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JP4298662B2 - 可逆的に適合可能な表面エネルギー特性を有する組成物、処理された基体及びその製造方法 - Google Patents

可逆的に適合可能な表面エネルギー特性を有する組成物、処理された基体及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、一般に、基体の環境に依存する、有用な、自動適合可能な表面エネルギー特性を示す基体に関する。そのような表面エネルギー特性は、目的基体面と接触したときに、液体との比較的高い前進及び後退接触角を提供する。特に、この基体は、約25℃の温度でゴニオメータにより測定され、フォークス(Fowkes)の式により計算された、約20ミリジュール/平方メートル(mJ/m)以下の、約40℃の温度で又はその温度にさらされたときに約20mJ/mを越える、低い表面エネルギー量を示す。この自動表面エネルギー修正のためのユニークな能力は、順次、撥水及び撥油性であり、ある程度の耐汚染性を示し、目的基体に効果的な汚れ放出特性を付与する表面を提供する。加えて、このユニークな表面エネルギー分布は、暴露環境に応じて繰り返し可能であり、可逆性である。基体にそのような表面エネルギー修正を付与する新規な組成物及び配合物もまた、そのような処理された基体の製造方法と同様、本発明に含まれる。特に、非常に望ましいユニークな表面エネルギー修正特性を有し、耐洗浄性、撥水並びに撥油性、及び汚れ放出特性を示す織物基体が、本発明に含まれる。
一例として、多くの同時の耐洗浄特性を示す衣服織物のような基体を提供する必要性が、特に織物産業において、長期にわたって存在した。最も注目すべきことは、撥水性、撥油性、耐汚染性、及び汚れ放出性が、その汚れを完全に防止するためでなければ、基体の清浄を促進するために非常に望ましい。不幸にして、そのような同時の耐洗浄特性の提供は、そのような基体の耐洗浄性寿命中に、ある表面エネルギーの要求に合致する一般的な困難性のため、かなり制限されていた。一般に、これらの特性の1つに必要な表面エネルギー分布が、同時に他の特性を付与するに必要な表面エネルギー分布とは明らかに異なっているため、織物(又は他の表面)への耐洗浄性ベースに対し、共存する撥水並びに撥油性、及び汚れ放出性を提供することができる被覆又は他の処理は、容易には利用できなかった。
(以下に示す)ある基体に両特性が初期に同時に存在する場合があったが、不幸なことに、その耐洗浄性の程度は、目的基体の長期の使用に対し受け入れ難いものであった。その結果、撥水性及び撥油性の減少が、同様に汚れ放出性を減少させる。汚れ放出性の減少により、(上述の撥水性及び撥油性を付与するのに必要なものに類似する)適正な汚れ放出機能に必要とされる表面エネルギー分布が含まれる(例えば、耐洗浄性ではない。)適正な汚れ放出を生ずる能力は、特にひどい汚れにさらされると失なわれる。
そのため、長期の一般的洗濯手操作に耐えることができる、そのような織物表面への極性(水性)及び非極性(オレフィン性)の双方の液体の浸透の同時の防止を達成するのが非常に困難であるので、真に効果的な耐洗浄性、長期の撥汚れ性及び汚れ放出性処理は、実現されそうになかった。公知の撥水性及び撥油性表面処理が抱えるこの問題は、木綿を含む織物のような典型的な汚れのひどい基体に最も顕著に観察される。そのような織物は一般に、それに撥水性及び撥油性を付与し、受け入れられる手ざわりを保持するのに必要な程度に、それらの表面を修正するのは困難である。これらの少なくとも3つの特性(汚れ放出性、撥水性及び撥油性)は、上述の表面エネルギー問題のため、耐洗浄性ベースでは、織物産業に単純には利用できない。そのような表面エネルギー特性の説明は、そのような現象のよりよい理解を可能にするのを助ける。
どの物質の基本的物理特性も、その表面エネルギーである。この特性は、通常、mJ/mで表される。この特性の大きさに応じて、物質は高表面エネルギーを有するもの及び低表面エネルギーを有するものとして分類される。この特性は、一般に、基体の組成に依存する。例えば、ヒドロキシル基、カルボン酸基、アミン基等のような極性の親水性基のかなりの部分を含む表面を有する基体は、一般に、高表面エネルギーを示す。逆に、シリコーン基、フッ素化基等の非極性の疎水性基のかなりの部分を含む表面を有する基体は、一般に、低表面エネルギーを示す。水のような極性液体が基体の表面と接触させられると、液体の表面張力が基体の表面エネルギーよりも低い場合にのみ、液体は自発的に表面を濡らす。逆に、液体の表面張力が基体の表面エネルギーよりも高い場合には、自発的な濡れは容易には生じず、液体は基体表面にとどまるであろう。
期待されていたように、基体の表面エネルギーの修正は、様々な物質について、多くの理由により、長い間、研究の主要分野であった。例えば、液体を吸収する能力を促進させるため、またはコーティングと基体との間の接着性を増加させるために、基体の表面エネルギーを増加させることがしばしば望まれている。実用上の例として、印刷インクとの濡れ性を促進させるための紙又はプラスチックの化学的処理、及び包装用途におけるマイラー(Mylar:登録商標)のアルミニウムコーティングの場合のような、プラスチックと他の材料との間の接着性を増加させるためのプラスチックのコロナ処理がある。織物基体はまた、親水性であり、改良された安楽性及び汚れ放出特性を示す織物基体を生ずる表面エネルギーを有する基体を生成するように修正された。1つの例として、洗剤産業は、様々な織物基体を清浄化する効果的な方法を決定する技術を採用している。
表面エネルギーの修正はまた、調理用品及び調理用具にテフロン(登録商標)を塗布することにより低い表面エネルギーを示す非接着面を生成するような、他のコーティング用途にも用いられてきた。織物基体はまた、疎水性であり、(撥水雨着のような)撥特性を示す織物基体を製造するために、低い表面エネルギー処理により修正されている。
フッ素化されたポリマーで処理された基体は、一般に水との100°を超える接触角を示すことが一般に観察されている。前進接触角及び後退接触角は、非常に類似している。そのような処理の表面エネルギーの主要な成分は、分散性である。Shermanらに付与された米国特許第3,574,791号に記載されているような、二官能性撥剤により処理された基体は、一般に、伝統的なフッ素系化学撥剤と比較して、低い接触角を示す。測定された表面エネルギーは、かなりの分散性及び極性成分を含んでいる。前進及び後退接触角の間の差が、通常測定され得る。
ある場合には、前進及び後退接触角の間に、測定可能な程度のヒステリシスが存在し、それは表面エネルギーが液体の存在下で変化され得ることを示している。液体の吸着を除いて、ヒステリシスは、液体叉は環境条件の存在下で表面エネルギーが(運動力学的に叉は熱力学的に)変化したことを示している。この測定可能な程度のヒステリシスは、基体がその環境に自動的に適合することの更なる証拠を提供する。織物の用途に理想的な性能を達成するための1つの方法は、高い前進接触角(即ち、>90°)を提供する組成物から得られ、耐汚れ性を付与し、低い前進接触角(即ち、<90°)を提供するために非気孔性挙動を示し、基体に耐汚れ性を付与するために非気孔性の挙動を示す。そのような用途に理想的な性能を達成する他の方法は、汚れ物質と基体の間の高い前進及び高い後退接触角を付与し、次いで、清浄操作に供される間、低い前進及び後退接触角を付与する組成物から得られる。
吸着又は汚れを防止するために、様々な液体に対する高い接触角を示すことは、気孔質又は汚れ得る表面にとって望ましい。汚れ及び塵埃の除去を促進するために、洗浄媒体のような、それらの環境の変化に適合することもまた望ましい。物質の表面エネルギーの変化を誘引する他の環境条件としては、温度、湿分、又は他の環境ファクターの変化がある。その表面が耐汚れ性を有し、清浄化可能であり、多数の使用サイクルを経てもこの効果を保持するように、逆にその環境に適合する表面であることが非常に望ましい。衣服、カーペット、詰め物等の末端用途では、耐汚れ性衣服処理のように、そのような処理がその後の洗浄に悪影響を与えることがわかった。このように、耐汚れ性織物基体を開発することが高度に望まれている。
XPS、SIMS及び他の表面分析技術の進歩により、物質の表面における化学基を検出することが可能になった。例えば、フルオロポリマーからなる耐汚れ性化学物質に一般にみられるCF部分のような、官能基の濃度及び深さ分布を測定することが可能である。適当なサンプル製造技術により、基体の表面に生じ、基板がさらされる環境の変化の結果として現れる変化を観察することもまた可能である。例えば、第1の条件の下で、CF基のような低い表面エネルギーの基を支配的に含むものと観察される基体は、異なる第2の条件の下で、その表面にヒドロキシル基のような、かなりの親水性の高い表面エネルギーの基を含むことが示され得る。この極性の変化は、典型的には基体の表面を濡らし、それによって汚れの放出を促進する。基体の環境が第1の条件に戻るに従って、例えば、CF基は基体の表面に戻り、基体を、その低い表面エネルギー、すなわち耐汚れ状態に戻す。
ポリマーのような幾つかの処理組成物は、処理された基体の究極の性能に影響を与える、ガラス転移点のような他の特性を有する。例えば、高いガラス転移点により特徴づけられる硬質ポリマーは、濡れ、特に強制的濡れに対する防御性の増加を提供する。しかし、この硬い、高ガラス転移点ポリマーは、少ないポリマー内柔軟性のため、その環境の変化に適合するためにより多くの仕事を必要とする。加えて、ポリマーの分子量及びコモノマーの添加は、様々な物質についての濡れ性、化学的反応性、及び耐久性を同様に強化する。
明らかに、耐洗浄性、撥油性、撥水性、耐汚れ性、及び汚れ放出特性をターゲット基体に同時に付与するために、適正な表面エネルギー分布を提供するための修正は、多年にわたり追求されてきたが、成功には到らなかった。
本明細書に記載の発明は、化学物質及び処理条件が、撥性及び汚れ放出性を同時に付与するための表面エネルギー分布の所望のバランスを得るために、ターゲット基体の表面特性の調整を許容及び/又は促進する。更に、この特性のユニークな組合せは、驚くべきことに、日常的洗浄方法及び工業的洗浄方法にさらされても全く耐久性があることが示された。
公知技術の説明
以下に挙げるすべての米国特許は、ここに引用することにより、全体として本明細書に含まれるものとする。
Ahlbrechtらに付与された米国特許第2,841,573号及びRaynoldsに付与された米国特許第3,645,990号は、織物基体に耐油性及び耐水性を付与するためのフルオロポリマーの使用について開示している。そのような処理は、確かに基体にある程度の耐汚れ性を提供するが、洗濯に対し限られた耐久性を有する傾向にある。加えて、そのようなポリマーは、汚れが基体を強制的に濡らすとき、叉は基体上を乾燥させたときに、特に環境下で汚れを放出を防止した。事実、汚れの除去は、基体に処理が施されなかった場合よりも、これらの環境ではより困難であった。
フルオロポリマーに加えて、織物及び他の基体に撥性を付与するためのシリコーン、ワックス、及び様々な他のコンパウンドが開示されている。フルオロポリマーを除いて、そのようなコンパウンドは、通常、撥水性を提供するだけであり、洗濯に対し制限された耐久性を有している。これらの技術は、例えば、Burrliらに付与された米国特許第4,421,796号に開示されている。
Shermanらに付与された米国特許第3,574,791号及びRaynoldsらに付与された米国特許第3,896,088号は、洗濯の際に汚れ除去に悪影響を与えることなく、基体にある程度の撥水性及び撥油性付与する、フッ素化された、油性汚れ放出剤について開示している。基本的には、これらの特許は、フッ素化された、撥性部分と親水性部分の両方を含むポリマーを開示している。そのようなポリマーは、耐汚れ性を提供するためにフッ素化されたセグメントを空気中にさらし、次いで汚れ放出性を提供するために親水性セグメントを水性環境にさらす、「フリップフロップ」メカニズムを示すことが主張されている。そのようなポリマーは、典型的には、伝統的なフッ素系化学物質よりも低い撥性、特に低い撥水性を示し、それらは洗濯に対する耐久性の欠如から損害を受けている。
Whiteらに付与された米国特許第4,624,676号は、基体に汚れ放出特性を付与する、オリガノシロキサンのような新規なシリコーン組成物について開示している。これらのコンパウンドが架橋されているならば、耐久性が主張される。このコンパウンドは、自己架橋性であるか、又は特に適当な触媒が用いられるときに基体に架橋することができる。そのようなコンパウンドは、水性汚れに対する耐性を提供するが、油性汚れに対しては殆ど耐性を提供しない。
Deinerらに付与された米国特許第4,834,764号は、フルオロポリマーの耐久性を促進させるために、メチロール含有樹脂又はブロックされたジイソシアネートのような架橋樹脂の使用について開示している。そのような樹脂は、洗濯に対するフルオロポリマーの耐久性を増加させる。これらの樹脂は、フルオロポリマーを含む水性処理に加えられる。しかし、撥汚れ特性の耐久性を増加させるが、許容し得る汚れ放出性は、この組合せからは生じない。
Koemmらに付与された米国特許第4,540,765号は、フッ素系化学撥剤が、上述の試みが示したものよりも大きい洗濯への耐久性を有していることを開示している。典型的には、そのようなポリマーは、ポリマー内に所定の架橋可能な部分を含んでいる。そのような架橋可能な部分の例としては、メチロール基、ブロックされたイソシアネート基、エポキシ基等がある。そのような架橋可能なポリマーは、確かに大きい洗濯への耐久性を有している。Deinerらに付与された米国特許第4,834,764号の場合のように、耐久性は改善されるが、許容し得る汚れ放出性はみられない。
Marcoに付与された米国特許RE28,914は、良好な撥汚れ性及び改良された汚れ放出性を有するセルロース含有織物を生成するために、カルボキシル化されたアクリル汚れ放出ポリマー、フルオロポリマー、及びアミノプラスト樹脂を使用することを開示している。しかし、この処理は、多くの剛性繊維を除く、セルロース含有織物についてしか作用しない。
Hisamotoらに付与された米国特許第4,695,488号は、フルオロアルキル基及びアルコキシ基を含むポリマー、親水性樹脂、及び任意に撥水及び撥油剤を含む汚れ放出組成物について開示している。この組成物は、基体に永続性のある防汚特性及び汚れ放出特性を付与するように要求されている。しかし、開示されている撥水性及び撥油性のレベルは、むしろ低く、開示されている防汚テストは、汚れ放出性よりも耐汚れ性を示すものである。
上述の所望の特性を提供するために、この混み合った分野内の非常に多くの試みによってさえも、所定の表面、特に繊維、及び最も顕著には、この産業内で開示され、使用され、叉は示唆された木綿含有織物に、受け入れられるレベルの撥水性、撥油性、及び汚れ放出特性を同時に付与する耐洗浄性処理はなかった。市場及び顧客の要求は、様々な物質を多くの通常の汚染物質による汚れに出来るだけ耐えさせ、同時に基体にとって適切なルーチンのクリーニング手順を用いることにより基体に改良された汚れ除去特性を持たせることを示した。これらの清浄化手順としては、家庭用叉は工業用洗濯機におけるような洗浄、叉はジュウタンに使用されるようなスポットクリーニング手順がある。加えて、カーペットクリーニング及びドライクリーニングのような様々な他のルーチンクリーニング手順が含まれる。このように、永続性のある撥性及び汚れ放出特性を有する基体に対する長年の必要性及び顧客の要求にもかかわらず、従来の試みはそのような目標に達しなかった。
そのため、本発明の一つの目的は、基体に耐水撥油性、撥水性、耐汚れ性、及び汚れ放出特性を同時に付与する新規な組成物を提供することにある。また、本発明の目的は、家庭用及び工業用の、表面及び/叉は基板クリーニングの洗浄、ドライクリーニング、叉は他の典型的な方法のような、標準の洗濯手順中叉はその後に高レベルの撥水及び撥油性、及び許容し得るレベルの汚れ放出性を示す基体を開示することにある。本発明の更に他の目的は、持続的に高レベルの撥水及び撥油性、及び許容し得る汚れ放出特性を得るように、基体を処理する方法を開示することにある。本発明の他の目的は、これに限定するものではないが、典型的な浸漬、パディング、排気、又は他の同様の塗布手順、又は家庭内ドライヤー塗布手順のいずれかにより、特定の織物基体にそのような耐洗浄特性を付与するための、そのような新規な組成物の塗布を含む。
従って、本発明は、高表面エネルギー成分、低表面エネルギー成分、及び疎水性架橋成分を含む、基体の環境の変化に応答して基体の表面エネルギーを変化させる組成物を包含する。特に、本発明は、少なくとも1種の親水性汚れ放出剤、少なくとも1種の疎水性架橋剤により架橋された少なくとも1種の疎水性撥汚れ剤の生成物を含む、基体に持続的撥汚れ及び汚れ放出性を付与する組成物を含む。更に、本発明には、少なくとも1種のフッ素化されたポリマー成分を含む織物表面処理組成物が含まれる。この組成物は、以下に説明するように、耐洗浄性、高い撥油性等級、撥水性等級、スプレー等級、汚れ放出等級において、テストポリエステル叉は木綿基体に、所定の撥性及び汚れ放出特性を付与する。そのような状態では、この組成物は、そのような特定のテスト織物に付与する特性により定義されており、この発明は、そのような織物が、本発明の組成物の一部として存在することを必要としないことは明らかであろう。
本発明の他の部分は、基体のトータル重量の少なくとも20%の木綿繊維を含む織物基体のような、特定の織物基体を含み、前記基体は、AATCCテスト法118−2000によりテストされたときに少なくとも4.0の撥油性等級、3M撥水性テストII(1992年5月)によりテストされたときに少なくとも4.0の撥水性等級、AATCCテスト法22−2000によりテストされたときに少なくとも70のスプレー等級、及びAATCCテスト法130−2000によりテストされたときに少なくとも4.0のコーン油及び鉱油の汚れ放出性等級を示し、前記特性は、前記テスト織物が、20回の洗浄後にAATCCテスト法130−2000に従って洗濯され、乾燥された後に示され、前記基体は、約25℃の温度にさらされると、測定された表面エネルギーが約20ミリジュール/平方メートル未満であり、約40℃の温度にさらされると、測定された表面エネルギーが約20ミリジュール/平方メートルを越える。
ポリエステル繊維を含む織物基体が好ましいが、これに限定されることなく、他の織物基体が同様に本発明内に提供される。そこでは、前記基体は、AATCCテスト法118−2000によりテストされたときに少なくとも3.0の撥油性等級、3M撥水性テストII(1992年5月)によりテストされたときに少なくとも3.0の撥水性等級、AATCCテスト法22−2000によりテストされたときに少なくとも50のスプレー等級、及びAATCCテスト法130−2000によりテストされたときに少なくとも3.5のコーン油及び鉱油の汚れ放出性等級を示し、前記特性は、前記テスト織物が、20回の洗浄後にAATCCテスト法130−2000に従って洗濯され、乾燥された後に示され、木綿繊維織物に属する上述したのと同一の表面エネルギーの修正を示す。
持続的撥性及び汚れ放出性を基体に付与する方法が、付加的に本発明に含まれ、この方法は、
(a)基体を提供する工程、
(b)親水性汚れ放出剤、疎水性撥汚れ剤、及び疎水性架橋剤を含む組成物を基体にコートする工程、
(c)基体を加熱して、コートされた基体から実質的にすべての過剰の液体を除去する工程、
(d)任意に、更にコートされた基体を加熱する工程
を具備する。
定義
「撥水性」及び「撥油性」なる語は、水及び油をそれぞれ基体に浸透することからブロックする基体の能力として定義されている。例えば、基体は、水及び油を織物基体の繊維に浸透することからブロックし得る織物基体とすることができる。
「汚れ放出性」は、一般に、汚れた基体が、保護処理の結果として、その元の汚れのない外観に近づく程度として定義される。ここに定義されるように、高レベルの耐汚れ性は、AATCCテスト法118−2000によりテストされたときに少なくとも3.0の撥油性等級、3M撥水性テストII(1992年5月)によりテストされたときに少なくとも1.0の撥水性等級、AATCCテスト法22−2000によりテストされたときに少なくとも50のスプレー等級を意味する。ここに説明されるように、許容し得る汚れ放出性は、AATCCテスト法130−2000によりテストされたときに少なくとも3.0のコーン油及び鉱油の汚れ放出性等級を意味する。
「洗浄耐久性」は、一般に、適当な回数の標準の洗濯サイクルを通して、許容し得るレベルの所望の機能を基体に保持させる能力として定義される。より詳しくは、ここに記載されている耐久性は、AATCCテスト法130−2000により、最低10回の洗浄サイクル後、より好ましくは20回の洗浄サイクル後、最も好ましくは50回の洗浄サイクル後に、耐汚れ性、撥水性、撥油性、およびスプレー等級の十分な特性を維持する基体を説明しようとするものである。この基体は、例えば、ポリエステル織物繊維のような織物基体である。
「フルオロカーボン」、「フルオロポリマー」、及び「フルオロケミカル」なる語は、交換可能に使用され、それぞれは、少なくとも1種のフッ素化されたセグメントを含むポリマー物質を示す。
「パッドされた」なる語は、基体を浴中に、次いでスキーズローラー中を通過させることにより、基体に液体被覆が施されることを示す。
「親水性」なる語は、水に対する強い親和性又は水を吸収する能力を有することとして定義される。
「疎水性」なる語は、水に対する親和性又は水を吸収する能力の欠如として定義される。
「高表面エネルギー」なる語は、固体表面エネルギーへのフォークスの2成分法から計算された、約25℃で約25mJ/m以上の表面エネルギーとして定義される(フォークスの式の追加の情報として、Industrial and Enginnering Chemistry, 1964, Chapters 12, 40, and 56 by F.M.Fowkesを参照のこと)。
「低表面エネルギー」なる語は、固体表面エネルギーへのフォークスの2成分法から計算された、約25℃で約25mJ/m未満の表面エネルギーとして定義される。
高表面エネルギーの表面は、水のようなより低い表面張力の液体により(90°の接触角で)自発的に濡れ得る、木綿のような表面について説明される。
テフロン(登録商標)のような低表面エネルギーの表面は、水により自発的に濡れずに、より高い表面張力(ほぼ>25mN/m)を含む液体により>90°の接触角を維持する。
組成物
基体に耐汚れ性及び汚れ放出性をもたせるのに有用な組成物は、典型的には、親水性汚れ放出剤、疎水性撥汚れ剤、及び疎水性架橋剤、及び任意に基体に様々な望ましい貢献を付与する他の添加剤を含む。本発明の範囲内で、新規な化学組成物が意図され、その組成物では、上述の化学物質のそれぞれの相対的量及び鎖長が、単一の化学組成物内の様々なターゲット基体にとって所望のレベルの性能を達成するために最適化される。
親水性汚れ放出剤としては、エトキシ化されたポリエステル、スルホン化されたポリエステル、エトキシ化されたナイロン、カルボキシル化されたアクリル、セルロースエーテル叉はエステル、加水分解されたポリマレイン酸無水物ポリマー、ポリビニルアルコールポリマー、ポリアクリルアミドポリマー、親水性のフッ素化された汚れ放出ポリマー、エトキシ化されたシリコーンポリマー、ポリオキシエチレンポリマー、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー等、叉はその組合せがある。親水性汚れ放出剤は、好ましい汚れ放出剤である。このタイプの潜在的に好ましい非限定的化合物は、ダイキン社から市販されているUNIDYNE(登録商標)TG-2、三菱社から市販されているREPEARL(登録商標)SR1100、デュポン社から市販されているZONYL(登録商標)7910である。親水性汚れ放出剤による基体の処理は、一般に、高表面エネルギーを示す表面を生ずる。
疎水性撥汚れ性としては、ワックス、シリコーン、所定の疎水性樹脂、フルオロポリマー等、またはその組合せがある。フルオロポリマーは好ましい撥汚れ性である。このタイプの潜在的に好ましい非限定的化合物は、三菱社から市販されているREPEARL(登録商標)F8025、REPEARL(登録商標)F-89、デュポン社から市販されているZONYL(登録商標)7713である。疎水性撥汚れ剤による基体の処理は、一般に、低表面エネルギーを示す表面を生ずる。
疎水性架橋剤としては、水に不溶な架橋剤がある。特に、疎水性架橋剤としては、(ブロックされたジイソシアネートのような)ブロックされたイソシアネートを含むモノマー、(ブロックされたジイソシアネートのような)ブロックされたイソシアネートを含むポリマー、叉はエポキシ含有化合物等、叉はその組合せがある。ジイソシアネート含有モノマー叉はジイソシアネート含有ポリマーは好ましい架橋剤である。しかし、2つ叉はそれ以上のブロックされたイソシアネート化合物は、最も好ましい架橋剤である。1つの潜在的に好ましい架橋剤は、これまた三菱社から市販されているREPEARL(登録商標)MFである。また、その他の架橋剤としては、Clariant社から市販されているARKOPHOB(登録商標)DAN、シェル社から市販されているEPI-REZ(登録商標)5003W55、デュポン社から市販されているHYDROPHOBOL (登録商標)XANがある。
化学組成物を含む化学剤のそれぞれの比率と同様、基体に塗布される化学組成物のトータル量は、広範囲に変化する。基体に塗布される化学組成物のトータル量は、一般に、基体の組成、所定の末端用途に必要な耐久性のレベル、及び化学組成物のコストに依存するであろう。一般のガイドラインとして、基体に塗布される化学固形物のトータル量は、基体重量の約0.25%〜約10.0%の範囲内に見られるであろう。より好ましくは、基体に塗布される化学固形物のトータル量は、基体重量の約0.5%〜約5.0%の範囲内に見られる。撥汚れ剤と汚れ放出剤と架橋剤の典型的な固形物比率及び濃度比は、約10:1:0.1及び約1:10:5の範囲内に見られ、すべての比率及び比は、この範囲内に見られる。好ましくは、撥汚れ剤と汚れ放出剤と架橋剤の固形物比率及び濃度比は、約5:1:0.1及び約1:5:2の範囲内に見られる。最も好ましくは、撥汚れ剤と汚れ放出剤と架橋剤の固形物比率及び濃度比は、約1:2:1である。
汚れ放出剤と撥汚れ剤と架橋剤の比率は、修正されるそれぞれのそれぞれの特性の相対的重要性に基づき、同様に変化させることができる。例えば、所定の末端用途には、より高レベルの撥汚れ性が必要とされるかも知れない。その結果、汚れ放出剤の量に対する撥汚れ剤の量が増やされる。或いは、高レベルの撥汚れ剤よりも高レベルの汚れ放出剤のようがより重要であると考えられる。この場合、撥汚れ剤の量に対し、汚れ放出剤の量が増やされる。
より経済的な化学組成物を製造する目的に対し、汚れ放出剤、撥汚れ剤及び架橋剤の型を、化学組成物により処理された基体の末端用途に基づき、変化させることができる。例えば、油性汚れに遭遇しないことが予想される処理基体が製造される。従って、シリコーンのような、より経済的な撥汚れを、化学組成物の1成分として用いられる。
本発明の基体としては、ガラス、ファイバーグラス、金属、フィルム、紙、プラスティック、石、レンガ、織物、又はその組合せがある。加えて、橋又は自動車の車体のような金属製品が、本発明から利益を得ることができる。そのような品目は、一般の汚れに対し耐性を有し、雨等により清浄化される。フィルムとしては、熱可塑性物質、熱硬化性物質、又はその組合せがある。適切な熱可塑性又は熱硬化性物質としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル、シリコーン、メラミン化合物、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ニトリルゴム、アイオノマー、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、クロロイソプレン、又はその組合せがある。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチルビニルアセテート、エチルメチルアセテート、又はその組合せがある。
織物基体は、本発明の1つの潜在的に好ましい、非限定的態様を含む。織物基体は、ニット構造、織布構造、不織布構造等、又はその組合せを含む、任意の公知の構造でよい。織物基体は、約1〜55オンス/平方ヤード、より好ましくは2〜12オンス/平方ヤードの重量を有する。
織物基体の材料は、合成繊維、天然繊維、天然成分を用いた人造繊維、無機繊維、ガラス繊維、又はその混紡であり得る。例示のみであるが、合成繊維としては、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアラミド、ポリウレタン、又はその混紡がある。特に、ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、又はその組合せがある。ポリアミドとしては、ナイロン6、ナイロン6,6、又はその組合せがある。ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はその組合せがある。ポリアラミドとしては、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド(すなわち、Kelar(登録商標))、ポリ−m−フェニレンテレフタルアミド(すなわち、Nomex(登録商標))、又はその組合せがある。天然繊維の例としては、ウール、木綿、リネン、ラミー、ジュート、亜麻、シルク、大麻、又はその混紡がある。天然成分を用いた人造繊維の例としては、再生セルロース(すなわち、レーヨン)、リヨセル、又はその混紡がある。
織物基体は、ステープル繊維、フィラメント繊維、スリットフィルム繊維、又はその組合せから形成される。この繊維は、1つ又はそれ以上の糸加工プロセスに供される。この繊維は、例えば、リング紡糸、オープンエンド紡糸、エアージェット紡糸、渦紡糸、又はその組合せにより紡糸され或いは結合されて糸とされる。
織物基体は、ミクロデニールファイバー又はヤーン(フィラメント当たり1デニール未満のファイバー又はヤーン)を含む、任意のサイズのファイバー又はヤーンを含む。ファイバー又はヤーンは、フィラメント当たり1デニール未満〜約2000デニール、より好ましくは、フィラメント当たり1デニール未満〜約500デニールの範囲のデニールを有する。
更に、織物基体は、例えば、海中の島状、芯と鞘状、サイド−バイ−サイド、又はパイ形状のような様々な形態で、多成分又は二成分ファイバー又はヤーンを部分的に又は全体として含む。二成分又は多成分ファイバー又はヤーンの形態に応じて、ファイバー又はヤーンは、化学的又は機械的作用により、その長さに沿って分割され得る。
織物基体は、基体上に美的に心地よい装飾的デザインを生成するために、又は基体上に情報メッセージをプリントするために、プリント又は染色され得る。織物基体は、分散染料を用いた高温ジェット染色、サーモゾル染色、パッド染色、転写染色、スクリーン印刷、デジタル印刷、インクジェット印刷、フレキソグラフ印刷、又はそれに匹敵し、相当する伝統的製品のためにこの分野で一般的な他の技術のような、様々な染色及び/又は印刷技術により着色される。加えて、本発明の織物基体を含むファイバー又はヤーンは、基体形成前に、例えば、パッケージ染色、溶液染色、又はビーム染色のような適切な方法により染色されるか、又は無染色のままとされる。1つの態様では、織物基体は、水系染料よりも溶媒系染料により印刷される。溶媒系染料は、本発明の疎水性表面を均一に濡らし易い。
織物基体複合材料は、織物基体の1つ又はそれ以上の層を結合することにより形成されることが考えられる。例えば、幾つかの層の目の粗い織物を結合して織物基体複合材料を形成することが望ましい。複合材料はまた、接着物質又は1つ又はそれ以上の層のフィルムを含む。複合材料は、次いで、持続的撥汚れ性及び汚れ放出性能を示す材料を得るために、本発明の化学組成物により処理される。或いは、本発明の更に他の態様では、複合材料を含む織物基体は、複合材料の形に結合される前に化学組成物により処理される。
本発明の1つの潜在的に好ましい態様では、限られた有効寿命を有する日用品は、必要な特性を得るために、最小量の化学物質により処理される。特に、軽量ポリエステルの使い捨て実験室用上着のような基体は、約0.25%〜約1.5%の基体に塗布された化学固形物を有するに過ぎない。逆に、本発明の他の潜在的に好ましい態様では、より長い有効寿命を有する高級品が、所望のレベルの耐久性を得るためにほぼ最大量の化学物質により処理される。特に、高級木綿アパレル製品又はポリエステル/木綿混紡作業服のような基体は、基体に塗布された約1.0%〜約10.0%の化学固形物を有する。
織物基体への撥汚れ剤、汚れ放出剤と及び架橋剤の塗布は、浸漬コーティング、パディング、スプレー、フォームコーティング、排気技術、又は織物基体に制御された量の液体懸濁物を塗布することができる他の任意の技術を含む様々な塗布方法により行われる。これらの塗布技術の1つ又はそれ以上を採用すると、均一に化学物質を織物基体に塗布することができる。
化学物質は。同時にまたは連続して織物基体に塗布される。例えば、汚れ放出剤、撥汚れ剤及び疎水性架橋剤は、1つの溶液中に混合され、次いでパディングにより織物基体に同時に塗布される。織物基体への化学剤の塗布の後、処理された基体は一般に乾燥工程に供され、過剰の液体を蒸発させて、処理された基体の表面に固体活性成分を残す。乾燥は、幅出し機からの乾燥熱、マイクロ波エネルギー、赤外線加熱、スチーム、過熱スチーム、オートクレーブ等、又はその組合せのような、製造操作に典型的に使用される技術により行うことができる。更に他の態様では、汚れ放出剤が織物基体に塗布され、基体は乾燥されるか又は濡れたままとされ、次いで汚れ放出剤の上に撥汚れ剤及び疎水性架橋剤が塗布され、織物基体の表面に層状の専属した化学処理が行われる。
化学剤の性能又は耐久性を更に強化するために、処理された基体を追加の加熱工程に供することが望ましい。この工程は、硬化工程と呼ばれる。例として、追加の加熱は、(a)化学剤の活性成分の個々の粒子を一緒に溶融流動させて、均一な凝集フィルム層を生じ、(b)化学剤の所定のセグメントの好ましい配向を誘引し、(c)化学剤間又は化学剤と基体との間の架橋反応を誘引し、又は(d)その組合せである。
多くの場合、その末端用途にかかわらず、織物基体にとって満足すべき実行のためには、持続的耐汚れ性及び汚れ放出性以外の特性が望ましい。そのような特性の例としては、帯電防御、防しわ性、収縮減少又は除去、望ましい手触り(感触)感の要求、染色耐久性、臭気コントロール、燃焼性の要求、乾燥汚れ耐性等がある。予想外に、本発明により処理された織物基体は、実際に、例えば衣服の裁断及び裁縫プロセスの際に基体の望ましい特性である、まとわりつき防止性及び帯電防止性を示す。
従って、抗微生物剤、抗バクテリア剤、抗菌剤、難燃剤、UV防止剤、抗酸化剤、着色剤、潤滑剤、帯電防止剤、フラグランス等、又はその組合せのような化学物質を含有する仕上げ剤により織物基体を処理することが望ましい。化学物質の塗布は、浸漬コーティング、パディング、スプレー、フォームコーティング、又は織物基体に制御された量の液体懸濁物を塗布することができる他の任意の技術により行われる。これらの塗布技術の1つ又はそれ以上を採用すると、均一に化学物質を織物基体に塗布することができる。多くのそのような化学処理は、本発明の化学組成物による処理と同時に行われるか、又はそのような処理は、本発明の化学組成物による処理の前に行われる。本発明の化学組成物による処理の後に、適当な技術を用いて、多くのそのような化学処理を行うこともまた可能である。
なお、織物基体はまた、機械的仕上げ技術により処理される。例えば、織物基体を、カレンダー加工、エンボス加工、エッチング、レインボウ又はホログラムエンボス加工、フィルム又は金属箔ホログラムエンボス加工、織物メタライゼーション、加熱硬化、水又は空気によるハイドロエンタングルメント、サンホライズ加工、シュライナー加工、スエード加工、サンディング、エモライジング(emorizing)、ナッピング、せん毛処理、タイガリング(tigering)、ディケイティング(decating)、水、空気、レーザ、又はパターンロールによる織物パターン形成等、又はその組合せのような機械的処理に供することが望ましい。織物の外観、強度、及び/又は手触りのような特性に影響を与える、これらの機械的処理は、典型的には、織物基体に望ましい効果を提供する。機械的処理が用いられる場合、本発明の化学物質が塗布される前叉は後のいずれかの処理により、利点が得られる。例として、化学処理前のサンディング及び化学処理後のカレンダー加工からの利点が含まれる。
本発明の範囲内において、2つの機能的特性を有する表面を備える非対称織物基体が生成されることが考えられる。例えば、第1及び第2の表面を有する織物基体が製造され、それは第1の疎水性表面と第2の親水性表面を有する。そのような二重機能織物基体は、例えば、織物基体の両面に親水性汚れ放出剤を被覆し、次いで基体の第1の面に疎水性撥汚れ剤及び疎水性架橋剤を被覆することにより作られる。化学物質の塗布方法としては、スプレーコーティングやフォームコーティング等のような上述したものがある。その結果、このようにして作られた衣服は、衣服の第1の面において液を撥くことにより環境又は化学的攻撃からの増加した防御を提供し、衣服の第2の面において、汗のような湿分を吸収することにより使用者の増加した心地よさを提供する。
処理組成物及び織物基体へのその塗布
A)織物塗布手順
以下に示すすべての例は、以下の手順の1つに従って処理され、それに従って書き留められる。
I)1工程塗布手順
1.約14インチ×18インチの織物片を、所望の化学剤を含む化学物質を含む浴に浸漬された。
2.特に断らなければ、すべての化学物質のパーセント(%)は、調製された浴の全重量に基づく重量%であり、化学物質のパーセント叉はグラムが与えられているときの残部は水である。加えて、組成物が30%の活性成分を含むならば、この30%の組成物のX%が使用されるように、組成物の%は、製造者から入手した化学物質に基づくものである。
3.織物が完全に濡れた後、織物は処理浴から取り出され、約40pslsでスィキーズローラー間を通され、一般に約50〜約90%の均一な吸水量が得られた。
4.織物はぴんと引っ張られ、所望の寸法を保持するようにフレームに止められた。
5.ピンフレームが、約300〜400°Fのデスパッチ(Despatch)オーブンに約0.5〜約5分間配置され、織物を熱硬化し、最終製品を硬化させた。
6.オーブンから除去されると、織物はピンフレームから除去され、試験前に室温で均質化された。
II)2工程塗布手順
1.1つの化学浴にすべての化学剤を加えるよりむしろ、化学組成物を含む1種叉はそれ以上の化学薬剤が、以下に説明するように、別々に織物に塗布されることを除いて、1工程塗布手順が繰り返された。
2.化学組成物からなる化学剤の1種叉はそれ以上を含む浴に織物が浸漬された。
3.織物が完全に濡れた後、織物は処理浴から取り出され、1工程塗布手順において説明したように、スィキーズローラー間を通された。
4.織物は約300°Fのデスパッチ(Despatch)オーブンに約5分間、乾燥された。
5.織物は、次いで、化学組成物からなる残りの所望の化学剤を含む新しい浴に浸漬された。
6.織物は、次いで、1工程塗布手順において説明したように、乾燥され、硬化された。
III)別の2工程塗布手順
1.約100gの織物が、Werner-Mathis実験室乾燥機に配置された。
2.所望の化学物質を含む約2リットルの水が、ジェット乾燥機に添加された。
3.乾燥機が閉ざされ、約130℃に加熱され、この温度で約30分間維持した。水が加熱されるに従い、圧力が約3バールに増加された。
4.乾燥機が約70℃に冷却され、処理浴が排水された。
5.織物が乾燥機内で遠心分離に供され、過剰の液体が除去された。
6.濡れたまま、織物が、所望の化学剤を含む処理処理浴に浸漬された。典型的には、織物が、約1〜約10秒間浸漬された。
7.この浴から取り出されると、織物は、上述の1工程塗布手順と同様に、ロール間で絞られ、ピンフレーム上に配置され、乾燥された。
IV)硬化後塗布手順
1.1つの乾燥工程中に疎水性架橋剤を硬化させるよりむしろ、織物が乾燥され、化学剤が以下のように硬化されたことを除いて、1工程塗布手順が繰り返された。
(a)織物が第1の段階でデスパッチ(Despatch)オーブン内で300°Fで約5分間硬化された。
(b)次いで、織物が、以下のように、320°Fにセットされたホットヘッドプレスにおいてスチームに晒された。
i)高圧で5秒
ii)10秒のヘッドスチーム
iii)5秒のバック(buck)スチーム
iv)5秒のバック(buck)真空
(c)次いで、織物は、(衣服製造におけるプロセスをシミュレートしてパーマネントプレスポスト−キュア樹脂を硬化させるために)310°Fで10分間硬化された。
V)家庭用ドライヤー塗布手順
1.8インチ×9インチの織物片を手順通り切断し、4.5インチ×6インチの型板を作り、織物の頂部に配置した。
2.スプレーボトルに化学組成物を収容し、2.5gの溶液を型板の開口を通して織物上に噴霧した。
3.処理された織物をDryel(登録商標)ホームドライクリーニングキットから得られたDryel(登録商標)ホームドライクリーニングバッグ内に配置し、ホームドライヤーに約30分間、高い設定値で供した。
4.織物サンプルをドライヤーから取り出し、テスト前に約15〜約45分、室温で状態調整した。
B)使用した処理組成物
例1
以下の化学物質を含む200gの浴を調製した。
1.ダイキン社から市販されている、9gのフッ素化された親水性汚れ放出剤であるUnidyne TG-992
2.三菱社から市販されている、3gのフッ素化された撥汚れ剤であるRepearl(登録商標)F8025
3.三菱社から市販されている、3.6gの疎水性ブロックジイソシアネート架橋剤であるRepearl(登録商標)MF
100%のマイクロデニールのポリエステル織物を、上述した1工程塗布手順により、この化学組成物で処理した。織物上の化学組成物の湿分吸収量は、約60%であった。
このポリエステル織物は、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケンアンドカンパニー社から得られた。この織物は、織物1インチ当たり175本の経糸と80本の緯糸を有する2×2の右手綾織パターンで一緒に織られた、ポリエステル加工フィラメントの1/140/200デニールの経糸及びポリエステル加工フィラメントの1/150/100デニールの緯糸からなる(以後、本発明にとって特別の「テストポリエステル織物」と呼ぶ。)。この織物は、織物の表面をやさしくサンディングし、その後ジェット乾燥する面仕上げ加工に供された。仕上げられた織物は、約6オンス/平方ヤードの重量を有していた。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、10回の家庭内洗浄、20回の家庭内洗浄、30回の家庭内洗浄、40回の家庭内洗浄、及び50回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IAに示す。
例2
化学剤の濃度を以下のように変化させたことを除いて、例1を繰り返した。
例2A:8.0gのUnidyne TG-992、2.4gのRepearl F8025、3.0gのRepearl MF
例2B:4.0gのUnidyne TG-992、6gのRepearl F8025、3.0gのRepearl MF
例2C:2.0gのUnidyne TG-992、6gのRepearl F8025、3.0gのRepearl MF
テスト結果を表IAに示す。
例3(比較例)
以下のように、化学組成物の化学剤のいくつかを浴から除去したことを除いて、例1を繰り返した。
例3A:Unidyne TG-992は使用されなかった。
例3B: Repearl F8025は使用されなかった。
例3C:Repearl MFは使用されなかった。
テスト結果を表IAに示す。
例4
以下のように、化学組成物の化学剤のいくつかを、様々な製造業者から市販されている別の化学物質と置換したことを除いて、例1を繰り返した。
例4A:Repearl F8025をダイキン社から市販されている1%のUnidyne TG-571と置換した。
例4B:Repearl F8025をデュポン社から市販されている2%のZonyl 7713と置換した。
例4C:Repearl F8025を3%のZonyl 7713と置換し、4.5%のUnidyne TG-992をデュポン社から市販されている1%のZonyl 7910と置換した。
織物上の化学組成物の湿分吸収量は、約60%であった。テスト結果を表IAに示す。
例5
ベッドカバーに有用な2つのポリエステル織物がミリケンアンドカンパニー社から製造され、上述の1工程塗布手順に従って、以下の化学物質により処理された。
1.4.5%のUnidyne TG-992
2.1%のRepearl F8025、及び
3.1.8%のArkophob DAN(クラリアント者から市販されている疎水性架橋剤)
織物上の化学組成物の湿分吸収量は、約75%であった。
例5Aは、リネン織りを有し、デュポン社から市販されている、フラット紡糸されたポリエステルの56T DB 1/200/136デニールの経糸及びフラット紡糸されたポエステルの2/150/68デニールの緯糸を含む。この織物は、更に、織物1インチ当たり61本の経糸と織物1インチ当たり45本の緯糸を含み、約8.75オンス/平方ヤードの最終織物重量を有していた。
例5Bは、ポリエステルのベッドカバーが本発明の化学物質により処理され、次いで転写印刷されたことを除いて例5Aと同様であった。
例5Cは、ファイユ織りを有し、Nanyaから市販されているフラット紡糸されたポリエステルのfb3 SDY 75/36デニールの経糸、及びデュポン社から市販されているフラット紡糸されたポリエステルのT-121 8/1デニールの緯糸を含む、第2のポリエステルのベッドカバー織物の処理を含んでいた。この織物は、織物1インチ当たり164本の経糸と織物1インチ当たり37本の緯糸を含み、約10.5オンス/平方ヤードの最終織物重量を有していた。
例5Dは、ポリエステルのベッドカバー織物が、本発明の化学物質により処理され、次いで転写印刷されたことを除いて例5Cと同様であった。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)及び5回の工業的洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IBに示す。
例6(比較例)
以下のように、化学組成物の化学剤のそれぞれを、様々な比較汚れ放出剤及び/又は撥汚れ剤と置換したことを除いて、例1を繰り返した。例G及びHは、以下の処理された織物とともにテストされた購入衣服(パンツ)であった。使用された化学物質は、以下の通りである。
例6A:5.0%のScotchgard FC-5102(3M社から市販されている撥汚れ剤)
例6B:5.0%のZoyl 7040(デュポン社から市販されている撥汚れ剤)
例6C:8.0%のScotchgard L-18542(3M社から市販されている撥汚れ剤)
例6D:5.0%のScotchgard FC-248(3M社から市販されているフッ素化された汚れ放出剤)
例6E:5.0%のZoyl 7910(デュポン社から市販されているフッ素化された汚れ放出剤)
例6F:5.0%のScotchgard L-18369(3M社から市販されているフッ素化された汚れ放出剤)
例6G:汚れ防御パンツ(ポリエステル/木綿混紡衣服上にデュポン社のテフロン(登録商標))
例6H:NanoCareパンツ(Nanotexに付与された米国特許第6,379,753号に従って処理されていると考えられる100%木綿)
例6I:2.5%のUnidyne TG-992
0.5%のReactant 901
0.25%の水和硝酸亜鉛
0.35%のUnidyne TG-571(ダイキン社に付与された米国特許第4,695,488号の例11)
例6J:3.0%のRepearl F8025
2.0%のRepearl SR-1100(三菱社から市販されている汚れ放出剤)
テスト結果を表IIに示す。
例7(比較例)
ポリエステル織物が上述の2工程塗布手順に従って処理されたことを除いて、例1を繰り返した。この手順の最初の段階では、6.0gのPD−75、ミリケンアンドカンパニーから市販されているカルボキシル化アクリル汚れ放出剤、及び0.5gの酢酸カルシウムを織物に塗布した。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、5回の家庭内洗浄、及び30回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IIIに示す。
例8
ポリエステル織物が上述の別の2工程塗布手順に従って処理されたことを除いて、例1を繰り返した。この手順の最初の段階では、織物重量の2%のUnidyne TG-992及び織物重量の1.0%の酢酸を乾燥機内の織物に塗布した。手順の第2の段階では、その後、8.0%のRepearl F8025及び9.6%の%のRepearl MFを織物に塗布した。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、5回の家庭内洗浄、及び30回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IIIに示す。
例9
以下の化学物質を含む200gの浴
a.12gのUnidyne TG-992
b.4gのRepearl F8025
c.4gのRepearl MF
d.Noveon, Inc.社から市販されているパーマネントプレス樹脂である、16gのFreeze PFK
e.Omnova Solutions社から市販されている触媒である、4gのCatalyst 531
f.Boehme Filatex社から市販されている柔軟剤である、4gのAtebin 1062
100%木綿の織物を、上述の1工程塗布手順に従って、化学組成物で処理した。織物上の化学組成物の湿分吸収量は、約60%であった。
この織物は、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケンアンドカンパニー社から得られた。この織物は、織物1インチ当たり118本の経糸と54本の緯糸を有する3×1の左手綾織パターンで一緒に織られた、20/1デニールのリング紡糸された経糸及び11/1デニールのオープンエンド紡糸された緯糸からなる。この織物は、連続乾燥プロセスにより乾燥され、サンフォライズされ、次いで化学組成物により処理された。仕上げ加工された織物は、約8オンス/平方ヤードの重量を有していた(以後、本発明に特別の「テスト木綿織物」と呼ばれる)。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、10回の家庭内洗浄、20回の家庭内洗浄、30回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IVに示す。
例10
以下のように変化した濃度で、Repearl F8025をZoyl 7713と置換し、Repearl MFをHydrophobol XANと置換したことを除いて、例9を繰り返した。
例10A:8.0gのUnidyne TG-992
4.0gのZoyl 7713
4.0gのHydrophobol XAN(デュポン社から市販されている疎水性架橋剤)
例10B:6.0gのUnidyne TG-992
6.0gのZoyl 7713
4.0gのHydrophobol XAN
例10C:4.0gのUnidyne TG-992
8.0gのZoyl 7713
4.0gのHydrophobol XAN
テスト結果を表IVに示す。
例11(比較例)
化学組成物の1つの化学剤を、以下のように浴から除去したことを除いて、例9を繰り返した。
例11A:Unidyne TG-992は使用されなかった。
例11B:撥汚れ剤は使用されなかった。
例11C:疎水性架橋剤は使用されなかった。
テスト結果を表IVに示す。
例12(比較例)
化学組成物のそれぞれの化学剤を、様々な比較汚れ放出剤及び/又は撥汚れ化学物質と置換したことを除いて、例9を繰り返した。(これらは、例6で用いた化学物質と同一であり、同一の量である。)例G及びHは、以下に示す他のものによりテストされた購入衣服(パンツ)であった。使用された化学物質は、以下の通りである。
例12A:5.0%のScotchgard FC-5102
例12B:5.0%のZoyl 7040
例12C:8.0%のScotchgard L-18542
例12D:5.0%のScotchgard FC-248
例12E:5.0%のZoyl 7910
例12F:5.0%のScotchgard L-18369
例12G:汚れ防御パンツ(ポリエステル/木綿混紡衣服上にデュポン社のテフロン(登録商標))
例12H:NanoCareパンツ(Nanotexに付与された米国特許第6,379,753号に従って処理されていると考えられる100%木綿)
例12I:2.5%のUnidyne TG-992
0.5%のReactant 901
0.25%の水和硝酸亜鉛
0.35%のUnidyne TG-571(ダイキン社に付与された米国特許第4,695,488号の例11)
例12J:3.0%のRepearl F8025
2.0%のRepearl SR-1100(三菱社から市販されている汚れ放出剤)
テスト結果を表Vに示す。
例13
ポリエステル及び木綿の混紡織物を、上述の1工程塗布手順及び後硬化塗布手順に従って、本発明の化学物質で処理した。この織物は、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケンアンドカンパニー社から得られた。この織物は、ほぼ65%のポリエステル糸及び約35%の木綿糸を含んでいた。経糸は、3.30多撚りで14.0/1オープンエンド紡糸された65/35ポリエステル/木綿ステープルファイバーからなるものであった。緯糸は、3.25多撚りで12.0/1オープンエンド紡糸された65/35ポリエステル/木綿ステープルファイバーからなるものであった。経糸及び緯糸双方のポリエステルステープルファイバーは、約1.2のデニールを有していた。経糸及び緯糸は、織物1インチ当たり100本の経糸と47本の緯糸を有する3×1の左手綾織パターンで一緒に織られた。この織物は、連続乾燥プロセスにより乾燥され、本発明の化学物質により処理された。仕上げ加工された織物は、約8.5オンス/平方ヤードの重量を有していた。
本発明の化学物質は、以下の組成を含んでいた。
例13A:1工程塗布手順を用いて処理
3.75%のUnidyne TG-992
1.25%のZoyl 7713(デュポン社から市販されている撥剤)
1.25%のArkophob DAN
10%のPermafresh MFX(Omnova社から市販されているパーマネントプレス樹脂)
2.5%のCatalyst KR(Omnova社から市販されている触媒)
0.25%のTebefoam(Boehme Filatex社から市販されている脱泡剤)
0.5%のMykon XLT(Omnova社から市販されている柔軟剤)
例13B:1工程塗布手順を用いて処理
5.45%のUnidyne TG-992
1.75%のZoyl 7713
2%のArkophob DAN
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例13C:1工程塗布手順を用いて処理
0.32%のUnidyne TG-992
1.76%のArkophob DAN
3.87%のZoyl 7713
1.55%のRepearl F8025
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例13D:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F89
3%のEpl-Rez 5003 W55(シェル社から市販されている疎水性架橋剤)
例13E:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F89
2%のWitcobond W-293(Crompton社から市販されている疎水性架橋剤)
例13F:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F89
3%のEpl-Rez 5003 W55
5%のPermafresh MFX
1.25%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例13G:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F89
2%のWitcobond W-293
5%のPermafresh MFX
1.25%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例13H:1%のPluronic F-68(BASF社から市販されている汚れ放出剤)を加えることを除いて例13Fと同一
例13I:1%のPluronic F-68を加えることを除いて例13Gと同一
例13Fは、パーマネントプレス樹脂が他の補助剤とともに使用され、組成物が織物に永久の折り目を導入することを可能とするように十分に硬化されていないことを除いて、例13Dで用いたのと同一の化学組成物を含んでいた。このことは、この分野で、後硬化処理として知られている。しかし、織物は、テスト前に衣服製造工場における処理をシミュレートするように、十分に硬化された。同様に、例13Gは、パーマネントプレス樹脂が他の補助剤とともに使用され、組成物が衣服に永久の折り目を導入することを可能とするように十分に硬化されていないことを除いて、例13Eで用いたのと同一の化学組成物を含んでいた。この織物は、テスト前に十分に硬化された。
例13Hは、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー(BASF社からのPluronic F-68)を添加することを除いて、例13Fで用いたのと同一の化学組成物を含んでいた。それは、後硬化塗布方法により塗布された。例13Iは、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー(BASF社からのPluronic F-68)を添加することを除いて、例13Fで用いたのと同一の化学組成物を含んでいた。それは、後硬化塗布方法により塗布された。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、5回の家庭内洗浄、10回の家庭内洗浄、20回の家庭内洗浄、30回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表VIに示す。
例14(比較例)
化学組成物のそれぞれの化学剤を、様々な比較汚れ放出剤及び/又は撥汚れ化学物質と置換したことを除いて、例13を繰り返した。
なお、例14Dに使用した織物は、例13に記載されている織物とは少し構成が異なるものであった。例14Dの織物はまた、65/35ポリエステル/木綿混紡織物であった。しかし、経糸は、3.30多撚りで160/1オープンエンド紡糸された65/35ポリエステル/木綿ステープルファイバーからなるものであった。緯糸は、12.0/1オープンエンド紡糸された65/35ポリエステル/木綿ステープルファイバーからなるものであった。経糸及び緯糸双方のポリエステルステープルファイバーは、約1.2のデニールを有していた。経糸及び緯糸は、織物1インチ当たり88本の経糸と46本の緯糸を有する2×1の左手綾織パターンで一緒に織られた。この織物は、連続乾燥プロセスにより乾燥され、本発明の化学物質により処理された。仕上げ加工された織物は、約7.2オンス/平方ヤードの重量を有していた。
化学組成物は、以下の通りである。
例14A:1工程塗布手順を用いて処理
1.5%のZoyl 7910
18%のPermafresh MFX
4.5%のCatalyst KR
1.25%のMykon XLT
0.5%のTebefoam 1868
0.35%のProgapal DAP-9
例14B:1工程塗布手順を用いて処理
11.1%のScotchgard L-18369
2.2%のHydrophobol XAN
9%のPermafresh MFX
2.2%のCatalyst 531
1%のMykon NRW3
例14C:1工程塗布手順を用いて処理
6%のZoyl 7713
6%のZoyl 7714
2%のHipochem CSA
3%のUltratex REP
1.5%のHydrophobol XAN
13%のFreerez PFK
2.9%のCatalyst KR
例14D:1工程塗布手順を用いて処理
10%のZoyl S410
1%のAtebin 1062
3%のUltratex REP
1%のHydrophobol XAN
15%のPermafresh MFX
3.75%のCatalyst 531
例14E:汚れ防御パンツ(ポリエステル/木綿混紡衣服上にデュポン社のテフロン(登録商標))
例14F:NanoCareパンツ(Nanotexに付与された米国特許第6,379,753号に従って処理されていると考えられる100%木綿)
例14G:1工程塗布手順を用いて処理
8%のScotchgard L-18542
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例14H:1工程塗布手順を用いて処理
4%のScotchgard L-18542
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
テスト結果を表VIIに示す。
例15
例13の織物を、下記の本発明の化学組成物により処理した。
例15A:1工程塗布手順を用いて処理
3.75%のUnidyne TG-992
1.25%のZoyl 7713
1.25%のArkophob DAN
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例15B:1工程塗布手順を用いて処理
5.4%のUnidyne TG-992
1.75%のZoyl 7713
2%のArkophob DAN
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例15C:1工程塗布手順を用いて処理
0.32%のUnidyne TG-992
1.76%のArkophob DAN
3.87%のZoyl 7910
1.55%のRepearl F8025
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例15D:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F-89
3%のEpi-Rez 5003 W55
例15E:1工程塗布手順を用いて処理
5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F-89
0.5%のEpi-Rez 5003 W55
5%のPermafresh MFX
2%のWitcobond W-293
1.25%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
この織物は、0回の家庭内洗浄、5回の家庭内洗浄、10回の家庭内洗浄、20回の家庭内洗浄、及び30回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表VIIIに示す。
例16(比較例)
例16A:例13の織物が、以下の比較化学物質を用いて上述の後硬化塗布手順により処理された。
4%のScotchgard L-18542
10%のPermafresh MFX
2.5%のCatalyst KR
0.25%のTebefoam
0.5%のMykon XLT
例16B:例1の織物が、以下の比較化学物質を用いて上述の1工程塗布手順により処理された。
10%のZoyl 7040
2.0%のRepearl 901
1%のFree Cat (Noveon社から市販)
0.4%のAlkanol 6112(湿潤剤)
この織物は、0回の家庭内洗浄、5回の家庭内洗浄、10回の家庭内洗浄、20回の家庭内洗浄、及び30回の家庭内洗浄後にテストされた。テスト結果を表VIIIに示す。
例17
ナイロン織物片が、上述の1工程塗布手順に従って、本発明の化学物質で処理した。この織物は、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケンアンドカンパニー社から得られた。経糸は、70/34デニールのフィラメントのナイロン6、6ファイバーからなるものであった。緯糸は、2/070/66デニールのフィラメントのナイロン6、6ファイバーからなるものであった。このファイバーは、デュポン社から購入された。この織物は、織物1インチ当たり106本の経糸と68本の緯糸を有する平織パターンで一緒に織られた。この織物は、その後、ジェット乾燥され、次いで機械的サンディングに供され、面仕上げ加工された。仕上げ加工された織物は、約60インチの幅と、約4.8オンス/平方ヤードの重量を有していた。
本発明の化学物質は、以下の組成を含んでいた(浴中重量%)
1. 2%のZoyl 7910
2. 2%のRepearl F-8025
3. 1.5%のArkophob DAN
織物上の化学物質浴の湿分吸収量は、約52%であった。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、5回の家庭内洗浄、及び10回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表IXに示す。
例18(比較例)
化学組成物のそれぞれの化学剤を、様々な比較汚れ放出剤及び/又は撥汚れ化学物質と置換したことを除いて、例17を繰り返した。使用した化学物質は、以下の通りである。
例18A:3.0%のZoyl 7713及び1%のRepearl MF
例18B:3.0%のScotchgard L-18369及び1%のHydrophobol XAN
例18C:3.0%のScotchgard L-18542及び1.5%のRepearl MF
テスト結果を表IXに示す。
例19
Nomex(登録商標)織物片が、上述の1工程塗布手順に従って、本発明の化学物質で処理された。この織物は、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケンアンドカンパニー社から入手された。経糸及び緯糸は、織物1インチ当たり67本の経糸と43本の緯糸を有する平織パターンで一緒に織られていた。この織物は、その後、乾燥され、通常の手段により仕上げ加工された。仕上げ加工された織物は、約4.5オンス/平方ヤードの重量を有していた。
本発明の化学物質は、以下の組成を含んでいた。
例19A:2%のUnidyne TG-992
1%のZoyl 7713
1.5%のArkophob DAN
例19B:0.25%のUnidyne TG-992
1.75%のZoyl 7910
2%のRepearl F8025
1.5%のArkophob DAN
例19C:未処理織物(比較例)
織物上の化学物質浴の湿分吸収量は、約93%であった。
処理された織物は、0回の家庭内洗浄(“AR”は“受け入れたまま”を示す)、及び5回の家庭内洗浄後に、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油の汚れ放出性についてテストされた。テスト結果を表Xに示す。
これらの例示された基体は、次いで様々な表面特性についてテストされた。
C)織物表面分析手順及びテスト結果
I)以下のテスト方法の説明
a)以下のように洗浄耐久性についてテストするための家庭内洗浄手順が、洗浄手順1(105°F洗浄)及びTide(登録商標)急速分解力洗浄剤を用いて、AATCCテスト法130-2000に従って行われた。
工業用洗浄手順が、多くの大規模な工業用洗濯工場により使用された標準の手順に従って行われた。この手順は、着色された混紡織物基体について使用されたものとして同定され、以下の手順の工程を用いるものである。
Figure 0004298662
工業用洗浄手順のための負荷サイズは、マシーン能力の80%(35ポンドマシーンにおいて28ポンド)と決定された。トータルの洗浄サイクルは、約33分間であった。例えば、”16/1“と示された時間は、洗浄時間が16分間で、脱水時間が1分であることを示している。洗浄にしようされた化学物質は、Washing Systems Inc社から得られた。この化学物質は、濃縮非イオン性界面活性剤であるChoice MP、ケイ酸化されたホスフェートビルダーであるHorozon、アルカリ化合物であるExpress、及び酸性化合物であるSourであった。洗浄サイクルのpH範囲は、約10.2〜10.8の範囲に維持された。
b)スプレー等級テストが、AATCC(American Association of Textile Chemists andColorists)テスト法22-2000に従って行われた。等級目盛りは、次の通りである。
100−上面の粘着又は濡れが無い
90−わずかなランダムな上面の粘着又は濡れがある
80−スプレー地点において面の濡れ
70−上面全体の一部の濡れ
50−上面全体の完全な濡れ
0−上面及び下面全体の完全な濡れ
c)汚れ放出性が、AATCCテスト法130-2000に従って行われた。汚れ放出性テストにおいて使用された汚れ剤は、コーン油(CO)及び鉱油(MI)であった。等級目盛りは、1−5であり、“1”は汚れの除去の最も低い程度を示し、“5”は、汚れの除去の最も高い程度を示す。一般に、約3,0の等級は、通常の衣服及び用途について許容し得る最小の汚れレベルである。
d)撥水性が、3M撥水テストII(1992年5月)に従ってテストされた。等級目盛りは、0−10であり、“0”は撥水性の最も低い程度(高表面エネルギーを有する基体)を示し、“10”は、撥水性の最も高い程度(低表面エネルギーを有する基体)を示す。3M撥水テスト目盛りは、次の通りである。
・0は、(重量)で0%イソプロパノール、100%水
・1は10%IPA、90%水
・2は20%IPA、80%水
・3は30%IPA、70%水
・4は40%IPA、60%水
・5は50%IPA、50%水
・6は60%IPA、40%水
・7は70%IPA、30%水
・8は80%IPA、20%水
・9は90%IPA、10%水
・10は100%IPA
e)撥油性が、AATCCテスト法118-2000に従って行われた。等級目盛りは、0−8であり、“0”は撥油性の最も低い程度(高表面エネルギーを有する基体)を示し、“8”は、撥油性の最も高い程度(低表面エネルギーを有する基体)を示す。撥油性の目盛りは、次の通りである。
・0はNujol(登録商標)鉱油(油で濡れた基体)
・1はNujol(登録商標)鉱油
・2は65/35Nujol/n−ヘキサデカン(容積)
・3はn−ヘキサデカン
・4はn−テトラデカン
・5はn−ドデカン
・6はn−デカン
・7はn−オクタン
・8はn−ヘプタン
f)カワバタ風合いテスト
カワバタ評価システム(カワバタシステム)を用いて、様々な特性が測定された。カワバタシステムは、織物の”風合い“を客観的及び再現性をもって測定するための科学的な手段として、日本の京都大学の高分子の教授であるDr.スエコカワバタにより開発された。これは、カワバタシステムに用いるために特に開発された4つの高度に特異化された測定デバイスのセットを用いて、風合いに関する美的特性と関係付けられた基本的機械的特性(例えば、平滑性、フルネス、剛性、軟かさ、柔軟性、及びしゃり感)を測定することにより達成される。これらのデバイスは、次の通りである。
カワバタ引っ張り及びせん断テスター(KES FB1)
カワバタ純曲げテスター(KES FB2)
カワバタ圧縮テスター(KES FB3)
カワバタ表面テスター(KES FB4)
KES FB1〜 KES FB3は、日本の京都にあるKato Iron Works Co, Ltd., Div. Of Instrumentationにより製造され、KES FB4は、Kato Tekko Co, Ltd., Div. Of Instrumentationにより製造された。どの場合にも、測定は、4つの8インチ×8インチのサンプルがテストされ、その結果が平均化される、標準のカワバタテスト手順に従って行われた。折り曲げ、しわ伸ばし、加応力、又は他のサンプルが変形する取り扱いを避けるように、注意が払われた。織物は、製造されたままの状態でテストされた(すなわち、その後の洗濯はされていない)。それぞれのサンプルを切断するために使用されたダイは、測定の正確性を改善するために、織物の糸に沿って配列された。
i)せん断測定
カワバタのマニュアルにおける指示に従って、テスト装置がセットされた。カワバタせん断テスター(KES FB1)は、較正される前に少なくTも15分間、ウオームアッムされた。テスターは、以下のようにセットアップされた。
感度:2及び×5
サンプルの幅:20cm
せん断重量:195g
引っ張り速度:.2mm/s
伸び感度:25mm
せん断テストは、織物が一定の引っ張り力を与えられ、一定の引っ張り力に垂直な方向にせん断変形に供されるときの抵抗力を測定する。
平均せん断剛性(G)[gf/(cm−deg.)]:平均せん断剛性は、経糸及び緯糸の方向のそれぞれにおいて測定された。せん断剛性が低い値は、より柔かい風合いを示す。
経糸及び緯糸の方向のそれぞれにおいて、4つのサンプルが採られ、以下に示される。
ii)曲げ測定
曲げ剛性(B):より低い値は織物が剛性が少ないことを意味している。経糸及び緯糸の方向のそれぞれにおいて、4つのサンプルが採られた。
iii)圧縮性分析
カワバタのマニュアルにおける指示に従って、テスト装置がセットされた。カワバタ圧縮テスター(KES FB3)は、較正される前に少なくTも15分間、ウオームアッムされた。テスターは、以下のようにセットアップされた。
感度:2及び×5
ストローク:5mm
圧縮速度:1mm/50s
サンプルサイズ:20×20cm
圧縮テストは、織物に垂直な方向であって、それが織物サンプルへ向かう方向と離れる方向に交互に移動するときに所定の表面積を有するプランジャーにより働く抵抗力を測定した。このテストは、結局、織物を(正方向に)予め設定された力で圧縮する際になされた仕事と、織物への圧縮を解く(逆方向)際になされた仕事を測定する。
0.5gにおける圧縮百分率(COMP05):測定値がより高いと、織物はより圧縮可能である。
最大厚さ(TMAX)−最大圧力(名目50gf/cm)における厚さ。TMAXが高いと、優れた織物である。
最小厚さ(TMIX)−0.5gf/cmにおける厚さ。大きいとより良好である。TMIXが高いと、優れた織物である。
最小密度−最小厚さ(TMIX)における密度。一般に、この値が低いとより良好である。Tmin〔g/cm
最大密度−最大厚さ(TMAX)における密度−Tmax〔g/cm〕。一般に、この値が低いとより良好と考えられる。
単位面積当たりの圧縮仕事(WC)−織物を50gf/cmに圧縮するためのエネルギー〔gf−cm/cm〕。一般に、より大きいとより良好と考えられる。
単位面積当たりの減圧仕事(WC’)−これは、織物の弾力性を示すものである。より大きな数は、より弾力性を示し(即ち、弾力的風合い)、一般により良好であると考えられる。
iv)表面分析
カワバタのマニュアルにおける指示に従って、テスト装置がセットされた。カワバタ表面テスター(KES FB4)は、較正される前に少なくTも15分間、ウオームアッムされた。テスターは、以下のようにセットアップされた。
感度1:2及び×5
感度2:2及び×5
張力重量:480g
表面粗さ重量:10g
サンプルサイズ:20×20cm
表面テストは、織物の表面の摩擦特性及び幾何学的粗さ特性を測定する。
摩擦係数(MIU)−平均摩擦係数〔無次元〕:これは、経糸及び緯糸のそれぞれの方向でテストされた。より高い値は、表面がより多いファイバー端部及びループからなり、それは織物をより柔らかく、けば状の風合いを与える。経糸及び緯糸のそれぞれの方向に4つのサンプルが採られ、以下に挙げる。
表面粗さ(SMD):表面に垂直な接触部の移動の平均偏差〔ミクロン〕。織物の表面がどのように荒れているかを示す。より低い値は、表面がより多いファイバー端部及びループからなり、それは織物をより柔らかく、心地よい風合いを与える。経糸及び緯糸のそれぞれの方向に4つのサンプルが採られ、以下に挙げる。
g)250mlのパークロロエチレンを収容する1クォートのジャーに、約6インチ×6インチの織物片を入れることにより、ドライクリーニングテスト法を行った。ジャーを5分間激しくシェイクした。次いで、織物は取り出され、少なくとも8時間空気乾燥された。この方法は、以後、「ドライクリーニング法」と呼ばれる。
h)約3インチ×8インチの織物片を実験室の実験台に置くことにより、静電気テスト法を行った。新しいペーパータオルでサンプルを20回(1つの方向に)激しく擦った。直ちに、織物から約1インチ離して、Simco FM300 Electrostatic Fieldmeterあをは位置し、測定するためにボタンを押した。得られた結果は、キロボルトで記録された。織物を状態調整した後の結果を得るために、織物サンプルを、70°及び65%の相対湿度の環境に制御された室内に配置した。状態調整されたサンプルについて、測定が繰り返された。
i)以下の2つの装置及び手順を用いて、前進及び後退接触角が測定された。
i)張力計テスト法:ここで使用されている張力測定とは、固形物がテスト液体と接触するときの相互作用の力の重量測定をいう。これらの相互作用の力は、動的測定であり、浸漬された全物体の相互作用を反映している。物体がテスト液体に出入りするときの力が測定される。これらの測定から、それぞれ前進及び後退接触角の双方が、間接的に(Wilhelmyの式)計算され得る。
ii)測角計テスト法:ここで使用されている測角とは、固体基板上のテスト液体の固着滴の光学的観察をいう。それぞれのテスト液体について、接線角が測定され、それは「前進」(静的)接触角の直接の測定値を提供する。これらの角度は、バルクの物品ではなく、液滴の下の領域(足跡)から付与された平均的な力を反映するに過ぎない。これらの角度の計算は、表面エネルギー及び対応する成分を決定するために使用することが出来る。
測角計テスト法及び張力計テスト法の双方は、類似の結果を達成し、測角計テスト法は、小面積の静的測定である。
j)X線光電子分光法(XPS)は、例28及び図1並びに2に示す表面化学分析を行うために使用された。XPSは、以下のように説明される。
Journal of Polymaer Science and Polymer Chemistry Ed. (1977, vol. 15, p.2843) D. T. Clark and H. R. Thomasに記載されているように、XPSの第1の使用は、ポリマー表面を検査することであるので、それは、それらの特性化のための標準の定量的ツールとなった。固体サンプルに単色X線が照射されている間、光電放出された、エネルギー分析された電子は、サンプル中のコアレベルの電子の結合エネルギーに対応するシャープなピークを示す。これらの結合エネルギーのピークは、試料中の化学成分を同定するために使用することができる。
固体中の電子の平均自由行程は、非常に短い(λ〜2.3nm)。Macromolecules (1988, vol.21, p.2166) W. S. Bhatia, D.H.Pan, and J. T. Kobersteinを参照のこと。XPSの有効サンプリング深さZは、Z=3λcosθ(式中、θは表面の垂線と分析器への放出電子の行程との間の角度である。)により計算することができる。そこで、検査される最大深さは、θ=0で約7nmである。ポリマーの典型的な元素成分C、N、及びOについて、最適化されたXPSは、0.2原子%の組成を検出することができる。XPSはまた、F及びSiに対し、非常に感度がよい。そのような定量的情報は、ポリマー表面の挙動を理解する上で非常に有用である。
X線光電子分光法(XPS)は、ここでは、変性された織物表面の化学組成を検査するため、及び様々な環境の下での表面化学組成の変化を評価するために採用された。XPSは、300W、14kV DC、放出電流25mAで動作する、Mg Kα X線源(1253.6eV)を有するPerkin-Elmer Model 5400 XPS 分光計を用いて得られた。位置検出器を用いた半球分析器において、光電子が分析された。
II)分析結果
表に示す「N/A」又は「NA」は、テストデータがその項目に利用できないことを表している。
例1−4のテスト結果は、表IAに表されている。例1の結果は、少なくとも30の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、ポリマー織物上の本発明の化学物質の持続性を示す。
例2の結果は、汚れ放出性を犠牲にして(すなわち、鉱油放出性は少量のUnidyne TG-992で減少する)撥汚れ性能を最大にする能力(すなわち、スプレー等級はUnidyne TG-992の量の減少とともに改善する)、及び逆に撥汚れ性能を犠牲にして(すなわち、スプレー等級は多量のUnidyne TG-992で低下する)汚れ放出性を最大にする能力(すなわち、鉱油放出性は、多量のUnidyne TG-992で向上する)を有することにおいて、本発明の化学物質の多用性を示している。この多用性は、撥水性がより望ましい雨着や、汚れ放出性がより望ましい作業着のような特定の末端用途に、本発明の化学物質をあわせることを可能とする。
比較例3の結果は、本発明により開示された化学物質の新規な組合せにより得られた優れた性能を示す。比較例3A−3Cに示すように、この新規な組合せなしには、撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性は最適化されない。
例4の結果は、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通して撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性の持続性を提供するために、比例して化学組成物の他の化学剤と組合わせたときに、フッ素化された撥汚れ剤及び汚れ放出剤について、別の化学物質を使用してもよいことを示している。
Figure 0004298662
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例5のテスト結果が、表IBに示されている。この結果は、様々な構造及びファイバーデニールを有する、ポリエステル織物のベッドカバーのような、基体上の本発明の化学物質の持続性及び多用性を示している。この結果は、更に、(加工されているよりむしろ)フラットなポリエステルを含む織物基体、及び面仕上げサンディングプロセスに供されなかった織物基体の持続性及び多用性を示している。
Figure 0004298662
例6のテスト結果が、表IIに示されている。この結果は、例1に示す本発明の化学物質が、同じ微細なデニールのポリエステル基体上で比較のために提供された例6A〜6Jに示す比較化学物質に対し、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通して撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性の持続性を提供することを示す。
Figure 0004298662
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例7(比較例)及び例8(実施例)の結果が、表IIIに示されている。例7の結果は、少なくとも5の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、ポリエステル織物上の本発明の化学物質の撥水及び撥油性における持続性を示す。この結果は更に、様々な化学物質の塗布技術及び手順による本発明の化学物質の多用性を示す。
例8の結果は、少なくとも30の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、ポリエステル織物上の本発明の化学物質の撥水及び撥油性における持続性を示す。この結果は更に、別の2工程塗布手順が、1工程塗布手順よりも、高レベルの撥性及びコーン油放出性を維持しつつ、より大きいスプレー等級の結果を提供することを示す。
Figure 0004298662
例9、例10、及び比較例11のテスト結果が、表IVに示されている。例9の結果は、以下に示すように、少なくとも30の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、木綿織物上の本発明の化学物質の持続性を示す。
例10の結果は、汚れ放出性を犠牲にして(すなわち、鉱油放出性は少量のUnidyne TG-992で減少する)撥汚れ性能を最大にする能力(すなわち、スプレー等級はUnidyne TG-992の量の減少とともに改善する)、及び逆に撥汚れ性能を犠牲にして(すなわち、スプレー等級は多量のUnidyne TG-992で低下する)汚れ放出性を最大にする能力(すなわち、鉱油放出性は、多量のUnidyne TG-992で向上する)を有することにおいて、本発明の化学物質の多用性を示している。この多用性は、撥水性がより望ましい雨着や、汚れ放出性がより望ましい作業着のような特定の末端用途に、本発明の化学物質をあわせることを可能とする。
例11の結果は、本発明により開示された化学物質の新規な組合せにより得られた優れた性能を示す。例えば、例10A−10Cに示すように、この新規な組合せなしには、撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性は最適化されない。
Figure 0004298662
比較例12及び実施例9のテスト結果が、表Vに示されている。この結果は、本発明の化学物質が、同じ基体を用いた比較のために提供された比較化学物質に対し、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通して撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性の持続性を提供することを示す。
Figure 0004298662
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例13の結果が、表VIに示されている。この結果は、少なくとも30の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、ポリエステル及び木綿混紡織物上の本発明の化学物質の持続性を示す。この結果は更に、パーマネントプレス樹脂が織物の仕上げ加工中に充分に硬化される用途、又は樹脂が織物の仕上げ加工中に部分的に硬化され、持続し得る折り目を得るための衣服製造後に充分に硬化される(後硬化)用途における、本発明の化学物質の多用性を示す。両プロセスは、高レベルの撥水及び撥油性、許容し得るレベルの汚れ放出性、及び許容し得るレベルのスプレー等級を提供する。
Figure 0004298662
Figure 0004298662
例14のテスト結果が、表IIに示されている。この結果は、例13A〜13Jに示す本発明の化学物質が、同じポリエステル及び木綿混紡基体上で比較のために提供された例13A〜14Hに示す比較化学物質に対し、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通して撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性の持続性を提供することを示す。
Figure 0004298662
Figure 0004298662
実施例15及び比較例16及び18の結果が、表VIII及び表IXに示されている。例15の結果は、少なくとも30の家庭用洗浄サイクルを通して許容し得る汚れ放出性のレベルを同時に維持しつつ、ポリエステル及び木綿混紡織物上の本発明の化学物質の撥水及び撥油性における持続性を示す。この結果は更に、本発明の化学物質が充分に硬化される前、又は本発明の化学物質が充分に硬化された後(後硬化)の、織物に対しパーマネントプレス樹脂を加えることにおける、本発明の化学物質の多用性を示す。両プロセスは、高レベルの撥水及び撥油性、許容し得るレベルの汚れ放出性、及び許容し得るレベルのスプレー等級を提供する。この結果は、更に、少なくとも30回の工業的洗浄後に、このポリエステル及び木綿混紡織物上の燃焼モーターオイル(BMO)汚れ放出性について、実施例15A及び15Bで用いた本発明の化学物質の持続性及び有効性を示す。
比較例16の結果は、実施例15A〜15Eに示す本発明の化学物質が、同じポリエステル及び木綿混紡基体上で比較のために提供された例16A及び16Bに示す比較化学物質に対し、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通して撥性、スプレー等級、及び汚れ放出特性の持続性を提供することを示す。
例17の結果は、スプレー等級及び油放出性が上述の方法によりテストされたときに、少なくとも30の家庭内洗浄サイクルを通しての、ナイロン織物基体上の本発明の化学物質の持続性を示す。
比較例18の結果は、少なくとも10の家庭内洗浄サイクルを通して、スプレー等級及びコーン油並びに鉱油放出性についての、比較化学物質に対する、ナイロン織物基体上の本発明の化学物質の優れた性能を示す。
Figure 0004298662
Figure 0004298662
例19のテスト結果は、表Xに示されている。この結果は、未処理Nomex(登録商標)織物に対する、改良されたコーン油並びに鉱油放出性を示す。この結果は更に、撥性、汚れ放出性、及びスプレー等級が上述の方法によりテストされたときに、少なくとも15の家庭内洗浄サイクルを通しての、Nomex(登録商標)織物上の本発明の化学物質の持続性を示す。
Figure 0004298662
III)テスト方法の修正による更なる分析
例20
本発明の化学物質が、様々な型の織物基体についての改良された撥水及び撥油性、改良された他の織物基体、及び改良されたスプレー等級を提供することを示すために、幾つかの他の織物基体が、1工程塗布手順を用いて本発明の化学物質により処理され、未処理状態の同じ落ち物基体に対し比較された。
これらの織物基体について使用された化学組成物は、次の通りである。
1%のRepearl F-89、撥剤
5%のUnidyne TG-992、汚れ放出剤
2%のWitcobond W-293、架橋剤
例20A
ミリケンアンドカンパニー社により製造された100%アセテートの織物基体が、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油汚れ放出性についてテストするために使用された。このアセテートは、191×50の朱子織パターンからなり、75/19デニールの(ぼんやりしたに対する)光沢のある経糸と、150/38デニールの光沢のある緯糸を含む。このアセテートは、基体に対する化学組成物の湿分吸収量約80%を有していた。
例20B
織物店から購入された100%アクリルの織物基体が、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油汚れ放出性についてテストするために使用された。このアクリルは、フェルト構造を有し、基体に対する化学組成物の湿分吸収量約250%を有していた。
例20C
織物店から購入された100%ウールの織物基体が、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油汚れ放出性についてテストするために使用された。このウールは、平織構造を有し、基体に対する化学組成物の湿分吸収量約80%を有していた。
例20D
織物店から購入された100%シルクの織物基体が、上述の方法により、撥水及び撥油性、スプレー等級、及びコーン油並びに鉱油汚れ放出性についてテストするために使用された。このシルクは、こはく織り織物に類似の織布構造を有する生糸であった。基体に対する化学組成物の湿分吸収量は、約100%であった。
テスト結果は、表XIに示されている。例20Aについての結果は、処理されたアセテートが、未処理アセテートと比較したときに、改良された撥水及び撥油性を示すことを示している。例20Bについての結果は、処理されたアクリルが、未処理アクリルと比較したときに、改良された撥油性を示すことを示している。例20Cについての結果は、処理されたウールが、未処理ウールと比較したときに、改良された撥油性及び改良されたコーン油並びに鉱油汚れ放出性を示すことを示している。例20Dについての結果は、処理されたシルクが、未処理シルクと比較したときに、改良された撥水及び撥油性及び改良されたスプレー等級を示すことを示している。
Figure 0004298662
例21
Quick Dissilving Tide(登録商標)の代わりに、幾つかの他の一般的洗浄剤を用いたことを除いて、例1が繰り返された。使用された洗浄剤は、次の通りである。
例21A:Mountain Spring Tide(登録商標)
例21B:Cheer(登録商標)
例21C:Tide Free Liquid(登録商標)
例21D:Era(登録商標)
例21E:All(登録商標)
例21F:Downy(登録商標)(洗浄機内)及びQuick Dissilving Tide(登録商標)
例21G:Bounce(登録商標)(洗浄機内)及びQuick Dissilving Tide(登録商標)
テスト結果は、表XIIに示されている。この結果は、良好な汚れ放出性及び許容し得るレベルの撥性及びスプレー等級が、ポリエステル基体上の様々な異なる洗浄剤及び繊維柔軟剤を用いて得られる。
Figure 0004298662
例22
本発明の化学物質が織物基体の風合い(叉は感触)にどのように影響するかを決定するために、以下に説明するように幾つかの織物基体が処理され、次いで、カワバタ評価システムを用いテストに供された。テストされた基体及び使用された化学組成物は、以下の通りである。
例22A:例1が繰り返された。
例22B:例6Bが繰り返された。
例22C:例1に記載された織物基体が、比較例として処理されなかった。
テスト結果が表XIIIに示されている。曲げ剛性の値がより低いことは、より柔軟な風合いを示している。この結果は、本発明の化学物質がポリエステル織物の風合い有害な影響を与えず、カワバタの測定法を用いてテストしたときに、実際に風合いを改善していることを示している。
Figure 0004298662
例23
ドライクリーニングに対する耐久性が、上述のドライクリーニング手順に従って、幾つかの比較化学組成物とともに、本発明の化学組成物で処理された微細なデニールのポリエステル織物についてテストされた。処理された織物は、ドライクリーニングサイクルの前(受け入れたまま)、1ドライクリーニングサイクルの後、5ドライクリーニングサイクルの後、及び5ドライクリーニングサイクル及びアイロンがけの後、撥水及び撥油性、及びスプレー等級についてテストされた。テストされた基体は、次の通りである。
例23A:例1が繰り返された。
例23B:例6Bが繰り返された。
例23C:例6Cが繰り返された。
テスト結果は、表XIVに示されている。この結果は、本発明の化学処理が、ドライクリーニングのプロセス及びドライクリーニングとアイロンがけのプロセスに耐えることができ、少なくとも5のドライクリーニングサイクル中にある程度の持続性を維持することを示している。
Figure 0004298662
例24
本発明の化学処理法で処理された微細なデニールのポリエステル織物基体の通気性を決定するために、他のテストが行われた。処理された織物は、未処理のポリエステル織物及び競合化学組成物が塗布された同じ織物と比較された。このテストは、125Pa(パスカル)の空気圧でASTMテスト法D737−6に従って行われ、その結果は、「cfm」(立方フィート/分)単位で与えられる。テストされた織物基体及び使用された化学物質は、以下の通りである。
例24A:例1が繰り返された。
例24B:例6Bが繰り返された。
例24C:例1に記載された織物基体が、比較例として処理されなかった。
テスト結果は、表XVに示されている。この結果は、通異性は、本発明の化学物質による処理によりほぼ影響されなかったことを示している。この結果は更に、本発明の化学物質で処理された織物の通気性が、比較化学物質で処理された同じ織物と比較して、より良好であることを示している。
Figure 0004298662
例25
本発明の化学物質が微細なデニールのポリエステル織物基体の静電荷に与える影響を決定するために、他のテストが行われた。処理された織物は、未処理のポリエステル織物及び競合化学組成物が塗布された同じ織物と比較された。このテストは、上述の手順に従って行われた。その結果は、ドライクリーニングサイクルの前(受け入れたまま)、1ドライクリーニングサイクルの後、5ドライクリーニングサイクルの後、及び5ドライクリーニングサイクル及びアイロンがけの後、70°及び65%の相対湿度で状態調整したときに、「kV」(キロボルト)で与えられる。「NR」は、静電荷は、電荷を測定する計器の能力を超えていることを示している。テストされた織物基体及び使用された化学物質は、以下の通りである。
例25A:例1が繰り返された。
例25B:例6Bが繰り返された。
例25C:例1に記載された織物基体が、比較例として処理されなかった。
テスト結果は、表XVIに示されている。この結果は、状態調整を伴う5回の洗浄後に、本発明の化学物質により処理されたポリエステル基体は、実際に、基体上の静電荷を減少させることを示している。この結果は更に、本発明の化学物質により処理されたポリエステル基体は、洗浄しない場合及び状態調整を伴う5回の洗浄後に、比較化学物質で処理された同じ織物よりも少ない静電荷を生成したことを示している。従って、本発明の化学物質により処理されたポリエステル基体は、状態調整を伴う1回及び5回の洗浄後の未処理のポリエステル基体よりも少ない静電荷を生成した。
更に、すべての結果は、5回の洗浄及び状態調整後の、本発明の化学物質により処理されたポリエステル基体を除いて、ある程度の静電荷を測定し、それは基体が不所望な静電気によるまとわりつき特性を発揮することを示した。静電気によるまとわりつきを示さなかった唯一のサンプルは、5回の洗浄及び状態調整後の、本発明の化学物質により処理されたポリエステル基体であった。持続性のある帯電防止及びまとわりつきの防止は、ポリエステル基体、特に、微細なデニールのポリエステル基体に対し行うことは困難であるので、これらの結果は、様々な基体に対する本発明の化学物質を用いることの他の利点を示している。
Figure 0004298662
例26
上述の測角計テスト法及び張力計テスト法を用いて、様々な本発明及び比較化学組成物で処理されたポリエステル基体について、前進及び後退接触角が測定された。化学組成物は、以下の通りである。
例26A:ポリエステルフィルムに対し、及び例13に記載のポリエステル/木綿混紡織物に対し、例1が繰り返され、接触角が測定された。
例26B:汚れ放出剤である4.5%のUnidyne TG-992のみで処理されたポリエステルフィルムに対し、例26Aが繰り返され、接触角が測定された。
例26C:撥汚れ剤である1.5%のRepearl F-8025のみで処理されたポリエステルフィルムに対し、例26Aが繰り返され、接触角が測定された。
例26D:微細なデニールのポリエステル基体に対し、例6Bが繰り返され、接触角が測定された。
例26E:ポリエステルフィルムに対し、及び例13のポリエステル/木綿混紡織物に対し、例6Cが繰り返され、接触角が測定された。
例26F:例26Aに記載の基体(ポリエステルフィルム)は比較例として未処理のままであり、接触角が測定された。
テスト結果が表XVIIに示されている。この結果は、改善された耐汚れ性を示しており、改善された耐汚れ性は、伝統的なフッ素系撥剤(例26B)と比較して、本発明の化学組成物について予想される。この結果はまた、より新しい撥剤(例26C)と比較したときに、改善された耐水性汚れ性が予想されることを示している。更に、この結果はまた、前進接触角はRepearl F-8025(撥汚れ剤)により支配され、後退接触角はUnidyne TG-992(汚れ放出剤)により支配されることを示しており、それにより、環境の変化に自動的に適合する化学組成物の支持を提供する。最後に、この結果は、本発明の化学組成物が、天然及び合成繊維並びに織物基体に加えフィルムに対し、類似の結果を与えることを示している。
Figure 0004298662
例27
例26に示す後退接触角を用いて、様々な本発明及び比較化学組成物で処理された微細なデニールのポリエステル基体について、25℃及び40℃の双方において、表面エネルギーが計算された。その結果は、ミリジュール/平方メートルの単位で与えられる。40℃における表面エネルギーは、同一の測定技術を用いて決定されたが、サンプルは、テスト前に40℃で1時間、浸漬され、真空乾燥された。化学組成物は、以下の通りである。
例27A:例1が繰り返され、表面エネルギーが測定された。
例27B:汚れ放出剤である4.5%のUnidyne TG-992のみで処理されて、例1が繰り返され、表面エネルギーが測定された。
例27C:撥汚れ剤である1.5%のRepearl F-8025のみで処理されて、例1が繰り返され、表面エネルギーが測定された。
例27D:例6Dが繰り返され、表面エネルギーが測定された。
例27E:例6Dが繰り返され、表面エネルギーが測定された。
例27F:例6Iが繰り返され、表面エネルギーが測定された。
テスト結果が表XVIIIに示されている。この結果は、環境の変化の結果として、本発明の組成物から得られた新規な表面エネルギー変化を反映している。本発明の化学組成物は、環境効果の結果として低い表面エネルギーから高い表面エネルギーへの変化を示す唯一の組成物である。この表面エネルギー変化は、持続性のある撥汚れ性及び汚れ放出性叉は処理された表面の要求の代表である。
Figure 0004298662
例28
XPS分析技術を用いて、本発明及び比較化学物質で処理された微細なデニールのポリエステル織物について、フッ素、炭素、及び酸素の表面化学分析が行われた。織物に塗布された化学組成物は、以下の通りである。
例28A:例6Cが繰り返された。
例28B:例1が繰り返された。
例28C:例6Iが繰り返された。
例28D:例6Dが繰り返された。
例28E:例6Bが繰り返された。
例28のテスト結果が、表XIX及び図1−3に示されている。
Figure 0004298662
図面の詳細な説明
表XIX及び図1−3に示すように、表面におけるフッ素含有セグメント及び酸素含有セグメントは、サンプルが水叉は熱にさらされるにもかかわらず、例28Aに使用された処理について、比較的一定のままである。しかし、サンプルが水にさらされ、加熱後に基本的に元の値に戻るときに、フッ素は減少し、例28Bの処理(本発明の化学物質)のため酸素は増加する。理論に基づくことなく、このことは、40℃で水の存在下で、Unidyne TG-992の酸化エチレンセグメントが水和され、フッ素化されたセグメントをしのぐように十分に膨潤することを示している。このことは、本発明の化学組成物の優れた撥汚れ性及び汚れ放出性とともに、生じていることが示される表面エネルギーの変化を説明している。その後に加熱すると、ポリマーは元の形態を回復する。
図1は、更に、例28A及び28Eが、例28Bに示すように40℃における水への環境応答性を示さないことを図示している。例28C及び28Dは、例28B(本発明の化学物質)への類似の環境応答を示す。しかし、図2に示すように、10回の家庭内洗浄後に、かなり多いフッ素が、例28B(本発明の化学物質)からよりも例28C及び28Dから失われる。このことは、例28Dについて特に真実であり、これらの処理の持続性の欠如を示している。
IV)様々な型の織物の更なる分析
例29
約65%のポリエステルファイバー及び約35%のウールファイバーからなるスーツ織物が、上述した(及び一般に米国特許第5,630,236号、第5,591,236号、及び/又は第5,951,716号に例示されている)ホームドライヤー塗布手順に従って、本発明の化学物質及び比較化学物質を用いて、テストされた。処理された織物は、上述したコーン油汚れ放出性、撥水性、及び撥油性についてテストされた。未処理の比較織物もまたテストされた。処理に用いた化学組成物は、以下の通りである。
例29A:未処理の織物片(比較例)
例29B:5%のUnidyne TG-992
例29C:5%のUnidyne TG-992
1%のRepearl F-89
テスト結果は、表XXに示されている。この結果は、汚れ放出性及び撥汚水性が、ホームドライヤー塗布手順を用いて織物基体に付与され、コーン油汚れ放出性及び撥水性、及び撥油性を提供することを示している。この結果は更に、そのような化学物質がそのような汚れ放出性及び撥性を得るために基体に塗布される場合の多用性及び容易性を示している。
Figure 0004298662
従って、基体について撥水並びに撥油性、及び汚れ放出性を得るために、弗化炭素ポリマー及び疎水性汚れ放出剤ポリマーを一緒に又は別々に用いることが知られていたが、これらの特性を同時に、かつ繰り返された家庭用及び工業用の洗浄サイクルに供された後の持続性をもって得ることは困難であることが証明された。これらのポリマーは、相互に作用し、洗浄中に基体を浄化する傾向を有するので、例1〜18に示すように一緒に作用する撥汚れ化学剤、汚れ放出化学剤、及び疎水性架橋剤を見出すことは、驚異的なことであった。化学剤の新規な比との組合せで、基体を処理するために使用された化学剤を含むそれぞれの化学剤の濃度、及び化学剤の注意深い選択は、すべてこのプロセス及び製品の有効性、特に持続性を決定する上で重要な役割を果たしているように思える。
本発明の1つ叉はそれ以上の態様では、化学組成物は、上述のように、1工程塗布プロセス、2工程塗布プロセス、叉は交互の2工程塗布プロセスで、基体に塗布される。確かに、各例に示すように、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエステル、木綿、及びポリエステル/木綿混紡基体は、本発明により処理されたときに、撥水並びに撥油性、及び汚れ放出性の持続性に関し、すべて改良された性能を生じた。
従って、本発明の処理された基体は、上着(例えば、雨着)、作業着(例えば、制服)、ファッションアパレル(例えば、シャツ、パンツ、及び他の衣服)、掛け布、テーブル掛け(例えば、テーブルリネン及びナプキン)、住居用掛け布、カーペット、屋外用織物(例えば、戸外用家具、天幕、ボートカバー、及びグリルカバー)、及び他の製品のような、アパラレル製品に多くの適用可能な用途を有し、この場合、撥水並びに撥油性及び汚れ放出性の持続性を有する基体を製造することが望ましい。
本発明の、これらの及び他の修正及び変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者により実施される。更に、当業者は、上述の説明が例示のみであり、請求の範囲に記載された範囲を制限することを意図するものではないことを認識するであろう。
本発明の化学組成物により処理されたマイクロデニールのポリエステル織物基体、および様々な比較化学組成物により処理された幾つかのマイクロデニールのポリエステル織物基体についてのXPS表面化学分析を示すグラフ。 基体が環境の変化にさらされる前(すなわち、その後に化学物質により処理される受けたままのもの)及び基体が10回の家庭内洗浄後の、フッ素、炭素、及び酸素の表面化学分析を示すことを除いて、図1と同様のグラフ。

Claims (15)

  1. 基体に持続性のある、撥油並びに撥水性及び汚れ放出性を付与する組成物であって、前記組成物は、
    (a)フッ素含有親水性汚れ放出剤、
    (b)フッ素含有撥汚れ剤、及び
    (c)疎水性架橋種
    の組合せを含み、前記疎水性架橋種は、ブロックされたイソシアネートを有するモノマー、芳香族ジイソシアネート、ブロックされたジイソシアネート、ブロックされたイソシアネートを含むポリマー、エポキシ含有化合物、エポキシ樹脂、ジイソシアネート含有モノマー、及びジイソシアネート含有ポリマーからなる群から選ばれ、(a):(b):(c)の濃度比は、重量比で約10:1:0.1〜1:10:5である組成物。
  2. 前記濃度比は、約5:1:0.1〜1:5:3である請求項1に記載の組成物。
  3. 前記濃度比は、約1:2:1である請求項2に記載の組成物。
  4. (a)フッ素化された親水性汚れ放出剤、
    (b)フッ素化された撥汚れ剤、及び
    (c)イソシアネート含有疎水性架橋種
    を含み、(a):(b):(c)の濃度比は、重量比で約10:1:0.1〜1:10:5である組成物。
  5. 基体に持続性のある、撥油並びに撥水性及び汚れ放出性を付与する組成物であって、前記組成物は、
    (a)フッ素化された親水性汚れ放出剤、
    (b)フッ素化された撥汚れ剤、及び
    (c)イソシアネート含有疎水性架橋種
    を含み、(a):(b):(c)の濃度比は、重量比で約10:1:0.1〜1:10:5である組成物。
  6. 基体に持続性のある、撥油並びに撥水性及び汚れ放出性を付与する組成物であって、前記組成物は、
    (a)非エステル化主鎖を有する、基体に汚れ放出性を付与するために適合されたフッ素含有親水性ポリマー、
    (b)フッ素含有撥汚れ剤、及び
    (c)疎水性架橋種
    を組合せることにより製造された混合物を含み、前記疎水性架橋種は、ブロックされたイソシアネートを有するモノマー、芳香族ジイソシアネート、ブロックされたジイソシアネート、ブロックされたイソシアネートを含むポリマー、エポキシ含有化合物、エポキシ樹脂、ジイソシアネート含有モノマー、及びジイソシアネート含有ポリマーからなる群から選ばれ、(a):(b):(c)の濃度比は、重量比で約10:1:0.1〜1:10:5である組成物。
  7. 基体に持続性のある、撥油並びに撥水性及び汚れ放出性を付与する組成物であって、前記組成物は、
    (a)フルオロアルキルアクリレート、フルオロアリレート、及びフッ素化され置換されたウレタンからなる群から選ばれた、非エステル化主鎖を有する、基体に汚れ放出性を付与するために適合されたフッ素含有親水性ポリマー、
    (b)フッ素含有撥汚れ剤、及び
    (c)疎水性架橋
    を含み、前記疎水性架橋種は、ブロックされたイソシアネートを有するモノマー、芳香族ジイソシアネート、ブロックされたジイソシアネート、ブロックされたイソシアネートを含むポリマー、エポキシ含有化合物、エポキシ樹脂、ジイソシアネート含有モノマー、及びジイソシアネート含有ポリマーからなる群から選ばれ、(a):(b):(c)の濃度比は、重量比で約10:1:0.1〜1:10:5である組成物。
  8. 前記疎水性架橋剤は、イソシアネート含有種を含む請求項7に記載の組成物。
  9. 前記イソシアネート含有種は、ブロックされたイソシアネートである請求項8に記載の組成物。
  10. 前記フッ素含有汚れ放出剤は、アクリレートを含む請求項1に記載の組成物。
  11. 前記疎水性架橋種は、イソシアネート含有化合物を含む請求項1に記載の組成物。
  12. 前記疎水性架橋種は、ブロックされたイソシアネート含有化合物を含む請求項11に記載の組成物。
  13. 前記疎水性架橋種は、エポキシ含有化合物を含む請求項1に記載の組成物。
  14. 難燃剤を更に含む請求項1に記載の組成物。
  15. 抗菌剤を更に含む請求項1に記載の組成物。
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