JP3264731B2 - 撥水撥油性組成物及びそれをコートした物品 - Google Patents
撥水撥油性組成物及びそれをコートした物品Info
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Description
物及びそれをコートした物品に関する。
的に応じた種々の撥水撥油剤組成物が提供されている。
これらのうち衣料用の綿布に関してはポリフルオロアル
キル基としてCnF2n+1(20≧n≧4の整数)を有す
るアクリレート又はメタクリレートに基づく単位を有効
成分とした含フッ素重合体が知られている。一方、イン
クジェットプリンター用ノズル、金型、プリント配線基
板などを、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有するフッ素
樹脂でコートすることが知られている。
基を有する含フッ素重合体は撥水撥油性に優れている
が、製膜性が不十分で、耐摩耗性、耐久性が不十分であ
った。一方、含フッ素脂肪族環構造を有するフッ素樹脂
は、ポリフルオロアルキル基を有する含フッ素重合体に
比べ撥水撥油性が若干劣り、また製膜性が良いために綿
布の撥水撥油処理をした場合、風合いが劣っていた。
していた上記の欠点を解決するもので、2つの重合性二
重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られ
る主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有するフッ素樹脂1〜
95重量%と、炭素数4〜20個のポリフルオロアルキ
ル基を有するアクリレート又はメタクリレートに基づく
単位を含有する含フッ素重合体99〜5重量%からなる
撥水撥油性組成物、及び、この組成物をコートした物
品、である。
ノマーを環化重合して得られる主鎖に環構造を有する重
合体は、特開昭63−238111号公報や特開昭63
−238115号公報等により知られている。即ち、パ
ーフルオロ(アリルビニルエーテル)やパーフルオロ
(ブテニルビニルエーテル)等のモノマーの環化重合、
又はそのモノマーをテトラフルオロエチレンなどのラジ
カル重合性モノマーと共重合することにより得られる。
1,3−ジオキソール)等の含フッ素環構造を有するモ
ノマーとパーフルオロ(アリルビニルエーテル)やパー
フルオロ(ブテニルビニルエーテル)等の2つの重合性
二重結合を有する含フッ素モノマーを共重合して得られ
る重合体でもよい。
主鎖に環構造を有する重合体が好適であるが、全モノマ
ー単位に対して環構造を有するモノマー単位を20モル
%以上含有するものが透明性、機械的特性等の面から好
ましい。
子量は固有粘度で表すと0.01〜3.0dl/gが好
適である。固有粘度が小さ過ぎると製膜性が劣り、大き
過ぎると溶媒への溶解性が悪くなる。
ラス転移点Tg(℃)はコートする基材の耐熱温度T
(℃)に対し、Tg<T+40であることが好ましい。
は、コートする基材と反応する末端基などが含まれるの
が好ましい。末端基としてはカルボン酸、カルボン酸エ
ステル、カルボン酸フルオリド、シリル変性されたカル
ボン酸などが例示されるが、これらに限定されない。
有するアクリレート又はメタクリレート(以下(メタ)
アクリレートと略す)に基づく単位を含有する含フッ素
重合体はポリフルオロアルキル基(以下Rf基と略す)
含有の(メタ)アクリレートをラジカル重合した単独重
合体又は前記Rf基含有の(メタ)アクリレートとラジ
カル重合性の不飽和単量体(以下コモノマーと略す)と
の共重合体である。
f基が直接に又は2価の結合基を介してアクリル基又は
メタクリル基(以下(メタ)アクリル基と略す)と結合
した構造を有する。Rf基の構造としては、通常の場合
直鎖状又は分岐状のアルキル基やアルケニル基等の炭化
水素基中の水素原子がフッ素原子に置換された構造が選
定されるが、炭素原子とエーテル結合した酸素原子を有
する構造であってもよい。本発明において、Rf基の炭
素数は4〜20個であり、好ましくは4〜16個であ
る。
基であるが、炭素原子に結合した原子の80%以上がフ
ッ素原子である基が好ましい。またフッ素原子、水素原
子以外のその他の原子が炭素原子に結合していてもよ
い。その他の原子としては塩素原子が好ましい。
原子を有する基である場合には、オキシフルオロアルキ
レン部分を構造中に含む基が好ましい。またオキシフル
オロアルキレンが2個以上連なった構造を含む基であっ
てもよい。該オキシフルオロアルキレン部分の例として
は、オキシフルオロエチレン、オキシフルオロプロピレ
ンが挙げられる。
オロメチル基、ジフルオロメチル基、クロロジフルオロ
メチル基等が選定されるが、好ましい構造はトリフルオ
ロメチル基である。
れる、水素原子の全てがフッ素原子に置換されたRf基
(以下パーフルオロアルキル基と記す)である。パーフ
ルオロアルキル基は、直鎖状の構造が好ましく、炭素数
は4〜20個が、特に6〜12個が好ましい。
介して(メタ)アクリル基と結合している。2価の結合
基の例としては、−R 2−、−R 2N(R3)SO2−、−
R 2N(R3)CO−等が挙げられるがこれらの例に限定
されない。ここでR2はアルキレン基であり、通常の場
合炭素数が2〜6個、好ましくは2個のアルキレン基が
よい。またR2はエーテル結合した酸素やフェニレン基
等を含むアルキレン基であってもよい。該アルキレン基
にはアルキル基、ハロゲン原子等が結合していてもよ
い。R3はアルキル基を表し、炭素数が1〜4個の場合
が好ましい。
体例を下記に示すが、これらの例に限定されない。下記
において、R1は水素原子又はメチル基、φはフェニレ
ン基を表す。Rf’は炭素数が4〜16個のパ−フルオ
ロアルキル基である。
性の不飽和基を有する単量体であれば、特に限定される
ことなく種々のものが挙げられ、例えば、アクリレート
類、メタアクリレート類(以下アクリレート類とメタア
クリレート類の両者を(メタ)アクリレート類と記す。
他の化合物についても同様である)、(メタ)アクリル
アミド類、(メタ)アクリロニトリル、オレフィン類等
の、ラジカル重合性の不飽和基を有する単量体が選定さ
れ得る。
らの例に限られない。2−エチルヘキシル(メタ)アク
リレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘ
キシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ポ
リオキシアルキレン(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレー
ト、イソシアナートエチル(メタ)アクリレート、アジ
リジニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート、ポリシロキサン部分を有する
(メタ)アクリレート。
タ)アクリルアミド、メチロール化(メタ)アクリルア
ミド、酢酸ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニル
アルキルエーテル、ハロゲン化アルキルビニルエーテ
ル、ビニルアルキルケトン、N−ビニルカルバゾール、
エチレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、ス
チレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、無
水マレイン酸。上記コモノマーは2種以上併用できる。
(メタ)アクリレート等のアルキルアクリレート類及び
/又は塩化ビニルが好ましい。
ノマーとの共重合においては、Rf基含有の(メタ)ア
クリレートの割合が60重量%以上、特に80重量%以
上である場合が好ましい。
単独重合又はコモノマーとの共重合はフッ素系溶媒中の
溶液重合、水性媒体中の乳化重合、水性媒体中の懸濁重
合で実施できる。
ル重合開始剤の存在下に実施される。ラジカル重合開始
剤としては公知の化合物を使用できる。ラジカル重合開
始剤は、1種又は2種以上を混合して使用できる。ラジ
カル重合開始剤の量は通常の場合全モノマー100重量
部に対して0.01〜3重量部、好ましくは0.1〜
1.5重量部がよい。
重合体の数平均分子量は1,000〜1,000,00
0が好ましい。数平均分子量が1,000〜200,0
00であるのが溶媒への溶解性ないしは分散性から特に
好ましい。
するフッ素樹脂とポリフルオロアルキル基を有する含フ
ッ素重合体との割合は、通常の場合1対99から95対
5の間であるが、この割合は用途、目的、処理法等によ
り適宜変更し得る。通常の場合は本発明の組成物はコー
ト時に溶媒でさらに10〜1000倍に希釈して使用さ
れる。例えば本発明で製造された撥水撥油性組成物を繊
維織物、繊維編物に適用する場合には、組成物の割合が
0.2〜2重量%程度となるように調整して使用され
る。
を用いたコート液、水性の乳濁液、エアゾールなどの任
意の形態に調製できる。
構造を有するフッ素樹脂及びポリフルオロアルキル基を
有する含フッ素重合体が共に溶解又は分散するものが好
ましい。コート液の溶媒はフッ素系の溶媒が好ましい。
フッ素系の溶媒の例を以下に示すが、これらの例に限定
されない。
タキシレンなどのポリフルオロ芳香族化合物。パーフル
オロトリブチルアミン、パーフルオロトリプロピルアミ
ンなどのポリフルオロトリアルキルアミン化合物。パー
フルオロヘキサン、パーフルオロオクタン、(パーフル
オロ−n−オクチル)エタン、パーフルオロ(2,3,
5−トリメチルヘキサン)などのポリフルオロアルカン
化合物。(パーフルオロ−n−オクチル)エチレンなど
のポリフルオロオレフィン化合物。パーフルオロシクロ
ヘキサン、パーフルオロデカリンなどのポリフルオロシ
クロアルカン化合物。パーフルオロ(2−ブチルテトラ
ヒドロフラン)などのポリフルオロ環状エーテル化合
物。トリクロロトリフルオロエタンなどのクロロフルオ
ロカーボン。1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−
ペンタフルオロプロパン、3,3−ジクロロ−1,1,
1,2,2−ペンタフルオロプロパンなどのクロロフル
オロハイドロカーボン。フッ素含有低分子量ポリエーテ
ルなど。これら溶媒は単独で又は混合して使用できる。
前記調製形態等に応じて任意の方法で被処理物品に適用
できる。例えば、コート液の場合には、塗布等の被覆加
工方法の既知の方法により被処理物の表面に付着させ乾
燥する方法が採用される。必要ならばキュアリングを行
って被処理物との密着性を向上させてもよい。
剤、又は架橋剤、防虫剤、難燃剤、帯電防止剤、防シワ
剤等の添加剤を適宜含有することも可能である。
品としては、特に限定なく種々の例を挙げられる。例え
ば、繊維織物、繊維編物、ガラス、木、皮革、毛皮、石
綿、レンガ、セメント、金属、金属酸化物、窯業製品、
プラスチック等であるが、これらの例に限られない。繊
維織物、繊維編物の例としては綿、麻、羊毛、絹などの
動植物天然繊維、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、炭素繊維等の無機
繊維、又はこれらの混合繊維の織物や編物が挙げられ
る。綿布、革製品に適用した場合には風合いを損なわな
いためにRf基を有する含フッ素重合体の割合が60重
量%以上であることが好ましい。物品が釣糸、インクジ
ェットプリンター等のノズル、プリント配線基板である
場合にはRf基を有する含フッ素重合体の割合が70重
量%以下であると耐久性がよいので好ましい。
説明するが、この説明に本発明は限定されない。
ン交換水120g、メタノール4.8g及び重合開始剤
として((CH3)2CHOCOO)2の76mgを、内容積200m
lの耐圧ガラス製オートクレーブに入れた。系内を3回
窒素で置換した後、40℃で22時間懸濁重合を行っ
た。得られた重合物を単離後300℃で熱処理し、水洗
した。その結果、重合体Aを26g得た。この重合体の
固有粘度[η]は、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)中30℃で0.34dl/gであった。重
合体のガラス転移点は108℃であり、室温ではタフで
透明なガラス状の重合体であった。光線透過率は95%
以上と高かった。赤外分光でカルボン酸の吸収が認めら
れた。
平均で9)5g、1,1,2−トリフルオロトリクロロ
エタン68g、及び重合開始剤としてアゾビスイソブチ
ロニトリル0.52gを耐圧ガラスアンプルに入れた。
系内を3回窒素で置換した後、60℃で15時間重合を
行った。その結果、重合体Bを2.2g得た。重合体B
の数平均分子量は10,000であった。
平均で9)15g、ステアリルアクリレート0.13
g、1,1,2−トリフルオロトリクロロエタン39
g、ステアリルメルカプタン0.37g、及び重合開始
剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.26gを耐圧
ガラスアンプルに入れた。系内を3回窒素で置換した
後、60℃で15時間重合を行った。その結果、重合体
Cを12.3g得た。重合体Cの組成(重量比)はフル
オロアクリレート対ステアリルアクリレートで99:1
であり、数平均分子量は100,000であった。
平均で9)15g、ステアリルアクリレート0.20
g、1,1,2−トリフルオロトリクロロエタン39
g、ステアリルメルカプタン0.66g、及び重合開始
剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.26gを耐圧
ガラスアンプルに入れた。系内を3回窒素で置換した
後、60℃で15時間重合を行った。その結果、重合体
Dを12.8g得た。重合体Dの組成(重量比)はフル
オロアクリレート対ステアリルアクリレートで99:1
であり、数平均分子量は80,000であった。
様)と合成例2で得た重合体Bの0.4部をパーフルオ
ロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)50部に溶解し、
両重合体を溶解した溶液を調製した。次に、超音波洗浄
機により洗浄したガラス板をこの溶液中に浸し、一定速
度で引き上げた。このガラス板を80℃で1時間乾燥し
たところ、ガラス板上に重合体混合物の均一なコーティ
ング皮膜を形成することができた。
定したところ、液滴として水を用いた場合111°、イ
ソプロピルアルコール(IPA)を用いた場合62°で
あり、優れた撥水撥油性を示すことがわかった。
り評価したところ、表2に示したとおり、耐久性も良好
であることがわかった。
同様にして両重合体が溶解した溶液を調製して、ディッ
プコーティングを行ったところ、均一なコーティング皮
膜を形成できた。この皮膜表面の接触角を測定したとこ
ろ、水:115°、IPA:59°であった。皮膜の耐
久性試験を表1に示す方法により行った。
同様にして両重合体が溶解した溶液を調製して、ディッ
プコーティングを行ったところ、均一なコーティング皮
膜を形成できた。この皮膜表面の接触角を測定したとこ
ろ、水:117°、IPA:59°であった。皮膜の耐
久性試験を表1に示す方法により行った。
合体Bの0.6部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)50部に溶解し、両重合体が溶解した溶液
を調製した。次に、超音波洗浄機により洗浄したガラス
板をこの溶液中に浸し一定速度で引き上げた。このガラ
ス板を80℃で1時間乾燥したところ、ガラス板上に重
合体混合物の均一なコーティング皮膜を形成できた。
定したところ、水:115°、IPA:61°であり、
優れた撥水撥油性を示すことがわかった。皮膜の耐久性
を表1に示す方法により評価したところ、表2に示した
とおり、耐久性も良好であることがわかった。
合体Bの0.8部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)50部に溶解し、両重合体が溶解した溶液
を調製した。次に、超音波洗浄機により洗浄したガラス
板をこの溶液中に浸し、一定速度で引き上げた。このガ
ラス板を80℃、1時間乾燥したところ、ガラス板上に
重合体混合物のほぼ均一なコーティング皮膜を形成でき
た。
定したところ、水:117°、IPA:62°であり、
優れた撥水撥油性を示すことがわかった。皮膜の耐久性
を表1に示す方法により評価したところ、表2に示した
とおり、耐久性も良好であることがわかった。
ィング皮膜を形成したところ、皮膜がやや不均一で粒子
状の細かい凹凸が見られた。接触角は水:108°、I
PA:56°であったが測定値のばらつきが大きかっ
た。次に、実施例1と同様な方法で耐久性評価を行った
ところ、皮膜の剥がれが観察された。
たところ、皮膜がやや不均一で粒子状の細かい凹凸が見
られた。接触角は水:112°、IPA:60°であっ
た。次に、実施例1と同様な方法で耐久性評価を行った
ところ、皮膜の剥がれが観察された。
たところ、皮膜がやや不均一で粒子状の細かい凹凸が見
られた。接触角は水:103°、IPA:59°であっ
た。次に、実施例1と同様な方法で耐久性評価を行った
ところ、皮膜の剥がれが観察された。
た。皮膜は均一であった。接触角は水:103°、IP
A:55°であった。次に、実施例1と同様な方法で耐
久性評価を行った。以上の実施例1〜5及び比較例1〜
4における塗膜表面状態と耐久性評価結果を表2に示
す。
合体Cの0.9部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)100部に溶解し、両重合体が溶解した溶
液を調製した。次に、綿布にこの溶液をスプレイし、1
50℃で乾燥した。その結果綿布は優れた撥水撥油性を
示し、耐久性も優れていた。
合体Cの1.5部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)95部に溶解し、両重合体が溶解した溶液
を調製した。次に、アルミニウム製金型にこの溶液を塗
布し、50℃で2時間、つづいて100℃で1時間乾燥
した。
し、65℃で3分間加熱して硬化させて成形体を得た。
この成形における離型持続性(型が汚染される前に、連
続何回の成形が可能か)、及び得られた成形体の塗装性
や接着性等の二次加工性を評価した。その結果、持続性
32回、二次加工性は良好で、成形体表面の洗浄は不溶
であった。
合体Cの0.1部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)95部に溶解し、両重合体が溶解した溶液
を調製した。次に、この溶液にナイロン製の釣糸を浸漬
し、取り出したのち風乾した。さらに、70℃で1時間
乾燥した。この釣糸の水切れは良く、その水切れの良さ
は100時間水中に保存した後でも損なわれなかった。
合体Cの0.1部をパーフルオロ(2−ブチルテトラヒ
ドロフラン)95部に溶解し、両重合体が溶解した溶液
を調製した。次に、UVオゾン処理及びシランカップリ
ング剤処理したポリスルホン板上にこの溶液を塗布しコ
ーティング皮膜を形成した。この皮膜上においてインク
ジェットプリンター用インクの接触角を測定したとこ
ろ、優れた撥液性を示した。また、この板をインク中に
60℃、7日間浸漬したのち接触角を再度測定したとこ
ろ変化なかった。
とに、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有するフッ素樹脂
単独又はポリフルオロアルキル基を有するアクリレート
又はメタクリレートに基づく単位を含有する含フッ素重
合体単独の撥水撥油性能よりも優れた撥水撥油性能を安
定して示す。さらにコートした場合の製膜性が優れてい
て耐久性が付与されている。
た場合、優れた撥水撥油性を示し、耐久性も優れてい
る。本発明の撥水撥油性組成物は金型に適応した場合、
成形樹脂の離型持続性(型が汚染される前に、連続何回
の成形が可能か)及び、塗装性や接着性等の二次加工性
が良好である。本発明の撥水撥油性組成物は釣糸に適応
した場合、釣糸の水切れは良く、その水切れの耐久性は
良好である。
トプリンターのノズルに適応した場合、インクジェット
プリンター用インクの切れが良好で、印字が美しい。本
発明の撥水撥油性組成物はプリント配線基板に適応した
場合、プリント配線基板のフラックス這い上がりが良好
に防止できる。本発明の撥水撥油性組成物を靴、カバン
などの革製品に適応した場合、靴、カバンなどの革製品
は優れた撥水撥油性を示し、雨の日の水の進入を防ぎ、
その耐久性も優れている。
Claims (3)
- 【請求項1】2つの重合性二重結合を有する含フッ素モ
ノマーを環化重合して得られる主鎖に含フッ素脂肪族環
構造を有するフッ素樹脂1〜95重量%と、炭素数4〜
20個のポリフルオロアルキル基を有するアクリレート
又はメタクリレートに基づく単位を含有する含フッ素重
合体99〜5重量%からなる撥水撥油性組成物。 - 【請求項2】ポリフルオロアルキル基を有する前記含フ
ッ素重合体が、ポリフルオロアルキル基としてCnF
2n+1(20≧n≧4の整数)を有するアクリレート又は
メタクリレートに基づく単位を80重量%以上含有する
含フッ素重合体である請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の組成物をコートし
た物品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13283193A JP3264731B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 撥水撥油性組成物及びそれをコートした物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13283193A JP3264731B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 撥水撥油性組成物及びそれをコートした物品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322213A JPH06322213A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3264731B2 true JP3264731B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15090558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13283193A Expired - Lifetime JP3264731B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 撥水撥油性組成物及びそれをコートした物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3264731B2 (ja) |
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1993
- 1993-05-11 JP JP13283193A patent/JP3264731B2/ja not_active Expired - Lifetime
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