(57)【要約】  １種または複数種のフルオロケミカルウレタン化合物、および１種または複数種の補助化合物を含む、繊維基材の処理に用いられるフルオロケミカルウレタン組成物が記載されている。そのフルオロケミカル組成物は、撥油性および／または撥水性、防汚性および防汚染性、ならびにステインリリース性および／またはソイルリリース性のうちの１つまたは複数を改善することができ、フルオロケミカル組成物で処理された繊維基材の耐久性が向上する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（１）１種または複数種の多官能性イソシアネート化合物；
（２）１種または複数種の親水性ポリオキシアルキレン化合物；
（３）次式：
Ｘ−Ｒ1−Ｓｉ−（Ｙ）3
（式中、Ｘは、−ＮＨ2；−ＳＨ；−ＯＨ；−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ；または−ＮＲＨ（Ｒは、フェニル、直鎖および分枝鎖の脂肪族、脂環式、および脂肪族エステル基からなる群から選択される）であり；Ｒ1は、アルキレン、ヘテロアルキレン、アラルキレン、またはヘテロアラルキレン基であり；
各Ｙはそれぞれ独立して、ヒドロキシル；アルコキシ、アシルオキシ、ヘテロアルコキシ、ヘテロアシルオキシ、ハロ、およびオキシムからなる群から選択される加水分解性部位；またはフェニル、脂環式、直鎖脂肪族、および分枝鎖脂肪族からなる群から選択される非加水分解性部位であり、少なくとも１つのＹは加水分解性部位である）の１種または複数種のシラン化合物；
（４）１種または複数種のフルオロケミカル単官能性化合物；
の反応生成物を含む１種または複数種のウレタンを含む第１成分と、
（ｂ）フルオロケミカルウレタン化合物で処理された繊維基材の撥油性および／または撥水性あるいはソイル／ステインリリース性をさらに改善することができる、１種または複数種の親水性補助化合物を含む第２成分と、
を含有する化学組成物。
【請求項２】
前記第１成分の多官能性イソシアネート化合物がジイソシアネートまたはトリイソシアネートである、請求項１に記載の化学組成物。
【請求項３】
前記第１成分のフルオロケミカル単官能性化合物が、次式：
Ｒf−Ｚ−Ｒ2−Ｘ
（式中、Ｒfは、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロへテロアルキル基であり；
Ｚは、共有結合、スルホンアミド基、カルボキサミド基、カルボキシル基、またはスルホニル基から選択される連結基であり；
Ｒ2は、炭素原子１〜１４個の、直鎖または分枝鎖の二価アルキレン、シクロアルキレン、またはヘテロアルキレン基であり；
Ｘは、−ＮＨ2；−ＳＨ；−ＯＨ；−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ；または−ＮＲＨ（Ｒは、フェニル、直鎖および分枝鎖の脂肪族、脂環式、および脂肪族エステル基からなる群から選択される）であり；Ｒ1は、アルキレン、ヘテロアルキレン、アラルキレン、またはヘテロアラルキレン基である）の化合物である、請求項１に記載の化学組成物。
【請求項４】
Ｒfが、炭素２〜１２個のパーフルオロアルキル基である、請求項３に記載の化学組成物。
【請求項５】
Ｒfが、炭素３〜５個のパーフルオロアルキル基である、請求項３に記載の化学組成物。
【請求項６】
前記第１成分のポリオキシアルキレン化合物が、ポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレンのホモポリマーおよびコポリマーである、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記第２補助成分が、ポリイソシアネート、ブロック剤、ポリオキシアルキレン化合物の反応生成物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記第２成分のポリイソシアネートの前記イソシアネート基が、ブロックイソシアネート基である、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記ブロックイソシアネート基が、フェノール、ラクタム、およびオキシムとの熱可逆反応によって生成される、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記第２成分の前記ポリオキシアルキレン化合物が、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシテトラメチレンのホモポリマーおよびコポリマーである、請求項７に記載の組成物。
【請求項１１】
前記第１成分の前記親水性ポリオキシアルキレン化合物の量が、前記ウレタン化合物の利用可能なイソシアネート基の０．１〜３０％と反応するのに十分な量であり、前記シラン化合物の量が、利用可能なイソシアネート基の０．１〜２５％と反応するのに十分な量であり、かつ前記フルオロケミカル単官能性化合物の量が、前記ウレタン化合物の利用可能なイソシアネート基の６０〜９０％と反応するのに十分な量である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記第２成分の前記ポリオキシアルキレン化合物の量が、前記補助化合物の利用可能なイソシアネート基の約２５〜約７５％が反応するような量である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記未反応イソシアネート基がブロックイソシアネート基である、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
前記第１成分のウレタン化合物と前記第２補助化合物との比が、１２：１〜１：１２である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記第１成分のウレタン化合物と前記第２補助化合物との比が、３：１〜６：１である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
前記第１成分の前記ポリオキシアルキレン化合物が、１を超える官能価を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
前記第２成分の前記ポリオキシアルキレン化合物が、１の官能価を有する、請求項７に記載の組成物。
【請求項１８】
請求項１に記載の化学組成物と溶媒との溶液を含む、処理用組成物。
【請求項１９】
溶媒が、水、有機溶媒、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１８に記載の処理用組成物。
【請求項２０】
化学組成物を約０．１〜約５０％含有する、請求項１８に記載の処理用組成物。
【請求項２１】
少なくとも１種類の溶媒と、請求項１に記載の化学組成物と、から得られる硬化されたコーティングを有する基材を含む物品。
【請求項２２】
前記基材が繊維基材である、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
請求項１に記載の処理用組成物を塗布する段階と、そのコーティング組成物を硬化させる段階と、を含む基材にステインリリース特性を付与する方法。
【請求項２４】
前記基材が繊維基材である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記コーティング組成物が、繊維上に固体０．０５％〜５％を提供するのに十分な量で塗布される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記組成物が周囲温度で硬化される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
（ａ）請求項１３に記載のコーティング組成物を塗布する段階と、
（ｂ）そのコーティング組成物を高温で硬化させ、前記ブロックイソシアネート基をデブロックする段階と、
を含む、繊維基材にステインリリース特性を付与する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維基材の処理に用いられる、１種または複数種のフルオロケミカルウレタン化合物（ｆｌｕｏｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｕｒｅｔｈａｎｅ  ｃｏｍｐｏｏｕｎｄｓ）および１種または複数種の補助化合物を含む化学組成物に関する。本発明はさらに、少なくとも１種類の溶媒および本発明の化学組成物を含むフルオロケミカルコーティング組成物に関する。そのフルオロケミカル組成物は、フルオロケミカル組成物で処理した繊維基材に対して、耐久性を改善すると共に、撥油性および／または撥水性、防汚染性（ｓｔａｉｎ  ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）および／または防汚性（ｓｏｉｌ  ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）およびステインリリース性（ｓｔａｉｎ  ｒｅｌｅａｓｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）および／またはソイルリリース性（ｓｏｉｌ  ｒｅｌｅａｓｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）のうちの１つまたは複数を改善することができる。本発明は、繊維基材を含み、かつ本発明のコーティング組成物から得られる、この基材上の硬化コーティングである物品にも関する。その硬化コーティングは、消耗、摩耗およびクリーニングによる擦り減りに耐える。他の態様において、本発明は、基材にステインリリース特性を付与する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撥油性および撥水性ならびに耐汚性（ｓｏｉｌ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）および耐汚染性（ｓｔａｉｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を付与するための、繊維および繊維基材、例えば織物、紙、および革への特定のフルオロケミカル組成物の使用は、当技術分野でよく知られている。例えば、バンクス（Ｂａｎｋｓ）編集、Ｏｒｇａｎｏｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｌｔｄ．、Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ、Ｅｎｇｌａｎｄ、１９７９，ｐｐ．２２６−２３４を参照のこと。かかるフルオロケミカル組成物としては、例えば、フルオロケミカルグアニジン（米国特許第４，５４０，４９７号明細書、チャン（Ｃｈａｎｇ）ら）、カチオン性および非カチオン性フルオロケミカル（米国特許第４，５６６，９８１号明細書、ハウエルズ（Ｈｏｗｅｌｌｓ））、フルオロケミカルカルボン酸およびエポキシ系カチオン性樹脂を含有する組成物（米国特許第４，４２６，４６６号明細書、シュワルツ（Ｓｃｈｗａｒｔｚ））、フルオロ脂肪族カルボジイミド（米国特許第４，２１５，２０５号明細書、ランドゥッチ（Ｌａｎｄｕｃｃｉ））、フルオロ脂肪族アルコール（米国特許第４，４６８，５２７号明細書、パテール（Ｐａｔｅｌ））、フッ素含有付加ポリマー、コポリマーおよびマクロマー（米国特許第２，８０３，６１５号明細書；同第３，０６８，１８７号明細書；同第３，１０２，１０３号明細書；同第３，３４１，４９７号明細書；同第３，５７４，７９１号明細書；同第３，９１６，０５３号明細書；同第４，５２９，６５８号明細書；同第５，２１６，０９７号明細書；同第５，２７６，１７５号明細書；同第５，７２５，７８９号明細書；同第６，０３７，４２９号明細書）、フッ素含有リン酸エステル（米国特許第３，０９４，５４７号明細書；同第５，４１４，１０２号明細書；同第５，４２４，４７４号明細書）、フッ素含有ウレタン（米国特許第３，９８７，１８２号明細書；同第３，９８７，２２７号明細書；同第４，５０４，４０１号明細書；同第４，９５８，０３９号明細書）、フルオロケミカルアロファネート（米国特許第４，６０６，７３７号明細書）、フルオロケミカルビウレット（米国特許第４，６６８，４０６号明細書）、フルオロケミカルオキサゾリジノン（米国特許第５，０２５，０５２号明細書）、およびフルオロケミカルピペラジン（米国特許第５，４５１，６２２号明細書）が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、溶剤型フルオロケミカル組成物および水性フルオロケミカル組成物のどちらも、繊維に撥水性および撥油性を付与するために使用されている。有機溶媒は、健康面、安全面および環境面の問題をもたらすことから、水性組成物が特に望ましい。しかしながら、既知の組成物は通常、水性分散液またはエマルジョンであり、溶液ではない。したがって、良好な撥性を付与するには高温での硬化が必要である。多くの場合には、例えば高温での硬化は、実用的または実行可能ではない。この理由から、良好な撥性を付与するために、コストがかかり、かつエネルギーを消費する、高温硬化条件を必要としないウレタンが引き続き必要とされている。したがって、向上した水溶性を示す、ウレタン組成物、例えばフッ素を含有する組成物が、高温硬化条件の必要性を無くすため、ならびに製造の容易性を高めるために、かつより安定性の水溶液を提供するために必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、以下の一様な耐久性、撥油性および撥水性および／または耐汚性および耐汚染性および／または防汚性および防汚染性のうちの１つまたは複数をうまく付与することができるフルオロケミカル組成物の必要性を認めた。これらの化学組成物は、水溶性および／または有機溶媒可溶性であり、硬化するのに高温が必要ではない。
【０００５】
一実施形態において、本発明は、１種または複数種のフルオロケミカルウレタン化合物と、繊維基材のソイルリリース性および／またはステインリリース性および撥油性および／または撥水性をさらに改善することができる１種または複数種の補助化合物と、を含有する化学組成物に関する。これらのウレタン化合物は、（ａ）１種または複数種の多官能性イソシアネート化合物；（ｂ）１種または複数種の親水性ポリオキシアルキレン化合物；（ｃ）１種または複数種のフルオロケミカル単官能性化合物；および（ｄ）１種または複数種のイソシアネート反応性シラン；の反応生成物を含む。
【０００６】
本明細書で使用される、「フルオロケミカルウレタン化合物」という用語は、少なくとも１種類の多官能性イソシアネート化合物および少なくとも１種類の親水性ポリオキシアルキレン化合物、１種または複数種のフッ素化単官能性化合物；および（ｉｉ）１種または複数種のイソシアネート反応性シラン化合物の反応から誘導される、または誘導可能な化合物を意味する。
【０００７】
１種または複数種のウレタン化合物を含有する、本発明の化学組成物は、油、水、しみ（ｓｔａｉｎ）および汚れ（ｓｏｉｌ）に対するリリース性、撥性および耐性の特性のうちの１つまたは複数を付与し、かつ使用、クリーニング、およびその他の要素による消耗および摩耗にさらされた場合に耐久性を示す（つまり、擦り減りに耐える）。したがって、これらの組成物を、例えば局所的適用によって多種多様な基材にコーティングとして塗布し、耐久性のあるリリース性／撥性／耐性を基材に付与することができる。コーティングとして塗布する場合、本発明の化学組成物は、繊維基材に一様な特性を提供することができ、それらが塗布される基材の外観を変化させない。ウレタン化合物のフルオロケミカル含有量が比較的低いとしても、本発明の化学組成物は、従来技術に匹敵する、またはより良い、耐久性のあるステインリリース性を提供する。さらに、一部の実施形態では、本発明の化学組成物は、高温硬化を必要とせず、周囲温度で硬化（つまり、乾燥）させることができる。
【０００８】
本発明の化学組成物の特定の好ましい実施形態は、炭素２個〜１２個、好ましくは炭素３個〜６個、さらに好ましくは炭素４個を有するフルオロケミカル末端基を含有する組成物を包含する。これらの化学組成物は意外にも、比較的短い（つまり、炭素６個以下の）Ｒf基でさえ、優れたリリース性／耐性／撥性を示す。低いフッ素含有量を有する組成物がコストが低いが、それによって付与される撥油性および撥水性および耐汚染性が劣っていることが知られていることから、当業者は概して、炭素８個よりも短いＲf基を見落としていた。
【０００９】
既知の多くのフルオロケミカル界面活性剤はパーフルオロオクチル部位を含有する。これらの界面活性剤は最終的に、パーフルオロオクチル含有化合物へと減成する。特定のパーフルオロオクチル含有化合物は、生体内に蓄積する傾向があることが報告されており、この傾向は、一部のフルオロケミカル化合物に関する潜在的な問題として言及されている。例えば、米国特許第５，６８８，８８４号明細書（ベーカー（Ｂａｋｅｒ）ら）を参照のこと。その結果、望ましいリリース性／耐性／撥性を提供するのに有効であり、かつ体からさらに有効に排出される、フッ素含有組成物が望まれる（その組成物およびその減成生成物の傾向を含む）。
【００１０】
パーフルオロアルキルＣ3〜Ｃ6部位を含有する、本発明の好ましいフルオロケミカル組成物は、自然環境において見られる生物学的条件、熱条件、酸化条件、加水分解条件、および光分解条件にさらされると、様々な減成生成物に分解するであろうことが予想される。例えば、パーフルオロブチルスルホンアミド部位を含む組成物は、少なくともある程度、最終的にはパーフルオロブチルスルホン酸塩に減成されると予想される。驚くべきことに、そのカリウム塩の形で試験されるパーフルオロブチルスルホン酸塩は、パーフルオロヘキシルスルホン酸塩よりもかなり有効に、パーフルオロオクチルスルホン酸塩よりもいっそう有効に、体から排出されることが見出されている。
【００１１】
本発明のその他の実施形態は、本発明の化学組成物と溶媒との溶液を含む、繊維基材を処理するための組成物に関する。この実施形態において、その化学組成物が溶媒中に溶解することが重要である。基材に塗布すると、この処理用組成物は、基材の外観を変化させることなく、化学組成物の一様な分布を提供する。一部の実施形態では、このコーティングを得るのに、高温硬化は必要ない。処理用組成物は周囲温度で硬化（つまり、乾燥）させることができる。他の実施形態では、高温硬化（例えば、約１２５°Ｆまたは４９℃を超える温度）を、本発明のコーティング組成物に用いることが可能である。
【００１２】
本発明は、少なくとも１種類の溶媒および本発明の化学組成物から誘導される硬化コーティングを有する繊維基材を含む物品にも関する。化学組成物の塗布および硬化後、その基材は、耐久性のあるリリース性／耐性／撥性を示す。
【００１３】
本発明はさらに、１つまたは複数の表面を有する繊維基材にステインリリース特性を付与する方法であって、
（ａ）基材の１つまたは複数の表面に、本発明のコーティング組成物を塗布する段階と、
（ｂ）そのコーティング組成物を硬化（つまり、乾燥）させる段階と、
を含む方法に関する。
【００１４】
定義
別段の指定がない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される以下の用語は、以下に示す意味を有する。
【００１５】
「アシルオキシ」とは、ラジカル−−ＯＣ（Ｏ）Ｒ（Ｒは、アルキル、アルケニル、およびシクロアルキル、例えばアセトキシ、３，３，３−トリフルオロアセトキシ、プロピオニルオキシ等である）を意味する。
【００１６】
「アルコキシ」とは、ラジカル−−ＯＲ（Ｒは、以下に定義されるアルキル基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等である）を意味する。
【００１７】
「アルキル」とは、炭素原子１〜約１２個を有する直鎖一価飽和炭化水素ラジカル、または炭素原子３〜約１２個を有する分枝鎖一価飽和炭化水素ラジカル、例えばメチル、エチル、１−プロピル、２−プロピル、ペンチル等を意味する。
【００１８】
「アルキレン」とは、炭素原子１〜約１２個を有する直鎖二価飽和炭化水素ラジカル、または炭素原子３〜約１２個を有する分枝鎖二価飽和炭化水素ラジカル、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、２−メチルプロピレン、ペンチレン、ヘキシレン等を意味する。
【００１９】
「アリール脂肪族」とは、アルキレンラジカルに結合した芳香族基を有する、上記で定義されるアルキレンラジカル、例えばベンジル、ピリジルメチル、１−ナフチルエチル等を意味する。
【００２０】
「硬化化学組成物」とは、その化学組成物が乾燥しているか、あるいは周囲温度（１５〜３５℃）で約２４時間までの間、または乾燥するまで高温で、溶媒が化学組成物から蒸発していることを意味する。
【００２１】
「繊維基材」とは、織物、編物、不織布、カーペット、および他の布地などの合成繊維で構成される材料；および綿、紙および革などの天然繊維で構成される材料を意味する。
【００２２】
「フルオロカーボン単官能性化合物」とは、１つのイソシアネート反応性官能基およびパーフルオロアルキルまたはパーフルオロヘテロアルキル基を有する化合物、例えばＣ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2、Ｃ4Ｆ9ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｃ4Ｆ9ＣＨ2ＣＨ2ＳＨ、Ｃ2Ｆ5Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）3ＣＦ2ＣＯＮＨＣ2Ｈ4ＯＨ、Ｃ2Ｆ5Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）3ＣＦ2ＣＯＮＨＣ2Ｈ4ＣＯ2Ｈ、Ｃ6Ｆ13ＣＨ2ＯＨ、Ｃ6Ｆ13ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）ＯＨ等を意味する。
【００２３】
「ヘテロアシルオキシ」は、１つまたは複数のヘテロ原子（つまり、酸素、硫黄、および／または窒素）がＲ基中に存在し、かつ存在する炭素原子の総数が５０個までであることを除いては、アシルオキシについて上記で示される意味を本質的に有し、例えばＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ（Ｏ）Ｏ−、Ｃ4Ｈ9ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ（Ｏ）Ｏ−、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＣＨ2ＣＨ2Ｃ（Ｏ）Ｏ−等である。
【００２４】
「ヘテロアルコキシ」とは、１つまたは複数のヘテロ原子（つまり、酸素、硫黄、および／または窒素）がアルキル鎖に存在し、かつ存在する炭素原子の総数が５０個までであることを除いては、アルコキシについて上記で示される意味を本質的に有し、例えばＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−、Ｃ4Ｈ9ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−、ＣＨ3Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨ等である。
【００２５】
「ヘテロアルキル」とは、１つまたは複数のカテナリーのヘテロ原子（つまり、酸素、硫黄、および／または窒素）がアルキル鎖に存在し、かつこれらのヘテロ原子が、少なくとも１つの炭素原子によって互いに隔てられていることを除いては、アルキルについて上記で示される意味を本質的に有し、例えばＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2−、ＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2−、Ｃ4Ｆ9ＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2−等である。
【００２６】
「ヘテロアルキレン」とは、１つまたは複数のカテナリーのヘテロ原子（つまり、酸素、硫黄、および／または窒素）がアルキレン鎖に存在し、かつこれらのヘテロ原子が、少なくとも１つの炭素原子によって互いに隔てられていることを除いては、アルキレンについて上記で示される意味を本質的に有し、例えば−ＣＨ2ＯＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2−である。
【００２７】
「ヘテロアラルキレン」とは、カテナリーの酸素、硫黄、および／または窒素原子が存在することを除いては、上記で定義されるアラルキレンラジカル、例えばフェニレンオキシメチル、フェニレンオキシエチル、ベンジレンオキシメチル等を意味する。
【００２８】
「ハロ」とは、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨードを意味し、好ましくはフルオロおよびクロロを意味する。
【００２９】
「イソシアネート反応性官能基」とは、イソシアネート基と反応することができる官能基、例えばヒドロキシル、アミノ、チオール等を意味する。
【００３０】
「パーフルオロアルキル」とは、アルキルラジカルの水素原子のすべてまたは本質的にすべてが、フッ素原子によって置換されており、かつ炭素原子数が２〜約１２であることを除いては、「アルキル」について上記で示される意味を本質的に有し、例えばパーフルオロプロピル、パーフルオロブチル、パーフルオロオクチル等である。
【００３１】
「パーフルオロアルキレン」とは、アルキレンラジカルの水素原子のすべてまたは本質的にすべてが、フッ素原子によって置換されていることを除いては、「アルキレン」について上記で示される意味を本質的に有し、例えばパーフルオロプロピレン、パーフルオロブチレン、パーフルオロオクチレン等である。
【００３２】
「パーフルオロへテロアルキル」とは、ヘテロアルキルラジカルの水素原子のすべてまたは本質的にすべてが、フッ素原子によって置換されており、かつ炭素原子数が３〜約１００であることを除いては、「ヘテロアルキル」について上記で示される意味を本質的に有し、例えばＣＦ3ＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2−、ＣＦ3ＣＦ2Ｏ（ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）3ＣＦ2ＣＦ2−、Ｃ3Ｆ7Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）mＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−（ｍは約１０〜約３０である）等である。
【００３３】
「パーフルオロへテロアルキレン」とは、ヘテロアルキレンラジカルの水素原子のすべてまたは本質的にすべてが、フッ素原子によって置換されており、かつ炭素原子数が３〜約１００であることを除いては、「ヘテロアルキレン」について上記で示される意味を本質的に有し、例えば−ＣＦ2ＯＣＦ2−、−ＣＦ2Ｏ（ＣＦ2Ｏ）n（ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）mＣＦ2−等である。
【００３４】
「過フッ化基」とは、炭素が結合した水素原子のすべてまたは本質的にすべてが、フッ素原子によって置換されている、有機基、例えばパーフルオロアルキル、パーフルオロへテロアルキル等を意味する。
【００３５】
「ポリイソシアネート化合物」とは、多価有機基に結合した、２つ以上のイソシアネートラジカル、−ＮＣＯを含有する化合物、例えばヘキサメチ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のビウレットおよびイソシアヌレート等を意味する。
【００３６】
「反応性ポリオキシアルキレン」とは、１分子当たり平均で１つまたは複数のイソシアネート反応性官能基を有するオキシアルキレン反復単位を有するポリマーを意味する。
【００３７】
「シラン基」とは、ケイ素を含む基であって、それに少なくとも１つの加水分解が結合している基、例えば−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、−Ｓｉ（ＯＯＣＣＨ3）2ＣＨ3、−Ｓｉ（Ｃｌ）3等を意味する。
【００３８】
「撥性」とは、油および／または水による湿潤および／または粒子状の汚れ（ｓｏｉｌ）の付着に対する、処理基材の耐性の程度である。撥性は、本明細書に記載の試験法によって測定することができる。
【００３９】
汚す又は汚染するに関して、「耐性」は、しみ（ｓｔａｉｎ）または汚れ（ｓｏｉｌ）それぞれに接触した場合に、しみおよび／または汚れの付着を防ぐ、処理基材の能力の程度である。
【００４０】
「リリース性」は、クリーニングまたは洗濯によって汚れおよび／またはしみを除去する、処理基材の能力の程度である。
【００４１】
「リリース性／耐性／撥性」とは、組成物が撥油性、撥水性、ステインリリース性、ステイン撥性（ｓｔａｉｎ  ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）、ソイルリリース性およびソイル撥性（ｓｏｉｌ  ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）のうちの少なくとも１つを示すことを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の化学組成物は、１種または複数種のフルオロケミカルウレタン化合物と、フルオロケミカルウレタン化合物で処理された繊維基材の耐性／リリース性／撥性をさらに改善することができる１種または複数種の補助化合物と、を含有する。このフルオロケミカルウレタン化合物は、（ａ）１種または複数種の多官能性イソシアネート化合物；（ｂ）１種または複数種の親水性ポリオキシアルキレン化合物；（ｃ）１種または複数種のフルオロケミカル単官能性化合物；および（ｄ）１種または複数種のシラン化合物；の反応生成物を含む。
【００４３】
各フルオロケミカルウレタン化合物は、少なくとも１種類の多官能性イソシアネート化合物および少なくとも１種類の親水性ポリオキシアルキレン化合物の反応から誘導される、または誘導可能なウレタン基を含む。そのフルオロケミカルウレタン化合物は、平均して、（ｉ）１つまたは複数のパーフルオロアルキル基、１つまたは複数のパーフルオロヘテロアルキル基；（ｉｉ）１つまたは複数のシリル基を末端とする。その反応生成物は化合物の混合物を提供し、その何パーセントは、記載の化合物を含むであろうが、異なる置換パターンおよび置換の程度を有するウレタン化合物をさらに含み得ることは理解されよう。
【００４４】
好ましい一実施形態において、本発明の組成物は、１）（ａ）１種または複数種の多官能性イソシアネート化合物；（ｂ）１種または複数種の親水性ポリオキシアルキレン化合物；（ｃ）１種または複数種のフルオロケミカル単官能性化合物；および（ｄ）１種または複数種のシラン化合物；の反応から生じるウレタン分子の混合物と、２）上述の１種または複数種の補助化合物と、を含む。
【００４５】
一般に、前記親水性ポリオキシアルキレン化合物の量は、利用可能なイソシアネート基の０．１〜３０％と反応するのに十分な量であり、前記シランの量は、利用可能なイソシアネート基の０．１〜２５％と反応するのに十分な量であり、前記フルオロケミカル単官能性化合物の量は、利用可能なイソシアネート基の６０〜９０％と反応するのに十分な量である。好ましくは、前記親水性ポリオキシアルキレンの量は、利用可能なイソシアネート基の５〜３０％と反応するのに十分な量であり、前記シランの量は、利用可能なイソシアネート基の０．１〜１５％と反応するのに十分な量であり、前記フルオロケミカル単官能性化合物の量は、利用可能なイソシアネート基の６０〜９０％と反応するのに十分な量である。
【００４６】
存在し得るウレタン化合物の好ましい種類は、以下の式：
ＲfＺＲ2−Ｘ’（−ＣＯＮＨ−Ｑ（Ａ）m−ＮＨＣＯ−Ｘ’Ｒ3Ｘ’−）nＣＯＮＨ−Ｑ（Ａ）−ＮＨＣＯ−Ｘ’Ｒ1Ｓｉ（Ｙ）3
ＲfＺＲ2−Ｘ’（−ＣＯＮＨ−Ｑ（Ａ）m−ＮＨＣＯ−Ｘ’Ｒ3Ｘ’−）nＣＯＮＨＲ1Ｓｉ（Ｙ）3
によって表され、
式中、ＲfＺＲ2−は、フルオロケミカル単官能性化合物の少なくとも１つの残基であり；
Ｒfは、炭素原子２〜約１２個を有するパーフルオロアルキル基、または炭素原子３〜約５０個を有するパーフルオロへテロアルキル基であり；
Ｚは、共有結合、スルホンアミド（−ＳＯ2ＮＲ−）、またはカルボキサミド（−ＣＯＮＲ−）（Ｒは水素またはアルキルである）であり；
Ｒ1は、アルキレン、ヘテロアルキレン、アラルキレン、またはヘテロアラルキレン基であり；
Ｒ2は、炭素原子１〜１４個、好ましくは炭素原子１〜８個、さらに好ましくは炭素原子１〜４個、最も好ましくは炭素原子２個の、直鎖または分枝鎖の二価アルキレン、シクロアルキレン、またはヘテロアルキレン基であり、好ましくはＲ2は、炭素原子１〜１４個のアルキレンまたはヘテロアルキレンであり；
Ｑは、多官能性イソシアネート化合物の残基である、多価有機基であり；
Ｒ3は、親水性ポリオキシアルキレンの残基である、多価、好ましくは二価の有機基であり；
Ｘ’は、−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ）−（Ｒは水素またはＣ1〜Ｃ4アルキルである）であり；
Ｙはそれぞれ独立して、ヒドロキシ；アルコキシ、アシルオキシ、ヘテロアルコキシ、ヘテロアシルオキシ、ハロ、およびオキシムからなる群から選択される加水分解性部位；またはフェニル、脂環式、直鎖脂肪族、および分枝鎖脂肪族からなる群から選択される非加水分解性部位；であり、少なくとも１つのＹは加水分解性部位である。
【００４７】
Ａは、ＲfＺＲ2−ＯＣＯＮＨ−、（Ｙ）3ＳｉＲ1ＸＣＯＮＨ−、および（Ｙ）3ＳｉＲ1ＮＨＣＯＯＲ3ＯＣＯＮＨ−からなる群から選択される。
ｍは、０〜２の整数であり；
ｎは、１〜１０の整数である。
【００４８】
上記の式に関して、その化合物が反応生成物に対して理論的構造を表すことは理解されよう。反応生成物は、イソシアネート基のその置換パターンが異なるであろう、化合物の混合物を含有するだろう。
【００４９】
本発明において有用な多官能性イソシアネート化合物は、多価脂肪族、脂環式、もしくは芳香族部位；またはブロックイソシアネート、ビウレット、イソシアヌレート、もしくはウレトジオン（ｕｒｅｔｄｉｏｎｅ）に結合した多価脂肪族、脂環式もしくは芳香族部位、またはその混合物を含み得る、多価有機基Ｑに結合したイソシアネート基を含む。好ましい多官能性イソシアネートは、少なくとも２つの、好ましくは３つ以上の−ＮＣＯ基を含有する。２つの−ＮＣＯ基を含有する化合物は、それに−ＮＣＯラジカルが結合されている、二価脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、または芳香族部位で構成される。３つの−ＮＣＯラジカルを含有する好ましい化合物は、ビウレットまたはイソシアヌレートに結合されている、イソシアナト脂肪族、イソシアナト脂環式、またはイソシアナト芳香族、一価部位で構成される。
【００５０】
適切な多官能性イソシアネート化合物の代表的な例としては、本明細書で定義される多官能性イソシアネート化合物のイソシアネート官能性誘導体が挙げられる。誘導体の例としては、限定されないが、尿素、ビウレット、アロファネート、イソシアネート化合物の二量体および三量体（ウレトジオンおよびイソシアヌレートなど）、およびそれらの混合物からなる群から選択される誘導体が挙げられる。脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、または芳香族ポリイソシアネートなどの、いずれかの適切な有機ポリイソシアネートは、単独で、または２種類以上の混合物で用いられる。
【００５１】
脂肪族多官能性イソシアネート化合物は一般に、芳香族化合物よりも優れた光安定性を提供し、繊維基材を処理するのに好ましい。一方、芳香族多官能性イソシアネート化合物は一般に、脂肪族多官能性イソシアネート化合物よりも、経済的であり、親水性ポリオキシアルキレン化合物および他のイソシアネート反応性化合物に対して反応性が高い。
【００５２】
適切な芳香族多官能性イソシアネート化合物としては、限定されないが、２，４−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート、ＴＤＩとトリメチロールプロパンの付加物（ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）からＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）ＣＢとして市販されている）、ＴＤＩのイソシアヌレート三量体（ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）からＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）ＩＬとして市販されている）、ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタン２，４’−ジイソシアネート、１，５−ジイソシアナト−ナフタレン、１，４−フェニレンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１−メチオキシ−２，４−フェニレンジイソシアネート、１−クロロフェニル−２，４−ジイソシアネート、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物が挙げられる。
【００５３】
有用な脂環式多官能性イソシアネート化合物の例としては、限定されないが、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ12ＭＤＩ、ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｗとして市販されている）、４，４’−イソプロピル−ビス（シクロヘキシルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、１，４−シクロヘキサンビス（メチレンイソシアネート）（ＢＤＩ）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（Ｈ6ＸＤＩ）、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物が挙げられる。
【００５４】
有用な脂肪族多官能性イソシアネート化合物の例としては、限定されないが、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレン１，６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，１２−ドデカンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、２，４，４−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、２−メチル−１，５−ペンタメチレンジイソシアネート、二量体ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートの尿素、ヘキサメチレン１，６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）のビウレット（ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）からＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−１００およびＮ−３２００として市販されている）、ＨＤＩのイソシアヌレート（ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）からＤｅｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３３００およびＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３６００として市販されている）、ＨＤＩのイソシアヌレートとＨＤＩのウレトジオンとのブレンド（ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）からＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３４００として市販されている）およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物が挙げられる。
【００５５】
アリール脂肪族ポリイソシアネートの例としては、限定されないが、ｍ−テトラメチルキシレンジイソシアネート（ｍ−ＴＭＸＤＩ）、ｐ−テトラメチルキシレンジイソシアネート（ｐ−ＴＭＸＤＩ）、１，４−キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，３−キシレンジイソシアネート、ｐ−（１−イソシアナトエチル）−フェニルイソシアネート、ｍ−（３−イソシアナトブチル）−フェニルイソシアネート、４−（２−イソシアナトシクロヘキシル−メチル）−フェニルイソシアネート、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリイソシアネートが挙げられる。
【００５６】
好ましいポリイソシアネートとしては、一般に、ヘキサメチレン１，６−ジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，１２−ドデカンジイソシアネートイソホロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン４，４’−ジイソシアネート、ＭＤＩ、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−１００、Ｎ−３２００、Ｎ−３３００、Ｎ−３４００、Ｎ−３６００などを含む上述のすべての誘導体、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリイソシアネートが挙げられる。
【００５７】
市販の適切な多官能性イソシアネートは、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３２００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３３００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３４００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−３６００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｈ（ＨＤＩ）、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｗ（ビス［４−イソシアナトシクロヘキシル］メタン）、Ｍｏｎｄｕｒ（商標）Ｍ（４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン）、Ｍｏｎｄｕｒ（商標）ＴＤＳ（トルエン２，４−ジイソシアネート９８％）、Ｍｏｎｄｕｒ（商標）ＴＤ−８０（２，４−トルエンジイソシアネート異性体８０％と２，６−トルエンジイソシアネート異性体２０％との混合物）、およびＤｅｓｍｏｄｕｒ（商標）Ｎ−１００が例として挙げられ、それぞれが、ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能である。
【００５８】
他の有用なトリイソシアネートは、ジイソシアネート３モルをトリオール１モルと反応させることによって得られるトリイソシアネートである。例えば、トルエンジイソシアネート、３−イソシアナトメチル−３，４，４−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、またはｍ−テトラメチルキシレンジイソシアネートを１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）プロパンと反応させて、トリイソシアネートを形成することができる。ｍ−テトラメチルキシレンジイソシアネートとの反応からの生成物は、ＣＹＴＨＡＮＥ３１６０（コネチカット州スタムフォードのアメリカン・シアナミド社（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ，Ｓｔａｍｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ．））として市販されている。
【００５９】
本発明の第１成分のフルオロケミカルウレタン化合物の製造に使用するのに適した親水性ポリオキシアルキレン化合物としては、１つを超える平均官能価（好ましくは、約２〜５；さらに好ましくは、約２〜３；最も好ましくは、約２の平均官能価（ジオールなどの二官能性化合物が最も好ましい））を有するポリオキシアルキレン化合物が挙げられる。イソシアネート反応性基は第一級または第二級基であり、それらのより高い反応性のためには第一級基が好ましい。異なる官能性を有する化合物の混合物、例えば１、２および３個のイソシアネート反応性基を有するポリオキシアルキレン化合物の混合物を、その平均が１を超えるという条件で、用いることが可能である。ポリオキシアルキレン基には、炭素原子１〜３個を有する基、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ならびにオキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位のどちらも有するポリマーなどの、そのコポリマーが含まれる。
【００６０】
ポリオキシアルキレン含有化合物の例としては、例えばポリエチレングリコールのメチルまたはエチルエーテルなどのポリグリコールのアルキルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのランダムもしくはブロックコポリマーのヒドロキシ末端メチルまたはエチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのアミノ末端メチルまたはエチルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのヒドロキシ末端コポリマー（ブロックコポリマーを含む）、モノもしくはジアミノ末端ポリ（アルキレンオキシド）、例えばＪｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１４８およびポリ（オキシアルキレン）チオールが挙げられる。市販の脂肪族ポリイソシアネートとしては、Ｂａｙｇａｒｄ（商標）ＶＰ  ＳＰ  ２３０１２、Ｒｕｃｏｇｕａｒｄ（商標）ＥＰＦ  １４２１およびＴｕｂｉｃｏａｔ（商標）Ｆｉｘ  ＩＣＢが挙げられる。
【００６１】
第１成分に用いられる市販の有用な親水性ポリオキシアルキレン化合物としては、数平均分子量（Ｍn）範囲約２００〜約２０００のＣａｒｂｏｗａｘ（商標）ポリ（エチレングリコール）材料（ユニオン・カーバイド社（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．）から入手可能）；ＰＰＧ−４２５（ライオンデル・ケミカル社（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能）などのポリ（プロピレングリコール）材料；Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（商標）Ｌ３１（ＢＡＳＦ社（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能）などの、ポリ（エチレングリコール）とポリ（プロピレングリコール）とのブロックコポリマー；第二級ヒドロキシル基を有するポリオキシアルキレンテトロールの「ＰｅＰ」シリーズ（ワイアンドット・ケミカルズ社（Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能）、例えば「ＰｅＰ」４５０、５５０、および６５０；が挙げられる。
【００６２】
本発明の化学組成物の製造に使用するのに適したフルオロケミカル単官能性化合物としては、少なくとも１つのＲf基を含む化合物が挙げられる。Ｒf基は、直鎖、分枝鎖、もしくは環状フッ素化アルキレン基、またはそれらのいずれかの組み合わせを含有することができる。Ｒf基は任意に、炭素−炭素鎖に１つまたは複数のヘテロ原子（つまり、酸素、硫黄、および／または窒素）を含有し、その結果、炭素−ヘテロ原子−炭素鎖（つまり、ヘテロアルキレン基）を形成し得る。完全にフッ素化された基が一般に好ましいが、どちらか一方の１個以下の原子が２個の炭素原子ごとに存在するという条件で、水素または塩素原子もまた、置換基として存在することができる。いずれかのＲf基がフッ素を少なくとも約４０重量％、さらに好ましくはフッ素を少なくとも約５０重量％含有することがさらに好ましい。その基の末端部分は一般に、完全にフッ素化されており、好ましくは少なくとも３個のフッ素原子を含有し、例えばＣＦ3Ｏ−、ＣＦ3ＣＦ2−、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−、（ＣＦ3）2Ｎ−、（ＣＦ3）2ＣＦ−、ＳＦ5ＣＦ2−である。過フッ化脂肪族基（つまり、式ＣnＦ2n+1−の基）（式中、ｎは２〜１２である）が好ましいＲf基であり、ｎ＝３〜５がさらに好ましく、ｎ＝４が最も好ましい。
【００６３】
有用なフルオロケミカル単官能性化合物としては、以下の式：
Ｒf−Ｚ−Ｒ2−Ｘ
（式中、Ｒfは、上記で定義されるパーフルオロアルキル基またはパーフルオロへテロアルキル基であり；
Ｚは、共有結合、スルホンアミド基、カルボキサミド基、カルボキシル基、またはスルホニル基からなる群から選択される連結基であり；
Ｒ2は、炭素原子１〜１４個、好ましくは炭素原子１〜８個、さらに好ましくは炭素原子１〜４個、最も好ましくは炭素原子２個の、直鎖または分枝鎖の二価アルキレン、シクロアルキレン、またはヘテロアルキレン基であり；
Ｘは、イソシアネート反応性官能基、例えば−ＮＨ2；−ＳＨ；−ＯＨ；−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ；または−ＮＲＨ（ＲはＨまたはＣ1〜Ｃ4アルキルである）である）の化合物が挙げられる。
【００６４】
有用なフルオロケミカル単官能性化合物の代表的な例としては、以下の：
【００６５】
【表１】
2005511874.tif 000002
【００６６】
等、およびそれらの混合物が挙げられる。所望の場合には、上記の官能基の代わりに、他のイソシアネート反応性官能基を使用してもよい。
【００６７】
本発明の化学組成物において使用するのに適切なシラン化合物は、以下の式：
Ｘ−Ｒ1−Ｓｉ−（Ｙ）3
（式中、Ｘ、Ｒ1、およびＹは上記で定義されている）の化合物である。したがって、これらのシラン化合物は、ケイ素上に１、２、もしくは３つの加水分解基（Ｙ）および、イソシアネート反応性もしくは活性水素反応性ラジカル（Ｘ−Ｒ1）を含む１つの有機基を含有する。従来の加水分解基のいずれか、例えばアルコキシ、アシルオキシ、ヘテロアルコキシ、ヘテロアシルオキシ、ハロ、オキシム等からなる群から選択される基が、加水分解基（Ｙ）として用いられる。加水分解基（Ｙ）は、好ましくはアルコキシまたはアシルオキシ、さらに好ましくはアルコキシである。
【００６８】
Ｙがハロである場合には、ハロゲン含有シランから遊離したハロゲン化水素により、セルロース基材を用いた場合、ポリマーの劣化を生じ得る。Ｙがオキシム基である場合、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、およびブチルからなる群から選択される、式−Ｎ＝ＣＲ5Ｒ6の低級オキシム基（式中、Ｒ5およびＲ6は、同一または異なる、炭素原子約１〜約１２個を含む一価低級アルキル基である）が好ましい。
【００６９】
代表的な二価架橋ラジカル（Ｒ1）としては、限定されないが、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ4ＣＨ2ＣＨ2−、および−ＣＨ2ＣＨ2Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−からなる群から選択されるラジカルが挙げられる。
【００７０】
他の好ましいシラン化合物は、Ｒ2ＯＳｉ（Ｒ7）2Ｒ1ＸＨおよび（Ｒ8Ｏ）2Ｓｉ（Ｒ7）Ｒ1ＸＨ（式中、Ｒ1は上記で定義されるとおりであり、Ｒ7およびＲ8は、フェニル基、脂環式基、または炭素原子約１〜約１２個を有する直鎖もしくは分枝鎖脂肪族基である）の構造を有するものなど、１つまたは２つの加水分解基を含有する化合物である。好ましくは、Ｒ7およびＲ8は、炭素原子１〜４個を含む低級アルキル基である。
【００７１】
これらのシリル末端基の一部を加水分解した後、シロキサンまたは金属−オキサン結合、例えば
【化１】
2005511874.tif 000003
を形成する、−ＳｉＯＨ基または他の金属水酸化物基を含む基材表面との相互反応が起こり得る。このように形成した結合、特にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合は耐水性であり、本発明の化学組成物によって付与されるステインリリース性の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
かかるシラン化合物は当技術分野でよく知られており、多くが市販されているか、または容易に製造される。代表的なイソシアネート反応性シラン化合物としては、限定されないが、
【００７３】
【表２】
2005511874.tif 000004
【００７４】
からなる群から選択される化合物、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００７５】
本発明の化学組成物は、以下の段階合成に従って製造することができる。当業者であれば、段階の順序は限定されず、目的の化学組成物を製造するために変更を加えることができることは理解されよう。その合成では、多官能性イソシアネート化合物および単官能性フルオロケミカル化合物を、乾燥条件下にて、好ましくは溶媒中で共に溶解し、次いで、触媒の存在下にて３０分〜２時間、好ましくは１時間混合しながら、約４０〜８０℃、好ましくは約６０〜７０℃で得られた溶液を加熱する。反応条件（例えば、用いられる反応温度および／または多官能性イソシアネート）に応じて、多官能性イソシアネート／ポリオキシアルキレン混合物に対して約０．５重量％までの触媒レベルが用いられるが、通常、約０．００００５〜約０．５重量％必要であり、０．０２〜０．１重量％が好ましい。
【００７６】
適切な触媒としては、限定されないが、第３級アミンおよびスズ化合物が挙げられる。有用なスズ化合物の例には、スズ塩（ＩＩ）およびスズ塩（ＩＶ）、例えばオクタン酸スズ（ＩＩ）、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジ−２−エチルヘキサノエート、およびジブチルスズオキシドが含まれる。有用な第３級アミン化合物の例としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、トリプロピルアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、モルホリン化合物、例えばエチルモルホリン、および２，２−ジモルホリノジエチルエーテル、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓ．））および１，８−ジアザビシクロ［５．４．０．］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓ．））が挙げられる。スズ化合物が好ましい。
【００７７】
次いで、得られるフルオロケミカル官能性ウレタン化合物を、上述のシラン化合物のうちの１種または複数種とさらに反応させる。シラン化合物は、上記の反応混合物に添加され、残りのＮＣＯ基のかなりの部分と反応する。上記の温度、乾燥条件、および混合は、３０分間〜２時間、好ましくは１時間続けられる。それによって、末端のシラン含有基はイソシアネート官能性ウレタン化合物に結合する。残りのＮＣＯ基とシラン化合物のアミノ基との間で迅速かつ完全な反応が起こることから、アミノシランが好ましい。イソシアナト官能性シラン化合物が使用することが可能であり、多官能性イソシアネート化合物と、親水性二官能性ポリオキシアルキレンおよびフルオロケミカル単官能性化合物との比が、得られる化合物がヒドロキシル末端基を有するような比である場合に好ましい。
【００７８】
これらの化合物は、得られた混合物中の残りのＮＣＯ基のいずれかを、上述の反応性ポリオキシアルキレンの１種または複数種と反応させることによって、上述の１を超える平均官能価を有する、ポリオキシアルキレン化合物でさらに官能性を付与される。このように、前の添加と同じ条件を用いて、ポリオキシアルキレン化合物を反応混合物に添加する。
【００７９】
本発明のコーティング組成物はさらに、撥性／耐性／リリース性の耐久性を改善することができる第２の補助化合物を含む。特に、その第２成分は、一般にステインリリース性、およびソイルリリース性の耐久性を改善する。その補助化合物は一般に、非フッ素化有機化合物であり、これ以降は増量剤とも呼ばれる。撥油性および／または撥水性を改善することができる、適切な増量剤としては、例えば、芳香族もしくは脂肪族ブロックイソシアネートを含むブロックイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、および芳香族もしくは脂肪族ポリカルボジイミドを含む芳香族または脂肪族カルボジイミドが挙げられる。ソイル／ステインリリース性を高めることができる補助化合物は一般に、例えばポリオキシアルキレン基、特にポリオキシエチレン基を含有するブロックイソシアネート化合物などの、非フッ素化有機化合物である。一般に撥性またはソイル／ステインリリース性の耐久性を高めることができる補助化合物としては、繊維基材の表面と反応することができる１つまたは複数の基を有する非フッ素化有機化合物（またはその前駆物質）が挙げられる。その例には、本明細書に記載のイソシアネート基を有する化合物またはブロックイソシアネートが含まれる。
【００８０】
第２成分の増量剤の製造に有用なポリイソシアネートには、第１成分について前述のものが含まれる。特に、光安定性が優れていることから、前述の脂肪族イソシアネートが好ましい。
【００８１】
フルオロケミカル組成物中で増量剤として第２成分において使用される脂肪族ポリイソシアネートは、少なくとも３５０ｇ／モルの分子量を有する化合物であることが好ましい。脂肪族イソシアネート中の遊離イソシアネート基の量は通常、化合物の総量に対して、少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも２０重量％である。適切な低分子量脂肪族イソシアネートとしては、ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびその混合物が挙げられる。その例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、および１，２−エチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、脂肪族トリイソシアネート、例えば１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートの環状三量体およびイソホロンジイソシアネート（イソシアヌレート）の環状三量体が挙げられる。
【００８２】
ポリオキシアルキレン化合物を一般に、有機スズ化合物などの触媒の存在下および一般に用いられる反応条件下にて、脂肪族ポリイソシアネートと反応させる。第２成分の増量剤の製造に有用なポリオキシアルキレン化合物としては、第１成分について前述の化合物が挙げられる。しかしながら、ポリオキシアルキレン成分は好ましくは、２未満の官能価を有し、さらに好ましくは１である。平均官能価が２未満であるという条件で、異なる程度の官能性を有するポリオキシアルキレン化合物の混合物を使用することができる。有用な官能基には、第２成分ポリイソシアネートのイソシアネート基に対して反応性であるいずれかの基、例えば、−ＮＨ2；−ＳＨ；−ＯＨ；−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ；または−ＮＲＨ（Ｒは低級アルキルである）が含まれる。単官能性ポリオキシアルキレン化合物が好ましい。
【００８３】
ポリオキシアルキレン化合物の量は、望ましい量のイソシアネート基が未反応のままであるように選択されるだろう。一般に、ポリオキシアルキレン化合物の量は、利用可能なイソシアネート基の約２５〜約７５％、好ましくは２５〜４０％が反応するような量である。残りのイソシアネート基は遊離イソシアネート基であるか、または好ましくはブロックイソシアネート基であり得る。得られた反応混合物は本発明の組成物中で使用することができる。
【００８４】
そのポリオキシアルキレン化合物としては、炭素原子１〜３個を有するもの、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシテトラメチレンおよびそのコポリマー、例えばオキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位のどちらも有するポリマーが挙げられる。ポリオキシアルキレン含有有機化合物は、ヒドロキシもしくはアミノ基などの１つまたは２つの官能基を含み得る。ポリオキシアルキレン含有化合物の例としては、例えばポリエチレングリコールのメチルもしくはエチルエーテルなどのポリグリコールのアルキルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのランダムもしくはブロックコポリマーのヒドロキシ末端メチルまたはエチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのアミノ末端メチルまたはエチルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのヒドロキシ末端コポリマー（ブロックコポリマーを含む）、ジアミノ末端ポリ（アルキレンオキシド）、例えばＪｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１４８およびポリ（オキシアルキレン）チオールが挙げられる。市販の脂肪族ポリイソシアネートとしては、Ｂａｙｇａｒｄ（商標）ＶＰ  ＳＰ  ２３０１２、Ｒｕｃｏｇｕａｒｄ（商標）ＥＰＦ  １４２１およびＴｕｂｉｃｏａｔ（商標）Ｆｉｘ  ＩＣＢが挙げられる。
【００８５】
「ブロックイソシアネート」は、ブロック剤と反応させたイソシアネート基の一部のポリイソシアネートである。イソシアネートブロック剤は、イソシアネート基と反応すると、室温にてイソシアネートと通常反応する化合物と室温で非反応性である基を生成する化合物であるが、その基は高温でイソシアネート反応性化合物と反応する。一般に、高温では、そのブロック基はブロックポリイソシアネート基から放出され、それによって再びイソシアネート基が生成され、繊維基材の表面上に見出されるように、次いでその基はイソシアネート反応性基と反応することができる。ブロック剤およびそれらのメカニズムは、ダグラス・ウィックス（Ｄｏｕｇｌａｓ  Ｗｉｃｋｓ）およびゼノ（Ｚｅｎｏ）Ｗ．ウィックス（Ｗｉｃｋｓ）Ｊｒ．による「Ｂｌｏｃｋｅｄ  ｉｓｏｃｙａｎａｔｅｓ  ＩＩＩ．：Ｐａｒｔ．Ａ，Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ａｎｄ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ、３６（１９９９）、ｐｐ．１４−１７２に詳細に記載されている。
【００８６】
そのブロックイソシアネートは、芳香族、脂肪族、環式または非環式であることが可能であり、一般にブロックジイソシアネートまたはトリイソシアネートまたはその混合物であり、イソシアネート基と反応することができる少なくとも１つの官能基を有するブロック剤と、イソシアネートを反応させることによって得られる。好ましいブロックイソシアネートは、高温でブロック剤をデブロックすることにより１５０℃未満の温度でイソシアネート反応性基と反応することが可能であるブロックポリイソシアネートである。好ましいブロック剤としては、フェノールなどのアリールアルコール、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム、ホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、２−ブタノンオキシムまたはジエチルグリオキシムなどのオキシムが挙げられる。さらに適切なブロック剤としては、亜硫酸水素塩およびトリアゾールが挙げられる。
【００８７】
本発明の特定の実施形態に従って、ブロックポリイソシアネートは、ポリイソシアネート、例えばジもしくはトリイソシアネート、ブロック剤、およびポリオキシアルキレン化合物、１つまたは複数の、好ましくは１つのヒドロキシ、アミノもしくはチオール基などのイソシアネート反応性基を有するポリオキシアルキレン化合物の縮合生成物を含み得る。かかる有機化合物の例には、上記の化合物が含まれる。水中での自己乳化特性を有するブロックポリイソシアネートが特に好ましい。ブロックイソシアネート化合物の使用は、適用時に高温を必要とするパーマネントプレス処理で共に適用される場合に繊維基材において特に有用である。
【００８８】
ブロックポリイソシアネートの製造に使用されるポリイソシアネートの例としては、ジもしくはトリイソシアネートならびにその混合物が挙げられる。特定の例としては、芳香族ジイソシアネート、例えば４，４’−メチレンジフェニレンジイソシアネート、４，６−ジ−（トリフルオロメチル）−１，３−ベンゼンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、ｏ、ｍ、およびｐ−キシレンジイソシアネート、４，４’−ジイソシアナトジフェニルエーテル、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、４，５’−ジフェニルジイソシアネート、４，４’−ジイソシアナトジベンジル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジイソシアナトジフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトジフェニル、２，２’−ジクロロ−５，５’−ジメトキシ−４，４’−ジイソシアナトジフェニル、１，３−ジイソシアナトベンゼン、１，２−ナフチレンジイソシアネート、４−クロロ−１，２−ナフチレンジイソシアネート、１，３−ナフチレンジイソシアネート、および１，８−ジニトロ−２，７−ナフチレンジイソシアネートおよび芳香族トリ−イソシアネート、例えばポリメチレンポリフェニルイソシアネートが挙げられる。
【００８９】
ブロックイソシアネートの製造に使用することができる、さらに他のイソシアネートとしては、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート；３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート；１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、および１，２−エチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネートなどの脂肪族トリイソシアネート；ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（ＰＡＰＩ）などの芳香族トリ−イソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）およびジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネートなどの環状ジイソシアネートが挙げられる。ビウレット含有トリ−イソシアネートなどの内部イソシアネート誘導部位を含有するイソシアネート、例えばバイエル社（Ｂａｙｅｒ）からＤＥＳＭＯＤＵＲ（商標）Ｎ−１００として市販されているイソシアネート、イソシアヌレート含有トリ−イソシアネート、例えばドイツのハルスＡＧ社（Ｈｕｌｓ  ＡＧ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からＩＰＤＩ１８９０として市販されているイソシアネート、およびアゼチジン含有ジイソシアネート、例えばバイエル社（Ｂａｙｅｒ）からＤＥＳＭＯＤＵＲ（商標）ＴＴとして市販されているイソシアネートもまた有用である。また、バイエル社（Ｂａｙｅｒ）からＤＥＳＭＯＤＵＲ（商標）ＬおよびＤＥＳＭＯＤＵＲ（商標）Ｗとして市販されているものなど、他のジもしくはトリイソシアネート、およびトリ−（４−イソシアナトフェニル）−メタン（バイエル社（Ｂａｙｅｒ）からＤＥＳＭＯＤＵＲ（商標）Ｒとして市販されている）が適している。
【００９０】
市販の芳香族ブロックポリイソシアネートとしては、バイエル社（Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐ．）から市販のＢａｙｇａｒｄ（商標）ＥＤＷおよびチバ・ガイギー社（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）から市販のＨｙｄｒｏｐｈｏｂｏｌ（商標）ＸＡＮが挙げられる。
【００９１】
本発明のフルオロケミカル組成物で使用するのに適した、さらに他の種類の増量剤は、親水性カルボジイミドである。適切なカルボジイミドは、例えば米国特許第４，６６８，７２６号明細書、米国特許第４，２１５，２０５号明細書、米国特許第４，０２４，１７８号明細書、米国特許第３，８９６，２５１号明細書、国際公開第９３／２２２８２号パンフレット、米国特許第５，１３２，０２８号明細書、米国特許第５，８１７，２４９号明細書、米国特許第４，９７７，２１９号明細書、米国特許第４，５８７，３０１号明細書、米国特許第４，４８７，９６４号明細書、米国特許第３，７５５，２４２号明細書および米国特許第３，４５０，５６２号明細書に記載されている。本発明で使用するのに特に適したカルボジイミドとしては、次式：
Ｒ1−［Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ3］u−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ2
（式中、ｕは、１〜１０の値、通常１または２を有し、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して、炭素原子６〜１８個を有することが好ましい炭化水素基、特に直鎖状、分枝鎖もしくは環式脂肪族基を示し、Ｒ3は、二価の直鎖、分枝鎖もしくは環式脂肪族基を示す）に相当するカルボジイミドが挙げられる。
【００９２】
本発明のフルオロケミカルウレタン処理用組成物における第２成分として有利に使用することができる、さらに他の種類の増量剤としては、アクリルおよび／またはメタクリルモノマーの親水性ポリマーが挙げられる。かかるポリマーの詳細な例としては、アクリルおよびメタクリル酸の部分アルキルエステル、例えばアクリル酸のＣ1〜Ｃ30アルキルエステルのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。かかるアクリレートは、必須の親水性を提供するのに十分な遊離（非エステル化）カルボキシル基を有するべきである。かかるアルキルエステルの詳細な例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、オクタデシルアクリレートおよびラウリルアクリレートが挙げられる。適切なポリマーの詳細な例としては、メチルアクリレートのホモポリマーならびにメチルアクリレートとオクタデシルアクリレートとのコポリマーが挙げられる。特に有用な製品は、ＦＣ−６７２（商標）、３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販のアクリレートステインブロッカー（ａｃｒｙｌａｔｅ  ｓｔａｉｎｂｌｏｃｋｅｒ）である。
【００９３】
第１成分のフルオロケミカルウレタン化合物と第２成分の補助化合物との比は、約１２：１〜１：１２であることが可能であり、通常約３：１〜６：１である。
【００９４】
繊維基材に用いられる処理用組成物は、本発明の化学組成物と、少なくとも１種類の溶媒との溶液を含む。繊維基材に塗布すると、その処理用組成物は、ステインリリース特性を付与し、かつ使用、クリーニング、およびその他の要素による消耗および摩耗にさらされた場合に耐久性（つまり、擦り減りに耐える）を示す。
【００９５】
本発明の化学組成物は、様々な溶媒に溶解し、基材上への本発明の化学組成物のコーティングに使用するのに適したコーティング組成物を形成することができる。繊維基材の処理用組成物は、化学組成物を約０．１〜約５０重量％含有し得る。その化学組成物は好ましくは、コーティング組成物中で、約０．１〜約１０重量％、最も好ましくは約２〜約４重量％で使用される。
【００９６】
適切な溶媒としては、水、アルコール、エステル、グリコールエーテル、アミド、ケトン、炭化水素、クロロ炭化水素、クロロカーボン、およびそれらの混合物が挙げられる。組成物がその上に塗布される基材に応じて、水が、環境上の問題が生じず、安全かつ非毒性として認められていることから、好ましい溶媒である。
【００９７】
本発明の処理用組成物は、多種多様な繊維基材に適用することができ、耐久性のあるステインリリース性を示す物品が得られる。本発明の物品は、少なくとも１種類の溶媒と、本発明の化学組成物とから得られる処理剤を有する繊維基材を含む。コーティング組成物を塗布し、硬化させた後、その基材は耐久性のあるステインリリース性を示す。
【００９８】
この処理用組成物は、ガラス、セラミック、石、金属、半多孔性材料、例えばグラウト、セメントおよびコンクリート、木材、ペイント、プラスチック、ゴムを含む他の基材に塗布することもできる。
【００９９】
本発明の処理用組成物は、織物、編物、および不織布、布地、カーペット、革、および紙を含む多種多様な繊維基材に塗布することができる。本発明の化学組成物のシラン基および／またはイソシアネート基に結合することができ、その結果、繊維処理の耐久性が増大することから、綿などの求核基を有する基材が好ましい。吹付け、浸漬、液浸、発泡、噴霧、エアゾール化、ミスチング、フラッドコーティング等の当業者に公知のいずれかの塗布方法を用いることができる。
【０１００】
繊維基材にリリース／撥性／耐性特性を付与するために、本発明のコーティング組成物を基材に塗布し、周囲温度または高温にて硬化（つまり、乾燥）させる。
【０１０１】
繊維基材の処理を行うために、繊維基材を本発明のフルオロケミカル組成物と接触させる。例えば、その基材をフルオロケミカル処理組成物に浸漬することができる。次いで、処理された基材をパッダ（ｐａｄｄｅｒ）／ローラーに通して、余分なフルオロケミカル組成物を取り除き、乾燥または硬化させる。処理された基材を、空気中に放置しておくことによって室温で乾燥させてもよいし、あるいは代替方法としては、またはそれに加えて、例えばオーブンでの熱処理にかけてもよい。熱処理は通常、使用される特定のシステムまたは塗布方法に応じて、約５０℃〜約１９０℃の温度で行われる。一般に、温度約１２０℃〜１７０℃、特に約１５０℃〜約１７０℃で、約２０秒〜１０分、好ましくは３〜５分の時間が適切である。代替方法としては、化学組成物は、その組成物を繊維基材上に吹付けることによって塗布することができる。室温硬化は好ましくは、乾燥が達成されるまで、約１５〜３５℃（つまり、周囲温度）で約２４時間まで行われる。熱処理または室温硬化のいずれの場合にも、化学組成物は、基材との、および化学組成物の分子間での、化学結合も形成することができる。
【０１０２】
熱処理または室温硬化の選択は、目的の最終用途に依存する場合が多い。組成物が家庭の洗濯物または敷物類に適用される、消費者による用途では、室温硬化が望ましい。布地などの繊維基材が通常、製造中に高温にさらされる工業用途では、高温硬化または熱処理が望ましい。一般に、熱処理に遭遇する場合には、ブロックイソシアネート基を含有する組成物が好ましい。
【０１０３】
繊維基材に塗布される処理用組成物の量は、処理基材の外観および風合いを実質的に損なうことなく、十分に高レベルな所望の特性が基材表面に付与されるように選択される。かかる量は通常、繊維またはＳＯＦ上の固体として知られる、処理繊維基材上のフルオロケミカルウレタン組成物の結果としての量が、繊維基材に対して０．０５重量％〜５重量％であるような量である。所望の特性を付与するのに十分な量は、実験的に決定することができ、必要または目的に応じて増加することができる。
【０１０４】
フルオロケミカル組成物で処理することができる繊維基材には、特に布地が含まれる。繊維基材は、合成繊維、例えばポリエステル、ポリアミドおよびポリアクリレート繊維または天然繊維、例えばセルロース繊維ならびにそれらの混合物をベースとする。繊維基材は、織物ならびに不織の基材であり得る。好ましい基材は、セルロース系材料、例えばコットン、レーヨン、テンセル（ＴＥＮＣＥＬ（商標））、およびセルロース系材料のブレンドである。
【０１０５】
少なくとも１種類の溶媒と、本発明の化学組成物とから得られた処理基材は、簡単な洗浄法を用いて、耐汚性および／または耐汚染性および／またはソイルリリース性および／またはステインリリース性であることが見出された。硬化された処理は、耐久性があり、したがって、使用、クリーニング、およびその他の要素による消耗および摩耗が原因のすり減りに耐えることも見出された。
【０１０６】
ここで、本発明をさらに、以下の実施例を参照して、本発明をそれに限定することなく説明する。別段の指定がない限り、すべての部およびパーセンテージは重量による。
【実施例】
【０１０７】
【表３】
2005511874.tif 000005
【０１０８】
布
試験される布は：６５／３５  ポリエステル／綿の綾織物（８オンス／ヤード2基本重量；サウスカロライナ州グラニットヴィールのアボンデール・ミルズ社（Ａｖｏｎｄａｌｅ  Ｍｉｌｌｓ，Ｇｒａｎｉｔｅｖｉｌｌｅ，ＳＣ）から市販されている）、５０／５０ポリエステル／綿の平織（６オンス／ヤード2基本重量；サウスカロライナ州スパータンバーグのリーブズ・ブラザーズ社（Ｒｅｅｖｅｓ  Ｂｒｏｔｈｅｒｓ  Ｉｎｃ．，Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ，ＳＣ）から市販されている）、および６０／４０綿／ポリエステルのピケニット（５オンス／ヤード2基本重量；ノースカロライナ州ローンデールのクリーブランド・ミルズ社（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ  Ｍｉｌｌｓ，Ｌａｗｎｄａｌｅ，ＮＣ）から市販されている）を含む。
【０１０９】
組成物の塗布および試験
ポリエステル／綿の織布への組成物の塗布
ポリエステル６５％、綿３５％の綾織物を、希釈したポリマーの浴に浸漬し、直ちにニップに通した。乾燥させた場合に布地の総重量に対して、固体０．２〜０．４５重量％のフルオロケミカル固形コーティングを有する布地が製造されるように、その浴の濃度を調節する。その浴は、浴の重量に対して約１０％でグリオキサール型樹脂、ＰＥＲＭＡＦＲＥＳＨ（商標）ＵＬＦ（サウスカロライナ州チェスターのオムノバ・ソリューションズ社（Ｏｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＳＣ））、浴の重量に対して約２．５％でクエン酸活性化塩化マグネシウム触媒、ＣＡＴＡＬＹＳＴ（商標）５３１（オムノバ・ソリューションズ社（Ｏｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．））、浴の重量に対して約０．１％で非イオン界面活性剤、ＰＡＴ−ＷＥＴ（商標）ＬＦ−５５（サウスカロライナ州グリーンヴィルのヨークシャー・パト−ケム社（Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ  Ｐａｔ−Ｃｈｅｍ  Ｉｎｃ．，Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ，ＳＣ））も含有する。その布を１５０℃で１０分間乾燥かつ硬化させた。様々な性能試験をその布で行った。
【０１１０】
コットン／ポリエステルのメリヤス生地への組成物の塗布
ＦＲＥＥＲＥＺ（商標）８４５（オハイオ州クリーブランドのノヴェオン社（Ｎｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ））、予め触媒添加されたグリオキサール型樹脂を、上記の樹脂と触媒の組み合わせの代わりに、浴の重量に対して約１２％で使用したことを除いては、メリヤス生地を同じように処理した。
【０１１１】
性能試験−撥油性
この試験では、油をベースとする攻撃（ｉｎｓｕｌｔ）に対する処理布の耐性を測定する。標準表面張力の液体（次第に低くなる表面張力を有する、一連の８種類の液体である）を一滴、処理布地に落とした。３０秒後に湿潤がなければ、次に最も大きい標準番号の液体（次に最も低い表面張力）を試験する。最も小さい番号の液体が布地に染み込んだ場合には、次に小さい番号がその等級である。例えば、番号４の液体が布地を湿潤した場合、その布地は３つの等級が与えられるだろう。試験のさらに詳細な説明は、３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「撥油性試験Ｉ（Ｏｉｌ  Ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ  Ｔｅｓｔ  Ｉ）」法（資料番号９８−０２１２−０７１９−０）に書かれている。
【０１１２】
性能試験−撥水性
この試験では、水をベースとする攻撃（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）に対する処理繊維基材の耐性を測定する。標準表面張力の液体（次第に低くなる表面張力を有する、一連の１１種類の液体であり、水および水／イソプロピルアルコール混合物をベースとし、水１００％は０級であり、１００％ＩＰＡは１０級である）を一滴、処理布地に落とすと、玉が形成される。３０秒後に湿潤がなければ、次に最も大きい標準番号の液体（次に最も低い表面張力）を試験する。最も小さい番号の液体が布地に染み込んだ場合には、次に小さい番号がその等級である。例えば、番号４の液体が布地を湿潤した場合、その布地には３つの等級が与えられるだろう。試験のさらに詳細な説明は、３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「撥水性試験ＩＩ（Ｗａｔｅｒ  Ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ  Ｔｅｓｔ  ＩＩ）」法（資料番号９８−０２１２−０７２１−６）に書かれている。
【０１１３】
性能試験−人工汚染防止剤（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ａｎｔｉｓｏｉｌｉｎｇ）
この試験では、水をベースとする攻撃に対する処理繊維基材の耐性を測定する。通常、１２インチ×１８インチのカーペット試料を３〜６つのセクションに分割する。１つのセクションを対照として未処理のままにし、その他は保護仕上げで処理し、室温で乾燥させる（Ｔ＝または＜１００°Ｆおよび相対湿度＜５０％）。半分が重さ１０ｇで半分が重さ２０ｇの４０個のセラミックペレットおよび３Ｍ標準油性試験ソイル（３Ｍ保護材料部門製品（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）４１−４２０１−６２９２−１から入手可能）２０ｇが充填されたドラム内に処理物品を入れる。ドラムを１０分間回転させ、次いでもう一方の反対方向に１０分間回転させる。カーペットを取り出し、２方向へ吸引し、処理領域を未処理領域と比較する。同じ試料で直接的な比較を行い、１〜５級に等級付けする。３級は未処理であり、１級はさらに汚れており、５級は著しい汚れはない。この試験のさらに詳細な説明は、ＡＡＴＣ「人工汚染防止剤試験（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ａｎｔｉｓｏｉｌｉｎｇ  Ｔｅｓｔ）」法１２３−１９９５に書かれている。
【０１１４】
性能試験−酸性耐汚染性（Ａｃｉｄ  Ｓｔａｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）
この試験では、赤色酸性染料に対する処理繊維基材の耐性を測定する。試験法ＡＡＴＣＣ  ＴＭ  １７５−１９９８に従った。
【０１１５】
性能試験−撥油性−耐久性
撥油性試験を処理布で行った。家庭用洗濯の模擬実験に関する３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「実験洗濯手順（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｌａｕｎｄｅｒｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）」（資料番号９８−０２１２−０７０３−４）に記載のように、続いてその布を、５、１０、または２０回の連続的な洗濯で洗浄し、続いて回転式乾燥機で乾かした。
【０１１６】
性能試験−ステインリリース性
この試験では、模擬実験の家庭用洗濯中に、付いた油性汚れの、処理布表面からの落ち易さを評価する。鉱油、ステイン（Ｓｔａｉｎ）Ｋ（Ｋａｙｄｏｌ、ウィトコ・ケミカル社（Ｋａｙｄｏｌ，Ｗｉｔｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．））５滴を、布表面上に落として１つの液溜まりとし、ＭＡＺＯＬＡ（商標）コーン油、ステインＥ、５滴の別の液溜まりを布上に落とし、第３番目の液溜まりとして、汚れたモーター油（３Ｍ社）５滴を布上に落とした。それぞれ６０秒間、それらの液溜まりをグラシン紙で覆い、５ポンドのおもりで重みを掛けた。おもりおよびグラシン紙を布から取り除く。布試料を１５〜６０分間吊り下げ、次いで洗浄し、乾燥させた。等級ボードに対して試料を評価し、１〜８の番号を付ける。８級は、汚れの完全な除去を表し、１級は非常に濃い汚れである。この試験のさらに詳細な説明は、３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「ステインリリース性試験Ｉ（Ｓｔａｉｎ  Ｒｅｌｅａｓｅ  Ｔｅｓｔ  Ｉ）」法（資料番号９８−０２１２−０７２５−７）に書かれている。
【０１１７】
性能試験−ステインリリース性−耐久性
ステインリリース性試験は処理布で行った。家庭用洗濯の模擬実験に関する３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「実験洗濯手順（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｌａｕｎｄｅｒｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）」（資料番号９８−０２１２−０７０３−４）に記載のように、続いてその布を、５、１０、または２０回の連続的な洗濯で洗浄し、続いて回転式乾燥機で乾かした。
【０１１８】
性能試験−布の吸収性
この試験によって、布の吸収性の大まかな指数が得られる。水１滴を布表面上に置き、艶のない、湿潤表面を残して、その水滴が布に吸収されるのにかかった時間を記録する。この試験の詳細な説明は、３Ｍ保護材料部門（３Ｍ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）の「布の吸収性試験（Ｆａｂｒｉｃ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ  Ｔｅｓｔ）」法（資料番号９８−０２１２−０７１０−９）に書かれている。吸収時間は、ウイッキング時間とも言われる。湿潤時間は、水滴の適用から、黒ずみまたは湿潤の最初の証拠が水滴下で現れるまでの時間であり、それもまた記録した。
【０１１９】
配合物１
フルオロケミカルウレタンＭｅＦＢＳＥ／Ｎ３３００／ＰＥＧ１４５０／ＡＰＴＥＳ
１Ｌフラスコに、ＭｅＦＢＳＥ（５８．８９ｇ）、ＤＢＴＤＬ（３滴；〜約２０ｍｇ）およびＭＩＢＫ（２３７．０ｇ）を装入した。乾燥窒素のパージ下にて、攪拌混合物の温度を６０℃に上げた。次いで、温度を６０〜６５℃に維持しながら、Ｎ３３００（４０．０ｇ）をゆっくりと加えた。添加が完了したら、その反応混合物を６０℃で１時間攪拌した。次いで、反応混合物の温度を６５℃未満に維持しながら、ＡＰＴＥＳ（４．５６ｇ）を一滴ずつ添加し、反応混合物を３０分間攪拌した。固形ＰＥＧ１４５０（１４．９５ｇ）を攪拌混合物に加え、約２２８９波数での−ＮＣＯバンドの消失により決定されるＦＴＩＲを経て、反応が完了した。
【０１２０】
乳化：この激しく攪拌された有機混合物に、脱イオン水をゆっくりと添加した（９４４ｇ；６０℃）。次いで、このプレエマルジョン混合物を２分間超音波処理した。アスピレーターに接続された回転蒸発器を使用して、混合物からＭＩＢＫをストリップした。その結果得られたエマルジョンは固体２０〜３０％であった。
【０１２１】
配合物１に記載の方法に従って、表２に示す当量比および材料の取り替えを用いて、配合物２〜１１および比較配合物Ｃ１を製造した。
【０１２２】
【表４】
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【０１２３】
カーペットでの試験
配合物１〜１１および比較配合物Ｃ１を脱イオン水で固体３％のエマルジョンに希釈し、エアロゾル化スプレーでカーペット（ジョージア州ダルトンのショー・インダストリーズ社（Ｓｈａｗ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｄａｌｔｏｎ，ＧＡ）から市販のブルー・トランジッションＩＩＩバージン・カーペット（Ｂｌｕｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ＩＩＩ  ｖｉｒｇｉｎ  ｃａｒｐｅｔ））に塗布し、０．６ｇ／フィート2固体追加物が形成された。実施例Ｃ１〜Ｃ１１についての静的撥水性（性能試験−撥水性）、静的撥油性（性能試験−撥油性）、汚染防止性（性能試験−汚染防止耐性（Ａｎｔｉ−Ｓｏｉｌｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ））および酸性耐汚染性（ａｃｉｄ  ｓｔａｉｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）試験（性能試験−酸性耐汚染性）の結果を表３に示す。
【０１２４】
【表５】
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【０１２５】
布での試験：
配合物１〜１１および比較配合物Ｃ１を脱イオン水で固体４％のエマルジョンに希釈し、綿／ポリエステル  ３５／６５の混合布（ニュージャージー州ミドルセックスのテスト・ファブリックス社（Ｔｅｓｔ  Ｆａｂｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．Ｍｉｄｄｌｅｓｅｘ，ＮＪ）からのＮｏ．７２０６）に塗布し、０．８ｇ／フィート2追加物が形成された。
【０１２６】
【表６】
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【０１２７】
配合物１２
ブロックイソシアネート増量剤Ｎ１００／ＭＰＥＧ  ７５０／ＢＯ
還流冷却器、機械攪拌機、熱電対および窒素入口を備えた１Ｌフラスコに、Ｎ１００（９５．５ｇ）、酢酸エチル（２５０．０ｇ）およびＭＰＥＧ７５０（１２５．０ｇ）を装入した。この攪拌混合物にＤＢＴＤＬ（０．２５ｇ）を添加し、得られた混合物を７５℃に加熱し、一晩攪拌した。次いで、その混合物を室温に冷却し、攪拌しながらＢＯ（２９．１ｇ）を一滴ずつ添加した。混合物を７５℃に加熱し、一晩攪拌した。加える間、温度を６５℃〜７５℃に保ちながら、脱イオン水（７５０．０ｇ）をゆっくりと加えた。超音波ホモジナイザー（ＣＰＸ６００モデル、イリノイ州ヴァーノンヒルズのコール・パーマー社（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ，Ｖｅｒｎｏｎ  Ｈｉｌｌｓ，ＩＬ）から入手可能な）を用いて、混合物を５分間ホモジナイズした。減圧下にて蒸留によって、酢酸エチルを除去した。濁った溶液が得られた。
【０１２８】
配合物１３〜１５
配合物１２について上述の手順に従って、表５に記載のように材料を取り替えて、配合物１３〜１５を製造した。
【０１２９】
【表７】
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【０１３０】
【表８】
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【０１３１】
【表９】
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【０１３２】
【表１０】
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【０１３３】
【表１１】
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【０１３４】
【表１２】
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【０１３５】
【表１３】
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【０１３６】
【表１４】
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【０１３７】
【表１５】
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【国際調査報告】
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