JP3479746B2 - 反応性表面改質剤およびその製造方法 - Google Patents
反応性表面改質剤およびその製造方法Info
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Paper (AREA)
Description
・絹等の天然繊維や、紙、木材、皮革等の表面に優れた
耐久性の撥水・撥油性や防汚性を付与する反応性表面改
質剤とその製法に関する。
・撥油性や防汚性を示すことが知られており、このペル
フルオロアルキル基を有する化合物からなる表面改質剤
が従来から知られている。この従来の表面改質剤の大部
分は、ペルフルオロアルキル基を含有するモノマーと炭
化水素系モノマーとから合成された共重合体化合物から
なるものであり、この化合物を溶媒に溶解するか、また
はエマルジョンの形で対象の基材表面に塗布し、表面に
被膜を形成させることにより、表面を改質している。
材の表面に付着しているだけであるため、洗濯や摩擦等
に対する耐久性が不十分であるという問題を有してい
た。特に天然繊維は、表面の微細構造が発達しているた
めにその表面を完全に覆うことが難しく、かつ天然繊維
自体が親水性であるために、その表面に上記改質剤を塗
布しても耐久性が低く、塗布量を増やせば折角の天然の
風合が損なわれるという問題があり、解決が求められて
いた。
表面改質剤とその製造方法を提供することを目的とし、
優れた反応性を有するトリフルオロトリアジンを用い、
その置換基のフッ素の一部をペルフルオロアルキル基を
含有する官能基で置換した化合物とすることにより上記
課題を解決した。本発明の表面改質剤は天然繊維などの
表面に直接反応してペルフルオロアルキル基を含有する
被膜が繊維表面を覆うため耐久性に優れた撥水・撥油性
や防汚性が得られる。
フルオロトリアジンの1個または2個のフッ素を、ペル
フルオロアルキル基を含有する官能基で置換した化合物
からなることを特徴とする反応性表面改質剤が提供され
る。また本発明によれば、トリフルオロトリアジンと、
ペルフルオロアルキル基を含有するアルコールまたはア
ミンを、脱フッ酸剤の存在下で反応させ、該トリフルオ
ロトリアジンの1個または2個のフッ素を、該ペルフル
オロアルキル基を含有するアルコールまたはアミンによ
って置換することを特徴とする反応性表面改質剤の製造
方法が提供される。
3 F3 以下TFTという)は、反応性の高い官能基とし
て知られており、反応性染料中間体としても実用化され
ている。本発明の反応性表面改質剤は、TFTの3個の
フッ素のうち1個または2個をペルフルオロアルキル基
によって置換した化合物である。この置換の際にTFT
の3個のフッ素のうち、少なくとも1個のフッ素を残し
たのは、このフッ素が対象となる基材の表面と反応する
官能基として作用するためである。
0が好ましい。炭素数が3より小さい化合物では基剤表
面の被膜が十分で無く、また炭素数が20より大いと表
面処理する際の溶媒の選択が制限され、原料の入手も困
難になる。またTFTにペルフルオロアルキル基を含有
する官能基を導入するためには、ペルフルオロアルキル
基を含有する原料化合物が末端にTFTのフッ素と反応
するための活性水素を有することが必要であり、このた
めにはアルコール( OH- )やアミン(-NH2 ) 系の化合物
が最適である。
コール系化合物またはアミン系化合物が最適である。 Rf(CH2 )m OH Rf(CH2 )m N(R)H RfSO2 N(X)Y RfCON(X)Y (式中Rfは炭素数3〜20の直鎖状または分岐状のパ
ーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキルエー
テル基を表し、Rは水素または炭素数1〜5のアルキル
基、Xは水素または炭素数1〜5のアルキル基または
(CH2 )m OHで表されるヒドロキシアルキル基であ
り、Yは水素または(CH2 )m OHで表されるヒドロ
キシアルキル基であり、mは1〜5。)
合物として以下の化合物が挙げられる。 C6 F13CH2 OH C7 F15CH2 OH C8 F17CH2 OH C8 F17CH2 CH2 OH C8 F17CH2 NH2 C8 F17CH2 CH2 NH2 C8 F17CH2 CH2 N(CH3 )H (CF3 )2 CF(CF2 )8 CH2 CH2 OH CF3 CF2 O(CF2 CF2 O)1 〜5 CF2 CH2
OH CF3 CF2 CF2 O(CFCF3 CF2 O)1 〜3 C
FCF3 CH2 OH C7 F15CONH2 ,C7 F15CON(C2 H5 )H C7 F15CON(C2 H5 )CH2 CH2 OH C7 F15CON(C3 H7 )CH2 CH2 OH C8 F17SO2 N(C2 H5 )H C8 F17SO2 N(CH3 )CH2 CH2 OH C8 F17SO2 N(C2 H5 )CH2 CH2 OH C8 F17SO2 N(CH2 CH2 OH)2 C8 F17SO2 N(C3 H7 )CH2 CH2 OH C9 F19CH2 CH2 OH、 C10F21CH2 CH2
OH
ンと、ペルフルオロアルキル基を含有する上記化合物を
脱フッ酸剤の存在下で反応させ、該トリフルオロトリア
ジンの1個または2個のフッ素を上記ペルフルオロアル
キル基を含有する化合物によって置換することにより製
造される。この置換反応の際に脱フッ酸剤を用い、置換
反応によって生じるフッ酸をこの脱フッ酸剤によって捕
獲すれば、常温で上記置換反応が進むので有利である。
該脱フッ酸剤としてはアルキルアミンやピリジン、キノ
リンなど通常の脱フッ酸剤を用いることができる。上記
置換反応においては、トリフルオロトリアジンの少なく
とも1個のフッ素が残るように、ペルフルオロアルキル
基含有化合物の添加量を調整する。即ち、トリフルオロ
トリアジン1モルに対し、ペルフルオロアルキル基含有
化合物を0.5モル以上2モル以下を加え、脱フッ酸剤
はペルフルオロアルキル基含有化合物に対し0.1モル
以上3モル以下の範囲で加えて反応させることにより、
本発明による反応性表面改質剤を得ることができる。こ
こでトリフルオロトリアジン1モルに対しペルフルオロ
アルキル基含有化合物が1モル以下の場合は当然に未反
応のトリフルオロトリアジンが反応系内に残留するが、
この未反応分は、その後の蒸留処理等により取り除くこ
とができる。同様に過剰に加えた脱フッ酸剤も反応後に
蒸留により除去することができる。
行なうことができるが、反応温度に合わせて脱フッ酸剤
の添加量を調節する。また、上記反応は無溶媒でも実施
することができるが、ジエチルエーテル、ジイソプロピ
ルエーテルTHF等のエーテル系溶媒、アセトンMIB
K等のケトン系溶媒、クロロホルム、フロン113等の
塩素系溶媒中で行なえば、反応で生成する脱フッ酸剤の
フッ化水素塩(固体)を容易に除去できるので好まし
い。その他の条件は通常のフッ素置換反応と同様に行な
えばよい。固液分離して得た濾液には、フッ酸や未反応
のトリフルオロトリアジン、脱フッ酸剤および副生する
フッ化水素塩などが含まれているので、固形分のフッ化
水素塩を固液分離し、その他は蒸留して精製する。以下
に本発明を実施例によって具体的に説明する。
1リットル容量の4つ口フラスコにイソプロピルエーテル2
00mlおよびTFT135gを投入し、内部を電磁攪拌
装置により攪拌し、乾燥チッソガスを少量流しながら水
浴により内温を30℃に保った。この溶液に、滴下ロー
トを用い、ペンタデカフルオロオクタノール(C7 F15
CH2 OH)200gをイソプロピルエーテル200ml
に溶解した溶液を約4時間かけて滴下した。さらにキノ
リン17gをイソプロピルエーテル100mlに溶解した
溶液を、上記溶液に約1時間かけて加えた。その後、内
温を40℃に上げさらに1時間攪拌した。次に内温を1
0℃まで冷却後、内容物を濾過し、固液分離した後、こ
の濾液を濃縮し真空蒸留を行い、圧力5mmHg、沸点95
〜105℃の溜分180.3gを得た。さらに、この溜
分を再度蒸留し、圧力4mmHg、沸点93〜95℃の留分
121.4gを得た。この留分は室温では白色の固体で
ある。この物質は、赤外吸収スペクトルおよび19FNM
Rスペクトルのデータから2−ペンタデカフルオロオク
トキシ4,6−ジフルオロ1,3,5−トリアジンであ
ることが確認された。なおガスクロマトグラフによる純
度は96.8%であった。
入量を80g、キノリンの投入量を30gとした以外は
実施例1と同一の条件下で反応させた。反応終了後、生
成物を濾過し、該濾液を濃縮し、粘稠な液体285gを
得た。赤外吸収スペクトルおよびび19FNMRスペクト
ルにより、この液体は実施例1で得られた物質と、さら
にもう一分子のペンタデカフルオロオクタノールが付加
した化合物との混合物に若干の不純物が混入している物
質であることが確認された。
フルオロオクタノールの代りにN−パーフルオロオクタ
ンスルホンアミドエチルアルコール(C8 F17SO2 N
(C3 H7 )CH2 CH2 OH)292gを加えた以外
はすべて実施例1と同様の条件下で反応を行い、反応生
成物を濾過後、濾液を濃縮し淡黄色の固体367gを得
た。赤外吸収スペクトルおよび19FNMRスペクトルに
よりこの固体は2−(N−プロピルN−パーフルオロオ
クタンスルホンアミド)エトキシ4,6−ジフルオロ
1,3,5−トリアジンを主成分とする化合物であるこ
とが確認された。
フルオロオクタノールの代りにN−メチルパーフルオロ
オクタンスルホンアミド(C8 F17SO2 N(CH3 )
H)258g、キノリンの代りにトリエチルアミン50
gを100mlのイソプロピルエーテルに溶解した物を用
いた以外はすべて実施例1と同一の条件下で反応を行
い、反応生成物を濾過後、濾液を濃縮し淡黄色の固体3
41gを得た。赤外吸収スペクトルおよび19FNMRス
ペクトルの結果によりこの固体は2−(N−メチルパー
フルオロオクタンスルホニル)アミノ4,6−ジフルオ
ロ1,3,5−トリアジンを主成分とし、若干の未反応
N−メチルパーフルオロオクタンスルホンアミドと不純
物を含む化合物であることが確認された。
られた化合物1gをイソプロピルエーテル100mlに溶
解して加え、さらにトリエチルアミ2gを加えた。約20
cm×20cmの正方形に裁断した木綿100%の試験布と木綿35
% ポリエステル65% 混紡の試験布とをフラスコ内に挿入
し、還流冷却器を付して温水加熱により約30分間加熱
還流させた。冷却後、フラスコから上記2種の試験布を
取り出し、約1時間風乾後、温風乾燥器内でさらに13
0℃で3分間乾燥した。処理後の試験布と処理前の試験
布を触感により比較したが何れの試験布も差異は認めら
れなかった。さらにこの2種の試験布をJIS L-1092-199
2 撥水度試験(スプレー試験)に従って撥水度を評価し
たところ、いずれの試験布も撥水度100であった。ま
た、この試験布を市販の合成洗剤を用い家庭用洗濯機に
て洗濯し、洗濯回数に応じた撥水度の変化を調べた。な
お、各洗濯処理した試験布は軽くアイロン掛けをした後
に撥水度を評価した。この結果を表1に示した。
得られた化合物の代りに実施例2〜4で得られた化合物
を用いた以外は実施例5と同一の条件で試験布の処理を
行った。いずれの処理布も処理前のものと触感による差
異は無かった。また実施例5と同様にJIS L-1092-1992
撥水度試験に従った撥水度試験を行った。この結果を表
2に示した。
フラスコに実施例1で得られた化合物1gと約20cm
×20cmに裁断した木綿100%の試験布を挿入し、
真空ポンプによりフラスコ内を3mmHgまで真空にした後
コックを閉じ、そのまま150℃に保った乾燥器内で約
1時間加熱した。乾燥器からフラスコを取り出し放冷
後、コックを開け、内部を大気圧とした後、試験布を取
出し、JIS L-1092-1992撥水度試験に従って撥水度を評
価したところ撥水度90であった。なお、この処理布を
処理前の試験布と触感を比較したが差異は認められなか
った。
と同一条件下で、JIS L-1092-1992撥水度試験に従い、
洗濯回数に応じた撥水度の変化を調べた。この結果を表
1に示した。
を用いた。
剤に比べて極めて優れた耐久性を有しており、処理前後
の基材の風合いを損なうことがない。しかも表面処理工
程において、繊維表面に強固に結合した被膜を、環境汚
染の虞れのある塩素系溶剤やフルオロクロロカーボン系
溶剤を使用せずに容易に形成し得る利点を有しており、
極めて有用な実用性を備えたものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 トリフルオロトリアジンの1個または2
個のフッ素を、ペルフルオロアルキル基を含有する官能
基で置換した化合物からなることを特徴とする反応性表
面改質剤。 - 【請求項2】 ペルフルオロアルキル基を含有する官能
基が炭素数3〜20のペルフルオロアルキル基を有する
アルコキシ基である請求項1記載の反応性表面改質剤。 - 【請求項3】 ペルフルオロアルキル基を含有する官能
基が炭素数3〜20のペルフルオロアルキル基を含有す
るスルホアミノ基である請求項1記載の反応性表面改質
剤。 - 【請求項4】 トリフルオロトリアジンと、ペルフルオ
ロアルキル基を含有するアルコールまたはアミンを、脱
フッ酸剤の存在下で反応させ、該トリフルオロトリアジ
ンの1個または2個のフッ素を、該ペルフルオロアルキ
ル基を含有するアルコールまたはアミンによって置換す
ることを特徴とする反応性表面改質剤の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02373093A JP3479746B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 反応性表面改質剤およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02373093A JP3479746B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 反応性表面改質剤およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212143A JPH06212143A (ja) | 1994-08-02 |
JP3479746B2 true JP3479746B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=12118438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02373093A Expired - Lifetime JP3479746B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 反応性表面改質剤およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3479746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6340210B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2018-06-06 | デクセリアルズ株式会社 | 表面調整剤及びそれを用いた物品 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP02373093A patent/JP3479746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06212143A (ja) | 1994-08-02 |
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