撥水加工および/または水溶性の汚れ防止加工がされた複数のテキスタイルを取得する方法および組成物

 

本発明は、テキスタイルの撥水性を向上させる、および水溶性の汚れを防ぐテキスタイルの機能を向上させることの少なくとも1つに係る適用方法に関し、a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、b)柔軟性および撥水性の耐久性向上のために、任意に、上記組成物に複数のアミノシリコーンを追加する段階と、c)任意に、テキスタイルに適用された組成物の量を調節する段階と、d)処理された上記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、e)処理された上記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、f)水で洗浄すること、および任意に、処理された上記テキスタイルを再度乾燥することにより、処理された上記テキスタイルから、未反応の上記組成物の残留物を任意に除去する段階と、を含み、上記乳化液体組成物は、水と、10〜30個の炭素または12より多く18個より小さいか等しい炭素原子の長さを有するアルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、乳化剤、界面活性剤、増粘剤、および安定剤のうち少なくとも1つと、水溶性の酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含む。さらに、本発明は、乳化液体組成物およびその使用に関し、また上記方法およびその使用により処理されたテキスタイルにも関する。

 

 

本発明は、良好な洗浄および/または風化耐久性を備えた、優れた撥水加工がされた複数のテキスタイルを取得するための方法および水性化学組成物に関する。
本発明は、水性シランエマルジョンを用いて複数のテキスタイルを処理する方法およびその調製のための方法に関する。
工業的に、本発明による水性シランエマルジョンが、ファブリックまたはテキスタイルに適用され、耐久性のある高撥水加工がされたファブリックを産出する。
本発明により適用されるエマルジョンは、アルコキシシラン、酸、少なくとも1つの乳化剤および水から成る乳化剤系を含む。本発明によるエマルジョンは、2つの相に分離せず、時間が経っても、安定している。本発明は、撥水性を実現すべく、複数のテキスタイルの処理のためのフッ素ベースの複数の化合物の使用に対する代替的な方法を、水性シラン組成物および特定の適用プロセスを提供することにより、提供する。本発明の組成物は、疎水化剤(シラン)、(酸ベースの)触媒、乳化剤および溶媒としての水を選択する結果、もたらされるものである。
当該組成物は、複数の工業上関連するプロセス時において適用されてよく、複数の高耐久性のある撥水加工がされたテキスタイルをもたらすことが示される。
本発明は、テキスタイルの撥水性を向上させる、および/または水溶性の汚れを防ぐテキスタイルの機能を向上させる適用方法に関し、a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、b)任意に、上記テキスタイルに適用される上記調製物の量を調節する段階と、c)処理された上記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、d)処理された上記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、e)水で洗浄すること、および任意に、処理された上記テキスタイルを再度乾燥することにより、処理された上記テキスタイルから、未反応の上記調製物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、上記乳化液体組成物は、水と、10〜30個の炭素または12より多く18個より小さいか等しい炭素原子の長さを有するアルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、乳化剤、界面活性剤、増粘剤、および/または安定剤のうち少なくとも1つと、水溶性の酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含む。
代替的な方法によると、柔軟性および耐久性のために複数のアミノシリコーンが追加され、それにより、次の複数の段階が続く。a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、b)柔軟性および上記撥水性の耐久性向上のために、任意に、上記組成物に複数のアミノシリコーンを追加する段階と、c)任意に、テキスタイルに適用される調製物の量を調節する段階と、d)処理された上記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、e)処理された上記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、f)水で洗浄すること、およびその後任意に、再度乾燥することにより、処理された上記テキスタイルから、未反応の上記調製物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、上記乳化液体組成物は、水と、10〜30個の炭素、または例えば12〜30個の炭素の長さを有する上記アルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、乳化剤、増粘剤、界面活性剤、または安定剤の少なくとも1つと、水溶性の酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含む。
本発明による本適用方法は、次の複数の判断および特徴のうちいずれかを任意の組み合わせにおいて備えてよい。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物が、4.5未満または1.8〜4.3の間の範囲内または1.9〜4.2の間の範囲内のpHを有する。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物を適用する方法が、ソーキング、含浸、パディング、ディッピング、スプレー、ブラッシング、コーティング、ローリング、泡塗布、浸透、真空加圧含浸処理から選択され、あるいは上記液体組成物を適用する他の手段によるものである。
本発明による適用方法は、上記テキスタイルに適用される上記組成物の量を上記調節する段階が、複数のロールのニップ圧または空気圧負荷調整を調節することにより、上記エマルジョンを生地に適用し、ウェットアップテークを制御する工業パディング機またはフーラードを使用してなされ、上記ウェットアップテークは、未処理のテキスタイルに対し、30〜100w/w%である。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記アルキルアルコキシシランは、乳化溶液の全重量に対し、2〜10w/w%の濃度で追加される。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記酸触媒は、上記乳化溶液の全重量に対し、<8w/w%または1〜7w/w%の間の範囲内の濃度である。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記乳化剤または複数の上記乳化剤の組み合わせは、上記乳化溶液の全重量に対し、<2w/w%または0.9〜1.1w/w%の間の範囲内の濃度である。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の含水量は、上記乳化溶液の全重量に対し、80〜97.5w/w%または87〜94w/w%である。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記含水量は、上記乳化溶液の全重量に対し、80w/w%未満または20〜80w/w%の間の範囲内であり、上記適用方法における使用前に、水の追加量が追加されてよい。
本発明による適用方法は、上記アルキルアルコキシシランは、アルコキシ基が、アセトキシ、メトキシ、エトキシ、n‐プロポキシ、イソプロポキシまたはn‐ブトキシ、イソブトキシまたはtert‐ブトキシから選択される。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記アルキルアルコキシシランは、12より多く18個より小さいか等しい炭素の炭素原子の数を備えるアルキル鎖を有する基から選択される。
本発明による適用方法は、上記アルキルアルコキシシランは、ヘキサデシルトリメトキシシランおよび/またはオクタデシルトリメトキシシランの、n‐、イソまたはそれらの複数の混合物から選択される。
本発明による適用方法は、上記アルキルアルコキシシランの上記アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状の炭素鎖あるいは不飽和状および飽和状の炭素鎖である。
本発明による適用方法は、上記アルキルアルコキシシランは、n‐若しくはイソ構成のヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシランまたは複数のn‐オクタデシルトリメトキシシランまたはそれらの複数の混合物から選択される。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物は、3.9未満または1.9〜3.9の間の範囲内のpKaを有する。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記水溶性の酸触媒は、6より小さいか等しいpKa、または14〜4の範囲内のpKaを有する。
本発明による適用方法は、上記乳化液体組成物中の上記乳化剤は、非イオン性、カチオン性またはイオン性の乳化剤である。
本発明による適用方法は、上記酸触媒は、ルイス酸、またはブレンステッド酸である。
本発明による適用方法は、上記酸触媒は、有機酸または無機酸である。
本発明による適用方法は、上記酸触媒は、p‐トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カンファースルホン酸、リンゴ酸、マレイン酸、グリオキシル酸、クエン酸、ギ酸、ピルビン酸、酒石酸、フタル酸、アセチルサリチル酸、サリチル酸、乳酸、ジヒドロキシフマル酸、マンデル酸、マロン酸、グリコール酸、酢酸、塩酸、硫酸およびシュウ酸のうち任意のものから選択される。
本発明によるテキスタイルを撥水性および/または水溶性の汚れに対する防汚性を付与するための適用方法は、処理されたテキスタイルの乾燥が、15〜180℃の間の範囲内または15〜170℃の間の範囲内の温度で乾くまで行われる。
本発明によるテキスタイルを撥水性および/または水溶性の汚れに対する防汚性を付与するための適用方法は、処理された上記テキスタイルを硬化する段階は、100〜180℃の間の範囲内または150〜180℃の間の範囲内の温度で行われる。5分より短いか等しい、例えば0〜5分間である。
更に、本発明はまた以下に関する。
本発明による適用方法において使用される、乳化液体組成物。
本発明による適用方法を使用して処理された、耐久撥水性であり、水溶性の汚れを防止する、テキスタイル。
上記テキスタイルは、上記テキスタイルの5より大きいか等しい回数の洗浄後、ISO3より大きいか等しい、ISO4920スプレー試験の結果を有する、本発明によるテキスタイル。
本発明による適用方法による、本発明による乳化液体組成物の、テキスタイルを耐久防水性にする使用。
本発明による適用方法による、本発明による乳化液体組成物の、テキスタイルを例えば、ワイン、ケチャップ、コーヒーまたは泥といった水溶性の汚れに対する耐久防汚性にする使用。
明細書を通して、組成物という用語が、撥水加工および/または水溶性の汚れ防止加工がされた、複数のテキスタイルの取得方法にいて用いられる調製物を特定するために使用される。
[背景技術]
複数の耐久撥水加工は、複数のテキスタイルを耐水性にすべく適用される、複数の疎水性コーティングである。しかしながら、その名称にかかわらず、市場での多くの耐久撥水加工は、時間経過に伴い、だんだん消えていく傾向にあり、複数の厳しい条件(例えば、テキスタイル洗浄プロセスまたは酸性環境において)において、非常に低い耐久性を示す。複数の撥水加工特性を備えた複数のテキスタイルを取得すべく、いくつかの発明がなされてきた。しかしながら、複数の既知の方法は、複数のテキスタイルに対し、低い耐摩耗性および洗浄耐久性を付与し、また材料に適用するには若干難しい。上記複数のシステムの受け入れ難い耐洗浄性に対する理由は、テキスタイルの複数の繊維への疎水化剤の付着が弱いことである。
従って、複数のテキスタイルに持続的な撥水性を実現するには、撥水加工コーティングが複数の繊維に対し、複数の強い共有結合を形成することが必須であり、追加要件として、当該テキスタイルが例えば、複数の家庭用洗濯機またはアウトドアでの複数の厳しい条件に耐えることである。明白ではあるが、これらの結合をもたらすのは単純な問題ではない。なぜなら、高温(≧40℃)での高アルカリ性条件(pH>10)に耐える共有結合の形成、調製物に係る工業上関連する適用時間、許容可能なコストおよび無害の適用プロセスを組み合わされた複数の要件を満たす、疎水化組成物(例えば、複数のセルロース系ファブリックの処理用)は、たとえあったとしても、非常に少ないからである。環境に影響のないまたは少ないものが存在しないのは言うまでもない。
何十年の間、複数のフッ素化合物の適用が、例えば、撥水加工衣料の製造における、選択手段であった。複数のフッ化炭素の成功は、それらの高い疎水性および撥油性、それらの極めて低い表面張力およびそれらのテキスタイル上での残留傾向に起因する。その実証済みの有効性にもかかわらず、環境へのそのマイナス影響、および蓄積(体内)された複数のフッ化炭素は非常に有害であり得ることを示す、複数の動物実験により、複数の「フッ化炭素」の適用は、非常に物議を醸し出す。
少なくとも1つの炭素をシリコン結合に含む複数のシランの複数の誘導体である、複数のオルガノシラン(非フッ素化)に関する撥水性を複数の表面に付与する潜在力が、しばらく知られてきた。特に、複数のいわゆるアルコキシシランおよびハロゲン化ケイ素(少なくとも1つの疎水性部分、および1〜3の加水分解性のアルコキシ基とハロゲン化物基をそれぞれ有する)は、ヒドロキシルを有する複数の表面(例えば、セルロースを含有する複数の材料)に対し、撥水性を付与する複数の潜在的候補として長い間みなされてきた。この見解は、水の存在下、複数のオルガノシランに係る当該複数の反応基(アルコキシまたはハロゲン化物)は、加水分解して複数のヒドロキシル(OH)基を形成するという知識に基づく。これらの基(理論上)は、水素結合メカニズムを介して、複数のシランの、OHを有する表面への吸着を促進する。複数のシランはその後、加熱プロセスを介して、表面に共有結合され得、水の放出をもたらす。
しかしながら、複数の加水分解単量体オルガノシランは反応性が高く、複数の縮合反応(溶液中で)を受け、複数の重合体構造(および時間が長引くと、複数のゲル)の形成をもたらすことが知られている。また、上記複数のシラン(特に複数のハロゲン化ケイ素)の高反応性は、当該シランをそれらの反応性形態に維持すべく、非常に複雑な手段を取る(「乾いた」水のない複数の条件を確保すべく)ことを必要とし、それが今日まで、複雑すぎ、かつ、非経済的であるとして考えられてきた。従って、(非フッ素化)複数のオルガノシランを用いてテキスタイルの疎水化を扱う特許はほとんどない。結果的に得られる耐洗浄性または耐久性に対し重きを置く特許はさらに少ない。上記のことから、複数の非フッ素化耐久撥水加工が「複数のフッ素均等物」に対する、可能性のある複数の代替物としてみなされ得るには、特に「通常の」複数の洗浄条件下において、それらが生地に強く付着している、または付着されたままである必要があることが明らかである。更に、オルガノシランを採用することは、それらの高反応性に起因して簡単な作業ではなく、今日まで発明者らの知る限り、そのことが、それらの適用を非実用的なものとしてきたことが明らかである。また、経済的、環境的および運用的観点から魅力的でないことは、複数のオルガノシランまたはフッ化炭素の適用において、複数のアルコールのような複数の有機溶媒を使用することである。更に、複数のオルガノシランの適用は手頃で、工業的に実現可能であり、既存の複数の「フッ素コーティング」プロセスよりも、より環境にやさしいものである必要がある。更に、複数の有害な溶媒は回避され、代わりに、水の使用が促進される必要がある。テキスタイルを撥水加工にするための水性組成物を調整する際の一般的な目的は、オルガノシランの反応性が長時間維持され、実用的、経済的および環境的に実現可能に、上記組成物を使用および保存するシステムを考案することである。
異なる複数の溶媒の使用を含む、現行の複数のシランプロセスよりも、プロセスはより環境にやさしいものであることも重要である。洗浄後、ファブリックにとどまる耐久性のあるコーティングに対するニーズもある。現行では、上記複数の要件のすべて(または少なくとも大半)を満たす、疎水化プロセスはない。これが、本発明に至る研究の動機であった。以下に、上記複数の要件を満たすと考えられる、新規なオルガノシラン組成物がその適用プロセスとともに提示される。
[先行技術]
国際出願番号第PCT/EP2011/050066号内で、当該発明者は、複数の繊維を疎水性にするために複数のオルガノシランをが使用される方法について記載している。このプロセスでは、複数のアルコールまたは有機溶媒が使用され得る。また、pKa<1.0の強酸が触媒として採用され、それは材料が処理された後、撥水性を良好にすべく、除去される必要がある。複数の強酸とともに、複数の有機溶媒およびアルコールを使用することは、腐食、健康面、燃焼性、および爆発リスクの観点、および強酸によって引き起こされる処理済み材料の美観および機械的特性に対するマイナス影響の観点の両方から見た、工業的視野から非実用的である。更に、撥水加工効果が発生すべく、酸はすすがれる必要があり、そのことは処理される材料によっては常に実用的でわけではない。
米国特許出願公開第2009206296号明細書では、記載される複数のシラン組成物は、複数の組成物成分を溶解すべく使用される溶媒を含む。上記の通り、複数の有機溶媒またはアルコールの使用は、燃焼性、毒性等に起因し、工業的‐および健康面から非実用的である。更に、耐洗浄性の欠如とともに、スプレー試験の複数の低い結果は、耐久撥水加工がされたテキスタイルの製造において、それらの有用性を限定する。
複数のシラン組成物および用途の複数の例を示す他のドキュメントは、次の通りである。
国際出願番号第PCT/EP2011/050066号 米国特許出願公開第2009206296号明細書 米国特許第5552476号明細書 特開2007‐100276号公報 仏国特許発明第2735705号明細書 米国特許出願公開第2007237901号明細書 米国特許第4990377号明細書
本発明の目的は、耐久撥水性および/または水溶性の汚れのための防汚性を実現すべく、テキスタイルを処理するための、環境にやさしい、工業的に適用可能な方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、オルガノシランの形態の疎水化剤と、酸触媒と、複数の乳化剤/複数の界面活性剤/複数の増粘剤/複数の安定剤のうちの1つまたはそれらの組み合わせと、溶媒として水のみと、を含む溶液で構成される化学組成物を提供することにある。
本発明の更なる目的は、シラン‐水性組成物を含み、長時間安定しており、好適な乳化剤系を活用する適用方法である。当該組成物は、撥水性も、処理済み生地の美観および機械的特性も大幅に妨げないpKaを有する触媒を有し、当該組成物の安定性を否定的な方法で妨害せず、または美観若しくは機械的特性を妨害せず、あるいは経時的にシランの反応性を低下させることなく、オルガノシランを水で効率的に乳化させる乳化剤系を含有する。
本発明の別の目的は、経済的および環境的見地から魅力的な種類の方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、当該方法および化学調製物をテキスタイルの複数の現行製造方法において、工業的に使用するための手段を提供することにある。
本明細書で記載される発明に係るこれらのおよび他の複数の目的、特徴および利点は、以降の詳細な説明からより明らかになる。
ISO4920スプレー試験を使用する、異なる複数のスケールに対する基準を示す。 ISO4920スプレー試験の複数のスコアを表示する、本発明による一例を示し、洗浄回数に関係する。
本発明によると、複数のテキスタイルの撥水性を改善するための方法が開示される。当該方法は、疎水化剤としてのオルガノシランと、触媒として機能する酸と、乳化剤として機能する界面活性剤と、溶媒としての水と、を含むまたはそれらから成る液体組成物に、材料を湿らせる段階と、繊維ベースの当該材料を高温で所望の改善を取得するのに十分な時間、乾燥および硬化させる段階と、を含む。
本発明によると、テキスタイルという表現は、テキスタイル、クロスまたはファブリックを含んでよく、天然および/または合成のテキスタイル並びに/または織物および/または非織物のテキスタイル、およびそれらの混合物であってよい。複数のテキスタイルは、しばしば、より糸(thread)または糸(yarn)と呼ばれる、天然および/または人工の複数の繊維の網で構成されてよい。糸(yarn)は、長い紡糸を生成すべく、ウール、亜麻、コットン、または他の材料からなる複数の原料繊維を紡ぐことによって生成される。複数のテキスタイルは、織る、編む、かぎ針で編む、結ぶ、または複数の繊維をともに押し付ける(フェルト)ことによって、形成される。
ファブリックおよびクロスという用語は例えば、複数のテキスタイル組み立て業界(例えば、洋服仕立業および婦人服仕立業)において、テキスタイルの複数の同義語として使用される場合がある。テキスタイルは、複数の織り合わせ繊維または複数の非織物のテキスタイルで作成される任意の材料を指してよい。ファブリックは、更なる複数の商品(複数の衣服等)の製造に使用され得る、織る、編む、広げる、かぎ針で編む、または接合を通して作成される任意の材料を指す。クロスは、ファブリックと同義語的に使用され得るが、しばしば、特定用途のファブリックの完成品を指す(例えば、テーブルクロス)。本発明に係る複数のテキスタイルという表現は、上記の複数のテキスタイルのすべての異なるタイプを含んでよい。本発明による複数のテキスタイルは、多くの異なるタイプの材料および繊維から作成されてよい。例えば、動物(ウール、絹、モヘア、カシミヤ、ピゴラ、カメルダウン、アルパカ、ラマ、ビクーニャ、グアナコ、アンゴラまたはジャコウウシの毛等)、植物(ラミー、イラクサ、トウワタ、コットン、リネン、亜麻、ジュートまたは麻の木、例えば、ビスコース等)、ミネラル(アスベスト、ガラス繊維等)、および合成(ナイロン、エラスタン、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリウレタンおよびその複数の誘導体等)および砂糖系(トウモロコシ繊維、コイア、ユッカ、サイザルまたはバンブー(レーヨン)繊維等)または複数の植物からのプロテイン系の複数の繊維(ピーナッツおよび大豆系、キチン系、ミルクカゼイン系、ケラチン系またはポリ乳酸系)である。本発明による処理に好適なテキスタイルは、洗濯可能なテキスタイルであることが好ましい。
本発明による、テキスタイルへの乳化溶液または組成物の適用方法は、ソーキング若しくはディッピング、またはスプレーすることによるものであってよく、あるいは例えば、パディング機または幅出し機または他の機械を使用することによって、あるいは例えば手動により、テキスタイルに組成物を適用することによるものであってよい。
本発明による複数の不可避的不純物という表現は、例えば、それらが複数の追加成分内に少量存在するということにより不可避的な、少量の複数の化学薬品を含んでよい。
本発明による適用方法を使用して処理されたテキスタイルは、衣類の洗浄(洗剤を使用する場合もしない場合)後であっても、優れた耐久撥水性を有する。3回の洗浄後の撥水性は、ISO4920スプレー試験による3より高く、当該試験では、にわか雨を模倣し、ファブリックにスプレーされる基準化された量の水に、ファブリックがさらされる。
処理済みテキスタイルはまた、優れた防汚性、例えば限定されないが、複数の泥汚れまたはケチャップ、コーヒー若しくはワインの染みまたは複数の水溶性の染みなどの、特に水溶性または親水性の汚れに対する防汚性を示す。
本発明はまた、テキスタイルを耐久撥水性および/または防汚性にするための、本発明による乳化溶液の使用を含む。
本出願において、テキスタイルを耐久防水性または撥水性および/または防汚性にするという表現は、5回以上洗浄された後も、テキスタイルが防水性あるいは撥水性および/または防汚性であることを意味する。十分な量のシランがコーティングされたテキスタイルに共有結合される。すなわちこれは、テキスタイルは、洗浄後その撥水性を失うことなく、複数の通常の洗浄条件に耐えることを意味する。
(乳化液体組成物)
乳化溶液または乳化液体組成物という表現は、テキスタイルを耐久防水性および/または防汚性にすべく、テキスタイルを処理するのに使用される溶液を指すのに使用される。本発明による当該乳化液体組成物は、疎水化剤としてのアルキルアルコキシシランと、触媒として機能する酸と、乳化剤と、溶媒としての水と、を含む、またはそれらからなる。本発明による乳化液体組成物は、本発明による形成された乳化液体組成物を保存している間にも、それらの反応性を維持する、複数のアルキルアルコキシシランを含む。一実施形態において、本発明による乳化液体組成物は、少なくとも6か月間、室温で保存されてよく、当該含まれる複数のアルキルアルコキシシランはそれらの反応性を失わない。
本発明による乳化液体組成物は次のものを含む。
‐水
‐炭素数10〜30または炭素数12〜30の長さを有する上記アルキル鎖を備えるアルキルアルコキシシラン
‐少なくとも1つの乳化剤/界面活性剤/増粘剤/安定剤
‐水溶性の酸触媒および複数の不可避的不純物
本発明による液体組成物に係る複数の成分は、後述される異なる複数の代替物による任意の複数の特性を有してよい。
(疎水化剤)
本発明による疎水化剤は、複数のアルキルアルコキシシランの群から選択され、後述される異なる複数の代替物による任意の特性を有してよい。
一実施形態において、本発明による液体組成物に係るアルキルアルコキシシランのアルコキシ基は、炭素数1〜4、または例えば炭素数2〜3を含有する複数のアルコキシ基から選択され、すなわち例えばアセトキシ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ(例えば、n‐プロポキシ、イソプロポキシ)または複数のブトキシ基(例えば、n‐ブトキシ、イソブトキシまたはtert‐ブトキシ)から選択される。一実施形態において、好ましい組成物として選択されるアルキルアルコキシシランは、複数のアルキルトリアルコキシシラン類から選択され、例えば、ヘキサデシルトリメトキシシランおよびオクタデシルトリメトキシシランのn‐、イソまたはそれらの複数の混合物である。(好適な複数のヘキサデシルトリメトキシシランの複数の例としては、複数の直鎖状の炭素鎖を含有するまたはn‐ヘキサデシルトリメトキシシランと呼ばれるもの、あるいは分岐状シランであるイソ‐ヘキサデシルトリメトキシシランであってよく、代替的には分岐状および直鎖状のシランの混合物が有用である;つまり、複数の異性体の混合物としてのヘキサデシルトリメトキシシランである。)複数の他の実施形態において、本発明によるアルキルアルコキシシランは、ジメチルオクタデシル[3‐(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、ジメチルヘキサデシル[3‐(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライドまたはアニオンが異なる関連の複数の化合物等の四級アンモニウムアルキル基を更に含有するオルガノシランである。例えば、クロライドはブロマイド、アイオダイド、アセテートまたは同様のものと交換可能である。ジメチルはまた、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルまたはフェニルのような他の複数のアルキル基と置換され得る。
一実施形態において、本発明による乳化組成物は、10個より多く30個より小さいか等しい炭素原子数を持つアルキル鎖を有するアルキルアルコキシシランを含む。アルキルアルコキシシラン上の上記アルキル鎖は例えば、直鎖状および飽和状の炭素鎖であり、セルロース系材料の界面における複数の鎖のより良いパッキングを可能にするが、分岐状、環状および/または不飽和状の鎖も本発明により想定され得る。複数の他の実施形態によると、本発明による乳化組成物は、10個より多いが30個より小さいか等しい炭素原子数、または例えば12個より多いが30個未満の炭素原子数を持つアルキル鎖、あるいは例えば16個より多いが18個未満の炭素原子数を持つアルキル鎖を有するアルキルアルコキシシランを含む。
別の実施形態において、本発明による乳化組成物は、10個より多いが30個より小さいか等しい炭素原子数、または例えば、12個より多いが30個未満の炭素原子数を持つ直鎖状または環状のアルキル鎖、あるいは例えば、16個より多いが18個未満の炭素原子数を持つアルキル鎖を有するオルガノシランを含む。
一実施形態においてアルキルアルコキシシランは、上記アルキルは直鎖状または分岐状で、飽和または不飽和状態の炭素数10〜30のアルキル、または炭素数12〜18のアルキルであり、当該アルコキシ基は、アセトキシ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ(例えば、n‐プロポキシ、イソプロポキシ)またはブトキシ基(例えば、n‐ブトキシ、イソブトキシまたはtert‐ブトキシ)である。
アルキルアルコキシシラン上の上記アルキル鎖は、セルロース系材料の界面における複数の鎖のより良いパッキングを可能にすべく、直鎖状で飽和状であることが好ましいが、分岐状、環状および/または不飽和状の複数の鎖も想定可能である。より好ましくは、上記アルキルが、直鎖状または分岐状の炭素数12〜18のアルキルである、アルキルトリアルコキシシランである。最も好ましくは、上記アルキルが、例えばヘキサデシルトリメトキシシランおよび/またはオクタデシルトリメトキシシラン等の直鎖状または分岐状の炭素数16〜18のアルキルである、アルキルトリアルコキシシランである。
本発明による好ましい実施形態において、良好な疎水性および組成物安定性(繊維改質プロセス中)を提供すべく、組成物のアルキルアルコキシシランの濃度は、組成物の全重量に対して、1〜15w/w%の範囲内、または2〜10w/w%、または2〜8w/w%、または4〜8w/w%、例えば、5〜7.5w/w%の範囲内であるべきである。
(酸触媒)
本発明による乳化組成物に含まれる酸触媒は、ブレンステッド酸またはルイス酸から選択される。一実施形態において、本発明による乳化組成物に含まれる酸触媒は、水溶媒に容易に溶解され得る複数の酸の組から選択され、複数の追加要件として、pKa<4、および適用プロセス全体中、系内で活性であることである。更に、選択される酸は、処理後、材料の撥水性効果を妨げるべきではない。別の実施形態において、複数の酸触媒のpKaは、1.5〜4.0の間または1.9〜3.9の間の範囲内である。pKaが1.9未満の複数の酸触媒は、依然として撥水性および防汚性の良好な効果を付与するものの、テキスタイルの変色につながる可能性がある。調製物で選択される触媒は、水に容易に溶解され得る複数の酸の群から選択される。複数の触媒はpKa<4を有すべきであり、それらは適用プロセス中、系内で活性のままである必要がある。本発明の一実施形態において、酸は有機酸から選択される。本発明による乳化組成物に含まれるべき有用な複数の酸触媒の複数の例は、p‐トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カンファースルホン酸、リンゴ酸、マレイン酸、グリオキシル酸、クエン酸、ギ酸、ピルビン酸、酒石酸、フタル酸、アセチルサリチル酸、サリチル酸、乳酸、ジヒドロキシフマル酸、マンデル酸、マロン酸、グリコール酸およびシュウ酸である。本発明の一実施形態において、酸は非毒性の有機酸から選択される。本発明の好ましい実施形態において、触媒の量は、8%(w/w)より小さいか等しい。本発明の最も好ましい実施形態において、4未満のpKaまたは1.9〜3.9の間のpKaを持つ複数の触媒が使用される。すると、乳化液体組成物物に対する組成物中の酸触媒の量は、7w/w%未満または1〜7の間のw/w%である。
(乳化剤)
本発明による乳化剤という表現は、界面活性剤、増粘剤または安定剤も指す場合がある。乳化剤は、イオン性または非イオン性であってよい。液体組成物を乳化すべく、乳化剤が乳化液体組成物に追加される。選択されたテキスタイル材料を変色させないよう、および/またはテキスタイルの強度に影響を与えないよう、乳化剤は選択されてよい。乳化剤は、7〜41の間のHLB値を有し、疎水化剤および酸触媒を水中で乳化させる機能を有する複数の非イオン性乳化剤である複数の界面活性剤の組から選択されてよい。本発明による一実施形態において、乳化剤は10〜18の間のHLB値を有する界面活性剤であり、当該界面活性剤は35〜41の間の複数のHLB値を有する複数の界面活性剤とともに使用されてよい。一実施形態において、乳化剤は、触媒および疎水化剤の反応性に影響を与えない。本発明の最も好ましい実施形態によると、11〜17および/または39〜41のHLBを有する複数の界面活性剤が使用される。
一実施形態において、乳化剤は1〜41のHLB値を有する界面活性剤であり、次のうち任意のもの、または次のうち任意のものからなる組み合わせから選択される。9〜20個の炭素原子を有する複数のカルボン酸;複数の脂肪族置換基に少なくとも6個の炭素原子を有する脂肪族置換されたベンゼン/芳香族スルホン酸;複数の脂肪族置換基に少なくとも6個の炭素原子を有する脂肪族スルホン酸;複数の脂肪族置換基に少なくとも6個の炭素原子を有する脂肪族置換されたジフェニルエーテルスルホン酸;複数のアルキル置換基に少なくとも6個の炭素原子を有する複数のアルキル硫酸水素;疎水性ラジカルに少なくとも6個の炭素原子および1〜40のエチレンオキシド(EO)および/またはプロピレンオキシド(PO)ユニットを有するアルキルおよびアルキルアリールエーテル硫酸塩;複数のタウリド(tauride);任意に1〜40のEOユニットでエトキシル化された、4〜15の炭素原子を有する複数の一価のアルコールまたはアルキルフェノールとのスルホコハク酸の複数のエステルおよびモノエステル;およびまた上記複数の酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩;リン酸部分エステルおよびそれらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、特に有機ラジカルに8から20個の炭素原子を有するアルキルリン酸塩およびアルキルアリールリン酸塩;アルキルラジカルおよびアルキルアリールラジカルにそれぞれ8〜20個の炭素原子および1〜40のEOユニットを有するアルキルエーテルリン酸塩およびアルキルアリールエーテルリン酸塩;8〜24個の炭素原子を有する一級、二級および三級脂肪族アミンの酢酸、硫酸、塩酸およびリン酸との複数の塩;四級アルキル‐およびアルキルベンゼンアンモニウム塩、より具体的には、そのアルキル鎖が最大18個の炭素原子を有するもの、特に複数のハライド、硫酸塩、リン酸塩、およびアセテート;複数のアルキルポリグリコールエーテル、好ましくは3〜40のEOユニットおよび8〜20個の炭素原子からなる複数のアルキルラジカルを有するもの、アルキルアリールポリグリコールエーテル、好ましくはアルキルラジカルおよびアリールラジカルに5〜40のEOユニットおよび8〜20個の炭素原子を有するもの;エチレンオキシド‐プロピレンオキシド(EO‐PO)の複数のブロック共重合体、好ましくは8〜40のEOおよび/またはPOユニットを有するもの;8〜22個の炭素原子からなる複数のアルキルラジカルを有する複数のアルキルアミンのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドによる複数の付加生成物;複数のアルキルポリグリコシド;レシチン、ラノリン、複数のサポニン、セルロース等の複数の天然物質およびそれらの誘導体;複数のセルロースアルキルエーテルおよび複数のカルボキシアルキルセルロース;より具体的には元素O、N、C、S、Pを含む複数の極性基を含む複数の直鎖状オルガノ(ポリ)シロキサンであって、より具体的には最大24個の炭素原子および/または最大40のEOおよび/またはPO基を有する複数のアルコキシ基を有するもの;N‐アルキルジ(アミノエチル)グリシンまたはN‐アルキル‐2‐アミノプロピオン酸塩等の複数の長鎖置換基で置換された複数のアミノ酸;炭素数8〜18個のアシルラジカルを有するN‐(3‐アシルアミドプロピル)‐N、N‐ジメチルアンモニウム塩等の複数のベタインおよび複数のアルキルイミダゾリウムベタイン。
当該技術分野で既知の通り、上記複数の化合物に加え、複数の安定剤の複数の例は、塩化水素(HCl)および水酸化ナトリウム(NaOH)も含んでよい。処理済み生地の複数の最終特性を最大化すべく、アミンオキシドベース等の非再湿潤性、熱分解性または揮発性の複数の界面活性剤も、撥水加工溶液槽で使用され得る。
(水)
水は、乳化液体組成物物中に溶媒として、例えば80〜97w/w%の量で存在する。
本発明による一実施形態では、本発明による乳化液は、例えば80%より低い水量を含む濃縮液体であり、使用前に希釈されて80〜97w/w%の水を含むようになる。
(アミノシリコーン)
本発明の複数の目的のために、用語「アミノシリコーン」は、少なくとも1つの一級、二級または三級のアミン官能基、または四級アンモニウム基を有する任意のシリコーンを意味する。
柔軟性および撥水耐久性の向上を取得するための本発明による耐久撥水性組成物で任意に使用され得る複数のアミノシリコーンは次から選択される。
(a)以下の化学式(1)に相当する複数の化合物
式中、Tは、水素原子またはフェニル基、ヒドロキシル基(‐OH)または炭素数1〜8のアルキル基、および好ましくはメチル基、または炭素数1〜8のアルコキシ基、好ましくはメトキシ基であり、
aは、0または1〜3の整数、および好ましくは0を示し、
bは、0または1、および特に1を示し、
mおよびnは、これらの和(n+m)が特に1〜2000、特に50〜150の範囲とするような数であり、nは0〜1999および特に49〜149の数を示すことができ、mは1〜2000および特に1〜10の数を示すことができ、
は、式−CqH2qLで表される一価の基であり、ここでqは2〜8の数であり、Lは以下の複数の基から選択される、任意に四級化されたアミノ基を表わす:
-N(R2)-CH2-CH2-N(R2)2
-N(R2)2,
-N+(R2)3 Q-,
-N+(R2) (H)2 Q-,
-N+(R2)2HQ\
-N(R2)-CH2-CH2-N+(R2)(H)2 Q\
式中、Rは水素原子、フェニル基、ベンジル基、または飽和状の一価の炭化水素基、例えば炭素数1〜20のアルキル基を示してよく、Q"はハライドイオン、例えば、フルオライド、クロライド、ブロマイドまたはアイオダイドを表わす。
特に、化学式(1)の定義に相当する複数のアミノシリコーンは、以下の化学式(2)に相当する複数の化合物から選択される。
ここで、R、R'およびR''は同一または異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル基、好ましくはCH、炭素数1〜4のアルコキシ基、好ましくはメトキシ基、またはOH基を示す。Aは直鎖状または分岐状の炭素数3〜8、好ましくは炭素数3〜6のアルキレン基を表わす。mおよびnは分子量に依存する整数であり、それらの和は1から2000の間の範囲内である。
第1の可能性によると、R、R'およびR''は同一または異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシル基を表わす。Aは炭素数3のアルキレン基を表わし、mおよびnは当該化合物の重量平均分子量が、約5000〜500,000の間の範囲となるような値である。この型の複数の化合物は、CTFA辞書では「アモジメチコン」と称されている。
第2の可能性によると、R、R'およびR''は同一または異なっていてもよく、各々は炭素数1〜4のアルコキシ基またはヒドロキシル基を表わし、当該基RまたはR''の少なくとも1つがアルコキシ基であり、Aは炭素数3のアルキレン基を表わす。ヒドロキシ/アルコキシモル比は好ましくは、0.2/1〜0.4/1の間の範囲であり、0.3/1に等しいと有利である。さらに、mおよびnは、当該化合物の重量平均分子量が2000から10の間の範囲内であるような数値である。より具体的には、nは0〜999の間、およびmは1〜1000の間、nおよびmの和は、1〜1000の間の範囲である。
この範疇の複数の化合物において、特にWacker社により市販されている製品Belsil(登録商標)ADM652を挙げることができる。
第3の可能性によると、RおよびR''は異なっており、各々は炭素数1〜4のアルコキシ基またはヒドロキシル基を表わし、当該基RまたはR''の少なくとも1つはアルコキシ基であり、R'はメチル基を表わし、Aは炭素数3のアルキレン基を表わす。ヒドロキシ/アルコキシモル比は、好ましくは1/0.8〜1/1.1の間の範囲であり、1/0.95に等しいと有利である。さらに、mおよびnは、当該化合物の重量平均分子量が、2000から200,000の間の範囲となるような値である。より具体的には、nは0〜999の間、mは1〜1000の間、nおよびmの和は、1〜1000の間の範囲である。
より具体的には、Wacker社により市販されている製品Fluid WR(登録商標)1300を挙げることができる。
これらのシリコーンの分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される点に留意されたい(室温、ポリスチレン標準物質;μスチラゲン(Styragem)カラム;溶離液THF;流量1mm/分;0.5重量%のシリコーンを含む溶液200μlを、THF中に注入し、検出は屈折率測定法およびUV‐測定法により行う)。
上記化学式(1)の定義に相当する製品は、特にCTFA辞書において「トリメチルシリルアモジメチコン」と呼ばれているポリマーであり、以下の化学式(3)に相当するポリマーである。

(ここで、nおよびmは上記化学式(1)に従って上に与えられた意味を有する。)
そのような複数の化合物は、例えば欧州特許第95238号明細書に記載されている。化学式(3)に係る化合物は、例えば、OSI社によりQ2−8220の名称で市販されている。
(b)以下の化学式(4)に相当する複数の化合物:

ここで、Rは、炭素数1〜18の一価の炭化水素基、および特に炭素数1〜18のアルキル基または炭素数2〜18のアルケニル基、例えばメチル基を表わし、
は、二価の炭化水素基、特に炭素数1〜18のアルキレン基または二価の炭素数1〜18、例えば炭素数1〜8のアルキレンオキシ基を表わし、
Q''はハライドイオン、特にクロライドであり、
rは、2〜20の範囲、特に2〜8の範囲の統計的平均値を表わし、
sは、20〜200の範囲、特に20〜50の範囲の統計的平均値を表わす。このような複数の化合物は、米国特許第4,185,087号明細書により具体的に記載されている。この組に含まれる化合物は、Union Carbide社によりUcar Silicone ALE 56の名称で市販されている製品である。
(c)特に以下の化学式(5)の四級アンモニウムシリコーン:

ここで、Rは同一または異なっていてもよく、1〜18個の炭素原子を持つ一価の炭化水素基、特に炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基または5または6個の炭素原子を含むリングであって、例えばメチル基を表わし、
は二価の炭化水素基、特に炭素数1〜18のアルキレン基または二価の炭素数1〜18の基、例えば、シリコン‐炭素(SiC)結合によりSiに結合された炭素数1〜8のアルキレンオキシ基を表わし、
は同一または異なっていてもよく、水素原子、1〜18個の炭素原子を含む一価の炭化水素基、特に炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基または基‐R−NHCORを表わし、
X''は、アニオン、例えば、ハライドイオン、特にクロライド、または有機酸の塩(アセテート等)であり、
rは、2〜200の範囲、特に5〜100の範囲の統計的平均値を表わす。これらのシリコーンは、例えば、欧州特許出願公開第0530974号明細書に記載されている。(d)以下の化学式(6)に係る複数のアミノシリコーン:

ここで、R、R、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基を示し、‐Rは、炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシル基を示し、‐nは、1〜5の範囲の整数であり、‐mは、1〜5の範囲の整数であり、‐xは、アミノ価が0.01〜1meq/gとなるように選択される値である。
これらの化合物が使用される場合、特に有利な一実施形態は、カチオン性および/または非イオン性界面活性剤との組み合わせによる使用がなされる。
例えば、Dow Corning社によりCationic Emulsion DC939という名称で市販されている製品を使用することができ、カチオン性界面活性剤、すなわち、トリメチルセチルアンモニウムクロライドであり、CTFA名「Trideceth−12」の下に既知の式:C13H27-(OC2H4)12-OHで表される非イオン性界面活性剤を含む。
本発明により使用され得る別の市販製品は、Dow Corning社によりDow Corning Q27224という名称で市販されている製品であり、これは組み合わせとして、上記化学式(2)のトリメチルシリルアモジメチコン、Octoxynol−40というCTFA名で知られる、式:C8H17-C6H4-(OCH2CH2)40-OHで表される上記非イオン性界面活性剤、Isolaureth−6というCTFA名で知られる式:C12H25-(OCH2-CH2)6-OHで表される第2の非イオン性界面活性剤、およびプロピレングリコールを含む。
複数のアミノシリコーンは、0.1〜10w/w%、特に0.1〜5w/w%の範囲の量で組成物中に存在する。
(液体組成物のテキスタイルへの適用方法)
より具体的には、本発明は、テキスタイルの撥水性を向上させる、および/または水溶性の汚れを防ぐその機能を向上させる方法に関し、次の段階を含む。
a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、b)任意に、上記テキスタイルに適用される上記調製物の量を調節する段階と、c)処理された上記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、d)処理された上記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、e)水で洗浄すること、およびその後任意に再度乾燥させることにより、処理された上記テキスタイルから、未反応の上記調製物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、上記乳化液体組成物は、水と、10〜30個の炭素または例えば12〜30個の炭素の長さを有するアルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、乳化剤または増粘剤または界面活性剤または安定剤の少なくとも1つと、水溶性の酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含む。
一実施形態において、本発明は、テキスタイルの撥水性を向上させる方法に関し、次のものを含む。テキスタイルを耐久撥水性および/または水溶性の汚れを防ぐようにするための適用方法は、以下の複数の段階を含む。a)pH1.8〜4.3の乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、f)任意に、テキスタイルに適用された上記組成物の量を調節する段階と、g)処理されたテキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、h)処理されたテキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、i)水で洗浄し、その後任意に再度乾燥することによって、任意に、処理されたテキスタイルから未反応の組成物の残留物を除去する段階と、を含み、上記エマルジョンは複数の相に分離しないエマルジョンとして保存可能であり、上記エマルジョンは、乳化液体組成物の全重量に対し水80〜97(w/w%)と、12〜16個の炭素の長さを有するアルキル鎖を持つトリアルキルアルコキシシランと、乳化液体組成物の全重量に対し、0.9〜1.1w/w%の量の少なくとも1つの乳化剤または複数の乳化剤の組み合わせと、pKaが<4の水溶性の有機酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含み、アルコキシ鎖は、1〜3個の炭素からなる炭素鎖を有し、アルコキシアルキルシランは、乳化液体組成物の全重量に対し、2〜8w/w%の量で存在する。
本発明に係る方法は、標準的なフーラード、パディング機または同様の複数の液体塗布機械を使用することによって、テキスタイル製造プロセス、あるいはスプレー、コーティング、または真空含浸処理に組み込まれることができる。本発明に係る更なる方法によると、柔軟性および耐久性および向上された撥水性が以下の複数の段階によって取得される。a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、b)柔軟性および上記撥水性の耐久性向上のために、任意に、上記組成物に複数のアミノシリコーンを追加する段階と、c)任意に、テキスタイルに適用される調製物の量を調節する段階と、d)処理された上記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、e)処理された上記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、f)水で洗浄すること、およびその後任意に、再度乾燥することにより、処理された上記テキスタイルから、未反応の上記調製物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、上記乳化液体組成物は、水と、10〜30個の炭素、または例えば12〜30個の炭素の長さを有する上記アルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、乳化剤または増粘剤または界面活性剤または安定剤の少なくとも1つと、水溶性の酸触媒と、複数の不可避的不純物と、を含む。
テキスタイル材料は、ディッピング、ローラー若しくはブラシによるパディング塗布、コーティングおよびスプレーといった任意の好適な態様で、シラン化組成物に接触させ得る。材料をほぼ完全に濡らす(ソーク)または材料の表面から当該シラン化組成物が適用される箇所までの所望の深さまでのみ材料を濡らすような態様で、シラン化組成物は、テキスタイル材料に接触させ得る。
本発明の方法によると、ファブリックがほぼ乾く、つまり、5重量%未満および、さらに2重量%未満の含水量を有するまで、乾燥が続けられる。当該出願において、「乾燥」は、水の蒸発を含み、「ほぼ乾く」は、ほぼ水がないことを意味する。
本発明の方法に係る重要な特徴は硬化温度であり、少なくとも100℃、好ましくは少なくとも120℃、より好ましくは少なくとも140℃または150℃、および最大200℃である。本発明による硬化温度は、100〜200℃の間の範囲または130〜180℃の間の範囲内である。硬化時間は、硬化温度にほぼ反比例する。従って、より高い温度での硬化は、それに対応してより短い時間で実行され得、例えば150℃〜200℃の温度に予熱されたオーブンで、数分または約1〜3分である。当業者であれば、乾燥中の空気対流、テキスタイル材料の厚みおよび密度、および当該材料の他の複数の物理的パラメータが、特定の乾燥温度における硬化時間に影響を及ぼすことを理解するであろう。
(乳化液体組成物の複数の使用)
本発明はまた、テキスタイルに耐久防水性を付与する、本発明による乳化液体組成物の使用も含み、またテキスタイルに、水溶性の汚れの防止に対する耐久防汚性を付与する、本発明による適用方法を使用して処理されたテキスタイルの使用も含み、例えば、限定はされないが複数の泥汚れまたはケチャップ、コーヒー若しくはワインの染みまたは複数の水溶性の染みを含む。
(複数の好ましい実施形態の説明)
(材料)
リンゴ酸、酢酸、クエン酸、グリオキシル酸、ピルビン酸およびマレイン酸、Sigma Aldrich製。
NaHCO3、Sigma Aldrich製。
Tegosoft PC41(複数のカプリン酸のポリグリセロールエステルHLB〜14)、Evonik Industries AG製。
ヘキサデシルトリメトキシシラン(KH580)、Zhejiang Feidian Chemical Co.,Ltd製。
Lutensol TO7(飽和イソ‐C13アルコールの複数のエトキシレート)HLB〜12、Lutensol TO5(飽和イソ‐C13アルコールの複数のエトキシレート)HLB〜10.5およびDehydol LS3N(炭素数12〜14のエトキシル化された脂肪アルコール)HLB〜12、BASF Corp製。
Ethoquad C/25(ココアルキルメチル[ポリオキシエチレン(15)]アンモニウムクロライド)HLB〜30、AkzoNobel Chemicals ltd製。
Brij S2(エトキシ(2)ステアリルエーテル)HLB〜4.9、Croda Corp製。
イソオクチルトリメトキシシラン、n‐オクタデシルトリメトキシシランおよびn‐ドデシルトリメトキシシラン、ABCR GmbH&Co KG製。
n−プロピルトリメトキシシラン、Alfa Aesar GmbH&Co KG製。
S25 N−25G/1713300分散部品とともにIKA ultra turrax T 25 digital disperser、IKA−Werke GmbH&Co KG製。
Fermaks TS 8136オーブン。
Phenomenal pH 1000H pH meter、VWR int.LLC製。
ASE5020は、Flexichem Pty Ltdによって市販されている反応性が高いアミノシリコーンのマクロエマルジョンである。
(使用される標準的な複数の方法)
複数のファブリックの表面の濡れ(スプレー試験)に対する耐性の判断:欧州規格EN 24920(ISO4920:1981)原則:指定量の水が、リング上に置かれたテキスタイル標本にスプレーされる。標本は、ノズルに対し、45度の角度で配置される。標準化されたノズルの中央が、標本の中央の上方に、特定距離を置いて配置される。ノズルの上方にノズルと連通するよう配置されたタンクに、特定量の水が入れられる。スプレー評価は、視覚的および/または写真によって決定される。ISO1〜5のスプレー評価の段階的スケールは、濡れに耐えた標本の50〜100%に相当する。スケール相関関係は、濡れに耐えた標本の100%(ISO 5)、97.5%(ISO −5)、92.5%(ISO +4)、90%(ISO 4)、87.5%(ISO −4)、82.5%(ISO +3)、80%(ISO 3)、77.5%(ISO −3)、72.5%(ISO +2)、70%(ISO 2)、66.67%(ISO −2)、56.67%(ISO +1)、50%(ISO 1)(図1のISO5〜1の例示を参照)。
評価前に、複数のファブリックは、洗浄機械の水すすぎプログラムですすがれた。
複数のファブリックの乾燥は、予熱されたFermaks TS8136オーブン中で、150℃で5分間行われた。
IEC基準の洗剤Bの水溶液を用いた機械洗浄の前後における、処理済みテキスタイルの撥水性の複数の特性が、複数の標準試験SS‐EN24920でテキスタイルを試験することによって、評価された(洗浄温度40℃/約90分間の時間)。
これらの例は、当業者に対し本発明を説明することを意図されており、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。これらの例のすべての割合は、別途指定されない限り、重量パーセントである。
(異なる複数のpH値を持つ複数のエマルジョンの実験において使用される、複数のエマルジョン組成物のための一般的方法)
乳化溶液の全重量に対し、1w/w%の乳化剤、5w/w%の疎水化剤および50w/w%の「水a」がビーカーに入れられ、当該混合物はIKA ultra turrax T25 digital disperserをS25 N−25G/1713300分散部品(IKA−Werke GmbH&Co.KG製)とともに使用して、10,000RPMで15分間、均質化された。その後、特定のw/w%量の酸触媒が、あるw/w%量の「水b」に溶解され(表1を参照)、均質化された状態で、上記の調製された疎水化剤混合物に追加された。所望のエマルジョンを生成すべく、当該混合物は10,000RPMで15分間均質化された。
酸の量が決定された後、「水b」の含水量が計算される。酸の含有量は変化してよい(pHが測定され、pH1.9〜4の間の範囲である必要がある)。酸が追加された後、エマルジョンの全重量の100w/w%に到達するまで「水b」の含水量が追加される(より大量の酸、より少ない量の「水b」が追加された)。
適用可能な場合、エマルジョンは、表1による、特定w/w%の量の炭酸水素ナトリウムに混合することによって、中和された。
(本発明に係る複数の実施例が、複数の比較例とともに以下に示される)
以下に含まれる、本発明による複数の実施例は、範囲限定ではなく、例示および説明を意図している。

複数のpH値は、phenomenal pH 1000H pH meter(VWR int.LLC製)を使用して、温度23℃および相対湿度50%RHで測定された。pHメータは、複数の測定前に、2点式でキャリブレーションされた(pH4および7)。実施例1〜4は本発明によるものである。
複数のエマルジョンが、寸法20×20cmのポリエステル:コットン=65:35のファブリック(白いサテン織物、187g/m)である複数の布片に対し、エマルジョンへのディッピング、圧搾(乾いたファブリックの約80%のウェットアップテーク)、加熱および水ですすぐことを含むプロセスによって、適用された。表2を参照されたい。撥水性の程度は、SS‐EN24920により決定された。表3を参照されたい。

表3に示される複数の結果によると、最良の疎水化効果は、低pHまたはpH4.3未満の複数のエマルジョンを使用することで達成されることが明瞭にわかる。しかしながら、あまりに低pH(pH2未満)を使用すると、あまりに高いpH、(pH4超)の場合も同様、ファブリックのある程度の変色をもたらし、後者もスプレー試験のスコア、すなわち濡れに耐えた標本の%、は低いものとなる。

表3は、1〜5回の洗浄後の、ISO4920スプレー試験の異なる複数の値(5〜1)を示す。かっこ内の値は、アイロン後のスプレー試験のスコアを示す。複数のパラメータ:硬化5分/150℃;洗浄40℃/90分;洗浄の間の乾燥150℃/15分。複数の省略値(−)は、スプレー試験のスコアが低すぎることによる。表3は、表2に記載された複数のエマルジョンの実験データを示す。
(表4 異なる複数の乳化剤)
複数のエマルジョン(表4)が実施例1に記載された手順に従い調製され、同様の態様で使用され、20×20cmのポリエステル:コットン=65:35のファブリックの複数の布片を処理した。表5を参照されたい。実施例7、8および実施例1は、すべて本発明による例である。


表6の複数の結果(表4の複数のエマルジョンを使用する)は、ファブリックを40℃で洗剤を使用する機械洗浄を受けさせる場合、乳化剤の選択は、処理済みファブリックの疎水性の結果およびファブリック上での疎水性の耐久性に対し果たす役割は小さいことを示す。
(表6 本発明による適用方法による表4および表5による複数のエマルジョンで処理された複数のテキスタイル)
表6は、1〜5回の洗浄後の、ISO4920スプレー試験の異なる複数の値(5〜1)を示す。

(表7‐温度と異なる硬化時間)
エマルジョン1(Tegosoft PC 41(1%w/w)、リンゴ酸(3.5%w/w)、KH580(5%w/w)および残部HO。)が使用され、ポリエステル:コットン=65:35のファブリック(表7)が、異なる複数の温度および硬化時間を用いて処理された。複数の結果が表8にまとめられており、硬化時間が長くなると、処理済みファブリックの耐久性および疎水性を向上させることを示す。当業者であれば、表7、8および図1を比較して、低硬化温度は、長硬化時間を必要とし、高硬化温度は、短硬化時間を必要とすることが明らかであろう。


表8は、1〜5回の洗浄後の、ISO4920の異なる複数の値(5〜1)を示す。
(表9‐異なる複数の鎖の長さを持つ複数のアルコキシシランの使用)
疎水化剤の有効性を評価すべく、複数のエマルジョンが、アルコキシシランの部分上の異なる複数のアルキル鎖の長さを採用する、実施例1に記載された手順に従い調製された。表9を参照されたい。これらは、その後、ポリエステル:コットン=65:35のファブリックを疎水化すべく、上記と同様の態様で使用された。アルコキシシランのアルキル鎖が長くなるほど、処理済みファブリックの耐久疎水性に有利になることが明瞭に示されている。複数の結果が表10と表11にまとめられている。

実施例10、11および1は、本発明によるものである。比較例9および12は、比較実験である。


表11は、1〜5回の洗浄後の、ISO4920スプレー試験の異なる複数の値(5〜1)を示す。
(異なる複数のファブリック上での異なる複数の種類の酸の使用およびエマルジョンの性能)
リンゴ酸以外の他の複数の酸を含む複数のエマルジョンおよび様々な量の乳化剤とシランとが、実施例1で記載された同一の手順を使用して作成された。表13を参照されたい。20×20cmの異なる複数の種類のファブリックの複数の布片が上記の複数のエマルジョンにさらされ、硬化、すすぎ、洗浄およびスプレー試験がなされた。取得された複数の結果のまとめについては、表12〜15を参照されたい。




表15は、リサイクルされたポリエステルファブリックへのエマルジョン1を用いた処理(実施例1のエマルジョンを使用)、およびその後の洗浄(20回)をスプレー試験のスコアとともに示す。
(複数の工業的に関連する適用パラメータ)
エマルジョン1(Tegosoft PC41(1%w/w);リンゴ酸(3.5%w/w)、KH580(7.5%w/w)、「水a」50w/w%および「水b」(40.5%w/w)を含有)を使用したスケールアップ実験(図2)では、エマルジョン1が、ポリエステル:コットン=65:35のファブリック(白いサテン織物、187g/m)にパディング機、幅出し機および乾燥/硬化オーブンを使用して適用された。ファブリックのロールはその後、液流染色機に置かれ、水ですすがれ(7℃で18分および170℃で4分間の乾燥)、その後、ファブリックは乾燥オーブンに連結された幅出し機上で乾燥された。
使用される複数のパラメータは、次の通りである。ウェットアップテーク:50%、硬化時間および温度2分/170℃、およびすすぎ後の乾燥時間および温度:2分/170℃。
図2は、取得されたISO4920スプレー試験の結果をまとめたものである。
(染色試験)
染色試験が、ワイン、コーヒーおよびケチャップによる染みを含む以下の試験方法に基づいて行われた。以下の複数の染色液体が使用された:インスタントコーヒー(沸騰水100ml中にNescafe Lyx4g)、赤ワイン(12.5%のアルコール)、Heinzケチャップ、およびスウェーデンのストックホルムの高速道路の道路脇からの汚れた融雪。
使用された複数の材料は、未処理の白のサテン織物(65%ポリエステル/35%コットン、187g/m)および、以下のエマルジョンを用いて、本格規模のパディング/硬化プロセス(50%ウェットアップテーク、170℃で2分間の乾燥/硬化、7℃で18分間のジェットマシンでの水によるすすぎ、170℃で4分間の乾燥、図2を参照)で処理された同一のサテン織物である。Tegosoft PC41(1%w/w);リンゴ酸(3.5%w/w)、KH580(ヘキサデシルトリメトキシシラン)(7.5%w/w)、水88%w/w。
未処理および処理済みの織物の両方が、23℃で50%の相対湿度に24時間おかれ、条件付けされた。各液体5mlの2つの染みおよびハインツケチャップ40mmが、未処理および処理済みの織物の両方に追加された。1時間後、各染みが1つずつ、湿った布を使用して除去された。24時間後、第2の染みが同様の態様で除去された。当該複数の織物は、24時間室温で乾燥された後、複数の染みは、当該複数の織物の下に白い紙を置くことで評価された。評価は以下の基準による。

複数の結果は以下の通りである。

見てわかる通り、処理済み織物は、平均スコア4.0を有するのに対し、未処理の織物は平均スコア1.3である。従って、本発明のエマルジョンで処理された織物は、未処理の織物よりも、複数の水性の染みに対し、より良い防汚性である。


本明細書に記載された実施例21および実施例22により作成された、複数の処理済みポリアミドテキスタイルは、知覚パネル評価に出された。知覚パネルは、複数のテキスタイル製品を比較し、柔軟性を評価するよう訓練された複数の人員を使用した。当該複数のパネリストは、各実施例のテキスタイルに対し、剛性属性に関する数値を下すよう依頼された。剛性は、0から7までの段階でランク付けされ、0は非常に柔らかい、7は硬い/硬直と記載される。





  1. テキスタイルの撥水性を向上させる、および水溶性の汚れを防ぐテキスタイルの機能を向上させることの少なくとも1つに係る適用方法であって、
    a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、
    b)任意に、前記テキスタイルに適用される前記組成物の量を調節する段階と、
    c)処理された前記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、
    d)処理された前記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、
    e)水で洗浄すること、および任意に、処理された前記テキスタイルを再度乾燥することにより、処理された前記テキスタイルから、未反応の前記組成物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、
    前記乳化液体組成物は、
    水と、
    10〜30個の炭素または12より多く18個より小さいか等しい炭素原子の長さを有するアルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、
    乳化剤、界面活性剤、増粘剤、および安定剤のうち少なくとも1つと、
    水溶性の酸触媒と、
    複数の不可避的不純物と、を含む、適用方法。

  2. 柔軟性および耐久性および向上された撥水性を付与し、
    a)乳化液体組成物をテキスタイルに適用する段階と、
    b)柔軟性および前記撥水性の耐久性向上のために、任意に、前記組成物に複数のアミノシリコーンを追加する段階と、
    c)任意に、テキスタイルに適用される調製物の量を調節する段階と、
    d)処理された前記テキスタイルを乾くまで乾燥する段階と、
    e)処理された前記テキスタイルを100〜200℃の間の範囲内の温度で硬化する段階と、
    f)水で洗浄すること、およびその後任意に、再度乾燥することにより、処理された前記テキスタイルから、未反応の前記調製物の残留物を任意に除去する段階と、を含む方法であって、
    前記乳化液体組成物は、
    水と、
    10〜30個の炭素、または例えば12〜30個の炭素の長さを有する前記アルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、
    乳化剤または増粘剤または界面活性剤または安定剤の少なくとも1つと、
    水溶性の酸触媒と、
    複数の不可避的不純物と、を含む、請求項1に記載の適用方法。

  3. 前記乳化液体組成物は、4.5未満または1.8〜4.3の間の範囲内または1.9〜4.2の間の範囲内のpHを有する、請求項1または2に記載の適用方法。

  4. 前記乳化液体組成物を適用する方法は、ソーキング、含浸、パディング、ディッピング、スプレー、ブラッシング、コーティング、ローリング、泡塗布、浸透、真空含浸処理から選択され、あるいは前記液体組成物を適用する他の手段による、請求項1〜3のいずれか一項に記載の適用方法。

  5. 前記テキスタイルに適用される前記組成物の量を前記調節する段階は、複数のロールのニップ圧または空気圧負荷調整を調節することにより、エマルジョンを生地に適用し、ウェットアップテークを制御する工業パディング機またはフーラードを使用してなされ、
    前記ウェットアップテークは、未処理のテキスタイルに対し、30〜100w/w%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の適用方法。

  6. 前記乳化液体組成物中の前記アルキルアルコキシシランは、乳化溶液の全重量に対し、2〜10w/w%の濃度で追加される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の適用方法。

  7. 前記乳化液体組成物中の前記酸触媒は、乳化溶液の全重量に対し、<8w/w%または1〜7w/w%の間の範囲内の濃度である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の適用方法。

  8. 前記乳化液体組成物中の前記乳化剤または複数の前記乳化剤の組み合わせは、乳化溶液の全重量に対し、<2w/w%または0.9〜1.1w/w%の間の範囲内の濃度である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の適用方法。

  9. 前記乳化液体組成物中の含水量は、乳化溶液の全重量に対し、80〜97.5w/w%または87〜94w/w%である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の適用方法。

  10. 前記乳化液体組成物中の含水量は、乳化溶液の全重量に対し、80w/w%未満または20〜80w/w%の間の範囲内であり、前記適用方法における使用前に、付加的な量の水が追加されてよい、請求項1〜8のいずれか一項に記載の適用方法。

  11. 前記アルキルアルコキシシランは、アルコキシ基が、アセトキシ、メトキシ、エトキシ、n‐プロポキシ、イソプロポキシまたはn‐ブトキシ、イソブトキシまたはtert‐ブトキシから選択される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の適用方法。

  12. 前記乳化液体組成物中の前記アルキルアルコキシシランは、12より多く18個より小さいか等しい炭素原子を備えるアルキル鎖を有する基から選択される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の適用方法。

  13. 前記アルキルアルコキシシランは、ヘキサデシルトリメトキシシランおよびオクタデシルトリメトキシシランのうち少なくとも1つの、n‐、イソまたはそれらの複数の混合物から選択される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の適用方法。

  14. 前記アルキルアルコキシシランのアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状の炭素鎖あるいは直鎖状の飽和炭素鎖である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の適用方法。

  15. 前記アルキルアルコキシシランは、n‐若しくはイソ構造のヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシランまたは複数のn‐オクタデシルトリメトキシシランまたはそれらの複数の混合物から選択される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の適用方法。

  16. 前記乳化液体組成物は、3.9未満または1.9〜3.9の間の範囲内のpHを有する、請求項1〜15のいずれか一項に記載の適用方法。

  17. 前記乳化液体組成物中の前記水溶性の酸触媒は、6より小さいか等しいpKa、または14〜4の範囲内のpKaを有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の適用方法。

  18. 前記乳化液体組成物中の前記乳化剤は、非イオン性またはイオン性の乳化剤である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の適用方法。

  19. 前記酸触媒は、ルイス酸、またはブレンステッド酸である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の適用方法。

  20. 前記酸触媒は、有機酸である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の適用方法。

  21. 前記酸触媒は、p‐トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カンファースルホン酸、リンゴ酸、マレイン酸、グリオキシル酸、クエン酸、ギ酸、ピルビン酸、酒石酸、フタル酸、アセチルサリチル酸、サリチル酸、乳酸、ジヒドロキシフマル酸、マンデル酸、マロン酸、グリコール酸、酢酸、塩酸、硫酸およびシュウ酸のうち任意のものから選択される、請求項1〜20のいずれか一項に記載の適用方法。

  22. 処理された前記テキスタイルを前記乾燥する段階は、15〜180℃の間の範囲内の温度で、乾くまで行われる、請求項1〜21のいずれか一項に記載の適用方法。

  23. 処理された前記テキスタイルを前記硬化する段階は、130〜180℃の間の範囲内または150〜180℃の間の範囲内または150〜170℃の間の範囲内の温度で行われる、請求項1〜22のいずれか一項に記載の適用方法。

  24. 請求項1および請求項3〜23のいずれか一項に係る適用方法において使用される乳化液体組成物であって、
    水と、
    10〜30個の炭素または12より多く18個より小さいか等しい炭素原子の長さを有する前記アルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、
    乳化剤、界面活性剤、増粘剤、および安定剤のうち少なくとも1つと、
    水溶性の酸触媒と、
    複数の不可避的不純物と、を含む、乳化液体組成物。

  25. 請求項2〜23のいずれか一項に係る適用方法において使用される乳化液体組成物であって、
    水と、
    10〜30個の炭素、または12より多く18個より小さいか等しい炭素原子の長さを有する前記アルキル鎖を持つアルキルアルコキシシランと、
    乳化剤、界面活性剤、増粘剤、および安定剤のうち少なくとも1つと、
    水溶性の酸触媒と、
    複数のアミノシリコーンと、
    複数の不可避的不純物と、を含む、乳化液体組成物。

  26. 前記複数のアミノシリコーンは、前記組成物中に、0.1〜10w/w%、好ましくは0.1〜5w/w%の量で存在する、請求項25に記載の乳化液体組成物。

  27. 請求項1〜23のいずれか一項に係る適用方法を使用して処理された、耐久撥水性であり、水溶性の汚れを防止する、テキスタイル。

  28. 前記テキスタイルは、前記テキスタイルの5より大きいか等しい回数の洗浄後、ISO3より大きいか等しい、ISO4920スプレー試験の結果を有する、請求項27に記載のテキスタイル。

  29. 請求項1〜23のいずれか一項に係る適用方法による、請求項24または25に係る前記乳化液体組成物のテキスタイルを耐久防水性にする使用。

  30. 請求項1〜23のいずれか一項に係る適用方法による、請求項24または25に係る前記乳化液体組成物のテキスタイルを例えば、ワイン、ケチャップ、コーヒーまたは泥といった水溶性の汚れに対する耐久防汚性にする使用。

 

 

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