JPH0873836A - 撥水撥油性を有する防汚加工剤組成物 - Google Patents

撥水撥油性を有する防汚加工剤組成物

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JPH0873836A
JPH0873836A JP6211105A JP21110594A JPH0873836A JP H0873836 A JPH0873836 A JP H0873836A JP 6211105 A JP6211105 A JP 6211105A JP 21110594 A JP21110594 A JP 21110594A JP H0873836 A JPH0873836 A JP H0873836A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリ
レート重合体、ポリフルオロアルキル基含有ポリエステ
ル、ポリフルオロアルキル基含有マレエートおよびポリ
フルオロアルキル基含有フマレートから選択された一種
以上のポリフルオロアルキル基含有化合物を、(メタ)
アクリル酸エステル、ビニルエステル、スチレン系化合
物、塩化ビニル、塩化ビニリデンから成る群から選択さ
れた少なくとも一種の単量体に溶解したものを水中に乳
化することにより水中油型エマルションを調製し、これ
を重合して得られたポリマーエマルションを必須成分と
する撥水撥油性を有する防汚加工剤組成物。 【効果】 優れた撥水撥油性、防汚性を発現し、エマル
ションの沈降安定性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特定のポリフルオロア
ルキル基含有化合物(以下、Rf化合物と省略)を特定
の単量体に溶解したものを水中に乳化することにより水
中油型エマルションを調製し、これを重合して粒子内に
ミクロ相分離構造を有するポリマーエマルション(以
下、複合エマルションと称する)を必須成分とする繊維
用防汚加工剤組成物に関するものである。本発明の防汚
加工剤組成物は、撥水撥油剤としても機能する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来より
粒子内にミクロ相分離構造を有するフッ素系撥水撥油剤
組成物、フッ素系防汚加工剤組成物として、シード乳化
重合(特開平2−1795号公報)で調製したエマルシ
ョンが知られている。これは、予め調製したポリフルオ
ロアルキル基含有重合体からなるシード粒子に、炭化水
素系単量体とポリフルオロアルキル基含有単量体(以
下、フッ素系単量体と省略)の混合物を膨潤させた後、
重合することにより得られる。これは同一組成の炭化水
素系単量体とフッ素系単量体を通常のラジカル重合法で
共重合体したランダム共重合体よりも低フッ素濃度、低
温の熱処理で同等の撥水撥油性能が得られるという特徴
がある。しかし、単量体をシード粒子に膨潤させるため
には、長時間を要し、工業的に大量生産することが難し
いという問題点があった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者は粒子内にミク
ロ相分離構造を有するフッ素系防汚加工剤組成物を調製
する方法について種々の研究、検討を重ねた結果、特定
のRf化合物を特定の単量体に溶解したものを水中に乳
化することにより水中油型エマルションを調製し、これ
を重合して粒子内にミクロ相分離構造を有する複合エマ
ルションを調製する方法を見いだした。このようにして
得られた複合エマルションは、これに対応するブレンド
エマルション(Rf化合物のエマルションと、予め単量
体を乳化重合して得たブレンダーエマルションをブレン
ドしたもの)や、共重合体エマルション(Rf化合物が
重合性の二重結合を有するとき、Rf化合物と単量体を
共重合したもの)、および、シード乳化重合で調製した
ポリマーエマルションよりも、低フッ素濃度、低温の熱
処理で同等の撥水撥油性、防汚性を発現する。また、本
発明の複合エマルションは、これに対応するブレンドエ
マルションよりも、比重が水に近くなるため、沈降安定
性に優れるという特徴がある。
【0004】本発明は、ポリフルオロアルキル基含有
(メタ)アクリレート重合体、ポリフルオロアルキル基
含有ポリエステル、ポリフルオロアルキル基含有マレエ
ートおよびポリフルオロアルキル基含有フマレートから
成る群から選択された少なくとも一種のポリフルオロア
ルキル基含有化合物を、(メタ)アクリル酸エステル、
ビニルエステル、スチレン系化合物、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、(メタ)アクリルアミド系化合物から成る
群から選択された少なくとも一種の単量体に溶解したも
のを水中に乳化することにより水中油型エマルションを
調製し、これを重合して得られたポリマーエマルション
を必須成分とする撥水撥油性を有する防汚加工剤組成物
を提供する。ポリフルオロアルキル基含有化合物(Rf
化合物)は、例えば、一般式(1):
【化7】 で表される繰り返し単位を有するポリフルオロアルキル
基含有(メタ)アクリレートの重合体、一般式(2):
【化8】 で表されるポリフルオロアルキル基含有ポリエステル、
一般式(3):
【化9】 で表されるポリフルオロアルキル基含有マレエート、ま
たは一般式(4):
【化10】 で表されるポリフルオロアルキル基含有フマレート[上
記式中、Rfは炭素数6〜16のポリフルオロアルキル
基であり、Aは炭素数1〜4のアルキレン基、または、
【化11】 (但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素数
1〜4のアルキレン基である)または、
【化12】 であり、B1は炭素数1〜4のアルキレン基、またはフ
ェニレン基であり、Xは水素原子またはメチル基であ
り、yは1〜100、zは1〜1000である。]であ
る。
【0005】本発明において使用するRf化合物の具体
例としては以下の化合物を挙げることができる。ポリフ
ルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート重合体は単
独重合体または共重合体である。ポリフルオロアルキル
基含有(メタ)アクリレート重合体の繰り返し単位は、
例えば、以下のとおりである。 −[CH2−CHCOOC2H4CnF2n+1]− −[CH2−C(CH3)COOC2H4CnF2n+1]− −[CH2−CHCOOC2H4N(CH3)SO2CnF2n+1]
− −[CH2−CHCOOC2H4CnF2n-1(CF3)2]− [ここで、nは6〜16の整数を表す。] ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート共重
合体は、2種以上のポリフルオロアルキル基含有(メ
タ)アクリレートの共重合体、あるいは少なくとも1種
のポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートと
少なくとも1種の他のモノマーの共重合体である。ポリ
フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートの共重合
体において、他のモノマーから誘導される繰り返し単位
は、 −[CH2−CHCOOCmH2m+1]− −[CH2−CHOCOCpH2p+1]− −[CH2−CH(C6H5)]− −[CH2−CHCl]− −[CH2−CCl2]− [ここで、mは1〜45の整数、pは1〜45の整数を
表す。] が例示される。ポリフルオロアルキル基含有(メタ)ア
クリレートの共重合体としては、以下の化合物が例示さ
れる。 繰り返し単位:−[CH2−CHCOOC2H4CnF2n+1]
−、および 繰り返し単位:−[CH2−CHCOOCmH2m+1]− を有する共重合体、 繰り返し単位:−[CH2−CHCOOC2H4CnF2n+1]
−、および 繰り返し単位:−[CH2−CHCl]− を有する共重合体[ここで、mは、1〜45の整数、n
は6〜16の整数を表す。]。ポリフルオロアルキル基
含有ポリエステルとしては、以下の化合物が例示され
る。
【化13】
【化14】 [式中、nは6〜16の整数、yは1〜100、zは1
〜1000を表す。] ポリフルオロアルキル基含有マレエートとしては、以下
の化合物が例示される。
【化15】 [式中、nは6〜16の整数を表す。] ポリフルオロアルキル基含有フマレートとしては、以下
の化合物が例示される。
【化16】 [式中、nは6〜16の整数を表す。] Rf化合物は2種類以上のものを混合させて用いてもよ
い。
【0006】本発明において使用する単量体は、(メ
タ)アクリル酸エステル、ビニルエステル、スチレン系
化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデンから成る群から選
択された少なくとも一種を含み、上記のRf化合物を溶
解するものであれば良い。単量体は、例えば、(1)ア
クリル酸およびメタクリル酸のメチル、エチル、ブチ
ル、イソブチル、t−ブチル、プロピル、2−エチルヘ
キシル、ヘキシル、デシル、ラウリル、ステアリル、イ
ソボルニル、β−ヒドロキシエチル、グリシジルエステ
ル、フェニル、ベンジル、4−シアノフェニルエステル
類、(2)酢酸、プロピオン酸、カプリル酸、ラウリル
酸、ステアリン酸等の脂肪酸のビニルエステル類、
(3)スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチ
レン等のスチレン系化合物、(4)塩化ビニル、(5)
塩化ビニリデン類である。単量体は、互いに溶解すれ
ば、2種類以上のものを混合して用いてもよい。
【0007】本発明において用いられる複合エマルショ
ンにおいて、複合粒子中のフッ素濃度は、通常少なくと
も5重量%、好ましくは10〜70重量%である。フッ
素濃度が5重量%未満である場合には、良好な撥水撥油
性、防汚性が得られない。Rf化合物と単量体の総量が
複合エマルションに占める割合は、通常50重量%以
下、好ましくは10〜45重量%である。50重量%よ
り多いと粒子が融着しやすくなり、安定性が悪くなる。
Rf化合物と単量体の重量比は、通常10:90〜9
0:10、好ましくは20:80〜80:20である。
【0008】安定性の優れた複合エマルションを得るた
めには、高圧ホモジナイザーや超音波ホモジナイザーの
ような強力な破砕エネルギーを付与できる乳化装置を用
いて、Rf化合物と単量体の混合物を水中に微粒子化す
ることが望ましい。乳化剤としては陰イオン性、陽イオ
ン性あるいは非イオン性の各種乳化剤を用いることがで
きる。乳化剤の量は、Rf化合物と単量体の総量100
重量部に対して、0.5〜10重量部の範囲で用いられ
る。また、乳化性を改善するために、水溶性有機溶剤を
添加しても良い。水溶性有機溶剤としてはアセトン、メ
チルエチルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、エタノールなどが挙げられ、Rf化合物と単量体の
総量100重量部に対して、通常30重量部以下、好ま
しくは5〜20重量部の範囲で用いられる。
【0009】重合では、Rf化合物と単量体の混合物を
水中に乳化させ、窒素置換後、重合開始剤を投入し、5
0〜80℃の範囲で数時間、撹拌して重合させる方法が
採用される。重合開始剤は過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイル、第3級ブチルパーベンゾエート、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルヒドロ過酸化物、3−カルボキシプ
ロピオニル過酸化物、過酸化アセチル、アゾビスイソブ
チルアミジン−2塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリ
ル、過酸化ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウムなどの水溶性重合開始剤や、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ベンゾイルパーオキシド、ジ−第三級−ブチ
ルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、クメンヒドロ
パーオキシド、t−ブチルパーオキシピバレート、ジイ
ソプロピルパーオキシジカーボネートなどの油溶性重合
開始剤が用いられる。ただし、水溶性重合開始剤を用い
るときは、連続相中の乳化剤が臨界ミセル濃度以下にな
るように乳化剤量を調整しなければ、単量体がミセル中
で乳化重合し、ポリマーエマルションの新粒子が形成さ
れ、複合エマルションの生成率が低下する。重合開始剤
は単量体100重量部に対して、0.01〜5重量部の
範囲で用いられる。また、重合の際には、必要に応じ
て、連鎖移動剤やpH調整剤を加えてもよい。重合後に
得られる複合エマルションの分子量は通常10,000
〜1,000,000であり、好ましくは20,000〜
300,000である。
【0010】本発明の防汚加工剤組成物は、浸漬塗布な
どのような既知の方法により、被処理物の表面に付着さ
せ、乾燥する方法や、スプレーで処理液を散布する方法
が採られる。また、必要ならば、適当な架橋剤と共に適
用し、キュアリングを行っても良い。さらに、本発明の
防汚加工剤組成物に他の撥水剤や撥油剤あるいは抗菌
剤、難燃剤、帯電防止剤、塗料定着剤、防シワ剤などを
添加して併用することも可能である。
【0011】本発明の繊維処理剤で処理される物品は繊
維製品であれば、特に限定なく、種々の例を上げること
ができる。例えば、綿、麻、羊毛、絹などの動植物性天
然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレンなどの合成繊維、レーヨン、アセテートなどの
半合成繊維、或いはこれらの混合繊維が挙げられる。繊
維製品は、繊維自体、糸、布などであってよい。繊維製
品がカーペットである場合に、本発明の組成物で処理し
た繊維または糸からカーペットを形成してよく、あるい
はカーペットを本発明の組成物で処理してもよい。
【0012】
【発明の好ましい態様】実施例を挙げ本発明を具体的に
説明するが、実施例が本発明を限定するものではないこ
とは勿論である。まず、通常の繊維に処理したときの撥
水撥油性は次のように評価した。撥水性はJIS−L−
1092のスプレー法による撥水性ナンバー(表1参
照)をもって表す。撥油性は、AATCC−TM−11
8−1966に示された試験溶液(表2参照)を試料布
の上、二ケ所に数滴(径約4mm)置き、30秒後の浸漬
状態を観察し、浸漬を示さない試験溶液が与える撥油性
の最高点を撥油性とした。なお、撥水性ナンバー、撥油
性ナンバーに、+、−印をつけたものは、それぞれの性
態がわずかに良好なもの、不良なものを示す。
【0013】
【表1】撥水性No. 状 態 100 表面に付着湿潤のないもの 90 表面にわずかに付着湿潤を示すもの 80 表面に部分的湿潤を示すもの 70 表面に湿潤を示すもの 50 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
【0014】
【表2】 撥油性 試 験 溶 液 表面張力(dyn/cm25℃) 8 n−ヘプタン 20.0 7 n−オクタン 21.8 6 n−デカン 23.5 5 n−ドデカン 25.0 4 n−テトラデカン 26.7 3 n−ヘキサデカン 27.3 2 ヘキサデカン35部 Nujol 65部の混合溶液 29.6 1 Nujol 31.2 0 1に及ばないもの −
【0015】また、カーペットに処理したときの撥水
性、防汚性は次のように評価した。撥水性は、表3に示
す組成のイソプロピルアルコール/水混合液の小滴をカ
ーペット生地表面に静かに置き、3分後の液滴の形状を
保っている液の中でのイソプロピルアルコールの最大含
量で表す。防汚性はJIS 1023−1922に準じ
た表4に示す組成のドライソイルでカーペットを汚染さ
せる。その後、表面の余剰ドライソイルを電気掃除機で
吸引してから色彩色差計による表面の明度を測定し、次
式によって汚染率を算出してドライソイル防汚性の評価
とする。 汚染率(%)=[(L0−L)/L0]×100 (ただし、L0: 汚染前の明度、L: 汚染後の明度)
【0016】
【表3】 混合組成 (体積比%) イソプロピルアルコール 水 50 50 40 60 30 70 20 80 10 90 0 100
【0017】
【表4】 成 分 質量比 % ピートモス 40 ポルトランドセメント (JIS R 5210) 17 はくとう土 (JIS K 8746) 17 けいそう土 (JIS K 8330) 17 カーボンブラック (JIS K 5107) 0.1 フェライト用酸化鉄(III) (JIS K 1462) 0.15 ヌジョール 8.75
【0018】なお、カーペットを処理したときの撥油性
は、通常の繊維に処理したときと同じ方法で評価した。
【0019】製造例1(FA/StA共重合体の複合エ
マルション) 還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四
つ口フラスコ中にCH2=CHCOO(CH2)2(CF2C
F2)nCF2CF3(FA,n=3,4,5の化合物の重量比
が5:3:1の混合物)120g、ステアリルアクリレ
ート(StA)60g、1,1,1−トリクロロエタン7
00gを入れ、60℃に加熱後、30分間窒素気流下で
撹拌する。これにt−ブチルパーオキシピバレート(商
品名パーブチルPV、日本油脂製)1gを添加し、6時
間重合した。得られた反応液はガスクロマトグラフィー
の分析で99%以上重合したことが確認された。生成し
たポリマーをエタノールで沈澱、真空乾燥して、FA/
StA共重合体(フッ素含量43重量%)とした。得ら
れたFA/StA共重合体の分子量をGPCで測定する
と、重量平均分子量は50,000であった(ポリスチ
レン換算)。上記の操作で得られたFA/StA共重合
体20gをエチルアクリレート(EA)40gに溶解
後、イオン交換水150g、アセトン24g、n−ラウ
リルメルカプタン0.04g、塩化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム1.8g、ポリオキシエチレンオクチル
フェニルエーテル4.2gと混合した。70℃に加熱
後、高圧ホモジナイザーを用いて乳化し、得られた乳化
液を還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備え
た四つ口フラスコに入れ、窒素気流下で約1時間70℃
に保ち、十分撹拌した後、アゾビスイソブチロニトリル
(AIBN)0.2gを添加して重合を開始した。70
℃で6時間加熱撹拌して複合エマルションを得た(フッ
素含量14重量%)。ガスクロマトグラフィーの分析で
99%以上重合したことが確認された。得られた複合エ
マルションの分子量をGPCで測定すると、重量平均分
子量は50,000と200,000の2つのピークが観
察され(ポリスチレン換算)、前者がFA/StA共重
合体のピークで、後者がEA重合体のピークであると推
定された。
【0020】製造例2〜5(FA/StA共重合体の複
合エマルション) 製造例2は、製造例1と全く同じ方法でFA/StA共
重合体を溶解する単量体をEA30g、FA10gとし
た。同様に、製造例3は、EA20g、FA20g、製
造例4は、EA10g、FA30g、製造例5は、FA
40gとした。
【0021】比較製造例1(FA/StA共重合体のブ
レンドエマルション) 製造例1で用いたFA/StA共重合体10g、酢酸エ
チル5g、クロロフルオロカーボン-113 5g、塩化
ステアリルトリメチルアンモニウム0.3g、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエーテル0.7g、イオン
交換水26gを混合し、60℃に加熱後、高圧ホモジナ
イザーを用いて乳化した。得られた乳化液はロータリー
エバポレーターで酢酸エチル、クロロフルオロカーボン
を留去して、FA/StA共重合体エマルションとし
た。一方、これとは別に、EA60g、イオン交換水1
50g、アセトン24g、n−ラウリルメルカプタン
0.06g、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム1.
8g、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル
4.2gを混合し、70℃に加熱後、高圧ホモジナイザ
ーを用いて乳化し、得られた乳化液を還流冷却管、窒素
導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコに入
れ、窒素気流下に約1時間70℃に保ち、十分撹拌した
後、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.3g
を添加して重合を開始した。70℃で6時間加熱撹拌し
てブレンダーエマルションを得た。ガスクロマトグラフ
ィーの分析で99%以上重合したことが確認された。得
られたブレンダーエマルションの分子量をGPCで測定
すると、重量平均分子量は200,000であった(ポ
リスチレン換算)。FA/StA共重合体エマルション
とブレンダーエマルションの固型分の重量比が1:2に
なるように、両者をブレンドして、ポリマーの組成が製
造例1の複合エマルションと全く同一のブレンドエマル
ションを得た。
【0022】比較製造例2〜5(FA/StA共重合体
のブレンドエマルション) 比較製造例2は、比較製造例1と全く同じ方法でFA/
StA共重合体エマルションとブレンドするブレンダー
エマルションの単量体をEA45g、FA15gとし
た。同様に、比較製造例3は、EA30g、FA30
g、比較製造例4は、EA15g、FA45g、比較製
造例5は、FA60gとした。
【0023】比較製造例6(FA/StA/EA共重合
体エマルション) StA6.7g、EA40g、FA13.3g、イオン交
換水150g、アセトン24g、n−ラウリルメルカプ
タン0.06g、塩化ステアリルトリメチルアンモニウ
ム1.8g、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエー
テル4.2gを混合し、70℃に加熱後、高圧ホモジナ
イザーを用いて乳化し、得られた乳化液を還流冷却管、
窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコ
に入れ、窒素気流下に約1時間70℃に保ち、十分撹拌
した後、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.
3gを添加して重合を開始した。70℃で6時間加熱撹
拌して共重合体エマルションを得た。ガスクロマトグラ
フィーの分析で99%以上重合したことが確認された。
得られた共重合体エマルションの分子量をGPCで測定
すると、重量平均分子量は180,000であった(ポ
リスチレン換算)。このエマルションのポリマー組成は
製造例1の複合エマルションと全く同一である。
【0024】比較製造例7〜10(FA/StA/EA
共重合体エマルション) 比較製造例7は、比較製造例6と全く同じ方法であり、
単量体をStA6.7g、EA30g、FA23.3gと
した。同様に、比較製造例8はStA6.7g、EA20
g、FA33.3g、比較製造例9はStA6.7g、E
A10g、FA43.3g、比較製造例10はStA6.
7g、FA53.3gとした。
【0025】比較製造例11(シード乳化重合で調製し
たポリマーエマルション) 製造例1で用いたFA/StA共重合体20g、酢酸エ
チル10g、クロロフルオロカーボン-113 10g、
塩化ステアリルトリメチルアンモニウム0.6g、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル1.4g、イ
オン交換水52gを混合し、60℃に加熱後、高圧ホモ
ジナイザーを用いて乳化した。得られた乳化液はロータ
リーエバポレーターで酢酸エチル、クロロフルオロカー
ボンを留去して、FA/StA共重合体エマルションと
した。FA/StA共重合体エマルションに、EA40
gを混合し、70℃に加熱後、24時間撹拌した。窒素
気流下で、さらに、約1時間撹拌した後、アゾビスイソ
ブチロニトリル(AIBN)0.2gを添加して重合を
開始した。70℃で6時間加熱撹拌してポリマーの組成
が製造例1の複合エマルションと全く同一のポリマーエ
マルションを得た。ガスクロマトグラフィーの分析で9
9%以上重合したことが確認された。得られたポリマー
エマルションの分子量をGPCで測定すると、重量平均
分子量は170,000であった(ポリスチレン換
算)。
【0026】比較製造例12〜15(シード乳化重合で
調製したポリマーエマルション) 比較製造例12は、比較製造例11と全く同じ方法でF
A/StA共重合体エマルションに添加する単量体をE
A30g、FA10gとした。同様に、比較製造例13
は、EA20g、FA20g、比較製造例14は、EA
10g、FA30g、比較製造例15は、FA40gと
した。
【0027】以上の方法で得られた複合エマルション、
ブレンドエマルション、共重合体エマルション、および
シード乳化重合で得られたポリマーエマルションのポリ
マー組成(重量比)を表5に示す。これらのエマルショ
ンはポリマー組成が同一であるが、粒子の構造が異なっ
ている。
【0028】
【表5】 Rf化合物がFA/StA共重合体である複合エマルション(製造例1〜5)、 ならびにそれと同一組成のブレンドエマルション(比較製造例1〜5)、共重合 体エマルション(比較製造例6〜10)およびシード重合で得られたポリマーエ マルション(比較製造例11〜15)のポリマー組成(重量比)フッ素濃度(wt%) 14 25 36 46 57 製造例 1 2 3 4 5 Rf化合物 FA/StA共重合体 20 20 20 20 20 単量体 EA 40 30 20 10 0単量体 FA 0 10 20 30 40 比較製造例 1 2 3 4 5 Rf化合物エマルション FA/StA共重合体エマルション 20 20 20 20 20 ブレンダーエマルション EA 40 30 20 10 0 (EA/FA共重合体エマルション) FA 0 10 20 30 40のポリマー組成 比較製造例 6 7 8 9 10 単量体 StA 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 単量体 EA 4 30 20 10 0単量体 FA 13.3 23.3 33.3 43.3 53.3 比較製造例 11 12 13 14 15 Rf化合物エマルション FA/StA共重合体エマルション 20 20 20 20 20 単量体 EA 40 30 20 10 0単量体 FA 0 10 20 30 40
【0029】実施例1(FA/StA共重合体の複合エ
マルション) 製造例1−5で調製した複合エマルションの水希釈液
(固形分1重量%)に、ポリエステル(トロピカル)布
を浸漬し、80℃で3分間乾燥後、150℃で3分間キ
ュアした。また、80℃で3分間乾燥後、100℃で3
分間低温キュアした。処理布の初期の撥水撥油性を評価
した。結果を表6に示す。
【0030】比較例1(FA/StA共重合体のブレン
ドエマルション) 比較製造例1〜5で調製したブレンドエマルションの撥
水撥油性を実施例1と同様に評価した。結果を表6に示
す。
【0031】比較例2(FA/StA/EA共重合体エ
マルション) 比較製造例6〜10で調製した共重合体エマルションの
撥水撥油性を実施例1と同様に評価した。結果を表6に
示す。
【0032】比較例3(シード乳化重合で調製したポリ
マーエマルション) 比較製造例11〜15で調製したポリマーエマルション
の撥水撥油性を実施例1と同様に評価した。結果を表6
に示す。
【0033】
【表6】 Rf化合物がFA/StA共重合体である複合エマルション、および、それと同 一組成のブレンドエマルション、共重合体エマルションおよびシード乳化重合に より調製したポリマーエマルションの撥水撥油性(表中の温度はキュア温度)フッ素濃度(wt%) 14 25 36 46 57 製造例 1 2 3 4 5 実施例1 複合エマルション 150℃ 70+/4 80+/5 90/7 100/7 100+/7 100℃ 70/2 80/6 80+/6 90+/8 100/7 比較製造例 1 2 3 4 5 比較例1 ブレンドエマルション 150℃ 50/1 50+/2 70/4 70/5 80/5 100℃ 0/0 50/2 70/3 70/4 80/5 比較製造例 6 7 8 9 10 比較例2 共重合体エマルション 150℃ 0/0 50/3 50/3 50/4 80/5 100℃ 0/0 0/1 50/1 50/2 70+/4 シード乳化重合 比較製造例 11 12 13 14 15 比較例3 により調製した 150℃ 70/3 70+/4 80/5 90/6 90+/6 ポリマーエマルション 100℃ 50+/1 70/2 70/5 80/5 80/5
【0034】実施例1、比較例1〜3において、複合エ
マルションの撥水撥油性がブレンドエマルション、共重
合体エマルション、シード乳化重合で調製したポリマー
エマルションよりも優れている原因を調べるために、1
50℃でキュアした処理布の表面フッ素分析をESCA
で行った。表面フッ素濃度の尺度であるF/Cとポリマ
ー中のフッ素濃度の関係を図1に示す。この結果より、
複合エマルションで処理した布の表面フッ素濃度は、ブ
レンドエマルション、共重合体エマルション、シード乳
化重合で調製したポリマーエマルションよりも高いこと
が明らかである。これはポリマー皮膜の表面フッ素濃度
が高いことと、繊維上に均一なポリマー皮膜を形成し易
いことを示している。複合エマルションがこのような特
性を有する原因は、一つの粒子中で、造膜性が良好なポ
リマーを連続相としてフッ素含有率の高いポリマーがミ
クロな状態で分散した構造を取るためと推定される。シ
ード乳化重合においても同様の構造のものを調製するこ
とを目的とするが、この方法では、後で添加する単量体
の全てが必ずしも、シードエマルション粒子に吸着する
とは限らず、一部の単量体はフリーな状態で分散する。
極端な場合では、後で添加する単量体が全くシードエマ
ルション粒子に吸着せず、比較製造例1−5で調製した
ブレンドエマルションと同じものが調製される。このこ
とが、シード乳化重合で調製したポリマーエマルション
が複合エマルションよりも性能が劣る原因であると推定
される。
【0035】製造例6(Rfポリエステルの複合エマル
ション) 還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四
つ口フラスコ中にパーフルオロアルキル2,3−エポキ
シプロパン[パーフルオロアルキル基CF3CF2(CF2
CF2)n−は、n=2、3、4、5、6のモル比が2:
50:30:15:3の混合物]66gと無水フタル酸
30g、フェニルグリシジルエーテル15gを仕込み、
窒素ガスを流しながら130℃まで加熱した。N,N−
ジメチルベンジルアミン0.1gを入れ、ガスクロマト
グラフィーでパーフルオロアルキル2,3−エポキシプ
ロパンの消費率が99%となったところで(通常約8時
間)、無水酢酸0.8gを加え、さらに2時間撹拌を続
けた後、冷却し、融点約70℃のRfポリエステルを得
た。Rfポリエステル120gをメチルメタクリレート
(MMA)280gに十分溶解させた後、α−オレフィ
ンスルフォン酸ナトリウム19g、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノオレート21g、ラウリルメルカプタン
0.1g、イオン交換水684gを入れ、高圧ホモジナ
イザーで乳化した。得られた乳化液を還流冷却管、窒素
導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコに入
れ、窒素気流下で約1時間、70℃に保ち、十分撹拌し
た後、AIBN2gを添加して重合を開始した。70℃
で6時間加熱撹拌して複合エマルションを得た。ガスク
ロマトグラフィーの分析で99%以上重合したことが確
認された。得られた複合エマルションの分子量をGPC
で測定すると、重量平均分子量は250,000であっ
た(ポリスチレン換算)。
【0036】比較製造例16(Rfポリエステルのブレ
ンドエマルション) 製造例6で用いたRfポリエステル10g、酢酸エチル
5g、クロロフルオロカーボン113 5g、α−オレ
フィンスルフォン酸ナトリウム0.475g、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノオレート0.525g、イオ
ン交換水26gを混合し、60℃に加熱後、高圧ホモジ
ナイザーを用いて乳化した。得られた乳化液はロータリ
ーエバポレーターで酢酸エチル、クロロフルオロカーボ
ンを留去して、Rfポリエステルエマルションとした。
一方、これとは別に、MMA60g、イオン交換水17
4g、n−ラウリルメルカプタン0.06g、α−オレ
フィンスルフォン酸ナトリウム2.85g、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノオレート3.15gを混合し、
70℃に加熱後、高圧ホモジナイザーを用いて乳化し、
得られた乳化液を還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹
拌装置を備えた四つ口フラスコに入れ、窒素気流下で約
1時間70℃に保ち、十分撹拌した後、AIBN0.3
gを添加して重合を開始した。70℃で6時間加熱撹拌
してブレンダーエマルションを得た。ガスクロマトグラ
フィーの分析で99%以上重合したことが確認された。
得られたブレンダーエマルションの分子量をGPCで測
定すると、重量平均分子量は250,000であった
(ポリスチレン換算)。Rfポリエステルエマルション
とブレンダーエマルションの固型分の重量比が3:7に
なるように、両者をブレンドして、ポリマーの組成が製
造例6の複合エマルションと全く同一のブレンドエマル
ションを得た。
【0037】製造例7(Rfマレエートの複合エマルシ
ョン) パーフルオロアルキルエタノール[CF3CF2(CF2C
F2)nCH2CH2OH(ただし、n=2、3、4、5、
6のモル比が2:50:30:15:3の混合物、平均
分子量516)]300g(0.581モル)とマレイン
酸132g(1.138モル)、ベンゼン80gをディ
ーンスタックトラップを備えたフラスコに仕込み、撹拌
しながら55℃に加熱した。p−トルエンスルホン酸を
0.1g、硫酸を0.4g加えた後、83℃に加熱した。
ベンゼンを還流させ、水を抜きながら11時間反応を続
けた。その後、28gの10%炭酸ソーダ水溶液を加え
て2時間撹拌を続け、続けてベンゼンと水を88℃、2
0mmHgで留去した。温度を約90℃とし、SUSのメ
ッシュで濾過して不溶物を取り除き、パーフルオロアル
キル基含有マレエート(Rfマレエート)400g(収
率93%)を得た。Rfポリエステルに代えてRfマレ
エートを用いる以外は、製造例6と同様の手順を繰返
し、Rfマレエート複合エマルションを調製した。
【0038】比較製造例17(Rfマレエートのブレン
ドエマルション) Rfマレエートを用いる以外は、比較製造例1と同様の
手順を繰返し、Rfマレエートのブレンドエマルション
を調製した。
【0039】製造例8(Rfフマレートの複合エマルシ
ョン) マレイン酸に代えてフマル酸132gを用いる以外は、
製造例7と同様の手順を繰返し、パーフルオロアルキル
基含有フマレート(Rfフマレート)を調製した。さら
に、製造例7と同様の手順を繰返し、Rfフマレート複
合エマルションを調製した。
【0040】比較製造例18(Rfフマレートのブレン
ドエマルション) Rfフマレートを用いる以外は、比較製造例1と同様の
手順を繰返し、Rfフマレートのブレンドエマルション
を調製した。
【0041】実施例2(Rfポリエステル複合エマルシ
ョン) 製造例6のRfポリエステル複合エマルションを水で希
釈し、固型分3重量%の液を調製して処理液とする。こ
の処理液をナイロン製ループパイルカーペット生地(未
バッキング品)に処理量100g/m2となるようにスプ
レー塗布し、130℃で3分間加熱乾燥した。処理カー
ペットについて、撥水撥油性、防汚性を評価した。結果
を表7に示す。
【0042】比較例4(Rfポリエステルブレンドエマ
ルション) 比較製造例16で得られたRfポリエステルブレンドエ
マルションを用いる以外は、実施例2と同様の手順を繰
返し、撥水撥油性、防汚性を評価した。結果を表7に示
す。
【0043】実施例3(Rfマレエート複合エマルショ
ン) 製造例7で得られたRfマレエート複合エマルションを
用いる以外は、実施例2と同様の手順を繰返し、撥水撥
油性、防汚性を評価した。結果を表7に示す。
【0044】比較例5(Rfマレエートブレンドエマル
ション) 比較製造例17で得られたRfマレエートブレンドエマ
ルションを用いる以外は、実施例2と同様の手順を繰返
し、撥水撥油性、防汚性を評価した。結果を表7に示
す。
【0045】実施例4(Rfフマレート複合エマルショ
ン) 製造例8で得られたRfマレエート複合エマルションを
用いる以外は、実施例2と同様の手順を繰返し、撥水撥
油性、防汚性を評価した。結果を表7に示す。
【0046】比較例6(Rfフマレートブレンドエマル
ション) 比較製造例18で得られたRfフマレートブレンドエマ
ルションを用いる以外は、実施例2と同様の手順を繰返
し、撥水撥油性、防汚性を評価した。結果を表7に示
す。
【0047】
【表7】 Rf化合物がRfポリエステル、Rfマレエート、Rfフマレートである複合エマ ルション、およびそれと同一組成のブレンドエマルションの撥水性、撥油性およ び防汚性エマルションの種類 撥水性 撥油性 防汚性 実施例2 Rfポリエステル複合エマルション 30 4 19 比較例4 Rfポリエステルブレンドエマルション 20 3 30 実施例3 Rfマレエート複合エマルション 40 5 21 比較例5 Rfマレエートブレンドエマルション 30 4 35 実施例4 Rfフマレート複合エマルション 40 5 20比較例6 Rfフマレートブレンドエマルション 30 4 28
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1および比較例1〜3で使用したエマ
ルションにおいて、F/Cとポリマー中のフッ素濃度と
の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻巣 浩子 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 榎本 孝司 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 上田 晶彦 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリフルオロアルキル基含有(メタ)ア
    クリレート重合体、ポリフルオロアルキル基含有ポリエ
    ステル、ポリフルオロアルキル基含有マレエートおよび
    ポリフルオロアルキル基含有フマレートから成る群から
    選択された少なくとも一種のポリフルオロアルキル基含
    有化合物を、(メタ)アクリル酸エステル、ビニルエス
    テル、スチレン系化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン
    から成る群から選択された少なくとも一種の単量体に溶
    解したものを水中に乳化することにより水中油型エマル
    ションを調製し、これを重合して得られたポリマーエマ
    ルションを必須成分とする撥水撥油性を有する防汚加工
    剤組成物。
  2. 【請求項2】 ポリフルオロアルキル基含有化合物が、
    一般式(1): 【化1】 で表される繰り返し単位を有するポリフルオロアルキル
    基含有(メタ)アクリレートの重合体、一般式(2): 【化2】 で表されるポリフルオロアルキル基含有ポリエステル、
    一般式(3): 【化3】 で表されるポリフルオロアルキル基含有マレエート、ま
    たは一般式(4): 【化4】 で表されるポリフルオロアルキル基含有フマレート[上
    記式中、Rfは炭素数6〜16のポリフルオロアルキル
    基であり、Aは炭素数1〜4のアルキレン基、または、 【化5】 (但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素数
    1〜4のアルキレン基である)または、 【化6】 であり、B1は炭素数1〜4のアルキレン基、またはフ
    ェニレン基であり、Xは水素原子またはメチル基であ
    り、yは1〜100、zは1〜1000である。]であ
    る請求項1項記載の防汚加工剤組成物。
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