JP2022135964A - 繊維用透水性付与剤、繊維、不織布及び吸水性物品 - Google Patents

繊維用透水性付与剤、繊維、不織布及び吸水性物品 Download PDF

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正剛 関藤
Masatake Sekito
博行 千坂
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Abstract

【課題】繰り返し透水性と制電性とを両立できる透水性付与剤を提供する。【解決手段】一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)及び一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を含有する繊維用透水性付与剤であって、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づく、前記アルキルホスフェート塩(A)の含有量が8~80重量%、前記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の含有量が20~80重量%である繊維用透水性付与剤。【選択図】なし

Description

本発明は繊維用透水性付与剤、繊維、不織布及び吸水性物品に関する。
一般に、紙おむつや生理用品等の吸収性物品は、液透過性のトップシートと液不透過性のバックシートの間に、綿状パルプ、高吸収性高分子物質等からなる吸収体を配置した構成になっている。
吸収性物品のトップシートとしては、例えば短繊維等の繊維を用いて製造した不織布を用いることがある。当該不織布は、短繊維等の繊維を開繊機やカード機に通過させる工程を行って製造されるのが一般的であり、前記繊維としては、ポリエステルやポリプロピレンを材料とするものが用いられることが多い。そのため、前記繊維を未処理(処理剤等を付着させない状態)で、開繊機やカード機に通過させると、静電気が発生して、カード機に巻き付く等の問題が生じることがあった。
このような問題を考慮し、従来から、ポリエステルやポリプロピレン等を材料とする繊維には、繊維処理剤を付着させることが行われている。このような繊維処理剤としては、例えば、アルキルリン酸エステル塩を含む処理剤等が知られている(特許文献1を参照)。
特許第5796922号公報
特許文献1に記載されているアルキル基を有するリン酸エステル塩を含む繊維処理剤を用いることにより、繊維を開繊機やカード機を通過させる工程において静電気の発生を抑制し、制電性を高めることができる。しかしながら、前記繊維処理剤に含まれるアルキルリン酸エステル塩は水への溶解度が高いため、アルキルリン酸エステル塩を含む処理剤を付着させた繊維を用いて製造した不織布を吸収性物品のトップシートとして用いた場合、アルキルリン酸エステル塩の脱落が起こりやすくなり、繰り返し透水性(体液を繰り返し吸収させたときの透水性)が不充分であるという問題があった。
繰り返し透水性を良好なものとするためには、耐久親水性(所定の目的に使用される合成繊維に要求される親水性をどれだけ長く持続できるかを示す性能)の高い低HLBのノニオン界面活性剤を含む処理剤を用いることが考えられる。しかしながら、低HLBのノニオン界面活性剤を含む処理剤を用いると漏洩抵抗が高くなり制電性が充分ではなくなることがある。つまり、従来の処理剤では、繰り返し透水性と制電性との両立が難しく、改善が求められていた。
本発明の課題は、繰り返し透水性と制電性とを両立できる透水性付与剤を提供することにある。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち本発明は、下記一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)及び下記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を含有する繊維用透水性付与剤であって、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づく、前記ポリオキシアルキレン基含有アルキルホスフェート塩(A)の含有量が8~80重量%、前記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の含有量が20~80重量%である繊維用透水性付与剤;疎水性繊維に前記繊維用透水性付与剤が付着した繊維であって、下記一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)の重量Waと下記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の重量Wbとの比(Wa/Wb)が8/80~80/20である繊維;前記繊維を用いた不織布;前記不織布を用いた吸水性物品である。
Figure 2022135964000001
[一般式(1)中、Rは炭素数6~18のアルキル基であり、AOは炭素数2~4のアルキレンオキシ基であり、mは1~10の整数であり、rは1又は2の整数であり、rが1の場合Mはアルカリ金属原子であり、rが2の場合、2つのMのうち1つはアルカリ金属原子であり、もう1つのMが水素原子またはアルカリ金属原子である。]
-[(AO)-(CHCHO)-H] (2)
[一般式(2)中、AOとCHCHOとの付加モル数の比率(n/k)は0~0.5であり、Rは、多価活性水素化合物から全ての活性水素を除いた残基を表す。AOは、炭素数3又は4のアルキレンオキシ基を表す。kは、AOの付加モル数を表し、4~50の数である。nは、CHCHOの付加モル数を表し、0~25の数である。pは、価数を表し、3~6の整数である。]
本発明の繊維用透水性付与剤が付着した繊維を使用した不織布は、繰り返し透水性と制電性とを両立することができる。
[繊維用透水性付与剤]
本発明の繊維用透水性付与剤(以下、「透水性付与剤」ともいう)は、一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)及び一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を含有する。以下において、「一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)」を「アルキルホスフェート塩(A)」または「(A)成分」と呼ぶことがある。
アルキルホスフェート塩(A)は下記一般式(1)で表される化合物である。
Figure 2022135964000002
一般式(1)中、Rは炭素数6~18のアルキル基であり、AOは炭素数2~4のアルキレンオキシ基であり、mは1~10の整数であり、rは1又は2の整数であり、rが1の場合Mはアルカリ金属原子であり、rが2の場合、2つのMのうち1つはアルカリ金属原子であり、もう1つのMが水素原子またはアルカリ金属原子である。
一般式(1)におけるRは、好ましくは炭素数が8~18のアルキル基である。炭素数8~18のアルキル基としては、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、およびイソステアリル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は分布があっても良い。また、アルキル基は直鎖アルキル基であっても分岐を有するアルキル基であってもよい。
一般式(1)におけるAOは炭素数2~4のアルキレンオキシ基であり、具体的にはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、およびブチレンオキシ基が挙げられる。これらは一種のみでもよいし二種以上を組み合わせてもよい。これらのうち好ましいものはエチレンオキシ基である。
一般式(1)におけるMは、rが1の場合(Mが1つの場合)アルカリ金属原子であり、rが2の場合(Mが2つの場合)、2つのMのうち1つはアルカリ金属原子であり、もう1つのMが水素原子またはアルカリ金属原子である。アルカリ金属原子としてはナトリウム原子、カリウム原子及びリチウム原子等が挙げられる。これらのうち、Mとしてはカリウム原子およびナトリウム原子が好ましい。
一般式(1)におけるmはアルキレンオキサイドの付加モル数を意味し、好ましくはmが1~8であり、より好ましくはmが2~6である。
一般式(1)におけるrはアルキルホスフェート塩(A)が有するMの数を表し、1又は2の整数である。アルキルホスフェート塩(A)は、rが1であるアルキルホスフェート塩とrが2であるアルキルホスフェート塩との混合物であってもよい。
アルキルホスフェート塩(A)としては、具体的には、オクチルアルコールのエチレンオキサイド(以下、EOと略記する)2モル付加物リン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、オクチルアルコールのプロピレンオキサイド(以下、POと略記する)2モル付加物リン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、ドデシルアルコール(ラウリルアルコール)のEO3モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、トリデシルアルコールのEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、イソトリデシルアルコールのEO3モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、オクタデシルアルコール(ステアリルアルコール)のEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、イソオクタデシルアルコール(イソステアリルアルコール)のEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルナトリウム塩、イソオクタデシルアルコールのEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、ヤシ油アルコールEO3モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩、牛脂アルコールEO4モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルカリウム塩等等が挙げられる。
これらのうち、摩擦力の発生を抑制する観点から、オクチルアルコールのEO2モル付加物リン酸モノエステルカリウム塩、ラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸モノエステルナトリウム塩、ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸モノエステルカリウム塩、炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸モノエステルカリウム塩、牛脂アルコールEO4モル付加物のリン酸モノエステルカリウム塩及びイソステアリルアルコールのEO5モル付加物のリン酸(モノまたはジ)エステルナトリウム塩が好ましい。。
本発明の透水性付与剤において、アルキルホスフェート塩(A)の含有量は、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づき、8~80重量%である。アルキルホスフェート塩(A)の含有量が、8~80重量%であることにより、繰り返し透水性と制電性とを両立することができる。前記アルキルホスフェート塩(A)の含有量が8重量%未満であると制電性が不充分となり、当該含有量が80重量%を超えると繰り返し透水性が不充分となる。本発明における不揮発性成分とは、試料1gをガラス製シャーレ中で蓋をせず、130℃45分間循風乾燥機で加熱乾燥した後の残渣である。
前記アルキルホスフェート塩(A)の含有量は、制電性と繰り返し透水性との両立の観点から、好ましくは10~80重量%であり、より好ましくは12~80重量%である。
本発明の透水性付与剤は、下記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を含有する。以下において「一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)」を「多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)」または「(B)成分」と呼ぶことがある。
-[(AO)-(CHCHO)-H] (2)
[一般式(2)中、AOとCHCHOとの付加モル数の比率(n/k)は0~0.5であり、Rは、多価活性水素化合物から全ての活性水素を除いた残基を表す。AOは、炭素数3又は4のアルキレンオキシ基を表す。kは、AOの付加モル数を表し、4~50の数である。nは、CHCHOの付加モル数を表し、0~25の数である。pは、価数を表し、3~6の整数である。]
多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)における多価活性水素化合物としては価数が3~6の多価アルコール、糖類、多価カルボン酸及び多価アミン等が挙げられる。
価数が3~6の多価アルコールのうち、3価の多価アルコールとしては、グリセリン、1,2,3-ブタントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ペンタントリオール、1,2,4-ペンタントリオール、2-メチル-1,2,3-プロパントリオール、2-メチル-2,3,4-ブタントリオール、2-エチル-1,2,3-ブタントリオール、2,3,4-ペンタントリオール、3-メチルペンタン-1,3,5-トリオール、2,4-ジメチル-2,3,4-ペンタントリオール、2,3,4-ヘキサントリオール、4-プロピル-3,4,5-ヘプタントリオール、1,3,5-シクロヘキサントリオール、ペンタメチルグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ひまし油及び硬化ひまし油等が挙げられる。
4価の多価アルコールとして、1,2,3,4-ブタンテトラオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、リボース、アラビノース、キシロース及びリキソース等が挙げられる。
5価の多価アルコールとして、トリグリセリン、アラビトール、キシリトール、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、アロース、グロース、イドース、タロース及びクエルシトール等が挙げられる。
6価の多価アルコールとして、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ガラクチトール、マンニトール、アリトール、イジトール、タリトール及びイノシトール等が挙げられる。
価数が3~6の多価アルコールとしては、ひまし油及び硬化ひまし油以外の動植物油脂等も挙げられる。
多価アルコールとしては、透水性が優れるという観点から、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールが好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールが更に好ましい。
糖類としては、単糖類等が挙げられる。
価数が3~6の多価カルボン酸のうち、3価のカルボン酸としては、1,2,3-プロパントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸、トリマー酸(C18不飽和カルボン酸3量体)及びトリメリット酸等が挙げられる。
4価のカルボン酸としては、エチレンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸及びブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸等が挙げられる。
5価のカルボン酸としては、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸、ベンゼンペンタカルボン酸及び1,2,4,5,8-ナフタレンペンタカルボン酸等が挙げられる。
6価のカルボン酸としては、シクロヘキサンヘキサカルボン酸、ベンゼンヘキサカルボン酸及び1,2,3,4,5,7-ナフタレンヘキサカルボン酸等が挙げられる。
価数が3~6の多価アミンのうち、3価のアミンとしては、1,2,3-プロパントリアミン、ヘキサメチレントリアミン、1,3,5-ベンゼントリアミン及びメラミン等が挙げられる。
4価のアミンとしては、ブタン-1,1,4,4-テトラアミン、トリエチレンテトラミン及びピリミジン-2,4,5,6-テトラアミン等が挙げられる。
多価活性水素化合物は、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも2種の活性水素基を化合物中に含んでいてもよい。上記活性水素基を2種以上含む化合物として、クエン酸、グリセリン酸及びアミノ酸(アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、セリン、トレオニン、チロシン、アスパラギン酸及びグルタミン酸等)等が挙げられる。
多価活性水素化合物としては、価数が3~6の多価アルコールと脂肪酸とが部分エステルを形成したものであってもよい。
価数が3~6の多価アルコールとしては、上述した化合物等が挙げられる。
脂肪酸としては、炭素数8~24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等)、脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、ひまし油脂肪酸及び硬化ひまし油脂肪酸等)]等が挙げられる。
一般式(2)におけるRが、価数が3~6の多価アルコールと脂肪酸との部分エステルのアルキレンオキサイド付加物から全ての活性水素を除いた残基である場合、多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)のエステル化度は50%以下が好ましい。
エステル化度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定結果から自動積分法により求めたモノ、ジ及びトリエステル体のピーク面積(積分面積)をもとに下記数式(1)から算出できる。
Figure 2022135964000003
GPCの条件は以下のとおりである。
装置:HLC-8220GPC[東ソー(株)製]
GPCカラム
ガードカラム:TSKguardcolumn SuperH-L(4.6mmI.D.×15cm)
分離カラム:TSKgel SuperH2000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH3000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH4000(6mmI.D.×15cm)
検出器:RI検出器
流動媒体:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:0.25重量%
サンプル注入量:10μl
多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の多価活性水素化合物としては、透水性に優れるという観点から、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビトール、グルタミン酸、ひまし油及び硬化ひまし油からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールからなる群より選ばれる化合物であることがより好ましい。
一般式(2)におけるAOは、炭素数3~4のアルキレンオキシ基を表し、具体的には、プロピレンオキシ基(PO)又はブチレンオキシ基(以下、BOと略記)である。POとしては、直鎖プロピレンオキシ基でも分岐プロピレンオキシ基(1-メチルエチレンオキシ基、2-メチルエチレンオキシ基)でもよい。BOとしては、直鎖ブチレンオキシ基および分岐ブチレンオキシ基(1-メチルプロピレンオキシ基、2-メチルプロピレンオキシ基、3-メチルプロピレンオキシ基、1,2-ジメチルエチレンオキシ基、1,1’-ジメチルエチレンオキシ基、および2,2’-ジメチルエチレンオキシ基等が挙げられる。AOは、POであることが好ましい。なお、AOは、1種または2種以上の併用であってもよい。
一般式(2)におけるkは、Rに結合している基[(AO)-(CHCHO)-H]1個当たりのAOの付加モル数を表す。kは、取り扱い性の観点から、4~50の数であり、好ましくは8~40であり、より好ましくは12~30である。kは、整数であるとは限らず、小数の場合もある。
O中に2種以上のアルキレンオキシ基が含まれる場合、AO中のPO及びBOは、ブロック状またはランダム状に付加してもよい。「ブロック状」とは、Rに結合している基[(AO)-(CHCHO)-H]において、1種のアルキレンオキシ基が2個以上連続している態様をいう。
一般式(2)におけるCHCHOは、エチレンオキシ基(EO)を表す。
一般式(2)におけるnは、Rに結合している基[(AO)-(CHCHO)-H]1個当たりのCHCHOの付加モル数を表し、0~25の数である。透水性に優れるという観点から、nは好ましくは0~20の数であり、より好ましくは0~10であり、特に好ましくは0~8である。nは、整数であるとは限らず、小数の場合もある。
一般式(2)における、AOとCHCHOとは、ブロック状に付加していることが好ましい。
また、一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)においては、AO又はCHCHOのいずれかが末端に位置していてもよいが、透水性付与剤の親水性及び耐久性の観点から、CHCHOが末端に位置していることが好ましい。
一般式(2)において、AOとCHCHOとの付加モル数の比率(n/k)は0~0.5である。付加モル数の比率は、好ましくは0.02~0.3であり、より好ましくは0.04~0.2である。
なお、AOとCHCHOとの付加モル数の比率は、理論計算から算出される。
一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)のAOとCHCHOの付加モル数は、(B)をGPCで分析することにより求めることができる。
この場合の、GPCの測定条件は以下のとおりである。
装置:HLC-8220GPC[東ソー(株)製]
GPCカラム
ガードカラム:TSKguardcolumn SuperH-L(4.6mmI.D.×15cm)
分離カラム:TSKgel SuperH2000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH3000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH4000(6mmI.D.×15cm)
検出器:RI検出器
流動媒体:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:0.25重量%
サンプル注入量:10μl
また、一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)のAOとCHCHOの付加モル数は、(B)の原料のモル比及び、多価活性水素化合物の活性水素の数等から算出することができる。例えば、原料として、グリセリン(活性水素の数は3)、プロピレンオキサイド(PO)及びエチレンオキサイド(EO)を、モル比(グリセリン:PO:EO=1:90:20)で用いた場合、グリセリン(3価の活性水素化合物)から全ての活性水素を除いた残基に、[(PO)-(EO)-H]で表される基が3個結合した化合物が得られ(p=3)、当該化合物1分子中の、POの付加モル数の合計は90でEOの付加モル数の合計は20である。
この化合物の、[(PO)-(EO)-H]で表される基1個当たりの、PO付加モル数kは、(PO付加モル数の合計/p)により算出でき、EO付加モル数nは(EO付加モル数の合計/p)により算出できる。
本発明の透水性付与剤において、多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)としては、透水性に優れるという観点から、グリセリンのPO90モルEO20モルブロック付加物[一般式(2)中の、kが30、nが6.67、pが3の化合物]、グリセリンのPO85.3モルEO21.8モルブロック付加物[一般式(2)中の、kが28.4、nが7.3、pが3の化合物]、トリメチロールプロパンのPO67モルEO11モルブロック付加物[一般式(2)中の、kが22.3、nが3.67、pが3の化合物]、ペンタエリスリトールPO104モル付加物[一般式(2)中の、kが26、nが0、pが4の化合物]、ペンタエリスリトールのPO104モルEO19.2モルブロック付加物[一般式(2)中の、kが26、nが4.8、pが4の化合物]、ソルビトールのPO9モルBO0.84モルPO78モルブロック付加物[一般式(2)中の、kが22.84、nが0、pが6の化合物]等が好ましい。
多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の含有量は、繰り返し透水性と制電性の両立の観点から、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づいて、20~80重量%であり、好ましくは30~70重量%である。前記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の含有量が20重量%未満であると、繰り返し透水性が不充分となり、当該含有量が80重量%を超えると制電性が不充分となることがある。
多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)は、公知の方法等で製造でき、例えば、上記多価アルコールに、炭酸カリウム又は炭酸ナトリウム等を塩基性触媒として、アルキレンオキサイドを付加することにより製造できる。
本発明の透水性付与剤は、(A)成分および(B)成分以外の成分を含みうる。このような成分としては、(A)成分および(B)成分以外の界面活性剤(C)、炭素数2~10の多価アルコール(D)、および添加剤(E)などがあげられる以下において「界面活性剤(C)」を「(C)成分」ともいう。
(C)成分としては、アルキルホスフェート塩(A)を除くアニオン界面活性剤(C1)と、多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を除くノニオン界面活性剤(C2)と、炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両面界面活性剤(C3)とからなる群より選ばれる少なくとも1種の界面活性剤(C)であることが好ましい。
界面活性剤(C)を含むことにより透水性付与剤の乳化性を優れたものとしうる。以下において、「アルキルホスフェート塩(A)を除くアニオン界面活性剤(C1)」は、「アニオン界面活性剤(C1)」ともいう。「多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を除くノニオン界面活性剤(C2)」は「ノニオン界面活性剤(C2)」ともいう。「炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両面界面活性剤(C3)」は「両面界面活性剤(C3)」ともいう。
アニオン界面活性剤(C1)としては、スルホサクシネート塩、ジアルキルスルホサクシネート塩、アルキルスルホン酸塩等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし2種以上を用いてもよい。
ジアルキルスルホサクシネート塩としては、炭素数6~18のアルキル基を有するものが好ましい。アルキル基としては、直鎖、分岐のいずれでもよく、2個のアルキル基は同一であっても異なっていてもよい。アルキルスルホン酸塩としては、炭素数6~20のアルキル基を有するものが好ましい。アルキル基としては、直鎖、分岐のいずれでもよい。
ジアルキルスルホサクシネート塩の具体例としては、ジ-2エチルヘキシルスルホサクシネートナトリウム塩、ジドデシルスルホサクシネートナトリウム塩、及び1-オクチル2-ヘキサデシルスルホサクシネートカリウム塩等が挙げられる。
アニオン界面活性剤(C1)としては、初期透水性に優れるという観点からジアルキルスルホサクシネート塩が好ましく、ジ-2エチルヘキシルスルホサクシネートナトリウム塩がより好ましい。
ノニオン界面活性剤(C2)としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(C21)、多価アルコールとポリオキシアルキレン付加物と脂肪酸とのエステル(C22)、ポリオキシアルキレングリコールジエステル(C23)及び多価アルコールと脂肪酸とのエステル(C24)等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤(C2)は、単独でも二種以上を併用してもよい
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(C21)としては、1価アルコールにアルキレンオキサイドが付加したものが挙げられる。1価アルコールのアルキル基の炭素数は、好ましくは1~18であり、より好ましくは6~16である。
アルキル基の炭素数は分布があってもよく、2種類以上の1価アルコールのアルキレンオキサイド付加物が混合されていてもよい。アルキレンオキサイドとしては、EO、PO、及びこれらがブロック重合又はランダム重合したものが挙げられる。これらのうち好ましいのはEOである。また、アルキレンオキサイドの付加モル数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは2~15である。
多価アルコールとポリオキシアルキレン付加物と脂肪酸とのエステル(C22)としては、上記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)に該当しない化合物であって、例えば、多価アルコールと脂肪酸とのエステルのアルキレンオキサイド付加物(C22-1)、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と脂肪酸とのエステル(C22-2)が挙げられる。
多価アルコールと脂肪酸とのエステルのアルキレンオキサイド付加物(C22-1)を構成する多価アルコールの具体例としては、炭素数3~6の脂肪族多価(3~6価)アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びソルビタン等)が挙げられる。
多価アルコールと脂肪酸とのエステルのアルキレンオキサイド付加物(C22-1)を構成する脂肪酸の具体例としては、炭素数8~24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等)、及び脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、ひまし油脂肪酸及び硬化ひまし油脂肪酸等)]が挙げられる。
多価アルコールと脂肪酸とのエステルのアルキレンオキサイド付加物(C22-1)を構成するアルキレンオキサイドの具体例として、炭素数2~12のAO(EO、PO、BO)等が挙げられる。AOは、1種または2種以上の併用であってもよい。なお、2種以上のAOを併用する場合は、ブロック付加でもランダム付加でもよい。
(C22-1)の具体例としては、グリセリン牛脂脂肪酸エステルのEO15モル付加物、トリメチロールプロパントリオレイン酸エステルのEO20モル付加物、ペンタエリスリトールのテトラオレイン酸エステルのEO30モル付加物、ソルビタンモノオレイン酸エステルのEO20モル付加物、ソルビタンテトラオレイン酸エステルのEO20モル付加物、ひまし油のEO10モル付加物、ひまし油のEO25モル付加物、ひまし油のEO43モル付加物、及び硬化ひまし油のEO43モル付加物及びグリセリンとひまし油脂肪酸とのエステルのEO25モル付加物が挙げられる。これらのうち、ひまし油のEO10モル付加物及びひまし油のEO25モル付加物が好ましい。
多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物と脂肪酸とのエステル(C22-2)を構成する「多価アルコール」、「アルキレンオキサイド」及び「脂肪酸」としては、上記(C22-1)で説明したものと同様のものが挙げられる。
(C22-2)の具体例としては、ひまし油のEO付加物のステアリン酸エステル、硬化ひまし油のEO付加物のオレイン酸エステル、ひまし油EO付加物の牛脂脂肪酸エステル、硬化ひまし油のEO付加物とマレイン酸とステアリン酸とのポリエステル及び硬化ひまし油のEO付加物とセバシン酸とステアリン酸とのポリエステル等が挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールジエステル(C23)としては、ポリオキシアルキレングリコールと脂肪酸とのジエステル等が挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールと脂肪酸とのジエステルを構成するアルキレンオキサイドの具体例としては、炭素数2~12のAO(EO、PO及びBO)等が挙げられる。AOは、1種または2種以上の併用であってもよい。なお、2種以上のAOを併用する場合は、ブロック付加でもランダム付加でもよい。
ポリオキシアルキレングリコールと脂肪酸とのジエステルを構成する脂肪酸の具体例として、炭素数8~24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等)、脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸等)、動植物油[(ヤシ油、パーム油、パーム核油、オリーブ油、米糠油、米胚芽油、菜種油、ヒマワリ油、ひまし油、硬化ひまし油、牛脂、硬化牛脂及び豚脂等)]脂肪酸が挙げられる。
ポリオキシアルキレングリコールと脂肪酸とのジエステルとしては、ポリオキシエチレングリコールジオレートが好ましく、ポリオキシエチレングリコール9モル付加物のジオレートがより好ましい。
多価アルコールと脂肪酸とのエステル(C24)を構成する多価アルコールの具体例としては、炭素数3~6の脂肪族多価(3~6価)アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びソルビタン等)が挙げられる。
多価アルコールと脂肪酸とのエステル(C24)を構成する脂肪酸の具体例として、炭素数8~24の脂肪族カルボン酸[脂肪族飽和カルボン酸(カプリル酸、2-エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びイソステアリン酸等)、脂肪族不飽和カルボン酸(オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、米糠油脂肪酸、米胚芽油脂肪酸、菜種油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、ひまし油脂肪酸及び硬化ひまし油脂肪酸等)]が挙げられる。
多価アルコールと脂肪酸とのエステル(C24)の具体例としては、ヤシ油脂肪酸ソルビタンエステル、オレイン酸のソルビタンエステルなどが挙げられる。
炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両性界面活性剤(C3)において、炭素数6~24のアルキル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、イコシル基、ドコシル基及びテトラコシル基等が挙げられる。
また、炭素数6~24のアルケニル基としては、ヘキセニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基及びイコセニル基等が挙げられる。
「炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両性界面活性剤」とは炭素数6~24のアルキル基及び炭素数6~24のアルケニル基のうちの少なくとも一種の基を有するベタイン型両性界面活性剤を意味する。
炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両性界面活性剤(C3)としては、下記一般式(3)で表されるベタイン(C31)、下記一般式(4)で表されるベタイン(C32)及び下記一般式(5)で表されるベタイン(C33)等が挙げられる。
Figure 2022135964000004
一般式(3)において、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1~4のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基等)であり、Rは炭素数6~24のアルキル基又は前記の炭素数6~24のアルケニル基である。炭素数6~24のアルキル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、イコシル基、ドコシル基及びテトラコシル基等が挙げられる。炭素数6~24のアルケニル基としては、ヘキセニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基及びイコセニル基等が挙げられる。
一般式(3)において、Rは、炭素数1~10のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基及びデシレン基等)である。
一般式(3)で表されるベタイン(C31)としては、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。(C31)としては、市場から入手できるもの、例えば、レボン(登録商標)2000HG[三洋化成工業(株)製]等を用いてもよい。
Figure 2022135964000005
一般式(4)において、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~4のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基等)である。Rは、炭素数6~24のアルキル基又は炭素数6~24のアルケニル基である。炭素数6~24のアルキル基又は炭素数6~24のアルケニル基としては、一般式(3)におけるRの説明において例示したものと同様の基が挙げられる。
前記の一般式(4)で表されるベタイン(C32)としては、ラウリルアミノ酢酸ベタイン及びラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。(C32)としては、市場から入手できるもの、例えば、レボン(登録商標)LD36[三洋化成工業(株)製]等を用いてもよい。
Figure 2022135964000006
一般式(5)において、R10は、炭素数6~24のアルキル基又は炭素数6~24のアルケニル基である。炭素数6~24のアルキル基又は炭素数6~24のアルケニル基としては、一般式(3)におけるRの説明において例示したものと同様の基が挙げられる。
一般式(5)において、Za+はa(好ましくは1~2)価の対イオンであり、アルカリ金属カチオン(ナトリウムカチオン等)及びアルキル土類金属カチオン(カルシウムカチオン等)等が挙げられる。
前記の一般式(5)で表されるベタイン(C33)としては2-ラウリル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインナトリウム塩等が挙げられる。(C33)としては、市場から入手できるもの、例えば、レボン(登録商標)CIB[三洋化成工業(株)製]等を用いてもよい。
透水性付与剤中の界面活性剤(C)の含有量は透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づき、好ましくは0~72重量%であり、より好ましくは12~72重量%であり、さらに好ましくは12~65重量%である。
本発明の透水性付与剤は、炭素数2~10の多価アルコール(D)[以下「(D)成分」ともいう]を含有していてもよい。
(D)成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン及びソルビトール等が挙げられる。
本発明の透水性付与剤は、炭素数2~10の多価アルコール(D)を併用することで、透水性が向上する傾向がある。このため、炭素数2~10の多価アルコール(D)を併用する場合は、透水性付与剤の使用量が少ない場合であっても、優れた透水性を発揮できる傾向がある。
本発明の透水性付与剤が前記の多価アルコール(D)を含有する場合、多価アルコール(D)の重量割合は、透水性向上の観点から、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づいて、好ましくは5~50重量%である。
本発明の透水性付与剤は、必要に応じて上記の(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分以外の成分として添加剤(E)を含有してもよい。
添加剤(E)としては、溶剤(水及び有機溶剤等。好ましくは水)ワックス等の潤滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、防腐剤及び香料等が挙げられる。
本発明の透水性付与剤中の添加剤(E)の含有量は、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づいて、好ましくは5重量%以下であり、更に好ましくは0.1~1重量%である。
本発明の透水性付与剤が、(A)成分、(B)成分とともに(C)成分を含む場合、前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分との重量比[(A)/(B)/(C)]は、繰り返し透水性および制電性の両立の観点から、(A)、(B)及び(C)の合計重量を100とした場合、好ましくは[(8~68)/(20~80)/(12~72)]であり、より好ましくは[(9~60)/(25~70)/(15~66)]である。
本発明の透水性付与剤は、界面活性剤(A)、及び多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)と、必要により水、界面活性剤(C)、多価アルコール(D)及び添加剤(E)等の成分を配合し、常温又は必要により加熱(例えば30~70℃)して均一に混合することにより得ることができる。各成分の配合順序、配合方法は特に限定されない。
本発明の透水性付与剤は、繊維に使用されることが好ましい。本発明の透水性付与剤を繊維に付着させることで、繊維に透水性を付与することができる。
本発明の透水性付与剤が付着した繊維は、不織布製品に用いられることが好ましく、特に、紙おむつ等の吸収性物品のトップシートに用いられることが好ましい。
本発明の透水性付与剤は、一般的に、水系エマルションとして、疎水性繊維に付与される。
水系エマルションは、透水性付与剤に20~40℃の水を投入して希釈するか、20~40℃の水の中に透水性付与剤を加えて乳化し、作製するのが好ましい。
水系エマルションの濃度は、任意の濃度の選択が可能であるが、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量割合が、水系エマルションの重量に基づいて、好ましくは0.05~20重量%であり、更に好ましくは0.1~10重量%である。
[繊維]
本発明の繊維は、疎水性繊維に本発明の透水性付与剤が付着した繊維である。本発明の透水性付与剤を疎水性繊維に付着させることで、疎水性繊維に透水性を付与し、本発明の繊維とすることができる。
疎水性繊維に透水性付与剤を付着させる方法には特に制限はなく、紡糸、延伸などの任意の工程で、ディップ給油法、オイリングロール法、浸漬法、及び噴霧法などの一般的に用いられる方法を利用することができる。
透水性付与剤の付着量は、疎水性繊維の重量に基づいて、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量割合が0.15~2重量%となる量であることが好ましく、0.2~1.5重量%となる量であることが更に好ましく、0.25~1重量%となる量が特に好ましい。繰り返し透水性と制電性とを両立できるという観点から、本発明の繊維においては、上記一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)の重量Waと上記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の重量Wbとの比(Wa/Wb)が8/80~80/20であることが好ましく、10/70~80/30であることがより好ましい。一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)及び一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)は透水性付与剤で説明したものと同様の化合物であり、本発明の透水性付与剤由来のものであることが好ましいが、これに限定されない。
繊維は、アルキルホスフェート塩(A)及び多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)以外の他の成分を含みうる。当該他の成分としては透水性付与剤に含まれるアルキルホスフェート塩(A)及び多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)以外の不揮発性の成分[例えば(C)成分]等が挙げられる。
本発明の繊維の素材に用いられる疎水性繊維とは、温度25℃、相対湿度65%で吸水率が1重量%以下である繊維を意味する。
疎水性繊維としては特に限定されず、一般的に用いられる疎水性の合成繊維を用いることができ、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等からなる繊維が挙げられる。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、及びエチレン・プロピレン・1-ブテン共重合体等が挙げられる。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート、及びポリエーテルポリエステル等が挙げられる。
ポリアミドとしては、6,6-ナイロン、及び6-ナイロン等が挙げられる。
これらの中でも、ポリオレフィン及びポリエステルは、おむつ用吸水素材として好ましく用いられる。
本発明の透水性付与剤が付着した繊維を用いた繊維形態は、布状の形状のものが好ましく、織物、編物、及び不織布等が挙げられる。また、混綿、混紡、混繊、交編、及び交織などの方法で混合した繊維を布状として使用してもよい。これらの中では、特に不織布が好ましい。
[不織布]
本発明の透水性付与剤が付着した繊維は、不織布として適用しうる。本発明の不織布は、本発明の繊維を用いたものである。
本発明の透水性付与剤が付着した繊維を不織布に適用する場合、本発明の透水性付与剤を処理した短繊維を、乾式又は湿式法で繊維積層体とした後、加熱ロールで圧着したり、空気加熱で融着したり、高圧水流で繊維を交絡させ不織布としてもよいし、スパンボンド法、メルトブローン法、及びフラッシュ紡糸法等によって得られた不織布に、本発明の透水性付与剤を付着させてもよい。
[吸収性物品]
本発明の繊維、及びそれを用いた不織布は、吸水性物品のトップシート、特に紙おむつ等の衛生材料のトップシートとして好適に用いられる。本発明の吸水性物品は本発明の不織布を用いたものである。
本発明の繊維およびそれを用いた不織布は、セカンドシート、吸水体及び吸収パッド等に利用することもできる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下において部は重量部を表す。
<製造例1:オクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-1)の製造>
攪拌機、温度計を備えた反応容器に、オクチルアルコールEO2モル付加物578重量部及び無水リン酸150重量部を仕込み、60℃で反応させた後、水酸化カリウム309重量部を投入し、オクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を得た。得られたオクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、オクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-1)を40重量%含有する溶液を得た。オクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩は一般式(1)において、Rがオクチル基、AOがEO、mが2、rが1、Mがカリウム原子の化合物である。
<製造例2:ラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-2)の製造>
攪拌機、温度計を備えた反応容器に、ラウリルアルコールEO3モル付加物1109重量部及び無水リン酸165重量部を仕込み、60℃で反応させた後、水酸化カリウム359重量部を投入し、ラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を得た。得られたラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、ラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-2)を70重量%含有する溶液を得た。ラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩は一般式(1)において、Rがドデシル基、AOがEO、mが3、rが1、Mがカリウム原子の化合物である。
<製造例3:炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-3)の製造>
攪拌機、温度計を備えた反応容器に、炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物781重量部及び無水リン酸85重量部を仕込み、60℃で反応させた後、水酸化カリウム165重量部を投入し、炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を得た。得られた炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-3)を90重量%含有する溶液を得た。炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩は一般式(1)において、Rが炭素数12~15のアルキル基、AOがEO、mが5、rが1、Mがカリウム原子の化合物である。
<製造例4:ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-4)の製造>
攪拌機、温度計を備えた反応容器に、ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物740重量部及び無水リン酸60重量部を仕込み、60℃で反応させた後、水酸化カリウム115重量部を投入し、ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を得た。得られたラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-4)を80重量%含有する溶液を得た。ラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩は一般式(1)において、Rがドデシル基、AOがPOおよびEO、mが8、rが1、Mがカリウム原子の化合物である。
<製造例5:牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-5)の製造>
攪拌機、温度計を備えた反応容器に、牛脂アルコールのEO4モル付加物1350重量部及び無水リン酸270重量部を仕込み、60℃で反応させた後、水酸化カリウム396重量部を投入し、牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を得た。得られた牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩(A-5)を73重量%含有する溶液を得た。牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩は一般式(1)において、Rが炭素数12~18のアルキル基、AOがEO、mが4、rが1、Mがカリウム原子の化合物である。
<製造例6:イソステアリルアルコールEO5モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩(A-6)の製造>
製造例1において、オクチルアルコールEO2モル付加物578重量部に代えて、イソステアリルアルコールEO5モルを1590重量部用い、水酸化カリウム309重量部に代えて、水酸化ナトリウムを400重量部用いたこと以外は製造例1と同様にして、イソステアリルアルコールEO5モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩を得た。得られたイソステアリルアルコールのリン酸エステルカリウム塩に水を加えて、イソステアリルアルコールEO5モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩(A-6)を90重量%含有する溶液を得た。イソステアリルアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩は一般式(1)において、Rが炭素数18のアルキル基、AOがEO、mが4、rが1、Mがナトリウム原子の化合物である。
<製造例7~12で得られたアルキレンオキサイド付加物((B)成分)のGPCによる分析方法>
製造例7~12で得られたアルキレンオキサイド付加物を以下の条件により分析した。
(GPCの条件)
装置:HLC-8220GPC[東ソー(株)製]
GPCカラム
ガードカラム:TSKguardcolumn SuperH-L(4.6mmI.D.×15cm)
分離カラム:TSKgel SuperH2000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH3000(6mmI.D.×15cm)+TSKgel SuperH4000(6mmI.D.×15cm)
検出器:RI検出器
流動媒体:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
カラム温度:40℃
サンプル濃度:0.25重量%
サンプル注入量:10μl
<製造例7:グリセリンのPO90モルEO20モルブロック付加物(B-1)>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、グリセリン[分子量92.1、商品名:精製グリセリン(阪本薬品工業製)]9.21重量部、水酸化カリウム0.8重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらプロピレンオキサイド523重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。次いで、エチレンオキサイド88重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに0.5時間、圧力が下がりきるまでに0.5時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し、550重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPC法により分析したところ、グリセリンのPO90モルEO20モルブロック付加物(B-1)[一般式(2)において、AOがPO、kが30、nが6.67、pが3の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例8:グリセリンのPO85.3モルEO21.8モルブロック付加物(B-2)>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、グリセリン[分子量92.1、商品名:精製グリセリン(阪本薬品工業製)]9.21重量部、水酸化カリウム0.8重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらプロピレンオキサイド496重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。次いで、エチレンオキサイド96重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに0.5時間、圧力が下がりきるまでに0.5時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し、560重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPCにより分析したところ、グリセリンのPO85.3モルEO21.8モルブロック付加物(B-2)[一般式(2)中の、AOがPO、kが28.4、nが7.3、pが3の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例9:トリメチロールプロパンのPO67モルEO11モルブロック付加物(B-3)の製造>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、トリメチロールプロパン(I)[分子量134、商品名トリメチロールプロパン(バイエルケミカル製)]13.4重量部、水酸化カリウム0.8重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらプロピレンオキサイド389重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。次いで、エチレンオキサイド48.4重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに0.5時間、圧力が下がりきるまでに0.5時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し、400重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPCにより分析したところ、トリメチロールプロパンのPO67モルEO11モルブロック付加物(B-3)[一般式(2)中の、AOがPO、kが22.3、nが3.67、pが3の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例10:ペンタエリスリトールのPO104モル付加物(B-4)の製造>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、ペンタエリスリトール(I)[分子量136、商品名ペンタリット(広栄化学工業製)]14重量部、水酸化カリウム0.8重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらプロピレンオキサイド604重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し、550重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPCにより分析したところ、ペンタエリスリトールのPO104モル付加物(B-4)[一般式(2)中の、AOがPO、kが26、nが0、pが4の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例11:ペンタエリスリトールのPO104モルEO19.2モルブロック付加物(B-5)の製造>
製造例10で得られたアルキレンオキサイド付加物550重量部を130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらエチレンオキサイド75.2重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに0.5時間、圧力が下がりきるまでに0.5時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し、600重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPCにより分析したところ、ペンタエリスリトールのPO104モルEO19.2モルブロック付加物(B-5)[一般式(2)中の、AOがPO、kが26、nが4.8、pが4の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例12:ソルビトールのPO9モルBO0.84モルPO78モルブロック付加物(B-6)の製造>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、ソルビトール[分子量182.2、商品名ソルビットD-70(三菱商事フードテック製)]26重量部を仕込み、120±10℃にて脱水した後、50℃以下になるまで冷却した。水酸化カリウム1重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらプロピレンオキサイド52.3重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。次いで、1,2-ブチレンオキサイド6.1重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに0.5時間、圧力が下がりきるまでに1時間を要した。さらにプロピレンオキサイド453.2重量部を逐次滴下した。滴下を終了するまでに1.5時間、圧力が下がりきるまでに2時間を要した。その後、キョーワード600(協和化学製)10重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却し取り出し500重量部のアルキレンオキサイド付加物が得られた。得られたアルキレンオキサイド付加物をGPCにより分析したところ、ソルビトールのPO9BO0.84PO78モルブロック付加物(B-6)[一般式(2)中の、kが22.84、nが0、pが6の化合物]が含まれていることが確認された。
<製造例13:ヒマシ油EO10モル付加物(C-1)の製造>
攪拌機、温度計、圧力計、耐圧滴下ロート、減圧及び窒素導入ラインの付いた1Lオートクレーブ中に、ヒマシ油459重量部、水酸化カリウム0.1重量部を加え攪拌を開始し、窒素封入し90℃に昇温した後、0.005MPaまで減圧し、1時間攪拌した。次いで130±10℃に昇温し、4~6.5kPaに保ちながらエチレンオキサイド216重量部を逐次滴下した。その後、キョーワード600(協和化学製)20重量部を仕込み、95℃で1時間吸着処理した後、ろ過処理してアルカリ金属の除去を行った。60℃に冷却した後、取り出してヒマシ油EO10モル付加物(C-1)を得た。
<製造例14:ヒマシ油EO25モル付加物(C-2)の製造>
製造例13において、エチレンオキサイド216重量部を541重量部に代えたこと以外は製造例11と同様にして、ヒマシ油EO25モル付加物(C-2)を得た。
<実施例1~11及び比較例1~5>
表1及び表2に記載した各成分を、各成分(純分)の量が表1及び表2に記載の量となるように配合した混合物を(40℃で30分間)撹拌することにより、実施例1~9および比較例1~5の透水性付与剤を得た。
尚、実施例1~11及び比較例1~5で用いる各成分に対応する原料は、以下の通りである。表1及び表2に記載の各成分の配合量(重量部)は、純分の量(不揮発性成分の量)である。
(A-1):製造例1で得たオクチルアルコールのEO2モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を40重量%含有する溶液
(A-2):製造例2で得たラウリルアルコールのEO3モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を70重量%含有する溶液
(A-3):製造例3で得た炭素数12~15のアルコールのEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を90重量%含有する溶液(表1及び表2においてはC12~C15アルコールEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩と記載した。)
(A-4):製造例4で得たラウリルアルコールのPO3モルEO5モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を80重量%含有する溶液
(A-5):製造例5で得た牛脂アルコールのEO4モル付加物のリン酸エステルカリウム塩を73重量%含有する溶液
(A-6):製造例6で得たイソステアリルアルコールリン酸エステルカリウム塩を90重量%含有する溶液
(B-1):製造例7で得たアルキレンオキサイド付加物(グリセリンのPO90モルEO20モルブロック付加物)
(B-2):製造例8で得たアルキレンオキサイド付加物(グリセリンのPO85.3モルEO21.8モルブロック付加物)
(B-3):製造例9で得たアルキレンオキサイド付加物(トリメチロールプロパンのPO67モルEO11モルブロック付加物)
(B-4):製造例10で得たアルキレンオキサイド付加物(ペンタエリスリトールのPO104モル付加物)
(B-5):製造例11で得たアルキレンオキサイド付加物(ペンタエリスリトールのPO104モルEO19.2モルブロック付加物)
(B-6):製造例12で得たアルキレンオキサイド付加物(ソルビトールのPO9モルBO0.84モルPO78モルブロック付加物)
(C-1):製造例13で得たヒマシ油EO10モル付加物
(C-2):製造例14で得たヒマシ油EO25モル付加物
(C-3):ヤシ油脂肪酸ソルビタンエステル[品名:イオネット S-20、三洋化成工業(株)製]
(C-4):オレイン酸ソルビタンエステル[品名:イオネット S-80、三洋化成工業(株)製]
(C-5):ポリオキシエチレングリコール9モル付加物ジオレート[品名:イオネット DO-400、三洋化成工業(株)製]
(C-6):ジ-2-エチルヘキシルスルホサクシネートナトリウム塩を70重量%含有する溶液[品名:サンモリン OT-70、三洋化成工業(株)製]
(C-7):一般式(3)で表されるベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン)を31重量%含有する溶液[品名:レボン2000HG、三洋化成工業(株)製]
(C-8):ラウリルアミノ酢酸ベタインを36重量%含有する溶液[品名:レボンLD
-36、三洋化成工業(株)製]
(C-9):一般式(5)で表されるベタイン(2-ラウリル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインナトリウム塩)を34重量%含有する溶液[品名:レボンCIB、三洋化成工業(株)製]
(D-1):グリセリン[阪本薬品工業(株)製]
<表面抵抗の測定(制電性の評価)>
[処理綿の作製]
実施例1~11および比較例1~5の透水性付与剤を用い、以下の手順により処理綿を作製した。
ローメルトポリエステル系合成繊維綿(低融点のポリエチレンテレフタレート製の合成繊維綿、単糸維度が4.0Dtex、繊維長が51mm)に、各例の透水性付与剤を塗布することにより付着させ、処理綿(ポリエステル系合成繊維の処理綿)を得た。各例の透水性付与剤の付着量は表1または表2に記載の量となるようにした。
[表面抵抗値の測定]
ポリエステル系合成繊維の処理綿20gを小型開繊機およびカード機に通してウェブを作製した。得られたウェブを25℃で40%RHの恒温室内で24時間調湿した後、東亜電波社製の超絶縁計を用いて電気抵抗(Ω)を測定した。充分な制電性が発現するという観点から表面抵抗は1.0×1010Ω未満であることが好ましい。当該表面抵抗値が1.0×1010Ω未満であり、かつ、後述のカード通過性の評価結果(排出量の割合)が60%以上であれば、制電性が優れる。
<カード通過性の評価)>
[ポリエステル系合成繊維の処理綿の作製]
ローメルトポリエステル系合成繊維綿(低融点のポリエチレンテレフタレート製の合成繊維綿、単糸維度が4.0Dtex、繊維長が51mm)に、各例の透水性付与剤を塗布することにより付着させ、処理綿(ポリエステル系合成繊維の処理綿)を得た。各例の透水性付与剤の付着量は表1及び表2に記載の量となるようにした。
[カード通過性の評価]
上記ポリエステル系合成繊維処理綿20gを、25℃で40%RHの恒温室内で24時間調湿した後、フラットカードに投入した。投入量に対する排出量の割合を算出した。結果を表1及び表2に示す。
投入量に対する排出量の割合が大きいほうがカード通過性に優れる。カード通過性が優れていると、カード機通過に起因する静電気の発生を抑制でき、その結果、制電性を高めることができる。カード通過性に優れるという観点から、投入量に対する排出量の割合は60%以上であることが好ましい。
<ウェブ透水性の評価>
制電性評価試験において作製したウェブ(ポリエステル系合成繊維処理綿を用いたウェブ)を用いて以下の方法により沈降時間を測定した。結果を表1および表2に示す。
(1)1回目の沈降時間の測定
1000mLのガラスビーカーに800mLのイオン交換水を加え、25℃で40%RHの恒温室内で24時間調湿した。表面抵抗値測定試験で作製したウェブ5gをSUS製の編み寵(重さ3±0.1g、底辺の直径50mm、高さ80mmの円筒状の編み籠)に入れ、液面より25mmの高さから水平に落とし籠が完全に液面に沈んだ時間を測定した。籠が液面に沈んでからすぐにピンセットで水中から取り出して手でウェブを絞り、水を取り除き、2回目の沈降時間測定に供した。沈降時間が短いほど透水性が優れている。ウェブを編み籠に入れ液面に落とした時点から60秒以上経過しても沈降しない場合は、沈
降しないものと判断し、表には×と記載した。
(2)2回目~3回目の沈降時間の測定
(i)2回目の沈降時間の測定
1回目の沈降時間測定後のウェブ(籠が液面に沈んだ後水中から取り出して手で絞ったウェブ)を吸水紙の上に置き25℃で40%RHの恒温室内で48時間乾燥させた。ウェブを再びSUS製編み寵の中に均一に詰め、1回目の沈降時間測定と同様にして沈降時間を測定した。籠が液面に沈んでからすぐにピンセットで水中から取り出して手でウェブを絞り、水を取り除き、3回目の沈降時間測定に供した。
(ii)3回目の沈降時間の測定
2回目の沈降時間測定後のウェブを用いて上記(i)と同じ操作を行い、3回目の沈降時間を測定した。
回数を重ねても沈降時間が短い方が、繰り返し透水性に優れる。
<実施例10~18、比較例6~10:不織布の製造及び評価>
[不織布の製造]
実施例1~11および比較例1~5の透水性付与剤について、それぞれ25℃の温水で不揮発性成分が1.0重量%となるように希釈することにより、透水性付与剤の希釈液を得た。
次に、繊維本体300gに対し、透水性付与剤希釈液150gをディップ給油法で付着させ、繊維に付着する透水性付与剤の不揮発性成分の付着量を、表1及び表2に記載の値にした。
繊維本体は、繊維処理剤等の繊維処理剤が付着していない、ポリエステル(芯)-ポリエチレン(鞘)系複合繊維であり、単繊維繊度が2.2Dtex、繊維長が51mmのものであった。それぞれの透水性付与剤希釈液を付着させた繊維を、80℃の温風乾燥機の中に1時間入れた後、室温で4時間以上放置して乾燥させて、透水性付与剤が付着した繊維を得た。
得られた繊維をローラーカードに通し、目付け20g/m2のカードウェブを作製した。得られたカードウェブを140℃で10秒の熱風処理を行い、エアスルー不織布を得た。
得られた不織布(実施例12~2218、比較例6~10)について、以下の方法により透水性及び繰り返し透水性(耐久透水性)の評価試験を行った。結果を表1および表2に示す。
[透水性及び繰り返し透水性(耐久透水性)の評価]
実施例12~22及び比較例6~10で製造した各不織布から、10cm×10cmの大きさの方形状の不織布を切り出し、透水性試験に供した。
(1)1回目の透水性試験
温度25℃、湿度65%RHの条件下、各例の不織布を濾紙(東洋濾紙製、No.5)
の上に重ね、不織布表面から10mmの高さに設置したビューレットより1滴(約0.05mL)の生理食塩水を滴下して、不織布表面から水滴が消失するまでの時間を測定した。不織布表面の10か所にマーキングペンで点を付し、当該点で測定を行って5秒未満に生理食塩水が消失する個数を計数した。消失時間5秒未満となる箇所の個数が多い方が、透水性に優れる。
(2)2回目~5回目の透水性試験(繰り返し透水性の評価)
(i)2回目の透水性試験
1回目の透水性試験を行った後の不織布を市販の紙おむつの上に置き、さらにその上にSUS製リング(内径6cm、高さ6cm)を置き、それを通じて(リングの内径内に)50mLの生理食塩水を通液させて紙おむつに吸収させた。不織布を紙おむつから外して乾燥させた後、不織布表面10箇所のマーキング箇所に、再び1滴ずつの生理食塩水を滴下して、その消失時間を10箇所毎に測定し、消失時間5秒未満の箇所の個数を計数した。
(ii)3回目~5回目の透水性試験
2回目の透水性試験を行った後の不織布について、上記(i)と同様の作業を行って3回目の透水性試験を行った。3回目の透水性試験を行った後の不織布について、上記(i)と同様の作業を行って4回目の透水性試験を行った。さらに、4回目の透水性試験を行った後の不織布について、上記(i)と同様の作業を行って5回目の透水性試験を行った。
回数を重ねても消失時間5秒未満となる箇所の個数が多い方が、繰り返し透水性(耐久透水性)に優れる。表1および表2の耐久透水性の評価結果には、消失時間5秒未満となる箇所の個数を記載した。
Figure 2022135964000007
Figure 2022135964000008
本発明の透水性付与剤が付着した繊維を使用した不織布は、繰り返し透水性と制電性とを両立できるため、吸収性物品のトップシートなどとして有用である。

Claims (7)

  1. 下記一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)及び下記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を含有する繊維用透水性付与剤であって、
    透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づく、前記アルキルホスフェート塩(A)の含有量が8~80重量%、前記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の含有量が20~80重量%である繊維用透水性付与剤。
    Figure 2022135964000009

    [一般式(1)中、Rは炭素数6~18のアルキル基であり、AOは炭素数2~4のアルキレンオキシ基であり、mは1~10の整数であり、rは1又は2の整数であり、rが1の場合Mはアルカリ金属原子であり、rが2の場合、2つのMのうち1つはアルカリ金属原子であり、もう1つのMが水素原子またはアルカリ金属原子である。]
    -[(AO)-(CHCHO)-H] (2)
    [一般式(2)中、AOとCHCHOとの付加モル数の比率(n/k)は0~0.5であり、Rは、多価活性水素化合物から全ての活性水素を除いた残基を表す。AOは、炭素数3又は4のアルキレンオキシ基を表す。kは、AOの付加モル数を表し、4~50の数である。nは、CHCHOの付加モル数を表し、0~25の数である。pは、価数を表し、3~6の整数である。]
  2. 一般式(2)において、nは、0~20の数である請求項1に記載の繊維用透水性付与剤。
  3. 多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の多価活性水素化合物が、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載の繊維用透水性付与剤。
  4. さらに、前記アルキルホスフェート塩(A)を除くアニオン界面活性剤(C1)と、前記多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)を除くノニオン界面活性剤(C2)と、炭素数6~24のアルキル基及び/又は炭素数6~24のアルケニル基を有するベタイン型両面界面活性剤(C3)とからなる群より選ばれる少なくとも1種の界面活性剤(C)を含み、透水性付与剤中の不揮発性成分の重量に基づく界面活性剤(C)の含有量が12~72重量%である請求項1~3のいずれか1項に記載の繊維用透水性付与剤。
  5. 疎水性繊維に請求項1~4のいずれか1項に記載の繊維用透水性付与剤が付着した繊維であって、下記一般式(1)で表されるアルキルホスフェート塩(A)の重量Waと下記一般式(2)で表される多価活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物(B)の重量Wbとの比(Wa/Wb)が8/80~80/20である繊維。
    Figure 2022135964000010

    [一般式(1)中、Rは炭素数6~18のアルキル基であり、AOは炭素数2~4のアルキレンオキシ基であり、mは1~10の整数であり、rは1又は2の整数であり、rが1の場合Mはアルカリ金属原子であり、rが2の場合、2つのMのうち1つはアルカリ金属原子であり、もう1つのMが水素原子またはアルカリ金属原子である。]
    -[(AO)-(CHCHO)-H] (2)
    [一般式(2)中、AOとCHCHOとの付加モル数の比率(n/k)は0~0.5であり、Rは、多価活性水素化合物から全ての活性水素を除いた残基を表す。AOは、炭素数3又は4のアルキレンオキシ基を表す。kは、AOの付加モル数を表し、4~50の数である。nは、CHCHOの付加モル数を表し、0~25の数である。pは、価数を表し、3~6の整数である。]
  6. 請求項5に記載の繊維を用いた不織布。
  7. 請求項6に記載の不織布を用いた吸水性物品。
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