JP6729579B2 - 撥水剤組成物、撥水剤組成物の製造方法および物品 - Google Patents
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Description
(1)炭素数1〜20のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素単量体に基づく構成単位と、環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレートに基づく構成単位とを有する共重合体を含む撥水撥油剤組成物(特許文献1)。
(2)炭素数1〜6のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素単量体に基づく構成単位と、塩化ビニリデンに基づく構成単位と、単独重合体のガラス転移温度が20℃以上である単量体に基づく構成単位および架橋しうる官能基を有する単量体に基づく構成単位から選ばれる少なくとも1種の構成単位とを有する共重合体を含む撥水撥油剤組成物(特許文献2)。
しかし、(1)、(2)の撥水剤組成物を用いて処理された物品は、低温の水の撥水性(以下、単に撥水性という。)に優れるが、高温の水の撥水性(以下、熱水撥水性という。)は不充分である場合があった。また、耐ドライソイル性が不充分であった。
[1]下記単量体(a)に基づく構成単位と下記単量体(b)に基づく構成単位と下記単量体(c)に基づく構成単位とを有する共重合体と水性媒体とを含み、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位の合計量に対して、前記単量体(a)に基づく構成単位の割合が20〜80質量%であり、前記単量体(b)に基づく構成単位の割合が15〜60質量%であり、前記単量体(c)に基づく構成単位の割合が5〜55質量%であることを特徴とする撥水剤組成物。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
RF−Q−Z−C(O)C(R)=CH2 ・・・(1)。
ただし、
RFは、炭素数が4〜6のペルフルオロアルキル基であり、
Qは、フッ素原子を有しない2価の炭化水素基または単結合であり、
Zは、−O−または−NH−であり、
Rは、メチル基または塩素原子である。
単量体(b):単独重合体のガラス転移温度が50℃以上である、環状炭化水素基を有するアクリレートまたはメタクリレート。
単量体(c):塩化ビニリデン。
[3]前記共重合体が、下記単量体(d)に基づく構成単位をさらに有し、前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位の合計量に対して、前記単量体(d)に基づく構成単位の割合が、0.1〜20質量%である、[1]または[2]の撥水剤組成物。
単量体(d):架橋しうる官能基を有する単量体。
[4]界面活性剤をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかの撥水剤組成物。
[5]造膜助剤をさらに含む、[1]〜[4]のいずれかの撥水剤組成物。
[6]前記撥水剤組成物がカーペット用の撥水剤組成物である、[1]〜[5]のいずれかの撥水剤組成物。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
RF−Q−Z−C(O)C(R)=CH2 ・・・(1)。
ただし、
RFは、炭素数が4〜6のペルフルオロアルキル基であり、
Qは、フッ素原子を有しない2価の炭化水素基または単結合であり、
Zは、−O−または−NH−であり、
Rは、メチル基または塩素原子である。
単量体(b):単独重合体のガラス転移温度が50℃以上である、環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):塩化ビニリデン。
[9]前記単量体成分が、下記単量体(d)をさらに含み、前記単量体成分の全量に対して、前記単量体(d)の割合が0.1〜20質量%である、[7]または[8]の製造方法。
単量体(d):架橋しうる官能基を有する単量体。
[10]前記単量体成分を重合する前の前記水性媒体が造膜助剤を含むか、または前記単量体成分を重合した後に前記水性媒体に造膜助剤を配合する、[7]〜[9]のいずれかの撥水剤組成物の製造方法。
[11]前記[1]〜[6]のいずれかの撥水剤組成物を用いて処理された、物品。
[12]前記物品がカーペットである、[11]の物品。
本発明の撥水剤組成物の製造方法によれば、熱水撥水性および耐ドライソイル性に優れた物品を得ることができる撥水剤組成物を製造できる。
本発明の物品は、熱水撥水性および耐ドライソイル性に優れる。
アクリレートおよびメタクリレートの総称として「(メタ)アクリレート」を使用する。
共重合体の「数平均分子量」および「質量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値である。
単独重合体の「ガラス転移温度」は、JIS K 7121:1987に準じ、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
本発明の撥水剤組成物は、単量体(a)に基づく構成単位と単量体(b)に基づく構成単位と単量体(c)に基づく構成単位とを有する共重合体と水性媒体を必須成分として含み、必要に応じて、界面活性剤、添加剤等を含む。
なお、以下、単量体(a)に基づく構成単位と単量体(b)に基づく構成単位と単量体(c)に基づく構成単位とを有する共重合体を、「共重合体(A)」とも記す。また、単量体に基づく構成単位を「単量体単位」とも記し、記号を付した単量体に基づく構成単位をその記号に「単位」を付して表す(たとえば、単量体(a)に基づく構成単位を「(a)単位」と記す。)
共重合体(A)は、単量体(a)に基づく構成単位(すなわち、「(a)単位」)と単量体(b)に基づく構成単位(すなわち、「(b)単位」)と単量体(c)に基づく構成単位(すなわち、「(c)単位」)とを有する共重合体である。
共重合体(A)は、単量体(d)に基づく構成単位(すなわち、「(d)単位」)をさらに有することが好ましい。
共重合体(A)は、必要に応じて、後述の単量体(e)に基づく構成単位(すなわち、「(e)単位」)を有していてもよい。
RF−Q−Z−C(O)C(R)=CH2 ・・・(1)。
共重合体(A)が、(a)単位を有することによって、共重合体(A)を含む撥水剤組成物を用いて処理された物品に、撥水性だけではなく、熱水撥水性も付与できる。
RFとしては、下記の基が挙げられる。
F(CF2)4−、
F(CF2)5−、
F(CF2)6−、
(CF3)2CF(CF2)2−。
2価有機基としては、化合物(1)の入手のしやすさの点から、アルキレン基が好ましく、−CH2CH2−がより好ましい。アルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。アルキレン基は、−O−、−NH−、−CO−、−SO2−、−S−、−CD1=CD2−(ただし、D1、D2は、それぞれ水素原子またはメチル基である。)等を有していてもよい。
Qとしては、下記の基が挙げられる。
−CH2−、
−CH2CH2−、
−(CH2)3−、
−CH2CH2CH(CH3)−、
−CH=CH−CH2−、
−S−CH2CH2−、
−SO2−CH2CH2−、
−CH2CH2CH2−S−CH2CH2−、
−CH2CH2CH2−SO2−CH2CH2−。
Rは、メチル基または塩素原子である。Rとしては、撥水剤組成物を用いて処理された物品の熱水撥水性にさらに優れる点から、メチル基が好ましい。
F(CF2)6CH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2、
F(CF2)6CH2CH2OC(O)C(Cl)=CH2、
F(CF2)4CH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2、
F(CF2)4CH2CH2OC(O)C(Cl)=CH2。
共重合体(A)が、(b)単位を有することによって、該共重合体(A)を含む撥水剤組成物を用いて処理された物品に、熱水撥水性および耐ドライソイル性を付与できる。
単量体(b)の単独重合体のTgは、撥水剤組成物を用いて処理された物品の熱水撥水性にさらに優れる点から、50℃以上が好ましく、85℃以上がより好ましい。単独重合体のTgの上限は200℃が好ましい。
イソボルニルアクリレート(90℃)、
イソボルニルメタクリレート(180℃)、
ベンジルメタクレリート(55℃)、
シクロヘキシルメタクリレート(66℃)、
ジシクロペンタニルメタクリレート(175℃)、
ジシクロペンタニルアクリレート(120℃)、
ジシクロペンテニルアクリレート(120℃)。
共重合体(A)が、(c)単位を有することにより、共重合体(A)の造膜性が向上する。そのため、物品(繊維製品等)における繊維間のように共重合体(A)による皮膜が形成されにくい部分にも共重合体(A)が隅々まで浸透し、共重合体(A)による均一な皮膜を形成できる。その結果、物品に充分な熱水撥水性を付与できる。
共重合体(A)が、(d)単位を有することにより、撥水剤組成物を用いて処理された物品の耐久性(洗濯耐久性および豪雨耐久性)が向上する。
該官能基としては、イソシアネート基、ブロックドイソシアネート基、アルコキシシリル基、アミノ基、アルコキシメチルアミド基、シラノール基、アンモニウム基、アミド基、エポキシ基、水酸基、オキサゾリン基、カルボキシル基、アルケニル基、スルホン酸基等が好ましい。特に、エポキシ基、水酸基、ブロックドイソシアネート基、アルコキシシリル基、アミノ基、またはカルボキシル基が好ましい。
単量体(d)としては、下記の化合物が挙げられる。
単量体(e)としては、下記の化合物が挙げられる。
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ブチルメタクリレート、n−ヘキシル(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、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ブテン、イソプレン、ブタジエン、エチレン、プロピレン、ビニルエチレン、ペンテン、エチル−2−プロピレン、ブチルエチレン、シクロヘキシルプロピルエチレン、デシルエチレン、ドデシルエチレン、ヘキセン、イソヘキシルエチレン、ネオペンチルエチレン、(1,2−ジエトキシカルボニル)エチレン、(1,2−ジプロポキシカルボニル)エチレン、メトキシエチレン、エトキシエチレン、ブトキシエチレン、2−メトキシプロピレン、ペンチルオキシエチレン、シクロペンタノイルオキシエチレン、シクロペンチルアセトキシエチレン、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ヘキシルスチレン、オクチルスチレン、ノニルスチレン、クロロプレン、塩化ビニル、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、2、3、3、3−テトラフルオロ−1−プロペン。
なお、本発明における単量体単位の割合は、共重合体(A)の製造時の単量体の仕込み量に基づいて算出する。
共重合体(A)の数平均分子量(Mn)は、3000〜800000が好ましく、5000〜600000がより好ましい。共重合体(A)の数平均分子量(Mn)が前記範囲内であれば、熱水撥水性と耐ドライソイル性をともに充分に発現できる。
本発明の撥水剤組成物における水性媒体は、共重合体(A)の分散媒であり、水のみ、または水と他の液状媒体との混合物からなる。水以外の液状媒体は水溶性の有機溶媒や無機溶媒からなり、水溶性有機溶媒であることが好ましい。水溶性有機溶媒としては、沸点が100℃以上であり、かつ共重合体(A)を膨潤しうる有機溶媒であることが好ましい。この沸点が100℃以上かつ共重合体(A)を膨潤しうる有機溶媒を、以下、「造膜助剤」ともいう。
造膜助剤以外の水溶性有機溶媒(たとえば、沸点が100℃未満の水溶性有機溶媒)を使用することもできる。
撥水剤組成物における水性媒体は、共重合体(A)製造に使用された重合媒体そのものであってもよく、共重合体(A)製造後に重合媒体の一部または全部を他の水性媒体に変換したものであってもよく共重合体(A)製造後に重合媒体に水や他の液状媒体を添加して形成した水性媒体であってもよい。なかでも、共重合体(A)製造後に重合媒体に水や他の液状媒体を添加して形成した水性媒体が好ましい。重合後に添加される液状媒体としては水や造膜助剤が好ましい。また、重合媒体として造膜助剤を含む水性媒体を使用することもできる。
造膜助剤としては、上記のうち沸点が100℃以上の、グリコール、グリコールエーテル、窒素化合物が挙げられる。具体的には、エチレングリコールやジエチレングリコール等のポリエチレングリコール、プロピレングリコールやジプロピレングリコール等のポリプロピレングリコール、これらグリコールのモノアルキルエーテルやジアルキルエーテル等のグリコールエーテル、N,N−ジアルキルカルボン酸アミドやN,N−ジアルキル−アルコキシカルボン酸アミド等のアミド類が挙げられる。
造膜助剤の沸点は、100℃以上であり、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上が特に好ましい。沸点が100℃以上であれば、造膜助剤が、室温での乾燥(以下、風乾と記す。)時に基材の上に均一な共重合体(A)の皮膜を形成することができ、風乾後の熱水撥水性をさらに向上できる。
造膜助剤(x)は、化合物(2)である。
R1O(CH2)r(CHR4)sC(O)NR2R3 ・・・(2)。
ただし、rは、0〜3の整数であり、sは、0または1であり、R1は、炭素数が1〜4のアルキル基であり、R2およびR3は、それぞれ独立に炭素数が1〜3のアルキル基または炭素数が2〜3のアルキル基の炭素原子間にエーテル性の酸素原子を有する基であり、R4は、水素原子またはメチル基である。
R1は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、直鎖状が好ましい。
R1としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基等が挙げられ、n−ブチル基が好ましい。
R2およびR3としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、メトキシエチル基等が挙げられ、いずれもメチル基であることが好ましい。
R4は、水素原子であることが好ましい。
r+sは、1または2であることが好ましい。
3−アルコキシ−N,N−ジアルキルプロピオンアミド、
3−アルコキシ−2−メチル−N,N−ジアルキルプロピオンアミド、
2−アルコキシ−N,N−ジアルキル酢酸アミド、
1−アルコキシ−N,N−ジアルキル蟻酸アミド。
R5−O−(CH2CH2O)t−R6 ・・・(3)。
ただし、tは、3または4であり、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素数が1〜4のアルキル基である。
tが2以下では、低沸点のため、風乾時に水より先に造膜助剤が蒸発してしまうことから、基材の上に均一な共重合体(A)の皮膜を形成しにくい。tが5以上では、高沸点のため、造膜助剤の蒸発が遅くなってしまうことから、造膜助剤が残留したり、風乾に時間がかかったりする。
R5、R6は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、直鎖状が好ましい。
R5、R6としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。
テトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジn−プロピルエーテル、トリエチレングリコールジn−プロピルエーテル、テトラエチレングリコールイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールジイソプロピルエーテル、テトラエチレングリコールジn−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジn−ブチルエーテル。
本発明の撥水剤組成物は、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤は乳化重合で共重合体(A)を製造する際に使用された界面活性剤であってもよく、他の重合方法で得られた共重合体(A)を水性媒体に分散させる際に使用された界面活性剤であってもよい。好ましくは、後述のように共重合体(A)は乳化重合で製造され、本発明の撥水剤組成物は、その際に使用された界面活性剤を含む。乳化重合後、必要により新たに界面活性剤を添加して安定性のより高い組成物とすることもできる。
界面活性剤としては、添加剤との相溶性の点からは、ノニオン性界面活性剤と両性界面活性剤との併用が好ましく、共重合体(A)の安定性の点からは、ノニオン性界面活性剤の単独使用、またはノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤との併用が好ましい。
ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤との比(ノニオン性界面活性剤/カチオン性界面活性剤)は、97/3〜40/60(質量比)が好ましい。
カチオン性界面活性剤としては、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤s7が好ましい。
両性界面活性剤としては、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤s8が好ましい。
また、界面活性剤として、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された界面活性剤s9(高分子界面活性剤)を用いてもよい。
界面活性剤の好ましい態様は、国際公開第2010/047258号、国際公開第2010/123042号に記載された好ましい態様と同様である。
C18H37O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)30H、
C18H35O−(CH2CH2O)26H、
C18H35O−(CH2CH2O)30H、
C16H33O[CH2CH(CH3)O]5−(CH2CH2O)20H、
C12H25O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)15H、
(C8H17)(C6H13)CHO−(CH2CH2O)15H、
C10H21O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)15H、
C6F13CH2CH2O−(CH2CH2O)15H、
C6F13CH2CH2O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)15H、
C4F9CH2CH2O[CH2CH(CH3)O]2−(CH2CH2O)15H。
HO−(CH2CH2O)15−(C3H6O)35−(CH2CH2O)15H、
HO−(CH2CH2O)8−(C3H6O)35−(CH2CH2O)8H、
HO−(CH2CH2O)9−(C3H6O)20−(CH2CH2O)9H、
HO−(CH2CH2O)45−(C3H6O)17−(CH2CH2O)45H、
HO−(CH2CH2O)34−(CH2CH2CH2CH2O)28−(CH2CH2O)34H。
ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、
ステアリルジメチルモノエチルアンモニウムエチル硫酸塩、
ステアリルモノメチルジ(ポリエチレングリコール)アンモニウムクロライド、
フルオロヘキシルトリメチルアンモニウムクロライド、
ジ(牛脂アルキル)ジメチルアンモニウムクロライド、
ジメチルモノココナッツアミン酢酸塩、
特許第5569614号公報に記載のアミドアミン第4級アンモニウム塩。
ドデシルベタイン、
ステアリルベタイン、
ドデシ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、
ドデシ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。
上記界面活性剤以外の添加剤としては、浸透剤、消泡剤、吸水剤、帯電防止剤、防皺剤、風合い調整剤、水溶性高分子(ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等)、熱硬化剤(メチロールメラミン系硬化剤、ブロックドイソシアネート系硬化剤等)、エポキシ硬化剤、熱硬化触媒、架橋触媒、合成樹脂、繊維安定剤等が挙げられる。
共重合体(A)は、前記単量体を共重合させて得られ、その重合法としては、分散重合法、乳化重合法、懸濁重合法等が挙げられ、乳化重合法が好ましい。
界面活性剤と重合開始剤の存在下、水性媒体中で前記単量体を共重合させる乳化重合法により、界面活性剤を含む本発明の撥水剤組成物を製造することができる。共重合させる単量体成分の全量に対する各単量体の割合は、共重合体(A)における各単量体単位の割合と同一である。すなわち、単量体(a)の割合が20〜80質量%であり、単量体(b)の割合が15〜60質量%であり、単量体(c)の割合が5〜55質量%である。
また、単量体(d)を共重合させる場合は、共重合させる単量体成分の全量に対する単量体(d)の割合は0.1〜20質量%であることが好ましい。単量体(e)を共重合させる場合は、単量体(e)の割合は35質量%以下が好ましい。
重合媒体として使用する水性媒体としては、水のみであってもよく、水とそれ以外の液状媒体(特に水溶性有機溶媒)との混合物であってもよい。重合媒体として、水と造膜助剤との混合物を使用することができる。また、重合媒体として、水と造膜助剤以外の水溶性有機溶媒の混合物を使用することもできる。
本発明は、また、上記乳化重合法により前記撥水剤組成物を製造する方法である。
ラジカル重合開始剤としては、アゾ系化合物、過酸化物、レドックス系開始剤等の汎用の開始剤が、重合温度に応じて用いられる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系化合物が好ましく、アゾ系化合物の塩がより好ましい。重合温度は20〜150℃が好ましい。
本発明の撥水剤組成物の固形分濃度は、物品の処理時は、0.2〜5質量%が好ましい。
撥水剤組成物の固形分濃度は、加熱前の撥水剤組成物の質量と、120℃の対流式乾燥機にて4時間乾燥した後の質量とから計算される。
以上説明した本発明の撥水剤組成物にあっては、共重合体(A)を含む撥水剤組成物を用いて物品を処理することによって、熱水撥水性および耐ドライソイル性に優れた物品を得ることができる。
すなわち、(a)単位、および(b)単位によって、共重合体(A)が硬くなり、該共重合体(A)を含む撥水剤組成物で処理された物品が、熱水撥水性および耐ドライソイル性を発揮できるようになる。ただし、共重合体(A)の融点が高い場合、共重合体(A)が熱により物品の隅々まで浸透せず、共重合体(A)による均一な皮膜を形成しにくく、物品が充分な熱水撥水性を発揮できない。ところが、共重合体(A)が(c)単位を有することによって、共重合体(A)が加工温度において物品の隅々まで浸透し、共重合体(A)による均一な皮膜を形成でき、物品が充分な熱水撥水性を発揮できる。
本発明の物品は、本発明の撥水剤組成物を用いて処理された物品である。
本発明の撥水剤組成物で処理される物品としては、繊維(天然繊維、合成繊維、混紡繊維等)、各種繊維製品、不織布、樹脂製品、紙、皮革製品、木材、金属製品、石材、コンクリート製品、石膏製品、ガラス製品等が挙げられる。特に熱水撥水性および耐ドライソイル性が必要とされるカーペット、テーブルクロス、厨房着およびフィルター(車用、工業用)等が好ましい。
処理方法としては、たとえば、公知の塗工方法によって物品に撥水剤組成物を塗布または含浸した後、乾燥する方法が挙げられる。
以上説明した本発明の物品にあっては、本発明の撥水剤組成物を用いて処理されたものであるため、熱水撥水性および耐ドライソイル性に優れる。
例2〜4、6〜8、11〜14は実施例であり、例1、5、9、10、15〜18は比較例である。
(撥水性)
試験布について、JIS L 1092のスプレー試験にしたがって撥水性を評価した。27℃±1℃、60℃±2℃、または80℃±2℃の水で試験を行い、水滴および試験布の様子を観察した。「ぬれ」は、JIS L 1092のスプレー試験の撥水性評価基準に準じて1〜5の5段階の等級で表した。点数が大きいほど撥水性が良好であることを示す。等級に+(−)を記したものは、当該等級の標準的なものと比べてそれぞれの性質がわずかに良い(悪い)ことを示す。また、等級としてたとえば「4−5」と記したものは、4と5の中間であることを示す。「はじき」は、下記の基準により評価した。
5:水滴をはじいている(水滴が踊っている)。
4:水滴のはじきがやや劣る(水線が直線である)。
3:水滴のはじきが劣る(水線が蛇行する)。
2:水滴のはじきがかなり劣る(水線が太く蛇行する)。
1:水滴のはじきがさらに劣る(水線が太くまとまる)。
耐ドライソイル性を評価するために、汚れの付きにくさ(ソイルレジスタンス性)および汚れの取れやすさ(ソイルリリース性)を評価した。
汚れを付着させる前の試験布の表面について、色彩色差計(ミノルタ社製、CR−300)を用いてL*、a*、b*値を測定した。
試験布(5cm×5cm)の3枚、JIS試験用粉体(7種、関東ローム)の0.5gおよび直径15mmのゴムボールの5個を、30cm×40cmのビニール袋に入れ、窒素ガスを封入した。ビニール袋を5分間激しく振とうした。色彩色差計を用いて汚れが付着した試験布の表面のL*、a*、b*を測定し、下式(I)から色差ΔE1を求め、これをソイルレジスタンス性とした。数値が小さいほどソイルレジスタンス性に優れることを示す。
ΔE1={(L0 *−L1 *)2+(a0 *−a1 *)2+(b0 *−b1 *)2}1/2 ・・・(I)
ただし、L0 *、a0 *、b0 *は、汚れを付着させる前の試験布の表面のL*、a*、b*であり、L1 *、a1 *、b1 *は、汚れが付着した試験布の表面のL*、a*、b*である。
ソイルレジスタンス性の評価後、試験布の表面の汚れを電気掃除機によって吸引した。色彩色差計を用いて汚れを除去した後の試験布の表面のL*、a*、b*を測定し、下式(II)から色差ΔE2を求め、これをソイルリリース性とした。数値が小さいほどソイルリリース性に優れることを示す。
ΔE2={(L0 *−L2 *)2+(a0 *−a2 *)2+(b0 *−b2 *)2}1/2 ・・・(II)
ただし、L0 *、a0 *、b0 *は、汚れを付着させる前の試験布の表面のL*、a*、b*であり、L2 *、a2 *、b2 *は、汚れを除去した後の試験布の表面のL*、a*、b*である。
(単量体)
C6FMA:F(CF2)6CH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2。
IB−X:イソボルニルメタクリレート(単独重合体のガラス転移温度:180℃)。
VdCl:塩化ビニリデン。
N−MAM:N−メチロールアクリルアミド。
C8FA:F(CF2)8CH2CH2OC(O)CH=CH2。
VCM:塩化ビニル。
E−430:ポリオキシエチレンオレイルエーテル(花王社製、エマルゲン(登録商標)430)、
SFN−465:2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールエチレンオキシド付加物(日信化学工業社製、サーフィノール(登録商標)465)、
P−204:エチレンオキシドプロピレンオキシド重合物(日油社製、プロノン(登録商標)#204)、
Aq−18:ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド(ライオン社製、アーカード18−63)。
St−SH:ステアリルメルカプタン。
(重合開始剤)
VA−061A:2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](和光純薬工業社製、VA−061)の酢酸塩。
水:脱イオン水。
(造膜助剤)
DPG:ジプロピレングリコール。
E−B100:3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(出光興産社製、エクアミド(登録商標)B100、沸点:252℃)。
(例1)
ガラス製ビーカーに、C6FMAの229.32g、N−MAMの4.29g、E−430の5.15g、SFN−465の2.58g、P−204の2.58g、Aq−18の2.58g、St−SHの1.29g、水の397.87g、DPGの77.30gを入れ、65℃で40分間加温した後、高速ホモジナイザー(SMT社製、HIGH−FLEX DISPERSER HG−92)を用いて予備乳化液を得た。
撥水剤組成物にポリエステル・ウーリータフタ(赤)、高密度ナイロン・タフタ(青)およびポリエステル・タフタ(赤)を浸漬した後、ウェットピックアップがそれぞれ63質量%、57質量%、32質量%となるように絞った。
これらを170℃にて60秒間乾燥したものを試験布とした。該試験布の撥水性を評価した。結果を表1に示す。
各単量体の仕込み量が、表1に示す各単量体に基づく構成単位の割合となるように変更した以外は、例1と同様にして共重合体(A−2)〜(A−4)のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表1に示す。
共重合体(A’−1)のエマルションを共重合体(A−2)〜(A−4)のエマルションに変更した以外は、例1と同様にして試験布を得た。該試験布の撥水性を評価した。結果を表1に示す。
(例5)
ガラス製ビーカーに、C6FMAの229.86g、N−MAMの4.30g、E−430の5.15g、SFN−465の2.58g、P−204の2.58g、Aq−18の2.58g、St−SHの1.29g、水の397.87g、DPGの77.30gを入れ、65℃で40分間加温した後、高速ホモジナイザー(SMT社製、HIGH−FLEX DISPERSER HG−92)を用いて予備乳化液を得た。
撥水剤組成物にポリエステル・トロピカル(白)を浸漬した後、ウェットピックアップが86質量%となるように絞った。
これを170℃にて60秒間乾燥したものを試験布とした。該試験布の耐ドライソイル性を評価した。結果を表2に示す。
各単量体の仕込み量が、表2に示す各単量体に基づく構成単位の割合となるように変更した以外は、例5と同様にして共重合体(A−6)〜(A−8)のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表2に示す。
共重合体(A’−5)のエマルションを共重合体(A−6)〜(A−8)のエマルションに変更した以外は、例5と同様にして試験布を得た。該試験布の耐ドライソイル性を評価した。結果を表2に示す。
撥水剤組成物で処理していないポリエステル・トロピカル(白)について、耐ドライソイル性を評価した。結果を表2に示す。
(例10)
共重合体(A’−5)のエマルションを水で希釈し、E−B100を加えて、固形分濃度が0.6質量%、E−B100濃度が2.0質量%の撥水剤組成物を得た。
撥水剤組成物にポリエステル・トロピカル(白)を浸漬した後、ウェットピックアップが86質量%となるように絞った。
これを23℃にて24時間風乾したものを試験布とした。該試験布の撥水性、耐ドライソイル性を評価した。結果を表3に示す。
なお、評価結果として「−」と記載しているものは、評価を行っていないことを示す。
共重合体(A’−5)のエマルションを共重合体(A−6)〜(A−8)のエマルションに変更した以外は、例10と同様にして試験布を得た。該試験布の撥水性、耐ドライソイル性を評価した。結果を表3に示す。
共重合体(A’−5)のエマルションを共重合体(A−3)のエマルションに変更した以外は、例10と同様にして試験布を得た。該試験布の撥水性、耐ドライソイル性を評価した。結果を表3に示す。
撥水剤組成物で処理していないポリエステル・トロピカル(白)について、耐ドライソイル性を評価した。結果を表3に示す。
(例16〜17)
各単量体の仕込み量が、表4に示す各単量体に基づく構成単位の割合となるように変更した以外は、例1と同様にして共重合体(A’−16)〜(A’−17)のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表4に示す。
共重合体(A’−1)のエマルションを共重合体(A’−16)〜(A’−17)のエマルションに変更した以外は、例1と同様にして試験布を得た。該試験布の撥水性を評価した。結果を表4に示す。
(例18)
各単量体の仕込み量が、表5に示す各単量体に基づく構成単位の割合となるように変更した以外は、例1と同様にして共重合体(A’−18)のエマルションを得た。各単量体に基づく構成単位の割合を表5に示す。
共重合体(A’−1)のエマルションを共重合体(A’−18)のエマルションに変更した以外は、例1と同様にして試験布を得た。該試験布の撥水性を評価した。結果を表5に示す。
なお、2015年6月25日に出願された日本特許出願2015−127535号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (12)
- 下記単量体(a)に基づく構成単位と下記単量体(b)に基づく構成単位と下記単量体(c)に基づく構成単位とを有する共重合体と水性媒体とを含み、
前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位の合計量に対して、前記単量体(a)に基づく構成単位の割合が20〜70質量%であり、前記単量体(b)に基づく構成単位の割合が25〜45質量%であり、前記単量体(c)に基づく構成単位の割合が5〜55質量%であることを特徴とする撥水剤組成物。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
RF−Q−Z−C(O)C(R)=CH2 ・・・(1)。
ただし、
RFは、炭素数が4〜6のペルフルオロアルキル基であり、
Qは、フッ素原子を有しない2価の炭化水素基または単結合であり、
Zは、−O−または−NH−であり、
Rは、メチル基または塩素原子である。
単量体(b):単独重合体のガラス転移温度が50℃以上である、環状炭化水素基を有するアクリレートまたはメタクリレート。
単量体(c):塩化ビニリデン。 - 前記単量体(b)が、イソボルニルアクリレートまたはイソボルニルメタクリレートである、請求項1に記載の撥水剤組成物。
- 前記共重合体が、下記単量体(d)に基づく構成単位をさらに有し、
前記共重合体を構成する全ての単量体に基づく構成単位の合計量に対して、前記単量体(d)に基づく構成単位の割合が、0.1〜20質量%である、請求項1または2に記載の撥水剤組成物。
単量体(d):架橋しうる官能基を有する単量体。 - 界面活性剤をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の撥水剤組成物。
- 造膜助剤をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の撥水剤組成物。
- 前記撥水剤組成物がカーペット用の撥水剤組成物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の撥水剤組成物。
- 界面活性剤および重合開始剤の存在下、水性媒体中にて下記単量体(a)と下記単量体(b)と下記単量体(c)とを含む単量体成分を乳化重合し、前記単量体の共重合体を含む撥水剤組成物を製造する方法であって、
前記単量体成分の全量に対して、前記単量体(a)の割合が20〜70質量%であり、前記単量体(b)の割合が25〜45質量%であり、前記単量体(c)の割合が5〜55質量%であることを特徴とする撥水剤組成物の製造方法。
単量体(a):下式(1)で表される化合物。
RF−Q−Z−C(O)C(R)=CH2 ・・・(1)。
ただし、
RFは、炭素数が4〜6のペルフルオロアルキル基であり、
Qは、フッ素原子を有しない2価の炭化水素基または単結合であり、
Zは、−O−または−NH−であり、
Rは、メチル基または塩素原子である。
単量体(b):単独重合体のガラス転移温度が50℃以上である、環状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート。
単量体(c):塩化ビニリデン。 - 前記単量体(b)が、イソボルニルアクリレートまたはイソボルニルメタクリレートである、請求項7に記載の撥水剤組成物の製造方法。
- 前記単量体成分が、下記単量体(d)をさらに含み、
前記単量体成分の全量に対して、前記単量体(d)の割合が0.1〜20質量%である、請求項7または8に記載の撥水剤組成物の製造方法。
単量体(d):架橋しうる官能基を有する単量体。 - 前記単量体成分を重合する前の前記水性媒体が造膜助剤を含むか、または前記単量体成分を重合した後に前記水性媒体に造膜助剤を配合する、請求項7〜9のいずれか一項に記載の撥水剤組成物の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の撥水剤組成物を用いて処理された、物品。
- 前記物品がカーペットである、請求項11に記載の物品。
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