説明

含フッ素重合体および表面処理剤

(I) ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを
(II) ピラゾール化合物またはマロネートエステル化合物によってブロックされているイソシアネート化合物の存在下で、重合することによって製造された含フッ素重合体が開示されている。含フッ素重合体を含んでなる撥水撥油剤組成物は、優れた撥水撥油性および優れたその耐久性を基材に付与することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、優れた撥水撥油性および撥水撥油性の優れた耐久性を与えることができる撥水撥油性共重合体および組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
様々なフルオロカーボンポリマーが、疎油性/撥油性を布に付与するために繊維産業で広く使用されている。例えば、米国特許第5247008号には、アクリル酸またはメタクリル酸のパーフルオロアルキルエステルと、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルと、アクリル酸またはメタクリル酸のアミノアルキルエステルとの共重合体の水性分散物である、繊維製品、皮革、紙および鉱物基材のための仕上げ剤が記載されている。
【0003】
米国特許第5068295号には、アクリル酸またはメタクリル酸のパーフルオロアルキルエステルと、ビニル基を含有するポリ有機シロキサンと、イソシアネート基またはブロックイソシアネート基を含有するビニル単量体との共重合体を含む撥水撥油剤が記載されている。
【0004】
米国特許第6582620号および米国特許第5883185号には、(A)フッ素化アルキルを有するアルコキシシランと、(B)アミノを有するアルコキシシランと、(C)アルコキシシリルを有するポリ有機シロキサンとの共加水分解および縮合によって得られる、繊維製品を撥水性および撥油性にするための繊維製品用の処理用組成物が記載されている。
【0005】
米国特許第5536304号には、繊維製品に撥油性を与えるために、コハク酸無水物を末端に有するポリジメチルシロキサンと、ポリ(メタクリル酸フルオロアルキル)との配合物を綿に適用することが記載されている。
【0006】
米国特許第6472019号には、繊維製品を、含フッ素重合体および硫酸化脂肪酸化合物を含んでなる撥水撥油剤で処理することが記載され、国際特許出願公開WO2004/069935および同WO2004/069955には、繊維製品を処理するための水性分散物として供給される含フッ素重合体が記載されている。
【0007】
米国特許6376592号は、処理により柔らかい手触りを与え、そして、洗濯、ドライクリーニングおよび摩滅に対して耐久性に優れている実用的な撥水性および撥油性を与えることができる水分散液型の撥水撥油剤組成物を開示している。
【0008】
上述の撥水撥油剤の主要な不都合の1つは、撥水撥油剤が優れた耐久性を有する非常に高い撥水撥油性を与えることができないということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、優れた撥水撥油性および撥水撥油性の優れた耐久性を与える含フッ素重合体を含んで成る撥水撥油剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上述の目的が、
(I)ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート
を含んでなる含フッ素重合体を含んでなる撥水撥油剤組成物であって、
撥水撥油剤組成物が、
(II)ピラゾール化合物およびマロネートエステル化合物からなる群から選択された少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネート化合物
含んでなる撥水撥油剤組成物によって達成できることを見い出した。
【0011】
撥水撥油剤組成物は、
ブロックイソシアネート化合物に化学的に結合した含フッ素重合体;
含フッ素重合体およびブロックイソシアネート化合物のクラスタ;および/または
含フッ素重合体とブロックイソシアネート化合物の混合物
を含んでなってよい。
【0012】
本発明は、
(I) ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを、
(II) ピラゾール化合物およびマロネートエステル化合物からなる群から選択された少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネート化合物の存在下で、
重合することによって製造された含フッ素重合体を提供する。
【0013】
本発明は、前記含フッ素重合体を含んでなる水分散型の撥水撥油剤組成物を提供する。
【0014】
本発明の水分散撥水撥油剤組成物は、撥水撥油性を様々な表面に提供するために有用である。繊維製品が処理されたとき、本発明のフルオロシリコーン重合体は、従来のフルオロカーボン系撥油剤処理よりも柔らかい手触りまたは風合いを提供することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、基材を処理した場合に、撥水撥油剤組成物は、優れた撥水撥油性および優れた撥水撥油性の耐久性を付与することができる。基材が繊維製品である場合に、処理された繊維製品はかなり良好な風合いを有する。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の撥水撥油性重合体は、(I)含フッ素重合体、好ましくは含フッ素含ケイ素重合体、および(II)ブロックイソシアネートを含んでなる。
【0017】
本発明において、含フッ素重合体を形成する単量体(A)は、
(a)含フッ素単量体、
(b)必要により存在する、架橋性単量体以外の非フッ素単量体、および
(c)必要により存在する、架橋性単量体
を含んでなる。
【0018】
含フッ素重合体は、1種類の単量体から形成される単独重合体、または、2種類以上の単量体から形成される共重合体であってよい。
単独重合体は、含フッ素単量体(a)から誘導された繰り返し単位を有する。共重合体は、2種類以上の含フッ素単量体(a)から誘導された繰り返し単位を有してよく、または、含フッ素単量体(a)から誘導された繰り返し単位に加えて、非フッ素単量体(b)と、必要により、架橋性単量体(c)とから誘導された繰り返し単位を有してよい。
【0019】
含フッ素重合体は、単量体(A)を官能性オルガノポリシロキサン(C)の存在下で重合することによって製造することができる。
【0020】
本発明の表面処理剤を構成する含フッ素重合体は、
(a)含フッ素単量体、および
必要により、(b)架橋性単量体以外の非フッ素単量体、および
必要により、(c)架橋性単量体
を含んでなる。
【0021】
(A)単量体
(a)含フッ素単量体
本発明の成分(a)は、式:
CH=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子またはメチル基、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合または二価の有機基であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体であってよい。
【0022】
Zは、例えば、炭素数1〜20の直鎖アルキレン基または分枝状アルキレン基、例えば、式−(CH−(式中、xは1〜10である。)で示される基、あるいは、式−SON(R)R−または式−CON(R)R−で示される基(式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または分枝状アルキレン基である。)、あるいは、式−CHCH(OR)CH−(式中、Rは、水素原子、または、炭素数1〜10のアシル基(例えば、ホルミルまたはアセチルなど)を表す。)で示される基、式−Ar−CH−(式中、Arは、置換基を必要により有するアリーレン基である。)で示される基、あるいは、−(CH)−SO−(CH)−基、または−(CH)−S−(CH)−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であってよい。
【0023】
含フッ素単量体(a)は、式:
CH=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (I)
[式中、Xは、水素原子またはメチル基、
Yは、−O−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OZ1)CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH)−SO−(CH)−基、または−(CH)−S−(CH)−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示されるアクリレートエステルまたはメタクリレートエステル[すなわち、(メタ)アクリレートエステル]であることが好ましい。
【0024】
式(I)において、Rf基が、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。Rf基の炭素数は、1〜20、例えば3〜12である。Rf基の炭素数は1〜6であってもよい。Rf基の例としては、-CF3, -CF2CF3, -CF2CF2CF3, -CF(CF3)2, -CF2CF2CF2CF3, -CF2CF(CF3)2, -C(CF3)3, -(CF2)4CF3, -(CF2)2CF(CF3)2, -CF2C(CF3)3, -CF(CF3)CF2CF2CF3, -(CF2)5CF3, -(CF2)3CF(CF3)2, および C8F17が挙げられる。
【0025】
Zは、好ましくは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OY1)CH2−基(但し、Y1は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH)−SO−(CH)−基、または−(CH)−S−(CH)−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)である。脂肪族基はアルキレン基(特に炭素数1〜4、例えば、1または2)であることが好ましい。芳香族基および環状脂肪族基は、置換されていてもあるいは置換されていなくてもどちらでもよい。S基またはSO基は、Rfに直接に結合していてよい。
【0026】
含フッ素単量体(a)の例は、次のとおりであるが、これらに限定されない。
【0027】
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-C6H4-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2N(-CH3) SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2N(-C2H5) SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-CH2CH(-OH) CH2-Rf
【0028】
CH2=C(-H)-C(=O)-O-CH2CH(-OCOCH3) CH2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-H)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
【0029】
[式中、Rfは、直鎖または分岐の炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
【0030】
(b)非フッ素単量体
本発明の含フッ素重合体は、非フッ素単量体(b)から誘導された繰り返し単位を有してよい。非フッ素単量体(b)は、架橋性単量体(c)とは異なる。単量体(b)は、好ましくは、炭素−炭素二重結合を有する非フッ素単量体である。単量体(b)は、好ましくは、フッ素を含まないビニル単量体である。非フッ素単量体(b)は一般には、1つの炭素−炭素二重結合を有する化合物である。非フッ素単量体(b)の好ましい例には、例えば、エチレン、酢酸ビニル、ハロゲン化ビニル(例えば、塩化ビニルなど)、ハロゲン化ビニリデン(例えば、塩化ビニリデンなど)、アクリロニトリル、スチレン、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、およびビニルアルキルエーテルが含まれる。非フッ素単量体(b)はこれらの例に限定されない。非フッ素単量体(b)はハロゲン化ビニルおよび/またはハロゲン化ビニリデンを含有してよい。
【0031】
非フッ素単量体(b)は、アルキル基を有する(メタ)アクリレートエステルであってよい。アルキル基の炭素原子の数は1〜30であってよく、例えば、6〜30(例えば、10〜30)であってよい。例えば、非フッ素単量体(b)は、一般式:
CH=CACOOA
[式中、Aは、水素原子、メチル基、または、フッ素原子以外のハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子)であり、
は、C2n+1(n=1〜30)によって表されるアルキル基である。]
で示されるアクリレートであってよい。
【0032】
(c)架橋性単量体
本発明の含フッ素重合体は、架橋性単量体(c)から誘導された繰り返し単位を有していてよい。架橋性単量体(c)は、少なくとも2つの反応性基および/または炭素−炭素二重結合を有し、フッ素を含有しないビニル単量体であってよい。架橋性単量体(c)は、少なくとも2つの炭素−炭素二重結合を有する化合物、あるいは少なくとも1つの炭素−炭素二重結合および少なくとも1つの反応性基を有する化合物であってよい。反応性基の例は、ヒドロキシル基、エポキシ基、クロロメチル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基、カルボキシル基、活性メチレン基などである。
【0033】
架橋性単量体(c)としては、例えば、ジアセトンアクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどが例示されるが、これらに限定されるものでない。
【0034】
単量体(b)および/または単量体(c)を共重合させることにより、撥水撥油性や防汚性およびこれらの性能の耐クリーニング性、耐洗濯性、溶剤への溶解性、硬さ、感触などの種々の性質を必要に応じて改善することができる。
【0035】
含フッ素重合体において、含フッ素単量体(a)100重量部に対して、非フッ素単量体(b)の量が0.1〜100重量部、例えば0.1〜50重量部であり、架橋性単量体(c)の量が50重量部以下、例えば20重量部以下、特に0.1〜15重量部であってよい。
【0036】
単量体(A)を、ブロックイソシアネートおよび必要によりオルガノポリシロキサン(C)の存在下で重合することができる。単量体(A)に含まれるオレフィン性不飽和コモノマーの例には、炭素数1〜30のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステル(例えば、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルまたはメタクリル酸ブチルなど)が含まれる。アクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルは、単量体(A)、ブロックイソシアネートおよび必要によりオルガノポリシロキサン(C)の反応から生じる得られた製造重合体のガラス転移温度(Tg)を調節するために使用することができる;例えば、炭素数4〜20(特に、8〜20)の長鎖アルキル基を有するアクリル酸エステル(例えば、アクリル酸ステアリルまたはメタクリル酸ステアリアル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、あるいは、アクリル酸ドデシルまたはメタクリル酸ドデシルなど)を、より低いTgを有するより軟らかい重合体を形成させるために使用することができる。アクリル酸アルキル系単量体またはメタクリル酸アルキル系単量体との共重合体は様々な特性を改善することができ、例えば、撥水撥油性および汚れ脱離性、そのような撥水撥油性および汚れ脱離性のクリーニング耐久性、洗濯耐久性および耐摩耗性、溶媒に対する溶解性、硬さおよび感触(手触り)などを改善することができる。
【0037】
使用してよい他のアクリレート系コモノマーまたはメタクリレート系コモノマーには、ポリエチレングリコールアクリレートまたはポリエチレングリコールメタクリレート、プロピレングリコールアクリレートまたはプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレートまたはメトキシポリエチレングリコールメタクリレート、および、メトキシプロピレングリコールアクリレートまたはメトキシプロピレングリコールメタクリレートが含まれる。使用してよい他のオレフィン性不飽和コモノマーには、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレン、ビニルアルキルエーテル、イソプレン、または、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニルまたはプロピオン酸ビニルなど)が含まれる。
【0038】
繊維製品および他の基材における増大した持続性(耐久性)などの特性を与えるために、アミン基との反応性を有しないが、他の官能基との反応性を有し得る官能基を含有するオレフィン性不飽和コモノマーを使用してよい。そのような官能基の例には、ヒドロキシル、アミノおよびアミドがあり、そのような官能基を含有するオレフィン性不飽和コモノマーの例には、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルまたはメタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルまたはメタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、および、アクリル酸ジエチルアミノエチルまたはメタクリル酸ジエチルアミノエチルがある。
【0039】
(B)ブロックイソシアネート化合物
ブロックイソシアネート化合物(B)は、ブロックイソシアネート基を有し、重合性不飽和基を有しない化合物であり、少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネートのイソシアネート部分を有する化合物である。
【0040】
イソシアネート化合物(B)は、ピラゾール化合物またはマロネートエステル化合によってブロックされているイソシアネートである。ブロックイソシアネート化合物(B)は、親水基を有する化合物によって変性されていてよい。
【0041】
親水基の例は、非イオン性親水基(例えば水酸基、アミノ基およびポリオキシアルキルエン基(特にポリオキシエチレン基));ならびに
イオン性(カチオン性またはアニオン性)親水基(例えばカルボキシル基、スルフェート基、スルホン基、スルホネート基およびスルフィット基)
を含む。
【0042】
イソシアネートは、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、MDIオリゴマー、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、付加物(例えばTDIまたはHDIのTMP(トリメチロールプロパン)付加物)、前述の化合物のアロファネート変性品、ビウレット変性品(例えばHDIから製造されるビウレット)、イソシアヌレート変性品(例えばTDIから製造されるイソシアヌレート、HDIから製造されるイソシアヌレート、IPDIから製造されるイソシアヌレートおよびTDIおよびHDIから製造されるイソシアヌレート)またはカルボジイミド変性品、あるいはウレタンプレポリマーであってよい。
【0043】
ブロックイソシアネート化合物を形成するためのブロック剤は、ピラゾール化合物またはマロネートエステル化合物である。
【0044】
ピラゾール化合物は、式:



[式中、それぞれのR11は、同一または異なって、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、N−置換カルバミル基、フェニル基、NO、ハロゲン原子または-C(=O)OR12基(R12は炭素数1〜4のアルキル基である。)であり、
nは0、1、2または3である。]
で示されるものであってよい。
【0045】
ピラゾール化合物の具体例としては、2−メチル−ピラゾール、3−メチル−ピラゾール、4−メチル−ピラゾール、2,4−ジメチル−ピラゾール、2,5−ジメチル−ピラゾール、3,4−ジメチル−ピラゾール、3,5−ジメチル−ピラゾール、4−ニトロ−3,5−ジメチル−ピラゾール、4−ブロモ−3,5−ジメチル−ピラゾールが挙げられる。
【0046】
マロネートエステル化合物は、マロン酸とアルコール(例えば一価アルコール)との間の反応生成物(モノエステルまたはジエステル、好ましくはジエステル)である。一般に、アルコールは、水酸基に結合した、1〜30の炭素原子を有する炭化水素基を有する。炭化水素基は、好ましくはアルキル基(特に1〜4の炭素原子を有するアルキル基)である。
【0047】
マロネートエステルの具体例としては、ジメチルマロネート、ジエチルマロネート、ジプロピルマロネート、ジブチルマロネート、メチルマロネート、エチルマロネート、プロピルマロネートおよびブチルマロネートが挙げられる。ジエステルが好ましい。マロネートエステルの好ましい具体例としては、ジメチルマロネート、ジエチルマロネート、ジプロピルマロネートおよびジブチルマロネートが挙げられる。
【0048】
ブロックイソシアネート化合物(B)は、親水基を有する化合物によって変性されていてよい。親水基を有する化合物は、非イオン性親水基を有する化合物またはイオン性親水基を有する化合物であってよい。あるいは、親水基を有する化合物は、非イオン性親水基を有する化合物またはイオン性親水基を有する化合物とイソシアネート間の反応、通常、活性水素(例えば−OHまたは−NH)とイソシアナト基(−NCO)との間の反応から生じていてよい。非イオン性親水基を有する化合物およびイオン性親水基を有する化合物の各々は、100〜4000、特に200〜2000の数平均分子量を有することが好ましい。非イオン性親水基を有する化合物が特に好ましい。非イオン性親水基を有する化合物は、片末端における活性水素原子およびポリエチレンオキサイド鎖を有する化合物であることが好ましい。アルキレンオキサイド、特にエチレンオキサイドを、(例えば、1〜30の炭素原子を有する)モノアルコール、例えばメタノールに付加反応することによって、非イオン性親水基を有する化合物を製造できる。ここで、エチレンオキサイドの量は、アルキレンオキサイドに基づいて、少なくとも50重量%であることが好ましい(エチレンオキサイドの量の上限はアルキレンオキサイドに基づいて100重量%、例えば90重量%である。)。非イオン性親水基を有する化合物は、アルキレンオキサイドに基づいて、0〜50重量%、例えば0〜20重量%、特に1〜10重量%の量のプロピレンオキサイド単位を含んでいてよい。イオン性親水基を有する化合物は、アニオン性化合物(例えばヒドロキシカルボン酸、アミノ酸、アミノスルホン酸およびヒドロキシスルホン酸)であることが好ましい。ジメチルアミノプロパノールのようなヒドロキシ基を有する第3級アミノ化合物のようなカチオン性化合物を、イオン性親水基を有する化合物として使用できる。ヒドロキシ基を有する第3級アミノ化合物は、イソシアネート基と反応後さらに酸で中和するか、ベンジルクロライド等の四級化剤をさらに反応させて四級塩とすることもできる。
【0049】
親水基を有する化合物の例は、(例えばC−C30の)脂肪族基を有する一価〜四価のアルコール、および[(例えばC−Cの)アルキレンオキサイドを(例えばC−C30の)一価アルコールに付加することによって製造される]少なくとも一つのオキシアルキレン基を有する(例えばC−C200の)一価アルコールを含む。親水基を有する化合物の具体例としては、式:
R-(O-CH2CH2)n-OH
[式中、RはC−C10の脂肪族(またはアルキル)基(例えばCH3、 C2H5、 C3H7、 C4H9)であり、nは2〜50、好ましくは5〜25である。]
で示される化合物が挙げられる。
【0050】
ブロックイソシアネート化合物は、
[A(NCO)(式中、Aおよびmは下記と同意義である。例えば、Aは、イソシアネート反応性基が取り除かれた後に残っている基であり、mは2〜8の整数である。)であってよい]イソシアネートを
[RH(式中、Rは、窒素原子または酸素原子のようなヘテロ原子によって置換されていてよい炭化水素基であってよく、Hは水素原子である)であってよい]ブロック剤と反応させることによって、製造することができる。
【0051】
ブロックイソシアネート化合物は、式:
A−Y
[式中、Aは、m価(mは2〜8の整数である。)の脂肪族基、脂環式基、ヘテロ環状基または芳香族基であり、
Yは、同一または異なって、



(ここで、それぞれのR11は、同一または異なって、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、N−置換カルバミル基、フェニル基、NO、ハロゲン原子または-C(=O)OR12基(R12は炭素数1〜4のアルキル基)であり、
nは0、1、2または3である。);
-NH-C(=O)-CH-(C(=O)-OR21)2
(ここで、R21は、1〜30の炭素原子を有している炭化水素基または親水基を含んでいる一価の残基である。); または
-NHCOO-(R31-O)k-R32
(ここで、R31は2〜5の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R32はC1-C10の脂肪族(またはアルキル)基、例えば、CH3、 C2H5、 C3H7 および C4H9
kは2〜50、好ましくは5〜25である。)
であり、
mは1〜10、特に2〜5である。]
で示される化合物であってよい。
【0052】
イソシアネート化合物(II)におけるY基は、
(i)


(ii) -NH-C(=O)-CH-(C(=O)-OR21)2
(iii) -NHCOO-(R31-O)k-R32 または
(iv) 成分(i)、 (ii) および (iii)から選択された少なくとも2種からなる組合せ
であることが好ましい。
【0053】
ブロックイソシアネート化合物の量は、すべての単量体または含フッ素重合体100重量部に基づいて、0.5〜50重量部、例えば1〜20重量部であってよい。
【0054】
本発明の重合体または組成物は、
(i)重合性モノマーおよびブロックイソシアネートを水性媒体に分散させて、重合性モノマーを重合させる方法によって、あるいは、(ii)重合性モノマーを重合させた後にブロックイソシアネートを加える方法によって、製造することができる。方法(i)は、含フッ素重合体およびブロックイソシアネートによって形成されるクラスタを含んでなる(そして、液体媒体(例えば水性媒体)に分散している)組成物、またはブロックイソシアネート化合物に化学的に結合されている含フッ素重合体を含んでなる組成物を与えることができる。方法(ii)は、含フッ素重合体とブロックイソシアネートの混合物を含んでなる組成物、またはブロックイソシアネート化合物に化学的に結合されている含フッ素重合体を含んでなる組成物を与えることができる。特に含フッ素重合体とブロックイソシアネートの混合物が組成物に含まれるときに、ブロックイソシアネートは、例えば、親水基を有する上述の化合物(例えば片末端の活性水素原子およびポリエチレンオキサイド鎖を有する化合物)でブロックイソシアネートを(−NCO基と活性水素原子との反応によって)変性することによって少なくとも一つの親水基を有することが好ましい。このように、ブロックイソシアネートは、少なくとも一つの(例えば、1〜3の)ブロックしている(ブロック剤に由来する)基および少なくとも一つの(例えば、1または2の)親水基を有することができる。
【0055】
100重量部の重合性モノマーに基づいて、1〜100重量部の量のブロックイソシアネート存在下で、重合性モノマーを重合させることが好ましい。本発明の組成物において、ブロックイソシアネートは、重合性モノマーまたは含フッ素重合体に結合していてもよいし、あるいは結合していなくてもよい。
【0056】
(C)官能性オルガノポリシロキサン
官能性オルガノポリシロキサン(C)を、含フッ素重合体の製造において使用することが好ましい。
【0057】
官能性オルガノポリシロキサンは、メルカプト官能性オルガノポリシロキサン、ビニル官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサン、(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンまたはその混合物である。官能性オルガノポリシロキサン(C)は、連鎖移動剤として機能する。重合反応によって、官能性オルガノポリシロキサン(C)は、官能性有機基を介して、含フッ素重合体に結合する。
【0058】
官能性オルガノポリシロキサンは、メルカプト官能性オルガノポリシロキサン(すなわち、分子に存在するメルカプト官能性有機基を有するオルガノポリシロキサン)でもよい。ここで使用しているように、「メルカプト官能性有機基」は、例えば、硫黄原子を含んでいるいずれかの有機基、例えば−(CH−SH(nは、0〜10の数、特に1〜5の数である)を意味する。メルカプト基含有シリコーン(C)(すなわち、メルカプト官能性オルガノポリシロキサン)は、少なくとも1つ(例えば1〜500、特に1〜50、特別に2〜40)のメルカプト基および2つ以上のシロキサン結合を有するシリコーン部分を有するシロキサン化合物である。
【0059】
官能性オルガノポリシロキサンは、ビニル官能性オルガノポリシロキサン(すなわち、分子に存在するビニル官能性有機基を有するオルガノポリシロキサン)でもよい。ここで使用しているように、「ビニル官能性有機基」は、−CH=CH基を含んでいるいずれかの有機基、例えば−(CH−CH=CH(nは、0〜10の数、特に1〜5の数)を意味する。ビニル基含有シリコーン(C)(すなわち、ビニル官能性オルガノポリシロキサン(C))は、少なくとも1つ(例えば1〜500、特に1〜50、特別に2〜40)のビニル基および2つ以上のシロキサン結合を有するシリコーン部分を有するシロキサン化合物である。
【0060】
官能性オルガノポリシロキサンは、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサン(すなわち分子に存在する(メタ)アクリルアミド官能性有機基を有するオルガノポリシロキサン)でもよい。「(メタ)アクリルアミド」という用語はアクリルアミドまたはメタクリルアミドを意味する。ここで使用しているように、「(メタ)アクリルアミド官能性有機基」は、−NHC(=O)−CQ=CH基を含んでいる基、例えば−(CH−NHC(=O)−CQ=CH(ここで、Qは水素原子またはメチル基であり、nは0〜10の数、特に1〜5の数である)。(メタ)アクリルアミド基含有シリコーン(C)(すなわち(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサン(C))は、少なくとも1つの(例えば1〜500、特に1〜50、特別に2〜40)(メタ)アクリルアミド基および2つ以上のシロキサン結合を有するシリコーン部分を有するシロキサン化合物である。
【0061】
官能性オルガノポリシロキサンは、(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサン(すなわち分子に存在する(メタ)アクリレート官能性有機基を有するオルガノポリシロキサン)でもよい。「(メタ)アクリレート」という用語はアクリレートまたはメタクリレートを意味する。ここで使用しているように、「(メタ)アクリレート官能性有機基」は、-Q-O-C(=O)CX=CH2 (ここで、Qは二価の有機基、例えばC1-20炭化水素基、例示すればC1-10アルキレン基、Xは メチル(Me)または水素(H)である。)を含んでいる基である。(メタ)アクリレート基含有シリコーン(C)(すなわち(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサン(C))は、少なくとも1つの(例えば1〜500、特に1〜50、特別に2〜40)(メタ)アクリレート基および2つ以上のシロキサン結合を有するシリコーン部分を有するシロキサン化合物である。
【0062】
様々なオルガノポリシロキサンがこの分野では広く知られており、それらは一般式RSiO(4−n)/2によって示されることが多く、この場合、オルガノポリシロキサンは、任意の数の「M」(一官能性)シロキシ単位(RSiO0.5)、「D」(二官能性)シロキシ単位(RSiO)、「T」(三官能性)シロキシ単位(RSiO1.5)、または、「Q」シロキシ単位(SiO)を含んでよい(式において、Rは独立して、一価の有機基である)。これらのシロキシ単位は、環状構造、線状構造または分枝状構造を形成させるために、様々な様式で組み合わせることができる。得られるポリマー構造体の化学的性質および物理的性質は変化し得る。例えば、オルガノポリシロキサンは、揮発性または低粘度の液体、高粘度の液体/ガム、エラストマーまたはゴム、および、樹脂であり得る。Rは独立して、一価の有機基であり、あるいは、Rは、炭素数1〜30の炭化水素基であり、あるいは、Rは、炭素数1〜30のアルキル基であり、あるいは、Rはメチルである。
【0063】
本発明において官能性オルガノポリシロキサンとして有用なオルガノポリシロキサンは、式RSiO(4−n)/2におけるR基の少なくとも1つがメルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基であることによって、あるいは、R基の少なくとも1つがメルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基であり、R基の1つが有機官能性基であることによって、あるいは、R基の1つが、メルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基もまた含有する有機官能性基であることによって特徴づけられる。有機官能性基およびメルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基は、R置換基を有する任意のシロキシ単位に存在させることができる。すなわち、有機官能性基およびメルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基は、任意のM単位、D単位またはT単位に存在させることができる。典型的には、有機官能性基およびメルカプト基、ビニル基、(メタ)アクリルアミド基または(メタ)アクリレート基はDシロキシ単位におけるR置換基として存在する。
【0064】
本明細書中で使用される「有機官能性基」は、任意の数の炭素原子を含有する有機基を意味し、しかし、この基は、炭素および水素とは異なる少なくとも1つの原子を含有する。そのような有機官能性基の代表的な例には、少数の例を挙げると、アミン系、アミド系、スルホンアミド系、第四級基、エーテル系、エポキシ系、フェノール系、エステル系、カルボキシル系、ケトン系、ハロゲン置換アルキル系およびアリール系の基が含まれる。あるいは、有機官能性基はアミノ官能性の有機基である。
【0065】
有機官能性基がアミノ官能性の有機基であるとき、アミノ官能性の有機基は本明細書中ではRとして式において示され、式:−RNHR、式:−RNRまたは式:−RNHRNHR(式中、それぞれのRは独立して、炭素数2以上の二価の炭化水素基であり、Rは水素または炭素数1〜10であってよいアルキル基である。)を有する基によって例示される。それぞれのRは典型的には、炭素数2〜20のアルキレン基である。Rは、例えば、−CHCH−、−CHCHCH−、−CHCHCH−、−CHCHCHCH−、−CHCH(CH)CH−、−CHCHCHCHCH−、−CHCHCHCHCHCH−、−CHCHCH(CHCH)CHCHCH−、−CHCHCHCHCHCHCHCH−、および、−CHCHCHCHCHCHCHCHCHCH−などの基によって例示される。アルキル基Rは、Rについて上記で例示される通りである。Rがアルキル基であるとき、Rは典型的にはメチルである。
【0066】
好適なアミノ官能性炭化水素基のいくつかの例には、
−CHCHNH、−CHCHCHNH
−CHCHCHNH、−CHCHCHCHNH
−CHCHCHCHCHNH
−CHCHCHCHCHCHNH
−CHCHNHCH、−CHCHCHNHCH
−CH(CH)CHCHNHCH、−CHCHCHCHNHCH
−CHCHNHCHCHNH
−CHCHCHNHCHCHCHNH
−CHCHCHCHNHCHCHCHCHNH
−CHCHNHCHCHNHCH
−CHCHCHNHCHCHCHNHCH
−CHCHCHCHNHCHCHCHCHNHCH、および
−CHCHNHCHCHNHCHCHCHCHがある。典型的には、アミノ官能性基は−CHCHCHNHである。
【0067】
メルカプト官能性有機基は、本明細書における式においてRSで示され、式:-R1SR2(式中、それぞれのR1およびR2は上記のとおりである。)で示される基によって例示される。メルカプト官能性基の例は次式のとおりである;
-CH2CH2CH2SH、 -CH2CHCH3SH、 -CH2CH2CH2CH2SH、
-CH2CH2CH2CH2CH2SH、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2SH、
-CH2CH2SCH3である。典型的には、メルカプト官能性基は-CH2CH2CH2SHである。
【0068】
ビニル官能性有機基は、本明細書における式においてRVで示される。ビニル官能性有機基の例は次式のとおりである;
-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CHCH3-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2CH2-CH=CH2、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-CH=CH2。典型的には、ビニル官能性基は-CH=CH2である。
【0069】
(メタ)アクリルアミド官能性有機基は、本明細書における式においてRAMで示され、式: -R1-NH-C(=O)-CQ=CH2 (式中、R1は、少なくとも2つの炭素原子を有する2価の炭化水素基、Qは水素原子またはメチル基である。)で示される基によって例示される。(メタ)アクリルアミド官能性基の例は次式のとおりである;
-CH2CH2CH2-NH-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CHCH3-NH-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CHCH3-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2。典型的には、(メタ)アクリルアミド官能性基は-CH2CH2CH2-NH-C(=O)-C(CH3)=CH2である。
【0070】
(メタ)アクリレート官能性有機基は、本明細書における式においてRMAで示され、式: -R1-O-C(=O)-CQ=CH2 (式中、R1は、少なくとも2つの炭素原子を有する2価の炭化水素基、Qは水素原子またはメチル基である。)で示される基によって例示される。(メタ)アクリレート官能性基の例は次式のとおりである;
-CH2CH2CH2-O-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2
-CH2CHCH3-O-C(=O)-CH=CH2、 -CH2CHCH3-O-C(=O)-C(CH3)=CH2
-CH2CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2、 -CH2CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2。典型的には、(メタ)アクリレート官能性基は、-CH2CH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2である。
【0071】
好ましい実施形態において、官能性オルガノポリシロキサン(C’として示される)は、下記の平均式を有するシロキシ単位を有する:
(RSiO)(RRSiO)(RRFOSiO)
[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのRは独立して、一価の有機基であり、
あるいは、それぞれのRは、炭素数1〜30の炭化水素であり、
あるいは、それぞれのRは、炭素数1〜12の一価アルキル基であり、
あるいは、それぞれのRはメチル基であり;
それぞれのRは、上記で定義されるような一価のアミノ官能性の有機基であり、
それぞれのRFOは、上記で定義されるような一価のメルカプト官能性の有機基(RS)、一価のビニル官能性の有機基(RV)、一価の(メタ)アクリルアミド官能性の有機基(RAM)または一価の(メタ)アクリレート官能性の有機基(RMA)である。]
【0072】
RN基は、RF (ここで、RF は、上記のような一価の有機官能性有機基、例えば水酸基、アミン基、アミド基、スルホンアミド基、第4級基、エーテル基、エポキシ基、フェノール基、エステル基、カルボキシル基、ケトン基、ハロゲン置換アルキル基およびアリール基である。)であってよい。例えば、官能性オルガノポリシロキサンは、下記の平均式を有するシロキシ単位を有する:
(RSiO)(RRFSiO)(RRFOSiO)
[式中、基および下付添字(すなわち、a、bおよびc)は、上記の定義のとおりである。]
FOは、一価のメルカプト官能性の有機基(RS)、一価のビニル官能性の有機基(RV)、一価の(メタ)アクリルアミド官能性の有機基(RAM)または一価の(メタ)アクリレート官能性の有機基(RMA)である。
【0073】
オルガノポリシロキサン(C’)は、末端が水素原子であってもよく(これは、ターポリマーの末端シロキシ単位におけるシラノール基となる。)、または、炭素数1〜30のアルキル基であってもよい(これは、ターポリマーの末端シロキシ単位におけるアルコキシ基となる。)。アルキル基が使用されるとき、アルキル基は、炭素数1〜30の直鎖状アルキルまたは分枝状アルキルであってよく、あるいは、アルキル基は、炭素数4〜20(あるいは、8〜20)の長鎖アルキル基(例えば、ステアリルなど)であってよい。あるいは、オルガノポリシロキサンはトリメチルシリル基を末端に有してよい。
【0074】
この好ましい態様のオルガノポリシロキサン(C’)は、例えば、次の平均式で示される:



[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのR’は、独立して、H、炭素数1〜40のアルキル基またはMe3Siである。]。
【0075】
この好ましい実施形態のアミノ-メルカプト官能性オルガノポリシロキサンターポリマー(C’)は、アミノ官能性基および/またはメルカプト官能性基を含有するオルガノポリシロキサンターポリマーを製造するためにこの分野で知られている任意の技術によって製造することができる。典型的には、オルガノポリシロキサン(C’)は、下記の一般的な反応スキームによって例示されるように、アミノ官能性アルコキシシランと、メルカプト官能性シラン単量体と、アルコキシ末端またはシラノール末端を有するオルガノポリシロキサンとの縮重合反応によって製造される。
【0076】


【0077】
オルガノポリシロキサンの縮合はこの分野では広く知られており、典型的には、強塩基(例えば、アルカリ金属水酸化物など)またはスズ化合物の添加によって触媒される。あるいは、官能化されたシクロシロキサンの共重合を使用することができる。
【0078】
ビニル基含有シリコーン(C)は、例えば、式:


【0079】
[式中、R1は、メチル基、メトキシ基、フェニル基またはヒドロキシル基、
R2は、メチル基、メトキシ基、フェニル基またはヒドロキシル基、
R3は、メチル基、メトキシ基、フェニル基またはヒドロキシル基、
R'は、水素原子、炭素数1〜40のアルキル基またはMe3SiまたはH、
Bは、1または2つのエーテル結合が介在してよい炭素数1〜10の二価の飽和炭化水素基、
Cは、ヒドロキシル系、アミン系、アミド系、スルホンアミド系、第四級基、エーテル系、エポキシ系、フェノール系、エステル系、カルボキシル系、ケトン系、ハロゲン置換アルキル系またはアリール系の基、
a、 bおよびcは、繰り返し単位の数を示す整数であり、aは1〜4000、例えば2〜2000、bは0〜1000、好ましくは1〜800、cは0〜1000、好ましくは1〜800である。]
で示される。
【0080】
ビニル基含有シリコーン(C)の例は次のとおりである。



[式中、R1基などの基および下付の符号は上記と同意義である。]
【0081】
官能性基Cはアミノ基であることが特に好ましい(すなわち、ビニル基含有シリコーン(C)は、ビニル-アミノシリコーンである。)。アミノ基は、化粧料を構成する他の物質との親和性および人体の肌との親和性を顕著に改良する効果を有する。
【0082】
この好ましい実施形態のオルガノポリシロキサン(C’)は、例えば、平均式:


[式中、aは、0〜4000、あるいは、1〜1000、あるいは、2〜400であり、
bは、0〜1000、あるいは、1〜100、あるいは、2〜50であり、
cは、1〜1000、あるいは、2〜100、あるいは、3〜50であり;
それぞれのR’は、H、炭素数1〜40のアルキル基またはMeSiである。]
で示されるものであってよい。
【0083】
この好ましい実施形態のビニル-アミノ官能性オルガノポリシロキサンターポリマー(C’)は、アミノ官能性基および/またはビニル官能性基を含有するオルガノポリシロキサンターポリマーを製造するためにこの分野で知られている任意の技術によって製造することができる。典型的には、オルガノポリシロキサンターポリマー(C’)は、下記の一般的な反応スキームによって例示されるように、例えば、ヘキサメチルジシロキサンのような末端ブロック剤の存在下で、アミノ官能性アルコキシシランと、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサンと、オクタメチルシクロテトラシロキサンとの平衡重合反応によって製造される。
【0084】

【0085】
平衡製造オルガノポリシロキサンはこの分野では広く知られており、典型的には、強酸または塩基(例えば、アルカリ金属水酸化物など)またはスルホン酸の添加によって触媒される。あるいは、官能化されたアルコキシシランおよびシラノール末端ポリジメチルシロキサンの共重合を使用することができる。
【0086】
典型的には、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンは、アミノ官能性オルガノポリシロキサンと(メタ)アクリル酸無水物との反応によって製造できる。反応において、アミノ基(-NH2)が(メタ)アクリルアミド基(-NH-C(=O)-CQ=CH2 (式中、Qは水素原子またはメチル基である。))に転化される。例えば、(メタ)アクリルアミド官能性オルガノポリシロキサンは、≡Si-(CH2)n-NH-C(=O)-CQ=CH2 基 (式中、Qは水素原子またはメチル基であり、nは0〜10、特に1〜5である。)を有していてよい。
【0087】
典型的には、(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンは、カルビノール官能性オルガノポリシロキサンと(メタ)アクリル酸無水物との反応によって製造できる。反応において、カルビノール基(-OH)が(メタ)アクリレート基(-O-C(=O)-CQ=CH2 (式中、Qは水素原子またはメチル基である。))に転化される。例えば、(メタ)アクリレート官能性オルガノポリシロキサンは、≡Si-(CH2)n-O-C(=O)-CQ=CH2 基 (式中、Qは水素原子またはメチル基であり、nは0〜10、特に1〜5である。)を有していてよい。
【0088】
含フッ素重合体は2,000〜5,000,000の重量平均分子量を有していてよく、特に、3,000〜5,000,000の重量平均分子量、とりわけ、10,000〜1,000,000の重量平均分子量を有していてよい。含フッ素重合体の重量平均分子量(ポリスチレン換算)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定できる。
【0089】
含フッ素重合体において、繰り返し単位は、化学式で示すとおりに位置しなくてもよく、含フッ素重合体はランダム重合体またはブロック共重合体であってよい。
【0090】
本発明の含フッ素重合体は、ブロックイソシアネート(B)および官能性オルガノポリシロキサン(C)の存在下で製造できる。
【0091】
含フッ素重合体は、塊状重合、溶液重合および乳化重合によって製造できる。乳化重合が好ましい。
【0092】
塊状重合では、単量体とブロックイソシアネートと必要により官能性オルガノポリシロキサンからなる混合物を窒素置換して、重合開始剤を添加し、混合物を30〜80℃の範囲で数時間(2〜15時間)にわたって撹拌して重合する方法が採用される。重合開始剤としては、例えば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−t−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が挙げられる。重合開始剤は単量体100重量部に対して、0.01〜20重量部、例えば0.01〜10重量部の範囲で用いられる。
【0093】
溶液重合の場合、単量体とブロックイソシアネートと必要により官能性オルガノポリシロキサンからなる混合物を、溶解可能でかつ不活性である適切な有機溶剤に溶解し、上記と同様に重合する。有機溶剤の例としては、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、シリコーン系溶媒および含フッ素溶媒が挙げられる。有機溶剤としては、単量体に不活性でこれらを溶解するものであり、例えば、アセトン、クロロホルム、HCHC225、イソプロピルアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタンなどが挙げられる。有機溶剤は単量体の合計100重量部に対して、50〜2000重量部、例えば、50〜1000重量部の範囲で用いられる。
【0094】
溶液重合では、重合開始剤の存在下で、単量体を有機溶剤に溶解させ、窒素置換後、30〜120℃の範囲で1〜10時間、加熱撹拌する方法が採用される。
【0095】
乳化重合の場合、適当な乳化剤を使用して単量体と、要すればブロックイソシアネートと官能性オルガノポリシロキサンの混合物を水に乳化した後、上記と同様に重合する。単量体(a)〜(c)とブロックイソシアネートと官能性オルガノポリシロキサンのいくつかの組合せにおいて、水中における単量体と官能性オルガノポリシロキサンの弱い相溶性は、劣った共重合性につながる。そのような場合、適当な補助溶媒、例えばグリコールとアルコールおよび/または低分子量の単量体を混合物の相溶性を高めるために加える方法を採用できる。乳化重合で使用される乳化剤における疎水性基は、炭化水素型、ケイ素含有型およびフッ素含有型のいずれでもよい。親水基のイオン性に関しては、ノニオン性基、アニオン性基、カチオン性基および両性基のいずれかを使用する。乳化重合用の重合開始剤は、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、アゾビスイソブチルアミジン−二塩酸塩、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のもの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−t−ブチルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、アセチルパーオキシド、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のものが用いられる。重合開始剤は単量体100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲で用いられる。
【0096】
乳化重合では、重合開始剤および乳化剤の存在下で、単量体を水中に乳化させ、窒素置換後、例えば30〜120℃、特に50〜80℃の範囲で1〜10時間、撹拌して共重合させる方法が採用される。
【0097】
単量体が完全に相溶しない場合は、これら単量体に充分に相溶させるような相溶化剤、例えば、水溶性有機溶剤や低分子量の単量体を添加することが好ましい。相溶化剤の添加により、乳化性および共重合性を向上させることが可能である。
【0098】
水溶性有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、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、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、エタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールなどが挙げられ、水100重量部に対して、1〜50重量部、例えば10〜40重量部の範囲で用いてよい。また、低分子量の単量体としては、メチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレートなどが挙げられ、単量体の総量100重量部に対して、1〜50重量部、例えば10〜40重量部の範囲で用いてよい。
【0099】
乳化剤としてはアニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤あるいはノニオン性乳化剤などの各種乳化剤を用いることができ、単量体100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲で用いられる。乳化重合で使用する乳化剤は、炭化水素、シリコーンまたは含フッ素化合物であってよい疎水性基、そして、ノニオン性、アニオン性、カチオン性または両性であってよい親水基を有することができる。ノニオン性乳化剤、またはカチオン性乳化剤とノニオン性乳化剤の組合せが、エマルジョンの安定性および皮膚への安全性の両方を得るために好ましい。アニオン性乳化剤の量は、アニオン性乳化剤およびノニオン性乳化剤の合計に基づいて、5〜80重量%、好ましくは10〜60重量%であってよい。好ましくは、アニオン性乳化剤はポリオキシエチレンアルキル(好ましくはC〜C30アルキル)エーテル硫酸塩であり、ノニオン性乳化剤は脂肪酸ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油および/またはポリオキシエチレン脂肪酸ソルビットエステルである。カチオン性乳化剤の好ましい例としては、塩化ステアリルトリメチルアンモニウムおよび塩化ジステアリルジメチルアンモニウムが挙げられる。
【0100】
高い重合体含量を有しかつ非常に微細で安定な粒子を有する共重合体水分散液を得るためには、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、単量体とブロックイソシアネートと官能性オルガノポリシロキサンの混合物を水に分散して混合物の微粒子を調製し、次いで重合することが望ましい。
【0101】
含フッ素重合体(I)は、媒体、特に液状媒体、例えば水性媒体において微粒子として存在するのが好ましい。含フッ素重合体(I)の微粒子の平均粒子径は、0.0001〜1μm、例えば0.01〜0.5μmであることが好ましい。平均粒子径がこの範囲であると、安定な分散液を得るために乳化剤の量は少なくてよく、撥水撥油性能が高く、重合体微粒子が安定に存在する。該平均粒子径は、動的光散乱スペクトルおよび電子顕微鏡により測定することができる。通常の乳化重合の方法で、乳化剤の存在下に重合を実施した場合、平均粒子径0.0001〜1μmが得られる。
【0102】
単量体(A)およびオルガノポリシロキサン(C)のフルオロシリコーン反応生成物は、そのような単量体の重合を行うためにこの分野で知られている任意の反応方法によって製造することができる。好ましくは、フルオロシリコーンを、
I)(A)式:
CH=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf
[式中、Xは、水素原子またはメチル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合または二価の有機基であり、
Rfは、炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。]
で示される含フッ素単量体を含んでなる単量体を、
(B)ブロックイソシアネート、および
(C)官能性オルガノポリシロキサン
の存在下、重合反応によって、好ましくは、ラジカル重合反応によって反応することを含んでなる本発明の方法によって製造することができる。
【0103】
この方法における成分(A)、成分(B)および成分(C)は、前記と同じである。
この方法はまた、極性有機溶媒の存在下で行うことができる。極性有機溶媒は、ブタノール、t−ブタノール、イソプロパノール、ブトキシエタノール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸ブチルまたは酢酸エチルから選択される1つまたは複数のアルコール系溶媒、ケトン系溶媒またはエステル系溶媒、ならびに/または、芳香族炭化水素(例えば、キシレン、トルエンまたはトリメチルベンゼンなど)、これらの1つまたは複数の混合物であってよい。
【0104】
ラジカル重合反応のための開始剤は、ラジカル反応を開始させるための、この分野で知られている任意の化合物(例えば、有機過酸化物またはアゾ化合物など)であってよい。代表的な限定されない例として、アゾ化合物、例えば、アゾビスイソブチロニトリルまたはアゾビスイソバレロニトリル(AIVN)など、過酸化物、例えば、ベンゾイルペルオキシドなどがある。重合温度は典型的には50℃〜120℃の範囲である。
【0105】
あるいは、重合反応生成物は、すべての成分が、水、界面活性剤および重合開始剤の存在下で重合される乳化重合の技術を使用して得ることができる。
フルオロシリコーン反応生成物は、それぞれの成分(A)および成分(C)の量によって制御されるように、単量体(A)とオルガノポリシロキサン(C)の様々な比率を含有してよい。フルオロシリコーンは、5重量%〜99.9重量%(好ましくは、10重量%〜95重量%)の単量体(A)と、0.1重量%〜95重量%(好ましくは、5重量%〜90重量%)のオルガノポリシロキサン(C)とを含有してよい(ここで、(A)および(C)の合計(重量%)は100%に等しい)。大きい割合のオルガノポリシロキサンを有するフルオロシリコーン生成物は、繊維状基材に対するより大きい持続性、または、処理された材料の手触りの柔らかさを提供することができる。大きい割合の含フッ素単量体を有する製造重合体は最大限の疎水性および疎油性を提供することができる。
【0106】
単量体(A)とブロックイソシアネート(B)の重量比は、限定されず、99.9:0.1〜10:90、例えば、99:1〜70:30であってよい。
【0107】
フルオロシリコーン反応生成物は一般には溶液として得られる。フルオロシリコーン反応生成物を、溶媒を蒸発させることによって単離することができる。撥油剤として適用するために、フルオロシリコーン反応生成物は一般には液体形態であることが必要であり、反応によって得られた溶液は、多くの場合、繊維製品への適用に好適な溶液に希釈することができる。あるいは、フルオロシリコーン反応生成物は、繊維製品への適用のために、異なる溶媒に、例えば、高沸点の極性有機溶媒に溶解することができる。あるいは、フルオロシリコーン反応生成物は、水および乳化剤(例えば、カチオン性界面活性剤および/またはノニオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤など)と混合することによって乳化させることができる。フルオロシリコーン反応生成物は乳化前に単離することができ、または、重合生成物の溶液は、必要により溶媒の除去により乳化させることができる。生成重合体が乳化重合によって得られるならば、生成重合体を単離することなく、乳化物が一般には使用され、必要に応じて希釈される。
【0108】
表面処理剤
撥水撥油剤組成物は、繊維製品を液体で処理するために知られている方法のいずれかによって繊維状基材(例えば、繊維製品など)に適用することができる。繊維製品に適用される組成物における含フッ素重合体の濃度は、繊維製品に対して、例えば、0.1重量%〜10重量%、好ましくは0.2重量%〜2重量%であってよい。繊維製品が布であるときには、布を液体に浸してよく、あるいは、布に液体を付着または噴霧してよい。処理された繊維製品は、撥水撥油性を発現させるために、乾燥され、好ましくは、例えば、100℃〜200℃で加熱される。
【0109】
あるいは、フルオロシリコーン反応生成物はクリーニング法によって繊維製品に適用してよく、例えば、洗濯適用またはドライクリーニング法などにおいて繊維製品に適用してよい。
【0110】
処理される繊維製品は、典型的には、布であり、これには、織物、編物および不織布、衣料品形態の布およびカーペットが含まれるが、繊維または糸または中間繊維製品(例えば、スライバーまたは粗糸など)であってもよい。繊維製品材料は、天然繊維(例えば、綿または羊毛など)、化学繊維(例えば、ビスコースレーヨンまたはレオセルなど)、または、合成繊維(例えば、ポリエステル、ポリアミドまたはアクリル繊維など)であってよく、あるいは、繊維の混合物(例えば、天然繊維および合成繊維の混合物など)であってよい。本発明の製造重合体は、セルロース系繊維(例えば、綿またはレーヨンなど)を疎油性および撥油性にすることにおいて特に効果的である。また、本発明の方法は一般に、繊維製品を疎水性および撥水性にする。本発明の重合体による繊維処理は撥水撥油性を布に付与し、一方では、同時に、処理されていない布と比較して、風合いにおける改善を付与し、また、知られているフルオロポリマー系繊維処理剤により処理された布と比較して、風合いにおける改善もまた付与する。
【0111】
あるいは、繊維状基材は皮革であってよい。製造重合体を、皮革を疎水性および疎油性にするために、皮革加工の様々な段階で、例えば、皮革の湿潤加工の期間中に、または、皮革の仕上げの期間中に、水溶液または水性乳化物から皮革に適用してよい。
あるいは、繊維状基材は紙であってもよい。製造重合体を、予め形成した紙に適用してよく、または、製紙の様々な段階で、例えば、紙の乾燥期間中に適用してもよい。
【0112】
本発明の表面処理剤は、溶液、エマルションまたはエアゾールの形態であることが好ましい。表面処理剤は、含フッ素重合体および媒体(例えば、液状媒体、特に、水性媒体、例えば、水あるいは水と有機溶媒の混合物)を含んでなる。水性媒体における有機溶媒は一般に水溶性有機溶媒である。有機溶媒の量は、媒体に対して、40重量%以下、例えば0.1〜20重量%であってよい。表面処理剤において、含フッ素重合体の濃度は、例えば、0.1〜50重量%であってよい。
【0113】
本発明の表面処理剤は、従来既知の方法により被処理物に適用することができる。表面処理剤の適用は、浸漬、スプレー、塗布によって行える。通常、該表面処理剤を有機溶剤または水に分散して希釈して、浸漬塗布、スプレー塗布、泡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よい。さらに、本発明の表面処理剤に、防虫剤、柔軟剤、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。基材と接触させる処理液における含フッ素化合物の濃度は0.01〜10重量%(特に、浸漬塗布の場合)、例えば0.05〜10重量%(特に、スプレー塗布の場合)であってよい。
【0114】
本発明の表面処理剤(例えば、撥水撥油剤)で処理される被処理物としては、繊維製品が好ましい。繊維製品としては種々の例を挙げることができる。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、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維などの無機繊維、あるいはこれらの混合繊維が挙げられる。
【0115】
繊維製品は、繊維、糸、布等の形態のいずれであってもよい。
【0116】
「処理」とは、処理剤を、浸漬、噴霧、塗布などにより被処理物に適用することを意味する。処理により、処理剤の有効成分である含フッ素重合体が被処理物の内部に浸透するおよび/または被処理物の表面に付着する。
【実施例】
【0117】
下記の製造例および実施例は本発明を詳しくさらに例示するが、発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。別途示されない限り、これらの例におけるすべての部および百分率は重量に基づいており、すべての測定値は約23℃で得られた。
【0118】
シャワー(スプレー)撥水性試験(JIS−L−1092)
シャワー撥水性試験をJIS−L−1092に従って行った。シャワー撥水性試験は(下記に記載されている表1に示されるように)撥水性No.によって表された。
体積が少なくとも250mlであるガラス漏斗、および、250mlの水を20秒間〜30秒間にわたって噴霧することができるスプレーノズルを使用する。試験片フレームは、直径が15cmの金属フレームである。サイズが約20cmx20cmである3枚の試験片シートを準備し、シートを試験片ホルダーフレームに固定し、シートにしわがないようにする。噴霧の中心をシートの中心に置く。室温の水(250mL)をガラス漏斗に入れ、試験片シートに(25秒〜30秒の時間にわたって)噴霧する。保持フレームを台から取り外し、保持フレームの一方の端をつかんで、前方表面を下側にし、反対側の端を堅い物質で軽くたたく。保持フレームを180°さらに回転させ、同じ手順を繰り返して、過剰な水滴を落とす。湿った試験片を、撥水性が不良から優れた順で、0、50、70、80、90および100の評点をつけるために、湿潤比較標準物と比較する。結果を3回の測定の平均から得る。
【0119】
【表1】

【0120】
撥油性試験(AATCC試験法118-1992に準じる。)
処理済み試験布を温度21℃、湿度65%の恒温恒湿機に4時間以上保管する。試験液(表2に示す)も温度21℃で保存したものを使用する。試験は温度21℃、湿度65%の恒温恒湿室で行う。試験液を試験布上に50μLの液滴を5滴で静かに滴下し、30秒間放置後、4滴または5滴の液滴が試験布上に残っていれば、その試験液をパスしたものとする。撥油性は、パスした試験液の最高点数とし、撥油性不良なものから良好なレベルまでFail(または0)、1、2、3、4、5、6、7および8の9段階で評価する。数字の後の表示「+」は、その数字よりも性質が高いことを示す。
【0121】
【表2】

【0122】
撥水撥油性の洗濯耐久性
JIS L-0217-103法による洗濯を1回または5回または10回または20回繰り返して行い、その後の撥水撥油性を評価する(HL1またはHL5またはHL10またはHL20)。HL0(または「初期」)は、未洗濯で評価を行ったことを意味する。
【0123】
アミノメルカプト官能性シロキサンの合成:
シロキサンA
冷却器、上部攪拌機および熱電対を取り付けた三つ口丸底フラスコに、第1シラノール末端ポリジメチルシロキサン(323g、Mn約900)、第2シラノール末端ポリジメチルシロキサン(380g、Mn約300)、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(230g)、アミノプロピルメチルジエトキシシラン(27g)、トリメチルエトキシシラン(42g)、水酸化バリウム(0.62g)およびオルトリン酸ナトリウム(0.25g)を仕込んだ。反応混合物を75℃に加熱し、この温度で3時間保った。次いで、揮発物を、75℃で4時間、減圧(200mbar)下で除き、アミノメルカプトシロキサンを得た。
【0124】
アミノメルカプトシロキサンの物理的性質および構造的性質を下記の表に記載する:
【0125】
【表3】

【0126】
合成例1
ブロックイソシアネートAの合成:
500mlの4つ口フラスコに、3,5−ジメチルピラゾール 8.0g(83.2mmol)を加え、メチルイソブチルケトン80gに溶解し、塩化カルシウム管装着下、72〜75℃の反応容器内温度に調節しながら、スミジュールN3300 16g(NCO当量 83.2mmol)とメチルイソブチルケトン 32gの溶液を1.5時間要して滴下した。滴下終了後、75℃で1時間攪拌した後、溶媒を減圧除去した。IR分析でNCO由来のピークが消失していることが確認された。更に室温で真空乾燥することで25gのブロックイソシアネート化合物を得た。この化合物をジプロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解、希釈して70%溶液(ブロックイソシアネートA)に調製した。
【0127】
合成例2
ブロックイソシアネートBの合成:
500mlの4つ口フラスコに、メチルエチルケトオキシム18.1g(208mmol)を加え、メチルイソブチルケトン200gに溶解し、ジブチルスズジラウリレート64mg(0.1mmol)を加えて、塩化カルシウム管装着下、72〜75℃の反応容器内温度に調節しながら、スミジュールN3300 40g(NCO当量 208mmol)とメチルイソブチルケトン 72gの溶液を1.5時間要して滴下した。滴下終了後、75℃で1時間攪拌した後、溶媒を減圧除去した。IR分析でNCO由来のピークが消失していることが確認された。更に室温で真空乾燥することで59gのブロックイソシアネート化合物を得た。この化合物をジプロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解、希釈して70%溶液(ブロックイソシアネートB)に調製した。
【0128】
実施例1
ポリエチレン容器に、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート(13FMA) 56.16g、イソボルニルメタクリレート(IBMA) 8.604g、ステアリルアクリレート(StA) 4.31g、 ダイアセトンアクリルアミド(DAAM) 0.86g、グリセロールメタクリレート(GLM) 0.86g、シロキサンA 8.59g、デスモジュールVPLS2253/1の70%ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)溶液 15.16g、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール 16.68g、カチオン2ABT 0.99g、ノニオンEAD−16 3.13g、ノニオンEAD−8 2.31g、 60℃の脱イオン水167.9gを仕込み、60℃で10分加熱した後、ホモミキサーにより5000−10000rpmで1分間にわたって予備混合し、さらに超音波により8分間にわたって乳化分散させた。
得られた溶液を500ccのオートクレーブに移し、槽内を3回、窒素で置換した後、塩化ビニルモノマー 21.52gを仕込み、さらにアゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(V−50)の水溶液(V−50 1.337g+脱イオン水 7.36g)を窒素で圧入した。混合物の温度を上げ、60℃で4時間にわたって重合した。重合後、残存している塩化ビニルを系内から除外し、室温(23℃)まで冷却した。得られた水分散体を脱イオン水で希釈して固形分濃度が20%になるように調製して、水分散体1を得た。
得られた重合体混合物および重合体の元素分析から、塩化ビニルは約75%、他のモノマーはほぼ100%反応していることがわかった。
【0129】
実施例2〜6
表4に示す配合で実施例1と同様の方法で重合し、水希釈することで固形分濃度20%の水分散体2〜6を得た。実施例6では、ブロックイソシアネート化合物を省略した。
【0130】
比較例1
表4に示す配合で実施例1と同様の方法で重合し、水希釈することで固形分濃度20%の水分散体C1を得た。
【0131】
比較例2および3
ブロックイソシアネートを共存することなく、表4に示す配合で実施例1と同様の方法で重合し、水希釈することで固形分濃度20%の水分散体C2およびC3を得た。
【0132】
【表4】

【0133】
【表5】

【0134】
試験例1
実施例1で調製した固形分濃度20%の水分散体1を水で希釈して、固形分濃度1%の処理液を調製した。この処理液にポリエステルタフタ布を浸せきした後、マングルで絞った。ウエットピックアップは約35%だった。この処理布を170℃で1分間、ピンテンターに通し、乾燥、キュアリングした。処理布を撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を表5に示す(初期)。処理布を10回または20回洗濯した後、室温で乾燥し、撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を表5に示す(HL10またはHL20)。
さらに、ナイロンタフタ布(ウエットピックアップは23%であった。)、綿ツイル布(布を固形分濃度1.5%の処理液に浸せきし、ウエットピックアップは62%であり、布を160℃で3分間、ピンテンターに通し、乾燥し、キュアリングした。)について同様の処理を行った。結果を表5に示す。
【0135】
試験例2〜5
水分散体1に代えて水分散体2〜5のそれぞれを使用する以外は試験例1と同様の方法で、ポリエステルタフタ布、ナイロンタフタ布、綿ツイル布のそれぞれを処理し、撥水性と撥油性を評価した。結果を表5に示す。
【0136】
試験例6
Trixene DP9C/214を、実施例6で製造した固形分濃度20%の水分散液6に加え、水で希釈して、固形分濃度1%の処理液を調製した(Trixene DP9C/214の固形分濃度0.1%および水分散液6の固形分濃度0.9%)。水分散体1に代えて、得られた処理液を使用する以外は試験例1と同様の方法で、ポリエステルタフタ布、ナイロンタフタ布、綿ツイル布のそれぞれを処理し、撥水性と撥油性を評価した。結果を表5に示す。
【0137】
比較試験例1
水分散体1に代えて水分散体C1を使用する以外は試験例1と同様の方法で、ポリエステルタフタ布、ナイロンタフタ布、綿ツイル布のそれぞれを処理し、撥水性と撥油性を評価した。結果を表5に示す。
【0138】
比較試験例2および3
(i)比較例2および3で調製した水分散体C2およびC3のそれぞれと、(ii)エラストロンBN−69(第一工業製薬(株)製)を水で希釈して、水分散体C2およびC3のそれぞれの固形分濃度0.9%およびエラストロンBN−69の固形分濃度0.1%(両者あわせて固形分濃度1.0%)である処理液を調製した。
水分散体1に代えて、得られた処理液を使用する以外は試験例1と同様の方法で、ポリエステルタフタ布、ナイロンタフタ布、綿ツイル布のそれぞれを処理し、撥水性と撥油性を評価した。結果を表5に示す。
【0139】
【表6】

【0140】
実施例7
ブロックイソシアネートの存在下での重合:
1Lポリエチレンビンに、CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOCH=CH2 (n=3.15) 96.3g、ステアリルアクリレート(StA)105.9g、ClCH2C(OH)HCH2OCOC(CH3)=CH2 (CHPMA) 1.3g、純水467.5g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 70.4g、ジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライド(75%品) 11.6g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(POEL) 8g 、ブロックイソシアネートA(70%品) 6.8gを入れ、60℃で30分加温後、ホモミキサーにより5000−10000rpmで30秒間攪拌後、ゴーリン乳化機で乳化分散させた。
次に、1Lオートクレーブに、その乳化液、ラウリルメルカプタン 1.0gを入れ、オートクレーブ内を窒素で3回置換後、塩化ビニル(VCM) 44gを圧入充填した。さらに、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(V−50) 1.6gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。重合後に残存する塩化ビニルを除き、この水分散体を室温(23℃)に冷却した。この水分散体を脱イオン水で希釈して固形分濃度が30%になるように調製して、水分散体7を得た。
【0141】
比較例4
実施例7と同様の方法で、ブロックイソシアネートAを共存しないで、表6の配合で重合し、水希釈により固形分濃度30%の水分散体C4を得た。
【0142】
【表7】

【0143】
SFA: CF3CF2-(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2 n=3.2
StA: ステアリルアクリレート
VCM: 塩化ビニル
CHPMA: 3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート
DTDMAC: ジ(牛脂アルキル)ジメチルアンモニウムクロリド
POEL: ポリオキシエチレンラウリルエーテル
DPM: ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
【0144】
実施例8
0.5Lポリエチレンビンに、CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOCH=CH2 (n=3.15) 21.1g、ステアリルアクリレート(StA)30.9g、ClCH2C(OH)HCH2OCOC(CH3)=CH2 (CHPMA) 0.3g、純水105.5g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 15.7g、ジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライド(75%品) 2.6g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(POEL) 1.8g、ブロックイソシアネートB(70%品) 1.5gを入れ、60℃で30分加温後、ホモミキサーにより5000−10000rpmで30秒間攪拌後、超音波で15分乳化分散させた。
次に、300mlの4つ口フラスコにその乳化液、ラウリルメルカプタン 0.2gを入れ、30分間窒素によりバブリングを行った。次に、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩(V−50) 0.35gを添加し、60℃で3時間反応させ、重合体の水性分散液を得た。この水分散体を脱イオン水で希釈して固形分濃度が30%になるように調製して、水分散体8を得た。
【0145】
重合例9
重合例8と同様の方法で、表7の配合で重合し、水希釈により固形分濃度30%の水分散体9を得た。
【0146】
比較例5
重合例8と同様の方法で、ブロックイソシアネートBを共存しないで、表7の配合で重合し、水希釈により固形分濃度30%の水分散体C5を得た。
【0147】
【表8】

【0148】
SFA: CF3CF2-(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2 n=3.2
StA: ステアリルアクリレート
VCM: 塩化ビニル
CHPMA: 3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート
DTDMAC: ジ(牛脂アルキル)ジメチルアンモニウムクロリド
POEL: ポリオキシエチレンラウリルエーテル
DPM: ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
【0149】
試験例7および比較試験例4
上記で得た固形分濃度30%の水分散体7および水分散体C4を固形分濃度が0.8重量%になるように水道水で各々希釈して処理液を作成した。各処理浴中にナイロンタフタ布を浸漬し、ゴムローラーで絞り、ウエットピックアップを60重量%にした。次に、次に、布を170℃で1分間ピンテンターに通し、乾燥し、キュアリングした。このようにして処理された試験布を撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を表8に示す(初期)。また、試験布に洗濯を1回、5回、10回または20回した後、乾燥して、撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を同様に表8に示す(HL1,HL5,HL10またはHL20)。
同様の手順をポリエステルタフタおよび綿ツイルのそれぞれに行った。結果を表8に示す。
【0150】
【表9】

【0151】
試験例8および9ならびに比較試験例5
上記で得た固形分濃度30%の水分散体8、9およびC5を固形分濃度が0.8重量%になるように水道水で各々希釈して処理液を作成した。各処理浴中にナイロンタフタ布を浸漬し、ゴムローラーで絞り、ウエットピックアップを60重量%にした。次に、布を170℃で1分間ピンテンターに通し、乾燥し、キュアリングした。このようにして処理された試験布を撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を表9に示す(初期)。また、試験布に洗濯を1回または5回した後、乾燥して、撥水性試験および撥油性試験に付した。結果を同様に表9に示す(HL1,HL5)。
同様の手順をポリエステルタフタおよび綿ツイルのそれぞれに行った。結果を表9に示す。
【0152】
【表10】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(I)ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート
の重合を、
(II)ピラゾール化合物およびマロネートエステル化合物からなる群から選択された少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネート化合物
の存在下で行うことによって得られた含フッ素重合体。
【請求項2】
ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(I)が、式:
CH=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (I)
[式中、Xは、水素原子またはメチル基であり、
Yは、−O−または−NH−であり、
Zは、直接結合、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜18の芳香族基または環状脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OZ1)CH2−基(但し、Z1は水素原子またはアセチル基である。)、−(CH)−SO−(CH)−基、または−(CH)−S−(CH)−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)であり、
Rfは炭素数1〜21の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である。]
で示される化合物である請求項1に記載の重合体。
【請求項3】
ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(I)中のRf基が1〜6個の炭素原子を有する請求項2に記載の重合体。
【請求項4】
ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(I)中のRf基がパーフルオロアルキル基である請求項2または3に記載の重合体。
【請求項5】
イソシアネート化合物(II)におけるブロック剤が、式:



[式中、それぞれのR11は、同一または異なって、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、N−置換カルバミル基、フェニル基、NO、ハロゲン原子または-C(=O)OR12基(R12は炭素数1〜4のアルキル基である。)であり、
nは0、1、2または3である。]
で示されるピラゾール化合物である請求項1〜4のいずれかに記載の重合体。
【請求項6】
イソシアネート化合物(II)が、式:
A−Y
[式中、Aは、m価の脂肪族基、脂環式基、ヘテロ環状基または芳香族基であり、
Yは、同一または異なって、



(ここで、それぞれのR11は、同一または異なって、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、N−置換カルバミル基、フェニル基、NO、ハロゲン原子または-C(=O)OR12基(R12は炭素数1〜4のアルキル基であり、nは0、1、2または3である。);または
-NH-C(=O)-CH-(C(=O)-OR21)2
(ここで、R21は、1〜30の炭素原子を有している炭化水素基、または親水基を含んでいる一価の残基である。); または
-NHCOO-(R31-O)k-R32
(ここで、R31は2〜5の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R32はC1-C10の脂肪族(またはアルキル)基であり、
kは2〜50、好ましくは5〜25である。)であり、
mは1〜10である。]
で示される化合物である請求項1〜5のいずれかに記載の重合体。
【請求項7】
含フッ素重合体が、オルガノポリシロキサンをも含んでなる請求項1〜6のいずれかに記載の重合体。
【請求項8】
ブロックイソシアネート化合物(II)に加えて、(III)官能性オルガノシロキサンの存在下で、ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(I)を含んでなる単量体を重合することによって含フッ素重合体が製造されている請求項7に記載の重合体。
【請求項9】
官能性オルガノポリシロキサン(III)が、平均式:
(R2SiO)a(RRNSiO)b(RRF'SiO)c
[式中;aは0〜4000、bは1〜1000、cは1〜1000であり、
Rは独立に1価の有機基であり、
RNは1価のアミノ官能有機基であり、および
RF'は1価のメルカプト官能性有機基、ビニル官能性有機基、(メタ)アクリルアミド官能性有機基または(メタ)アクリレート官能性有機基である。]
を有するシロキシ単位を有して成る官能性オルガノシロキサンである請求項8に記載の重合体。
【請求項10】
(I)ポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート
を含んでなる含フッ素重合体を含んでなる撥水撥油剤組成物であって、
撥水撥油剤組成物が
(II)ピラゾール化合物およびマロネートエステル化合物からなる群から選択された少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネート化合物
を含んでなる撥水撥油剤組成物。
【請求項11】
請求項1に記載の含フッ素重合体を含んでなる撥水撥油剤組成物。
【請求項12】
含フッ素重合体およびブロックイソシアネート化合物によって形成されたクラスタを含んでなる請求項11に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項13】
含フッ素重合体、ならびにピラゾール化合物およびマロネートエステル化合物からなる群から選択された少なくとも1種のブロック剤によってブロックされているイソシアネート化合物を含んでなる撥水撥油剤組成物であって、
含フッ素重合体がポリフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを含んでなり、
含フッ素重合体がブロックイソシアネート化合物を含まない撥水撥油剤組成物。
【請求項14】
含フッ素重合体がブロックイソシアネート化合物に結合しておらず、撥水撥油剤組成物が含フッ素重合体とブロックイソシアネート化合物の混合物を含んでなる請求項13に記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項15】
さらに、水性媒体をも含有する請求項10〜14のいずれかに記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項16】
水性分散液である請求項10〜15のいずれかに記載の撥水撥油剤組成物。
【請求項17】
請求項10〜16のいずれかに記載の撥水撥油剤組成物で基材を処理する方法。
【請求項18】
請求項10〜16のいずれかに記載の撥水撥油剤組成物によって処理された繊維製品。

【公表番号】特表2013−511575(P2013−511575A)
【公表日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−523761(P2012−523761)
【出願日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際出願番号】PCT/JP2010/071072
【国際公開番号】WO2011/062294
【国際公開日】平成23年5月26日(2011.5.26)
【出願人】(000002853)ダイキン工業株式会社 (7,604)
【出願人】(596012272)ダウ・コーニング・コーポレイション (347)
【Fターム(参考)】