JPH05272060A - 撥水撥油剤 - Google Patents

撥水撥油剤

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JPH05272060A
JPH05272060A JP9385292A JP9385292A JPH05272060A JP H05272060 A JPH05272060 A JP H05272060A JP 9385292 A JP9385292 A JP 9385292A JP 9385292 A JP9385292 A JP 9385292A JP H05272060 A JPH05272060 A JP H05272060A
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達也 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーフルオロアルキル基および活性水素基を
含有する共重合体を撥水撥油成分とし、これにブロック
ドイソシアネート化合物を添加した撥水撥油剤であっ
て、洗濯耐久性を向上せしめた撥水撥油剤を提供する。 【構成】 パーフルオロアルキルエチルアクリレート-
塩化ビニリデン-ベンジルメタクリレート-2-ヒドロキシ
エチルアクリレート4元共重合体のラテックスと、ポリ
メチレンポリフェニルポリイソシアネートの(メチルエ
チルケトオキシム-パーフルオロアルキルエタノール)ブ
ロック体の水性分散液とを混合し、水で希釈して撥水撥
油剤を調製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撥水撥油剤に関する。
更に詳しくは、洗濯耐久性を向上せしめた撥水撥油剤に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、洗濯耐久性、防汚加工性など
を改善するために、パーフルオロアルキル基含有共重合
体を撥水撥油成分とする撥水撥油剤に、ポリイソシアネ
ートのイソシアネート基をオキシム系化合物でブロック
した化合物を添加して用いることが提案されている(特
開昭61-19684号公報、特開平2-209984号公報など)。
【0003】これらのブロックドイソシアネート化合物
は、加熱されるとオキシム系化合物を解離し、ポリイソ
シアネートに戻る。そして、戻ったポリイソシアネート
がジイソシアネートの場合、一方のイソシアネート基
は、撥水撥油成分としての共重合体中にOH、NH2、COO
H、SH2などの活性水素基が含まれているとき、これらの
活性水素基と反応し、他方のイソシアネート基は、繊維
分子中に存在するOH基などと反応し、撥水撥油剤分子と
繊維分子とを架橋させ、これにより洗濯などの物理的な
外力による撥水撥油剤の繊維からの脱落を防止してい
る。
【0004】ところが、ジイソシアネートのオキシムブ
ロック体にあっては、オキシム系化合物の解離が不十分
であり、即ちどちらか一方のブロックしか解離しない分
子や両方共解離しない分子などが含まれ、撥水撥油剤の
洗濯耐久性に十分寄与しない場合がみられる。
【0005】また、上記公知のトリイソシアネートのオ
キシムブロック体の場合にも、同様の傾向がみられ、特
に撥油性が洗濯回数の増加と共に顕著に低下する傾向を
示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パー
フルオロアルキル基および活性水素基を含有する共重合
体を撥水撥油成分とし、これにブロックドイソシアネー
ト化合物を添加した撥水撥油剤であって、洗濯耐久性を
向上せしめた撥水撥油剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
上記撥水撥油剤において、ブロックドイソシアネート化
合物として、一般式 〔ここで、X1〜X3は−ON=CR1R2基およびこれに対して
当量比1〜5の−O(CH2CH2)mRf基が混在して置換された基
であり、R1,R2は水素原子または低級アルキル基であ
り、Rfは炭素数4〜18のフルオロカーボン基であり、nは
0または正の整数、好ましくは1〜5であり、mは1〜4の整
数である〕で表わされる化合物を用いることによって達
成される。
【0008】上記一般式で表わされるブロックドイソシ
アネート化合物は、一般式 で表わされる(ポリ)メチレンポリフェニルポリイソシア
ネートを、一般式R1R2C=NOHで表わされるオキシム類、
例えばアセトオキシム、メチルエチルケトオキシムなど
と、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、
メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトンなどの
ケトン類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなど
のエステル類などの溶媒中で反応させた後、一般式Rf(C
H2CH2)mOHで表わされるフルオロカーボン基含有アルカ
ノールと反応させることにより得られる。
【0009】具体的には、n=1、n=2、n=3以上の混合
物である市販品を蒸留してジフェニ−ルメタンジイソシ
アネ−トを取り除き、これらの混合割合が約40/20/40〜
50/15/35であるポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネートを上記溶媒に溶解させ、十分に窒素ガス置換をし
た後、オキシム類を滴下ロートを用いて滴下し、その後
約50〜110℃迄昇温させて、約4〜24時間反応させる。こ
の場合、オキシム類の滴下を数段階に分けて行うことも
でき、その場合の反応温度は、最終温度より低い温度で
数段階に分け、最終段階で最高温度迄上げる。次いで、
前述の如きケトン類に溶解させたフルオロカーボン基含
有アルカノールを滴下ロートを用いて滴下し、約50〜11
0℃の温度で約4〜24時間反応させる。フルオロカーボン
基含有アルカノールは、オキシム類に対して約1〜5倍モ
ルの割合で用いられる。フルオロカーボン基含有アルカ
ノールのモル比がこれより少ないと、布を撥水撥油処理
したとき着色(黄変)する傾向がみられ、また仕上げが硬
くなり、柔軟性の点で触感が損なわれるようになる。一
方、これ以上のモル比で用いられると、架橋点が少なく
なり、洗濯耐久性が十分とはいえなくなる。このような
モル比の範囲内において、反応順序を逆にすることがで
き、あるいは混合物として同時に反応させることもでき
る。反応終了後は、メタノール、エタノール、n-プロパ
ノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノ
ールなどのアルコール類を添加し、遊離のイソシアネー
ト基を完全に消滅させる。
【0010】このようにして得られるブロックドイソシ
アネート化合物は、その反応混合物から反応溶媒を除去
し、乾固させた後、界面活性剤、好ましくは非イオン界
面活性剤および水を加えてブロックドイソシアネートを
分散させた、固形分濃度約10〜50重量%、好ましくは約2
0〜45重量%の安定な水性分散液として用いられる。
【0011】このブロックドイソシアネートが水性分散
液として添加される、撥水撥油成分としての共重合体
は、パーフルオロアルキル基および活性水素基を含有し
ている。
【0012】パーフルオロアルキル基は、炭素数6以上
のパーフルオロアルキル基を含有する重合性単量体、例
えば を、約50〜90重量%、好ましくは約60〜90重量%共重合さ
せることにより導入される。
【0013】また、活性水素基は、以下に例示されるよ
うな水酸基、カルボキシル基、アミド基、イミド基など
の少なくとも1種を有する重合性単量体を、約25〜1重
量%、好ましくは約10〜3重量%共重合させることにより
導入される。 ・2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキ
ル(メタ)アクリレート ・ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポ
リプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどの
ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート ・CH2=CHCOOCH2CH2OCOCH2CH2COOHなどのカルボキシル
基含有アクリレート ・N-メチロールアクリルアミド、N-エチロールアクリル
アミドなどの水酸基含有アクリルアミド ・CH2=CHCONHCH2CH2NHCH3などのイミノ基含有アクリル
アミド
【0014】これらの共重合体中には、その特性を損な
わない割合の範囲内、一般には約40重量%以下の割合
で、他のビニル単量体の少なくとも1種を更に共重合さ
せることができる。かかるビニル単量体としては、例え
ば塩化ビニル、塩化ビニリデン、ベンジル(メタ)アクリ
レート、ステアリル(メタ)アクリレート、アクリロニト
リル、酢酸ビニル、アクリルアミドなどが挙げられる。
【0015】共重合反応は、乳化重合法によって行わ
れ、そこに得られたラテックスがそのままあるいは水で
希釈し、約10〜40重量%、好ましくは約15〜30重量%の固
形分濃度で、撥水撥油剤の調製に用いられる。
【0016】撥水撥油剤の調製は、共重合体ラテックス
とブロックドイソシアネート化合物水性分散液とを、そ
れぞれ固形分として約50〜90重量%および約50〜10重量
%、好ましくは約55〜80重量%および約45〜20重量%とな
る割合で混合することにより行われる。
【0017】このようにして調製された撥水撥油剤を用
いての撥水撥油処理は、この撥水撥油剤を約0.5〜2重量
%の固形分濃度に希釈した上で、この希釈液中に被処理
物を浸漬し、必要に応じて絞った後、約150〜180℃で約
30〜180秒間程度加熱処理することにより行われる。そ
の際、加熱処理に先立って、約80〜110℃で約3〜10分間
程度乾燥させておくことが好ましい。
【0018】
【発明の効果】本発明に係る撥水撥油剤では、3個以上
のイソシアネート基を含有するポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネートの(オキシム-フルオロカーボン基
含有アルカノール)ブロック体がブロックドイソシアネ
ート化合物として用いられているため、約130〜170℃と
いう低温ならびに約30〜90秒間という短時間の加熱処理
条件下でも、架橋に必要な少なくとも2個のイソシアネ
ート基が撥水撥油成分共重合体中の活性水素基および繊
維分子中の水酸基と容易に反応し、すぐれた洗濯耐久性
能を発揮するようになる。更に、加熱処理温度を上げた
り、その処理時間を長くすることにより、その洗濯耐久
性は更にすぐれたものとなる。
【0019】具体的には、ジイソシアネ−ト基を含有す
るブロックドイソシアネ−ト化合物が用いられた場合に
は、80℃で10分間の乾燥工程後、ナイロン布では170
℃、90秒間、ポリエステル/綿混紡布では150℃、180秒
間の熱処理を必要としていたのに対し、本発明のブロッ
クドイソシアネ−ト化合物を用いることにより、80℃、
10分間の乾燥工程を省略しても、ほぼ同等の撥水性を発
揮するようになり、省エネルギ−、低コスト化という効
果をもたらす。また、上記乾燥工程を経た場合には、従
来は不可能だった30回洗濯後にも100という撥水性が得
られるようになった。しかも、本発明で用いられるブロ
ックドイソシアネ−ト化合物は、フルオロカーボン基を
有するため、それ自体撥水撥油性を有するばかりではな
く、それを用いて調製された撥水撥油剤で処理された布
は、変色(黄変)の度合いが少なく、また滑らかさ、柔ら
かさなどの風合いの点でもすぐれている。
【0020】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。 参考例1 撹拌機、コンデンサおよび温度計を備えたセパラブルフ
ラスコに、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト(n=1、n=2、n=3以上が50/15/35の混合物)91.8gお
よびアセトン227.5gを仕込んだ後、約30分間窒素による
空気の置換を行った。
【0021】次いで、メチルエチルケトオキシム33.5g
(0.384モル)を滴下ロートで滴下した後、55℃迄昇温さ
せて7時間反応させた。その後、2-パーフルオロアルキ
ルエタノール(C6F1310%、C8F1770%、C10F2120%の混合
物)125.0g(0.270モル)を滴下し、55℃の温度に維持しな
がら、約6時間反応させた。最後に、メタノール5gを添
加し、赤外線吸収スペクトルおよびガスクロマトグラフ
ィーでイソシアネート基が残存していないことを確認し
た。
【0022】この反応生成物溶液からアセトンを除去
し、乾固させたもの35重量部に、ポリエチレングリコー
ルアルキルエーテル(HLB 11)5重量部および水60重量部
を加え、ボールミルで約24時間撹拌して、固形分濃度40
重量%、平均粒径1.0μm、pH6.5の非常に安定なブロック
ドイソシアネートの水性分散液が調製された。
【0023】参考例2 撹拌機、コンデンサおよび温度計を備えたセパラブルフ
ラスコに、ノニオン系界面活性剤(HLB 18)7.5g、パーフ
ルオロアルキルエチルアクリレート(パーフルオロアル
キル基がC8 70%、C10 25%およびC12 5%の混合物)70g、
塩化ビニリデン10g、ベンジルメタクリレート20g、2-ヒ
ドロキシエチルアクリレート5g、アセトン75gおよび水2
50gを仕込み、撹拌しながら40℃に保ちつつ、十分に窒
素雰囲気とした後、2,2´-アゾビス(2-アミノジプロパ
ン)・2塩酸塩2.5gを添加し、70℃に昇温させて4時間反
応させた。固形分濃度26重量%の4元共重合体ラテックス
が得られ、このラテックスは良好な透明感を有してい
る。下記実施例では、これを水で希釈し、25重量%の固
形分濃度に調整して用いた。
【0024】実施例 参考例1で得られたブロックドイソシアネート水性分散
液1.5重量部と参考例2で得られた4元共重合体ラテック
ス3.5重量部とを混合し、水を加えて100重量部とし、撥
水撥油剤を調製した。
【0025】この撥水撥油剤中に、ナイロン布(N)また
はポリエステル/綿混紡布(T/C)を5秒間浸漬した後、マ
ングルで絞り、その際の絞り率はナイロン布45重量%、
混紡布60重量%とした。
【0026】これらの絞り布について、一般的な熱処理
と短時間熱処理とを適用した。 (一般的な熱処理) ナイロン布:80℃で10分間乾燥後、170℃で30秒間熱処
理 混 紡 布:80℃で10分間乾燥後、150℃で3分間熱処理 (短時間熱処理) ナイロン布:170℃で30秒間熱処理 混 紡 布:150℃で90秒間熱処理
【0027】このようにして撥水撥油処理および熱処理
された布について、10回、20回または30回洗濯して室温
下で乾燥し、撥水性(JIS L-1092のスプレー法による)お
よび撥油性(AATCC Test Method 118による)の測定を行
った。得られた結果は、次の表1に示される。 (以下余白) 表1 洗濯回数 熱処理 試験 0 10 20 30 一般的 N 撥水性 100 100 100 100 撥油性 6 4 4 3 T/C 撥水性 100 100 100 100 撥油性 6 5 5 5 短時間 N 撥水性 100 100 100 90 撥油性 5 4 2 2 T/C 撥水性 100 100 100 90 撥油性 5 5 4 3
【0028】比較例1 実施例において、参考例1で得られたブロックドイソシ
アネート水性分散液の代わりに、同様の方法で調製され
たジフェニルメタンジイソシアネートのメチルエチルケ
トオキシムブロック体の水性分散液が用いられた。撥水
性ならびに撥油性の試験結果は、次の表2に示される。 表2 洗濯回数 熱処理 試験 0 10 20 30 一般的 N 撥水性 100 100 100 80 撥油性 6 3 2 0 T/C 撥水性 100 100 100 90 撥油性 6 5 5 4 短時間 N 撥水性 100 100 80 70 撥油性 5 2 0 0 T/C 撥水性 100 100 90 80 撥油性 5 4 1 0
【0029】比較例2 実施例において、参考例1で得られたブロックドイソシ
アネート水性分散液の代わりに、次式で示されるブロッ
クドイソシアネートの水性分散液(固形分濃度4.0重量
%、pH6)が用いられた。 撥水性ならびに撥油性の試験結果は、次の表3に示され
る。 表3 洗濯回数 熱処理 試験 0 10 20 30 一般的 N 撥水性 100 100 90 70 撥油性 6 3 1 0 T/C 撥水性 100 100 100 80 撥油性 6 5 3 2 短時間 N 撥水性 100 100 80 70 撥油性 5 2 0 0 T/C 撥水性 100 100 90 70 撥油性 5 4 1 0
【0030】前記実施例および比較例1の処理布(一般
的な熱処理を行った、洗濯前の撥水撥油処理布)につい
て、分光光度計(ミノルタ製CM-1000)を用いて黄色値を
示すΔb値を求め、変色度(黄変度)を測定した。この場
合、Δb値が大きいもの程黄変度が大きいことになる。
得られた結果は、次の表4に示される。 (以下余白)
【0031】また、これらの処理布の触感を10名に判定
を求めたところ、ナイロン布については8名が、混紡布
については全員が、実施例の処理布の方が比較例1の処
理布よりも柔らかかったと判定している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パーフルオロアルキル基および活性水素
    基を含有する共重合体を撥水撥油成分とし、これにブロ
    ックドイソシアネート化合物を添加してなる撥水撥油剤
    であって、該ブロックドイソシアネート化合物として、
    一般式 〔ここで、X1〜X3は−ON=CR1R2基およびこれに対して
    当量比1〜5の−O(CH2CH2)mRf基が混在して置換された基
    であり、R1,R2は水素原子または低級アルキル基であ
    り、Rfは炭素数4〜18のフルオロカーボン基であり、nは
    0または正の整数であり、mは1〜4の整数である〕で表わ
    される化合物を用いた撥水撥油剤。
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