TW201632684A - 氟化物組成物、方法、以及物品 - Google Patents

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Abstract

一種氟化物處理組成物，其包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體的一量之至少一種氟化物化合物；以該氟化物處理組成物之總重量計，以3wt-%至25wt-%的一量存在之至少一種單醚烷基二醇溶劑；至少一種陽離子性界面活性劑；以及水；其中，該處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。

Description

氟化物組成物、方法、以及物品
在過去幾年裡，以C4-氟化學(C4-fluorochemistry)為基礎的撥斥性氟化物紡織品處理組成物(repellent fluorochemical textile treatment compositions)一直被使用著。許多市售可得的氟化物處理組成物需要複雜化學(complex chemistry)，導致在處理及生產上的問題以及高製造成本。許多習知水性氟化物處理組成物需要紡織品的高溫乾燥及/或固化，藉此提供可接受程度的撥油性及/或撥水性。需要可在室溫下乾燥以提供具高度撥油性及/或撥水性紡織品的另外的氟化處理組成物。
本揭露提供氟化物組成物，其等包括一或多種經氟化(即，氟化物)化合物以及一或多種單醚烷基二醇(monoether alkyl glycol)溶劑。此種氟化物處理組成物可用於處理纖維基材(fibrous substrates)，特別是如聚酯及聚醯胺之合成紡織品，以將一或多種撥斥性特徵(repellency characteristics)(例如，撥水性及/或撥油性)導入此種基材。
在一實施例中，本揭露提供一氟化物處理組成物，其包括至少一種經氟化(即，氟化物)之化合物、至少一種單醚烷基二醇溶劑、至少一種陽離子性界面活性劑、以及水。可將本文所述的經氟化之化合物以及單醚烷基二醇溶劑的任何組合用於此種處理組成物中。
在一實施例中，本揭露提供一氟化物處理組成物，其包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體的一量之至少一種氟化物化合物；以該氟化物處理組成物之總重量計，以3wt-%至25wt-%的一量存在之至少一種單醚烷基二醇溶劑；至少一種陽離子性界面活性劑；以及水。
本揭露之氟化物處理組成物能夠在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
在某些實施例中，本揭露的氟化物處理組成物以足以提供於0至8的一量度(scale)中至少為2的一撥油性值(oil repellency value)、於0至100的一量度中至少為80的一撥水性值(water repellency value)、或兩者之一量在室溫下於一纖維基材上乾燥。
在一實施例中，本揭露提供一種將撥斥性導入具有一或多個表面的一纖維基材之方法。該方法包括將本文所述之氟化物處理組成物施加到該纖維基材的一或多個表面，並且使該氟化物組成物於室溫下乾燥。
在一實施例中，本揭露提供一種物品，其包括具有一或多個表面的一纖維基材，以及本文所述之一氟化物處理組成物，該氟化物處理組成物經設置於該纖維基材的一或多個表面，且經浸入(impregnated)於該纖維基材內。
在一實施例中，本揭露提供一改善一氟化物處理組成物之撥斥性效能(repellency performance)的方法。該方法包括：提供一初始組成物，其包括至少一種氟化物化合物、至少一種陽離子性界面活性劑、以及水；且將該初始組成物與至少一種單醚烷基二醇溶劑組合，以提供一氟化物處理組成物，該氟化物處理組成物包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體之一量的該至少一種氟化物化合物、以及3wt-%至25wt-%之一量的該至少一種單醚烷基二醇溶劑；其中，該處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
在本說明書及申請專利範圍中之用語「包含(comprise)」及其變化形並不具限制意思。
在本揭露之實施例中之用語「較佳(preferred)」和「較佳地(preferably)」表示在某些情況下可能可以提供某些效益。然而其他實施例在同樣或其他情況下亦可能為較佳的。此外，對於一個或多個較佳實施例之引述並不意味其他實施例非係有用的，也沒有意圖將其他實施例從本揭露之範疇中排除。
在本申請案中，如「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」之用語不僅意圖指單數實體，亦包括其具體實例可被用來作為說明之整體類別。用語「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」可和用語「至少一(at least one)」互換地使用。用在清單之後的片語「...中之至少一者(at least one of)」及「包含...中之至少一者(comprises at least one of)」係指清單項目之任一者以及清單中兩個或更多個項目之任何組合。
如本文中所使用，除非內文明確另有所指，否則用語「或(or)」在使用時通常包括「及/或(and/or)」之意涵。
用語「及/或(and/or)」係指所列出的元件之一者或全部，或所列出的元件之任何兩者或兩者以上之一組合。
此外，本文中所有數字均假定以「約(about)」一詞進行修飾。如本文中所使用，用語「約(about)」結合經測量之量係指該經測量之量的變化，該變化如同進行測量且行使與測量目標及使用之測量設備精確度相當之謹慎程度的技術者所預期。
同樣在本文中，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字以及以端點敘述之數字(例如：1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。並且，片語「至多(up to)」特定數字包括該數字(例如「至多80wt-%」包括80wt-%)。
如本文中所使用的用語「室溫(room temperature)」指約15℃至約30℃、或約20℃至約25℃、或約22℃至約25℃的溫度。
在本說明書全文中，對於「一個實施例(one embodiment)」、「一實施例(an embodiment)」、或「某些實施例(certain embodiment)」等表示在本發明之至少一實施例中包括結合實施例描述的特定特徵、組態、組成或特徵。因此，在本說明書全文之各處中的此等片語之出現並不一定指示本發明之相同實施例。更進一步，特定特徵、組態、組成或特性可在一或多個實施例中用任何合適的方式結合。
本揭露之上述概述並非意欲說明本揭露之各個所揭示實施例或是各實施方案。以下的敘述更具體地例示說明性的實施例。在本申請案全文的數個地方，指引係透過實例清單來提供，實例可以各種組合使用。在各種情況下，所引述的清單僅作為代表性群組，且不應將其詮釋為排他性的清單。
本揭露提供氟化物組成物，其等包括一或多種經氟化(即，氟化物)化合物以及一或多種單醚烷基二醇(monoether alkyl glycol)溶劑。此種氟化物處理組成物可用於處理纖維基材，以將一或多種撥斥性特徵(例如，撥水性及/或撥油性)導入此種基材。
與其他溶劑相比而言，單醚烷基二醇溶劑尤其有利，其他溶劑包括其他二醇醚類(例如，二醚烷基二醇，如雙(2-甲氧基乙基)醚(bis(2-methoxyethyl)ether)或「二甘二甲醚(Diglyme)」以及雙丙甘醇二甲醚(proglyme)，或單醚芳基二醇類如1-苯氧基丙-2-醇(1- phenoxypropan-2-ol)或DOWANOL PPH)，這是由於單醚烷基二醇溶劑有能力提供如下的氟化物處理組成物所致：該氟化物處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
由於一或多種單醚烷基二醇溶劑之存在，本揭露的氟化物處理組成物係以足以提供於0至8的一量度中至少為2的一撥油性值、於0至100的一量度中至少為80的一撥水性值、或兩者之一量在室溫下於一纖維基材上乾燥。
本揭露之氟化物處理組成物包括水，且可以水性分散液(aqueous dispersion)、懸浮液(suspension)、乳液(emulsion)、或溶液(solution)形式存在。一般來說，本揭露之氟化物處理組成物包括水，該水之量以氟化物處理組成物之總重量計係至少75重量百分比(wt-%)。一般來說，本揭露之氟化物處理組成物包括水，該水之量以氟化物處理組成物之總重量計係至多95重量百分比(wt-%)。
可將一或多種經氟化之化合物(即，氟化物化合物)於水及單醚烷基二醇溶劑中乳化、溶解、懸浮或分散，以形成適用於處理纖維基材之氟化物處理組成物。在某些實施例中，該化合物含有至少1wt-%或至少2wt-%的非揮發性固體(以該組分之總重量計)。在某些實施例中，該化合物含有不大於5wt-%或不大於3wt-%的非揮發性固體(以該組分之總重量計)。
當施加及乾燥本揭露之氟化物組成物後，其會將撥油及/或撥水性質導入至廣泛種類的纖維基材。某些較佳的本揭露之氟化物處理組成物將良好的撥水性導入至纖維基材，尤其是聚酯及聚醯胺織物，該良好的撥水性藉由以下展現：至少80之噴灑評比(spray rating)、或至少90之噴灑評比、或至少100之噴灑評比(在0至100之量度，根據實例段落中的噴灑評比程序來處理及測試)。某些較佳的本揭露之氟化物處理組成物將良好的撥油性導入至纖維基材，尤其是聚酯及聚醯胺織物，該良好的撥油性藉由以下展現：至少2的撥油性評比(oil repellency rating)、或至少3的撥油性評比、或至少4的撥油性評比、或至少5的撥油性評比、或至少6的撥油性評比(在1至8的量度，根據實例段落中的撥油性程序來處理及測試)。
氟化物化合物
本揭露之氟化物處理組成物包括至少一種氟化物化合物。本文中，氟化物組成物可包括一種氟化物化合物，或如本文所述之不同的經氟化化合物之混合物。
適用於本揭露之氟化物處理組成物的經氟化之化合物包括廣泛種類的習知的有用於處理纖維基材的經氟化之化合物。適當的經氟化之化合物包括氟化酯及聚酯、氟化胺甲酸酯及聚胺甲酸酯(包括封端的胺甲酸酯及聚胺甲酸酯(blocked urethanes and polyurethanes))、氟化聚(甲基)丙烯酸酯，及其混合物。尤其，較佳的經氟化之化合物具有具4至6個碳原子之末端全氟化的脂族基團 (terminal perfluorinated aliphatic groups)，例如含C4F9及含C6F13之化合物。
在某些實施例中，該氟化物化合物係選自氟化聚胺甲酸酯(fluorochemical polyurethane)、氟化(甲基)丙烯酸酯共聚物(fluorochemical(meth)acrylate copolymer)(例如C6-或C4-丙烯酸酯)及其混合物之群組。
適當的氟化聚胺甲酸酯例如是記述於國際公開案第WO 2013/162704(International Publication No.WO 2013/162704)(Coppens et al.)以及美國專利第7,750,093號(Elsbernd等人)以及第7,078,456號(Jariwala等人)中。此種經氟化之化合物包括：(i)一氟化寡聚部分；(ii)一無氟之烴部分；以及(iii)一二-異氰酸酯、三-異氰酸酯或聚合異氰酸酯衍生之鍵聯基團(di-,tri-,or polymeric isocyanate-derived linking group)。
其他經氟化之化合物(例如氟化物化合物)包括氟化(甲基)丙烯酸酯共聚物(例如C6-或C4-丙烯酸酯)。本文中，(甲基)丙烯酸酯包括甲基丙烯酸酯(methacrylates)以及丙烯酸酯(acrylates)。實例包括由氟化(甲基)丙烯酸酯以及烴(甲基)丙烯酸酯(hydrocarbon(meth)acrylates)(例如MeFBSEMA/ODMA)，以C6-短鏈聚合物(telomer)氟化丙烯酸酯化學為基礎之氟化物(例如以商標名稱「AGE-082」而可得自Asahi Glass者)、及其混合物所製造之共聚物。
於實例段落中敘述經氟化之化合物的特定實例：FC-1至FC-7(經氟化之(甲基)丙烯酸胺甲酸酯((meth)acrylate urethanes)， 以MEKO封端(blocked)或未經封端)、FC-8(80/20的重量比率的MeFBSEMA以及ODMA共聚物)、以及FC-9(Asahi Glass「AGE-082」C6-短鏈聚合物氟化丙烯酸酯化學)。
不適用於本揭露的處理組成物中的經氟化之化合物包括：設計成施加至硬表面(例如陶瓦(terracotta)、花崗岩(granite)、大理石(marble)、混凝土(concrete)等)的化合物。用於此種表面的處理組成物一般為陰離子性或非離子性組成物，例如作為PM-5000而可得(來自3M公司的陰離子性氟化物分散液)。
在某些實施例中，本揭露之氟化物處理組成物包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，至少1wt-%、或至少2wt-%固體量(即，非揮發性材料)之至少一種氟化物化合物。在某些實施例中，本揭露之氟化物處理組成物包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，至多5wt-%、或至多3wt-%固體量之至少一種氟化物化合物。
該至少一種氟化物化合物之量可僅包括一種氟化物化合物、或其混合物。舉例而言，此量可包括不同氟化物化合物之混合物，其等之各者係少於1wt-%，但總量係至少1wt-%。
單醚烷基二醇溶劑(Monoether Alkyl Glycol Solvents)
本揭露之氟化物處理組成物包括一或多種單醚烷基二醇溶劑。
在某些實施例中，適合的單醚烷基二醇溶劑係於室溫下以至少3wt-%的量可溶於水者。在某些實施例中，單醚烷基二醇溶劑係於室溫下以至少5wt-%的量、或於室溫下以至少10wt-%的量、或於室溫下以至少15wt-%的量可溶於水者。
與其他溶劑相比，單醚烷基二醇溶劑尤其有利，其他溶劑如醇(alcohols)、酯(esters)、醯胺(amides)、酮(ketones)、烴(hydrocarbons)、氫氟烴(hydrofluorocarbons)、氫氟醚(hydrofluoroethers)、氯烴(chlorohydrocarbons)、氯碳(chlorocarbons)、二醇類(glycols)(例如乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、二丙二醇(dipropylene glycols))、及其他二醇醚類(例如，二醚烷基二醇，如稱為「二甘二甲醚(Diglyme)」之雙(2-甲氧基乙基)醚(bis(2-methoxyethyl)ether)，以及稱為「雙丙甘醇二甲醚DMM(Proglyme DMM)」之二醚(二甲氧基二丙二醇)(diether(dimethoxy dipropyleneglycol))，或單醚芳基二醇類如1-苯氧基丙烷-2-醇(1-phenoxypropan-2-ol)或DOWANOL PPH)，這是由於單醚烷基二醇溶劑有能力提供如下的氟化物處理組成物所致：氟化物處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。由於一或多種單醚烷基二醇溶劑之存在，本揭露的氟化物處理組成物係以足以提供於0至8的一量度中至少為2的一撥油性值、於0至100的一量度中至少為80的一撥水性值、或兩者之一量在室溫下於一纖維基材上乾燥。
適用於本揭露之組成物中的例示單醚烷基二醇溶劑包括二丙二醇正丁醚(dipropylene glycol n-butyl ether)(可以DOWANOL DPnB，得自Dow Chemical)、二丙二醇甲醚(dipropylene glycol methyl ether)(可以DOWANOL DPM，得自Dow Chemical)、丁基二甘醇(butyl diglycol)(可以BDG，得自Dow Chemical)、以及三丙二醇甲醚(tripropylene glycol methyl ether)(可以DOWANOL TPM，得自Dow Chemical)、乙二醇單丙醚(ethylene glycol monopropyl ether)(2-丙氧基乙醇(2-propoxyethanol)，CH3CH2CH2OCH2CH2OH)、乙二醇單異丙醚(ethylene glycol monoisopropyl ether)(2-異丙氧基乙醇(2-isopropoxyethanol)，(CH3)2CHOCH2CH2OH))、乙二醇單丁基醚(ethylene glycol monobutyl ether)(2-丁氧基乙醇(2-butoxyethanol)，CH3CH2CH2CH2OCH2CH2OH)，以及二乙二醇單正丁醚(diethylene glycol mono-n-butyl ether)(2-(2-丁氧乙氧基)乙醇(2-(2-butoxyethoxy)ethanol)，CH3CH2CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH)。此些溶劑的混合物可用於本揭露的組成物中。
在某些實施例中，該單醚烷基二醇溶劑係單、雙或三乙二醇或丙二醇(mono-,di-,or tri-ethylene or propylene glycol)的一單-(C1-C4)烷基醚(mono-(C1-C4)alkyl ether)。
在本揭露的某些實施例中，氟化物處理組成物包括單醚烷基二醇溶劑，其選自二丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丁基二甘醇、及其混合物之群組。
在某些實施例中，本揭露之氟化物處理組成物包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，至少3wt-%、或至少4wt-%、或至少5wt-%的一量之至少一種單醚烷基二醇溶劑。在某些實施例中，本揭露之氟化物處理組成物包括：以該氟化物處理組成物之總重量計，至多25wt-%、或至多20wt-%、或至多15wt-%、或至多10wt-%的一量之至少一種單醚烷基二醇溶劑。於較佳實施例中，該氟化處理組成物中之該至少一種單醚烷基二醇溶劑的量(即，單醚烷基二醇溶劑之總量)係至少等於或高於該至少一種氟化物化合物之量(即，氟化物化合物之總量)。
該至少一種單醚烷基二醇溶劑之量可僅包括一種單醚烷基二醇溶劑、或其混合物。舉例而言，此量可包括不同單醚烷基二醇溶劑之混合物，其等之各者係少於3wt-%，但總量係至少3wt-%。
陽離子性界面活性劑
適當的陽離子性界面活性劑包括單、或雙尾銨鹽(mono- or bi-tail ammonium salts)。有用的陽離子性界面活性劑之實例包括氯化十二烷基銨(dodecyl ammonium chloride)、溴化十二烷基銨(dodecyl ammonium bromide)、溴化十二烷基三甲基銨(dodecyl trimethyl ammonium bromide)、氯化十二烷基吡啶(dodecyl pyridinium chloride)、溴化十二烷基吡啶(dodecyl pyridinium bromide)、溴化十六基三甲基銨(hexadecyl trimethyl ammonium bromide)、陽離子性四級胺(cationic quaternary amines)及其組合。其 他有用的陽離子性界面活性劑包括如於國際公開案第WO 2013/162704號(Coppens等人)及美國專利第7,807,614號(Llosas等人)中所揭露的酯四級銨鹽(esterquat)及醯胺四級銨鹽(amide quat)界面活性劑。
在某些實施例中，以該氟化物處理組成物之總重量計，本揭露之氟化物處理組成物包括至少0.01wt-%、或至少1wt-%量之至少一種界面活性劑。在某些實施例中，以該氟化物處理組成物之總重量計，本揭露之氟化物處理組成物包括至多0.03wt-%、或至多0.5wt-%之一量的至少一種界面活性劑。
可選的共溶劑(Cosolvents)及添加劑(Additives)
在某些實施例中，可將不溶於水溶劑(water-insoluble solvents)與可溶於水溶劑(water-soluble solvents)之混合物用於本揭露之處理組成物中。適當的可溶於水(即，於室溫以至少3wt-%的量可溶於水者)溶劑包括例如單-或-二醇類(mono- or di-alcohols)、低級酮類(lower ketones)、聚乙二醇酯(polyglycol esters)、以及聚乙二醇醚、或此種溶劑之混合物。適當的不溶於水(即，於室溫以少於3wt-%的量可溶於水者)溶劑係酯類、醚類、以及高級酮類。
此外，本發明的組成物亦可包括其他經氟化或未經氟化的撥斥性材料(fluorinated or non-fluorinated repellent materials)、軟化劑(softeners)、抗靜電(anti-static)、抗塵蟎(anti-dust mite)或抗菌添加劑(anti-microbial additives)。
物品及方法
按照本揭露，施加至纖維基材之氟化物組成物的量係經選擇以將足夠高或所需的撥水性及/或撥油性導入至基材表面，該量通常為使得經處理之基材上存在有以重量計0.01%至5%、較佳地0.05%至2%之該經氟化之化合物。足以導入所需撥斥性之量可經驗性地進行判定，且必要或需要時可增加。
本發明的另一實施例係具有一乾燥處理之一物品，該乾燥處理係衍生自本揭露的氟化物組成物及可選地一共溶劑。在施加及乾燥該處理組成物之後，該物品呈現耐久的撥油性及/或撥水性。本發明之處理組成物可應用至廣泛種類的纖維基材。纖維基材包括織物(woven)、針織物(knit)、以及非織物(nonwoven fabrics)、紡織品(textiles)、地毯(carpets)、以及紙(paper)。
纖維基材係能夠吸入液體故為多孔性(porous)。較佳的基材係紡織品，例如棉花(cotton)、羊毛(wool)、聚酯(polyester)、聚醯胺(polyamide)、以及其等之摻合物。尤佳的基材係合成基材(synthetic substrates)。此種基材特別容易被染色(staining)及弄髒(soiling)，但亦大大地受益於本發明之氟化物組成物，這是由於該處理組成物可穿透纖維或多孔基材表面並且遍布基材的內部表面。可以本發明之處理組成物處理之較佳纖維基材係不織布(nonwoven)、針織物(knits)、以及織物(woven fabrics)、地毯、帷帳材料(drapery material)、室內裝飾品(upholstery)、衣物(clothing)、以及基本上任何 織品。該纖維基材可以紗(yarn)、襪頭(toe)、網(web)、或粗紗(roving)之形式存在，或以所製造織物之形式存在，例如地毯、織物、以及非織物等。
為了將一或多種撥斥特徵導入至具有一或多個表面之纖維基材，(a)將該處理組成物施加至基材的一或多個表面上，且(b)於室溫乾燥該處理組成物。
可藉由標準方法將包含該氟化物組成物之處理組成物施加至可處理的基材，例如，舉例而言，噴灑(spraying)、壓染(padding)、發泡(foaming)、浸漬(dipping)、輥塗布(roll coating)、塗刷(brushing)、或吸浸(exhaustion)之後進行經處理基材的室溫乾燥，以移除任何剩餘的水或共溶劑。在處理適當尺寸之平坦基材時，可使用刀塗布(knife-coating)或棒塗布(bar-coating)。若需要，該氟化物組成物可與習知的纖維處理劑共施加(co-applied)，舉例而言，紡絲精整劑(spin finishes)或纖維潤滑劑(fiber lubricants)。
說明性實施例
實施例1為一種氟化物處理組成物，其包含：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體的一量之至少一種氟化物化合物；以該氟化物處理組成物之總重量計，以3wt-%至25wt-%的一量存在之至少一種單醚烷基二醇溶劑；至少一種陽離子性界面活性劑；以及 水；其中，該處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
實施例2係實施例1之氟化物處理組成物，其中該處理組成物係以足以提供於0至8的一量度中至少為2(或至少為3、或至少為4、或至少為5)的一撥油性值、於0至100的一量度中至少為80(或至少為90、或100)的一撥水性值、或兩者之一量在室溫下於一纖維基材上乾燥。
實施例3係實施例1或2之氟化物處理組成物，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種單醚烷基二醇溶劑係以5wt-%至15wt-%的一量存在。
實施例4係實施例1至3之任一者的氟化物處理組成物，其中以該氟化物組成物之總重量計，該至少一種氟化物化合物係以2wt-%至3wt-%固體的一量存在。
實施例5係實施例1至4中任一者的氟化物處理組成物，其中該氟化物處理組成物中的該至少一種單醚烷基二醇溶劑之該量係至少等於或高於該至少一種氟化物化合物之該量。
實施例6係實施例1至5中任一者的氟化物處理組成物，其中以該氟化物組成物之總重量計，水係以75wt-%至95wt-%的一量存在。
實施例7係實施例1至6中任一者的氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑於室溫下係以至少3wt-%(或至少5wt-%、或至少10wt-%、或至少15wt-%)的一量而可溶於水。
實施例8係實施例1至7中任一者的氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係單-、雙-或三-乙二醇或單-、雙-或三-丙二醇的一單-(C1-C4)烷基醚。
實施例9係實施例8之氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係選自二丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丁基二甘醇、及其混合物之群組。
實施例10係實施例1至9中任一者的氟化物處理組成物，其中該至少一種氟化物化合物係選自一氟化聚胺甲酸酯、一氟化(甲基)丙烯酸酯共聚物、及一其混合物之群組。
實施例11係實施例10的氟化物處理組成物，其中該至少一種氟化物化合物係一氟化聚胺甲酸酯，其包含：(i)一氟化寡聚部分；(ii)一無氟之烴部分；以及(iii)一二-異氰酸酯、三-異氰酸酯或聚合異氰酸酯衍生之鍵聯基團(di-,tri-,or polymeric isocyanate-derived linking group)。
實施例12係實施例1至11中任一者的氟化物處理組成物，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種陽離子性界面活性劑係以0.01wt-%至1wt-%、較佳地0.03wt-%至0.5wt-%的一量存在。
實施例13係實施例1至12中任一者的氟化物處理組成物，其進一步包含一或多種額外之經氟化或未經氟化撥斥材料、軟化劑、抗靜電添加劑、抗塵蟎添加劑、或抗菌添加劑。
實施例14係一種將撥斥性導入具有一或多個表面的一纖維基材之方法，該方法包含：將如實施例1至13中任一者的氟化物處理組成物施加至該纖維基材的一或多個表面上；以及使該氟化物處理組成物於室溫乾燥。
實施例15係實施例14之方法，其中將該氟化物處理組成物施加至該纖維基材的一或多個表面上包含：以足以提供於0至8的一量度中至少為2的一撥油性值、於0至100的一量度中至少為80的一撥水性值、或兩者之一量施加該氟化物處理組成物。
實施例16係一種物品，其包含一纖維基材，該纖維基材具有如實施例14或15之方法所處理的一或多個表面。
實施例17係一種改善一氟化物處理組成物之撥斥性效能的方法，該方法包含：提供一初始組成物，其包含：至少一種氟化物化合物；至少一種陽離子性界面活性劑；以及水；將該初始組成物與至少一種單醚烷基二醇溶劑組合，以提供一氟化物處理組成物，該氟化物處理組成物包含：以該氟化物處理組成物 之總重量計，1wt-%至5wt-%固體之一量的該至少一種氟化物化合物、及3wt-%至25wt-%之一量的該至少一種單醚烷基二醇溶劑；其中，該處理組成物係在室溫下於一纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
實施例18係實施例17之方法，其中該處理組成物係以足以提供於0至8的一量度中至少為2(或至少為3、或至少為4、或至少為5)的一撥油性值、於0至100的一量度中至少為80(或至少為90、或至少為100)的一撥水性值、或兩者之一量在室溫下於一纖維基材上乾燥。
實施例19係實施例17或18之方法，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種單醚烷基二醇溶劑係以5wt-%至10wt-%的一量存在。
實施例20係實施例17至19中任一者的方法，其中以該氟化物組成物之總重量計，該至少一種氟化物化合物係以2wt-%至3wt-%固體的一量存在。
實施例21係實施例17至20中任一者的方法，其中以該氟化物組成物之總重量計，水係以75wt-%至95wt-%的一量存在。
實施例22係實施例17至21中任一者的方法，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑於室溫下係以至少3wt-%(或至少5wt- %、或至少10wt-%、或至少15wt-%、或至少20wt-%、或至少25wt-%)的一量而可溶於水。
實施例23係實施例17至22中任一者的方法，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係單-、雙-或三-乙二醇或單-、雙-或三-丙二醇的一單-(C1-C4)烷基醚。
實施例24係實施例23之方法，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係選自二丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丁基二甘醇、及其混合物之群組。
實施例25係實施例17至24中任一者的方法，其中該至少一種氟化物化合物係選自一氟化聚胺甲酸酯、一氟化(甲基)丙烯酸酯共聚物、及一其混合物之群組。
實施例26係實施例25的方法，其中該至少一種氟化物化合物係一氟化聚胺甲酸酯，其包含：(i)一氟化寡聚部分(fluorochemical oligomeric portion)；(ii)一無氟之烴部分；以及(iii)一二-異氰酸酯、三-異氰酸酯或聚合異氰酸酯衍生之鍵聯基團(di-,tri-,or polymeric isocyanate-derived linking group)。
實施例27係實施例17至26中任一者的方法，其中該氟化物處理組成物中的該單醚烷基二醇溶劑之該量係至少等於或高於該氟化物化合物之該量。
實施例28係實施例17至27中任一者的方法，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種陽離子性界面活性劑係以0.01wt-%至1wt-%的一量存在。
實施例29係實施例17至28中任一者的方法，其進一步包含一或多種額外之經氟化或未經氟化撥斥材料、軟化劑、抗靜電添加劑、抗塵蟎添加劑、或抗菌添加劑。
實例
本揭露之目的及優點係藉由以下之實例來進一步說明，但不應過度解讀這些實例中詳述的特定材料及其用量、以及其他條件而限制本揭露。
用於該實例之材料示於表1中。
測試方法 撥油性(OR)
經處理之基材的撥油性藉由美國紡織品化學家和染色學家協會(American Association of Textile Chemists and Colorists)(AATCC)標準試驗方法第118-1983號來量測，其是以經處理之基材對於不同表面張力之油類穿透之抵抗性為基礎(請參照美國專利第5,910,557號)。指定1至8之等級，較高的值表示較佳的撥油性。
噴灑評比(SR)
經處理之基材的噴灑評比係表示經處理之基材對於碰撞(impinges)經處理基材之水的動態撥斥性(dynamic repellency)的值。該撥斥性係藉由測試方法第22-1996來量測，該方法公開於2001美國 紡織品化學家和染色學家協會技術手冊(2001 Technical Manual of the American Association of Textile Chemists and Colorists(AATCC))中，且以所測試基材之「噴灑評比」用語表述。該噴灑評比係藉由將250毫升(mL)的水由15公分(cm)之高度噴灑至基材上而獲得。使用0至100之量度，以目視對潤濕模式評比，其中0表示完全潤濕，而100表示完全無潤濕。
經氟化之化合物 經氟化之化合物FC-1至FC-4
如表2中所提供的經氟化之化合物FC-1至FC-4係根據如下所列用於下列經氟化之化合物FC-1之合成的一般程序所製備：經氟化之寡聚物C4-MA12：在一第一步驟中，製備經氟化之寡聚物。於裝配有攪拌器、加熱套(heating mantle)、溫度計及冷卻器的三頸燒瓶中，置放1000克(g)(2.4當量)的MeFBSEMA(C4-MA)、15.3g(0.2當量)的2-巰基乙醇(2-mercaptoethanol)、以及338.4g的乙酸乙酯。於氮氣下將該混合物加熱至40℃，並以真空進行除氣(degassed)。將2.55g V-59起始劑添加至此燒瓶，並將混合物加熱至約75℃達3小時。然後將第二等分的2.55g V-59起始劑添加至燒瓶中，並持續於氮氣下加熱達16小時。而後添加第三進料的2.55g V-59，並使反應持續達8小時。獲得了有75%固體的清透、黏稠之寡聚氟化醇(oligomeric fluorochemical alcohol)溶液。由C4-氟化甲基丙烯酸酯(C4-fluorinated methacrylate)所製造之此氟化寡聚物 (fluorochemical oligomer)平均每1個醇基團(alcohol group)包含12個甲基丙烯酸酯(methacrylate)(MA)基團，而將其標示為C4-MA12。用於製備經氟化之化合物FC-2至FC-4(以及FC-5至FC-7)的氟化寡聚物係以相同方式製備，且於表2中經辨識為Cx-MAy或Cx-Ay，其中MA及A分別表示甲基丙烯酸酯以及丙烯酸酯單元，x指存在單體中之全氟化的碳原子數，而y指在寡聚物中之(甲基)丙烯酸酯單元數。
胺甲酸酯反應：在一第二步驟中，製備一經氟化的(甲基)丙烯酸胺甲酸酯((meth)acrylate urethane)。因此，於裝配有攪拌器、加熱套、溫度計及冷卻器的三頸燒瓶，裝入1353.7g(0.2當量)的氟化寡聚物C4-MA12、53g(0.2當量)的SA，以及1537g的乙酸乙酯。將約100g之乙酸乙酯蒸餾移除，並於氮氣下將該燒瓶冷卻至約40℃。然後將136g(1當量)的PAPI以及2.5g的DBTDL添加至此燒瓶，並在氮氣下將混合物加熱至80℃達8小時。然後將49.2g(0.6當量)的MEKO添加至此混合物，並且使反應持續達2小時。獲得了清透溶液。
乳化：在一下一個步驟中，將經氟化之丙烯酸胺甲酸酯乳化。於三頸燒瓶中置放3125.3g克於胺甲酸酯反應之後所獲得的清透溶液以及乙酸乙酯(40%固體)。將溶液加熱至約70℃。於一第二個三頸燒瓶中置放2730g的去離子水，354g的丙二醇(propyleneglycol)以及125g VGH-70來製作陽離子性分散液。將該混合物加熱至約70℃。然後將該熱水相添加至熱乙酸乙酯相，並強力地 混合達約30分鐘，直到形成穩定的預乳液。然後於300巴(bar)及約67℃使此熱的預乳液通過加熱的Manton-Gaulin均質機(Manton-Gaulin homogenizer)(Lab 60,APV Belgium,Diegem,Belgium)兩次。獲得一濃厚液體。於約50-60℃將乙酸乙酯由該乳液去除，並降低壓力約30mm Hg，以獲得約30%固體之水性分散液。將該分散液透過100微米的聚丙烯濾袋過濾而產出FC-1。平均粒徑約90-110奈米(nm)。
經氟化之化合物FC-5
如表2中所提供的經氟化之化合物FC-5係根據相同程序所製備，但未添加MEKO(異氰酸酯封端劑)。
經氟化之化合物FC-6及FC-7
如表2中所提供的經氟化之化合物FC-6及FC-7係根據相同程序所製備，但未添加MEKO。
經氟化之化合物FC-8
如下製備經氟化之化合物FC-8 MeFBSEMA/ODMA 80/20：將32g MeFBSEMA及8g ODMA混合並加熱至60℃，將105g水、1.1g Ethoquad C-12、1.2g Tergitol 15-S30、以及2.4g Tergitol TMN-6之60℃摻合物加入此混合物。
將全部此些組分的摻合物強力攪拌，以形成一預乳液(pre-emulsion)。然後利用Branson Sonifier，以最大設定值將此預乳液音波震動(sonicated)達6分鐘，以形成該單體的穩定乳液。然後將此單體分散液倒入反應燒瓶，以氮氣沖洗，並加入0.4g V-50(Wako)起始劑。於75℃以16小時完成聚合反應。在該聚合反應之後，獲得具有29.5%固體之穩定氟聚合物分散液。
經氟化之化合物FC-9
經氟化之化合物FC-9係陽離子性紡織品撥斥劑，其包含20%經氟化之化合物，以商標名稱AGE-082可購自Asahi Glass。
配方及處理程序 包含經氟化之化合物的處理分散液(Treatment Dispersions Comprising Fluorinated Compounds)
陽離子性處理分散液係藉由如下方式製備：首先混合該單醚烷基二醇溶劑與水，隨後以獲得如實例中所示之所需濃度的量添加該經乳化的氟化之化合物。
經由「壓染(padding)」過程之處理程序
藉由使基材浸沒於該處理分散液中並攪拌直到基材飽和，來將該處理施加至紡織品基材上。然後使該飽和基材穿過壓染機/輥(padder/roller)以移除過量的分散液，並獲得100%浸吸量(Wet Pick Up)(WPU)(100% WPU表示在此過程之後，於乾燥前該基材吸收了其自身重量的100%之處理分散液)。以如實例中所示之時間，於室溫下完成乾燥。
實例 實例1至5及參考實例Ref-1
於實例1至5中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理白色PA以及灰色PES(參照「處理程序」)，該分散液包含2.5%固體FC-1以及各種量的DPnB，如表3中所示。於參考實例Ref-1中，該等織物係以相同的包含2.5%固體FC-1之陽離子性分散液來處理，但未添加DPnB。將經處理的織物於室溫(RT)隔夜晾乾。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其等之撥油性(OR)以及動態撥水性(dynamic water repellency)(SR)。該結果列於表3中(「comp」指比較實例)。
實例6至10及參考實例Ref-2
於實例6至10中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理白色PA以及灰色PES，該分散液包含5% DPnB以及各種量的FC-1，如表4中所示。於參考實例Ref-2中，該織物係以5% DPnB於水中的分散液來處理，但未添加FC-1。將經處理的織物於RT隔夜晾乾。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其等之撥油性(OR)以及動態撥水性(dynamic water repellency)(SR)。該結果列於表4中(「comp」指比較實例)。
實例11至26及參考實例Ref-3至Ref 6
於實例11至22中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理灰色PA以及深灰色PES(參照「處理程序」)，該分散液包含2.5%的不同的經氟化之化合物以及不同的單醚烷基二醇溶劑，量如表5中所示。於實例23至26中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理灰色PA以及深灰色PES，該分散液包含AGE-082(該AGE-082包含2%的經氟化之化合物(被稱為FC-9))以及不同的單二醇醚(monoglycol ethers)，量如表5中所示。於參考實例Ref-3至Ref-6中，該等織物係以陽離子性分散液處理，該分散液包含如各別實例中之相同量的氟化物化合物，但未添加單醚烷基二醇溶劑。將經處理的織物於RT晾乾48小時。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其等之撥油性(OR)以及動態撥水性(dynamic water repellency)(SR)。結果列於表5中。
實例27至30及參考實例Ref-7至Ref-10
於實例27至30中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理白色PA以及灰色PES(參照「處理程序」)，該分散液包含5% DPnB以及2.5%的各種經氟化之化合物，如表6中所示。於參考實例Ref-7至Ref-10中，該等織物係以包含2.5%經氟化之化合物的陽離子性分散液來處理，但未添加DPnB。將經處理的織物於RT隔夜晾乾。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其等之撥油性(OR)以及動態撥水性(dynamic water repellency)(SR)。結果列於表6中。
實例31及比較實例C-1至C-18
實例31係實例11之重複。於比較實例C-1至C-18中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理灰色PA以及深灰色PES(參照「處理程序」)，該分散液包含2.5%的經氟化之化合物FC-1以及除了單醚烷基二醇類的不同溶劑，量如表7中所示。將經處理的織物於RT晾乾48小時。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其等之撥油性(OR)以及動態撥水性(dynamic water repellency)(SR)。該結果列於表7中(「C-#」指比較實例)。
實例32及參考實例Ref-11
於實例32中，藉由陽離子性分散液的壓染來處理PES/CO基材(參照「處理程序」)，該分散液包含2.5%固體FC-1以及5% DPnB。於參考實例Ref-11中，該等織物係以包含2.5%固體FC-1之陽離子性分散液來處理，而未添加DPnB。將經處理的織物於RT隔夜晾乾。於乾燥之後，該織物根據如上所列之一般程序測試其之撥油性(OR)以及動態撥水性(SR)。結果列於表8中。
本文中所引用之專利、專利文件及公開文獻的完整揭露係以引用方式全文併入本文中，猶如各上述文獻係個別併入。本揭露中的各種修改與變更對於所屬技術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本揭露之範圍與精神。應理解，本揭露不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以舉例方式呈現，其中本揭露之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。

Claims (20)

  1. 一種氟化物處理組成物，其包含：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體的量之至少一種氟化物化合物；以該氟化物處理組成物之總重量計，以3wt-%至25wt-%的量存在之至少一種單醚烷基二醇溶劑；至少一種陽離子性界面活性劑；以及水；其中，該處理組成物係在室溫下於纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
  2. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中該處理組成物係以足以提供於0至8的量度中至少為2的撥油性值、於0至100的量度中至少為80的撥水性值、或兩者之量在室溫下於纖維基材上乾燥。
  3. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種單醚烷基二醇溶劑係以5wt-%至15wt-%的量存在。
  4. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中以該氟化物組成物之總重量計，該至少一種氟化物化合物係以2wt-%至3wt-%固體的量存在。
  5. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中以該氟化物組成物之總重量計，水係以75wt-%至95wt-%的量存在。
  6. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑於室溫下係以至少3wt-%的量而可溶於水。
  7. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係單-、雙-或三-乙二醇或單-、雙-或三-丙二醇的單-(C1-C4)烷基 醚。
  8. 如請求項7之氟化物處理組成物，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係選自二丙二醇正丁醚(dipropylene glycol n-butyl ether)、二丙二醇甲醚(dipropylene glycol methyl ether)、三丙二醇甲醚(tripropylene glycol methyl ether)、丁基二甘醇(butyl diglycol)、及其混合物之群組。
  9. 如請求項1之氟化物處理組成物，其中該至少一種氟化物化合物係選自氟化聚胺甲酸酯(fluorochemical polyurethane)、氟化(甲基)丙烯酸酯共聚物(fluorochemical(meth)acrylate copolymer)、及其混合物之群組。
  10. 如請求項9之氟化物處理組成物，其中該至少一種氟化物化合物係氟化聚胺甲酸酯，其包含：(i)氟化寡聚部分(fluorochemical oligomeric portion)；(ii)無氟之烴部分；以及(iii)二-異氰酸酯、三-異氰酸酯或聚合異氰酸酯衍生之鍵聯基團(di-,tri-,or polymeric isocyanate-derived linking group)。
  11. 如請求項1至4中任一者之氟化物處理組成物，其中該氟化物處理組成物中的該至少一種單醚烷基二醇溶劑之該量係至少等於或高於該至少一種氟化物化合物之該量。
  12. 如請求項1之氟化物處理組成物，其進一步包含一或多種額外之經氟化或未經氟化撥斥材料(fluorinated or non-fluorinated repellent materials)、軟化劑(softeners)、抗靜電添加劑(anti-static additives)、抗塵蟎添加劑(anti-dust mite additives)、或抗菌添加劑(anti-microbial additives)。
  13. 一種將撥斥性導入具有一或多個表面的纖維基材之方法，該方法包含：將如請求項1之氟化物處理組成物施加至該纖維基材的一或多個 表面上；以及使該氟化物處理組成物於室溫下乾燥。
  14. 如請求項13之方法，其中將該氟化物處理組成物施加至該纖維基材的該一或多個表面上包含：以足以提供於0至8的量度中至少為2的撥油性值、於0至100的量度中至少為80的撥水性值、或兩者之量施加該氟化物處理組成物。
  15. 一種物品，其包含纖維基材，該纖維基材具有如請求項13之方法所處理的一或多個表面。
  16. 一種改善氟化物處理組成物之撥斥性效能的方法，該方法包含：提供初始組成物，其包含：至少一種氟化物化合物；至少一種陽離子性界面活性劑；以及水；將該初始組成物與至少一種單醚烷基二醇溶劑組合，以提供氟化物處理組成物，該氟化物處理組成物包含：以該氟化物處理組成物之總重量計，1wt-%至5wt-%固體之量的該至少一種氟化物化合物、及3wt-%至25wt-%之量的該至少一種單醚烷基二醇溶劑；其中，該處理組成物係在室溫下於纖維基材上乾燥，以提供與無該單醚烷基二醇溶劑而在室溫下乾燥的該相同氟化物處理組成物相比，撥油性或撥水性中之至少一者之提高。
  17. 如請求項16之方法，其中該處理組成物係以足以提供於0至8的量度中至少為2的撥油性值、於0至100的量度中至少為80的撥水性值、或兩者之量在室溫下於纖維基材上乾燥。
  18. 如請求項16之方法，其中以該氟化物處理組成物之總重量計，該至少一種單醚烷基二醇溶劑係以5wt-%至10wt-%的量存在。
  19. 如請求項16之方法，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑於室溫下係 以至少3wt-%的量而可溶於水。
  20. 如請求項16之方法，其中該至少一種單醚烷基二醇溶劑係單-、雙-或三-乙二醇或單-、雙-或三-丙二醇的單-(C1-C4)烷基醚。
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