JP2001510244A

JP2001510244A - ビスコース紡糸浴添加剤としての両性界面活性剤の使用

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Publication number: JP2001510244A
Application number: JP2000503271A
Authority: JP
Inventors: ブジュール，ケント; カッセル，アンダース; ストランドベルク，マルグレス; ウネバック，インゲマール
Original assignee: アクゾ・ノーベル・ナムローゼ・フエンノートシャップ
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2001-07-31
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: EP0996777B1; SE9702703D0; SE9702703L; DE69814082D1; DE69814082T2; CN1263571A; ATE239112T1; BR9810373A; EA002307B1; WO1999004070A1; EP0996777A1; CN1089816C; SE511920C2; EA200000118A1; US6379598B1; TW436533B; JP3939496B2; TR200000064T2

Abstract

(57)【要約】本発明は、式（Ｉ）：ＲＮＡ（Ｃ_nＨ_2nＮＡ）_x-1Ａ（式中、Ｒは水素または１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基を表わし、Ａは各々、水素、１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基、またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基（ｍは１〜３の数、Ｂは水素または塩を形成するカチオンである）であり、ｎは２〜３の数であり、ｘは１〜８であり、ＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基の数は１からｘ＋２であり、ただし、脂肪族基中の炭素原子の総数は８〜４５である）を有する両性界面活性剤を用いることにより、ビスコースフィラメントおよびフィルム材料の製造過程においてノズルおよびスリットの詰まりを低減し、紡糸浴系での沈殿物の形成を減少させる方法に関する。。両性界面活性剤は、優れた分散能力を有し、スピン浴中の沈殿を防止または低減するので、非常に優れた目詰まり防止効果を有する。さらに、これは泡立ちが少なく非常に安定である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、両性界面活性剤を用いることにより、ビスコースフィラメントおよ
びフィルムの材料を製造する過程においてノズルおよびスリットの詰まりを低減
し、紡糸浴系での沈殿物の形成を減少させる方法に関する。

【０００２】硫酸亜鉛を含む酸性紡糸浴中でセルロース材料を再生するとき、目詰まりの障
害がたびたび起こる。この材料の詰まりの原因はさまざまである。最も重要な原
因の１つとして、固体の副産物、すなわち単体硫黄および硫化亜鉛が挙げられ、
これらは、溶解されたキサントゲン酸セルロースがセルロースおよび二硫化炭素
に再生されるときに形成される。副産物の他の例には、ヘミセルロースおよび樹
脂があり、それらは、セルロース原料自体から誘導され、紡糸浴へと移行され、
そこで沈殿物を生じさせる。それらの不利益を減じる１つの方法は、カチオン界
面活性化合物を紡糸浴へ加えることである。かくして、日本国特許第４８００６
４０９号では、スピンノズルに閉塞を生じさせる硫黄粒子の分散剤として、Ｎ，
Ｎ′−ポリオキシ−エチレン−Ｎ−長鎖−アルキルアルキレン−ジアミン類およ
びＮ，Ｎ′，Ｎ"−ポリオキシエチレン−Ｎ−長鎖−アルキルアルキレン−トリアミン類を紡糸浴中に添加することが提案されている。この長鎖アルキル基は１
０〜２０の炭素原子を含む。オキシエチレン基の数は各置換位置に対して１〜８
であり、それらの合計は２〜１０である。しかしながら、これらの添加剤は、特
に硫黄の量が多い場合、硫黄を分散する能力が比較的限られている。

【０００３】日本国特許出願第５４１０１９１６号では、ノズルの詰まりをさらに減じるた
めに、ポリオキシエチレンアルキルモノ−およびジアミドポリアルキレンポリア
ミンを添加することが提案されている。ここで用いられるポリアルキレンポリア
ミンの例には、トリエチレンテトラミンおよびテトラエチレンペンタミンがある
。上述の化合物の調製に用いられる脂肪酸中の炭素原子数は、好ましくは１２〜
２２であり、また、その分子中のエチレンオキシド基の数は６〜１２である。こ
れらのポリアミンは優れた分散効果を有するが、熱酸溶液中で不安定であり、紡
糸浴中高温で加水分解されるという重大な欠点を有する。結果として、しばらく
するとそれらの効果は本質的に低減する。

【０００４】この添加剤の分解は、添加剤をより多量に添加することによって補償され得る
。しかしながら、実際には、加水分解の結果生じる産物、すなわち特に紡糸浴の
再調節中に生成される脂肪酸が、詰まりを助長する。単体硫黄および／または硫
化亜鉛と樹脂とが合わさると黒い粒子を形成し、それらは分散させるのが非常に
難しい。

【０００５】ここで、式ＲＮＡ（Ｃ_nＨ_2nＮＡ）_x-1Ａ（Ｉ）（式中、Ｒは水素または１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基を表わし、Ａは各
々、水素、１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基、またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基（ｍは１〜３の数であり、Ｂは水素またはカチオンを形成する塩である）であり
、ｎは２〜３の数であり、ｘは１〜８であり、ＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基の数は１からｘ＋２であり、ただし脂肪族基中の炭素原子の総数は８〜４５である）を有する両性界面活性剤をビスコース紡糸浴の添加剤として用いることにより、
紡糸浴中の詰まり材料の障害が本質的に減少するだけでなく、紡糸浴中で形成さ
れる繊維の質も向上するということが見出された。この両性界面活性剤は、優れ
た分散剤であり、紡糸浴中の沈殿を防止または低減することから、非常に優れた
目詰まり防止効果を有する。さらに、これは泡立ちが少なく、日本国特許出願第
５４１０１９１６号に開示されたアミド化合物と比べて非常に安定である。この
添加剤は、紡糸口金の開口を目詰まり材料のない状態に保つので、形成されるフ
ィラメントおよびフィルムが固体粒子を集めてくることはほどんどなく、よって
変色が減り、繊維またはフィルムの強度が向上する。両性界面活性剤は紡糸浴の
通常の仕上げ処理工程において安定であり、紡糸浴中で得られる硫酸ナトリウム
を含む過剰な副産物を除去した後、紡糸浴溶液を再び循環し得るので、紡糸浴の
維持管理も簡単になる。紡糸浴中の両性化合物の量は、広い範囲内で変えること
ができるが、通常、０．５〜５０００ｐｐｍ、好ましくは２〜１５００ｐｐｍで
、５〜１５重量％のＨ₂ＳＯ₄、１５〜３０重量％のＮａ₂ＳＯ₄および０〜７重量
％のＺｎＳＯ₄を含む紡糸浴に加えられる。

【０００６】式Ｉの両性界面活性剤は、好ましくは１または２の脂肪族基、ＲおよびＡを、
総数８〜４０の炭素原子、好ましくは総数１０〜３６の炭素原子で含む。好まし
くは、Ｒは、８〜２４の炭素原子、最も好ましくは１０〜２２の炭素原子を有す
る炭化水素基である。Ｂは通常は一価または二価であり、好ましくは一価のカチ
オンであり、ｍは好ましくは１または２の数である。

【０００７】式Ｉの両性界面活性剤で最も好ましいものは、式ＲＮＡ（Ｃ₃Ｈ₆ＮＡ₁）_x-1Ａ₁ （ＩＩ）（式中、Ｒ、Ａおよびｘは式Ｉで述べたものと同義であり、Ａ₁は水素またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m基であり、Ｂおよびｍは式Ｉで述べたものを同義である）を有するものである。これらの添加剤は容易に製造でき、非常に優れた分散能力
を有する。通常、すべての置換基ＡおよびＡ₁の少なくとも５０％が、ＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基である。ｍが１である両性界面活性剤が、泡立ちが少ないので好ましい。泡立ちの少なさは、１４〜２２の炭素原子を有するＲ基が少なくとも１つ
は存在することによっても支援される。これは、繊維およびフィルム材料の連続
処理において有利である。

【０００８】この発明はまた、ビスコース溶液からセルロースを再生するための方法に関し
、この方法では、ビスコース溶液を、式Ｉに従う両性界面活性剤０．５〜５００
０ｐｐｍを含む紡糸浴と接触させる。この両性界面活性剤は式ＩＩを有するのが
好ましい。紡糸浴は通常、４０℃から６０℃の温度を有し、両性界面活性剤の他
に、５〜１５重量％のＨ₂ＳＯ₄、１５〜３０重量％のＮａ₂ＳＯ₄および０〜７重
量％のＺｎＳＯ₄を含む。再生されたセルロースは、繊維もしくはフィルムの形態またはその他の通常の形態を有し得る。

【０００９】この発明を次の例によってさらに説明する。例１２つの紡糸浴添加剤の分解速度を、以下の表に示す種々の温度で、Ｈ₂ＳＯ₄９
．５％、Ｎａ₂ＳＯ₄２３％、ＺｎＳＯ₄０．４％およびＨ₂Ｏ６７．１％の組成を
有する紡糸浴において評価した。

【００１０】これらの添加剤の１つは、テトラエチレンペンタミンと、１モルのアミドあた
り１０モルのエチレンオキシドでエトキシル化された獣脂脂肪酸とのアミド縮合
物であり、以後これを化合物Ｂと称する。化合物Ｂは日本国特許出願第５４１０
１９１６号における典型的な添加剤の例である。他の添加剤はオレオ両性ポリカ
ルボキシグリシネート、ＲＮＡ（Ｃ_nＨ_2nＮＡ）_x-1Ａであって、式中Ｒはオレイ
ン脂肪酸から誘導されたＣ₁₈−炭化水素基であり、ｘは４であり、ｎは３であり
、ＡはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m基（Ｂはナトリウムカチオン、ｍは１）であり、以後これを化合物１と称する。これは本発明に従った両性界面活性剤の典型例である。

【００１１】紡糸浴中の化合物Ｂの含有量は、色素 Orange IIを用いて分析した。この色素
とカチオン界面活性剤とを反応させ、形成された錯体をクロロフォルム中に抽出
した。次いでクロロフォルム相中の錯体の量を分光光度計により波長４８８ｎｍ
で測定した。両性界面活性剤、化合物１は、まずダイオネックス・オン・ガード
−ＲＰ（Dionex On Guard-RP）カラム上でこの界面活性剤を濃縮し、次にアルカ
リ性アセトニトリル水溶液で溶離することにより、分析した。次いで、両性界面
活性剤の濃度を以下の条件下でＨＰＬＣ法により測定した。カラム：ハミルトン
（Hamilton）ＰＲＰ−１、検出：ＵＶ２３０ｎｍ、移動相：アルカリ水中アセト
ニトリルの勾配、流速：１ｍｌ／分。すべてのデータを以下の表１および表２に
それぞれ示す。

【００１２】数字は、化合物Ｂおよび化合物１の分解されずに残った量を％で示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】これらの結果から、熱紡糸浴における安定性は、アミド型の紡糸浴添加剤（化
合物Ｂ）の方が本発明に従う添加剤（化合物１）よりかなり低いことが明らかで
ある。

【００１６】例２〜４いくつかの紡糸浴添加剤の沈殿防止能力および分散能力を、次の方法に従って
測定した。

【００１７】０．２５ＭのＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃、０．１５ＭのＮａ₂ＣＳ₃および０．２５ＭのＮａ₂ Ｓを含む溶液２１ｍｌを、攪拌しながら１リットルの紡糸浴を含むポリプロピレ
ン容器中に１滴ずつ添加した。この紡糸浴の組成は、Ｈ₂ＳＯ₄：１０％、Ｎａ₂ ＳＯ₄：２０％、ＺｎＳＯ₄：１％およびＨ₂Ｏ：６９％であった。温度は５０℃ とした。攪拌器はガラス製であり、プロペラをプラチナ製とした。添加後、所定
時間において、この浴の透過率を、分光光度計により波長４５０ｎｍでガラスキ
ュベットにおいて測定した。全テストの間、攪拌速度は３００ｒｐｍで一定に維
持した。２７０分後、テストを中断し、攪拌器に沈殿した物質の量を測定するた
めに攪拌器の重量を測定した。

【００１８】溶液２１ｍｌを紡糸浴溶液中に添加し始める前に、沈殿防止・分散用添加剤を
、紡糸浴にさまざまな量で添加した。

【００１９】以下の添加剤を用いた。化合物Ａ日本国特許公報第４８００６４０９号に開示されたアミン化合物に従う、式

【００２０】

【化１】

【００２１】（式中、ＥＯはエチレンオキシであり、ｘ、ｙおよびｚの合計は１０である）を有する化合物。

【００２２】化合物Ｂ例１の化合物Ｂと同じもの。

【００２３】化合物１例１の化合物１と同じもの。

【００２４】化合物２式Ｉを有する獣脂両性ポリカルボキシグリシネート。式中、Ｒは獣脂脂肪アル
キル基であり、ｘは４、ｎは３、ＡはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−（Ｂはナトリウム、ｍは１）である。

【００２５】化合物３式Ｉを有する獣脂両性ポリカルボキシプロピオン酸。式中、Ｒ、Ａ、ｎ、およ
びｘは化合物２と同義であり、ｍは２であり、Ｂは水素である。

【００２６】行なったテストおよび得られた結果を以下の表３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】日本国特許公報第４８００６４０９号および日本国特許出願第５４１０１９１
６号に開示された紡糸浴添加剤と比べて、本発明に従う紡糸浴添加剤は、固体お
よびコロイド粒子を分散させ、それらの沈殿を防止する能力が向上していること
が明らかである。

【００２９】例５〜１４これらの例におけるテストは例２と同様に行った。ただし、使用した添加剤は
次のものであった。

【００３０】化合物４化合物４は式Ｉを有し、式中、ＲはＣ₁₂〜Ｃ₁₄誘導ヤシ油アルキル基であり、
ｘは２、ｎは３、ＡはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−（Ｂはナトリウム、ｍは１）である。

【００３１】化合物５ｘが３である以外は化合物４と同様である。

【００３２】化合物６化合物６は、ｍが２、ｘが４、Ｂが水素である以外は化合物４と同様である。

【００３３】化合物７化合物７は式Ｉを有し、式中、ＲはＣ₁₈誘導獣脂脂肪アルキル基であり、ｘは
４、ｎは３、ＡはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基（Ｂはナトリウム、ｍは１）である。

【００３４】化合物８化合物８は、ｘが５である以外は化合物７と同様である。

【００３５】化合物９化合物９は、ｘが６である以外は化合物７と同様である。

【００３６】化合物１０化合物１０は、ｍが２でありＢが水素である以外は化合物７と同様である。

【００３７】化合物１１化合物１１は、ｍが２でありＢが水素である以外は化合物８と同様である。

【００３８】化合物１２化合物１２は、ｍが２でありＢが水素である以外は化合物９と同様である。

【００３９】化合物４〜１２の添加量を以下の表に示す。沈殿および分散テストにより次の
結果が得られた。

【００４０】

【表４】

【００４１】ここで得られた結果から明らかなように、本発明に従う両性化合物は、沈殿抑
制および分散能力に関して思いもかけない向上をもたらしている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＩＤ，ＪＰ，ＭＸ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者ストランドベルク，マルグレススウェーデン、エス−444 42 ステヌングスンド、コッパースベーゲン、58 (72)発明者ウネバック，インゲマールスウェーデン、エス−444 97 スベンショーゲン、ヒューセバッケン、9753 Ｆターム(参考） 4L035 AA10 BB03 BB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式ＲＮＡ（Ｃ_nＨ_2nＮＡ）_x-1Ａ（Ｉ）（式中、Ｒは水素または１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基を表わし、Ａは各
々水素、１〜２４の炭素原子を有する脂肪族基またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基（ｍは１〜３の数であり、Ｂは水素または塩を形成するカチオンである）を表わし、
ｎは２〜３の数であり、ｘは１〜８であり、ＢＯＯＣＣ_mＨ_2m−基の数は１からｘ＋２であり、ただし、脂肪族基中の炭素原子の総数は８から４５である）を有する両性界面活性剤のビスコース紡糸浴添加剤としての使用。
【請求項２】前記浴が、５から１５重量％のＨ₂ＳＯ₄、１５から３０重量
％のＮａ₂ＳＯ₄、および０から７重量％のＺｎＳＯ₄を含む、請求項１に記載の使用。
【請求項３】前記両性界面活性剤が紡糸浴中に０．５から５０００ｐｐｍ
の量で存在する、請求項１または２に記載の使用。
【請求項４】前記両性界面活性剤が、式ＲＮＡ（Ｃ₃Ｈ₆ＮＡ₁）_x-1Ａ₁ （ＩＩ）（式中、Ｒ、Ａおよびｘは式Ｉで規定するものと同義であり、Ａ₁は水素またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m基（Ｂおよびｍは式Ｉで規定するものと同義である）である）を有する、請求項１、２または３に記載の使用。
【請求項５】前記が、分散および沈殿低減用の添加剤として添加される、
請求項１、２、３または４に記載の使用。
【請求項６】ビスコースフィラメントおよびフィルム材料を製造する過程
におけるノズルおよびスリットの詰まりを低減するためのものである、請求項５
に記載の両性界面活性剤の使用。
【請求項７】紡糸浴中のビスコース溶液からセルロースを再生するための
方法であって、ビスコース溶液を、請求項１に記載の式Ｉを有する両性界面活性
剤を０．５から５０００ｐｐｍで含む紡糸浴と接触させることを特徴とする、方
法。
【請求項８】前記紡糸浴溶液が、５から１５重量％のＨ₂ＳＯ₄、１５から
３０重量％のＮａ₂ＳＯ₄、および０から７重量％のＺｎＳＯ₄を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】前記両性界面活性剤が、式ＲＮＡ（Ｃ₃Ｈ₆ＮＡ₁）_x-1Ａ₁ （ＩＩ）（式中、Ｒ、Ａおよびｘは式Ｉで規定するものと同義であり、Ａ₁は水素またはＢＯＯＣＣ_mＨ_2m基（Ｂおよびｍは式Ｉで規定するものと同義である）である）を有することを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。