JP2006002330A - 繊維処理用油剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】特に弾性繊維生産時の繊維同士の膠着防止性および長期に渡っての繊維処理用油剤の経日安定性が良好な繊維用油剤を提供すること。
【解決手段】 高分子材料(a)からなる繊維に用いる繊維処理用油剤であって、該(a)のシート表面の25℃における水の接触角が60°以下であり、該繊維処理用油剤を該(a)のシート表面に塗布した後のシート表面の25℃における接触角が70°〜180°であることを特徴とする繊維処理用油剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、繊維用油剤に関し、さらに詳しくはポリウレタン弾性繊維製造時において、繊維間の膠着性が少なく、解舒性に優れたポリウレタン弾性繊維を得るために、紡糸工程で使用される繊維処理用油剤に関する。
従来より、ポリウレタン弾性繊維の製造方法としては、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸などがあるが、いずれの方法でも繊維同士の膠着性が大きいため、後加工工程での解舒性の悪さが問題となっている。
また近年、弾性繊維を生産する上で、従来よりも解舒速度を上げることにより生産性を向上させるニーズが高まっている。特に、経編用途には整経工程時に高速解舒性が求められている。解舒性が悪いと整経時に糸切れなどを引き起こし、生産性を著しく落とすことになる。このため、ポリウレタン性弾性繊維用油剤において、これらの課題を解決することが可能な弾性繊維用油剤の開発が急務となっている。
弾性繊維生産時の紡糸工程に用いる繊維処理用油剤として、該油剤に膠着防止剤を添加した油剤が提案されている。この膠着防止剤として、固体の金属石鹸を懸濁させた繊維処理用油剤(特許文献1、2)、ポリエーテル変性シリコーンを配合した繊維処理用油剤(特許文献3〜5)、シリコーン樹脂を配合した繊維処理用油剤(特許文献6、7)などが提案されている。
しかしながら特許文献1〜2で提案されている油剤では、このような固体成分は経日で油剤中で凝集・沈降するなど分散安定性が悪いため、油剤を使用する際、糸への均一付着が困難になり十分な膠着防止性が発揮できず、後加工工程において張力変動などが原因で糸切れなどが起こる問題がある。
また、特許文献3〜7で提案された油剤では、得られる油剤が均一透明であり、経日での油剤安定性は良いが、十分な膠着防止効果が得られず、また十分な膠着防止効果を得るためには、膠着防止剤の添加量を増加させなければならないため、油剤の粘度が増加し糸への均一付着性が不十分になること、また使用するシリコーン系膠着防止剤が高価であるといった問題がある。
特公昭41−286号公報 特公昭40−5557号公報 特公昭61−459号公報 特開平2−127569号公報 特開平6−41873号公報 特公昭63−12197号公報 特開平8−74179号公報
従って、本発明の目的とするところは、弾性繊維を製造する際に繊維同士の膠着防止性に優れる弾性繊維用油剤を提供することにある。また、繊維用油剤の経日安定性を高め、使用時において膠着防止剤が凝集・沈降する問題、糸への付着ムラの問題などが無く、繊維の安定な生産を可能にする繊維用油剤を提供することである。
本発明者らは上記の繊維処理用油剤を得るべく鋭意検討した結果、該繊維処理用油剤で繊維材料からなるシートを処理した後の、シート表面の25℃における水の接触角が70〜180°となるように該油剤を調整することにより上記問題点を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は、高分子材料(a)からなる繊維に用いる繊維処理用油剤であって、該(a)のシート表面の25℃における水の接触角が60°以下であり、該繊維処理用油剤を該(a)のシート表面に塗布した後のシート表面の25℃における水の接触角が70°〜180°であることを特徴とする繊維処理用油剤;該繊維処理用油剤を、紡糸工程で繊維に対して0.1〜12質量%付与し、必要により精練することからなる弾性繊維の処理方法;並びに上記の処理方法により処理されてなる弾性繊維である。
本発明の繊維処理用油剤は、繊維を製造する際に繊維同士の膠着防止性に優れ、また経日安定性に優れることで繊維表面に均一に付着できるため、安定した高速解舒性を維持できるという効果を奏する。このため、特に膠着性の高いポリウレタン弾性繊維処理用油剤として極めて有効である。
本発明において、高分子材料(a)としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、およびナイロンなど、分子内に極性の高い基(例えば、アミド基、エステル基、ウレア基、およびウレタン基など)を有する高分子材料が挙げられる。
これら(a)のシート表面の25℃における接触角の上限は60°以下であり、市場で入手できる材料という観点から下限は10°以上である。
(a)からなる繊維としては、例えば、ポリウレタン弾性繊維、ポリエステル弾性繊維、ポリアミド弾性繊維、ポリカーボネート弾性繊維、ナイロン繊維、およびポリエステル繊維などが挙げられる。これらの内で好ましくは、ポリウレタン弾性繊維、ポリエステル弾性繊維、ポリアミド弾性繊維およびポリカーボネート弾性繊維などの弾性繊維であり、さらに好ましくはポリウレタン弾性繊維、ポリアミド弾性繊維、特に好ましくはポリウレタン弾性繊維である。
本発明の繊維処理用油剤を適用できる弾性繊維の維度は、特に限定されないが、通常10〜2500デシテックス(dtx)、好ましくは11〜1870dtxである。
本発明に用いられる繊維処理用油剤としては、前記高分子材料(a)のシート表面に塗布した後の、シート表面の25℃における水の接触角(°)が70〜180であり、繊維間の膠着防止性および解舒性の観点から、好ましくは75〜120、特に好ましくは75〜100となる繊維処理用油剤である。
本発明において、接触角は次の方法によって測定した値である。
[接触角測定方法]
(1)測定用シートの作成
20cm×25cmの表面平滑なガラス板の周囲に、幅1cm、厚さ0.1cmのボール紙製の外枠を両面テープなどで貼り付け、中心部のくぼみ部(18cm×23cm、深さ0.1cm、体積約41cm3)に、該繊維に用いる樹脂の40質量%溶液(例えば、ジメチルホルムアミド(DMF)溶液など)100部を静かに流し込み、全体が均一になる様に広げる。水平になる様に静置し、室温(約20℃)下で24時間自然乾燥させた後、さらに60℃に温調した減圧乾燥機内で2時間乾燥させる(圧力約6kPa)。乾燥後、室温(約20℃)で24時間放置した後、カッターなどを用いて6cm×3cmの大きさに切り取り、ガラス板から静かに剥がすことにより高分子材料(a)の測定用シート(a1)を得ることができる。
次に、上記の方法により得られる測定用シート上に本発明の繊維処理用油剤10μlを滴下し別の測定用シートで挟んで全体に塗り広げた後、ガラス板に挟み圧力20g/cm2となるように圧力をかけ、そのまま循風乾燥機中、70℃で1時間温調する。その後、
重ね合わせた2枚のシートを剥がして測定用シート(a2)とする。
(2)接触角の測定
上記(a1)(例えば、厚さ約200μm、6cm×3cm)を、温度25℃、相対湿度65%の条件下で該シートを3時間温調した後、本条件下で自動接触角測定機(協和界面科学(株)社製、「CA−Z型」)を用いて、測定用シート表面に水を付着させた直後の接触角を測定する。(a2)についても、同様の手順で測定する。
本発明における繊維用油剤としては、シリコーンオイル(A1)および炭化水素系潤滑油(A2)からなる群より選ばれるベースオイル(A)、膠着防止剤(B)、並びに界面活性剤(C)からなることが、より膠着防止性の観点から好ましい。
シリコーンオイル(A1)としては、ポリジメチルシロキサン、ポリジメチルシロキサンの一部が炭素数2〜20のアルキル基および/またはフェニル基で置換されたものなどが使用できる。
炭化水素系潤滑油(A2)としては、鉱物油およびその精製油、水添油、分解油などが使用できる。
これらのうち好ましいものは、25℃における粘度が1〜1000mm2/sのベース
オイルである。さらに好ましくは2〜500mm2/s、特に好ましくは3〜200mm2/sのベースオイルである。
(A)としては、(A1)、(A2)それぞれ単独でもよいし、混合物であってもよい。好ましくは(A2)単独、および(A1)と(A2)の混合物であり、さらに好ましくは(A1)と(A2)の混合物である。混合物の場合、(A1)+(A2)の合計質量に基づいて、(A1)の含有量(質量%)は5〜80が好ましく、さらに好ましくは10〜70、特に好ましくは20〜50である。
膠着防止剤(B)としては、分子内に少なくとも1つのカルボキシル基および/またはカルボキシレート基を有する化合物が挙げられる。
これら化合物としては、高級脂肪酸(塩)(B1)、カルボキシル基および/またはカルボキシレート基含有ポリマー(B2)が挙げられる。
(B1)における高級脂肪酸としては、通常、炭素数5〜40、好ましくは炭素数6〜30、さらに好ましくは炭素数8〜24、より好ましくは炭素数12〜24、特に好ましくは16〜22の飽和または不飽和の高級脂肪酸が挙げられる。高級脂肪酸の具体例としては、例えば、n−吉草酸、iso−吉草酸、オクタン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸、およびリシノレイン酸などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およびベヘン酸であり、特に好ましいのはステアリン酸である。これらの脂肪酸は単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
(B1)において、カルボキシル基は金属塩となっていても良く、金属塩を形成する金属として好ましいものは、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)、アルカリ土類金属(バリウム、カルシウム、マグネシウムなど)、IIB族金属(例えば、亜鉛など)、遷移金属(ニッケル、鉄、銅、マンガン、コバルト、銀、金、白金、パラジウム、チタン、ジルコニウム、カドミウムなど)、IIIB族金属(例えば、アルミニウム塩など)、IVB族金属(錫、鉛など)、およびランタノイド金属(ランタン、セリウムなど)などが挙げられ、さらに好ましいのはアルカリ金属、アルカリ土類金属、およびIIIB族金属、特に好ましいのはアルカリ土類金属であり、中でもマグネシウムが好ましい。
(B1)の高級脂肪酸塩の具体例としては、例えば、ラウリン酸リチウム塩、ラウリン酸ナトリウム塩、ラウリン酸カリウム塩;ミリスチン酸リチウム塩、ミリスチン酸ナトリ
ウム塩、ミリスチン酸カリウム塩;パルミチン酸リチウム塩、パルミチン酸ナトリウム塩、パルミチン酸カリウム塩、ステアリン酸リチウム塩、ステアリン酸ナトリウム塩、ステアリン酸カリウム塩;イソステアリン酸リチウム塩、イソステアリン酸ナトリウム塩、イソステアリン酸カリウム塩;ベヘン酸リチウム塩、ベヘン酸ナトリウム塩、ベヘン酸カリウム塩;ジラウリン酸マグネシウム塩、ジラウリン酸カルシウム塩、ジラウリン酸バリウム塩;ジミリスチン酸マグネシウム塩、ジミリスチン酸カルシウム塩、ジミリスチン酸酸バリウム塩;ジパルミチン酸マグネシウム塩、ジパルミチン酸カルシウム塩、ジパルミチン酸バリウム塩;ジステアリン酸マグネシウム塩、ジステアリン酸カルシウム塩、ジステアリン酸バリウム塩;ジイソステアリン酸マグネシウム塩、ジイソステアリン酸カルシウム塩、ジイソステアリン酸バリウム塩;ジベヘン酸マグネシウム塩、ジベヘン酸カルシウム塩、ジベヘン酸バリウム塩;パルミチン酸ステアリン酸マグネシウム塩、パルミチン酸ステアリン酸カルシウム塩、パルミチン酸ステアリン酸バリウム塩などが挙げられる。このうち特に好ましいものはステアリン酸のアルカリ土類金属塩であり、最も好ましいのはジステアリン酸マグネシウム塩である。なお、市販のジステアリン酸マグネシウム塩などは、一部未反応の水酸化ステアリン酸アグネシウム塩が不純物として混じっているが、差し支えない。
前記高級脂肪酸又はその金属塩である高級脂肪酸(塩)(B1)は単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
カルボキシル基および/またはカルボキシレート基含有ポリマー(B2)としては、分子内に少なくとも1つのカルボキシル基および/またはカルボキシレート基を有するモノマー(X)と必要によりその他のモノマー(Y)を(共)重合して得られるポリマー(B2−1)、ポリマーの分子内にカルボキシル基および/またはカルボキシレート基を導入して得られるポリマー(B2−2)が挙げられる。
上記モノマー(X)としては、例えば、不飽和モノカルボン酸[例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、アリル酢酸など]、不飽和ジカルボン酸およびそれらの無水物[例えば、(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸、(無水)シトラコン酸など]および上記の金属塩が挙げられる。
これらの中で好ましいのは、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸および上記の金属塩であり、より好ましくは(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸およびこれらの金属塩である。
モノマー(X)と共重合可能なその他のモノマー(Y)としては、以下の水溶性不飽和モノマー(Y1)、水不溶性不飽和モノマー(Y2)が挙げられる。
水溶性不飽和モノマー(Y1)としては、ノニオン性モノマー(Y1−1)、カチオン性モノマー(Y1−2)、モノマー(X)以外のアニオン性モノマー(Y1−3)が挙げられる。
(Y1−1)としては、
(Y1−1a);(メタ)アクリレート誘導体[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度3〜50)モノ(メタ)アクリレート、ポリグリセロール(重合度1〜10)モノ(メタ
)アクリレート、2−シアノエチル(メタ)アクリレートなど]、
(Y1−1b);(メタ)アクリルアミド誘導体[(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど]、
(Y1−1c);上記以外の窒素原子含有ビニルモノマー[アクリロニトリル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、ビニルイミダゾール、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルカルバゾールなど]など、およびこれらの混合物が挙げられる。
(Y1−2)としては、
(Y1−2a);窒素原子含有(メタ)アクリレート誘導体[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−モルホリノエチル(メタ)アクリレートなど]、
(Y1−2b);窒素原子含有(メタ)アクリルアミド誘導体[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドなど]、
(Y1−2c);アミノ基を有するビニル化合物[ビニルアミン、ビニルアニリン、(メタ)アリルアミン、p−アミノスチレンなど]、
(Y1−2d);アミンイミド基を有する化合物[1,1,1−トリメチルアミン(メタ
)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2’−フェニル−2’−ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミド、1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミドなど]、
(Y1−2e);上記以外の窒素原子含有ビニルモノマー[2−ビニルピリジン、3−ビニルピペリジン、ビニルピラジン、ビニルモルホリンなど]などとその塩(例えば、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、メチルクロライド塩、ジメチル硫酸塩およびベンジルクロライド塩など)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(Y1−3)としては、
(Y1−3a);不飽和スルホン酸〔炭素数2〜20の脂肪族不飽和スルホン酸(ビニルスルホン酸など)、炭素数6〜20の芳香族不飽和スルホン酸(スチレンスルホン酸など)、スルホン酸基含有(メタ)アクリレート[スルホアルキル(炭素数2〜20)(メタ)アクリレート[2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブタンスルホン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルオキシメチルベンゼンスルホン酸など]、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド[2−(メタ)アクリロイルアミノエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルアミノプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノブタンスルホン酸、4−(メタ)アクリロイルアミノブタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、p−(メタ)アクリロイルアミノメチルベンゼンスルホン酸など]
、アルキル(炭素数1〜20)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル[メチル(メタ)アリルスルホコハク酸エステルなど]など〕、
(Y1−3b);(メタ)アクリロイルポリオキシアルキレン(炭素数1〜6)硫酸エステル[(メタ)アクリロイルポリオキシエチレン(重合度2〜50)硫酸エステルなど]などとこれらの塩[アルカリ金属塩(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)、アルカリ土類金属塩(マグネシウム、カルシウムなど)、アンモニウム塩およびアミン(炭素数1〜20)塩など]、およびこれらの混合物が挙げられる。
水不溶性不飽和モノマー(Y2)としては、
(Y2−1); 炭素数4〜23の(メタ)アクリレート[炭素数1〜20の脂肪族および脂環式アルコールの(メタ)アクリレート、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、炭素数4〜20のエポキシ基含有(メタ)アクリレート{例えば、グリシジル(メタ)アクリレ
ートなど}など]、
(Y2−2); ポリプロピレングリコール(重合度2〜50)[モノアルキル(炭素数1〜20)、モノシクロアルキル(炭素数3〜12)もしくはモノフェニルエーテル]不
飽和カルボン酸モノエステル〔モノオールまたはジオールのプロピレンオキシド(以下POと略記)付加物、例えばモノオール(炭素数1〜20)PO付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−エトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−プロポキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−ブトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−シクロヘキシルポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ω−フェノキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなど]、ジオール(炭素数1〜20)PO付加物の(メタ)アクリル酸エステル[ω−ヒドロキシエチル(ポリ)オキシプロピレンモノ(メタ)アクリレートなど]など〕、
(Y2−3);炭素数2〜30の不飽和炭化水素モノマー[炭素数2〜30のオレフィン{例えば、エチレン、プロピレン、炭素数4〜30(好ましくは4〜12、さらに好ましくは4〜10)のα−オレフィン(例えば、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセンなど)など}、炭素数4〜30(好ましくは4〜18、さらに好ましくは4〜8)のジエン{例えば、ブタジエン、イソプレン、シクロペンタジエン、11−ドデカジエンなど}、炭素数8〜30のアリール基を有するオレフィン{例えば、スチレン、1−メチルスチレンなど}など]、
(Y2−4);不飽和アルコール[ビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール]の炭素数2〜20のカルボン酸エステル(例えば、酢酸ビニルなど)など、
(Y2−5);ハロゲン含有モノマー(例えば、塩化ビニル)など、およびこれらの混合物が挙げられる。
上記その他のモノマー(Y)の中で好ましいのは、前記(X)と共重合し易い点、(A)との親和性の観点から、(Y1−1)、(Y2−1)、(Y2−2)、(Y2−3)であり、さらに好ましくは(Y2−1)、(Y2−3)、特に好ましくは(Y2−3)、最も好ましくは(Y2−3)の内の炭素数2〜30のオレフィンである。
また、これらのモノマー(Y)は、任意に混合して(X)と共重合することができる。
上記(B2−1)中のモノマー(X)の割合(モル%)は、モノマー(X)、(Y)の全モル数に対して、通常10〜100、好ましくは20〜80、さらに好ましくは30〜70である。
(B2−1)の製造方法としては、公知のラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などが利用できる。例えば、上記モノマー(X)、必要によりその他のモノマー(Y)を用い、重合触媒、必要により重合溶媒(例えば、有機溶媒、水)および連鎖移動剤などを用いて重合することにより製造することができる。
重合触媒としては、公知のものが使用でき、ラジカル重合触媒としては、例えば、ジターシャルブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、デカノイルパーオキサイド、ドデカノイルパーオキサイド、過酸化水素−Fe2+塩およびアゾ化合物が挙げられる。
カチオン重合触媒としては、プロトン酸(例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸など)、ルイス酸(例えば、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズなど)などが挙げられ、アニオン重合触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキサイド、ブチルリチウム、ピリジン、Ziegler触媒およびZiegler−Natta触媒{例えば、(C253Al−TiCl4など}などが挙げられる。
(B2−2)としては、ポリオレフィン(a0)を変性してカルボキシル基および/またはカルボキシレート基を導入したものが挙げられ、カルボキシル基および/またはカルボキシレート基は(a0)に直接結合していても有機基を介して結合していてもよく、1次変性ポリオレフィン(aI)および高次変性(2次変性,3次変性など)ポリオレフィン(aII)が含まれる。
(a0)には炭素数2〜30(好ましくは2〜12、さらに好ましくは2〜10)のオレフィンまたはジエンの1種もしくは2種以上の混合物の(共)重合体によって得られるポリオレフィン(重合法)および高分子量ポリオレフィンの熱減成法によって得られる低分子量ポリオレフィン(熱減成法)が使用できる

炭素数2〜30のオレフィンまたはジエンとしては、前記例示したものが使用でき、これらのうち、エチレン、プロピレン、炭素数4〜12のα−オレフィン、ブタジエンおよびイソプレンが好ましく、さらに好ましくはエチレン、プロピレン、炭素数4〜8のα−オレフィンおよびブタジエン、特に好ましくはエチレン、プロピレンおよびブタジエンである。
高分子量ポリオレフィンとしては、炭素数2〜30(好ましくは2〜12,さらに好ましくは2〜10)のオレフィンの1種または2種以上の混合物の(共)重合体などが使用できる。炭素数2〜30のオレフィンは、上記と同じものが使用でき、これらのうち、エチレン、プロピレンおよび炭素数4〜12のα−オレフィンが好ましく、特に好ましくはプロピレンおよびエチレンである。
熱減成法によって得られる低分子量ポリオレフィンは、例えば、特開平3−62804号公報記載の方法などにより容易に得ることができる。重合法によって得られるポリオレフィンは公知の方法で製造でき、例えば、ラジカル重合触媒、金属酸化物触媒、Ziegler触媒およびZiegler−Natta触媒存在下で(共)重合反応させる方法などにより容易に得ることができる。ラジカル重合触媒としては、公知のものが使用でき、例えば、前記の物が挙げられる。金属酸化物触媒としては、シリカ−アルミナ担体に酸化クロムを付着させたものなどが挙げられる。Ziegler触媒およびZiegler−Natta触媒としては、前記の物などが挙げられる。
(a0)の数平均分子量(Mn)は、800〜20,000が好ましく、さらに好ましくは1,000〜10 ,000、とくに好ましくは1,200〜6,000である。M
nがこの範囲であると膠着防止性および油剤の粘度の観点からより好ましい。なお、(a0)、(aI)および(aII)のMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法により、下記の測定装置および測定条件で測定される。
測定装置(Waters製150C−V、カラム:PLgel MIXED−B、検出:
RI)
測定条件 溶媒:o−ジクロロベンゼン(以下DCBと略記)
インジェクション量:100μl、
温度:135℃、流速:1ml/分、
校正曲線:ポリスチレン
一次変性ポリオレフィン(aI)としては、以下の方法によって得られる物が挙げられる。
(1)(a0)を直接酸化して得られるもの。
(2)(a0)をヒドロホルミル化し、次いで酸化反応して得られるもの。
(3)(a0)をα,β−不飽和カルボン酸(無水物)[α,β−不飽和カルボン酸および/またはその無水物。以下同様の表現で記載する。]で変性したもの。
(4)(a0)をヒドロホウ素化し、次いで酸化し、更にα,β−不飽和カルボン酸(無水物)で変性したもの。
また、高次変性(二次変性,三次変性など)ポリオレフィン(aII)としては、例えば上記(1)〜(4)で得られた一次変性ポリオレフィンを、ラクタムもしくはアミノカルボン酸、および/または、ラクトンもしくはヒドロキシカルボン酸で更に変性したもの、並びにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(1)の直接酸化は、酸素および/またはオゾンによる酸化、例えば、J.Org.Chem.42巻、3749頁(1977)、米国特許第3,692,877号明細書に記載の方法で行うことができ、カルボキシル基が(a0)に直接結合している変性ポリオレフィンが得られる。
(2)の反応は、オキソ合成(コバルトカルボニル触媒の存在下に一酸化炭素および水素を反応させる)によりヒドロホルミル化し次いで酸化する方法、例えば、Tetrahedron Lett.1979年、399頁記載の方法で行うことができ、カルボキシ
ル基が(a0)に直接結合している変性ポリオレフィンが得られる。
(3)のα,β−不飽和カルボン酸(無水物)による変性は、(a0)の末端二重結合に、溶液法または溶融法の何れかの方法で、α,β−不飽和カルボン酸および/またはその無水物を熱的に付加(エン反応)させることにより行うことができる。(a0)にα,β−不飽和カルボン酸(無水物)を反応させる温度は通常170〜230℃である。(a0)の末端に付加したα,β−不飽和カルボン酸(無水物)は、1個でも2個以上グラフト重合していてもよい。
(4)の(a0)をヒドロホウ素化および酸化し更にα,β−不飽和カルボン酸(無水物)で変性する反応は、例えば、Macromolecules、32巻2525頁(1999年)記載の方法で行うことができる。(a0)の末端にエーテル酸素原子1個を介して結合したα,β−不飽和カルボン酸(無水物)は1個でも2個以上グラフト重合していてもよい
上記(3)および(4)の変性に用いられるα,β−不飽和カルボン酸(無水物)としては、前記のモノマー(X)と同様のものが使用でき、これらのうち好ましいものはフマル酸およびとくに(無水)マレイン酸である。
変性に使用する酸(無水物)の量(質量%)は、(a0)の質量に基づき通常0.5〜40、好ましくは1〜30である。 α,β−カルボン酸(無水物)の付加分子数は、末端二重結合1個あたり、通常1 〜10個、好ましくは1〜8個である。
上記の高次変性に用いるラクタムとしては、炭素数6〜12のラクタム、例えばカプロラクタム、エナントラクタム、ラウロラクタム、ウンデカノラクタム;アミノカルボン酸としては、炭素数2〜12のアミノカルボン酸、例えばグリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニンなどのアミノ酸、ω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノペラルゴン酸、ω−アミノカプリン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸;ラクトンとしては上記ラクタムに相当するラクトン(カプロラクトンなど);ヒドロキシカルボン酸としては、炭素数2〜12の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、例えばグリコール酸、乳酸、ω−オキシカプロン酸、ω−オキシエナント酸、ω−オキシカプリル酸、ω−オキシペラルゴン酸、ω−オキシカプリン酸、11−オキシウンデカン酸、12−オキシドデカン酸が挙げられる。
これらうち好ましいのは、炭素数6〜8のラクタムおよび炭素数8〜12のアミノカルボン酸、とくにカプロラクタムおよび12−アミノドデカン酸である。高次変性に用いるラクタムもしくはアミノカルボン酸および/またはラクトンもしくはヒドロキシカルボン酸の使用量(モル当量)は、一次変性ポリオレフィンのカルボキシル基のモル数に対して、好ましくは1〜10またはそれ以上、より好ましくは1(等モル)である。
(B2−2)の酸価(mgKOH/g)は、通常1〜500、好ましくは50〜400、特に好ましくは100〜350である。繊維との付着性の観点から、酸価がこの範囲であると好ましい。
上記(B2)の数平均分子量は、油剤の粘度の観点から、好ましくは800〜30,000、より好ましくは1,000〜15,000、特に好ましくは1,500〜7,000である。
前記カルボキシル基および/またはカルボキシレート基含有ポリマー(B2)は単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。また、(B)としては、(B1)と(B2)を併用して用いても良い。上記(B)としては、ステアリン酸のアルカリ土類金属塩が好ましく、ステアリン酸ムグネシウム塩がより好ましい。
(B)の体積平均粒子径(nm)は、特に限定されないが、ノズル給油方式での生産安定性、繊維処理用油剤の経日安定性の観点から、好ましくは1〜2,000、さらに好ましくは5〜300、特に好ましくは10〜100である。
体積平均粒子径は、動的光散乱法{界面活性剤評価・試験法(日本油化学会)、212頁(2002)}、またはX線小角散乱法等で測定するが、本発明おける体積平均粒子径は動的光散乱法で測定した値である。
本発明において界面活性剤(C)は膠着防止剤(B1)を除く界面活性剤であって、溶解度パラメーター(以下、SP値と略す)が、好ましくは7〜10.5、さらに好ましくは7.5〜10、特に好ましくは8〜9.5のものである。これらの範囲であると、ベースオイル(A)、および膠着防止剤(B)との相溶性が良くなり、繊維処理用油剤の経日安定性が向上する。
ここでSP値とは、下記に示したように凝集エネルギー密度と分子容の比の平方根で表される。
[SP値]=(△E/V)1/2
式中、△Eは凝集エネルギー密度を、Vは分子容を表す。その値は、ロバート エフ.フェドールス(Robert F.Fedors)らの計算によるもので、例えばポリマー エンジニアリング アンド サイエンス(Polymer engineering and science)第14巻、147〜154頁(1974)に記載されている。
(C)は、膠着防止剤(B1)を除くアニオン界面活性剤(C1)およびカチオン界面活性剤(C2)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上である。
アニオン界面活性剤(C1)としては、スルホン酸(塩)(C1−1)、カルボン酸(塩)(C1−2)、硫酸エステル(塩)(C1−3)、燐酸エステル(塩)(C1−4)が挙げられる。
スルホン酸(塩)(C1−1)としては、炭素数1〜24のアルコールのスルホコハク酸(モノ、ジ)エステル(塩)(C1−1A)、炭素数8〜24のα−オレフィンのスルホン酸化物(塩)(C1−2B)、炭素数8〜14のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸(塩)(C1−2C)、石油スルホネート(塩)(C1−2D)が挙げられる。尚、(C1−2A)、(C1−2B)を構成する疎水基は、天然物由来のものでも合成されたものでもどちらでもよい。これらのうち好ましいものは、一般式(1)で表される(C1−1A)である。
Figure 2006002330
式中、R1 、R2 は、それぞれ独立に炭素数1〜24のアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基を表す。Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表す。Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウムまたはアルカノールアミンを表す。m、nおよびm+nは、それぞれ独立に0または1〜10の整数を表す。
1 、R2の炭素数1〜24のアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく
、メチル基、エチル基、n−およびi−のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘキコシル基およびドコシル基ならびに2−エチルデシル基などが挙げられる。
1 、R2の炭素数2〜24のアルケニル基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、n−およびi−のプロペニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基およびノナデセニル基ならびに2−エチルデセニル基などが挙げられる。
1 、R2 のうち好ましいものは炭素数3〜24のアルキル基であり、さらに好ましいものは炭素数5〜18のアルキル基、特に好ましいものは炭素数8〜12のアルキル基である。これらは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Aとしてはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。このうち好ましいものはエチレン基、プロピレン基である。Aが複数の場合、これらは同一であってもよいし異なっていてもよく、ブロック状でもランダム状でもよい。m、nおよびm+nはそれぞれ好ましくは0または1〜6の整数、さらに好ましくは0または1〜3の整数である。
m及びnがこれらの範囲であると、ベースオイル(A)との相溶性が良い。
Mのアルカリ金属原子としてはカリウム、ナトリウムなどが挙げられ、アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−エチルヘキシルアミンなどが挙げられる。上記Mとして好ましいものはアルカリ金属原子である。上記(C1−1A)は、Mが2種以上の混合物であってもよい。
一般式(1)で表されるスルホコハク酸エステルアニオン界面活性剤(C1−1a)の具体例としては、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム、スルホコハク酸パルミチルステアリルカリウム、ポリオキシエチレンジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウムのエチレンオキサイド(以下EOと略記)6モル付加物(m=n=3)などが挙げられる。
カルボン酸(塩)(C1−2)としては下記一般式(2)で表されるエーテルカルボン酸アニオン界面活性剤が挙げられる。これらを構成する脂肪酸およびアルコールは天然物由来のものでも合成されたものでも、どちらでもよく、さらにはカルボキシル基または水酸基の結合位置は炭化水素基の末端でも側鎖でもどちらでもよい。
Figure 2006002330
式中、Rは炭素数1〜24のアルキル基、アリル基または炭素数2〜24のアルケニル基を表し;Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し;Mは水素原子、アルカリ金属原子、またはアミンを表し;pは0または1〜10の整数を表す。式中、R3の炭素数1〜24のアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基の具体例および好ましいものは、前記R1、R2と同様である。AおよびMは、一般式(1)におけるものと同様である。pは0または1〜10の整数であり、好ましくは1〜6である。
pがこれらの範囲であると、ベースオイルとの相溶性が良い。
一般式(2)で表されるエーテルカルボン酸アニオン界面活性剤(C1−2)の具体例としては、オクチルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩、デシルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩、ラウリルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩、イソジデシルアルコールとイソトリデシルアルコールのカルボキシメチル化ナトリウム塩およびトリデカノールカルボキシメチル化ナトリウム塩、オクチルアルコールEO3モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩、ラウリルアルコールEO4モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩、イソトリデシルアルコールEO3モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩、イソジデシルアルコールとイソトリデシルアルコールのEO3モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩、トリデカノールEO5モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩、およびラウリルアルコールカルボキシメチル化物、ラウリルアルコールEO2.5モル付加物カルボキシメチル化物などが挙げられる。
これらの好ましいものの具体例としては、オクチルエーテル酢酸ナトリウム、デシルエーテル酢酸ナトリウム、ラウリルエーテル酢酸ナトリウム、トリデシルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンオクチルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)などが挙げられる。
硫酸エステル(塩)(C1−3)としては、高級アルコール硫酸エステル(塩)[炭素数8〜18の脂肪族アルコールの硫酸エステル(塩)](C1−3a)、高級アルキルエーテル硫酸エステル(塩)[炭素数8〜18の脂肪族アルコールのEO1〜10モル付加物の硫酸エステル(塩)](C1−3b)、硫酸化油(天然の不飽和油脂または不飽和のロウをそのまま硫酸化して中和したもの)(C1−3c)、硫酸化脂肪酸エステル(不飽和脂肪酸の低級アルコールエステルを硫酸化して中和したもの)(C1−3d)および硫酸化オレフィン(炭素数12〜18のオレフィンを硫酸化して中和したもの)(C1−3e)が挙げられる。
(C1−3)の好ましいものの具体例としては、ロート油、硫酸化牛脂、硫酸化落花生油、硫酸化オレイン酸ブチル塩、硫酸化リシノレイン酸ブチル塩などが挙げられる。
燐酸エステル(塩)(C1−4)としては、炭素数8〜24の高級アルコールの燐酸(モノ、ジ)エステル(塩)(C1−4a)、炭素数8〜24の高級アルコールのAO付加物の燐酸(モノ、ジ)エステル(塩)(C1−4b)が挙げられる。なお、これらを構成する高級アルコールは天然物由来のものでも合成されたものでもどちらでもよい。
これらのうち、好ましいものは炭素数8〜18の高級アルコールのAO付加物の燐酸(モノ、ジ)エステル(塩)である。
(C1−4b)に使用されるAOとしては、EO、プロピレンオキサイド(以下POと略記する)およびブチレンオキサイドが挙げられる。これらのうち好ましいものはEOおよびPOである。また、高級アルコール1モルに対するAOの付加モル数としては、通常1〜50モルであり、好ましくは1〜20モルである。
(C1−4)の好ましいものの具体例としては、オクチルアルコールリン酸モノエステルカリウム塩、オクチルアルコールリン酸ジエステルジカリウム塩、ラウリルアルコールリン酸モノエステルモノカリウム塩、ラウリルアルコールリン酸ジエステルジカリウム塩
、イソステアリルアルコールのE05モル付加物のリン酸モノエステルカリウム塩、イソステアリルアルコールのE05モル付加物のリン酸ジエステルジカリウム塩などが挙げられる。
(C1)が塩の形をとる場合、通常ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩およびアルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなど)塩である。これらのうち好ましいものは、ナトリウム塩、カリウム塩、アルカノールアミン塩である。
カチオン界面活性剤(C2)として好ましいものは、一般式(3)で表される第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(C2−1)と一般式(4)で表されるアミン塩型カチオン界面活性剤(C2−2)などが挙げられる。
Figure 2006002330
Figure 2006002330
[式中、R4、R5、R6はそれぞれ独立に炭素数1〜24のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、アリル基、炭素数2〜24のアルケニル基、ポリオキシアルキレン基(アルキレン基の炭素数:2〜4)、および式R8−T−R9− で示される基(R8は炭素数1〜24の脂肪酸からCOOH基を除いた残基、R9は炭素数1〜4のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基、Tは−COO−または−CONH−を表す。)から選ばれる基、R7は炭素数1〜24のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基またはポリオキシアルキレン基(アルキレン基の炭素数:2〜4);R4とR5とR6はいずれか2つが結合してNとともに複素環又は脂環式化合物を形成していてもよい;Q- は無機酸アニオンまたは有機酸アニオン、QHは無機酸または有機酸を表す。]
4、R5、R6の炭素数1〜24のアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれでも
よく、メチル基、エチル基、n−およびi−のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘキコシル基およびドコシル基ならびに2−エチルデシル基など;炭素数2〜24のアルケニル基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、n−およびi−のプロペニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基およびノナデセニル基ならびに2−エチルデセニル基などが挙げられる。
4、R5、R6の炭素数1〜24のヒドロキシアルキル基としては、直鎖状、分岐状の
いずれでもよく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、n−またはi−のヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基およびヒドロキシオクタデシル基などが挙げられる。
4、R5、R6のポリオキシアルキレン基としては、ジエチレンオキサイド基、ジプロピレンオキサイド基、ジブチレンオキサイド基、トリエチレンオキサイド基、テトラプロピレンオキサイド基等が挙げられる。
これらのうちさらに好ましいものは、炭素数8〜24のアルキル基またはヒドロキシアルキル基、炭素数8〜24のアルケニル基である。
4とR5とR6とのいずれか2つが結合してNとともに複素環、脂環式化合物を形成し
ているものとしては、例えばイミダゾリン環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピペリジン環およびモルホリン環が挙げられる。
7の炭素数1〜24のアルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基またはポリ
オキシアルキレン基としては、R4、R5、R6で挙げたものと同様である。これらのうち
好ましいものは、炭素数1〜4のアルキル基およびヒドロキシアルキル基である。
残基R8を構成する炭素数1〜24の脂肪酸としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよ
く、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ベラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、2−エチルヘキサン酸などが挙げられる。これらのうちさらに好ましいものは、炭素数6〜24の脂肪酸であり、より好ましいものは炭素数6〜12の脂肪酸である。
9の炭素数1〜4のアルキレン基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、メチ
レン基、エチレン基、n−およびi−のプロピレン基、ブチレン基など;炭素数1〜4のヒドロキシアルキレン基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、ヒドロキシメチレン基、ヒドロキシエチレン基、n−およびi−のヒドロキシプロピレン基、ヒドロキシブチレン基などが挙げられる。
これらのうちさらに好ましいものは、炭素数1〜4のアルキレン基であり、より好ましいものは炭素数2または3のアルキレン基である。
一般式(3)において、アニオンQ-を形成する酸QH、及び、一般式(4)におけるQHとしては次のものが挙げられる

(q1)無機酸
ハロゲン化水素酸(塩酸、臭素酸、沃素酸など)、硝酸、炭酸、燐酸など;
(q2)有機酸
(q2−a)アルキル硫酸エステル
メチル硫酸、エチル硫酸などの炭素数1〜4のアルキル硫酸エステル;
(q2−b)アルキル燐酸エステル
ジメチル燐酸、ジエチル燐酸などの炭素数1〜8のモノおよび/またはジアルキル燐酸エステル;
(q2−c)炭素数1〜30の脂肪族モノカルボン酸
飽和モノカルボン酸(残基がRを構成する脂肪酸として挙げたものなど)、不飽和モ
ノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸など)、および脂肪族オキシカルボン酸(グリコール酸、乳酸、オキシ酪酸、オキシカプロン酸、リシノール酸、オキシステアリン酸、グルコン酸など);
(q2−d)炭素数7〜30の芳香族または複素環モノカルボン酸
芳香族モノカルボン酸(安息香酸、ナフトエ酸、ケイ皮酸など)、芳香族オキシカルボン酸(サリチル酸、p−オキシ安息香酸、マンデル酸など)、および複素環モノカルボン酸(ピロリドンカルボン酸など);
(q2−e)2〜4価のポリカルボン酸
炭素数2〜30の直鎖状または分岐状の脂肪族ポリカルボン酸[飽和ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸など)、炭素数4〜30の不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、フマール酸、イタコン酸など)];炭素数4〜20の脂肪族オキシポリカルボン酸(リンゴ酸、酒石酸、クエン酸など);炭素数8〜30の芳香族ポリカルボン酸[ジカルボン酸〔フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸およびビフェニルジカルボン酸(2,2’−、3,3’−および/または2,7−体)など〕、トリもしくはテトラカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)];硫黄を含有する炭素数4〜30のポリカルボン酸(チオジプロピオン酸など);
(q2−f)炭素数2〜30のアミノ酸
アスパラギン酸、グルタミン酸、システィン酸などのアミノ酸;
(q2−g)有機酸変性シリコーン
ジオルガノポリシロキサンのメチル基の一部が、−RCOOH基および/または−RSO3H基
で置換した有機酸。Rは炭素数2〜5のアルキレン基である。残りのメチル基は、フェニル基、炭素数2〜20のアルキル基または−(CH2)−Ph(Phはフェニル基、lは1〜4の整数を示す)基に置換されていてもよい。
(q2−h)脂肪族アルコール(炭素数8〜24)のカルボキシメチル化物
オクチルアルコールのカルボキシメチル化物、デシルアルコールのカルボキシメチル化物、ラウリルアルコールのカルボキシメチル化物、のカルボキシメチル化物およびトリデカノール(協和発酵製など)のカルボキシメチル化物など;
(q2−i)脂肪族アルコール(炭素数8〜24)のEOおよび/またはPO1〜20モル付加物のカルボキシメチル化物、オクチルアルコールEO3モル付加物のカルボキシメチル化物、ラウリルアルコールEO2.5モル付加物のカルボキシメチル化物、イソステアリルアルコールEO3モル付加物のカルボキシメチル化物、およびトリデカノールEO2モル付加物のカルボキシメチル化物など;
これらのうちでさらに好ましいものは、メチル硫酸、エチル硫酸、アジピン酸、グルコン酸、とくにイソステアリン酸、25℃における粘度が10〜8,000(さらに20〜5,000、とくに30〜1000)mm2 /sで、カルボキシ当量が300〜8,00
0(さらに400〜4,000、とくに500〜1,500)のカルボキシ変性シリコーン、およびラウリルアルコールEO1〜5モル付加物のカルボキシメチル化物である。特に好ましくはイソステアリン酸である。
第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤(C2−1)として好ましいものは、アルキル(炭素数1〜30)トリメチルアンモニウム塩(例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の無機酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムイソステアリン酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムカルボキシ変性シリコーン等の有機酸塩など)、ジアルキル(炭素数1〜30)ジメチルアンモニウム塩[例えば、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイドの無機酸塩;、ジデシルジメチルアンモニウムイソステアレート、ジ(ジデシルジメチルアンモニウム)アジペート、ジデシルジメチルアンモニウムカルボキシ変性シリコーン塩、ジデシルジメチルアンモニウムラウリルアルコールEO1〜5モル付加物のカルボキシメチル化物の塩等の有機酸など]、窒素環含有第4級アンモニウム塩(例えば、セチルピリジニウムクロライドなど)
、ポリ(付加モル数2〜15)オキシアルキレン(炭素数2〜4)鎖含有第4級アンモニウム塩[例えば、ポリ(付加モル数3)オキシエチレントリメチルアンモニウムクロライドなど]、アルキル(炭素数1〜30)アミドアルキル(炭素数1〜10)ジアルキル(炭素数1〜4)メチルアンモニウム塩(例えば、ステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなど)などが挙げられる。
これらのうちさらに好ましいのはアルキルトリメチルアンモニウムの有機酸塩、とくに好ましくはジアルキルジメチルアンモニウムの有機酸塩である。
アミン塩型カチオン界面活性剤(C2−2)として好ましいものは、3級アミンを無機酸(例えば、塩酸、硝酸、硫酸、ヨウ化水素酸など)または有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、蓚酸、乳酸、グルコン酸、アジピン酸、アルキル硫酸など)で中和して得られるものが使用できる。炭素数3〜90の脂肪族3級アミン(例えば、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、ジデシルメチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ラウラミドプロピルジメチルアミンなど)、炭素数3〜90の脂環式(含窒素ヘテロ環を含む)3級アミン(例えば、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルモルホリン、4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾール、4,4’
−ジピリジルなど)、炭素数3〜90のヒドロキシアルキル基含有3級アミン(例えば、トリエタノールアミンモノステアリン酸エステル、N−ステアラミドエチルジエタノールアミンなど)などの無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。
これらのうちさらに好ましいのは、脂肪族アミンの無機酸塩および有機酸塩である。
これら界面活性剤(C)のうち、好ましいのは(C1−1a)、(C1−2)、(C2−1)、(C2−2)であり、特に好ましいのは(C1−2)である。
これら(C)は単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
本発明の繊維処理用油剤において、(A)の含有量(質量%)は、膠着防止性および平滑性の観点から、(A)+(B)+(C)の合計質量に基づいて、好ましくは70〜99.6、さらに好ましくは75〜98、特に好ましくは80〜97.5である。
これらの範囲であると、平滑性が良好であり、11〜22デシテックス(dtx)などの細糸を紡糸する際でも糸切れなどの問題が生じる恐れがない。
(B)の含有量(質量%)は、(A)+(B)+(C)の合計質量に基づいて、好ましくは0.3〜10、さらに好ましくは0.5〜5.0、特に好ましくは1.0〜4.0である。これらの範囲であると、膠着防止性が良好であり、経日での繊維処理用油剤全体の粘度上昇が小さく、11〜22dtxなどの細糸を紡糸する際でも糸切れなどの問題が生じる恐れがない。
(C)の含有量(質量%)は、(A)+(B)+(C)の合計質量に基づいて、好ましくは0.1〜20、さらに好ましくは1〜18、特に好ましくは2〜15である。これらの範囲であると、ノズル給油方式での生産の際に、(B)がノズル中で詰ることなく、紡糸が安定的にでき、糸切れなどの問題が改善できより好ましい。
また(B)と(C)の配合質量比((B)/(C))は、繊維処理用油剤の経日安定性と膠着防止性の観点から、90/10〜1/99が好ましく、さらに好ましくは85/15〜5/95、特に好ましくは67/33〜10/90である。
これらの範囲であると、平滑性が良くなり、ノズル給油での生産が安定的にできる。
本発明の繊維処理用油剤の25℃における粘度は、通常1〜500mm2/sである。
好ましくは2〜100mm2/sであり、さらに好ましくは3〜50mm2/sである。
これらの範囲であると、平滑性が良く、かつ紡糸工程時の繊維処理用油剤の飛散が少なく、作業環境が悪化する恐れがない。
本発明の繊維処理用油剤の25℃における濁度は、特に限定されないが、ノズル給油方式での生産安定性、繊維処理用油剤の経日安定性の観点から、20mg/L以下が好ましく、より好ましくは15mg/L以下、特に好ましくは10mg/L以下である。濁度の下限は、測定限界の観点から好ましくは0.01mg/Lである。
濁度は、積分球式光電光度法(JIS K0101−1998、9.4.積分球濁度)で測定することができる。
本発明の繊維処理用油剤は、(A)、(B)、(C)以外に、必要により他の成分(D
)を含有していてもよい。(D)としては、例えば、(B)以外の膠着防止成分(D1)
、制電成分(D2)、柔軟成分(D3)、およびこれら以外の添加剤(D4)が挙げられる。また、後述する溶解助剤(E)を含有してもよい。
(D1)は本発明の繊維処理用油剤の性能を損なわない程度に追加配合してよく、追加させることで膠着防止効果を増大させることができる。
(D1)としては、例えば、常温で固体のシリコーン(D11)、ポリエーテル変性シリコーン(D12)、これら以外の膠着防止剤(D13)、およびこれら2種以上の併用が挙げられる。ここで常温で固体とは、25℃において固体であるという意味である。
常温(25℃)で固体のシリコーン(D11)としては、分子内に3官能性シロキサン単位、あるいは4官能性シロキサン単位を含有するポリオルガノシロキサン(シリコーンレジン)などが挙げられ、例えば、分岐度の高い三次元構造の固体ポリマー[例えば、2
官能性シロキサン単位(D単位)と3官能性シロキサン単位(T単位)を主構成成分として含むDTレジン、1官能性シロキサン単位(M単位)と4官能性シロキサン単位(Q単位)を主構成成分として含むMQレジン、T単位のみからなるポリオルガノシルセスキオンサンなど]が挙げられる。
好ましいものは、重量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる、Mwと略記する)が1,000〜100,000のメチルシリコーンレジン、およびMwが1,000〜100,000のアミノ変性オルガノポリシロキサンからなるレジンであり、さらに好ましくは、Mwが1,500〜30,000のメチルシリコーンレジンである。
ポリエーテル変性シリコーン(D12)としては、例えば、下記一般式(5)で示されるポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。
Figure 2006002330
式中、R10、R11、R12およびR13の少なくとも一つがポリオキシアルキレン鎖含有基である。残りはメチル基、炭素数2〜20のアルキル基、フェニル基または炭素数1〜5のアルコキシ基でもよい。
ポリオキシアルキレン基としては、一般式−A1−O−(A2−O)−R14で示される基であり、ここで、R14は水素原子または炭素数1〜30のアルキル基;A1は炭素数1
〜5のアルキレン基;A2は炭素数1〜4のアルキレン基であり、AとAは同一でもよいし異なっていてもよく、ブロック状でもランダム状でもよい。sは1〜100の整数を表す。a,bはそれぞれ1〜10,000の整数である。
(D1)の配合量(質量%)は、繊維処理用油剤の質量に基づいて、好ましくは4以下、さらに好ましくは2以下である。また、(B)100質量部に対して、200質量部以下が好ましく、100質量部以下がさらに好ましい。
制電成分(D2)としては、例えば、両性界面活性剤(D21)および非イオン界面活性剤(D22)が挙げられる。
(D21)としては、ベタイン型両性界面活性剤、アミノ酸型両性界面活性剤およびスルホン酸塩型両性界面活性剤などが使用できる。
(D21)のうち好ましいものとしては、例えば下記一般式(6)、(7)または(8)で示されるもの、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
Figure 2006002330
式中、R15 、R16 、R17 はそれぞれ独立に炭素数1〜30のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基、ポリオキシアルキレン基(アルキレン基の炭素数:2〜4)、および式R19−T−R20−で示される基(R19は炭素数1〜30の脂肪酸からCOOH基を除いた残基、R20は炭素数1〜4のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基、Tは−COO−または−CONH−を表す。)から選ばれる基を表し;R18は炭素数1〜4のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基を表し;XはCOOまたはSO3 を表す。
Figure 2006002330
Figure 2006002330
式中、R21は炭素数1〜30のアルキル基またはヒドロキシアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基を表し;R22は炭素数1〜4のアルキレン基またはヒドロキシアルキレン基を表し;R23は水素原子または式−R’COOL1/rで示される2価の基を表し;R’は水素原子、炭素数1〜30のアルキル基または炭素数2〜24のアルケニル基を表す。Lは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアミンカチオンであってLが複数の場合は同一でも異なっていてもよい;rはLの価数を表し、1または2である。
15 、R16 、R17 、R21およびR23の炭素数1〜30のアルキル基、および炭素数
2〜30のアルケニル基としては、前記R1、R2と同様であり、好ましいものも同様である。R15 、R16 、R17 およびR21の炭素数1〜30のヒドロキシアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、n−およびi−のヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基およびヒドロキシオクタデシル基などが挙げられる。
15 、R16 およびR17のポリオキシアルキレン基としては、式R24−(OA3)−で
示される基(R24は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基、A3は炭素数2〜4のア
ルキレン基、tは2〜15の整数)が挙げられる。炭素数2〜4のアルキレン基A3とし
ては、1,2−エチレン基、1,2−および1,3−プロピレン基、ならびに1,2−、2,3−、1,3−および1,4−ブチレン基などが挙げられる。炭素数1〜4のアルキル基R24は、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、メチル基、エチル基、n−およびi−のプロピル基、およびブチル基などが挙げられる。
19−T−R20− で示される基の、残基R19を構成する炭素数1〜30の脂肪酸とし
ては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ベラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、2−エチルヘキサン酸などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数6〜24の脂肪酸であり、より好ましいものは、炭素数8〜12の脂肪酸である。 R20の炭素数1〜4のアルキレン基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、メチレン基、エチレン基、n−およびi−のプロピレン基、ブチレン基など;炭素数1〜4のヒドロキシアルキレン基としては、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、ヒドロキシメチレン基、ヒドロキシエチレン基、n−またはi−のヒドロキシプロピレン基、ヒドロキシブチレン基などが挙げられる。これらのうち好ましいものは炭素数1〜4のアルキレン基である。
これらのうち好ましいものは、R15 およびR21は炭素数6〜24のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基、およびR19CONHR20−基である
。R16 、R17 は炭素数1〜24のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基であり、R’は水素原子、炭素数1〜30のアルキル基または炭素数2〜24のアルケニル基である。
18 およびR22の炭素数1〜4のアルキレン基、およびヒドロキシアルキレン基とし
ては、R20と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
のうち好ましいものはCOOである。
23は、水素原子または−R’−COOL1/r 基である。式(7)、(8)の界面活性剤として好ましいものは、R23が水素原子のものとR23が−R’−COOL1/r基のものとの混合物である。
Lのアルカリ金属としてはリチウム、カリウム、ナトリウムなど;アルカリ土類金属としてはカルシウム、マグネシウムなど;アミンカチオンとしてはモノ−、ジ−およびトリ−のエタノールアミンカチオン、2−エチルヘキシルアミンカチオンなどが挙げられる。Lのうち好ましいものは、水素原子およびアルカリ金属である。
一般式(6)で表されるベタイン型両性界面活性剤としては、例えば、アルキル(炭素数1〜30)ジメチルベタイン、アルキル(炭素数1〜30)アミドアルキル(炭素数1〜4)ジメチルベタイン、アルキル(炭素数1〜30)ジヒドロキシアルキル(炭素数1〜30)ベタイン、スルフォベタイン型両性界面活性剤が挙げられる。これらのうち好ましいものはアルキルジメチルベタイン、アルキルアミドアルキルジメチルベタインである。
一般式(7)で表されるアミノ酸型両性界面活性剤としては、例えば、アラニン型[アルキル(炭素数1〜30)アミノプロピオン酸型、アルキル(炭素数1〜30)イミノジプロピオン酸型など]両性界面活性剤、グリシン型[アルキル(炭素数1〜30)アミノ酢酸型など]両性界面活性剤が挙げられる。これらのうち好ましいのは、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤、アルキルイミノジプロピオン酸型両性界面活性剤である。
一般式(8)で表されるスルホン酸塩型両性界面活性剤(アミノスルホン酸型両性界面活性剤)としては、例えば、アルキル(炭素数1〜30)タウリン型両性界面活性剤などが挙げられる。
非イオン界面活性剤(D22)としては、例えば下記一般式(9)で示されるものが挙げられる。
Figure 2006002330
式中、R25は炭素数1〜24のアルキル基であり、具体例および好ましいものは、前記R1、R2のアルキル基と同様である。R26としては炭素数1〜5のアルキル基(メチル基
、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基)が挙げられる。R26のうち好ましいものは炭素数1〜3のアルキル基である。R25とR26は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。R27としては水素原子または炭素数1〜3のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基)が挙げられる。一般式(9)で表される非イオン界面活性剤(D22)は、R27が2種以上の混合物であってもよい。AOは一般式(1)におけるものと同様である。一般式(9)中の(AO)は、好ましくはEO単独付加、EOとPOとのブロック付加、特に好ましくはEO単独付加である。qは0または1〜10の整数であり、好ましくは1〜6である。
qがこれらの範囲であると、ベースオイルとの相溶性が良い。
一般式(9)で表される(D22)の具体例としては、炭素数3〜33のセカンダリーアルコールのEOおよび/またはPO付加物であるが、好ましい具体例としては、セカンダリーアルコール(炭素数13)EO3モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数13)EO5モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数13)EO7モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数13)EO9モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数15)EO3モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数15)EO5モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数11)EO5モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数18)EO5モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数24)EO5モル付加物、セカンダリーアルコール(炭素数18)EO3PO2モルブロック付加物、セカンダリーアルコール(炭素数24)EO5PO3モルブロック付加物などが挙げられる。
(D22)は、単独で用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
これらの制電成分を使用する場合には、(D2)の含有量(質量%)は、繊維処理用油剤の質量に基づいて、好ましくは0〜12、さらに好ましくは0.1〜10である。
柔軟成分(D3)としては、例えば、エポキシ変性シリコーン(D31)、アミノ変性シリコーン(D32)、およびカルボキシル変性シリコーン(D33)が挙げられる。
(D31)としては、前記一般式(5)中、R10、R11、R12、R13の少なくとも一つがエポキシ基含有基であるもの。残りはメチル基、炭素数2〜20のアルキル基、フェニル基または炭素数1〜5のアルコキシ基でもよい。a、bは1〜1,000の整数である。
エポキシ基含有基としては、下記一般式(10)で示されるもの(式中、R28は炭素数1〜4のアルキレン基である)、例えばグリシジル基が挙げられる。
Figure 2006002330
(D32)としては、前記一般式(5)中、R10、R11、R12、R13の少なくとも一つが−R29−NH(R30NH)H基含有基(R29は炭素数1〜5のアルキレン基、R30は炭素数1〜4のアルキレン基、nは0または1〜3の整数である)であるもの。残りはメチル基、炭素数2〜20のアルキル基、フェニル基または炭素数1〜5のアルコキシ基でもよい。また、a、bは1〜10,000の整数である。
(D33)としては、前記一般式(5)中、R10、R11、R12、R13の少なくとも一つが−R31-COOL1/r基含有基[R31は炭素数1〜5のアルキレン基、Lおよびrは前記一般式(7)におけるものと同じである]であるもの。残りはメチル基、炭素数2〜20のアルキル基、フェニル基または炭素数1〜5のアルコキシ基でもよい。a、bは1〜10,000の整数である。
(D31)〜(D33)中で、炭素数2〜20のアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、エチル基、n−およびi−のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基およびオクタデシル基ならびに2−エチルデシル基などが挙げられる。
炭素数1〜5のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−およびi−のプロポキシ基およびブトキシ基などが挙げられる。
炭素数1〜4のアルキレン基としては、R18で挙げたものが挙げられ、炭素数5のアルキレン基としては、1,2−、1,3−、1,4−、2,3−および2,4−ペンチレン基が挙げられる。
これらの柔軟成分を使用する場合には、(D3)の含有量(質量%)は、繊維処理用油剤の質量に基づいて、好ましくは0〜12、さらに好ましくは0.1〜10である。
上記以外の添加剤(D4)としては、通常繊維処理用油剤に使用される成分を使用でき、酸化防止剤(ヒンダードフェノール、ヒンダードアミンなど)、紫外線吸収剤などが挙げられる。これら添加剤を使用する場合、(D4)配合量(質量%)は、繊維処理用油剤の質量に基づいて、好ましくは0〜5、さらに好ましくは0〜2である。
本発明の繊維処理用油剤は、溶解助剤(E)に膠着防止剤(B)を溶解させた状態でベースオイル(A)、界面活性剤(C)等と混合して製造することもできる。
溶解助剤(E)としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコールなどの1価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールなどの2価アルコール;ヘキサン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの高極性溶媒;クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素などが挙げられ、これらは2種以上用いてもよい。
なお、ベースオイル(A)に炭化水素系潤滑油(A2)を用いる場合は、(E)を(A)の少なくとも一部とすることができる。(E)は、そのまま本発明の油剤中に含有させてもよいし、ストリッピングなどにより除去してもよい。
本発明の繊維処理用油剤の製造方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
(1)(B)を(A2)および(C)と一緒に温調、撹拌が可能な反応槽に入れ、加熱(50〜100℃)し、透明(濁度が20mg/L以下)になるまで撹拌する。その後、撹拌しながら必要により(A1)を入れ、室温(20〜40℃)まで冷却する方法。
(2)(A2)および(C)を温調、撹拌が可能な反応槽に入れ、加熱(40〜100℃)、撹拌しながら別途溶融(100〜250℃)または溶解助剤(E)に溶解させた(B)を反応槽内に滴下し、撹拌しながら必要により(A1)を入れ、室温(20〜40℃)まで冷却する方法。
これらのうちで、得られる本発明の繊維用油剤の経日安定性および膠着防止性の観点から、(1)の方法がより好ましい。
また(B)を前記の金属塩として用いる場合、予め金属塩を形成しているものを用いても良いし、上記方法の製造時または製造後に他の金属塩(例えば、前記金属酸化物、塩化物など)と反応させ金属塩を形成させても良い。
上記方法で得られた繊維処理用油剤をそのまま本発明の繊維処理用油剤とすることもできるが、必要により(D)や(E)などを(A1)投入時に併せて添加し、本発明の繊維処理用油剤としてもよい。
本発明の繊維処理用油剤の粘度は、均一付着、ローラ巻き付き防止のために、25℃で1〜500mm2/sが好ましい。
粘度は以下の方法で測定する。
[粘度の測定方法]
試料繊維処理用油剤を20gウベローデ粘度計に入れ、恒温水槽で25±0.5℃に試料油剤を温調する。30分後、ウベローデ法により粘度を測定する。
繊維処理用油剤の付与形態は、通常非含水の状態で使用することができるが、必要に応じて水乳化物として使用してもよい。
非含水の状態とは、そのまま(ストレート給油)、または希釈剤(有機溶媒、低粘度鉱物油など)で希釈して使用することができる。希釈比率は特に限定されないが、油剤の質量[非揮発分の合計質量]は、希釈後の希釈油剤の全重量に基づいて、通常1〜80質量%、好ましくは5〜70質量%である。
有機溶媒としては、例えば、前述した溶解助剤(E)と同じものが挙げられる。低粘度鉱物油としては、例えば、25℃における粘度が1mm2 /s未満の流動パラフィンや精製スピンドル油が挙げられる。
水乳化物の場合は、公知の方法で乳化することができるが、例えば、本油剤を必要に応じ乳化剤と混合し、水中に乳化することによって得ることができる。
乳化剤としては、(A)、(C)などの種類によっては特に加える必要はなく、例えば前述したアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤などが使用できる。
前記各成分に該当する以外の乳化剤を使用する場合の乳化剤の量(質量%)は、乳化剤配合後の繊維処理用油剤(非揮発分)の全質量に基づいて、好ましくは0〜50である。
乳化に用いる乳化機としては、攪拌機を備えた乳化槽やボールミル、ガウリンホモジナイザー、ホモディスパーおよびビーズミルなどを用いることができる。
エマルションの濃度は特に限定されないが、繊維処理用油剤の質量(質量%)は、乳化後のエマルションの全質量に基づいて、好ましくは0.01〜30、さらに好ましくは0.2〜20である。
本発明の弾性繊維の処理方法は、上記繊維処理用油剤を紡糸工程で、弾性繊維に対して
0.1〜12質量%付与し、必要により精錬することからなるものである。
本発明の繊維処理用油剤は弾性繊維の紡糸工程(例えば200〜1,200m/分)において、紡出後、糸が巻き取られるまでの任意の位置で、ノズルまたはローラー給油で糸に付与させることができる。給油する繊維処理用油剤の温度は通常10〜80℃、好ましくは15〜60℃である。
本発明の繊維処理用油剤は、通常弾性繊維に対して、非揮発分として、好ましくは0.1〜12(さらに好ましくは0.5〜10、特に好ましくは1〜8)質量%付与させる。
本発明の繊維処理用油剤で処理されてなる弾性繊維は、後加工工程(例えばエアースパンヤーン工程、カバーリング工程、エアーカバーリング工程、編み工程、整経工程、精錬工程、染色工程および仕上げ工程など)を経て最終製品に仕上げられる。
なお、弾性繊維は他の合成繊維、例えばナイロン繊維やポリエステル繊維と混紡して使用される。従って、本発明の繊維処理用油剤は、付与された後、他の合成繊維の紡糸油剤と一緒に洗浄され、除去されることが多い。精練工程では、水系精練または溶剤精練が行われる。
最終製品としては、衣料用[例えばパンティーストッキング、靴下、インナーファンデーション(ブラジャー、ガードル、ボディースーツなど)、アウターウェア(ジャケット、スラックスなど)、スポーツウェア(水着、レオタード、スキーズボンなど)]および産業資材用(例えば紙おむつ、ベルトなど)などに広く適用できる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、文中および表中の部は質量部(有効成分)を表す。
[製造例1]
Mnが2,500、密度が0.89である熱減成法で得られた低分子量ポリプロピレンの粉末71.2部をテトラヒドロフラン(THF)500mlに分散し、9−ボラビシクロノナンを6.5部加え、55℃で5時間加熱撹拌した。温度を45℃まで下げて、酸素30mlを液中に通し、無水マレイン酸を22.3部加えて16時間反応した。その後、2−プロパノール5L中に反応溶液を加え、固体をろ別して、酸変性ポリプロピレン[酸価は335.1、Mnは3,000、1分子当たりのカルボキシル基の個数は16.0]を得た。
実施例1〜4および比較例1〜3
表1記載の配合処方で各成分を配合して、本発明および比較例の繊維用油剤を調製した。
[実施例1]
ジステアリン酸マグネシウム1部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)2部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)4部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩2部、および流動パラフィン60部を70〜80℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン31部を加え、30℃に冷却、実施例1の繊維処理用油剤を調整した。
[実施例2]
ジステアリン酸マグネシウム2部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナ
トリウム(EO3モル付加物)3部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)6部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩3部、および流動パラフィン68部を70〜80℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン18部を加え、30℃に冷却、実施例2の繊維処理用油剤を調整した。
[実施例3]
ジステアリン酸マグネシウム4部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)3部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)8部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩4部、および流動パラフィン64部を80〜90℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン17部を加え、30℃に冷却、実施例3の繊維処理用油剤を調整した。
[実施例4]
α−オレフィン/無水マレイン酸共重合物{三菱化学(株)社製、「ダイヤカルナ30L」、Mn約3,000、酸価(mgKOH/g)120〜140}1.0部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)2部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)4部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩2部、および流動パラフィン60部を60〜70℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン31部を加え、30℃に冷却、実施例4の繊維処理用油剤を調整した。
[実施例5]
製造例1で製造した酸変性ポリプロピレン1.0部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)2部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)4部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩2部、および流動パラフィン60部を60〜70℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン31部を加え、30℃に冷却、実施例5の繊維処理用油剤を調整した。
[比較例1]
ポリエーテル変性シリコーン{信越化学(株)社製、「KF−351」}4部および流動パラフィン65部を60〜70℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン31部を加え、30℃に冷却、比較例1の繊維処理用油剤を調整した。
[比較例2]
ジステアリン酸マグネシウム1部、ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)0.2部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)0.4部、ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩0.2部、および流動パラフィン80.2部を70〜80℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン18部を加え、30℃に冷却、比較例2の繊維処理用油剤を調整した。
[比較例3]
ジステアリン酸マグネシウム2部および流動パラフィン93部を115〜120℃で1時間混合した。その後、ポリジメチルシロキサン5部を加え、30℃に冷却、比較例3の繊維処理用油剤を調整した。
ポリウレタン繊維の乾式紡糸法において、実施例1〜5、比較例1〜3の繊維処理用油剤をローラー給油で繊維処理用油剤付着量がフィラメント質量に対し6質量%になるよう付与させ、600m/分でチーズに巻き取り、40D(44.4dtx)のポリウレタン繊維を得た。
さらに、上記で得られたポリウレタン繊維の膠着性試験、繊維処理用油剤の経日安定性試験を行なった。性能評価結果を併せて表1に示す。なお、表中の水の接触角は、該繊維を40質量%となるようにDMFに溶解した後、前述の方法によりシート状物に成型し、これを用いて前述の方法により該繊維用油剤を塗布し測定した(繊維用油剤を塗布していないシート表面の水の接触角は50°であった。)。また、後述の方法でウベローデ粘度計にて測定した25℃における繊維処理用油剤の粘度、日本電色工業株式会社製のWater Analyzer−2000にて測定した25℃における繊維処理用油剤の濁度を表1に示す。
Figure 2006002330
実施例および比較例で得られた繊維処理用油剤の粘度の測定方法、濁度の測定方法、経日安定性試験、および得られた繊維処理用油剤を付与した糸の膠着性試験法は以下の通りである。
<粘度の測定方法>
試料繊維処理用油剤を20gウベローデ粘度計に入れ、恒温水槽で25℃に試料繊維処理用油剤を温調する。30分後、ウベローデ法により粘度を測定する。
<濁度の測定方法>
25℃に温調した繊維処理用油剤を長さ10mmのセルに入れて、日本電色工業株式会社製のWater Analyzer−2000を使って、積分球式光電光度法で測定した。
<繊維処理用油剤の経日安定性試験>
調整した繊維処理用油剤100gを、145mlガラス製ボトルに入れ、−5℃、25℃、50℃の恒温槽中に30日間静置した後、繊維処理用油剤の外観を肉眼で観察し、調整直後の繊維処理用油剤の外観と比較し、次の基準で判定した。
−判定基準−
○:変化無し。
△:層分離や沈降物の発生はないが、繊維処理用油剤調整直後よりカスミ度合いが強い。
×:層分離や沈降物が発生。
<膠着性試験>
紡糸工程で巻き取ったチーズを50℃で2週間エージングを行った繊維を用い、可変倍率(引き出し速度と巻き取り速度との比率の変更が可能)の引き出し巻き取り装置にかけ、50m/分の速度で糸を送り出した時、糸が膠着により巻き込まれずに巻き取ることのできる最低の速度を求め、次の基準で判定した。
−判定基準−
○:速度が 50〜65
×:速度が 66以上
なお、表1における各成分は以下の通りである。
ポリジメチルシロキサン:KF96−10CS{信越化学工業(株)社製:粘度10mm2/s(25℃)}
流動パラフィン:流パン60S{三光化学(株)社製:粘度15mm2/s(25℃)

界面活性剤−1:ポリオキシエチレンイソトリデシルエーテル酢酸ナトリウム(EO3モル付加物)
界面活性剤−2:ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)
界面活性剤−3:ジデシルジメチルアンモニウム・ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸(EO2.5モル付加物)塩
表1から明らかなように、本発明で規定した範囲の接触角を有する繊維処理用油剤(実施例1〜5)は、膠着防止性に非常に優れることがわかった。それに対し、比較例1〜3の中には膠着性を満たすものはない。また繊維処理用油剤の経日安定性にも優れていることがわかる。
本発明の繊維処理用油剤は繊維同士の膠着防止性が優れており、また経日安定性にも優れるため、弾性繊維生産時のノズル給油方式での紡糸工程でノズル詰りがなく安定的に操業できる、ローラー給油方式およびノズル給油方式のいずれの紡糸方法においても断糸などのトラブル発生を減らすことができるといった優れた特徴を有し、特に小デシテックス繊維の高速紡糸工程に好適である。

Claims (10)

  1. 高分子材料(a)からなる繊維に用いる繊維処理用油剤であって、該(a)のシート表面の25℃における水の接触角が60°以下であり、該繊維処理用油剤を該(a)のシート表面に塗布した後のシート表面の25℃における水の接触角が70°〜180°であることを特徴とする繊維処理用油剤。
  2. 前記繊維処理用油剤がシリコーンオイル(A1)および炭化水素系潤滑油(A2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のベースオイル(A)、膠着防止剤(B)、並びに界面活性剤(C)からなることを特徴とする請求項1記載の繊維処理用油剤。
  3. 前記(B)が分子内に少なくとも1つのカルボキシル基および/またはカルボキシレート基を有する化合物からなることを特徴とする請求項2記載の繊維処理用油剤。
  4. 前記繊維処理用油剤の25℃における濁度が20mg/L以下である1〜3のいずれか記載の繊維処理用油剤。
  5. 前記(B)がステアリン酸のアルカリ土類金属塩である請求項2〜4のいずれか記載の繊維処理用油剤。
  6. 前記(C)が下記一般式(2)で表されるエーテルカルボン酸アニオン界面活性剤である請求項2〜5のいずれか記載の繊維処理用油剤。
    −O−(AO)−CH2COOM (2)
    [式中、Rは炭素数1〜24のアルキル基、アリル基または炭素数2〜24のアルケニル基を表し;Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し;Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウムまたはアルカノールアミンを表し;pは0または1〜10の整数を表す]
  7. 前記(A)が前記(A1)および(A2)からなり、(A1)+(A2)の合計質量に基づいて、(A1)の含有量が5〜80質量%であり、(A)+(B)+(C)の合計質量に基づいて、前記(A)の含有量が70〜99.6質量%、前記(B)の含有量が0.3〜10質量%、前記(C)の含有量が0.1〜20質量%である請求項2〜6のいずれか記載の繊維処理用油剤。
  8. 前記繊維が弾性繊維である請求項1〜7のいずれか記載の繊維処理用油剤。
  9. 請求項8記載の繊維処理用油剤を、紡糸工程で弾性繊維に対して0.1〜12質量%付与し、必要により精練することからなる弾性繊維の処理方法。
  10. 請求項9記載の処理方法により処理されてなる弾性繊維。










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