WO2022019047A1 - 撥水撥油剤組成物、その製造方法及び物品 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a water-repellent oil-repellent agent composition, a method for producing the same, and an article.
  • the meanings and definitions of the terms in the present invention are as follows.
  • the "unit based on a monomer” is a general term for an atomic group directly formed by polymerizing one molecule of a monomer and an atomic group obtained by chemically converting a part of the atomic group.
  • “(Meta) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate.
  • (meth) acryloyl” is a general term for acryloyl and metaacrylloyl
  • (meth) acrylamide” is a general term for acrylamide and methacrylamide.
  • the polymer A is also referred to as a unit based on the monomer (a) (hereinafter, also referred to as “unit (a)”) and a unit based on the monomer (b1) (hereinafter, also referred to as “unit (b1)”). ), A unit based on the monomer (b2) (hereinafter, also referred to as “unit (b2)”), and a unit based on the monomer (b3) (hereinafter, also referred to as “unit (b3)”). , A unit based on the monomer (c) (hereinafter, also referred to as “unit (c)”).
  • the polymer A may have units based on other monomers, if necessary.
  • the Z for example, F (CF 2) 4 - , F (CF 2) 5 -, F (CF 2) 6 -, (CF 3) 2 CF (CF 2) 2 -, C j F 2j + 1 O [CF (CF 3 ) CF 2 O] k CF (CF 3 )-.
  • Q is a divalent organic group or a single bond.
  • the boundary between Z and Q is determined so that the number of carbon atoms in Z is the smallest.
  • an alkylene group or an alkenylene group is preferable, and an alkylene group is more preferable.
  • the alkylene group may be linear or branched.
  • Alkylene group, -O at the end of the side bonded to a carbon atom or between Z -, - NH -, - CO -, - S -, - SO 2 -, or -CX 3 CX 4 - (provided that, X 3 and X 4 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.) may have.
  • the monomer (b1) is a monomer having no R f group and having an alkyl group having 22 carbon atoms.
  • Examples of the monomer (b1) include (meth) acrylate having an alkyl group having 22 carbon atoms, (meth) acrylamide having an alkyl group having 22 carbon atoms, vinyl ether having an alkyl group having 22 carbon atoms, and 22 carbon atoms.
  • Examples include vinyl esters having an alkyl group. Among these, (meth) acrylate having an alkyl group having 22 carbon atoms is preferable, and behenyl (meth) acrylate is particularly preferable.
  • the monomer (b1), the monomer (b2), and the monomer (b3) may be used in combination. Since the article processed with the water- and oil-repellent composition tends to have high water pressure resistance and low water absorption, all of the monomer (b1), the monomer (b2) and the monomer (b3) are acrylates or It is preferably methacrylate.
  • the monomer (c) is a halogenated olefin.
  • the monomer (c) is preferably a chlorinated olefin or a fluorinated olefin, and specific examples thereof include vinyl chloride, vinylidene chloride, tetrafluoroethylene, and vinylidene fluoride. Among these, vinyl chloride and vinylidene chloride are preferable from the viewpoint of adhesion to the base material. Two or more kinds of the monomer (c) may be used in combination.
  • the other monomer is a monomer other than the monomer (a), the monomer (b1), the monomer (b2), the monomer (b3) and the monomer (c).
  • the other monomer it may be sufficient as long as it can be copolymerized with the monomer (a), the monomer (b1), the monomer (b2), the monomer (b3) and the monomer (c).
  • monomer (a), monomer (b1), monomer (b2), monomer (b3) and monomer (c) examples include vinyl ethers and vinyl esters.
  • Examples of other monomers include methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, trimethylolacrylamide, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and 2-isosyanato. Examples thereof include 3,5 dimethylpyrazole adducts of ethyl (meth) acrylate.
  • the article treated with the present composition can have a higher water pressure resistance and a lower water absorption rate.
  • the ratio of the unit (b1) is 60 to 80% by mass, and the ratio of the unit (b2) is 10 to 20% by mass with respect to the total of the unit (b1), the unit (b2) and the unit (b3).
  • the ratio of the unit (b3) is preferably 10 to 20% by mass, the ratio of the unit (b1) is 64 to 76% by mass, the ratio of the unit (b2) is 12 to 18% by mass, and It is more preferable that the ratio of the unit (b3) is 12 to 18% by mass.
  • the article treated with the present composition can have a higher water pressure resistance and a lower water absorption rate.
  • the ratio of the unit (c) to all the units constituting the polymer A is 2 to 8% by mass, preferably 2 to 7% by mass, and may be 3 to 7% by mass.
  • the ratio of the unit (c) is not less than the lower limit value, the adhesion of the polymer A to the substrate is excellent, and when it is not more than the upper limit value, the article treated with the present composition has high water pressure resistance and low water absorption. Can be rate.
  • the article treated with the present composition can have a higher water pressure resistance and a lower water absorption rate, and when it is at least the above upper limit value, the film forming property is more excellent.
  • the polymer A preferably satisfies at least one of the range of Mn and the range of Mw, and more preferably both.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane.
  • Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene and xylene.
  • Examples of the ketone include methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, and methyl isobutyl ketone.
  • Examples of the ester include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and methyl propionate.
  • Examples of the ether include diisopropyl ether.
  • Examples of the halogen compound include halogenated hydrocarbons and halogenated ethers.
  • Examples of the halogenated hydrocarbon include hydrochlorofluorocarbon, hydrofluorocarbon, and hydrobromocarbon.
  • Examples of the halogenated ether include hydrofluoro ethers.
  • Examples of the hydrofluoroether include a separable hydrofluoroether and a non-separable hydrofluoroether.
  • the separated hydrofluoroether is a compound to which a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkylene group and an alkyl group or an alkylene group are bonded via an etheric oxygen atom.
  • the non-separable hydrofluoroether is a hydrofluoroether containing a partially fluorinated alkyl group or alkylene group.
  • the medium preferably does not contain an organic solvent having a boiling point of 280 ° C. or lower at atmospheric pressure, and specifically, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, etc. It is preferable that it does not contain a glycol-based hydrophilic medium such as tripropylene glycol or tetraethylene glycol dimethyl ether.
  • the medium is particularly preferably water.
  • nonionic surfactant examples include the surfactants s 1 to s 6 described in paragraphs [0067] to [0995] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-215370, and the surfactants s 1 to s 3 is preferable.
  • the surfactant s 1 polyoxyethylene alkyl ether is preferable.
  • the surfactant s 2 an acetylene glycol ethylene oxide adduct is preferable.
  • Surfactant s 3 polyoxyethylene polyoxypropylene glycol.
  • Two or more nonionic surfactants may be used in combination.
  • the surfactant s 1 and the surfactant s 2 may be used in combination.
  • the cationic surfactant causes an ionic interaction with the anionic acrylic resin, and there is a concern that the anionic acrylic resin may be aggregated and settled.
  • Nonionic and anionic surfactants do not interact ionicly with the anionic acrylic resin. Therefore, as the surfactant, a nonionic surfactant or an anionic surfactant is preferable.
  • Examples of other components include a fluoropolymer other than the polymer A, a non-fluoropolymer, a non-fluorine water-repellent oil-repellent agent, and a water-soluble polymer resin (for example, hydrophilic polyester and its derivatives, hydrophilic polyethylene). Glycols and derivatives thereof, hydrophilic polyamines and derivatives thereof, hydrophilic polyvinyl alcohols and derivatives thereof), cross-linking agents, penetrants (for example, nonionic surfactants having an acetylene group in the center and having a symmetrical structure, Japanese oil Dispanol (registered trademark) series manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
  • a preferred embodiment of the present composition is a fluorine-containing polymer dispersion liquid containing the polymer A, an aqueous medium, and a surfactant.
  • the fluorine-containing polymer dispersion liquid also includes the dispersion liquid obtained by the method for producing a water-repellent oil-repellent agent composition described later, and the dispersion liquid further diluted with an arbitrary medium for treating the article. ..
  • the total ratio of the monomer (b1), the monomer (b2) and the monomer (b3) to the entire monomer component is 12 to 28% by mass, preferably 14 to 26% by mass, and 14 to 14 to It may be 25% by mass.
  • the article treated with this composition can have a high water pressure resistance and a low water absorption rate. ..
  • the proportion of the body (b2) is 12 to 18% by mass and the proportion of the monomer (b3) is 12 to 18% by mass.
  • the ratio of each of the monomer (b1), the monomer (b2), and the monomer (b3) is within the above range, the article treated with the present composition can have a higher water pressure resistance and a lower water absorption rate. ..
  • a molecular weight adjusting agent When polymerizing the monomer component, a molecular weight adjusting agent may be used.
  • the molecular weight regulator for example, an aromatic compound, a mercapto alcohol, a mercaptocarboxylic acid, and an alkyl mercaptan are preferable, and a mercaptocarboxylic acid or an alkyl mercaptan is more preferable.
  • the obtained fluorine-containing polymer dispersion was diluted with water so that the solid content concentration was 0.5% by mass to prepare a treatment liquid.
  • the compatibility of the treatment liquid was evaluated. The results are shown in Table 2.
  • the water- and oil-repellent agent composition of the present invention can obtain an article having high water pressure resistance and low water absorption, these characteristics such as an air filter, an oil filter, a dust collecting filter, a cartridge filter, a bag filter, and a filter paper are required. Used for applications.
  • the entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2020-124144 filed on July 21, 2020 are cited here and incorporated as disclosure of the specification of the present invention. It is a thing.

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Abstract

高耐水圧及び低吸水率の物品が得られる撥水撥油剤組成物の提供。単量体(a)に基づく単位、単量体(b1)に基づく単位、単量体(b2)に基づく単位、単量体(b3)に基づく単位及び単量体(c)に基づく単位を有する含フッ素重合体を含み、含フッ素重合体を構成する全単位に対して、単量体(a)に基づく単位の割合が70~80質量%、単量体(b1)に基づく単位、単量体(b2)に基づく単位及び単量体(b3)に基づく単位の合計の割合が12~28質量%、単量体(c)に基づく単位の割合が2~8質量%である、撥水撥油剤組成物。単量体(a):(Z-Q)Xで表される化合物。単量体(b1):ポリフルオロアルキル基(R基)を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体。単量体(b2):R基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体。単量体(b3):R基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体。単量体(c):ハロゲン化オレフィン。

Description

撥水撥油剤組成物、その製造方法及び物品
 本発明は、撥水撥油剤組成物、その製造方法及び物品に関する。
 物品の表面に撥水撥油性を付与する方法としては、ポリフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位を有する共重合体を液状媒体に分散させた撥水撥油剤組成物を用いて物品を処理する方法が知られている。
 特許文献1には、ポリフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位と炭素数14以上の炭化水素基を有する単量体に基づく単位とを有する共重合体と、ポリフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位と架橋しうる官能基を有する単量体に基づく単位とを有する共重合体とを含む撥水撥油剤組成物が提案されている。
 特許文献2には、ポリフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位と炭素数20~30のアルキル基を有する単量体に基づく単位とハロゲン化オレフィンに基づく単位とを有する共重合体を含むエアフィルタ用撥水撥油剤組成物が提案されている。
日本国特開2007-291373号公報 日本国特開2014-98082号公報
 しかし、本発明者の検討によれば、特許文献1~2の撥水撥油剤組成物で処理されたエアフィルタは、耐水圧が低く、吸水率が高いことがある。
 本発明は、高耐水圧及び低吸水率の物品が得られる撥水撥油剤組成物及びその製造方法、並びに高耐水圧及び低吸水率の物品を提供する。
 本発明は、下記の態様を有する。
 [1]下記単量体(a)に基づく単位、下記単量体(b1)に基づく単位、下記単量体(b2)に基づく単位、下記単量体(b3)に基づく単位及び下記単量体(c)に基づく単位を有する含フッ素重合体を含み、
 前記含フッ素重合体を構成する全単位に対して、前記単量体(a)に基づく単位の割合が70~80質量%であり、前記単量体(b1)に基づく単位、前記単量体(b2)に基づく単位及び前記単量体(b3)に基づく単位の合計の割合が12~28質量%であり、前記単量体(c)に基づく単位の割合が2~8質量%である、撥水撥油剤組成物。
 単量体(a):(Z-Q)Xで表される化合物。
 ただし、Zは、炭素数1~6のポリフルオロアルキル基又はC2j+1O(CFXCFO)CFX-で表される基であり、jは、1~6の整数であり、kは、0~10の整数であり、X及びXは、それぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、
 Qは、2価有機基又は単結合であり、
 nは、1又は2であり、
 Xは、nが1の場合は、-CR=CH、-C(O)OCR=CH、-OC(O)CR=CH、-OCH-φ-CR=CH又は-OCH=CHで表される基であり、nが2の場合は、-CH[-(CHCR=CH]-、-CH[-(CHC(O)OCR=CH]-、-CH[-(CHOC(O)CR=CH]-又は-OC(O)CH=CHC(O)O-で表される基であり、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、φは、フェニレン基であり、mは、0~4の整数である。
 単量体(b1):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体。
 単量体(b2):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体。
 単量体(b3):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体。
 単量体(c):ハロゲン化オレフィン。
 [2]前記単量体(b1)に基づく単位、前記単量体(b2)に基づく単位及び前記単量体(b3)に基づく単位の合計に対して、前記単量体(b1)に基づく単位の割合が60~80質量%であり、前記単量体(b2)に基づく単位の割合が10~20質量%であり、前記単量体(b3)に基づく単位の割合が10~20質量%である、前記[1]の撥水撥油剤組成物。
 [3]前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)のいずれもが、アクリレート又はメタクリレートである、[1]又は[2]の撥水撥油剤組成物。
 [4]前記単量体(a)のZが炭素数1~6のポリフルオロアルキル基であり、nが1であり、Xが-CR=CH又は-OC(O)CR=CHで表される基である、前記[1]~[3]のいずれかの撥水撥油剤組成物。
 [5]前記単量体(a)のZが炭素数6のポリフルオロアルキル基である、前記[4]の撥水撥油剤組成物。
 [6]カチオン性界面活性剤を含まない、前記[1]~[5]いずれかの撥水撥油剤組成物。
 [7]大気圧における沸点が280℃以下の有機溶剤を含まない、前記[1]~[6]のいずれかの撥水撥油剤組成物。
 [8]単量体成分を重合開始剤の存在下で重合し、含フッ素重合体を含む撥水撥油剤組成物を得る方法であり、
 前記単量体成分が、下記単量体(a)、下記単量体(b1)、下記単量体(b2)、下記単量体(b3)及び下記単量体(c)を含み、
 前記単量体成分全体に対して、前記単量体(a)の割合が70~80質量%であり、前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)の合計の割合が12~28質量%であり、前記単量体(c)の割合が2~8質量%である、撥水撥油剤組成物の製造方法。
 単量体(a):(Z-Q)Xで表される化合物。
 ただし、Zは、炭素数1~6のポリフルオロアルキル基又はC2j+1O(CFXCFO)CFX-で表される基であり、jは、1~6の整数であり、kは、0~10の整数であり、X及びXは、それぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、
 Qは、2価有機基又は単結合であり、
 nは、1又は2であり、
 Xは、nが1の場合は、-CR=CH、-C(O)OCR=CH、-OC(O)CR=CH、-OCH-φ-CR=CH又は-OCH=CHで表される基であり、nが2の場合は、-CH[-(CHCR=CH]-、-CH[-(CHC(O)OCR=CH]-、-CH[-(CHOC(O)CR=CH]-又は-OC(O)CH=CHC(O)O-で表される基であり、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、φは、フェニレン基であり、mは、0~4の整数である。
 単量体(b1):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体。
 単量体(b2):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体。
 単量体(b3):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体。
 単量体(c):ハロゲン化オレフィン。
 [9]前記単量体(b1)と前記単量体(b2)と前記単量体(b3)との合計に対して、前記単量体(b1)の割合が60~80質量%であり、前記単量体(b2)の割合が10~20質量%であり、前記単量体(b3)の割合が10~20質量%である、前記[8]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
 [10]前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)のいずれもが、アクリレート又はメタクリレートである、[8]又は[9]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
 [11]前記単量体成分を、前記重合開始剤及び界面活性剤の存在下、水を含む媒体中にて重合する、前記[9]又は[10]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
 [12]前記界面活性剤がカチオン性界面活性剤を含まない、前記[11]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
 [13]前記媒体が大気圧における沸点が280℃以下の有機溶剤を含まない、前記[11]又は[12]の撥水撥油剤組成物の製造方法。
 [14]前記[1]~[7]のいずれかの撥水撥油剤組成物によって処理された物品。
 [15]エアフィルタである、前記[14]の物品。
 本発明の撥水撥油剤組成物によれば、高耐水圧及び低吸水率の物品が得られる。
 本発明の撥水撥油剤組成物の製造方法によれば、高耐水圧及び低吸水率の物品が得られる撥水撥油剤組成物を製造できる。
 本発明の物品は、高耐水圧及び低吸水率である。
 本発明における用語の意味や定義は以下の通りである。
 「単量体に基づく単位」は、単量体1分子が重合して直接形成される原子団と、該原子団の一部を化学変換して得られる原子団との総称である。
 「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。同様に、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタアクリロイルの総称であり、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタクリルアミドの総称である。
 重合体の数平均分子量(以下、「Mn」とも記す。)及び重量平均分子量(以下、「Mw」とも記す。)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下、「GPC」とも記す。)で測定されるポリメチルメタクリレート換算分子量である。
 固形分濃度は、加熱前の試料の質量を試料質量、120℃の対流式乾燥機にて試料を4時間乾燥した後の質量を固形分質量として、(固形分質量/試料質量)×100によって計算される。
 数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
〔撥水撥油剤組成物〕
 本発明の撥水撥油剤組成物(以下、「本組成物」とも記す。)は、特定の含フッ素重合体(以下、「重合体A」とも記す。)を含む。
 本組成物は、典型的には、媒体を含む。
 本組成物は、必要に応じて、界面活性剤を含んでいてもよい。
 本組成物は、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。
(重合体A)
 重合体Aは、単量体(a)に基づく単位(以下、「単位(a)」とも記す。)と、単量体(b1)に基づく単位(以下、「単位(b1)」とも記す。)と、単量体(b2)に基づく単位(以下、「単位(b2)」とも記す。)と、単量体(b3)に基づく単位(以下、「単位(b3)」とも記す。)と、単量体(c)に基づく単位(以下、「単位(c)」とも記す。)とを有する。
 重合体Aは、必要に応じて、他の単量体に基づく単位を有していてもよい。
 <単量体(a)>
 単量体(a)は、(Z-Q)Xで表される化合物である。
 Zは、炭素数1~6のポリフルオロアルキル基(以下、ポリフルオロアルキル基を「R基」とも記す。)又はC2j+1O(CFXCFO)CFX-で表される基であり、jは、1~6の整数であり、kは、0~10の整数であり、X及びXは、それぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。
 R基としては、ペルフルオロアルキル基(以下、「R基」とも記す。)が好ましい。R基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、直鎖状が好ましい。
 Zとしては、例えば、F(CF-、F(CF-、F(CF-、(CFCF(CF-、C2j+1O[CF(CF)CFO]CF(CF)-が挙げられる。
 Qは、2価有機基又は単結合である。なお、単量体(a)において、ZとQとの境界は、Zの炭素数が最も少なくなるように定められる。
 2価有機基としては、アルキレン基又はアルケニレン基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。アルキレン基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキレン基は、炭素原子間又はZに結合する側の末端に-O-、-NH-、-CO-、-S-、-SO-、又は-CX=CX-(ただし、X及びXは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。)を有していてもよい。
 Qとしては、例えば、-CH-、-CHCH-、-(CH-、-CHCHCH(CH)-、-CH=CH-CH-、-S-CHCH-、-CHCH-S-CHCH-、-CHCH-SO-CHCH-、-X-OC(O)NH-A-NHC(O)O-(CH2)-が挙げられる。
 ただし、pは、2~30の整数であり、Aは、分岐のない対称的なアルキレン基、アリーレン基又はアラルキレン基であり、Xは、-SONX-C2d-、-CONHC2d-、-CH(RF1)-C2e-又は-C2q-である。Xは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、dは、2~8の整数であり、RF1は、炭素数1~20のR基であり、eは、0~6の整数であり、qは、1~20の整数である。
 RF1としては、炭素数1~6のR基が好ましく、炭素数4~6のR基がより好ましい。
 nは、1又は2である。
 Xは、nが1の場合は、-CR=CH、-C(O)OCR=CH、-OC(O)CR=CH、-OCH-φ-CR=CH又は-OCH=CHで表される基であり、nが2の場合は、-CH[-(CHCR=CH]-、-CH[-(CHC(O)OCR=CH]-、-CH[-(CHOC(O)CR=CH]-又は-OC(O)CH=CHC(O)O-で表される基である。
 ただし、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、φは、フェニレン基であり、mは、0~4の整数である。
 単量体(a)としては、他の単量体との重合性、重合体Aを含む皮膜の柔軟性、物品に対する重合体Aの接着性、媒体に対する分散性、又は乳化重合の容易性の点から、炭素数1~6のR基を有するオレフィン又は(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数4~6のR基を有するオレフィン又は(メタ)アクリレートがより好ましい。具体的には、Zが炭素数1~6のR基であり、Qが炭素数1~4のアルキレン基であり、nが1であり、Xが-CR=CH又は-C(O)OCR=CHである化合物が好ましく、Zが炭素数4~6のR基であり、Qが炭素数1~4のアルキレン基であり、nが1であり、Xが-CR=CH又は-C(O)OCR=CHである化合物がより好ましい。
 単量体(a)は2種以上を併用してもよい。
 <単量体(b1)>
 単量体(b1)は、R基を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体である。
 単量体(b1)としては、例えば炭素数22のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数22のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド、炭素数22のアルキル基を有するビニルエーテル、炭素数22のアルキル基を有するビニルエステルが挙げられる。これらの中でも、炭素数22のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、ベヘニル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 <単量体(b2)>
 単量体(b2)は、R基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体である。
 単量体(b2)としては、例えば炭素数20のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数20のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド、炭素数20のアルキル基を有するビニルエーテル、炭素数20のアルキル基を有するビニルエステルが挙げられる。これらの中でも、炭素数20のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、アラキジル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 <単量体(b3)>
 単量体(b3)は、R基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体である。
 単量体(b3)としては、例えば炭素数18のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数18のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド、炭素数18のアルキル基を有するビニルエーテル、炭素数18のアルキル基を有するビニルエステルが挙げられる。これらの中でも、炭素数18のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、ステアリル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)はそれぞれ2種以上を併用してもよい。
 撥水撥油剤組成物で加工した物品が高耐水圧及び低吸水率となりやすい点から、単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)のいずれもが、アクリレート又はメタクリレートであることが好ましい。
 <単量体(c)>
 単量体(c)は、ハロゲン化オレフィンである。
 単量体(c)としては、塩素化オレフィン又はフッ素化オレフィンが好ましく、具体的には、塩化ビニル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンが挙げられる。これらの中でも、基材との密着の点から、塩化ビニル、塩化ビニリデンが好ましい。
 単量体(c)は2種以上を併用してもよい。
 <他の単量体>
 他の単量体は、単量体(a)、単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)及び単量体(c)以外の単量体である。他の単量体としては、単量体(a)、単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)及び単量体(c)と共重合可能であればよく、例えば、単量体(a)、単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)及び単量体(c)を除く、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル及びビニルエステルが挙げられる。
 他の単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メチロールアクリルアミド、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレートの3,5ジメチルピラゾール付加体が挙げられる。
 重合体Aを構成する全単位に対する単位(a)の割合は、70~80質量%であり、72~78質量%が好ましい。単位(a)の割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品を高耐水圧、低吸水率にできる。
 重合体Aを構成する全単位に対する単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計の割合は、12~28質量%であり、14~26質量%が好ましく、14~25質量%であってもよい。単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計の割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品を高耐水圧、低吸水率にできる。
 単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計に対する単位(b1)の割合は、60~80質量%が好ましく、64~76質量%がより好ましい。
 単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計に対する単位(b2)の割合は、10~20質量%が好ましく、12~18質量%がより好ましい。
 単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計に対する単位(b3)の割合は、10~20質量%が好ましく、12~18質量%がより好ましい。
 単位(b1)、単位(b2)、単位(b3)それぞれの割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にできる。
 単位(b1)、単位(b2)及び単位(b3)の合計に対して、単位(b1)の割合が60~80質量%であり、単位(b2)の割合が10~20質量%であり、かつ単位(b3)の割合が10~20質量%であることが好ましく、単位(b1)の割合が64~76質量%であり、単位(b2)の割合が12~18質量%であり、かつ単位(b3)の割合が12~18質量%であることがより好ましい。単位(b1)、単位(b2)、単位(b3)それぞれの割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にできる。
 重合体Aを構成する全単位に対する単位(c)の割合は、2~8質量%であり、2~7質量%が好ましく、3~7質量%であってもよい。単位(c)の割合が前記下限値以上であれば、重合体Aの基材に対する密着性に優れ、前記上限値以下であれば、本組成物で処理された物品を高耐水圧、低吸水率にできる。
 各単位の割合は、H-NMR、及びガスクロマトグラフィによる各単量体成分の反応率によって算出できる。重合体Aの製造時における単量体成分の仕込み量に基づいて各単位の割合を算出してもよい。
 重合体AのMnは、5000~100000が好ましく、10000~80000がより好ましく、15000~50000がさらに好ましい。重合体AのMnが前記下限値以上であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にでき、前記上限値以下であれば、造膜性がより優れる。
 重合体AのMwは、10000~300000が好ましく、20000~200000がより好ましく、30000~150000がさらに好ましい。重合体AのMwが前記下限値以上であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にでき、前記上限値以下であれば、造膜性がより優れる。
 重合体Aは前記Mnの範囲及び前記Mwの範囲の少なくとも一方を満たすことが好ましく、両方を満たすことがより好ましい。
(媒体)
 媒体としては、例えば水性媒体、水性媒体以外の媒体が挙げられ、水性媒体が好ましい。
 水性媒体は、水を含む媒体である。
 水性媒体としては、水、及び水溶性有機溶剤を含む水が挙げられる。
 水溶性有機溶剤は、水と任意の割合で混和可能な有機溶剤である。水溶性有機溶剤としては、アルコール(ただし、エーテルアルコールを除く。)、エーテルアルコール及び非プロトン性極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。アルコールとしては、例えば、t-ブタノール、プロピレングリコールが挙げられる。エーテルアルコールとしては、例えば、3-メトキシメチルブタノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールが挙げられる。非プロトン性極性溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン(以下、「THF」とも記す。)、アセトニトリル、アセトン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、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メチルエーテルが挙げられる。
 水性媒体が水溶性有機溶剤を含む水である場合、水溶性有機溶剤の含有量は、水の100質量部に対して、1~80質量部が好ましく、5~60質量部がより好ましい。
 水性媒体以外の媒体としては、非水溶性の媒体が例示できる。非水溶性の媒体としては、グリコール、グリコールエーテル(ただし、エーテルアルコールを除く。)、炭化水素、ケトン、エステル、エーテル(ただし、エーテルアルコール及びグリコールエーテルを除く。)、ハロゲン化合物が例示できる。これらの媒体は2種以上を含んでもよい。
 上記グリコール又は上記グリコールエーテルとしては、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルが例示できる。
 上記炭化水素としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素が例示できる。脂肪族炭化水素としては、ペンタン、2-メチルブタン、3-メチルペンタン、ヘキサン、2,2-ジメチルブタン、2,3-ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、2,2,4-トリメチルペンタン、2,2,3-トリメチルヘキサン、デカン、ウンデカン、ドデカン、2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン、トリデカン、テトラデカン、ヘキサデカンが例示できる。脂環式炭化水素としては、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンが例示できる。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレンが例示できる。
 上記ケトンとしては、メチルエチルケトン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、メチルイソブチルケトンが例示できる。
 上記エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルが例示できる。
 上記エーテルとしては、ジイソプロピルエーテルが例示できる。
 上記ハロゲン化合物としては、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化エーテルが例示できる。ハロゲン化炭化水素としては、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロブロモカーボンが例示できる。ハロゲン化エーテルとしては、ハイドロフルオロエーテルが例示できる。ハイドロフルオロエーテルとしては、分離型ハイドロフルオロエーテル、非分離型ハイドロフルオロエーテルが例示できる。分離型ハイドロフルオロエーテルとは、エーテル性酸素原子を介してペルフルオロアルキル基又はペルフルオロアルキレン基、及び、アルキル基又はアルキレン基が結合している化合物である。非分離型ハイドロフルオロエーテルとは、部分的にフッ素化されたアルキル基又はアルキレン基を含むハイドロフルオロエーテルである。
 エアフィルタ等の物品からのアウトガスを抑える点からは、媒体は、大気圧における沸点が280℃以下の有機溶剤を含まないことが好ましく、具体的には、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコール系親水性媒体を含まないことが好ましい。媒体は水であることが特に好ましい。
(界面活性剤)
 界面活性剤としては、フッ素原子を有さない界面活性剤が好ましい。
 界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。
 界面活性剤としては、重合体Aを含む水分散液の分散安定性に優れる点から、ノニオン性界面活性剤の単独使用、ノニオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤もしくは両性界面活性剤との併用、又はアニオン性界面活性剤の単独使用が好ましい。
 ノニオン性界面活性剤の例としては、日本国特開2009-215370号公報の段落[0067]~[0095]に記載の界面活性剤s~sが挙げられ、界面活性剤s~sが好ましい。
 界面活性剤sとしては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。
 界面活性剤sとしては、アセチレングリコールエチレンオキシド付加物が好ましい。
 界面活性剤sとしては、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールが好ましい。
 ノニオン性界面活性剤は2種以上を併用してもよい。例えば界面活性剤sと界面活性剤sとを併用してもよい。
 カチオン性界面活性剤の例としては、日本国特開2009-215370号公報の段落[0096]~[0100]に記載の界面活性剤sが挙げられる。
 界面活性剤sとしては、窒素原子に結合する水素原子の1個以上が、アルキル基、アルケニル基又は末端が水酸基であるポリオキシアルキレン鎖で置換されたアンモニウム塩が好ましく、下式s71で表される化合物s71がより好ましい。
 [(R21]・X   式s71
 R21は、水素原子、炭素数が1~22のアルキル基、炭素数が2~22のアルケニル基、炭素数が1~9のフルオロアルキル基、又は末端が水酸基であるポリオキシアルキレン鎖である。4つのR21は、同一であってもよく、異なっていてもよいが、4つのR21は同時に水素原子ではない。Xは、対イオンである。
 Xとしては、塩素イオン、エチル硫酸イオン、又は酢酸イオンが好ましい。
 化合物s71としては、例えば、モノステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、モノ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、モノ(ステアリル)モノメチルジ(ポリエチレングリコール)アンモニウムクロリド、モノフルオロヘキシルトリメチルアンモニウムクロリド、ジ(牛脂アルキル)ジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルモノココナッツアミン酢酸塩が挙げられる。
 カチオン性界面活性剤は2種以上を併用してもよい。
 両性界面活性剤の例としては、日本国特開2009-215370号公報の段落[0101]~[0102]に記載の界面活性剤sが挙げられる。
 両性界面活性剤は2種以上を併用してもよい。
 本組成物100質量%に対するカチオン性界面活性剤の含有割合は、アニオン性の併用剤を併用した場合に凝集や沈降がより起こりにくいため、0.5質量%以下が好ましく、0質量%が特に好ましい。すなわち、本組成物はカチオン性界面活性剤を含まないことが特に好ましい。
 撥水撥油剤組成物、特にエアフィルタ用撥水撥油剤組成物は、アニオン性アクリル樹脂を含む併用剤と併用されることがある。この場合、撥水撥油剤組成物には、アニオン性アクリル樹脂との相溶性が高いこと(アニオン性アクリル樹脂を凝集、沈降させないこと)が求められる。カチオン性界面活性剤は、アニオン性アクリル樹脂とイオン的な相互作用を起こし、アニオン性アクリル樹脂を凝集、沈降させる懸念がある。
 ノニオン性界面活性剤やアニオン性界面活性剤は、アニオン性アクリル樹脂とイオン的な相互作用を起こさない。したがって、界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、又はアニオン性界面活性剤が好ましい。
(他の成分)
 他の成分としては、例えば、重合体A以外の含フッ素重合体、非フッ素系重合体、非フッ素系撥水撥油剤、水溶性高分子樹脂(例えば、親水性ポリエステル及びその誘導体、親水性ポリエチレングリコール及びその誘導体、親水性ポリアミン及びその誘導体、親水性ポリビニルアルコール及びその誘導体)、架橋剤、浸透剤(例えば、アセチレン基を中央に持ち左右対称の構造をした非イオン性界面活性剤、日油社製のディスパノール(登録商標)シリーズ)、コロイダルシリカ(例えば、日産化学社製のスノーテックス(登録商標)シリーズ、ADEKA社製のアデライトシリーズ)、消泡剤(例えば、日信化学社製のオルフィン(登録商標)シリーズ、東レダウコーニング社製のFSアンチフォームシリーズ)、造膜助剤、防虫剤、防かび剤、防腐剤、難燃剤、帯電防止剤(例えば、明成化学社製のディレクトールシリーズ)、防しわ剤、柔軟剤(例えば、シリコーンエマルジョン、ポリエチレンワックスエマルジョン、ポリアミドワックスエマルジョン)、pH調整剤(例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、酢酸、クエン酸)、脂肪酸アミド(例えば、日本国特開2014-98082号公報に記載のもの)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
 物品からのアウトガスを抑える点からは、他の成分は、物品を処理する際の処理温度で揮発可能な揮発性成分を含まないことが好ましい。
 本組成物が媒体を含む場合、媒体の含有量は、本組成物の所望の固形分濃度に応じて適宜選定できる。
 本組成物の固形分濃度は、本組成物の製造直後は、20~70質量%が好ましく、30~60質量%がより好ましい。
 本組成物の固形分濃度は、本組成物を物品の処理に用いる際には、0.1~7質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましい。
 本組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、重合体Aの100質量部に対して1~6質量部が好ましい。界面活性剤の含有量が前記下限値以上であれば、本組成物の分散安定性に優れる。界面活性剤の含有量が前記上限値以下であれば、界面活性剤に起因する、本組成物で処理された物品の撥水撥油性、耐水圧及び吸水率への悪影響を低減できる。
 本組成物の好ましい一態様は、重合体Aと水性媒体と界面活性剤とを含む含フッ素重合体分散液である。含フッ素重合体分散液には、後述する撥水撥油剤組成物の製造方法によって得られた分散液、及び物品を処理するために、さらに任意の媒体で希釈された当該分散液も包含される。
 含フッ素重合体分散液においては、重合体Aが水性媒体中に乳化粒子として分散されている。
 含フッ素重合体分散液において、重合体Aの乳化粒子の平均粒子径は、50~500nmが好ましく、70~400nmがより好ましく、80~300nmがさらに好ましい。平均粒子径が前記上限値以下であれば、重合体Aの乳化粒子で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にでき、また重合体Aの乳化粒子の分散性がより優れる。平均粒子径が前記下限値以上であれば、重合体Aの乳化粒子が機械的なシェアに対してより安定である。
 重合体Aの乳化粒子の平均粒子径は、重合体Aの分散液を水で固形分濃度1質量%に希釈したサンプルについて動的光散乱法によって得られた自己相関関数からキュムラント法解析によって算出される。
〔撥水撥油剤組成物の製造方法〕
 本発明の撥水撥油剤組成物の製造方法(以下、「本製造方法」とも記す。)は、単量体成分を重合開始剤の存在下で重合し、重合体Aを含む撥水撥油剤組成物を得る方法である。
 単量体成分は、単量体(a)、単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)及び単量体(c)を含み、他の単量体を更に含んでいてもよい。
 単量体(a)、単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)、単量体(c)、他の単量体はそれぞれ前記したとおりである。
 単量体成分全体に対する単量体(a)の割合は、70~80質量%であり、72~78質量%が好ましい。単量体(a)の割合が前記範囲内であれば、本製造方法により得られる撥水撥油剤組成物で処理された物品を高耐水圧、低吸水率にできる。
 単量体成分全体に対する単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計の割合は、12~28質量%であり、14~26質量%が好ましく、14~25質量%であってもよい。単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計の割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品を高耐水圧、低吸水率にできる。
 単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計に対する単量体(b1)の割合は、60~80質量%が好ましく、64~76質量%がより好ましい。
 単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計に対する単量体(b2)の割合は、10~20質量%が好ましく、12~18質量%がより好ましい。
 単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計に対する単量体(b3)の割合は、10~20質量%が好ましく、12~18質量%がより好ましい。
 単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)それぞれの割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にできる。
 単量体(b1)、単量体(b2)及び単量体(b3)の合計に対して、単量体(b1)の割合が60~80質量%であり、単量体(b2)の割合が10~20質量%であり、かつ単量体(b3)の割合が10~20質量%であることが好ましく、単量体(b1)の割合が64~76質量%であり、単量体(b2)の割合が12~18質量%であり、かつ単量体(b3)の割合が12~18質量%であることがより好ましい。単量体(b1)、単量体(b2)、単量体(b3)それぞれの割合が前記範囲内であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にできる。
 単量体成分全体に対する単量体(c)の割合は、2~8質量%であり、2~7質量%が好ましく、3~7質量%であってもよい。単量体(c)の割合が前記下限値以上であれば、重合体Aの基材に対する密着性に優れ、前記上限値以下であれば、本組成物で処理された物品をより高耐水圧、低吸水率にできる。
 重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤、放射線重合開始剤、ラジカル重合開始剤、イオン性重合開始剤が挙げられ、ラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤、レドックス系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。
 重合開始剤の添加量は、単量体成分100質量部に対して0.1~5質量部が好ましく、0.1~3質量部がより好ましい。
 単量体成分を重合する際には、分子量調整剤を用いてもよい。分子量調整剤としては、例えば、芳香族化合物、メルカプトアルコール、メルカプトカルボン酸、アルキルメルカプタンが好ましく、メルカプトカルボン酸又はアルキルメルカプタンがより好ましい。分子量調整剤としては、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、α-メチルスチレンダイマ(CH=C(Ph)CHC(CHPh、ただしPhはフェニル基である。)が挙げられる。
 分子量調整剤の添加量は、単量体成分100質量部に対して5質量部以下が好ましく、2質量部以下がより好ましく、0質量部であってもよい。
 単量体成分の重合方法としては、例えば乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法が挙げられる。これらの中でも乳化重合法が好ましい。単量体成分を乳化重合法により重合することにより、水性媒体以外の媒体を使用することなく、単量体成分の重合体Aへの転化率を向上させるとともに、重合体Aの分子量(Mn、Mw)を高くできる。
 乳化重合法では、例えば、単量体成分を、重合開始剤及び界面活性剤の存在下、水性媒体中にて重合する。界面活性剤及び水性媒体は前記したとおりである。
 単量体成分を、重合開始剤及び界面活性剤の存在下、水性媒体中にて重合するには、まず、水性媒体、単量体成分、重合開始剤及び界面活性剤を含む乳化液を調製する。乳化液は、必要に応じて、分子量調整剤を含んでいてもよい。
 乳化液は、水性媒体、単量体成分、必要に応じて界面活性剤を混合し、ホモジナイザー、高圧乳化機等で分散した後、重合開始剤を添加することによって調製できる。
 乳化液中の単量体成分の濃度は、20~60質量%が好ましく、30~50質量%がより好ましい。乳化液中の単量体成分の濃度が前記範囲内であれば、単量体成分の重合時に単量体成分の重合体Aへの転化率を向上させることができるとともに、重合体Aの分子量を充分に高くできる。
 乳化液中、界面活性剤の含有量は、単量体成分の100質量部に対して1~6質量部が好ましい。界面活性剤の含有量が前記下限値以上であれば、乳化液の分散安定性に優れる。界面活性剤の含有量が前記上限値以下であれば、界面活性剤に起因する、重合体Aを含む組成物で処理された物品の撥水撥油性、耐水圧及び吸水率への悪影響を低減できる。
 乳化液中にて単量体成分を重合することで、重合体Aの分散液が得られる。
 重合温度は、例えば20~90℃である。
 重合終了時の単量体成分の重合体Aへの転化率は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。転化率を高くすることにより、重合体Aの分子量も高くなり、撥水撥油性も良好となる。また、高い転化率にすることで、残存単量体による性能低下が抑えられるとともに重合体A中に含まれるフッ素原子の量が多くなるため、撥水撥油性が良好となる。転化率を80%以上とするには、乳化組成の最適化、重合時間の最適化を行うことが好ましい。
 得られた分散液は、そのまま本組成物としてもよく、媒体で希釈して固形分濃度を調整して本組成物としてもよい。本組成物には、さらに他の成分を添加してもよい。
〔物品〕
 本発明の物品は、本組成物によって処理された物品である。
 本組成物によって処理される物品(以下、「基材」とも記す。)としては、例えば、繊維、繊維布帛(繊維織物、繊維編物、不織布、起毛布等)、繊維布帛を備えた繊維製品(キーウェア、レインウェア、コート、ブルゾン、ウィンドブレーカー、ダウンジャケット、スポーツウェア、作業衣、ユニフォーム、防護服等の衣料、リュック、バックパック、カバン、テント、ツェルト等)、ガラス、紙、木、皮革、人工皮革、石、コンクリート、セラミックス、金属、金属酸化物、窯業製品、樹脂成形品、多孔質樹脂、多孔質繊維が挙げられる。
 繊維の種類としては、特に限定されないが、綿、羊毛、絹又はセルロース等の天然繊維、ポリエステル、ポリアミド、アクリル又はアラミド等の合成繊維、レーヨン、ビスコースレーヨン又はリヨセル等の化学繊維、天然繊維と合成繊維との混紡繊維、天然繊維と化学繊維との混紡繊維を例示できる。繊維布帛が不織布である場合の繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス及びレーヨンを例示できる。
 繊維布帛の厚みは、特に限定されないが、通常、0.01~5mmである。
 多孔質樹脂の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。
 多孔質繊維の材料としては、例えば、ガラス繊維、セルロースナノファイバー、炭素繊維、セルロースアセテートが挙げられる。
 本発明の物品の好ましい一態様は、ろ材が本組成物によって処理されたエアフィルタである。
 ろ材の材料としては、例えばガラス繊維、ポリオレフィン繊維、天然繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維が挙げられ、クリーンルーム用としてはガラス繊維が好ましい。ガラス繊維からなるろ材の形態としては、不織布が好ましい。
(物品の製造方法)
 本発明の物品は、基材を本組成物によって処理して製造される。
 処理方法としては、本組成物を基材に付着できる方法であればよく、例えば、本組成物が媒体を含む場合には、塗布、含浸、浸漬、スプレー、ブラッシング、パディング、サイズプレス、ローラー等の公知の塗工方法によって本組成物を基材に付着させた後、乾燥する方法が挙げられる。基材が不織布の場合は、不織布の成型工程で本組成物を付着させる方法でもよい。基材が湿式不織布(ウェットレイド)の場合は、不織布を構成する繊維の懸濁液中に本組成物を添加して基材に付着させた後、乾燥する方法でもよい。
 基材がろ材である場合の処理方法としては、ろ材を、本組成物を含む処理液に浸漬した後、乾燥する方法が好ましい。処理液は、本組成物を、必要に応じて希釈用媒体で希釈した後、必要に応じて併用剤を配合することにより調製される。希釈用媒体としては、水が好ましい。併用剤としては、例えばアニオン性アクリル樹脂、フッ素系界面活性剤、非フッ素系界面活性剤が挙げられる。処理液の固形分濃度は、0.2~5質量%が好ましい。
 基材に付着させる撥水撥油剤組成物における固形分の量は、特に限定されないが、例えば繊維布帛の場合、繊維布帛の単位質量に対して0.001~0.05g/gであることが好ましい。
 乾燥は、常温で行っても加熱してもよく、加熱することが好ましい。加熱する場合、加熱温度は40~200℃が好ましい。また、本組成物が架橋剤を含有する場合、必要であれば、架橋剤の架橋温度以上に加熱してキュアリングすることが好ましい。
 以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。室温は、20±10℃である。「部」は「質量部」である。
 例1~5は実施例であり、例6~12は比較例である。
 (分子量)
 <含フッ素重合体の回収>
 含フッ素重合体分散液の6gを、2-ブタノール54gとヘキサン6gとの混合液の60gに滴下し、撹拌して固体を析出させた。3000rpmで5分間遠心分離した後、得られた固体を分離した。分離した固体にイソプロピルアルコールの9gと、イオン交換水の21gとを加えてよく撹拌した。3000rpmで5分間遠心分離した後、得られた固体を上澄み液から分離し、35℃で一晩真空乾燥して含フッ素重合体を得た。
 <Mn及びMwの測定>
 回収した含フッ素重合体を、フッ素系溶媒(AGC社製、AK-225)/テトラヒドロフラン=6/4(体積比)の混合溶媒に溶解させて、固形分濃度1質量%の溶液とし、0.2μmのフィルタに通し、分析サンプルとした。分析サンプルについて、GPC測定によりMn及びMwを測定した。測定条件は下記のとおりである。
 装置:東ソー社製、HLC-8220GPC
 カラム:Polymer laboratories社製、MIXED-C及び100Aを直列でつなげたもの
 移動相:フッ素系溶媒(AGC社製、AK-225)/テトラヒドロフラン=6/4(体積比)の混合溶媒
 流速:1mL/分
 オーブン温度:37℃
 試料濃度:1質量%
 注入量:50μL
 検出器:RI
 分子量標準:ポリメチルメタクリレート
 (平均粒子径)
 含フッ素重合体分散液を固形分濃度が1質量%となるように水で希釈した希釈液について、25±2℃にて、動的光散乱光度計(大塚電子社製品名、ELS-Z2)を用いて、散乱強度を測定し、得られた自己相関関数からキュムラント法で解析することにより、含フッ素重合体の乳化粒子の平均粒子径を測定した。
 (相溶性)
 含フッ素重合体分散液を固形分濃度が0.5質量%となるように水で希釈して調製された処理液と、アニオン性アクリル樹脂(DIC社製、ディックファインGM-3K)とを、固形分比1:1となるように混合し、室温で60分間静置した後、目視で沈降の発生を観測した。
 ○:全く沈降なし。
 △:わずかに沈降あり。
 ×:多く沈降あり。
 (耐水圧)
 エアフィルタについて、JIS L 1092の耐水度測定により、昇圧速度:60mbar/分の条件で、三点の水滴が通過した圧力、又はエアフィルタが破断した圧力を耐水圧とした。耐水圧は、200mmHO以上が好ましい。
 (吸水率)
 耐水圧測定の前後のエアフィルタの質量変化から、下式により吸水率を算出した。吸水率は、60%未満が好ましい。
 吸水率(%)=(耐水圧測定後のエアフィルタの質量(g)-耐水圧測定前のエアフィルタの質量(g))/耐水圧測定前のエアフィルタの質量(g)×100
 (アウトガス)
 ヘッドスペースGC-MS法により測定を行い、発生した揮発成分(アウトガス)の量を以下の基準で評価した。
 評価基準:
 〇:アウトガス成分1000ppm未満
 ×:アウトガス成分1000ppm以上
 ヘッドスペースGC-MS法の分析条件は下記の通りである。
 装置:Agilent7697A(ヘッドスペースサンプラー)、Agilent7890B(GCシステム)、Agilent5977MSD(MSシステム)(いずれも、アジレント・テクノロジー株式会社)
 ヘッドスペース条件:
  加熱温度:80℃
  加熱時間:60分
  ループ容量:1mL
 GC条件:
  カラム:VF-1301(長さ60m、内径0.25mm、膜厚1μm)
  流量:ヘリウム1.0mL/分
  気化室温度:250℃
  オーブン温度:40℃で5分間保持した後10℃/分で昇温し、次いで260℃で13分間保持した後、10℃/分で昇温し、次いで280℃で5分間保持した。
  スプリット比:25/1
 MS条件:
  トランスファーライン温度:250℃
  イオンソース温度:230℃
  イオン化法:EI
  スキャン範囲:10~700
 (単量体)
 C6FMA:CH=C(CH)C(O)O-(CH-(CF
 BeMA:ベヘニルメタクリレート(アルキル基の炭素数22)
 C20MA:アラキジルメタクリレート(アルキル基の炭素数20)
 StMA:ステアリルメタクリレート(アルキル基の炭素数18)
 LMA:ラウリルメタクリレート(アルキル基の炭素数12)
 BeMA-70:BeMAが70質量%、C20MAが15質量%、StMAが15質量%の混合物
 VCM:塩化ビニル
 DOM:ジオクチルマレート
 BeMA-70における各単量体の割合(質量%)は、BeMA-70をガスクロマトグラフィにより分析し、各単量体のピークの面積比から算出した。ガスクロマトグラフィの分析条件は下記のとおりである。
 装置:Agilent社製、HP-6850
 カラム:Agilent J&W社製、DB-1(内径0.25mm、膜厚1μm、長さ60m)
 注入量:1μL
 注入温度:325℃
 検出温度:325℃
 オーブン温度:40℃で5分間保持した後20℃/分で昇温し、次いで325℃で20分間保持した。
 検出器:FID
 スプリット比:100/1
 (ノニオン性界面活性剤)
 SFY465:アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物(日信化学工業社製、サーフィノール465、エチレンオキシド付加モル数10)
 E430: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430、エチレンオキシド約30モル付加物)
 (カチオン性界面活性剤)
 AQ18:ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドを63質量%含むイソプロピルアルコール32質量%含有水溶液(ライオンスペシャリティケミカル社製、リポガード18-63)
 (重合開始剤)
 V-601:ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)
 (分子量調整剤)
 n-DoSH:ノルマルドデシルメルカプタン
 (媒体)
 水:イオン交換水
 DPG:ジプロピレングリコール(大気圧における沸点:232℃)
 (例1~12)
 ガラス製オートクレーブに、表1に示す単量体(ただしVCMを除く。)、界面活性剤(ただし、AQ18は有効成分の量を示す。)、分子量調整剤及び媒体を入れ、55℃で60分間加温した後、高圧乳化機(日本精機製作所社製)を用いて10MPaで前処理し、50MPaで本処理して乳化液を得た。得られた乳化液をステンレス鋼製反応器に入れ、30℃以下に冷却した。そこに表1に示す重合開始剤を加え、気相を窒素置換した後、表1に示す量のVCMを導入し、撹拌しながら65℃で15時間重合して、含フッ素重合体分散液を得た。単量体組成(単量体成分全体に対する各単量体の割合)、含フッ素重合体分散液の固形分濃度、含フッ素重合体の分子量(Mn及びMw)及び平均粒子径を表2に示す。
 得られた含フッ素重合体分散液を、固形分濃度が0.5質量%となるように水で希釈して処理液を調製した。処理液について相溶性を評価した。結果を表2に示す。
 上記処理液にガラス繊維ろ紙(アドバンテック東洋ろ紙社製、GB-100R)を、室温下で3分間浸漬した。その後、ガラス繊維ろ紙を処理液から取り出し、吸水紙で挟み、重しを乗せることで余分な処理液を除去し、ウェットピックアップ600%とした。このガラス繊維ろ紙を130℃で15分間熱処理し、エアフィルタ相当のサンプルを得た。サンプルについて耐水圧、吸水率及びアウトガスを評価した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 例1~5の処理液で処理されたサンプルは、例6~12の処理液で処理されたサンプルに比べて、耐水圧が高く、吸水率が低かった。
 カチオン性界面活性剤を含まない例2~5の処理液は、相溶性に優れていた。
 大気圧における沸点が280℃以下の有機溶媒を含まない例3~5の処理液で処理されたサンプルは、アウトガスが抑制されていた。
 本発明の撥水撥油剤組成物は、高耐水圧及び低吸水率の物品が得られるため、エアフィルタ、オイルフィルタ、集塵フィルタ、カートリッジフィルタ、バッグフィルタ、ろ紙等、これら特性が要求される用途に用いられる。
 なお、2020年7月21日に出願された日本特許出願2020-124144号の明細書、特許請求の範囲、及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 (15)

  1.  下記単量体(a)に基づく単位、下記単量体(b1)に基づく単位、下記単量体(b2)に基づく単位、下記単量体(b3)に基づく単位及び下記単量体(c)に基づく単位を有する含フッ素重合体を含み、
     前記含フッ素重合体を構成する全単位に対して、前記単量体(a)に基づく単位の割合が70~80質量%であり、前記単量体(b1)に基づく単位、前記単量体(b2)に基づく単位及び前記単量体(b3)に基づく単位の合計の割合が12~28質量%であり、前記単量体(c)に基づく単位の割合が2~8質量%である、撥水撥油剤組成物。
     単量体(a):(Z-Q)Xで表される化合物。
     ただし、Zは、炭素数1~6のポリフルオロアルキル基又はC2j+1O(CFXCFO)CFX-で表される基であり、jは、1~6の整数であり、kは、0~10の整数であり、X及びXは、それぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、
     Qは、2価有機基又は単結合であり、
     nは、1又は2であり、
     Xは、nが1の場合は、-CR=CH、-C(O)OCR=CH、-OC(O)CR=CH、-OCH-φ-CR=CH又は-OCH=CHで表される基であり、nが2の場合は、-CH[-(CHCR=CH]-、-CH[-(CHC(O)OCR=CH]-、-CH[-(CHOC(O)CR=CH]-又は-OC(O)CH=CHC(O)O-で表される基であり、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、φは、フェニレン基であり、mは、0~4の整数である。
     単量体(b1):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体。
     単量体(b2):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体。
     単量体(b3):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体。
     単量体(c):ハロゲン化オレフィン。
  2.  前記単量体(b1)に基づく単位、前記単量体(b2)に基づく単位及び前記単量体(b3)に基づく単位の合計に対して、前記単量体(b1)に基づく単位の割合が60~80質量%であり、前記単量体(b2)に基づく単位の割合が10~20質量%であり、前記単量体(b3)に基づく単位の割合が10~20質量%である、請求項1に記載の撥水撥油剤組成物。
  3.  前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)のいずれもが、アクリレート又はメタクリレートである、請求項1又は2に記載の撥水撥油剤組成物。
  4.  前記単量体(a)のZが炭素数1~6のポリフルオロアルキル基であり、nが1であり、Xが-CR=CH又は-OC(O)CR=CHで表される基である、請求項1~3のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
  5.  前記単量体(a)のZが炭素数6のポリフルオロアルキル基である、請求項4に記載の撥水撥油剤組成物。
  6.  カチオン性界面活性剤を含まない、請求項1~5のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
  7.  大気圧における沸点が280℃以下の有機溶剤を含まない、請求項1~6のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物。
  8.  単量体成分を重合開始剤の存在下で重合し、含フッ素重合体を含む撥水撥油剤組成物を得る方法であり、
     前記単量体成分が、下記単量体(a)、下記単量体(b1)、下記単量体(b2)、下記単量体(b3)及び下記単量体(c)を含み、
     前記単量体成分全体に対して、前記単量体(a)の割合が70~80質量%であり、前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)の合計の割合が12~28質量%であり、前記単量体(c)の割合が2~8質量%である、撥水撥油剤組成物の製造方法。
     単量体(a):(Z-Q)Xで表される化合物。
     ただし、Zは、炭素数1~6のポリフルオロアルキル基又はC2j+1O(CFXCFO)CFX-で表される基であり、jは、1~6の整数であり、kは、0~10の整数であり、X及びXは、それぞれ独立にフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、
     Qは、2価有機基又は単結合であり、
     nは、1又は2であり、
     Xは、nが1の場合は、-CR=CH、-C(O)OCR=CH、-OC(O)CR=CH、-OCH-φ-CR=CH又は-OCH=CHで表される基であり、nが2の場合は、-CH[-(CHCR=CH]-、-CH[-(CHC(O)OCR=CH]-、-CH[-(CHOC(O)CR=CH]-又は-OC(O)CH=CHC(O)O-で表される基であり、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子であり、φは、フェニレン基であり、mは、0~4の整数である。
     単量体(b1):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数22のアルキル基を有する単量体。
     単量体(b2):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数20のアルキル基を有する単量体。
     単量体(b3):ポリフルオロアルキル基を有さず、炭素数18のアルキル基を有する単量体。
     単量体(c):ハロゲン化オレフィン。
  9.  前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)の合計に対して、前記単量体(b1)の割合が60~80質量%であり、前記単量体(b2)の割合が10~20質量%であり、前記単量体(b3)の割合が10~20質量%である、請求項8に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
  10.  前記単量体(b1)、前記単量体(b2)及び前記単量体(b3)のいずれもが、アクリレート又はメタクリレートである、請求項8又は9に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
  11.  前記単量体成分を、前記重合開始剤及び界面活性剤の存在下、水を含む媒体中にて重合する、請求項8~10のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
  12.  前記界面活性剤がカチオン性界面活性剤を含まない、請求項11に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
  13.  前記媒体が大気圧における沸点が280℃以下の有機溶剤を含まない、請求項11又は12に記載の撥水撥油剤組成物の製造方法。
  14.  請求項1~7のいずれか一項に記載の撥水撥油剤組成物によって処理された物品。
  15.  エアフィルタである、請求項14に記載の物品。
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