JP7252757B2 - 撥水剤組成物、撥水性繊維製品及び撥水性繊維製品の製造方法 - Google Patents
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Description
[式(A-2)中、R11は水素又はメチル基を表し、R12は炭素数1~6の2価の炭化水素基を表し、Zはエステル基またはアミド基を表し、Wは-CO-R13(式中、R13は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表す)で表される基、-NH-CO-NH2で表される基、又は下記式(A-3)で表される基を表す。
]
非フッ素系ポリマー(α)は、下記一般式(A-1)で表される(メタ)アクリル酸エステル単量体(A1)(以下、「(A1)成分」ともいう)に由来する構成単位及び下記一般式(A-2)で表される化合物(A2)(以下、「(A2)成分」ともいう)に由来する構成単位を含有する。
[式(A-2)中、R11は水素又はメチル基を表し、R12は炭素数1~6の2価の炭化水素基を表し、Zはエステル基またはアミド基を表し、Wは-CO-R13(R13は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表す)で表される基、-NH-CO-NH2で表される基、又は下記式(A-3)で表される基を表す。
]
[式(I-2)中、R3は水素又はメチル基を表し、Xは炭素数1~6の直鎖もしくは分岐のアルキレン基を表し、A1Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基を表し、mは上記HLBの範囲内になるように適宜選択することができ、具体的には、1~80の整数が好ましく、mが2以上のときm個のA1Oは同一であっても異なっていてもよい。]
[式(II-2)中、R4は重合性不飽和基を有する炭素数13~17の1価の不飽和炭化水素基を表し、A2Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基を表し、nは上記HLBの範囲内になるように適宜選択することができ、具体的には、1~50の整数が好ましく、nが2以上のときn個のA2Oは同一であっても異なっていてもよい。]
[式(C-1)中、R5は水素又はメチル基を表し、R6はヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイルオキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有する炭素数1~11の1価の鎖状炭化水素基を表す。ただし、分子内における(メタ)アクリロイルオキシ基の数は2以下である。]
[式(C-4)中、R10は水素又はメチル基を表し、pは2以上の整数を表し、Sは(p+1)価の有機基を表し、Tは重合性不飽和基を有する1価の有機基を表す。]
シリコーン樹脂(β)としては、シリコーンレジン、シリコーンオイルを挙げることができる。シリコーンレジンとは、構成成分としてMQ、MDQ、MT、MTQ、MDT又はMDTQを含み、25℃にて固形状であり、三次元構造を有するオルガノポリシロキサンである。ここで、M、D、T及びQは、それぞれ(R’’)3SiO0.5単位、(R’’)2SiO単位、R’’SiO1.5単位及びSiO2単位を表す。R’’は、炭素数1~10の1価の脂肪族炭化水素基、又は、炭素数6~15の1価の芳香族炭化水素基を表す。
[式(1)中、R20、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、R23は、芳香族環を有する炭素数8~40の炭化水素基、又は炭素数3~22のアルキル基を表し、R30、R31、R32、R33、R34及びR35はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、炭素数1~4のアルコキシ基、芳香族環を有する炭素数8~40の炭化水素基、又は炭素数3~22のアルキル基を表し、aは0以上の整数を表し、bは1以上の整数を表し、(a+b)は10~200であり、aが2以上の場合、複数存在するR20及びR21はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、bが2以上の場合、複数存在するR22及びR23はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。]
[式(2)中、R40は、炭素数2~6のアルキレン基を表し、R41は、単結合又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、cは0~3の整数を表す。cが2又は3の場合、複数存在するR41は同一であっても異なっていてもよい。]
[式(3)中、R42は、炭素数2~6のアルキレン基を表し、R43は、単結合又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、dは0~3の整数を表す。dが2又は3の場合、複数存在するR43は同一であっても異なっていてもよい。]
[式(4)中、R61は炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基を表し、R64、R65及びR66は水素、-CO-R61で表される基、又は-(CH2CH2O)e-(R62O)f-R63(R62は炭素数3以上のアルキレン基を表し、R63は水素、炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基を表し、eは2以上の整数を表し、fは0以上の整数を表す。)を表す。]
[式(5)中、R61は炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基を表し、R64、R65及びR66は水素、-CO-R61で表される基、又は-(CH2CH2O)e-(R62O)f-R63(R62は炭素数3以上のアルキレン基を表し、R63は水素、炭素数1~22のアルキル基又は炭素数2~22のアルケニル基を表し、eは2以上の整数を表し、fは0以上の整数を表す。)を表す。]
HLB=(親水基×20)/分子量
表1及び2に示される組成(表中、数値は(g)を示す)を有する混合液を、以下に示す手順により重合して、ポリマー又は疎水性化合物の分散液を得た。
オートクレーブに、アクリル酸ステアリル23.4g、ダイアセトンアクリルアミド0.6g、ノイゲンXL-100(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=14.7)0.2g、ノイゲンXL-60(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=12.5)1.3g、ノイゲンXL-40(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=10.5)0.5g,ステアリルトリメチルンモニウム硫酸塩0.4g、トリプロピレングリコール12.5g及び水54.9gを入れ、45℃にて混合攪拌し混合液とした。この混合液に超音波を照射して全単量体を乳化分散させた。次いで、アゾビス(イソブチルアミジン)二塩酸塩0.2gを混合液に添加し、窒素雰囲気下で、塩化ビニル6gをオートクレーブの内圧が0.3MPaを保つよう継続的に圧入しながら、60℃にて6時間ラジカル重合させて、非フッ素系ポリマー(α)を30.0質量%含む非フッ素系ポリマー(α)分散液を得た。
表1に記載の材料を用いた以外は、合成例1と同様に重合を行い、非フッ素系ポリマー(α)を30.0質量%含む非フッ素系ポリマー(α)分散液をそれぞれ得た。
表2に記載の材料を用いた以外は、合成例1と同様に重合を行い、その他非フッ素系ポリマーを30.0質量%含むその他非フッ素系ポリマー分散液をそれぞれ得た。
1000mLフラスコに、1,4-ブタンジオール240.3g、ステアリン酸758.5g及びp-トルエンスルホン酸1.2gを入れ、窒素気流下、130~200℃で4時間脱水反応を行ない、生成物を得た。得られた生成物の酸価及び水酸基価を測定した結果、酸価は0.5mgKOH/gであり、水酸基価は162.1mgKOH/gであった。別容器に、上述の生成物574.1g、ヘキサメチレンジイソシアネート270.5g及びビスマス系触媒(日東化成株式会社製、ネオスタンU-600)0.9gを入れ、80℃で3時間反応を行なった。反応はNCO%が8.0になるまで行った。反応後40℃まで降温し、次いで、3,5-ジメチルピラゾール154.6gを入れて40℃にて1時間反応を行い、疎水性化合物を得た。500mLステンレス容器に、得られた疎水性化合物40g、メチルエチルケトン50g、デカグリン1-L(非イオン界面活性剤、第一工業製薬製)5g、デカグリン1-SV(非イオン界面活性剤、第一工業製薬製)5g及びアーカードT-28(カチオン界面活性剤、ライオンスペシャリティケミカルズ製)5gを入れ、50℃に加熱して溶解させた。次いで80℃の熱水295gを加え、超音波乳化機US-600E(株式会社日本精機製作所)を使用して80℃を維持しながら20分間乳化した。その後冷却し、疎水性化合物の10%分散液を得た。
ノイゲンXL-100(14.7)(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=14.7)
ノイゲンXL-60(12.5)(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=12.5)
ノイゲンXL-40(10.5)(第一工業製薬株式会社製、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、HLB=10.5)
(調製例1)
シリコーン樹脂としてSF 8416(アルキル変性シリコーン、東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)20質量部と、SPAN60(ソルビタン系非イオン界面活性剤、HLB= 4.7、花王(株)製)1質量部、TWEEN80(ソルビタン系非イオン界面活性剤、HLB=15.0、花王(株)製)1質量部と、ブチルジグリコール5質量部を混合した。次いで、得られた混合物に、水73.0質量部を少量ずつ混合しながら添加し、シリコーン樹脂(β)を20質量%含む分散液を得た。
シリコーン樹脂として下記の樹脂を用いたこと以外は調製例1と同様にして、シリコーン樹脂を20質量%含むシリコーン樹脂分散液を得た。
(調製例2)BY 16-872(アミノシリコーン、東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)
(調製例3)KF-9901(メチルハイドロジェンシリコーン、信越化学工業(株)製、商品名)
(調製例4)KF-96-3000cs(ジメチルシリコーン、信越化学工業(株)製、商品名)
KF8005(アミノ変性シリコーン、信越化学工業(株)製、商品名)18.5質量部と、蟻酸0.15質量部と、炭素数12~14の分岐アルコールのエチレンオキサイド5モル付加物0.5質量部とを混合した。次いで、得られた混合物に、水80.85質量部を少量ずつ混合しながら添加し、アミノ変性シリコーンを18.5質量%含む分散液を得た。
(実施例1~15、比較例1~9)
表3~5に示される組成(表中、数値は(質量%)を示す)となるように、非フッ素系ポリマー(α)分散液、その他非フッ素系ポリマー分散液、又は疎水性化合物分散液、及びシリコーン樹脂(β)分散液及び水を混合し、撥水剤組成物をそれぞれ得た。
JIS L 1092(2009)のスプレー法に準じてシャワー水温を20℃として試験をした。本試験においては、染色を行ったポリエステル100%布又はポリエステル(PET)/ポリウレタン(PU)混紡布(ポリエステル/ポリウレタン=80/20)を、実施例及び比較例の撥水剤組成物に浸漬処理した後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で30秒の条件で熱処理して、得られた布の撥水性を評価した。結果は目視にて下記の等級で評価した。なお、特性がわずかに良好な場合は等級に「+」をつけ、特性がわずかに劣る場合は等級に「-」をつけた。結果を表3~5に示す。
撥水性:状態
5:表面に付着湿潤のないもの
4:表面にわずかに付着湿潤を示すもの
3:表面に部分的湿潤を示すもの
2:表面に湿潤を示すもの
1:表面全体に湿潤を示すもの
0:表裏両面が完全に湿潤を示すもの
風合は、染色を行ったポリエステル100%布を、実施例及び比較例の撥水剤組成物を処理液に浸漬処理した後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で30秒間熱処理したものを用いて評価した。結果はハンドリングにて下記に示す5段階で評価した。結果を表3~5に示す。
1:硬い ~ 5:柔らかい
JIS L 1092(2009)のスプレー法に準じてシャワー水温を20℃として試験をした。実施例及び比較例の撥水剤組成物に、ブロックドイソシアネート系架橋剤(NKアシストNY-50)を0.03質量%の濃度となるように添加し、処理液を調製した。次いで、調製した処理液に、染色を行ったポリエステル100%布を浸漬処理した。浸漬処理後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で60秒間熱処理して得られた布(L-0)、及びJIS L 0217(1995)の103法による洗濯を30回(L-30)行った後の布の撥水性を上記撥水性評価方法と同様に評価した。また、ポリエステル(PET)/ポリウレタン(PU)混紡布(ポリエステル/ポリウレタン=80/20)の場合も、熱処理温度を170℃から160℃に変えたこと以外は、ポリエステル100%布の場合と同様に評価した。結果を表3~5に示す。
JIS K 6404-5(1999)に準拠して試験を行った。本試験においては、染色を行ったナイロン100%布を、実施例及び比較例の撥水剤組成物に、浸漬処理した後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で30秒熱処理して得られたものを基布とした。その得られた基布に、熱圧着装置を用いて、ホットメルト接着テープ(サン化成株式会社製「MELCOテープ」)を150℃で1分間熱接着させ、基布とシームテープとの層間の剥離強度をオートグラフ(AG-IS、島津製作所(株)製)にて測定した。掴み具の移動速度を100mm/minで引っ張り、応力の平均値を剥離強度[N/inch]とした。結果を表3~5に示す。
JIS L 1092(2009)のスプレー法に準じてシャワー水温を20℃として試験を行い、スプレー撥水時の水はじき度合いを目視で確認し、下記に示す5段階で評価した。本試験においては、染色を行ったポリエステル/ポリウレタン混紡布(ポリエステル/ポリウレタン=80/20)を、実施例及び比較例の撥水剤組成物に浸漬処理した後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で30秒の条件で熱処理して、得られた布のはじき性を評価した。なお、特性がわずかに良好な場合は等級に「+」をつけ、特性がわずかに劣る場合は等級に「-」をつけた。結果を表3~5に示す。
はじき性:状態
5:布に接触した水が細かい水滴状を保ち、かつ水が布表面からとびはねている
4:布に接触した水が細かい水滴状を保ち、布表面を転がり落ちる
3:布に接触した水が大きな水滴状を保ち、布表面を転がり落ちる
2:布に接触した水が水滴状を保たず、布表面をまっすぐ落ちる
1:布に接触した水が水滴を保たず蛇行しながら落ちていく
チョークマークは、染色を行ったポリエステル100%布を、実施例及び比較例の撥水剤組成物に浸漬処理した後、130℃で2分間乾燥し、更に170℃で30秒間熱処理したものを用いて評価した。加工布表面を爪でひっかき目視にて下記に示す5段階で評価した。結果を表3~5に示す。
5:明瞭な爪痕が認められる
4:爪痕が認められる
3:少し爪痕が認められる
2:殆ど爪痕が認められない
1:爪痕が全くない
Claims (4)
- 下記一般式(A-1)で表される(メタ)アクリル酸エステル単量体(A1)に由来する構成単位及び下記一般式(A-2)で表される化合物(A2)に由来する構成単位を含有する非フッ素系ポリマー(α)と、
シリコーン樹脂(β)と、
を含み、
前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(A1)と前記化合物(A2)との合計質量が、前記非フッ素系ポリマー(α)を構成する単量体成分の全量に対して、60~100質量%であり、
前記非フッ素系ポリマー(α)の質量及び前記シリコーン樹脂(β)の質量の比率(α)/(β)が、15/85~85/15である、撥水剤組成物。
[式(A-1)中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は置換基を有していてもよい炭素数12~30の1価の炭化水素基を表す。]
[式(A-2)中、R11は水素又はメチル基を表し、R12は炭素数1~6の2価の炭化水素基を表し、Zはエステル基またはアミド基を表し、Wは-CO-R13(式中、R13は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表す)で表される基、-NH-CO-NH2で表される基、又は下記式(A-3)で表される基を表す。
- 前記非フッ素系ポリマー(α)が、塩化ビニル及び塩化ビニリデンのうち少なくとも1種の単量体(VC)に由来する構成単位を更に含有する、請求項1に記載の撥水剤組成物。
- 請求項1又は2に記載の撥水剤組成物が付着した繊維製品からなる、撥水性繊維製品。
- 繊維製品を、請求項1又は2に記載の撥水剤組成物が含まれる処理液で処理する工程、を備える、撥水性繊維製品の製造方法。
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