
混合物が使用される。
有(メタ)アクリレートは、下記式(2)で表される含
フッ素モノマー(a)である。この含フッ素モノマー
(a)はポリフルオロアルキル基含有の含フッ素モノマ
ーとしてよく知られている化合物が適当である。
合基、Rf は炭素数6〜16のパーフルオロアルキル基
を表す)
3 N(R4 )SO2 −、−R3 N(R4 )CO−、その
他の2価の結合基が適当である。なお、R3 はアルキレ
ン基、特に炭素数2〜6のアルキレン基、を表し、R4
はアルキル基、特に炭素数4以下のアルキル基(以下、
低級アルキル基という)を表す。Rf は炭素数6〜16
のパーフルオロアルキル基を表し、このパーフルオロア
ルキル基は直鎖状または末端部に分岐を有する分岐状の
パーフルオロアルキル基が好ましい。好ましい具体的含
フッ素モノマー(a)としては以下の化合物が例示され
る。なお、nは6〜16の整数を表す。
ノマーを使用しうる。この共重合性モノマー(Y)とし
ては2種以上併用できる。例えば、(メタ)アクリレー
ト類、ハロゲン化ビニル類、オレフィン類、アクリロニ
トリル類、アクリルアミド類、その他の広く使用されて
いるモノマーがある。共重合性モノマー(Y)としては
具体的には、アミノ基やエポキシ基等の種々の官能基を
有する炭化水素基含有の(メタ)アクリレート類、種々
のアルキル(メタ)アクリレート類、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、エチレン、スチレン、ブタジエン、アクリ
ロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアク
リルアミド、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、アルキ
ルビニルエーテル、クロロプレン、無水マレイン酸、な
どがある。
のは(メタ)アクリレート類とアクリルアミド類であ
り、特にアルキル基、グリシジル基、アミノ基含有炭化
水素基などを有する(メタ)アクリレート類が好まし
い。そのうちでも、長鎖アルキル基含有(メタ)アクリ
レート類とアミノアルキル基含有(メタ)アクリレート
類が好ましい。アクリルアミド類としては、ジアルキル
アクリルアミドやジアルキルメタクリルアミドが好まし
く、そのアルキル基としては低級アルキル基が好まし
い。
は、長鎖アルキル基含有(メタ)アクリレート類である
下記式(3)で表されるモノマー(b)とアミノアルキ
ル基含有(メタ)アクリレート類である下記式(4)で
表されるモノマー(c)である。
3の整数を表す) CH2=CRCOO-R3N(R2)2・・・(4) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、R2 は炭素数
4以下のアルキル基、R3 はアルキレン基を表す)
アルキル基が好ましく、R3 は前記のように炭素数2〜
6のアルキレン基が好ましく、特にジメチレン基が好ま
しい。
タ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステ
アリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリ
レートなどが好ましい。モノマー(c)としては、ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピ
ル(メタ)アクリレートなどが好ましい。
リレートと共重合性モノマー(Y)との共重合体におい
ては、両者の合計に対してポリフルオロアルキル基含有
(メタ)アクリレートが40重量%以上、特に50重量
%以上の割合のモノマー混合物を重合した重合体が好ま
しい。また使用する共重合性モノマー(Y)としては、
その60重量%以上は(メタ)アクリレート類または
(メタ)アクリルアミド類であることが好ましい。本発
明における共重合体はモノマー(a)、モノマー(b)
およびモノマー(c)の共重合体であり、その場合のモ
ノマーの共重合割合は、3者の合計に対しモノマー
(a)55〜70重量%、モノマー(b)20〜44重
量%、およびモノマー(c)0.5〜10重量%が好ま
しい。
法を使用できる。この際重合媒体として前記溶剤を用い
て溶液重合を行う。得られた重合体溶液は、必要により
希釈して、そのまま製品とされる場合が多い。通常製品
は高濃度の重合体溶液であり、被処理物を処理する際に
希釈されて用いられるのが通例である。高濃度重合体溶
液の重合体濃度は通常10重量%以上であり、処理に用
いられる重合体溶液の濃度は通常5重量%以下である。
なお、希釈用溶剤としては前記のような溶剤が用いられ
るが、場合によっては例えばR−113やテトラクロロ
ジフルオロエタン(R−112)などのフッ素系溶剤で
あってもよい。
を具体的に説明する。なお、文中における「部」と
「%」は特に断りのない限りいずれも重量基準である。
性については次の方法で測定した。
ネラルスピリットにて固形分0.5重量%となるよう希
釈し加工液とした。この加工液に、ポリエステルドスキ
ン布を浸漬した後、マングルにてピックアップが60重
量%となるよう絞った。12時間風乾後、この布を用い
て下記の試験を行い、撥水撥油性能を測定した。
のスプレー法による撥水性No.(下記表1)で表し、
撥油性については、下記表2に示されたAATCC−1
18−1966の試験溶液を試料布の上、2カ所に数滴
(径約4mm)置き30秒後に布帛への浸透および吸収
のない最高のNo.をもってその撥油度とした。なお、
各No.に付した+は、そのNo.よりも良好であるこ
とを示す。
窒素ガスを5分間吹き込んだ後60℃で20時間重合を
行い、固形分25%の淡黄色透明液を得た。得られた溶
液を希釈して固形分20%、パークロロエチレン80%
からなる液を調合して淡黄色透明液を得た。この溶液は
2℃に冷却しても透明性を維持していた。
有モノマーは、kが6、8、10、12、および14で
ある化合物の重量比2:60:20:7:1の混合物か
らなり、平均のkが9であるモノマーである(他の例に
おいても同様)。また、AMBNは、2,2’−アゾビ
ス(2−メチルブチロニトリル)を表す。
窒素ガスで置換後60℃で20時間重合を行い、固形分
33%の淡黄色透明液を得た。得られた溶液を希釈して
固形分20%、パークロロエチレン80%からなる液を
調合したところ淡黄色透明液を得た。この溶液は2℃に
冷却しても透明性を維持していた。なお、ADMVNは
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)を表す。
重合を行った。その結果、実施例1〜2同様の溶解性の
優れた重合体が得られた。
重合を行った。その結果、非フッ素溶剤と従来の重合開
始剤を使用した比較例1、2では得られた重合体の溶解
性は十分ではなかった。参考比較例1はフッ素系溶剤と
従来の重合開始剤を使用した例である。なお、表中AI
BNは、アゾビスイソブチロニトリルを表す。
含フッ素ポリマー溶液を用いて、前記の試験評価法に従
って撥水撥油性能を測定した。その結果を表7に示す。
また含フッ素ポリマーの溶解性をその外観で示す。透明
のものは溶解性が優れていることを示す。なお、表中含
フッ素ポリマー溶液の種類は実施例等の番号で示す。
いて透明な撥水撥油剤溶液を得るためには、含フッ素モ
ノマーの重合溶剤としてフッ素系溶剤を用いる必要があ
った。本発明によればフッ素系溶剤を用いることなく溶
解性の高い撥水撥油剤を得ることができる。この効果は
特定の重合開始剤によって得られ、従来使用されていた
他の重合開始剤では溶解性の高い撥水撥油剤は得られな
い。
Claims (2)
- 【請求項1】下記溶剤中で、下記式(2)で表される含
フッ素モノマー(a)、下記式(3)で表されるモノマ
ー(b)および下記式(4)で表されるモノマー(c)
を、下記式(1)で表される重合開始剤を用いて重合し
てなる含フッ素ポリマーを有効成分とする溶解性に優れ
た溶剤型撥水撥油剤。 R 1 -C(CH3)(CN)-N=N-C(CH3)(CN)-R1 ・・・(1) ただし、R1は、炭素数2〜5のアルキル基または炭素
数2〜5のメトキシアルキル基を表す。CH 2 =CRCOO-A-R f ・・・(2) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、Aは2価の結
合基、R f は炭素数6〜16のパーフルオロアルキル基
を表す) CH 2 =CRCOOC m H 2m+1 ・・・(3) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、mは12〜2
3の整数を表す) CH 2 =CRCOO-R 3 N(R 2 ) 2 ・・・(4) (ただし、Rは水素原子またはメチル基、R 2 は炭素数
4以下のアルキル基、R 3 はアルキレン基を表す) 溶剤:1,1,1−トリクロロエタン、パークロロエチ
レン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンま
たはミネラルスピリット。 - 【請求項2】式(1)で表される重合開始剤が2,2’
−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)または2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)で
ある、請求項1に記載の溶剤型撥水撥油剤。
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---|---|---|---|
JP12969492A JP3308299B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 溶剤型撥水撥油剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH05302270A JPH05302270A (ja) | 1993-11-16 |
JP3308299B2 true JP3308299B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Family Applications (1)
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JP12969492A Expired - Fee Related JP3308299B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 溶剤型撥水撥油剤 |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
US5674961A (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Oil water and solvent resistant paper by treatment with fluorochemical copolymers |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP12969492A patent/JP3308299B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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