CN109072539A - 聚烯烃系合成纤维用处理剂、其水性液、聚烯烃系合成纤维及其处理方法、热粘合无纺布 - Google Patents

聚烯烃系合成纤维用处理剂、其水性液、聚烯烃系合成纤维及其处理方法、热粘合无纺布 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够在维持良好的抗静电性和梳理机通过性的同时对所得到的无纺布赋予高度的亲水性、并且能够将无纺布弱酸性化的聚烯烃系合成纤维用处理剂、该处理剂的水性液、使用该水性液的聚烯烃系合成纤维的处理方法、附着有该处理剂的聚烯烃系合成纤维、以及该聚烯烃系合成纤维制造的热粘合无纺布。作为聚烯烃系合成纤维用处理剂使用下述的处理剂，该处理剂以下述比例(合计100质量％)含有下述物质：0.3～18质量％的特定的有机酸、10～50质量％的碳原子数为4～11的烷基磷酸酯盐B、10～50质量％的碳原子数为12～22的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的特定的聚氧化烯衍生物，特定水性液的pH为3以上且小于7。

Description

聚烯烃系合成纤维用处理剂、其水性液、聚烯烃系合成纤维及 其处理方法、热粘合无纺布
技术领域
本发明涉及聚烯烃系合成纤维用处理剂、其水性液、聚烯烃系合成纤维的处理方法、聚烯烃系合成纤维和热粘合无纺布。近年来，对于纸尿片或卫生巾等卫生材料中使用的无纺布，要求高度亲水性、与肌肤相同的弱酸性，对于该无纺布的制造中使用的处理剂，也要求能够对所得到的无纺布赋予这样的特性。本发明涉及可应对该要求的聚烯烃系合成纤维用处理剂、该处理剂的水性液、使用该水性液的聚烯烃系合成纤维的处理方法、附着有该处理剂的聚烯烃系合成纤维、以及该聚烯烃系合成纤维制造的热粘合无纺布。
背景技术
以往，作为合成纤维用处理剂，提出了含有烷基磷酸酯盐而成的处理剂(例如，参见专利文献1)、含有具有特定官能团和特定分子量的聚氧化烯改性硅酮和特定表面活性剂而成的处理剂(例如，参见专利文献2)、含有具有特定官能团的非离子表面活性剂和烷基磷酸酯盐而成的处理剂(例如，参见专利文献3)等。但是，这些现有的合成纤维用处理剂具有下述问题：即使将它们用于聚烯烃系合成纤维，也无法在维持良好的抗静电性和梳理机通过性的同时对所得到的无纺布赋予高度的亲水性，并且无法将无纺布改性成弱酸性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-188965号公报
专利文献2：日本特开平2-80672号公报
专利文献3：日本特开2001-3271号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于提供在维持良好的抗静电性和梳理机通过性的同时能够对所得到的无纺布赋予高度的亲水性、并且能够使无纺布为弱酸性化的聚烯烃系合成纤维用处理剂、该处理剂的水性液、使用该水性液的聚烯烃系合成纤维的处理方法、附着有该处理剂的聚烯烃系合成纤维、以及该聚烯烃系合成纤维制造的热粘合无纺布。
解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了研究，结果发现，使用以特定的比例含有特定的4种成分而成的聚烯烃系合成纤维用处理剂是正确且合适的。
即，本发明涉及一种聚烯烃系合成纤维用处理剂，其特征在于，其以下述比例(合计100质量％)含有下述物质：0.3～18质量％的下述的有机酸、10～50质量％的下述的烷基磷酸酯盐B、10～50质量％的下述的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的下述的聚氧化烯衍生物，下述水性液的pH为3以上且小于7。本发明还涉及该处理剂的水性液、使用该水性液的合成纤维的处理方法、附着有该处理剂的聚烯烃系合成纤维、以及该聚烯烃系合成纤维制造的热粘合无纺布。
有机酸：选自有机羟基酸、有机磺酸和有机磷酸中的至少一种
烷基磷酸酯盐B：碳原子数为4～11的烷基磷酸酯盐
烷基磷酸酯盐C：碳原子数为12～22的烷基磷酸酯盐
聚氧化烯衍生物：相对于1摩尔碳原子数为22～50的1元脂肪族醇，以合计5～100摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的化合物
水性液：相对于100质量份聚烯烃系合成纤维用处理剂，以400～100000质量份的比例含有水的水性液
首先对本发明的聚烯烃系合成纤维用处理剂(以下称为本发明的处理剂)进行说明。本发明的处理剂是如上所述以特定的比例含有特定的4种成分而成的。
被用于本发明的处理剂中的有机酸为选自有机羟基酸、有机磺酸和有机磷酸中的至少一种。具体地说，作为有机羟基酸，可以举出乙醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等，作为有机磺酸，可以举出对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等，作为有机磷酸，可以举出辛基磷酸、十二烷基磷酸等。
被用于本发明的处理剂中的烷基磷酸酯盐B是碳原子数为4～11的烷基磷酸酯盐，作为其具体例，可以举出丁基磷酸酯盐、己基磷酸酯盐、辛基磷酸酯盐、壬基磷酸酯盐、癸基磷酸酯盐等，其中优选己基磷酸酯碱金属盐、辛基磷酸酯碱金属盐等碳原子数为6～8的碱金属盐。
被用于本发明的处理剂中的烷基磷酸酯盐C是碳原子数为12～22的烷基磷酸酯盐，作为其具体例，可以举出十二烷基磷酸酯盐、十三烷基磷酸酯盐、异十三烷基磷酸酯盐、十四烷基磷酸酯盐、十六烷基磷酸酯盐、十八烷基磷酸酯盐、十八碳烯基磷酸酯盐、异十八烷基磷酸酯盐、二十二烷基磷酸酯盐等，其中优选十二烷基磷酸酯碱金属盐、十三烷基磷酸酯碱金属盐、异十三烷基磷酸酯碱金属盐、十四烷基磷酸酯碱金属盐、十六烷基磷酸酯碱金属盐、十八烷基磷酸酯碱金属盐、十八碳烯基磷酸酯碱金属盐、异十八烷基磷酸酯碱金属盐等碳原子数为12～18的碱金属盐。
烷基磷酸酯盐B和烷基磷酸酯盐C通过脂肪族一元醇与以磷酸酐为代表的磷酸化剂的反应、及其后的与碱金属氢氧化物的中和反应来合成，所使用的脂肪族一元醇可以为单一物质、或者也可以为2种以上的混合物。另外，通常烷基磷酸酯碱金属盐为包含单酯、二酯以及含P-O-P键的多聚体的混合物，但对其构成比例没有特别限制。进而，关于合成原料中含有的杂质，只要为一般原料标准内就是允许的。其中包括例如氢氧化钾中包含的钠成分、作为磷酸化剂之一的磷酸酐中包含的重金属或砷化合物等各种杂质以及副产物。
用于本发明的处理剂中的聚氧化烯衍生物是相对于1摩尔碳原子数为22～50的1元脂肪族醇以合计5～100摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的化合物。具体地说，作为聚氧化烯衍生物，可以举出1摩尔二十二烷基醇、二十四烷基醇、二十六烷基醇、二十八烷基醇、三十烷基醇、四十烷基醇、四十二烷基醇、五十烷基醇等碳原子数为22～50的1元脂肪族醇，以合计5～100摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的聚氧化烯衍生物等，其中优选相对于1摩尔二十六烷基醇、二十八烷基醇、三十烷基醇、四十烷基醇等碳原子数为26～40的1元脂肪族醇，以合计8～60摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的聚氧化烯衍生物。作为该聚氧化烯衍生物中的氧化乙烯、氧化丙烯的加成方式没有特别限制,可以为嵌段加成、无规加成中的任一种。
本发明的处理剂是以0.3～18质量％的上述的有机酸、10～50质量％的上述的烷基磷酸酯盐B、10～50质量％的上述的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的上述的聚氧化烯衍生物(合计100质量％)的比例含有这4种物质而成的，优选以0.3～18质量％的有机酸、15～45质量％的烷基磷酸酯盐B、15～45质量％的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的聚氧化烯衍生物(合计100质量％)的比例含有这4种物质而成。
另外，在本发明的处理剂中，如上所述，相对于聚烯烃系合成纤维用处理剂100质量份，以400～100000质量份的比例含有水的水性液的pH为3以上且小于7。
接着对本发明的处理剂的水性液(以下称为本发明的水性液)进行说明。本发明的水性液是相对于本发明的处理剂100质量份，以400～100000质量份的比例含有水而成的水性液，其是pH为3以上且小于7的水性液。
作为被用于本发明的水性液中的水，可以举出离子交换水、蒸馏水、硬水、软水等，其中优选离子交换水、蒸馏水等。
接着对本发明的聚烯烃系合成纤维的处理方法(以下称为本发明的处理方法)进行说明。本发明的处理方法是相对于聚烯烃系合成纤维，将本发明的水性液作为本发明的处理剂按0.1～1质量％进行附着的方法。作为附着方法，可以应用公知的方法，其中可以举出例如辊接触法、喷雾法、喷淋法、浸渍法等。作为使本发明的水性液附着的工序，可以为纺丝工序、拉伸工序、修整工序中的任一工序。在使本发明的水性液附着于聚烯烃系合成纤维时，也可以合乎目的地合用本发明的处理剂以外的其他成分，该其他成分的合用优选尽可能为少量。
接着对本发明的聚烯烃系合成纤维(以下称为本发明的合成纤维)进行说明。本发明的合成纤维是附着有本发明的处理剂的聚烯烃系合成纤维。
作为聚烯烃系合成纤维，可以举出聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丁烯纤维等聚烯烃系纤维、作为芯鞘结构的复合纤维且芯、鞘部中的任一者或两者为聚烯烃系纤维的复合纤维、例如鞘部为聚乙烯纤维的聚乙烯/聚丙烯复合纤维、聚乙烯/聚酯复合纤维、或具有并列结构的聚乙烯/聚丙烯复合纤维、聚乙烯/聚酯复合纤维等。
最后对本发明的热粘合无纺布(以下称为本发明的无纺布)进行说明。本发明的无纺布是附着有本发明的处理剂的热粘合无纺布。
作为热粘合无纺布，可以使用由热风、点粘工序得到的无纺布等，其中优选由热风工序得到的无纺布。
发明的效果
根据本发明，具有在维持良好的抗静电性和梳理机通过性的同时能够对所得到的无纺布赋予高度的亲水性、并且能够将无纺布弱酸性化的效果。
具体实施方式
实施例
在下文中，为了使本发明的构成和效果更具体，举出了实施例等，但本发明并不限于这些实施例。需要说明的是，在以下的实施例和比较例中，份是指质量份，并且％是指质量％。
试验分组1(聚烯烃系合成纤维用处理剂的制造)
·实施例1
将表1中记载的乳酸(A-1)的90％水性液2.8g、烷基磷酸酯盐(B-1)15.0g、烷基磷酸酯盐(C-1)15.0g、以及聚氧化烯衍生物(D-1)17.5g混合，添加949.7g的水，进行搅拌，制成水性分散液，得到实施例1的聚烯烃系合成纤维用处理剂的5％水性液。
·实施例2～9、参考例10～13和比较例1～7
与实施例1的情况同样地制备出实施例2～9、参考例10～13和比较例1～7的聚烯烃系合成纤维用处理剂的5％水性液。将由以上各例制备出的聚烯烃系合成纤维用处理剂的内容汇总列于表1中。
[表1]
表1中，
A-1：乳酸
A-2：柠檬酸
A-3：对甲苯磺酸
A-4：辛基磷酸
B-1：己基磷酸酯钾盐
B-2：辛基磷酸酯钾盐
B-3：辛基磷酸酯钠盐
B-4：丁基磷酸酯钾盐
B-5：癸基磷酸酯钾盐
Rb-1：丙基磷酸酯钾盐
C-1：十二烷基磷酸酯钾盐
C-2：十八烷基磷酸酯钾盐
C-3：二十二烷基磷酸酯钾盐
Rc-1：二十四烷基磷酸酯钾盐
D-1：聚氧乙烯(10摩尔)二十八烷基醚
D-2：聚氧乙烯(25摩尔)聚氧丙烯(25摩尔)二十八烷基醚
D-3：聚氧乙烯(35摩尔)三十八烷基醚
D-4：聚氧乙烯(10摩尔)二十四烷基醚
D-5：聚氧乙烯(10摩尔)四十八烷基醚
D-6：聚氧乙烯(6摩尔)二十八烷基醚
D-7：聚氧乙烯(80摩尔)二十八烷基醚
Rd-1：聚氧乙烯(10摩尔)十八烷基醚
Rd-2：聚氧乙烯(10摩尔)六十烷基醚
Rd-3：聚氧乙烯(3摩尔)二十八烷基醚
Rd-4：聚氧乙烯(60摩尔)聚氧丙烯(60摩尔)二十八烷基醚
试验分组2(聚烯烃系合成纤维用处理剂的附着和评价)
·聚烯烃系合成纤维处理剂的附着
使试验分组1中制备的聚烯烃系合成纤维用处理剂的水性液按表2记载的附着量通过喷雾给油法附着在鞘部为聚乙烯、芯部为聚酯的聚烯烃系复合纤维(细度2.2dtex、纤维长51mm)上，用80℃的热风干燥机干燥1小时，得到处理完毕的聚烯烃系合成纤维处理绵。但是，在实施例8中，进行下述水性液的喷雾给油，该水性液是相对于试验分组1中制备的聚烯烃系合成纤维用处理剂100份，以10份的比例合用其他成分(E-1：平均分子量5000的聚氧化烯改性硅酮，其具有整体的50质量％的聚氧化烯基作为改性基，该聚氧化烯基是由氧化丙烯单元/氧化乙烯单元＝50/50(质量％)的比例构成的)而成的水性液；另外，在实施例9中，进行下述水性液的喷雾给油，该水性液是相对于试验分组1中制备的聚烯烃系合成纤维用处理剂100份，以10份的比例合用其他成分(E-2：辛酸钾盐)而成的水性液；进而，在比较例5中，进行下述水性液的喷雾给油，该水性液是相对于由试验分组1中制备的聚烯烃系合成纤维用处理剂100份，以25份的比例合用上述其他成分(E-1)而成的。
·评价
对于上述得到的处理完毕的聚烯烃系合成纤维处理绵，如下评价抗静电性和梳理机通过性。将结果汇总列于表2中。
·抗静电性的评价
将上述处理完毕的聚烯烃系合成纤维处理绵5g在20℃、45％RH的恒温室内进行24小时调湿后，使用电阻值测定装置对电阻(Ω)进行测定，按下述评价基准进行评价。
抗静电性的评价基准
◎：表面电阻小于1.0×109Ω
○：表面电阻为1.0×109Ω以上且小于1.0×1010Ω
×：表面电阻为1.0×1010Ω以上
·梳理机通过性的评价
将上述处理完毕的聚烯烃系合成纤维处理绵20g在20℃、65％RH的恒温室内进行24小时调湿后，供给到辊梳理机中。计算出排出的量相对于投入量的比例，按下述评价基准进行评价。
梳理机通过性的评价基准
◎：排出量为80％以上
○：排出量为60％以上且小于80％
×：排出量小于60％
试验分组3(热粘合无纺布的制作和评价)
·热粘合无纺布的制作
将试验分组2中得到的处理完毕的聚烯烃系合成纤维处理绵100g在20℃、65％RH的恒温室内进行24小时调湿后，供给到辊梳理机中，制作基重20g/m2的梳理网。对于所得到的梳理网在140℃进行10秒的热风处理，得到热粘合无纺布。
对于这样制作出的热粘合无纺布，如下进行初期亲水性、耐久亲水性、抗回湿性和无纺布的pH的评价。将结果汇总列于表2中。
·初期亲水性的评价
将上述的热粘合无纺布在20℃、60％RH的恒温室内进行24小时调湿后，置于水平板上，使用缩二脲从10mm的高度滴加0.4ml的水滴，测定该水滴被完全吸收为止所需要的时间，按下述评价基准进行评价。
初期亲水性的评价基准
◎：至透水为止所需要的时间小于1秒
○：至透水为止所需要的时间为1秒以上且小于2秒
×：至透水为止所需要的时间为2秒以上
·耐久亲水性的评价
将上述热粘合无纺布裁剪成10cm×10cm的小片，在20℃、60％RH的恒温室内进行24小时调湿。在重叠的5张滤纸上放置调湿后的无纺布，进一步在其上的中央垂直放置两端开放的内径1cm的圆筒，向该圆筒中注入0.9％生理盐水5ml，测定盐水被无纺布完全吸收为止的时间。其后将无纺布取出，在40℃送风干燥90分钟。将同样的操作重复进行合计3次，在第3次的时间后按下述评价基准进行评价。
耐久亲水性的评价基准
◎：至生理盐水被吸收为止所需要的时间小于3秒
○：至生理盐水被吸收为止所需要的时间为3秒以上小于5秒
×：至生理盐水被吸收为止所需要的时间为5秒以上
·抗回湿性评价
将上述热粘合无纺布裁剪成10cm×10cm的小片，在20℃、60％RH的恒温室内进行24小时调湿。从市售的纸尿片的最外部的无纺布材料切除10cm×10cm的无纺布片，在该切除部安装上述调湿后10cm×10cm的小片，作为抗回湿性评价试样。将抗回湿性评价试样按照安装的小片朝上的方式水平放置，在该小片的中央垂直放置两端开放的内径6cm的圆筒，向该圆筒中注入水80ml，静置5分钟，使水被纸尿片内部吸收。接着在所安装的小片上重叠放置15张10cm×10cm的滤纸，进一步在其上放置10cm×10cm、2.8kg的锤板，负载2分钟后，测量15张重叠的滤纸的总质量，计算出其质量的增加率，按照下述评价基准进行评价。
抗回湿性的评价基准
◎：质量增加率小于1％
○：质量增加率为1％以上且小于2％
×：质量增加率为2％以上
·pH的评价
将上述的热粘合无纺布在20℃、60％RH的恒温室内进行24小时调湿。使用平面型pH测定计，对调湿后的无纺布表面的pH进行测定，按下述评价基准进行评价。
pH的评价基准
◎：无纺布的pH为3以上且小于7
×：无纺布的pH小于3、或者为7以上
[表2]
由与表1对应的表2的结果可知，根据本发明，能够在维持良好的抗静电性和梳理机通过性的同时对所得到的无纺布赋予高度的亲水性，并且能够将无纺布弱酸性化。

Claims (9)

1.一种聚烯烃系合成纤维用处理剂，其特征在于，其以合计100质量％的下述比例含有下述物质：0.3～18质量％的下述的有机酸、10～50质量％的下述的烷基磷酸酯盐B、10～50质量％的下述的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的下述的聚氧化烯衍生物，下述水性液的pH为3以上且小于7，
有机酸：选自有机羟基酸、有机磺酸和有机磷酸中的至少一种
烷基磷酸酯盐B：碳原子数为4～11的烷基磷酸酯盐
烷基磷酸酯盐C：碳原子数为12～22的烷基磷酸酯盐
聚氧化烯衍生物：相对于1摩尔碳原子数为22～50的1元脂肪族醇，以合计5～100摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的化合物
水性液：相对于100质量份聚烯烃系合成纤维用处理剂，以400～100000质量份的比例含有水的水性液。
2.如权利要求1所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂，其中，烷基磷酸酯盐B是碳原子数为6～8的碱金属盐。
3.如权利要求1或2所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂，其中，烷基磷酸酯盐C是碳原子数为12～18的碱金属盐。
4.如权利要求1～3中任一项所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂，其中，聚氧化烯衍生物是相对于1摩尔碳原子数为26～40的1元脂肪族醇，以合计8～60摩尔的比例加成氧化乙烯和/或氧化丙烯而成的化合物。
5.如权利要求1～4中任一项所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂，其是以合计100质量％的下述比例含有下述物质而成的：0.3～18质量％的有机酸、15～45质量％的烷基磷酸酯盐B、15～45质量％的烷基磷酸酯盐C、以及25～65质量％的聚氧化烯衍生物。
6.一种水性液，其特征在于，其是相对于100质量份权利要求1～5中任一项所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂，以400～100000质量份的比例含有水而成的聚烯烃系合成纤维用处理剂的水性液，该水性液的pH为3以上且小于7。
7.一种聚烯烃系合成纤维的处理方法，其特征在于，相对于聚烯烃系合成纤维，将权利要求6所述的水性液作为聚烯烃系合成纤维用处理剂按0.1～1质量％进行附着。
8.一种聚烯烃系合成纤维，其特征在于，其附着有权利要求1～5中任一项所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂。
9.一种热粘合无纺布，其特征在于，其附着有权利要求1～5中任一项所述的聚烯烃系合成纤维用处理剂。
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