JPH08283654A - 防汚被膜の形成方法 - Google Patents

防汚被膜の形成方法

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JPH08283654A
JPH08283654A JP9356395A JP9356395A JPH08283654A JP H08283654 A JPH08283654 A JP H08283654A JP 9356395 A JP9356395 A JP 9356395A JP 9356395 A JP9356395 A JP 9356395A JP H08283654 A JPH08283654 A JP H08283654A
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JP
Japan
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group
ethylenically unsaturated
polyurethane resin
aqueous dispersion
unsaturated monomer
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JP9356395A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Hidaka
博幸 日高
Yasuyuki Suzuki
保之 鈴木
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】自己分散性ポリウレタン樹脂の存在下に、パー
フルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量体、又は
パーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量体と
該単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体とを、
水性媒体中で重合せしめることにより得られるフッ素樹
脂水性分散液を、非耐熱性基材に塗布し、50〜100
℃の温度で乾燥させて基材へ防汚性被膜を形成する。 【効果】50〜100℃等の低温で乾燥する場合でも、
高い防汚性を発現する被膜を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非耐熱性基材へのフッ
素樹脂防汚被膜の形成方法に関する。更に詳しくは、自
己分散性ポリウレタン樹脂を用いて得られたフッ素樹脂
の水性分散液を、一定条件下で乾燥させることを特徴と
する非耐熱性基材への防汚性被膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パーフルオロアルキル基含有エチ
レン性不飽和単量体を重合構成単位とするフッ素樹脂の
水性分散液は、繊維製品等の基材に撥水性、撥油性、防
汚性などを付与する目的で利用されてきた。
【0003】しかし、上記パーフルオロアルキル基含有
単量体を使用したフッ素樹脂の水性分散液を基材に被覆
した場合、形成された皮膜の強度は低くなりフィルム状
の基材表面を被覆することは困難であった。
【0004】この問題点を克服する目的で、皮膜形成性
の高い水性樹脂にフッ素樹脂水性分散液を加え基材に塗
工する技術も提案されてきた。しかし、上記の技術で
は、通常撥水撥油性能の発現が不十分であり、また撥水
撥油性能を発現させるべくフッ素樹脂水性分散液の使用
量を増やすと皮膜強度の低下を招くという欠点あった。
さらにこの場合、塗工物を乾燥する際に高温にすること
が必要となり、基材が非耐熱性である場合、適用するこ
とが困難であった。
【0005】そこで非耐熱性基材にも適用することがで
きる防汚皮膜の形成方法が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、乾燥温度が
低くても高度なフッ素機能を発現し、かつ皮膜強度にも
優れる非耐熱性基材への防汚性被膜を形成する方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実状
に鑑み鋭意検討したところ、特定の方法で得られたフッ
素樹脂水性分散液を使用することにより低い乾燥温度で
も優れた防汚性被膜を形成できることを見出し本発明を
完成するに至った。
【0008】即ち本発明は、自己分散性ポリウレタン樹
脂の存在下に、パーフルオロアルキル基含有エチレン性
不飽和単量体、又はパーフルオロアルキル基含有エチレ
ン性不飽和単量体と該単量体と共重合可能なエチレン性
不飽和単量体とを、水性媒体中で重合せしめることによ
り得られるフッ素樹脂水性分散液を、非耐熱性基材に塗
布し、50〜100℃の温度で乾燥させることを特徴と
する非耐熱性基材への防汚性被膜の形成方法であり、好
ましくは自己分散性ポリウレタン樹脂が、親水性基をポ
リウレタン樹脂固形分100重量部当たり0.03〜0.
1当量含有してなるポリウレタン樹脂であることを特徴
とする非耐熱性基材への防汚被膜の形成方法を提供する
ものである。
【0009】本発明に用いる自己分散性ポリウレタン樹
脂は、水性媒体に対し自己分散性を有するポリウレタン
樹脂であれば、公知慣用のものがいずれも使用できる
が、ポリウレタン樹脂固形分100重量部当たり親水性
基を0.03〜0.1当量有するものが好ましい。0.
03当量より少ない親水性基を有するポリウレタン樹脂
を用いた場合には、安定なフッ素樹脂分散液は得られ
ず、また親水性基が0.1当量より多いポリウレタン樹
脂はポリウレタン樹脂として存在し得ない。
【0010】またこの場合の親水性基としては、カルボ
ン酸基、スルホン酸基等及びこれらの塩、ポリエチレン
オキサイド基等が挙げられるが、これらの中カルボン酸
基、スルホン酸基及びこれらの塩からなるアニオン性基
が好ましく、カルボン酸基及びこの塩がより好ましい。
【0011】本発明に係わるポリウレタン樹脂あるいは
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーに親水
性基を導入するために用いられる原料としては、分子内
に少なくとも1個以上の活性水素原子を有し、かつ上記
親水性基を有する化合物が挙げられる。
【0012】親水基含有化合物としては、例えば2−オ
キシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホ
安息香酸、スルホコハク酸、5−スルホイソフタル酸、
スルファニル酸、1,3−フェニレンジアミン−4,6
−ジスルホン酸、2,4−ジアミノトルエン−5−スル
ホン酸等のスルホン酸含有化合物及びこれらの誘導体叉
はこれらを共重合して得られるポリエステルポリオー
ル;2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメ
チロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸、ジオキシ
マレイン酸、2,6−ジオキシ安息香酸、3,4−ジア
ミノ安息香酸等のカルボン酸含有化合物及びこれらの誘
導体又はこれらを共重合して得られるポリエステルポリ
オール等が挙げられ、これら単独で、もしくはこれらを
組み合わせて使用される。
【0013】本発明の自己分散性ポリウレタン樹脂は、
活性水素化合物と親水性基含有化合物とポリイソシアネ
ートとを反応せしめることにより得ることができる。ポ
リイソシアネートとしては、特に制限されるものではな
いが、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,
6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソ
シアネート、p−フエニレンジイソシアネート、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−
4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−
ジメトキシ−4,4’−ビフエニレンジイソシアネー
ト、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニレンジイ
ソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、
1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、テ
トラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネー
ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,
3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シク
ロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水
素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメ
チル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート等が挙げられる。
【0014】活性水素含有化合物は、通常高分子量物と
低分子量物とが併用される。高分子量物とは平均分子量
300〜10,000、好ましくは500〜5,000
の化合物をいい、低分子量物とは分子量300以下の化
合物をいう。
【0015】高分子量化合物としては、例えばポリエス
テルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボ
ネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリア
クリレートポリオール、ポリエステルアミドポリオー
ル、ポリチオエーテルポリオール等が挙げられる。
【0016】ポリエステルポリオールとしては、例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−
プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−
ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル(分子量300〜6,000)、ジプロピレングリコ
ール、トリプロピレングリコール、ビスヒドロキシエト
キシベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、1,
4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、
水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン及びそれら
のアルキレンオキシド付加体等のグリコール成分と、コ
ハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデ
カンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3
−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサ
ンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタ
レンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、
ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス
(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこ
れらジカルボン酸の無水物あるいはエステル形成性誘導
体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエ
トキシ)安息香酸及びこれらのヒジロキシカルボン酸の
エステル形成性誘導体等の酸成分とから脱水縮合反応に
よって得られるポリエステルが挙げられる。その他にε
−カプロラクトン等の環状エステル化合物の開環重合反
応によって得られるポリエステル及びこれらの共重合ポ
リエステルも使用することができる。
【0017】ポリエーテルとしては、例えばエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、トリメチレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、ソルビトール、しょ糖、アコニット糖、ト
リメリット酸、ヘミメリット酸、燐酸、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシ
フタール酸、1,2,3−プロパントリチオール等の活
性水素原子を少なくとも2個有する化合物の1種または
2種以上を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサ
イド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフラン、シク
ロヘキシレン等のモノマーの1種または2種以上を常法
により付加重合したものが挙げられる。
【0018】ポリカーボネートポリオールとしては、例
えば1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ジエチレングリコール等のグリコールとジフェニル
カーボネート、ホスゲンとの反応によって得られる化合
物が挙げられる。
【0019】上記低分子量化合物は、分子内に少なくと
も2個以上の活性水素を含有する化合物であり、具体的
には、例えばポリエステルポリオールの原料として用い
たグリコール成分;グリセリン、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ペンタエ
リスリトール等のポリヒドロキシ化合物;エチレンジア
ミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、
2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、
4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3’
−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミ
ン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,2−プロパ
ンジアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン等のアミン化合物が挙げられる。
【0020】上記ポリイソシアネート、活性水素含有化
合物及び親水性基含有化合物はそれぞれ単独又は2種以
上混合して用いることができる。親水性基の含有量は、
最終的に得られるポリウレタン樹脂固形分100重量部
当り0.03〜0.1当量であり、これより少ない場合
は安定なフッ素樹脂水性分散液が得られず、またこれよ
り多い場合は、ポリウレタン樹脂として存在し得ない。
【0021】本発明に係わる自己分散性を有するポリウ
レタン樹脂水性分散液の製造方法としては、従来からよ
く知られているいずれの方法でもよく、例えば、次のよ
うな方法が挙げられる。
【0022】活性水素含有化合物および親水性基含有
化合物をポリイソシアネートと反応させて得られる親水
性基含有ポリウレタン樹脂の有機溶剤溶液または有機溶
剤分散液に、必要に応じて中和剤を含む水溶液を混合し
て水性分散液を得る方法。
【0023】活性水素含有化合物および親水性基含有
化合物をポリイソシアネートを反応させて得られる親水
性基含有末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ーに、中和剤を含む水溶液と混合するか、または予めプ
レポリマー中に中和剤を加えた後水を混合して水に分散
させた後、ポリアミンと反応させて水性分散液を得る方
法。
【0024】活性水素含有化合物および親水性基含有
化合物をポリイソシアネートと反応させて得られる親水
性基含有末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ーに、中和剤およびポリアミンを含む水溶液と混合する
か、または予めプレポリマー中に中和剤を加えた後ポリ
アミンを含む水溶液と混合して水性分散液を得る方法。
【0025】本発明に係るポリウレタン樹脂及び末端イ
ソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、上記原料
を用いて従来公知の方法で製造される。例えば、前記ポ
リイソシアネートと活性水素含有化合物(親水性基含有
化合物も含む)を、イソシアネート基と活性水素基の当
量比をそれぞれポリウレタン樹脂の場合は、0.8:1
〜1.2:1、好ましくは0.9:1〜1.1:1の比
率で、また末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリ
マーの場合は、1.1:1〜3:1、好ましくは1.
2:1〜2:1の比率で、温度を20〜120℃、好ま
しくは30〜100℃にて反応させる。
【0026】これらの反応は、無溶剤下にて行なうこと
もできるが、反応系の反応制御あるいは粘度低下等の目
的で有機溶剤を使用することもできる。かかる有機溶剤
はとくに限定されないが、例えばトルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;酢酸エ
チル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジメチルホルム
アミド、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられ
る。かかる有機溶剤は、最終的に得られるポリウレタン
樹脂水性分散液から蒸留除去する場合は、蒸留除去が容
易な比較的沸点が低いものを用いることが好ましい。や
む終えず沸点100℃以上の有機溶剤を使用しなければ
ならない場合においてもその使用量は必要最小限に止め
ることが好ましい。
【0027】上記の方法により得られた親水性基含有ポ
リウレタン樹脂に自己分散性を付与するため、親水性基
を中和剤により中和する。中和剤としては、例えば、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基;ト
リメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノール
アミン等の三級アミン類、アンモニア等の揮発性塩基が
挙げられる。アニオン性基を中和する時期としては、ウ
レタン化反応中、後のいずれでも構わない。
【0028】本発明のポリウレタン水性分散液の製造で
用いることのできる鎖伸長剤としては、例えばポリアミ
ン等が挙げられる。ポリアミンとしては、例えばエチレ
ンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキ
サメチレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジ
ン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミ
ン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
アミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,4−シ
クロヘキサンジアミン、アミノエチルエタノールアミ
ン、アミノプロピルエタノールアミン、アミノヘキシル
エタノールアミン、アミノエチルプロパノールアミン、
アミノプロピルプロパノールアミン、アミノヘキシルプ
ロパノールアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミ
ン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン
等のポリアミン類;ヒドラジン類;酸ヒドラジド類が挙
げられ、これら単独あるいは組み合わせて使用される。
【0029】かくして得られた水性ポリウレタン樹脂は
そのまま用いてもよいが、有機溶剤を必要に応じて蒸留
除去して用いることもできる。有機溶剤の蒸留除去を行
うに際しては各種の蒸留装置が使用できるが、蒸留効率
や蒸留除去した有機溶剤が大気中に放出されない蒸留装
置が好ましく、中でも薄膜蒸発装置が特に好ましい。
【0030】本発明に用いるパーフルオロアルキル基含
有エチレン性不飽和単量体は、特に限定されるものでは
なく公知慣用のものがいずれも使用可能である。例え
ば、一般式(I)
【0031】
【化2】 [但し、Rfは炭素原子数4〜20のパーフルオロアル
キル基、R1 は−Hあるいは−CH3 、Aは−Q−、−
CON(R2)−Q−、−SO2 N(R2)−Q−、(但
し、−Q−は炭素原子数1〜10のアルキレン基、R2
は炭素原子数1〜4のアルキル基である。)を表す]で
示されるパーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレ
ートが挙げられる。
【0032】パーフルオルアルキル基含有(メタ)アク
リレートとしては、具体的には、次のような化合物が挙
げられる。すなわち B-1 : CF3(CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2 (n=5-11, nの平均=9) B-2 : CF3(CF2)7CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 B-3 : CF3(CF2)5CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 B-4 : (CF3)2CF(CF2)6(CH2)3OCOCH=CH2 B-5 : (CF3)2CF(CF2)10(CH2)3OCOCH=CH2 B-6 : CF3(CF2)7SO2N(C3H7)CH2CH2OCOCH=CH2 B-7 : CF3(CF2)7SO2N(CH3)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 B-8 : CF3(CF2)7SO2N(CH3)CH2CH2OCOCH=CH2 B-9 : CF3(CF2)7(CH2)4OCOCH=CH2 B-10: CF3(CF2)6COOCH=CH2 B-11: CF3(CF2)7SO2N(C4H9)(CH2)4OCOCH=CH2 B-12: CF3(CF2)7CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2 B-13: CF3(CF2)5CON(C3H7)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2 B-14: CF3(CF2)7CON(C2H5)CH2CH2OCOCH=CH2 等の単量体が例示される。
【0033】パーフルオロアルキル基含有エチレン性不
飽和単量体と共重合可能なその他エチレン性単量体とし
ては、例えばエチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニ
ル、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−
ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メ
タ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、n
−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、
ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)
アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、is
o−ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジシクロペン
タニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メ
タ)アクリレート、メチルビニルエーテル、プロピルビ
ニルエーテル、オクチルビニルエーテル、ブタジエン、
イソプレン、クロロプレン、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アク
リルアミド、3−クロロ−2−ヒドロキシ(メタ)アク
リレート等の単量体が挙げられる。
【0034】更に、架橋性のエチレン性不飽和単量体を
使用することができる。架橋性のエチレン性不飽和単量
体としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、
グリシジル(メタ)アクリレート、ジアセトンアクリル
アミド、あるいはアセトアセトキシエチルアクリレー
ト、アセトアセトキシエチルメタクリレート、アセトア
セトキシエチルクロトナート、アセトアセトキシプロピ
ルアクリレート、アセトアセトキシプロピルメタクリレ
ート、アセトアセトキシプロピルクロトナート、2−シ
アノアセトアセトキシエチルメタクリレート、N−(2
−アセトアセトキシエチル)アクリルアミド、N−(2
−アセトアセトキシエチル)メタクリルアミド、アセト
酢酸アリル、アセト酢酸ビニルなどのアセトアセチル基
含有エチレン性不飽和単量体、一般式(II)で表される
ブロックドイソシアネート基含有エチレン性不飽和単量
【0035】
【化3】 [式中、R3は水素原子またはメチル基、Xは−OBO
−(但し、Bはハロゲン原子またはアルキル基で置換さ
れていてもよい炭素原子数2〜10のアルキレン基)ま
たは−NH−、Yは芳香族ジイソシアネートのイソシア
ネート残基、Zはケトオキシムの水素残基を表す]等が
挙げられる。
【0036】パーフルオロアルキル基含有エチレン性不
飽和単量体は、単独で使用することもできるが、エチレ
ン性不飽和単量体の総和量100重量部に対し、40〜
95重量部であることが好ましい。パーフルオロアルキ
ル基含有エチレン性不飽和単量体量が、40重量部未満
ではフッ素樹脂水性分散液が撥油性等のフッ素樹脂とし
ての機能を十分に発現せず、また95重量部より多い場
合は、安定なフッ素樹脂水性分散液を製造できないの
で、好ましくない。
【0037】本発明のポリウレタン樹脂の使用量は特に
限定されないが、パーフルオロアルキル基含有エチレン
性不飽和単量体あるいはパーフルオロアルキル基含有エ
チレン性不飽和単量体およびこれと共重合可能な他のエ
チレン性不飽和単量体等のエチレン性不飽和単量体全量
に対し通常20〜300%であり、安定な水性分散液を
得るためには30%以上が好ましく、40%以上使用す
ることが特に好ましい。ポリウレタン樹脂の使用量が3
00%以上の場合には、撥水撥油性等のフッ素樹脂とし
ての機能を十分発揮しないので、好ましくない。
【0038】また本発明において水性媒体に自己分散性
を有するポリウレタン樹脂以外に低起泡性など阻害しな
い範囲で各種界面活性剤を補助的に使用することも可能
である。
【0039】かかる界面活性剤としては、例えばポリオ
キシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化
フェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテ
トラオレエート等のノニオン系界面活性剤;オレイン酸
ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク
酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩、アルカンスルフォネ
ートナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルフ
ォン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸塩等のア
ニオン系界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウム
クロライド、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライ
ド、アルキルジメチルアミン等カチオン系界面活性剤が
挙げられる。
【0040】本発明に用いるフッ素樹脂水性分散液の重
合方法は、公知慣用の方法が採用し得る。例えば、エチ
レン性不飽和単量体混合物の全量または一部を水性媒体
に自己分散性を有するポリウレタン樹脂の存在する水中
へ滴下し重合開始源により重合せしめる方法、水性媒体
に自己分散性を有するポリウレタン樹脂により予め調整
したエチレン性不飽和単量体混合物の水分散液を水中へ
滴化し重合開始源により重合せしめる方法、水性媒体中
で自己分散性を有するポリウレタン樹脂の存在下エチレ
ン性不飽和単量体混合物を高剪断力を有する攪拌機、混
合機により水に分散し重合開始源により重合せしめる方
法など例示し得る。
【0041】これらの中でも安定な水性分散液を得るた
めには、高剪断力を有する乳化装置により予め単量体の
水分散体を調整し重合開始源により重合せしめる方法が
好ましい。この場合の乳化装置としては、高剪断力を有
するゴーリン社ホモジナイザー、マイクロフルイダイザ
ー、ナノマイザー等が好ましい。
【0042】勿論、これら単量体の水中への分散性を高
めるため有機溶剤を添加使用することも可能であり、有
機溶剤としてケトン系、グリコールエーテル系などの極
性溶剤を使用することができる。
【0043】重合開始源は、特に制限されないが、例え
ばアゾ化合物、有機過酸化物の如き各種重合開始剤、更
には、紫外線あるいはγ−線などの電離性放射線などが
採用され得る。
【0044】本発明に関わるフッ素樹脂水性分散液の基
材への塗布方法としては、公知慣用のものがいずれも使
用できる。例えば、エアドクタコータ、ブレードコー
タ、ロッドコータ、ナイフコータ、スクイズコータ、含
浸コータ、リバースロールコータ、トランスファロール
コータ、グラビアコータ、キスロールコータ、キャスト
コータ、スプレイコータ、カーテンコータ、カレンダコ
ータ、押出コータ、ロータリースクリーンコータ等が挙
げられる。
【0045】本発明は、上記フッ素樹脂水性分散液を基
材に塗布し、50〜100℃の温度で乾燥させることを
特徴とする。乾燥温度が50℃未満では充分なフッ素樹
脂機能が発現せず、皮膜の防汚性が有役なレベルに達し
ない。また100℃を越えると非耐熱性基材が熱に耐え
られずに変形、変色等起こし、実用上防汚皮膜を形成す
る意味が無い。
【0046】フッ素樹脂水性分散液を基材に塗布する際
の作業性、塗布量の制御、樹脂の基材への密着性向上等
のため、フッ素樹脂水性分散液に増粘剤を添加すること
が好ましい。
【0047】増粘剤としては、アニオン系、ノニオン系
等フッ素樹脂水性分散液との相溶性に問題のないものは
何れも使用可能である。例えば、カルボキシメチルセル
ロースやヒドロキシエチルセルロース等の水溶性ポリマ
ー、カルボキシル基を含有するアクリルエマルジョンや
ラテックス(通常アルカリ増粘剤と呼ばれる)、ポリオ
キシエチレン基含有水溶性樹脂等が挙げられる。
【0048】本発明に関わるフッ素樹脂水性分散液の塗
布基材としては、特に限定されるものではないが、紙、
不織布、ポリ塩化ビニル(中質、軟質)、ポリプロピレ
ン、人工皮革、合成皮革、極細繊維よりなる布帛等の非
耐熱性基材が挙げられる。これらの非耐熱性基材におい
て本発明は極めて有効な方法である。
【0049】
【実施例】つぎに、本発明を実施例及び比較例により具
体的に説明するが、部および%は特に断わりのない限り
はすべて重量基準であるものとする。また、用いた単量
体は、上記発明の詳細な説明に示した呼称をそのまま使
用した。
【0050】合成例1(自己分散性ポリウレタン樹脂の
合成) 温度計、撹拌装置、還流冷却管を備えた4ツ口フラスコ
に、先ず1,4−ブタンジオ−ル/アジピン酸のポリエ
ステル(OH価56)を721部加え、減圧下120〜
130℃で脱水を行い、次いで50℃まで冷却して1
3.6部の1,4−ブタンジオール、65.6部のジメ
チロ−ルプロピオン酸及び733部のメチルエチルケト
ンを加え、充分攪拌混合した後300部のイソホロンジ
イソシアネートを加え、70℃に加温し、この温度で6
時間反応させて末端イソシアネ−ト基を有するプレポリ
マ−溶液を得た。次いでこのプレポリマーを40℃以下
に冷却した後、49.5部のトリエチルアミンを投入し
すばやく攪拌混合した後、引き続き3805部の水を投
入して乳化を行った。水を投入後5分後に36.5部の
ヘキサメチレンジアンを投入して水性分散液を得た。こ
の様にして得られた水性分散液を減圧下55℃で蒸留を
行い、固形分25%の半透明のポリウレタン水性分散液
が得られた。(親水性基量ポリウレタン樹脂固形分10
0重量部当たり0.04当量)
【0051】合成例2(自己分散性ポリウレタン樹脂の
合成) 合成例1と同様な方法で、713.8部のポリテトラメ
チレングリコール(OH価112)、262部の4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及び
976部のアセトンからイソシアネート末端プレポリマ
ーを得た。ついでこのプレポリマーに、攪拌下で、21
7.6部のエチレンジアミンとビニルスルホン酸ソーダ
の25%水溶液を投入した後、3957部の水を徐々に
投入して水性分散液を得た。この様にして得られた水性
分散液を減圧下55℃で蒸留を行い、固形分20%の半
透明のポリウレタン水性分散液が得られた。(親水性基
量ポリウレタン樹脂固形分100重量部当たり0.03
当量)
【0052】合成例3(フッ素樹脂水性分散液の合成) 下記配合液1、配合液2をそれぞれ50℃まで昇温し、
均一に分散する。その後配合液1と配合液2を混合し、
ゴーリン社製のホモジナイザーで300Kgf/cm2
の圧力で乳化して、単量体乳濁液を得た。この単量体乳
濁液を温度計、攪拌装置、環流冷却管を備え窒素置換さ
れた4つ口フラスコに投入し、70℃まで昇温して攪拌
しながら過硫酸アンモニウム1.5部を加えて8時間重
合反応を行い、固形分沈降のない安定な分散体を得た。
フッ素樹脂の平均粒子径150nm(光散乱法)であっ
た。(パーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単
量体又はパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和
単量体とこれと共重合可能なエチレン性不飽和単量体に
対しポリウレタン樹脂43%)
【0053】 <配合液1> 前記B−1 190部 メチルメタクリレート 15部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 3部 N−メチロールアクリルアマイド 2部 ラウリルメルカプタン 2部 アセトン 100部 <配合液2> 合成例1のポリウレタン水性分散液 360部 水 328部
【0054】合成例4(フッ素樹脂水性分散液の合成) 下記の配合液3、配合液4を合成例3と同様な方法で重
合反応を行い、固形分沈降のない安定な分散体を得た。
フッ素樹脂の平均粒子径は400nm(光散乱法)であ
った。(パーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和
単量体又はパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽
和単量体とこれと共重合可能なエチレン性不飽和単量体
に対しポリウレタン樹脂25%) <配合液3> 前記B−2 150部 ステアリルメタクリレート 90部 ラウリルメルカプタン 2部 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 100部 <配合液4> 合成例2のポリウレタン水性分散液 300部 水 358部
【0055】合成例5(フッ素樹脂水性分散液の合成) 上記配合液1、下記配合液5をそれぞれ50℃まで昇温
し、均一に分散する。その後配合液1と配合液5を混合
し、ゴーリン社製のホモジナイザーで300Kgf/c
2の圧力で乳化して、単量体乳濁液を得た。この単量
体乳濁液を温度計、攪拌装置、環流冷却管を備え窒素置
換された4つ口フラスコに投入し、70℃まで昇温して
攪拌しながら過硫酸アンモニウム 1.5部を加えて8
時間重合反応を行い、固形分沈降のない安定な分散体を
得た。フッ素樹脂の平均粒子径100nm(光散乱法)
であった。
【0056】 <配合液5> ラウリル硫酸ナトリウム 4.2部 ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル 8.4部 水 675部
【0057】合成例6(フッ素樹脂水性分散液の合成) 上記配合液3、配合液5をそれぞれ50℃まで昇温し、
均一に分散する。その後配合液3と配合液5を混合し、
ゴーリン社製のホモジナイザーで300Kgf/cm2
の圧力で乳化して、単量体乳濁液を得た。この単量体乳
濁液を温度計、攪拌装置、環流冷却管を備え窒素置換さ
れた4つ口フラスコに投入し、70℃まで昇温して攪拌
しながら過硫酸アンモニウム 1.5部を加えて8時間
重合反応を行い、固形分沈降のない安定な分散体を得
た。フッ素樹脂の平均粒子径120nm(光散乱法)で
あった。
【0058】合成例7(フッ素樹脂水性分散液の合成) 上記合成例3で合成されたフッ素樹脂水性分散液を固形
分濃度20%に水で調整し、カルボキシル基含有アクリ
ルエマルジョン、アンモニア水で粘度を5000cps
へ調整した。
【0059】合成例8(フッ素樹脂水性分散液の合成) 上記合成例4で合成されたフッ素樹脂水性分散液を固形
分濃度20%に水で調整し、カルボキシル基含有アクリ
ルエマルジョン、アンモニア水で粘度を3000cps
へ調整した。
【0060】合成例9(ポリウレタン樹脂とフッ素樹脂
エマルジョンとの混合) 上記合成例1で合成されたポリウレタン水性分散液24
0部、合成例5で合成されたフッ素樹脂エマルジョン6
67部、水93部を混合後、カルボキシル基含有アクリ
ルエマルジョン、アンモニア水で粘度を5000cps
へ調整した。
【0061】合成例10(ポリウレタン樹脂とフッ素樹
脂エマルジョンとの混合) 上記合成例2で合成されたポリウレタン水性分散液20
0部、合成例6で合成されたフッ素樹脂エマルジョン8
00部を混合後、カルボキシル基含有アクリルエマルジ
ョン、アンモニア水で粘度を3000cpsへ調整し
た。
【0062】実施例1 合成例7で調整したフッ素樹脂水性分散液をバーコータ
ーで軟質塩ビフィルム上にコーティングし、60℃で5
分間乾燥し、皮膜を形成した。樹脂付着量は3g/m2
であった。できあがった皮膜の水接触角は、115゜で
あった。タバスコ液滴を皮膜面に乗せ、3時間常温で放
置後テッシュペーパーで拭き取ると、完全にタバスコが
除去でき、後が残らなかった。
【0063】実施例2 合成例8で調整したフッ素樹脂水性分散液を厚紙上にナ
イフコータでコーティングし、80℃で3分間乾燥し、
皮膜を形成した。樹脂付着量は5g/m2であった。で
きあがった皮膜上に水と大豆油を乗せたが、それぞれ液
滴が皮膜上を転がり、全く皮膜に吸着されなかった。
【0064】実施例3 合成例8で調整したフッ素樹脂水性分散液をレーヨン不
織布上にロータリースクリーンコータでコーティング
し、100℃で5分間乾燥し、皮膜を形成した。樹脂付
着量は6g/m2であった。できあがった皮膜上に乗せ
た水滴は、全く皮膜に吸着されなかった。
【0065】比較例1 合成例9で調整したフッ素樹脂水性分散液をバーコータ
ーで軟質塩ビフィルム上にコーティングし、60℃で5
分間乾燥し、皮膜を形成した。樹脂付着量は3g/m2
であった。できあがった皮膜の水接触角は、95゜であ
った。また、タバスコ液滴を被覆面に乗せ、3時間常温
で放置後テッシュペーパーで拭き取ると、タバスコが完
全には除去できず、後が残った。
【0066】比較例2 合成例10で調整したフッ素樹脂水性分散液を厚紙上に
ナイフコータでコーティングし、80℃で3分間乾燥
し、皮膜を形成した。樹脂付着量は5g/m2。できあ
がった皮膜上に水と大豆油を乗せたが、どちらも液滴が
皮膜に吸着され、表面が汚染された。
【0067】比較例3 合成例9で調整したフッ素樹脂水性分散液をバーコータ
ーで軟質塩ビフィルム上にコーティングし、120℃で
5分間乾燥して皮膜を形成したが、塩ビフィルムが熱処
理に耐えられず変形した。
【0068】比較例4 合成例7で調整したフッ素樹脂水性分散液をバーコータ
ーで軟質塩ビフィルム上にコーティングし、40℃で5
分間乾燥し、皮膜を形成した。樹脂付着量は3g/m2
であった。できあがった皮膜の水接触角は、50゜であ
った。また、タバスコ液滴を被覆面に乗せ、3時間常温
で放置後テッシュペーパーで拭き取ると、タバスコが完
全には除去できず、後が残った。
【0069】
【発明の効果】本発明の方法は、特定のフッ素樹脂水性
分散液を用いることにより、非耐熱性基材へ高い防汚性
を発現する皮膜を形成し得るものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自己分散性ポリウレタン樹脂の存在下に、
    パーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量体、
    又はパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和単量
    体と該単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体と
    を、水性媒体中で重合せしめることにより得られるフッ
    素樹脂水性分散液を、非耐熱性基材に塗布し、50〜1
    00℃の温度で乾燥させることを特徴とする非耐熱性基
    材への防汚性被膜の形成方法。
  2. 【請求項2】自己分散性ポリウレタン樹脂が、親水性基
    をポリウレタン樹脂固形分100重量部当たり0.03
    〜0.1当量含有してなるポリウレタン樹脂であること
    を特徴とする請求項1項記載の方法。
  3. 【請求項3】非耐熱性基材が、紙、不織布、ポリ塩化ビ
    ニル、ポリプロピレン、人工皮革、合成皮革、極細繊維
    よりなる布帛からなる群から選ばれる1種であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】フッ素樹脂水性分散液に増粘剤を併用する
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の方
    法。
  5. 【請求項5】親水性基が、カルボン酸基又はスルホン酸
    基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
    記載の方法。
  6. 【請求項6】パーフルオロアルキル基含有エチレン性不
    飽和単量体が、一般式(I) 【化1】 [但し、Rfは炭素原子数4〜20のパーフルオロアル
    キル基、R1は−Hあるいは−CH3、Aは−Q−、−C
    ON(R2)−Q−、−SO2N(R2)−Q−(但し−
    Q−は炭素原子数1〜10のアルキレン基、R2は炭素
    原子数1〜4のアルキル基である)を表す]で示される
    化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
    1項記載の方法。
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