JPWO2019131456A1 - 撥水剤組成物、及び撥水性繊維製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
アミノ変性シリコーンとしては、オルガノポリシロキサンの側鎖又は末端にアミノ基及び/又はイミノ基を含む有機基を有する化合物が挙げられる。このような有機基としては、例えば、−R−NH2で表される有機基、及び、−R−NH−R’−NH2で表される有機基が挙げられる。R及びR’としては、エチレン基、プロピレン基等の2価の基が挙げられる。アミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部が、封鎖されたアミノ基及び/又はイミノ基であってもよい。封鎖されたアミノ基及び/又はイミノ基は、例えば、アミノ基及び/又はイミノ基を封鎖剤で処理することにより得られる。封鎖剤としては、例えば、炭素数2〜22の脂肪酸、炭素数2〜22の脂肪酸の酸無水物、炭素数2〜22の脂肪酸の酸ハライド、炭素数1〜22の脂肪族モノイソシアネートなどが挙げられる。
本実施形態の撥水剤組成物は、上記アミノ変性シリコーン、上記(IV)成分、及び、上記(IV)成分と上記(V)成分との反応物以外のシリコーン化合物として、シリコーンレジンを含む。シリコーンレジンとしては、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とが好ましい。また、シリコーンレジンは、JIS K 6249:2003 13.硬さ試験に従ってタイプAデュロメータにより測定した硬さが20以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。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。
アルキルポリシロキサンは、鎖状オルガノポリシロキサンの側鎖及び末端が飽和炭化水素基である化合物、又は、環状オルガノポリシロキサンの側鎖が飽和炭化水素基である化合物である。アルキルポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物などが挙げられる。
本実施形態の撥水剤組成物は、上記で説明した各成分以外に、多官能イソシアネート化合物、界面活性剤、消泡剤、有機酸、無機酸、アルコール、抗菌剤、防黴剤、pH調整剤、着色剤、シリカ、酸化防止剤、消臭剤、各種触媒、乳化安定剤、アルキルポリシロキサン以外の各種有機溶剤、キレート剤、帯電防止剤、アミノ変性シリコーン以外のオルガノ変性シリコーン、多官能イソシアネート化合物以外の架橋剤などをさらに含有していてもよい。
(調製例A1)
アミノ変性シリコーンとしてKF8005(信越化学工業(株)製、商品名)30質量部と、蟻酸0.3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1質量部とを混合した。次いで、得られた混合物に、水68.7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30質量%含む分散液を得た。
アミノ変性シリコーンをKF8005から表1に記載のアミノ変性シリコーンに変えたこと以外は調製例A1と同様にして、アミノ変性シリコーンを30質量%含む分散液を得た。なお、KF−868、KF−864、KF−393は、信越化学工業(株)製の商品名であり、SF−8417、BY16−853Uは、東レ・ダウコーニング(株)製の商品名であり、XF42−B1989は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製の商品名である。
上記で用いたアミノ変性シリコーンの官能基当量(単位:g/mоl)、及び25℃における動粘度(単位:mm2/s)を表1に示す。
アミノ変性シリコーンとしてSF−8417(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)30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1質量部とを混合した。次いで、得られた混合物に、水69.0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30質量%含む分散液を得た。
(調製例B1)
シリコーンレジンとしてMQ−1600(トリメチルシリル基含有ポリシロキサン、東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)50質量部に、アルキルポリシロキサンとしてジメチルシリコーン(6cs、東レ・ダウコーニング(株)製)50質量部を添加し、シリコーンレジンが溶解するまで混合して、混合物を得た。得られた混合物30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1質量部とを混合した。次いで、水69質量部を少量ずつ混合しながら添加し、アルキルポリシロキサンを15質量%とシリコーンレジンを15質量%含む分散液を得た。
MQ−1600とジメチルシリコーンとの混合物に代えてKF9021L(信越化学工業(株)製、商品名、溶媒:低粘度メチルポリシロキサン(KF−96L−2cs、ジメチルシリコーン)、トリメチルシリル基含有ポリシロキサン:溶媒(質量比)=50:50)を使用したこと以外は、調製例B1と同様にしてアルキルポリシロキサンを15質量%とシリコーンレジンを15質量%含む分散液を得た。
MQ−1600とジメチルシリコーンとの混合物に代えてKF7312L(信越化学工業(株)製、商品名、溶媒:低粘度メチルポリシロキサン(KF−96L−2cs、ジメチルシリコーン)、トリメチルシリル基含有ポリシロキサン:溶媒(質量比)=50:50)を使用したこと以外は、調製例B1と同様にしてアルキルポリシロキサンを15質量%とシリコーンレジンを15質量%含む分散液を得た。
シリコーンレジンとしてMQ−1600(トリメチルシリル基含有ポリシロキサン、東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)25質量部に、アルキルポリシロキサンとしてジメチルシリコーン(6cs、東レ・ダウコーニング(株)製)75質量部を添加し、シリコーンレジンが溶解するまで混合して、混合物を得た。得られた混合物30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1質量部とを混合した。次いで、水69質量部を少量ずつ混合しながら添加し、アルキルポリシロキサンを22.5質量%とシリコーンレジンを7.5質量%含む分散液を得た。
まず、トリメチロールプロパンとトルエンジイソシアネートとの反応生成物として、Polurene AD(トリメチロールプロパンとトルエンジイソシアネート(2,4異性体と2,6異性体との質量比は80:20)との反応生成物の含有量75質量%、溶剤:酢酸エチル、SAPICI社製、商品名)を用意した。
反応容器に、デュラネートTHA−100(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートタイプ、NCO官能基数:3、含有量100質量%、旭化成ケミカルズ社製、商品名)を1モル、及びメチルイソブチルケトンを添加し、60〜70℃まで加熱した。次いで、メチルエチルケトオキシム3モルをゆっくりと仕込み、60〜70℃で赤外分光光度計にて確認されるイソシアネート含量がゼロになるまで反応させることにより、メチルエチルケトオキシムブロックポリイソシアネート化合物を98.7質量%含む無色透明の粘稠液状組成物を得た。
反応容器に、デュラネート24A−100(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレットタイプ、NCO官能基数:3、含有量100質量%、旭化成ケミカルズ社製、商品名)を1モル、及びメチルイソブチルケトンを添加し、60〜70℃まで加熱した。次いで、3,5−ジメチルピラゾール3モルをゆっくりと仕込み、60〜70℃で赤外分光光度計にて確認されるイソシアネート含量がゼロになるまで反応させることにより、ジメチルピラゾールブロックポリイソシアネート化合物を98.7質量%含む無色透明の粘稠液状組成物を得た。
(調製例C4)
ベッカミンM−3(トリメチロールアミン、DIC株式会社製、商品名)を準備した。
(調製例C5)
ベッカミンACX(有機アミン系触媒、DIC株式会社製、商品名)を準備した。
(調製例D1)
500mL耐圧フラスコに、アクリル酸ステアリル30g、アクリル酸ラウリル10g、クロロエチレン20g、3スチレン化フェノール30モルエチレンオキサイド付加物5g、アーカードT−28(ライオン株式会社製、商品名、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム)3g、トリプロピレングリコール25g及び水206.7g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0.3gを混合液に添加し、窒素雰囲気下で60℃にて6時間ラジカル重合させて、非フッ素アクリル系ポリマーを20質量%含む非フッ素アクリル系ポリマー分散液を得た。
(調製例E1)
ジメチルシリコーン(25℃での動粘度が6cs、東レ・ダウコーニング(株)製)30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2質量部とを混合した。次いで、水68質量部を少量ずつ混合しながら添加し、アルキルポリシロキサンを30質量%含む分散液を得た。
(実施例1)
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液を0.3質量%、調製例B4で得られたアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を3.7質量%、ナイスポールFE−26(帯電防止剤、日華化学(株)製、商品名)を0.5質量%及びテキスポートBG−290(浸透剤、日華化学(株)製、商品名)を0.5質量%となるように水で希釈した処理液に、染色を行ったポリエステル100%布又はナイロン100%布を浸漬処理(ピックアップ率60質量%)した後、130℃で1分間乾燥した。更にポリエステル100%布においては180℃で30秒間熱処理をし、ナイロン100%布においては170℃で30秒間熱処理を行い、撥水性繊維製品を得た。なお、表中に、アミノ変性シリコーンの配合量とアルキルポリシロキサンの配合量との質量比を示す。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液に代えて表2又は3に示すアミノ変性シリコーン分散液を用い、アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の配合量(質量%)を表2又は3に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品をそれぞれ得た。
アミノ変性シリコーンとしてSF−8417(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)1.5質量部と、蟻酸0.1質量部と、シリコーンレジンであるMQ−1600(東レ・ダウコーニング(株)製、商品名)及びジメチルシリコーンの1:1混合物28.5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1質量部とを混合した。次いで、得られた混合物に、水68.9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とシリコーンレジンとアルキルポリシロキサンとを合計で30質量%含む分散液(アミノ変性シリコーン:アルキルポリシロキサン(質量比)=100:950)を得た。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液に代えて表4に示すアミノ変性シリコーン分散液を用い、アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の配合量(質量%)を表4に示すように変え、調製例D1で得られた非フッ素アクリル系ポリマー分散液を表4に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液及び調製例B4で得られたアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液に代えて表4に示すアミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を用い、アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の配合量(質量%)を表4に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液に代えて表5に示すアミノ変性シリコーン分散液を用い、調製例C1で得られた多官能イソシアネート化合物分散液を表5に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液の種類を表5に示すように変えたこと以外は実施例16と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液に代えて、調製例C4の架橋剤と調製例C5の触媒とを表5に示す配合量(質量%)となるように用いたこと以外は実施例16と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液の配合量(質量%)を表5に示すように変え、調製例C4の架橋剤と調製例C5の触媒とを表5に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例16と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液に代えて、調製例A8で得られたアミノ変性シリコーン分散液を用たこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品をそれぞれ得た。
調製例A8で得られたアミノ変性シリコーン分散液を0.3質量%、調製例B4で得られたアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を3.7質量%、ナイスポールFE−26(帯電防止剤、日華化学(株)製、商品名)を0.5質量%及びテキスポートBG−290(浸透剤、日華化学(株)製、商品名)を0.5質量%となるように水で希釈した処理液に、酢酸を添加して処理液のpHを6に調整した。この処理液に染色を行ったポリエステル100%布又はナイロン100%布を浸漬処理(ピックアップ率60質量%)した後、130℃で1分間乾燥した。更にポリエステル100%布においては180℃で30秒間熱処理をし、ナイロン100%布においては170℃で30秒間熱処理を行い、撥水性繊維製品を得た。
アルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を用いず、アミノ変性シリコーン分散液の種類及び配合量(質量%)を表7に示すように変え、調製例C1で得られた多官能イソシアネート化合物分散液を表7に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を用いず、調製例C1で得られた多官能イソシアネート化合物分散液、及び調製例D1で得られた非フッ素アクリル系ポリマー分散液を、表7に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
アミノ変性シリコーン分散液を用いず、アルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の種類及び配合量(質量%)を表7に示すように変え、調製例C1で得られた多官能イソシアネート化合物分散液を表7に示す配合量(質量%)となるように更に加えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液を用いなかったこと以外は比較例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液を用いなかったこと以外は比較例2と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
多官能イソシアネート化合物分散液を用いなかったこと以外は比較例3と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
アミノ変性シリコーン分散液の種類及び配合量(質量%)を表8に示すように変え、アルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液に代えて調製例E1で得られたアルキルポリシロキサン分散液を表7に示す配合量(質量%)となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサン分散液の配合量(質量%)を表8に示すように変えたこと以外は比較例7と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
調製例A1で得られたアミノ変性シリコーン分散液及び調製例B4で得られたアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液に代えて表8に示すアミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液を用い、アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の配合量(質量%)を表8に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
アミノ変性シリコーン分散液及びアルキルポリシロキサンとシリコーンレジンの分散液の配合量(質量%)を表8に示すように変えたこと以外は比較例9と同様にして、撥水性繊維製品を得た。
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。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、特性が等級4と等級5との間である場合は、等級を「4−5」とした。
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
上記撥水性繊維製品に対して、JIS L 0217(1995)の103法による洗濯を10回(L−10)行い、風乾後の撥水性を上記撥水性評価方法と同様に評価した。
上記撥水性繊維製品をハンドリングにて下記に示す5段階で評価した。
1:硬い 〜 5:柔らかい
上記撥水性繊維製品の縫目滑脱抵抗力を、JIS L 1096:2010の8.23滑脱抵抗力 8.23.1縫目滑脱法 b)B法により測定した。数値が小さいほど縫目滑脱性に優れていることを示し、中でも4mm以下の場合を良好と判断した。
Claims (4)
- アミノ変性シリコーンと、シリコーンレジンと、アルキルポリシロキサンとを含有し、
前記アルキルポリシロキサンの配合量が、前記アミノ変性シリコーンの配合量100質量部に対して、500〜15,000質量部である、撥水剤組成物。 - 前記アミノ変性シリコーンの官能基当量が、100〜20,000g/molである、請求項1に記載の撥水剤組成物。
- 水酸基及び/又は炭素数1〜3のアルコキシ基を有するジメチルポリシロキサンと、アミノ基含有シランカップリング剤と、シリコーンレジンと、アルキルポリシロキサンとを含有し、
前記アルキルポリシロキサンの配合量が、前記ジメチルポリシロキサン及び前記アミノ基含有シランカップリング剤の合計配合量100質量部に対して、500〜15,000質量部である、撥水剤組成物。 - 繊維を、請求項1〜3のいずれか一項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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