JPH0260703B2

JPH0260703B2 -

Info

Publication number: JPH0260703B2
Application number: JP7129882A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Matsuo; Katsuji Ito; Takao Hayashi; Yoshio Oda
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1990-12-18
Also published as: JPS58189284A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特定のポリフルオロアルキル基含有
化合物を有効成分として含有する新規な防汚加工
剤に関する。従来、ポリフルオロアルキル基（以下、PFA
基と略記する）を有する加工剤による織布、カー
ペツトなど繊維製品の処理においては、一般的に
アクリレート系高分子重合体の水性乳化液あるい
は有機溶剤溶液により、繊維製品の表面に付着コ
ートせしめる方法が採用されている。しかし、
かゝる高分子加工剤は、主として物理的付着力に
より繊維表面に保持された不連続相であるため、
仕上り製品までの工程中に繊維が受ける機械的作
用あるいは繊維製品としての使用などにより、摩
擦脱落してしまう傾向が認められる。また、
PFA基を有する高分子加工剤は、特にカーペツ
トの処理などで重要な耐ドライソイル性などの防
汚性の付与効果に難点が認められる。一方、前記の如き高分子加工剤の難点を解消し
ようとする各種手段が提案されている。例えば、
フタル酸、テレフタル酸、トリメリツト酸、ピロ
メリツト酸などの誘導体からなる低分子量フツ素
化合物を加工剤として使用する方法が提案されて
いる。米国特許第3646153号、同第3870748号、同
第4209610号明細書などを参照。また、カーペツ
トなどの防汚加工剤として有用な物質として、
PFA基を有する各種の含フツ素ウレタン化合物
が、例えば米国特許第3398182号明細書、特開昭
53−112855号、同54−74000号公報などに提案さ
れている。本発明者の研究によれば、三官能イソシアナー
ト化合物にPFA基含有アルコールなどを反応さ
せて得られる比較的低分子量の化合物は、前記高
分子加工剤の難点を円滑有利に解消し、また従来
の含フツ素ウレタン化合物などの低分子量フツ素
化合物に比して摩擦耐久性などが優れているとい
う事実が見出された。かゝる特定の化合物は、分
子量が800〜3000程度であり、少なくとも三つの
ウレタン結合又は尿素結合を有し、更にPFA基
を少なくとも１個含有するものである。そして、
かゝるPFA基含有の特定の化合物は、染色工程
前に使用可能であり、更にカーペツトなど繊維製
品の原糸を紡糸する際の加工剤としても有利に使
用可能である。即ち、かゝる特定加工剤は、これ
を用いて紡糸時に防汚性付与処理が可能であり、
染色時にも繊維製品から脱落することがなく、更
に染色などに悪影響がない。本発明者は、前記の如き三官能イソシアナート
化合物からの誘導体からなる防汚加工剤につい
て、更に検討を進めた結果、次の如き興味深い知
見を得るに至つた。即ち、三官能イソシアナート
化合物に、PFA基含有アルコールなどと共にｎ
−C₁₈H₃₇OH，ｎ−C₁₈H₃₇NH₂、あるいはｎ−
C₁₈H₃₇SHなどを組合せて反応せしめることによ
り、特に撥水性能の優れた防汚加工剤を得ること
ができるという事実を見出したものである。かゝ
るPFA基と直鎖状ステアリル基（以下、C₁₈H₃₇
略記することがある）を少なくとも１個ずつ含有
し、更に少なくとも三個のウレタン結合、尿素結
合又はチオウレタン結合を含有する比較的低分子
量の化合物は、高度の撥水撥油性および防汚性を
付与可能であり、摩擦耐久性も優秀である。かくして、本発明は、一般式で表わされ且つ分子量が800〜3000であるポリフ
ルオロアルキル基含有化合物を有効成分として含
有する防汚加工剤を新規に提供するものである。上記一般式において、R_fは炭素数１〜20個、
好ましくは４〜16個の直鎖状又は分岐状のポリフ
ルオロアルキル基であり、通常は末端部がパーフ
ルオロアルキル基であるものが選定されるが、末
端部に水素原子あるいは塩素原子を含むもの、あ
るいはオキシパーフルオロアルキレン含有基など
も使用可能である。R_fの好ましい態様は、−C_o
F_2o+1（但し、ｎは４〜16の整数を示す）で表わさ
れるパーフルオロアルキル基であり、ｎが６〜12
のものが特に好ましい。Ｘは、−Ｒ−，−CON
（R¹）−Ｑ−又は−SO₂N（R¹）−Ｑ−（但し、Ｒは
二価のアルキレン基、R¹は水素原子又は低級ア
ルキル基、Ｑは二価の有機基を示す）の一つであ
り、好ましくは−C_nH_2n−（但し、ｍは１〜10の
整数を示す）で表わされる炭素数１〜10個の二価
のアルキレン基、特に炭素数２〜４個の二価のア
ルキレン基が選定される。また、Ｑは二価の有機
基であるが、通常は−Ｒ−なる二価のアルキレン
基が好適なものとして例示される。Ａ，A¹及び
A²は、各々−Ｏ−，−Ｓ−又は−Ｎ（Z³）−（但し、
Z³は水素原子又は一価の有機基を示す）の一つで
あり、入手容易性の面からはＡが−Ｏ−であり、
A¹が−Ｏ−であり、A²が−Ｏ−又は−Ｎ（Z³）−
であるのが好ましい。そして、Z²は一価の有機基
であり、前記Z³と同様であつても良く、またZ³と
一緒になつて環を形成していても良い。例えば、
−A²−Z²としては、−OR′（R′はアルキル基）、−
NHCH₂OH，−NHCH₂CH₂OH，

【式】

【式】−OCH₂CH₂CN，− OCH₂CH₂NO₂，−OCH₂CH₂OH，−Ｎ
（CH₂CH₂OH）₂，

【式】

【式】−Ｎ（R′）₂，−NH（R′），−ＮＮ（CH₃）
CH₂CH₂OH，

【式】などの好適なものとして例示可能である。そして、Z¹は直鎖状ステアリル基であることが
重要である。分岐状のものや低級アルキル基など
の場合には、本発明における効果、特に撥水性能
向上効果が低下するものであり、かゝる直鎖状ス
テアリル基の特異的な効果は驚くべきものであ
る。而して、前記一般式のPFA基含有化合物にお
いて、Ｗは三価の有機基であり、ａは１〜２の整
数、ｂは１〜２の整数である。かゝるPFA基含
有化合物は、分子量が800〜3000程度、好ましく
は1000〜2000程度であることが重要である。余り
に高分子量の場合には、耐久性に優れた防汚処理
の効果が僅少となり、染色工程前の使用あるいは
原糸の紡糸時の使用に難点が生ずる。また、比較
的低分子量の含フツ素ウレタン化合物の如き二官
能イソシアナート化合物からの誘導体に比して、
本発明の三官能イソシアナート化合物からの誘導
体は、前記耐久性が優秀である。本発明においては、ａ＋ｂが３であるPFA基
含有化合物も好適なものであるが、合成繊維表面
への充分なる付着によつて耐久性をより向上させ
るという観点から、ａ＋ｂが２であり、少なくと
も一個の−NHCO−A²−Z²基を含有するものが
好適である。そして、通常は、三官能イソシアナ
ート化合物

【式】に含フツ素化合物R_f −Ｘ−Ａ−Ｈおよびステアリル基含有化合物
C₁₈H₃₇−A¹−Ｈと化合物Z²−A²−Ｈとを反応せ
しめることによつて、本発明で好適なPFA基含
有化合物が合成され得る。本発明の特定のPFA基含有化合物としては、
次の如き具体例が例示され得る。本発明においては、特定のPFA基含有化合物
の有機溶液あるいは有機分散液の使用も可能であ
るが、染色工程などへの適用を考慮すると、水性
分散液での使用が特に好適である。この場合、分
散剤としての界面活性剤は、ノニオン系、アニオ
ン系、カチオン系、両性系など各種のものが採用
可能であり、これらを適宜併用しても良い。特定
のPFA基含有化合物の分散を助長する目的で有
機溶剤を併用しても良い。また、特定のPFA基
含有化合物を水を主体とする媒体中に分散せしめ
る場合、一般式R_f−Ｘ−Ａ−CONH−Ｙ−
NHCO−Ｔで表わされる親水基含有ウレタン化
合物の如きフツ素系界面活性剤の共存下に分散せ
しめてもよい。こゝにおいて、R_f，Ｘ及びＡは
前記の通りであり、Ｙは二価の有機基、Ｔは親水
基である。Ｔとしては、−（CH₂CH₂O）_l−R³（但
し、ｌは１〜50の整数、R³は水素原子又は炭素
数１〜４個の低級アルキル基を示す）などで代表
されるノニオン性基、−（CH₂CH₂O）_l−SO₃M（但
し、Ｍは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウ
ム基の一つを示す）、−（CH₂CH₂O）_l−PO₃M，−
CH₂CH₂SO₃M，−CH₂CH₂COOMなどのアニオ
ン性基、さらには−CH₂CH₂N R⁴R⁵R⁶X （但
し、R⁴，R⁵，R⁶はアルキル基、アリール基など
を示し、ＸはCl，Br，Ｉ，OCOCH₃などを示す）
などのカチオン性基など種々のものが例示可能で
あるが、他の処理剤との併用性の点からノニオン
性の基、例えば−（CH₂CH₂O）₂₂−CH₃などが好
ましく採用可能である。そして、かゝる親水基含
有ウレタン化合物を共存させる場合、特定の
PFA基含有化合物／親水基含有ウレタン化合物
の重量比で99/1〜25/75、好ましくは95/5〜50/50
の範囲からその共存割合が選定される。特定のPFA基含有化合物の水中への分散の際
に併用される有機溶剤としては、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、エチルプロピルエーテルの如
き水溶性エーテル類、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエ
ーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エ
チレングリコールモノプロピルエーテル、エチレ
ングリコールモノブチルエーテル、エチレングリ
コールモノフエニルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、トリエチレングリコールモノエチル
エーテル、トリエチレングリコールモノプロピル
エーテル、トリエチレングリコールモノブチルエ
ーテル等の水溶性グリコールエーテル類、ホルム
アミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド等
のアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジアセトンアルコールの如きケトン類、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール
の如きアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、
酢酸プロピル、酢酸ブチルの如きエステル類など
が例示され得る。かゝる有機溶剤の添加量は、特
定のPFA基含有化合物（他のPFA基含有化合物
を併用した場合には、これらとの総量）100重量
部当り通常10〜300重量部、好ましくは20〜150重
量部の範囲から選定される。前記具体例からも明らかなように、Ｗは三価の
有機基であれば特に限定されない。即ち、Ｗ
（NCO）₃なる三官能イソシアナート化合物にて例
示すれば、などの如く、Ｗは広範囲にわたつて例示され得る
ものである。そして、Ｗ（NCO）₃なる三官能イソ
シアナート化合物の選定は、入手の容易性、特定
のPFA基含有化合物としての分子量などを考慮
して行なわれるものである。また、前記におけるR_f−Ｘ−Ａ−Ｈとしては、
通常はR_f−Ｒ−OH型の含フツ素アルコールが好
適に採用される。R_f中の炭素数あるいはＲなど
が異なる複数の含フツ素アルコールの混合物を原
料として使用することにより、特定のPFA基含
有化合物を混合物の形態で製造することも可能で
ある。更に、Z²−A²−Ｈを使用する場合につい
ては、A²が−Ｏ−であるアルコール類又はA²が
−Ｎ（Z³）−であるアミン類が、本発明で特に好適
な実施態様である。Z²−A²−Ｈとしては、合成
繊維表面との親和性付与などから、

【式】の如きアルコール類などの他に、アルカノールアミン類、ジアミン類、あ
るいはアンモニアとメチロール化剤との組合せな
どでも良い。そして、C₁₈H₃₇−A¹−Ｈとしては、
C₁₈H₃₇OH，C₁₈H₃₇NH₂，C₁₈H₃₇SH、または
C₁₈H₃₇NHZ³が例示される。本発明において、特定のPFA基含有化合物を
水を主体とする媒体に分散せしめて水性分散液形
態で使用する場合、該分散手段としては種々の方
法が採用可能である。例えば、PFA基含有化合
物と乳化剤（界面活性剤）と水性媒体との混合物
を加熱下に高速撹拌後室温まで冷却する方法、
PFA基含有化合物の有機溶剤溶液（場合によつ
ては乳化剤を添加）を乳化剤の水溶液に撹拌下に
滴下する方法、あるいはPFA基含有化合物の有
機溶剤溶液中に乳化剤の水溶液を撹拌下に滴下す
る方法、PFA基含有化合物と乳化剤の有機溶剤
溶液を水の中に撹拌下に滴下するかあるいは逆に
水を滴下する方法などが採用可能である。本発明の防汚加工剤を水性分散液型とした場合
の固形分濃度は、特に限定されないが、通常は５
〜60重量％、好ましくは15〜50重量％に調整さ
れ、加工に当つてはこれを水によつて0.1〜４重
量％程度に稀釈した状態で使用される。そして、
かゝる水性分散液型防汚加工剤は、有機溶剤型の
ものに比して、原液の引火点が高い、固形分濃度
を高くすることが可能であるなどの利点があり、
更に加工時の作業環境汚染を極小にすることがで
きるなどの種々の利点を有するものである。本発明の防汚加工剤は、ポリアミド、ポリエス
テル、皮革、木などから構成される各種の物品、
例えば、カーペツト、応接セツト、カーテン、壁
紙、車輛の内装品などのインテリア製品は勿論の
こと、屋外テントなどにも有利に適用可能であ
る。特に、合成繊維の防汚加工剤として有用であ
り、染色工程前やあるいは原糸の紡糸時にも適用
可能であるという特徴を有する。本発明の防汚加工剤の施工方法としては、特に
限定されることなく、周知ないし公知の各種の方
法が採用可能であり、例えば、浸漬、噴霧、塗布
の如き被覆加工の既知の方法により、被処理物の
表面に付着させあるいは吸収させ乾燥するなどの
方法による施工が可能である。また、施工に際し
て、帯電防止剤、防虫剤、難燃剤、染料安定剤、
防シワ剤などの各種処理剤、添加剤などを併用す
ることも可能である。以上の如き本発明の防汚加工剤は、次の如き利
点を有する。撥水性能が優秀であると共に、紡糸
時加工用として高い性能を繊維に付与でき、防汚
性が良く、摩擦耐久性が高い。更に、紡糸油との
相溶性も高く、特に水性分散液型の場合に安定性
の高いものができ、染色時に加工剤が脱落せず、
満足できる染色が可能である。次に、本発明の実施例について更に具体的に説
明するが、かゝる説明によつて本発明が何ら限定
されないことは勿論である。割合は特に明示しな
い限り、重量％又は重量部である。なお、以下の実施例及び比較例において、撥油
性及び撥油性は、次の様にして測定した。即ち、
撥水性は下記第１表に示す組成のイソプロパノー
ル水溶液を、試料布の上に数滴置き、該溶液が布
中に浸み込まないで保持される最高濃度の点数で
表わし、また撥油性は下記第２表に示された試験
溶液を試料布の上、二ケ所に数滴（径約４mm）置
き、30秒後の浸透状態により判定する（AATCC
−TM118−1966）。

【表】

【表】防汚性は、試料布を５×７cmに切断し、下記第
３表に示した乾燥汚れ（試料に対して２倍重量）
と試料を容器に入れ、３分間激しく混合撹拌し汚
染する。汚染後、電気掃除器で余剰の汚れを除去
し、反射率を測定して汚染度を求め評価した。汚
染度は次式により算出する。汚染度（％）＝R₀−Ｒ／R₀×100 （R₀：未汚染布の反射率Ｒ：汚染布の反射率）

【表】合成例１均一管付き滴下ロート、温度計、冷却管及び真
空スターラを装着し、オイルバス上にセツトした
内容積500c.c.の四口フラスコにポリイソシアナー
トの95.6ｇ（0.2モル）、ジブチルチンジラウレート
（C₄H₁₀）₂Sn（OCOC₁₂H₂₅）₂の0.3ｇ、ジオキサン
100ｇをしこみ攪拌を開始する。乾燥窒素で系内
の空気を置換した後、液温を80℃に上げ保持す
る。滴下ロート上部から均圧管を通して系内に少
量の乾燥窒素ガスを連続的に送り込むことによつ
て、系内を窒素雰囲気に保ちながら、C_oF_2o+1
CH₂CH₂OH（但し、ｎは６，８，10，12の混合
物で平均値9.0）の205.6ｇ（0.4モル）を滴下ロー
トより２時間で滴下した。滴下終了後30分攪拌を
続けてから反応温度を60℃に下げステアリルアル
コールｎ−C₁₈H₃₇OHの54.0ｇ（0.2モル）を滴下
ロートより流下し１時間攪拌を続けた。反応率は
100％であつた。上記反応混合物はこのままで次の乳化工程に使
用することができる。この反応混合物から溶媒の
ジオキサンを減圧留去した。350ｇの黄色固体を
得た。赤外吸収スペクトル及びC₁₃NMRの分析
から主生成物はであつた。合成例２合成例１のR_f化合物 10部酢酸ブチル 15部 PBC−44（日光ケミカル社製ノニオン系乳化
剤）２部 ween80（花王・アトラス社製ノニオン系乳化
剤）２部フアーミンDMC（花王石鹸社製カチオン系乳化
剤）１部水（脱イオン水） 70部上記混合物を80℃で30分間、1000rpmで撹拌し
て前乳化させ、次いでホモジナイザーを使用して
60℃で30分間乳化し、水性ラテツクスからなる加
工剤を調製した。実施例１合成例２の水性ラテツクスを固形分が0.5重量
％になるように脱イオン水で稀釈調整した後、ナ
イロンニツト布を該乳濁液に２秒間浸漬し、２本
のゴムローラーの間で布を絞つてウエツトピツク
アツプを90％とした。次いで、100℃で３分間乾
燥した。かくして得られた処理済布について、初
期の撥水撥油性能および防汚性能を測定した。結
果を、下記第４表に示す。次に、下記染液をカラーペツト（日本染色機械
社製）のポツトに仕込み、ホルダーに上記処理済
布を入れ、100℃まで昇温したのち、60分間染色
した。染料（Suminol Leveling Sky Blue Ｒ：住友
化学工業社製酸性染料）１％owf （NH₄）₂SO₄ ３％owf 染色助剤（デイスパーSV：明成化学工業社製
アニオン系分散剤）１％owf 浴比（１：20）被染物を10分間水洗した後、85℃で10分間乾燥
した。得られた染色済布の撥水撥油性能および防
汚性能を測定した。その結果も下記第４表に示
す。実施例２〜７合成例１と同様にして合成した下記第４表に示
すR_f化合物を、合成例２と同様にして水性分散
液とし、さらに実施例１と同様に処理したナイロ
ンニツト布の撥水撥油性能および防汚性能の測定
結果を、下記第４表に示す。比較例１〜２下記第４表に示す二官能イソシアナート化合物
から誘導されたR_f化合物について、実施例１〜
７と同様に性能の測定を行ない、その結果を下記
第４表に示す。

【表】

【表】前記第４表において、R_fはC_oF_2o+1（但し、ｎは
６，８，10，12の混合物で平均値9.0）を示して
いる。第４表に示す実施例１〜７のR_f化合物につい
て、その外観と融点（℃）を第５表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１一般式で表わされ且つ分子量が800〜3000であるポリフ
ルオロアルキル基含有化合物を有効成分として含
有する防汚加工剤。但し、上記一般式において、R_fは炭素数１〜
20個のポリフルオロアルキル基であり、Ｘは−
C_nH_2n−（但し、ｍは１〜10の整数を示す）であ
り、Ａ，A¹及びA²は各々−Ｏ−，−Ｓ−又は−Ｎ
（Z³）−（但し、Z³は水素原子、アルキル基を示す）
の一つであり、Z¹は直鎖状ステアリル基であり、
Z²はアルキル基又は低級置換アルキル基であり、
Ｗは三官能イソシアネート化合物から三個の−
NCO基を除去した三価の有機残基であり、ａは
１〜２の整数、ｂは１〜２の整数である。２ R_fがC_oF_2o+1（但し、ｎは４〜16の整数を示
す）で表わされるパーフルオロアルキル基、Ｘが
C_nH_2n、Ａが−Ｏ−、A′が−Ｏ−又は−Ｓ−，
A²が−Ｏ−又は−Ｎ（Z³）−（但し、Z³は水素原
子、アルキル基を示す）の一つであり、Z²がアル
キル基又は低級置換アルキル基、Ｗが三官能イソ
シアネート化合物から三個の−NCO基を除去し
た三価の有機残基であり、ａは１〜２の整数であ
り、ｂが１〜２の整数である特許請求の範囲第１
項記載の防汚加工剤。３ａが１、ｂが１であり、−A²−Z²が
【式】−OR′（但しR′はアルキル基）、−OCH₂CH₂CN，−OCH₂CH₂NO₂，−
OCH₂CH₂OH，−NHCH₂OH，−
NHCH₂CH₂OH，【式】−NHR′（但し、R′は上記に同じ）、−NR′R′（但し、R′は上記
に同じ）、−Ｎ（CH₂CH₂OH）₂又は
【式】である特許請求の範囲第２項記載の防汚加工剤。