JP2022072774A - 短繊維用処理剤、合成繊維、及び不織布の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
上記短繊維用処理剤について、前記成分(A)、前記成分(B)、及び前記成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、前記成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
上記短繊維用処理剤について、前記成分(D)の含有割合が、5~30質量%であることが好ましい。
上記合成繊維について、前記合成繊維が、ポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
工程1:請求項1~5のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤を、合成繊維に対し付着させる工程。
工程3:工程2で得られたウェブに熱融着処理を施して不織布を得る工程。
本発明に係る短繊維用処理剤(以下、単に処理剤ともいう。)を具体化した第1実施形態について説明する。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
処理剤が上記各成分を含有することにより、後述のように、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性が向上する。
上記1価アルコールの炭素数は、16~20であることがより好ましい。
上記成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよいし、不飽和脂肪酸であってもよい。また、直鎖脂肪酸であってもよいし、分岐鎖を有する脂肪酸であってもよい。
上記1価脂肪酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記アルキル基の具体例としては、例えば、オクタデシル基、ヘキサデシル基、ドコシル基等が挙げられる。
また、上記成分(B)における炭素数4~8のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル塩における炭素数4~8のアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよいし、分岐鎖を有するアルキル基であってもよい。
上記アルキル基は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アミン塩を構成するアミンは、1級アミン、2級アミン、及び3級アミンのいずれであってもよい。アミン塩を構成するアミンとしては、例えば、(1)メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N-N-ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、2-メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、(2)アニリン、N-メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、(3)モノエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、(4)N-メチルベンジルアミン等のアリールアミン、(5)ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、(6)アンモニア等が挙げられる。
上記成分(B)のアルキルリン酸エステル塩には、例えばモノエステル体の単独物、ジエステル体の単独物、モノエステル体とジエステル体との混合物が含まれる。また、ジエステル体には、同一のアルキル基を有するジエステル体(対称形のジエステル)と、異なるアルキル基を有するジエステル体(非対称形のジエステル)等が含まれる。
炭素数16~20の不飽和結合を有する脂肪酸であることにより、撥水性を低下させることなく溶液安定性をより向上させることができる。
上記成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、及びその塩の具体例としては、例えば、オレイン酸カリウム塩、オレイン酸、オクタデカン酸カリウム塩、オレイン酸ナトリウム塩、ドコサン酸カリウム塩、ドデカン酸カリウム塩、テトラデカン酸カリウム塩、ヘキサデカン酸カリウム塩等が挙げられる。
上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合は特に制限されないが、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
処理剤が、ポリオキシアルキレン誘導体を含有することにより、処理剤の溶液安定性がより向上する。
上記成分(D)の含有割合は、特に制限されないが、5~30質量%であることが好ましい。
上記成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合は特に制限されないが、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を60~80質量部、成分(B)を10~30質量部、成分(C)を1~10質量部、及び成分(D)を5~20質量部の割合で含有することが好ましい。
上記フッ素系化合物は、一般にフッ素系界面活性剤として撥水性の付与を目的として用いられる。
シリコーン化合物の具体例としては、例えば、ジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等が挙げられる。
本発明に係る合成繊維を具体化した第2実施形態について説明する。本実施形態の合成繊維は、第1実施形態の処理剤が付着している。合成繊維の具体例としては、(1)ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、(2)ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート・イソフタラート、ポリエーテルポリエステル等のポリエステル系繊維、(3)ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系繊維、(4)複合繊維のうち、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等のポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
合成繊維の長さは特に限定されないが、繊維長が約30mm~約70mmの短繊維であるステープルであることが好ましい。
本実施形態の合成繊維を用いて、以下の方法によって不織布は製造される。
工程2:前記工程1を経た合成繊維を、カード機に通過させてウェブを形成するウェブ形成工程。
以上の工程を経ることにより、不織布を製造することができる。不織布は、繊維同士を熱融着させていることから、サーマルボンド不織布と言い換えることができる。
(1)処理剤が上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)を含有することにより、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができるとともに、処理剤の溶液安定性が向上する。制電性を向上させることによって、不織布製造時のカード工程性を向上させることが可能になる。また、処理剤の溶液安定性が向上することによって、ステープル製造工程におけるスカムを抑制することが可能になる。
(3)処理剤におけるその他成分(E)の含有割合が1質量%以下であっても、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
・処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤、帯電防止剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤等の通常処理剤に用いられる成分を含有してもよい。
(実施例1)
表1に示される成分(A-1)を160g、成分(B1-1)の40%溶液を25g、成分(B2-2)の70%溶液を14.3g、成分(C-1)の20%溶液を20g、成分(D-1)を10g、成分(D-2)を6g秤量してビーカーに加えた。これらを約80℃の温度で撹拌して均一に混合した。さらに、ビーカーに20℃の水を加えながら撹拌して均一に混合し、合計1000gとした。その後、ホモジナイザーを用いて乳化を行い、短繊維用処理剤の20%水性液を調製した。
実施例2~30及び比較例1~6の各短繊維用処理剤は、表1に示される各成分を使用し、実施例1と同様の方法にて調製した。
成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールの種類と炭素数、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸の種類と炭素数について、表2の「1価アルコール」欄、「1価脂肪酸」欄にそれぞれ示す。
B1-1:オクタデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-2:ヘキサデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-3:オクタデシルリン酸エステルナトリウム塩
B1-4:オクタデシルリン酸エステルトリエタノールアミン塩
B1-5:ドコシルリン酸エステルカリウム塩
B2-1:ブチルリン酸エステルカリウム塩
B2-2:オクチルリン酸エステルカリウム塩
B2-3:2-エチルへキシルリン酸エステルカリウム塩
成分(B)における炭素数16~22のアルキル基と、炭素数4~8のアルキル基の種類と炭素数、及びアルキルリン酸エステル塩の種類について、表3の「アルキル基」欄、「塩」欄にそれぞれ示す。
C-1:オレイン酸カリウム塩
C-2:オレイン酸
C-3:オクタデカン酸カリウム塩
C-4:オレイン酸ナトリウム塩
C-5:ドコサン酸カリウム塩
C-6:ドデカン酸カリウム塩
成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、又はその塩の種類と炭素数について、表4の「脂肪酸及び塩」欄、「炭素数」欄にそれぞれ示す。
D-1:ポリオキシエチレン(5モル)オレイルエーテル
D-2:ポリオキシエチレン(10モル)硬化ひまし油エーテル
D-3:ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオクタデシルエステル
D-4:ポリオキシエチレン(7モル)オレイルエステル
D-5:ポリオキシエチレン(7モル)オクタデシルエーテル
(その他成分(E))
E-1:ジメチルシリコーン
試験区分2(合成繊維、及び不織布の製造)
試験区分1で調製した短繊維用処理剤を用いて、合成繊維、及び不織布を製造した。
実施例1~30、及び比較例1~6に記載の各処理剤について、不織布の評価項目として、撥水性を評価した。また、工程性の評価項目として制電性、溶液安定性を評価した。各試験の手順について以下に示す。また、試験結果を表1の「撥水性」欄、「制電性」欄、「溶液安定性」欄にそれぞれに示す。
撥水性の評価は、JIS L 1092 7.1.1 A法(低水圧法)による静水圧法に準拠して行った。ハイドロテスターとして、スイス・テクステスト社製(FX3000-III)を使用した。試験環境としては、温度20±2℃、湿度65±2%RHで行った。
・撥水性の評価基準
◎(良好):耐水圧が3.0cmw.c.以上の場合
〇(可):耐水圧が1.0cmw.c.以上3.0cmw.c.未満の場合
×(不良):耐水圧が1.0cmw.c.未満の場合
(制電性)
試験区分2で作製した合成繊維20gを、25℃で相対湿度40%の条件下で、ミニチュアローラーカード機に供してウェブを形成した。カード機出口のウェブに発生した静電気の電圧を測定して、下記の評価基準で評価した。
◎(良好):発生静電気の電圧が500V未満である場合
〇(可):発生静電気の電圧が500V以上1kV未満である場合
×(不良):発生静電気の電圧が1kV以上である場合
(溶液安定性)
試験区分1で作製した短繊維用処理剤の20%水性液を更に希釈して1%水性液を作製した。この1%水性液を密閉容器に入れ、5℃、20℃、50℃の各温度制御化の下で24時間静置した。24時間静置した後、溶液の状態を目視で観察して、以下の評価基準で評価した。
◎(良好):水性液に析出物や分離が見られない場合
〇(可):水性液に析出物や分離がごくわずかに見られた場合
×(不良):水性液に析出物や分離が見られた場合
表1の結果から、本発明によれば、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、短繊維用処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
上記短繊維用処理剤について、前記成分(A)、前記成分(B)、及び前記成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、前記成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
上記短繊維用処理剤について、前記成分(D)の含有割合が、5~30質量%であることが好ましい。
上記合成繊維について、前記合成繊維が、ポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
工程1:請求項1~5のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤を、合成繊維に対し付着させる工程。
工程3:工程2で得られたウェブに熱融着処理を施して不織布を得る工程。
本発明に係る短繊維用処理剤(以下、単に処理剤ともいう。)を具体化した第1実施形態について説明する。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
処理剤が上記各成分を含有し、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50質量部以上含有することにより、後述のように、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性が向上する。
上記1価アルコールの炭素数は、16~20であることがより好ましい。
上記成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよいし、不飽和脂肪酸であってもよい。また、直鎖脂肪酸であってもよいし、分岐鎖を有する脂肪酸であってもよい。
上記1価脂肪酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記アルキル基の具体例としては、例えば、オクタデシル基、ヘキサデシル基、ドコシル基等が挙げられる。
また、上記成分(B)における炭素数4~8のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル塩における炭素数4~8のアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよいし、分岐鎖を有するアルキル基であってもよい。
上記アルキル基は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アミン塩を構成するアミンは、1級アミン、2級アミン、及び3級アミンのいずれであってもよい。アミン塩を構成するアミンとしては、例えば、(1)メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N-N-ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、2-メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、(2)アニリン、N-メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、(3)モノエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、(4)N-メチルベンジルアミン等のアリールアミン、(5)ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、(6)アンモニア等が挙げられる。
上記成分(B)のアルキルリン酸エステル塩には、例えばモノエステル体の単独物、ジエステル体の単独物、モノエステル体とジエステル体との混合物が含まれる。また、ジエステル体には、同一のアルキル基を有するジエステル体(対称形のジエステル)と、異なるアルキル基を有するジエステル体(非対称形のジエステル)等が含まれる。
炭素数16~20の不飽和結合を有する脂肪酸であることにより、撥水性を低下させることなく溶液安定性をより向上させることができる。
上記成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、及びその塩の具体例としては、例えば、オレイン酸カリウム塩、オレイン酸、オクタデカン酸カリウム塩、オレイン酸ナトリウム塩、ドコサン酸カリウム塩、ドデカン酸カリウム塩、テトラデカン酸カリウム塩、ヘキサデカン酸カリウム塩等が挙げられる。
上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合は、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
処理剤が、ポリオキシアルキレン誘導体を含有することにより、処理剤の溶液安定性がより向上する。
上記成分(D)の含有割合は、特に制限されないが、5~30質量%であることが好ましい。
上記成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を60~80質量部、成分(B)を10~30質量部、成分(C)を1~10質量部、及び成分(D)を5~20質量部の割合で含有することが好ましい。
上記フッ素系化合物は、一般にフッ素系界面活性剤として撥水性の付与を目的として用いられる。
シリコーン化合物の具体例としては、例えば、ジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等が挙げられる。
本発明に係る合成繊維を具体化した第2実施形態について説明する。本実施形態の合成繊維は、第1実施形態の処理剤が付着している。合成繊維の具体例としては、(1)ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、(2)ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート・イソフタラート、ポリエーテルポリエステル等のポリエステル系繊維、(3)ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系繊維、(4)複合繊維のうち、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等のポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
合成繊維の長さは特に限定されないが、繊維長が約30mm~約70mmの短繊維であるステープルであることが好ましい。
本実施形態の合成繊維を用いて、以下の方法によって不織布は製造される。
工程2:前記工程1を経た合成繊維を、カード機に通過させてウェブを形成するウェブ形成工程。
以上の工程を経ることにより、不織布を製造することができる。不織布は、繊維同士を熱融着させていることから、サーマルボンド不織布と言い換えることができる。
(1)処理剤が上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)を含有し、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50質量部以上含有することにより、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができるとともに、処理剤の溶液安定性が向上する。制電性を向上させることによって、不織布製造時のカード工程性を向上させることが可能になる。また、処理剤の溶液安定性が向上することによって、ステープル製造工程におけるスカムを抑制することが可能になる。
(3)処理剤におけるその他成分(E)の含有割合が1質量%以下であっても、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
・処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤、帯電防止剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤等の通常処理剤に用いられる成分を含有してもよい。
(実施例1)
表1に示される成分(A-1)を160g、成分(B1-1)の40%溶液を25g、成分(B2-2)の70%溶液を14.3g、成分(C-1)の20%溶液を20g、成分(D-1)を10g、成分(D-2)を6g秤量してビーカーに加えた。これらを約80℃の温度で撹拌して均一に混合した。さらに、ビーカーに20℃の水を加えながら撹拌して均一に混合し、合計1000gとした。その後、ホモジナイザーを用いて乳化を行い、短繊維用処理剤の20%水性液を調製した。
実施例2~28、参考例1、2及び比較例1~6の各短繊維用処理剤は、表1に示される各成分を使用し、実施例1と同様の方法にて調製した。
成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールの種類と炭素数、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸の種類と炭素数について、表2の「1価アルコール」欄、「1価脂肪酸」欄にそれぞれ示す。
B1-1:オクタデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-2:ヘキサデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-3:オクタデシルリン酸エステルナトリウム塩
B1-4:オクタデシルリン酸エステルトリエタノールアミン塩
B1-5:ドコシルリン酸エステルカリウム塩
B2-1:ブチルリン酸エステルカリウム塩
B2-2:オクチルリン酸エステルカリウム塩
B2-3:2-エチルへキシルリン酸エステルカリウム塩
成分(B)における炭素数16~22のアルキル基と、炭素数4~8のアルキル基の種類と炭素数、及びアルキルリン酸エステル塩の種類について、表3の「アルキル基」欄、「塩」欄にそれぞれ示す。
C-1:オレイン酸カリウム塩
C-2:オレイン酸
C-3:オクタデカン酸カリウム塩
C-4:オレイン酸ナトリウム塩
C-5:ドコサン酸カリウム塩
C-6:ドデカン酸カリウム塩
成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、又はその塩の種類と炭素数について、表4の「脂肪酸及び塩」欄、「炭素数」欄にそれぞれ示す。
D-1:ポリオキシエチレン(5モル)オレイルエーテル
D-2:ポリオキシエチレン(10モル)硬化ひまし油エーテル
D-3:ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオクタデシルエステル
D-4:ポリオキシエチレン(7モル)オレイルエステル
D-5:ポリオキシエチレン(7モル)オクタデシルエーテル
(その他成分(E))
E-1:ジメチルシリコーン
試験区分2(合成繊維、及び不織布の製造)
試験区分1で調製した短繊維用処理剤を用いて、合成繊維、及び不織布を製造した。
実施例1~28、参考例1、2及び比較例1~6に記載の各処理剤について、不織布の評価項目として、撥水性を評価した。また、工程性の評価項目として制電性、溶液安定性を評価した。各試験の手順について以下に示す。また、試験結果を表1の「撥水性」欄、「制電性」欄、「溶液安定性」欄にそれぞれに示す。
撥水性の評価は、JIS L 1092 7.1.1 A法(低水圧法)による静水圧法に準拠して行った。ハイドロテスターとして、スイス・テクステスト社製(FX3000-III)を使用した。試験環境としては、温度20±2℃、湿度65±2%RHで行った。
・撥水性の評価基準
◎(良好):耐水圧が3.0cmw.c.以上の場合
〇(可):耐水圧が1.0cmw.c.以上3.0cmw.c.未満の場合
×(不良):耐水圧が1.0cmw.c.未満の場合
(制電性)
試験区分2で作製した合成繊維20gを、25℃で相対湿度40%の条件下で、ミニチュアローラーカード機に供してウェブを形成した。カード機出口のウェブに発生した静電気の電圧を測定して、下記の評価基準で評価した。
◎(良好):発生静電気の電圧が500V未満である場合
〇(可):発生静電気の電圧が500V以上1kV未満である場合
×(不良):発生静電気の電圧が1kV以上である場合
(溶液安定性)
試験区分1で作製した短繊維用処理剤の20%水性液を更に希釈して1%水性液を作製した。この1%水性液を密閉容器に入れ、5℃、20℃、50℃の各温度制御化の下で24時間静置した。24時間静置した後、溶液の状態を目視で観察して、以下の評価基準で評価した。
◎(良好):水性液に析出物や分離が見られない場合
〇(可):水性液に析出物や分離がごくわずかに見られた場合
×(不良):水性液に析出物や分離が見られた場合
表1の結果から、本発明によれば、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、短繊維用処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
(ただし、ポリオキシアルキレン基含有ヒドロキシ脂肪酸多価アルコールエステルとジカルボン酸(またはジカルボン酸誘導体)との縮合物および/またはその縮合物の少なくとも1つ以上の水酸基を脂肪酸で封鎖したエステルを前記短繊維用処理剤中に10質量%以上45質量%以下含有する態様を除く。)
上記短繊維用処理剤について、前記成分(A)、前記成分(B)、及び前記成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、前記成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
上記短繊維用処理剤について、前記成分(D)の含有割合が、5~30質量%であることが好ましい。
上記合成繊維について、前記合成繊維が、ポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
工程1:請求項1~5のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤を、合成繊維に対し付着させる工程。
工程3:工程2で得られたウェブに熱融着処理を施して不織布を得る工程。
本発明に係る短繊維用処理剤(以下、単に処理剤ともいう。)を具体化した第1実施形態について説明する。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
処理剤が上記各成分を含有し、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50質量部以上含有することにより、後述のように、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性が向上する。
上記1価アルコールの炭素数は、16~20であることがより好ましい。
上記成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよいし、不飽和脂肪酸であってもよい。また、直鎖脂肪酸であってもよいし、分岐鎖を有する脂肪酸であってもよい。
上記1価脂肪酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記アルキル基の具体例としては、例えば、オクタデシル基、ヘキサデシル基、ドコシル基等が挙げられる。
また、上記成分(B)における炭素数4~8のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル塩における炭素数4~8のアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよいし、分岐鎖を有するアルキル基であってもよい。
上記アルキル基は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アミン塩を構成するアミンは、1級アミン、2級アミン、及び3級アミンのいずれであってもよい。アミン塩を構成するアミンとしては、例えば、(1)メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N-N-ジイソプロピルエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、2-メチルブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルラウリルアミン等の脂肪族アミン、(2)アニリン、N-メチルベンジルアミン、ピリジン、モルホリン、ピペラジン、これらの誘導体等の芳香族アミン類又は複素環アミン、(3)モノエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、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、ジブチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルカノールアミン、(4)N-メチルベンジルアミン等のアリールアミン、(5)ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、(6)アンモニア等が挙げられる。
上記成分(B)のアルキルリン酸エステル塩には、例えばモノエステル体の単独物、ジエステル体の単独物、モノエステル体とジエステル体との混合物が含まれる。また、ジエステル体には、同一のアルキル基を有するジエステル体(対称形のジエステル)と、異なるアルキル基を有するジエステル体(非対称形のジエステル)等が含まれる。
炭素数16~20の不飽和結合を有する脂肪酸であることにより、撥水性を低下させることなく溶液安定性をより向上させることができる。
上記成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、及びその塩の具体例としては、例えば、オレイン酸カリウム塩、オレイン酸、オクタデカン酸カリウム塩、オレイン酸ナトリウム塩、ドコサン酸カリウム塩、ドデカン酸カリウム塩、テトラデカン酸カリウム塩、ヘキサデカン酸カリウム塩等が挙げられる。
上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合は、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有することが好ましい。
処理剤が、ポリオキシアルキレン誘導体を含有することにより、処理剤の溶液安定性がより向上する。
上記成分(D)の含有割合は、特に制限されないが、5~30質量%であることが好ましい。
上記成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を60~80質量部、成分(B)を10~30質量部、成分(C)を1~10質量部、及び成分(D)を5~20質量部の割合で含有することが好ましい。
上記フッ素系化合物は、一般にフッ素系界面活性剤として撥水性の付与を目的として用いられる。
シリコーン化合物の具体例としては、例えば、ジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等が挙げられる。
本発明に係る合成繊維を具体化した第2実施形態について説明する。本実施形態の合成繊維は、第1実施形態の処理剤が付着している。合成繊維の具体例としては、(1)ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、(2)ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート・イソフタラート、ポリエーテルポリエステル等のポリエステル系繊維、(3)ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系繊維、(4)複合繊維のうち、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリブテン繊維等のポリオレフィン系繊維、芯鞘構造の複合繊維であって芯、鞘部のいずれか又は両者がポリオレフィン系繊維である複合繊維、例えば鞘部がポリエチレン繊維であるポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維、若しくはサイドバイサイド構造を有するポリエチレン/ポリプロピレン複合繊維、ポリエチレン/ポリエステル複合繊維等のポリオレフィン系合成繊維であることが好ましい。
合成繊維の長さは特に限定されないが、繊維長が約30mm~約70mmの短繊維であるステープルであることが好ましい。
本実施形態の合成繊維を用いて、以下の方法によって不織布は製造される。
工程2:前記工程1を経た合成繊維を、カード機に通過させてウェブを形成するウェブ形成工程。
以上の工程を経ることにより、不織布を製造することができる。不織布は、繊維同士を熱融着させていることから、サーマルボンド不織布と言い換えることができる。
(1)処理剤が上記成分(A)、成分(B)、及び成分(C)を含有し、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、成分(A)を50質量部以上含有し、処理剤中に占める成分(A)の含有量の割合が40質量%を超えることにより、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができるとともに、処理剤の溶液安定性が向上する。制電性を向上させることによって、不織布製造時のカード工程性を向上させることが可能になる。また、処理剤の溶液安定性が向上することによって、ステープル製造工程におけるスカムを抑制することが可能になる。
(3)処理剤におけるその他成分(E)の含有割合が1質量%以下であっても、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
・処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤、帯電防止剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤等の通常処理剤に用いられる成分を含有してもよい。
(実施例1)
表1に示される成分(A-1)を160g、成分(B1-1)の40%溶液を25g、成分(B2-2)の70%溶液を14.3g、成分(C-1)の20%溶液を20g、成分(D-1)を10g、成分(D-2)を6g秤量してビーカーに加えた。これらを約80℃の温度で撹拌して均一に混合した。さらに、ビーカーに20℃の水を加えながら撹拌して均一に混合し、合計1000gとした。その後、ホモジナイザーを用いて乳化を行い、短繊維用処理剤の20%水性液を調製した。
実施例2~28、参考例1、2及び比較例1~6の各短繊維用処理剤は、表1に示される各成分を使用し、実施例1と同様の方法にて調製した。
成分(A)における炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールの種類と炭素数、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸の種類と炭素数について、表2の「1価アルコール」欄、「1価脂肪酸」欄にそれぞれ示す。
B1-1:オクタデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-2:ヘキサデシルリン酸エステルカリウム塩
B1-3:オクタデシルリン酸エステルナトリウム塩
B1-4:オクタデシルリン酸エステルトリエタノールアミン塩
B1-5:ドコシルリン酸エステルカリウム塩
B2-1:ブチルリン酸エステルカリウム塩
B2-2:オクチルリン酸エステルカリウム塩
B2-3:2-エチルへキシルリン酸エステルカリウム塩
成分(B)における炭素数16~22のアルキル基と、炭素数4~8のアルキル基の種類と炭素数、及びアルキルリン酸エステル塩の種類について、表3の「アルキル基」欄、「塩」欄にそれぞれ示す。
C-1:オレイン酸カリウム塩
C-2:オレイン酸
C-3:オクタデカン酸カリウム塩
C-4:オレイン酸ナトリウム塩
C-5:ドコサン酸カリウム塩
C-6:ドデカン酸カリウム塩
成分(C)における炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、又はその塩の種類と炭素数について、表4の「脂肪酸及び塩」欄、「炭素数」欄にそれぞれ示す。
D-1:ポリオキシエチレン(5モル)オレイルエーテル
D-2:ポリオキシエチレン(10モル)硬化ひまし油エーテル
D-3:ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノオクタデシルエステル
D-4:ポリオキシエチレン(7モル)オレイルエステル
D-5:ポリオキシエチレン(7モル)オクタデシルエーテル
(その他成分(E))
E-1:ジメチルシリコーン
試験区分2(合成繊維、及び不織布の製造)
試験区分1で調製した短繊維用処理剤を用いて、合成繊維、及び不織布を製造した。
実施例1~28、参考例1、2及び比較例1~6に記載の各処理剤について、不織布の評価項目として、撥水性を評価した。また、工程性の評価項目として制電性、溶液安定性を評価した。各試験の手順について以下に示す。また、試験結果を表1の「撥水性」欄、「制電性」欄、「溶液安定性」欄にそれぞれに示す。
撥水性の評価は、JIS L 1092 7.1.1 A法(低水圧法)による静水圧法に準拠して行った。ハイドロテスターとして、スイス・テクステスト社製(FX3000-III)を使用した。試験環境としては、温度20±2℃、湿度65±2%RHで行った。
・撥水性の評価基準
◎(良好):耐水圧が3.0cmw.c.以上の場合
〇(可):耐水圧が1.0cmw.c.以上3.0cmw.c.未満の場合
×(不良):耐水圧が1.0cmw.c.未満の場合
(制電性)
試験区分2で作製した合成繊維20gを、25℃で相対湿度40%の条件下で、ミニチュアローラーカード機に供してウェブを形成した。カード機出口のウェブに発生した静電気の電圧を測定して、下記の評価基準で評価した。
◎(良好):発生静電気の電圧が500V未満である場合
〇(可):発生静電気の電圧が500V以上1kV未満である場合
×(不良):発生静電気の電圧が1kV以上である場合
(溶液安定性)
試験区分1で作製した短繊維用処理剤の20%水性液を更に希釈して1%水性液を作製した。この1%水性液を密閉容器に入れ、5℃、20℃、50℃の各温度制御化の下で24時間静置した。24時間静置した後、溶液の状態を目視で観察して、以下の評価基準で評価した。
◎(良好):水性液に析出物や分離が見られない場合
〇(可):水性液に析出物や分離がごくわずかに見られた場合
×(不良):水性液に析出物や分離が見られた場合
表1の結果から、本発明によれば、合成繊維の撥水性、及び制電性を向上させることができる。また、短繊維用処理剤の溶液安定性を向上させることができる。
Claims (9)
- 下記の成分(A)、下記の成分(B)、及び下記の成分(C)を含有することを特徴とする短繊維用処理剤。
成分(A):炭素数12~22の炭化水素基を有する1価アルコールと、炭素数12~22の炭化水素基を有する1価脂肪酸とのエステル化合物。
成分(B):炭素数16~22のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル塩、及び炭素数4~8のアルキル基を有するアルキルリン酸エステル塩から選ばれる少なくとも一つ。
成分(C):炭素数12~22の炭化水素基を有する脂肪酸、及びその塩から選ばれる少なくとも一つ。 - 前記成分(A)、前記成分(B)、及び前記成分(C)の含有割合の合計を100質量部とすると、前記成分(A)を50~80質量部、前記成分(B)を10~40質量部、及び前記成分(C)を1~10質量部の割合で含有する請求項1に記載の短繊維用処理剤。
- 更に、成分(D)として、ポリオキシアルキレン誘導体を含有する請求項1又は2に記載の短繊維用処理剤。
- 前記成分(D)の含有割合が、5~30質量%である請求項3に記載の短繊維用処理剤。
- 前記成分(A)、前記成分(B)、前記成分(C)及び前記成分(D)の含有割合の合計を100質量部とすると、前記成分(A)を60~80質量部、前記成分(B)を10~30質量部、前記成分(C)を1~10質量部、及び前記成分(D)を5~20質量部の割合で含有する請求項3又は4に記載の短繊維用処理剤。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤が付着していることを特徴とする合成繊維。
- 前記合成繊維が、ポリオレフィン系合成繊維である請求項6に記載の合成繊維。
- 下記の工程1~3を経ることを特徴とする不織布の製造方法。
工程1:請求項1~5のいずれか一項に記載の短繊維用処理剤を、合成繊維に対し付着させる工程。
工程2:工程1で短繊維用処理剤を付着させた合成繊維を、カード機に通過させてウェ
ブを得る工程。
工程3:工程2で得られたウェブに熱融着処理を施して不織布を得る工程。 - 前記合成繊維が、ポリオレフィン系合成繊維である請求項8に記載の不織布の製造方法。
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