JP4367870B2 - 合成繊維用処理剤及び合成繊維の処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は合成繊維用処理剤及び合成繊維の処理方法に関する。近年、合成繊維の紡績においては、生産コストの低減や生産性の向上を一層図るため、高速リング紡績や高速ローター式オープンエンド紡績等の高速紡績への転換が進んでいる。ところで、合成繊維のかかる高速紡績では、例えばアクリル系繊維の高速リング紡績では、紡績速度の高速化に伴い、いわゆる焼け玉が発生する。いわゆる焼け玉は合成繊維由来の微小溶融物であり、その発生主原因は、合成繊維がカード、練条、粗紡、精紡等の紡績各工程における種々の機材と高速で接触して通過することにより生じた合成繊維表面の損傷や毛羽が高温の糸導部位で擦過されるところにある。本発明は合成繊維の高速紡績においても該合成繊維に優れた焼け玉防止性を与える合成繊維用処理剤及び合成繊維の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、合成繊維の高速紡績において生産性の向上を図る処理剤として、1)アルキル基の炭素数が18〜22のアルキルホスフェートカリウム塩を主成分とする処理剤(特開昭60−224867、特開昭60−224868、特開昭60−224869、特開平10−212664)、2)アルキル基の炭素数が14〜20のアルキルホスフェートカリウム塩と、パラフィンワックスと、カチオン性界面活性剤とを含有する処理剤(特開平6−108361)、3)アルキルホスフェート又はアルキルエーテルノニオンホスフェートをアニオン対とする第4級アンモニウム塩と、高分子量のポリオキシエチレン化合物とを含有する処理剤(特開平3−174069)、4)アルキルアミノエーテル、アルキルアミノエーテルのリン酸塩又はアルキルアミノエーテルの4級化物と、アルキルホスフェートカリウム塩又は高級脂肪酸カリウム塩とを含有する処理剤(特開平10−183469)等が提案されている。ところが、これら従来の合成繊維用処理剤にはいずれも、紡績速度を本来の高速よりも下げた場合には相応の効果があるものの、紡績速度を本来の高速まで上げた場合、紡績各工程において、特に精紡工程において焼け玉が多発するという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来の合成繊維用処理剤では、これらを高速紡績に供する合成繊維に付着させても、紡績速度を本来の高速まで上げると、紡績各工程において、特に精紡工程において焼け玉が多発する点である。実情は、かかる焼け玉の発生を防止するため、紡績速度を、特に精紡速度を本来の高速よりも下げているのであるが、これではそれだけ生産性が低下してしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明者らは、上記課題を解決するべく研究した結果、合成繊維用処理剤として特定のウレタン化合物を含有するもの、好ましくは更に特定の脂肪酸アミド誘導体及び/又は特定のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有するものが正しく好適であることを見出した。
【0005】
すなわち本発明は、下記の式1で示されるウレタン化合物を含有して成る合成繊維用処理剤及びこれを用いる合成繊維の処理方法に係る。
【0006】
【式1】
【0007】
式1において、
R1:炭素数28〜60のアルキル基
X:合計6〜60個のオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基の繰り返しで構成されたポリオキシアルキレン基
Y:ジイソシアネート又はトリイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基
k:2又は3
【0008】
また本発明は、前記のウレタン化合物と共に、下記の脂肪酸アミド誘導体を含有して成る合成繊維用処理剤及びこれを用いる合成繊維の処理方法に係る。
脂肪酸アミド誘導体:下記の式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを酸で中和したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを4級化剤で4級化したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物、下記の式3で示される脂肪酸アミド架橋体、該脂肪酸アミド架橋体を酸で中和した脂肪酸アミド架橋体塩及び該脂肪酸アミド架橋体を4級化剤で4級化した脂肪酸アミド架橋体4級化物から選ばれる一つ又は二つ以上
【0009】
【式2】
【式3】
【0010】
式2及び式3において、
R2,R3,R5,R6,R7,R8:炭素数8〜22の脂肪酸アミド基又は−N(A2−R9)2で示される有機基(但し、R2とR3のうちで少なくとも一方が、またR5とR6のうちで少なくとも一方が、更にR7とR8のうちで少なくとも一方が炭素数8〜22の脂肪酸アミド基であって、A2は合計3〜60個の炭素数2〜4のアルコキシ基の繰り返しで構成されたポリアルコキシ基、R9はH又はアルキル基の炭素数が1〜3のトリアルキルシリル基)
R4:H又はアルキル基の炭素数が1〜3のトリアルキルシリル基
A1:合計3〜60個の炭素数2〜4のアルコキシ基の繰り返しで構成されたポリアルコキシ基
p,q,r:1〜4の整数
m,n,s,t,u,v:2又は3
B:2価の有機基
【0011】
更に本発明は、前記のウレタン化合物と共に、アミノ当量1000〜4000のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有して成る合成繊維用処理剤及びこれを用いる合成繊維の処理方法に係る。
【0012】
更にまた本発明は、前記のウレタン化合物及び前記の脂肪酸アミド誘導体と共に、アミノ当量1000〜4000のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有して成る合成繊維用処理剤及びこれを用いる合成繊維の処理方法に係る。
【0013】
式1で示されるウレタン化合物には、1)同じポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル2モルとジイソシアネート1モルとを反応させて得られるウレタン化合物、2)異なるポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル2モルとジイソシアネート1モルとを反応させて得られるウレタン化合物、3)同じポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル3モルとトリイソシアネート1モルとを反応させて得られるウレタン化合物、4)同じポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル2モルと異なるポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル1モルとトリイソシアネート1モルとを反応させて得られるウレタン化合物、5)互いに異なるポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテル3モルとトリイソシアネート1モルとを反応させて得られるウレタン化合物が包含される。かかるポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテルは、炭素数28〜60の脂肪族アルコールに炭素数2又は3のアルキレンオキサイドを付加重合して得られるものである。
【0014】
式1で示されるウレタン化合物において、R1 は、オクタコシル基、トリアコンチル基、ドトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、テトラコンチル基、ドテトラコンチル基、ヘキサテトラコンチル基、ペンタコンチル基、ヘキサコンタニル基等の炭素数28〜60のアルキル基であるが、なかでも炭素数28〜50のアルキル基が好ましい。
【0015】
式1で示されるウレタン化合物において、Xはポリオキシアルキレン基である。かかるポリオキシアルキレン基を構成するオキシアルキレン基は、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基である。ポリオキシアルキレン基には、1)オキシエチレン基のみから成るもの、2)オキシプロピレン基のみから成るもの、3)オキシエチレン基とオキシプロピレン基とから成るものが挙げられる。オキシエチレン基及びオキシプロピレン基から成るポリオキシアルキレン基は、オキシエチレン基とオキシプロピレン基との付加形態としてブロック型及び/又はランダム型のものがある。いずれにしてもポリオキシアルキレン基を構成するオキシアルキレン基の繰り返し数は6〜60とするが、8〜50とするのが好ましい。
【0016】
式1で示されるウレタン化合物において、Yはポリイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基である。かかるポリイソシアネートとしては、1)各種のトリレンジイソシアネート、メチレン−ビス−(4−フェニルイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート、2)ポリメチレンポリフェニレントリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート環状3量体(商品名コロネートEH、日本ポリウレタン社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート/トリメチロールプロパンが3/1(モル比)の反応物(商品名コロネートHL、日本ポリウレタン社製)等のトリイソシアネートが挙げられるが、なかでもヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレントリイソシアネートが好ましい。
【0017】
本発明で用いるウレタン化合物は、式1中のR1を形成することとなる炭素数28〜60の脂肪族アルコールに式1中のXを形成することとなる炭素数2又は3のアルキレンオキサイドを付加重合して得られるポリオキシアルキレングリコールモノアルキルエーテルと、ポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタン化物である。本発明は式1で示されるウレタン化合物の合成方法を特に制限するものではなく、これには公知の合成方法、例えば特開平4−53809号公報に記載されているような合成方法が適用できる。
【0018】
本発明の合成繊維用処理剤は、以上説明したウレタン化合物の一つ又は二つ以上を含有するものである。本発明は合成繊維用処理剤中における該ウレタン化合物の含有割合を特に制限するものではないが、4〜60重量%の含有割合とするのが好ましく、8〜50重量%の含有割合とするのがより好ましい。
【0019】
本発明の合成繊維用処理剤には、本発明の効果を更に向上させる目的で、以上説明したウレタン化合物と共に、前記の脂肪酸アミド誘導体を併用することが好ましい。かかる脂肪酸アミド誘導体には、1)式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド、2)該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを酸で中和したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩、3)該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを4級化剤で4級化したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物、4)式3で示される脂肪酸アミド架橋体、5)該脂肪酸アミド架橋体を酸で中和した脂肪酸アミド架橋体塩、6)該脂肪酸アミド架橋体を4級化剤で4級化した脂肪酸アミド架橋体4級化物が包含される。
【0020】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドは、分子中に少なくとも1個の脂肪酸アミド基と少なくとも1個のポリオキシアルキレン基とを有する化合物である。かかるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドは、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とをアミド化反応させたポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に対し、アルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させて、ポリオキシアルキレン基を形成させることにより得ることができる。
【0021】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドにおいて、合成に供するポリアルキレンポリアミンは、分子中に2〜5個の炭素数2又は3のアルキレン基と3〜6個のアミノ基とを有する直鎖のポリアルキレンポリアミンである。これには例えば、1)ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリエチレンポリアミン、2)ジプロピレントリアミン、テトラプロピレンペンタミン等のポリプロピレンポリアミン等が挙げられるが、なかでもジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンが好ましい。
【0022】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドにおいて、合成に供する脂肪酸としては、1)カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、2ーエチルヘキサノイック酸、イソステアリン酸等の炭素数8〜22の飽和脂肪酸、2)カプロレイン酸、ミリストレイン酸、オレイン酸、エルシン酸等の炭素数8〜22の不飽和脂肪酸が挙げられるが、なかでも炭素数18〜22の飽和脂肪酸、炭素数18〜22の不飽和脂肪酸が好ましい。
【0023】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドにおいて、合成に供するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドは上記のポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とのアミド化反応により得られるものであるが、かかるアミド化反応において、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸との割合はポリアルキレンポリアミンの末端アミノ基を少なくとも1個アミド化するに必要な割合とするが、ポリアルキレンポリアミンの両末端のアミノ基がアミド化される割合とするのが好ましい。
【0024】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドは、前記したポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基にアルキレンオキサイドを逐次付加重合してポリオキシアルキレン基を形成させることにより得ることができる。かかるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の炭素数2〜4のアルキレンオキサイドである。ポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドにアルキレンオキサイドを付加する形態としてはランダム型、ブロック型及びそれらの混合型があるが、ブロック型が好ましく、なかでも最初にエチレンオキサイドを付加し、次いでプロピレンオキサイドを付加したポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック型がより好ましい。かかるポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック型のポリオキシアルキレン基において、オキシエチレン基/オキシプロピレン基=25/75〜50/50(モル比)の割合とするのが特に好ましい。
【0025】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドにおいて、アミノ基1個当たりのアルキレンオキサイドの付加モル数は3〜60とするが、3〜30とするのが好ましい。
【0026】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドは、以上説明したように、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とをアミド化反応させてポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドとし、これにアルキレンオキサイドを塩基性触媒存在下に逐次付加重合してポリオキシアルキレン基を形成させたものであるが、本発明はアミド化反応や逐次付加重合の方法を限定するものではなく、これには公知の方法が適用できる。
【0027】
式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドは、前記したようにポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に対しアルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させてポリオキシアルキレン基を形成することにより得ることができるが、更にかかるポリオキシアルキレン基の末端水酸基の一部若しくは全部をトリアルキルシリル化して該ポリオキシアルキレン基の末端にトリアルキルシリル基を導入することにより得ることもできる。かかるトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、ジメチルエチルシリル基等の炭素数1〜3のアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられるが、なかでもトリメチルシリル基が好ましい。
【0028】
本発明はトリアルキルシリル化の方法を特に制限するものではなく、これには公知のシリル化剤を用いる方法が適用できる。かかるシリル化剤としては、トリメチルクロルシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリメチルエキシシラン、ジメチルエチルメトキシシラン等が挙げられる。ポリオキシアルキレン基の末端水酸基のトリアルキルシリル化の割合は特に制限されないが、該末端水酸基の50モル%以上をトリアルキルシリル化するのが好ましく、70モル%以上をトリアルキルシリル化するのが更に好ましい。
【0029】
本発明で用いる脂肪酸アミド誘導体には、以上説明したような式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの他に、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを酸で中和したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩が包含される。
【0030】
かかるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩は、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド中のアミノ基の一部若しくは全部を有機酸又は無機酸で中和したものである。中和に用いる有機酸としては、1)酢酸、プロピオン酸、カプロン酸等の炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸、2)グルコール酸、乳酸、リンゴ酸等の炭素数2〜4の脂肪族ヒドロキシモノカルボン酸、3)メタンスルホン酸、ブタンスルホン酸等の炭素数8〜12のアルキルスルホン酸、4)ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、5)トルエンスルホン酸、ドデシルベンセンスルホン酸等の炭素数2〜9のアルキル基で置換された置換芳香族スルホン酸、6)メチル酸性リン酸エステル、ブチル酸性リン酸エステル、ラウリル酸性リン酸エステル等の炭素数2〜12のアルキル酸性リン酸エステルが挙げられる。また中和に用いる無機酸としては、塩酸、リン酸、亜リン酸、ホウ酸等が挙げられる。これらのなかでも、中和に用いる酸としては、炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸、炭素数2〜4の脂肪族ヒドロキシモノカルボン酸又は炭素数2〜12のアルキル酸性リン酸エステルが好ましい。
【0031】
本発明はポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドのアミノ基に対する酸による中和度を特に制限するものではないが、通常該脂肪酸アミド基含有ポリエーテル中のアミノ基を50モル%以上中和したものが有利に使用できる。
【0032】
本発明で用いる脂肪酸アミド誘導体には、以上説明したようなポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド及びその塩の他に、更に該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを4級化剤で4級化したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物が包含される。
【0033】
かかるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物は、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド中の3級アミノ基の一部若しくは全部を4級化剤で4級化したものである。4級化するのに用いる4級化剤としては、1)メチルクロライド、エチルブロマイド、ブチルアイオダイド、ベンジルクロライド等の炭素数1〜8のモノハロゲン化炭化水素、2)ジメチルサルフェート、ジエチルサルフェート等のアルキル基の炭素数1〜3のジアルキルサルフェート、3)トリメチルホスフェート、トリブチルホスフェート等のアルキル基の炭素数1〜8のトリアルキルホスフェート、4)エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等の炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが挙げられるが、なかでも炭素数1〜3のジアルキルサルフェート、炭素数4〜8のトリアルキルホスフェートが好ましい。
【0034】
本発明はポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド中の3級アミノ基に対する4級化剤による4級化率を特に制限するものではないが、通常該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド中の3級アミノ基を50モル%以上4級化したものが有利に使用できる。
【0035】
前記したように本発明は、本発明で用いるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの合成方法を限定するものではなく、これには公知の合成方法を適用できる。例えば、1)ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とをアミド化反応によりポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドとし、次いで該ポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に塩基性触媒存在下でアルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させることによりポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドとする方法、2)前記1)で得られたものを更にトリアルキルシリル化剤でトリアルキルシリル変性する方法、3)前記1)又は2)で得られたものを更に水性媒体に分散又は溶解し、これに酸を加えて中和することによりポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩とする方法、4)前記1)又は2)で得られたものを更にそのまま溶融するか又は不活性媒体中に溶解し、これに4級化剤を加えて4級化反応することによりポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物とする方法が挙げられる。
【0036】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体は、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とのアミド化反応により得られるポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミド及び該ポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に対してアルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドから選ばれる2分子を架橋剤と反応させることにより得ることができる。
【0037】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体において、合成に供するポリアルキレンポリアミンは、前記した式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの場合と同じポリアルキレンポリアミンが使用できる。
【0038】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体において、合成に供する脂肪酸としては、前記した式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの場合と同じ脂肪酸が使用できるが、なかでも炭素数18〜22の飽和脂肪酸、炭素数18〜22の不飽和脂肪酸が好ましい。
【0039】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体において、合成に供するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドは上記のポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とのアミド化反応により得られるものであるが、かかるアミド化反応において、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸との割合はポリアルキレンポリアミンの末端アミノ基を少なくとも1個アミド化するに必要な割合とするが、ポリアルキレンポリアミンの両末端のアミノ基がアミド化される割合とするのが好ましい。
【0040】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体において、合成に供するポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドは、前記したポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に対してアルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させたものである。かかるポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドにおいて、アルキレンオキサイドの種類、アルキレンオキサイドの付加形態は、式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの場合と同じであり、付加形態はブロック型が好ましく、なかでも最初にエチレンオキサイドを付加し、次いでプロピレンオキサイドを付加したポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック型がより好ましい。かかるポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック型のポリオキシアルキレン基において、オキシエチレン基/オキシプロピレン基=25/75〜50/50(モル比)の割合とするのが特に好ましい。
【0041】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体において、アミノ基1個当たりのアルキレンオキサイドの付加モル数は3〜60とするが、5〜50とするのが好ましい。更に、以上説明したポリオキシアルキレン基の末端水酸基の一部若しくは全部をトリアルキルシリル化する場合も、式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの場合と同じである。
【0042】
式3で示される脂肪酸アミド架橋体は、以上説明したポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミド及びポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドから選ばれる2分子を架橋剤と反応させることにより得られるが、かかる架橋剤としては、前記の2分子を架橋するものであれば特に制限するものではない。これには例えば、1)エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジルエーテル化合物、2)各種のトリレンジイソシアネート、メチレン−ビス−(4−フェニルイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート、3)尿素、ジエチル炭酸エステル、ジプロピル炭酸エステル等の縮合的架橋剤、4)エピクロルヒドリン、等が挙げられるが、なかでも尿素、エピクロルヒドリンが好ましい。
【0043】
本発明で用いる脂肪酸アミド誘導体には、以上説明したような式3で示される脂肪酸アミド架橋体の他に、該脂肪酸アミド架橋体を中和した脂肪酸アミド架橋体塩が包含される。
【0044】
かかる脂肪酸アミド架橋体塩は、脂肪酸アミド架橋体中のアミノ基の一部若しくは全部を有機酸又は無機酸で中和したものである。中和に用いる有機酸としては、式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの塩を得る場合に用いたものと同じものが利用できる。なかでも、中和に用いる酸としては、炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸、炭素数2〜4の脂肪族ヒドロキシモノカルボン酸及び炭素数2〜12のアルキル酸性リン酸エステルが好ましい。
【0045】
本発明は脂肪酸アミド架橋体のアミノ基に対する酸による中和度を特に制限するものではないが、通常該脂肪酸アミド基含有ポリエーテル中のアミノ基を50モル%以上中和したものが有利に使用できる。
【0046】
本発明で用いる脂肪酸アミド架橋体には、以上説明したような式3で示される脂肪酸アミド架橋体及びその塩の他に、更に該脂肪酸アミド架橋体を4級化剤で4級化した脂肪酸アミド架橋体4級化物が包含される。
【0047】
かかる脂肪酸アミド架橋体4級化物は、脂肪酸アミド架橋体中の3級アミノ基の一部若しくは全部を4級化剤で4級化したものである。4級化するのに用いる4級化剤としては、式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの4級化物を得るのに用いたものと同じものが利用できる。なかでも炭素数1〜3のジアルキルサルフェート、炭素数4〜8のトリアルキルホスフェートが好ましい。
【0048】
本発明は脂肪酸アミド架橋体中の3級アミノ基に対する4級化剤による4級化率を特に制限するものではないが、通常該脂肪酸アミド架橋体中の3級アミノ基を50モル%以上4級化したものが有利に使用できる。
【0049】
前記したように本発明は、本発明で用いる脂肪酸アミド架橋体の合成方法を限定するものではなく、これには公知の合成方法を適用できる。例えば、1)ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とのアミド化反応により得られたポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミド2モルを架橋剤1モルで架橋反応させることにより脂肪酸アミド架橋体とする方法、2)前記1)のポリアルキレン(ポリ)アミン・(ポリ)脂肪酸アミドのアミノ基に塩基性触媒存在下でアルキレンオキサイドを逐次開環付加重合させることにより得られたポリオキシアルキレン基を有する脂肪酸アミド2モルを架橋剤1モルで架橋反応させることにより脂肪酸アミド架橋体とする方法、3)前記2)で得られた脂肪酸アミド架橋体をトリアルキルシリル化剤でトリアルキルシリル変性することにより脂肪酸アミド架橋体とする方法、4)前記1)、2)又は3)で得られた脂肪酸アミド架橋体を水性媒体に分散又は溶解し、これに酸をそのまま又は水性液として加えて中和することにより脂肪酸アミド架橋体塩とする方法、5)前記1)、2)又は3)で得られた脂肪酸アミド架橋体をそのまま溶融するか又は不活性媒体中に溶解し、これに4級化剤を加えて4級化反応することにより脂肪酸アミド架橋体4級化物とする方法が挙げられる。
【0050】
本発明の合成繊維用処理剤は、好ましくは以上説明した脂肪酸アミド誘導体を含有するものである。本発明は合成繊維用処理剤中における該脂肪酸アミド誘導体の含有割合を特に制限するものではないが、4〜60重量%の含有割合とするのが好ましく、8〜50重量%の含有割合とするのがより好ましい。
【0051】
本発明の合成繊維用処理剤には、本発明の効果を更に向上させる目的で、前記したウレタン化合物と共に、好ましくは前記したウレタン化合物及び脂肪酸アミド誘導体と共に、アミノ当量が1000〜4000、好ましくは1200〜3000のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを併用することが好ましい。かかるアミノ変性ポリオルガノシロキサンは、分子中に必須の構成基としてジメチルシロキサン基と、アミノ変性基を有するシロキサン基とを有する線状ポリオルガノシロキサンである。ここでアミノ変性基としては、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、4−アミノブチル基、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチル基等が挙げられるが、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基が有利に適用できる。
【0052】
本発明の合成繊維用処理剤は、好ましくは以上説明したアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有するものである。本発明は合成繊維用処理剤における該アミノ変性ポリオルガノシロキサンの含有割合を特に制限するものではないが、5〜50重量%の含有割合とするのが好ましく、10〜30重量%の含有割合とするのがより好ましい。
【0053】
本発明の合成繊維用処理剤は、乳化性、繊維製造工程での制電性、潤滑性の点から界面活性剤、潤滑剤を含有することができる。かかる界面活性剤としては公知のものが適用できる。これには例えば、1)いずれもオキシアルキレン基がオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基からなる、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、ポリオキシアルキレンヒマシ油、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油等の、ポリオキシアルキレン基を有する非イオン性界面活性剤、2)ソルビタンモノラウレート、ソルビタントリオレート、グリセリンモノラウレート、ジグリセリンジラウレート等の、多価アルコール部分エステル型の非イオン性界面活性剤、3)いずれもオキシアルキレン基がオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基からなる、長鎖アルキル基含有ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、2〜4個のポリオキシアルキレンアミノエーテル基を有するポリエーテルポリアミン等の、ポリオキシアルキレン基を有するアミノエーテル型非イオン性界面活性剤、3)脂肪族サルフェート塩、脂肪族スルフォネート塩、脂肪族フォスフェート塩、脂肪族カルボン酸塩等のアニオン性界面活性剤、4)長鎖アルキルアミンの酸中和物、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテルの酸中和物等のアミン塩部位を有するカチオン性界面活性剤、5)テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルイミダゾリニウム塩、テトラアルキルホスホニウム塩等の4級化部位を有するカチオン性界面活性剤、5)長鎖アルキルジメチルベタイン、アルキルイミダゾリンのベタイン化合物、長鎖アルキルアミノ酸等の両性界面活性剤等が挙げられる。
【0054】
また潤滑剤としても公知のものが適応できる。これには例えば、1)鉱物油、2)脂肪族モノカルボン酸と脂肪族1価アルコールとのエステル化合物、3)脂肪族モノカルボン酸と脂肪族多価アルコールとの完全エステル化合物、4)脂肪族ポリカルボン酸と脂肪族1価アルコールとの完全エステル化合物、5)ポリエーテル(ポリ)オール、6)シリコーン化合物等が挙げられる。
【0055】
本発明は、合成繊維用処理剤中における以上説明した界面活性剤及び潤滑剤の含有割合を特に制限するものではないが、界面活性剤は10〜60重量%の含有割合とするのが好ましく、また潤滑剤は5〜20重量%の含有割合とするのが好ましい。
【0056】
次に本発明の処理方法について説明する。本発明の合成繊維用処理剤を合成繊維に付着させる際の該合成繊維用処理剤の形態としては、ニート、有機溶剤溶液又は水性液等、公知の形態が適用でき、合成繊維に本発明の合成繊維用処理剤を付着させる工程としては、紡糸工程、延伸工程、更には延伸後の各工程等が挙げられるが、なかでも1)本発明の合成繊維用処理剤を5〜30重量%の水性液となし、該水性液を2500〜7500m/分の速度で巻き取られる乾式紡糸工程の合成繊維に対し合成繊維用処理剤として0.05〜3重量%となるよう付着させる方法、2)本発明の合成繊維用処理剤の水性液を湿式紡糸した延伸工程、水洗工程後のゲル膨潤状態にある合成繊維束に対し合成繊維用処理剤として0.05〜3重量%となるよう付着させる方法が好ましい。合成繊維用処理剤を合成繊維に付着させるには、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法、浸漬給油法、スプレー給油法等、公知の給油方法が適用できる。
【0057】
本発明は合成繊維用処理剤の水性液の調製方法を限定するものではなく、これにはホモミキサー、ホモジナイザー等を用いた公知の機械的撹拌方法が適用できる。調製される水性液の処理剤濃度は、通常1〜30重量%であり、好ましくは5〜25重量%である。また合成繊維用処理剤を合成繊維へ付着させるに際しては、合目的的に他の成分、例えば酸化防止剤、防錆剤、抗菌剤等を併用することもできるが、その使用量は可及的に少量とするのが好ましい。
【0058】
本発明の合成繊維用処理剤及び合成繊維の処理方法を適用する合成繊維としては、1)エチレンテレフタレートを主たる構成基とするエステル繊維、2)ナイロン6、ナイロン66等のアミド繊維、3)アクリル繊維、4)塩化ビニル、塩化ビニリデン等の含ハロゲン系ビニルモノマーとアクリロニトリルとを共重合したモダアクリル繊維、5)ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン繊維、6)ウレタン繊維等が挙げられるが、アクリル繊維及びモダアクリル繊維等のアクリル系繊維に適用する場合に本発明の効果の発現が著しい。
【0059】
【発明の実施の形態】
本発明に係る合成繊維用処理剤の実施形態としては、次の1)〜14)が挙げられる。
1)下記のウレタン化合物(U−1)40重量%、及びビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ステアリンサンアミドエチルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテル=40/40/20(重量比)の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)60重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−1)。
ウレタン化合物(U−1):式1において、R1がトリアコンチル基、Xが10個のオキシエチレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレン基、Yがヘキサメチレンジイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基、kが2である場合のウレタン化合物
【0060】
2)前記のウレタン化合物(U−1)40重量%、下記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)30重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−5)。
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1):式2において、R2,R3がステアリン酸アミド基、R4がH、A1が7個のエトキシ基の繰り返しで構成されたポリエトキシ基、m,nが2、pが1である場合のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド
【0061】
3)下記のウレタン化合物(U−2)30重量%、下記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−6)40重量%、及びビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ポリオキシエチレン(n=5)ラウリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/40/20(重量比)の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−2)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−10)。
ウレタン化合物(U−2):式1において、R1がテトラコンチル基、Xが20個のオキシエチレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレン基、Yがヘキサメチレンジイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基、kが2である場合のウレタン化合物
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−6):前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)を酢酸で中和した(中和度80%)ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩
【0062】
4)前記のウレタン化合物(U−2)30重量%、下記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−10)40重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−2)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−14)。
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−10):前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)をジエチル硫酸で4級化した(4級化率93%)ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物
【0063】
5)下記のウレタン化合物(U−3)30重量%、下記の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)40重量%、及びソルビタンモノステアレート/ポリオキシエチレン(n=5)ラウリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/40/20(重量比)の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−18)。
ウレタン化合物(U−3):式1において、R1がペンタコンチル基、Xが30個のオキシエチレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレン基、Yがジメチレントリフェニレントリイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基、kが3である場合のウレタン化合物
脂肪酸アミド架橋体(PD−1):式3において、R5,R6,R7,R8がステアリン酸アミド基、s,t,u,vが2、q,rが1、Bが2−ヒドロキシトリメチレン基である場合の脂肪酸アミド架橋体
【0064】
6)前記のウレタン化合物(U−3)30重量%、下記の脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5)40重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−22)。
脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5):前記の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)を酢酸で中和した(中和度43%)脂肪酸アミド架橋体塩
【0065】
7)前記のウレタン化合物(U−2)30重量%、下記の脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−8)30重量%、及びオキシエチレン基/オキシプロピレン基=70/30(モル比)のプルロニック型ポリエーテル(数平均分子量15000)/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/20/40(重量比)の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−4)40重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−25)。
脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−8):前記の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)をジエチル硫酸で4級化した(4級化率93%)脂肪酸アミド架橋体4級化物
【0066】
8)前記のウレタン化合物(U−1)40重量%、下記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1)30重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−28)。
アミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1):アミノ当量が1200であり、アミノ変性基が2−アミノエチル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
【0067】
9)前記のウレタン化合物(U−1)30重量%、前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)20重量%、前記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1)30重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)20重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−31)。
【0068】
10)前記のウレタン化合物(U−2)10重量%、前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−6)30重量%、下記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−2)20重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−2)40重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−32)。
アミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−2):アミノ当量が1500であり、アミノ変性基がN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
【0069】
11)前記のウレタン化合物(U−3)30重量%、前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−10)20重量%、下記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−3)30重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)20重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−33)。
アミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−3):アミノ当量が2000であり、アミノ変性基が3−アミノプロピル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
【0070】
12)下記のウレタン化合物(U−4)10重量%、前記の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)30重量%、前記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1)20重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−4)40重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−34)。
ウレタン化合物(U−4):式1において、R1がトリアコンチル基、Xが20個のオキシエチレン基の繰り返し及び5個のオキシプロピレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基、Yがヘキサメチレンジイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基、kが2である場合のウレタン化合物
【0071】
13)前記のウレタン化合物(U−1)30重量%、前記の脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5)20重量%、前記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−2)30重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)20重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−35)。
【0072】
14)前記のウレタン化合物(U−2)20重量%、前記の脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−8)30重量%、前記のアミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−3)20重量%、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−2)30重量%を含有して成る合成繊維用処理剤(T−36)。
【0073】
また本発明に係る合成繊維の処理方法としては、下記の15)、16)が挙げられる。
15)前記1)〜14)の合成繊維用処理剤をモダアクリル合成繊維に対し0.05〜3重量%となるよう付着させる合成繊維の処理方法。
【0074】
16)前記1)〜14)の合成繊維用処理剤をゲル膨潤状態のアクリル合成繊維に対し0.05〜3重量%となるよう付着させる合成繊維の処理方法。
【0075】
以下、本発明の構成および効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、部は重量部を、また%は重量%を意味する。
【0076】
【実施例】
試験区分1(ウレタン化合物の合成)
・ウレタン化合物(U−1)の合成
ポリオキシエチレングリコール(オキシエチレン基の繰り返し数が10、n=10とする)モノトリアコンチルエーテル1890g(2.1モル)及びジ−n−ブチル錫ジラウレート0.5gを反応容器にとり、100〜110℃で保持して撹拌し、ヘキサメチレンジイソシアネート160g(1モル)を30分かけて滴下した。この間、反応温度を100〜110℃に保った。その後、同温度で反応を続け、反応物中のイソシアネート基が消失したのを確認して、反応を終了した。この反応物を分析したところ、式1中のR1がトリアコンチル基、Xが10個のオキシエチレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレン基、Yが2価のヘキサメチレンジイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基である場合のウレタン化合物(U−1)であった。
【0077】
・ウレタン化合物(U−2)〜(U−4)、ウレタン化合物(UR−2)〜(UR−4)の合成
ウレタン化合物(U−1)の合成と同様にして、ウレタン化合物(U−2)〜(U−4)、ウレタン化合物(UR−2)〜(UR−4)の合成を行なった。以上で合成した各ウレタン化合物の内容を表1にまとめて示した。
【0078】
【表1】
【0079】
表1において、
*1:ポリオキシアルキレン基を構成するオキシアルキレン基の繰り返し数
【0080】
試験区分2(式2で示される脂肪酸アミド誘導体、その塩又はその4級化物の合成)
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)の合成
ステアリン酸573g(2.04モル)及びジエチレントリアミン103g(1.0モル)をフラスコに仕込み、180℃に保持して、生成する水を窒素気流により留去しながら4時間反応を行い、中間体としてジエチレントリアミンのジステアリン酸アミド(PP−1)を得た。このジエチレントリアミンのジステアリン酸アミド(PP−1)640g(1.0モル)及び水酸化カリウム13gをオートクレーブに仕込み、窒素ガスでパージ後、120℃に加温し、エチレンオキサイド308g(7モル)を圧入して、反応させた。1時間の熟成反応後、反応物を得た。得られた反応物を分析したところ、式2中の、R2,R3がステアリン酸アミド基、R4が水素、m,nが2、pが1、A1が7個のエトキシ基の繰り返しで構成されたポリエトキシ基である場合のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)であった。
【0081】
・式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−2)〜(PA−4)の合成
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)と同様にして、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−2)〜(PA−4)の合成を行なった。
【0082】
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−5)の合成
上記で合成したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−2)222g(0.1モル)をフラスコに仕込み、窒素雰囲気下に撹拌しながら、塩化トリメチルシラン11.5g(0.1モル)を20分間かけて滴下し、反応温度を50〜60℃に維持して反応させた。更に同温度で1時間熟成して、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−2)のポリオキシアルキレン基の末端をトリメチル化した。得られた末端トリメチル化物を分析したところ、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−2)のポリオキシアルキレン基の末端OH基の97%がトリメチル基に置換されたポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−5)であった。以上で合成した各ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドの内容を表2にまとめて示した。
【0083】
【表2】
【0084】
表2において、
*2:ポリアルコキシ基を構成するアルコキシ基の繰り返し数
*3:トリメチルシリル化率は97%
【0085】
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−6)の合成
酢酸1.0g(0.017モル)と水228.4gとをフラスコに仕込み、酢酸水溶液とした。そこへ溶融状態とした前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)97g(0.02モル)を撹拌しながら注入し、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド酢酸塩(PA−6)の30%水溶液を得た。得られた酢酸塩水溶液を分析したところ、アミン価は8.7(固形分換算)であり、中和度は80%であった。
【0086】
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−7)〜(PA−9)の合成
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−6)と同様にして、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩(PA−7)〜(PA−9)の合成を行なった。以上で合成した各ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩の内容を表3にまとめて示した。
【0087】
【表3】
【0088】
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−10)の合成
前記のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)199g(0.21モル)をフラスコに仕込み、窒素雰囲気下に撹拌しながら80℃に加温し、ジエチル硫酸31g(0.2モル)を10分間かけて滴下し、反応温度を80〜85℃に維持して反応させた。更に同温度で1時間熟成して、脂肪酸アミド基含有ポリエーテルのジエチル硫酸による4級化物(PA−10)を得た。得られた4級化物を分析したところ、アミン価は10.3であり、4級化率は93%であった。
【0089】
・ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−11)〜(PA−13)の合成
ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−10)と同様にして、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物(PA−11)〜(PA−13)の合成を行なった。以上で合成した各ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物の内容を表4にまとめて示した。
【0090】
【表4】
【0091】
試験区分3(式3で示される脂肪酸アミド架橋体、その塩又はその4級化物の合成)
・脂肪酸アミド架橋体(PD−1)の合成
試験区分2で中間体として得たジエチレントリアミンのジステアリン酸アミド(PP−1)1270g(1モル)を90〜110℃で溶融状態とし、これにエピクロルヒドリン185g(2モル)を滴下して、90〜110℃で架橋反応を6時間行なった後、未反応のエピクロルヒドリンを減圧留去して反応物を得た。この反応物をイソプロピルアルコールに溶解して、水酸化ナトリウムで中和し、脱塩、精製した。精製物を分析したところ、式3中の、R5,R6,R7,R8がステアリン酸アミド基、s,t,u,vが2、q,rが1、Bが2−ヒドロキシトリメチレン基である場合の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)であった。
【0092】
・脂肪酸アミド架橋体(PD−2)の合成
脂肪酸アミド架橋体(PD−1)と同様にして、ジエチレントリアミンのジベヘニン酸アミド1494g(2モル)を溶融状態とし、これにトリエチレングリコールジグリシジルエーテル262g(1モル)を滴下して、架橋反応を行ない、脂肪酸アミド架橋体(PD−2)を得た。
【0093】
・脂肪酸アミド架橋体(PD−3)の合成
脂肪酸アミド架橋体(PD−1)と同様にして、ヒドロキシエチルアミノエチルアミンのモノベヘニン酸アミド426g(1モル)を溶融状態とし、これにエチレングリコールジグリシジルエーテル87g(0.5モル)を滴下して、架橋反応を行ない、脂肪酸アミド架橋体(PD−3)を得た。
【0094】
・脂肪酸アミド架橋体(PD−4)の合成
脂肪酸アミド架橋体(PD−1)と同様にして、ジエチレントリアミンのジステアリン酸アミド(PP−1)1270g(2モル)に尿素60g(1モル)を滴下して、架橋反応を行ない、脂肪酸アミド架橋体(PD−4)を得た。以上で合成した各脂肪酸アミド架橋体の内容を表5にまとめて示した。
【0095】
【表5】
【0096】
表5において、
b−1:2−ヒドロキシトリメチレン基
b−2:−CH2CH(OH)CH2O(CH2CH2O)3CH2CH(OH)CH2−で示される有機基
b−3:−CH2CH(OH)CH2OCH2CH2OCH2CH(OH)CH2−で示される有機基
b−4:カルボニル基
【0097】
・脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5)の合成
酢酸10g(0.17モル)と水1085gとをフラスコに仕込み、酢酸水溶液とした。そこへ前記の脂肪酸アミド架橋体(PD−1)265g(0.2モル)を撹拌しながら注入して、脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5)の20%水溶液を得た。
【0098】
・脂肪酸アミド架橋体塩(PD−6),(PD−7)の合成
脂肪酸アミド架橋体塩(PD−5)と同様にして、脂肪酸アミド架橋体塩(PD−6),(PD−7)を得た。以上で合成した各脂肪酸アミド架橋体塩の内容を表6にまとめて示した。
【0099】
【表6】
【0100】
・脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−8)の合成
前記の脂肪酸アミド誘導体(PD−1)132.6g(0.1モル)をフラスコに仕込み、窒素雰囲気下に撹拌しながら80℃に加温し、ジエチル硫酸15.4g(0.1モル)を10分間かけて滴下し、反応温度を80〜85℃に維持して反応させた。更に同温度で1時間熟成して、脂肪酸アミド架橋体(PD−1)のジエチル硫酸による4級化物(PD−8)を得た。
【0101】
・脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−9),(PD−10)の合成
脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−8)と同様にして、脂肪酸アミド架橋体4級化物(PD−9),(PD−10)を得た。以上で合成した各脂肪酸アミド架橋体4級化物の内容を表7にまとめて示した。
【0102】
【表7】
【0103】
試験区分4(合成繊維用処理剤の水性液の調製)
・合成繊維用処理剤(T−1)の20%水性液の調製
ウレタン化合物(U−1)40部、及びビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ステアリンサンアミドエチルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)60部に、水400部を加え、60℃に加温して激しく撹拌した後、ホモジナイザーに供して、合成繊維用処理剤(T−1)の20%水性液を調製した。
【0104】
・合成繊維用処理剤(T−2)〜(T−4)の20%水性液の調製
合成繊維用処理剤(T−1)の20%水性液と同様にして、合成繊維用処理剤(T−1)〜(T−4)の20%水性液を調製した。
【0105】
・合成繊維用処理剤(T−5)の20%水性液の調製
ウレタン化合物(U−1)40部、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)30部、及びビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ステアリンサンアミドエチルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)30部に、水400部を加え、60℃に加温して激しく撹拌した後、ホモジナイザーに供して、合成繊維用処理剤(T−5)の20%水性液を調製した。
【0106】
・合成繊維用処理剤(T−6)〜(T−27)の20%水性液の調製
合成繊維用処理剤(T−5)の20%水性液と同様にして、合成繊維用処理剤(T−1)〜(T−27)の20%水性液を調製した。以上で調製した各水性液の内容を表8にまとめて示した。
【0107】
・合成繊維用処理剤(T−28)の20%水性液の調製
ウレタン化合物(U−1)40部、アミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1)30部、及びソルビタンモノステアレート/ポリオキシエチレン(n=5)ラウリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)30部に、水400部を加え、60℃に加温して激しく撹拌した後、ホモジナイザーに供して、合成繊維用処理剤(T−28)の20%水性液を調製した。
【0108】
・合成繊維用処理剤(T−29),(T−30)の20%水性液の調製
合成繊維用処理剤(T−28)の20%水性液と同様にして、合成繊維用処理剤(T−29),(T−30)の20%水性液を調製した。
【0109】
・合成繊維用処理剤(T−31)の20%水性液の調製
ウレタン化合物(U−1)30部、ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド(PA−1)20部、アミノ変性ポリオルガノシロキサン(AM−1)30部、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)40部に、水400部を加え、60℃に加温して激しく撹拌した後、ホモジナイザーに供して、合成繊維用処理剤(T−31)の20%水性液を調製した。
【0110】
・合成繊維用処理剤(T−32)〜(T−36)の20%水性液の調製
合成繊維用処理剤(T−31)の20%水性液と同様にして、合成繊維用処理剤(T−32)〜(T−36)の20%水性液を調製した。
【0111】
・合成繊維用処理剤(R−2)の20%水性液の調製
ウレタン化合物(UR−2)40部、及び前記の界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)60部に、水400部を加え、60℃に加温して激しく撹拌した後、ホモジナイザーに供して、合成繊維用処理剤(R−2)の20%水性液を調製した。
【0112】
・合成繊維用処理剤(R−3)及び(R−4)の20%水性液の調製
合成繊維用処理剤(R−2)の20%水性液と同様にして、合成繊維用処理剤(R−3)及び(R−4)の20%水性液を調製した。以上で調製した各水性液の内容を表9にまとめて示した。
【0113】
試験区分5(評価用試料綿の作製と焼き玉防止性の評価)
・アクリル繊維綿の作製
アクリロニトリル/メチルメタクリレート/メチルアクリレート/p−スチレンスルホン酸ナトリウム=90/5/4/1(重量%)の割合で共重合したアクリル共重合体を濃度25%になるようジメチルホルムアミドに溶解し、紡糸原液とした。この紡糸原液を25000ホールの口金を通し、ジメチルホルムアミド/水=55/45(重量%)の20℃の凝固浴に紡出して、5.5倍延伸した後、水洗してゲル膨潤状態の繊維を得た。得られた繊維に試験区分4で調製した合成繊維用処理剤の20%水性液を表8と表9に記載の付着量となるようスプレー給油法で付着させ、表面温度140℃のローラー式乾燥機で緻密化した。そして、緻密化した繊維に公知の一般的な紡績用2次油剤を0.05%となるよう付着させた後、クリンプ、カット、乾燥を行ない、合成繊維用処理剤を付着させた2d×51mmのアクリル繊維綿を得た。
【0114】
・モダアクリル繊維綿の作製
試験区分4で調製した合成繊維用処理剤の20%水性液を更に水で希釈して、1%水性液とした。この1%水性液を、脱脂した繊度2デニールで繊維長51mmのモダアクリル短繊維{アクリロニトリル/塩化ビニル/メタリルスルホン酸ナトリウム=65/34.5/0.5(重量%)の割合で共重合したアクリル共重合体}に、表8と表9に記載の付着量となるようスプレー給油法で付着させた後、乾燥を行ない、合成繊維用処理剤を付着させたモダアクリル繊維綿を得た。
【0115】
・精紡工程における焼け玉防止性の評価
上記で得たアクリル繊維綿及びモダアクリル繊維綿を用いて、250ゲレン/30ヤード、撚数0.5回/インチの各々アクリル繊維粗糸及びモダアクリル繊維粗糸を得た。得られた粗糸を下記の精紡工程に供し、精紡工程における焼け玉防止性を評価した。結果を表8と表9にまとめて示した。
【0116】
精紡工程
TWL型精紡機(トヨダ自動織機社製)の20錘を使用し、30℃×60%RHの雰囲気下、スピンドル回転数=14000rpm、トラベラーがOY−HN=2/0、紡出番手=綿番30番手、リング径=47mm、トータルドラフト=30倍、撚数=19.6回/インチの条件で回転数を10000rpmから徐々に上げ3時間運転を行ない、トラベラーの慣らしを終えた。その後各試料につき2錘づつ2時間紡出して紡績糸を得た。
【0117】
焼け玉防止性の評価
上記で得た紡績糸からランダムに100mづつ10点を評価用紡績糸として採取し、合計10点の各評価用紡績糸100mを白色板上にセリプレンで巻き、紡績糸表面の焼け玉の数、及びごく軽度の毛羽焼け症状を示す薄茶色点状物の数を目視で数えて、以下の基準で焼け玉防止性を評価した。点数が高いほど焼け玉防止性に優れていることを示す。
評価基準
5:焼け玉なし、薄茶色点状物なし、焼け玉防止性は極めて優秀
4:焼け玉なし、薄茶色点状物1〜10個あり、焼け玉防止性は非常に良好
3:焼け玉なし、薄茶色点状物11〜20個あり、焼け玉防止性は良好
2:焼け玉1〜10個あり、焼け玉防止性は不良
1:焼け玉11個以上あり、焼け玉防止性は著しく不良
【0118】
【表8】
【0119】
【表9】
【0120】
表8,表9において、
付着量:アクリル繊維綿又はモダアクリル繊維綿に対する合成繊維用処理剤としての付着%
焼け玉防止性1:アクリル紡績糸についての評価
焼け玉防止性2:モダアクリル紡績糸についての評価
E−1:ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ステアリンサンアミドエチルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−1)
E−2:ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド/ポリオキシエチレン(n=5)ラウリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−2)
E−3:ソルビタンモノステアレート/ポリオキシエチレン(n=5)ラウリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/40/20(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−3)
E−4:数平均分子量15000、オキシエチレン基/オキシプロピレン基=70/30(モル比)のプルロニック型ポリエーテル/ポリオキシエチレン(n=20)ステアリルエーテルホスフェートカリウム塩/ポリオキシエチレン(n=12)セチルエーテル=40/20/40(重量比)から成る界面活性剤・潤滑剤混合物(E−4)
AM−1:アミノ当量が1200であり、アミノ変性基が2−アミノエチル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
AM−2:アミノ当量が1500であり、アミノ変性基がN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
AM−3:アミノ当量が2000であり、アミノ変性基が3−アミノプロピル基であるアミノ変性ポリオルガノシロキサン
【0121】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、高速下の紡績各工程において、特に高速下の精紡工程において、焼け玉の発生を抑制できるという効果がある。
Claims (15)
- ウレタン化合物が、式1中のR1が炭素数28〜50のアルキル基であり、Yがヘキサメチレンジイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基又はポリメチレンポリフェニレントリイソシアネートからすべてのイソシアネート基を除いた残基である場合のものである請求項1記載の合成繊維用処理剤。
- ウレタン化合物が、式1中のXが8〜50個のオキシエチレン基の繰り返しで構成されたポリオキシエチレン基である場合のものである請求項1又は2記載の合成繊維用処理剤。
- 更に下記の脂肪酸アミド誘導体を含有して成る請求項1、2又は3記載の合成繊維用処理剤。
脂肪酸アミド誘導体:下記の式2で示されるポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを酸で中和したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを4級化剤で4級化したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物、下記の式3で示される脂肪酸アミド架橋体、該脂肪酸アミド架橋体を酸で中和した脂肪酸アミド架橋体塩及び該脂肪酸アミド架橋体を4級化剤で4級化した脂肪酸アミド架橋体4級化物から選ばれる一つ又は二つ以上
【式2】
【式3】
{式2及び式3において、
R2,R3,R5,R6,R7,R8:炭素数8〜22の脂肪酸アミド基又は−N(A2−R9)2で示される有機基(但し、R2とR3のうちで少なくとも一方が、またR5とR6のうちで少なくとも一方が、更にR7とR8のうちで少なくとも一方が炭素数8〜22の脂肪酸アミド基であって、A2は合計3〜60個の炭素数2〜4のアルコキシ基の繰り返しで構成されたポリアルコキシ基、R9はH又はアルキル基の炭素数が1〜3のトリアルキルシリル基)
R4:H又はアルキル基の炭素数が1〜3のトリアルキルシリル基
A1:合計3〜60個の炭素数2〜4のアルコキシ基の繰り返しで構成されたポリアルコキシ基
p,q,r:1〜4の整数
m,n,s,t,u,v:2又は3
B:2価の有機基} - 脂肪酸アミド誘導体が、式2中のR2,R3が炭素数18〜22の脂肪酸アミド基、pが1、m,nが2又は3、A1が合計3〜30個のエトキシ基及びプロポキシ基の繰り返しで構成されたポリアルコキシ基、R4が水素である場合のポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド、該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを酸で中和したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド塩及び該ポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミドを4級化剤で4級化したポリオキシアルキレン変性脂肪酸アミド4級化物から選ばれる一つ又は二つ以上である請求項4記載の合成繊維用処理剤。
- 脂肪酸アミド誘導体が、式3中のR5,R6,R7,R8が炭素数18〜22の脂肪酸アミド基、q,rが1、s,t,u,vが2又は3、Bが−CH2CH(OH)CH2−で示される2価の有機基である場合の脂肪酸アミド架橋体、該脂肪酸アミド架橋体を酸で中和した脂肪酸アミド架橋体塩及び該脂肪酸アミド架橋体を4級化剤で4級化した脂肪酸アミド架橋体4級化物から選ばれる一つ又は二つ以上である請求項4記載の合成繊維用処理剤。
- 更にアミノ当量1000〜4000のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有して成る請求項1、2又は3記載の合成繊維用処理剤。
- 更にアミノ当量1000〜4000のアミノ変性ポリオルガノシロキサンを含有して成る請求項4、5又は6記載の合成繊維用処理剤。
- アミノ変性ポリオルガノシロキサンが、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基又はN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基から選ばれるアミノ変性基を有するものである請求項7記載の合成繊維用処理剤。
- アミノ変性ポリオルガノシロキサンが、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基又はN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基から選ばれるアミノ変性基を有するものである請求項8記載の合成繊維用処理剤。
- ウレタン化合物を4〜60重量%の範囲内で含有する請求項1、2又は3記載の合成繊維用処理剤。
- ウレタン化合物を4〜60重量%の範囲内で、また脂肪酸アミド誘導体を4〜60重量%の範囲内で含有する請求項4、5又は6記載の合成繊維用処理剤。
- ウレタン化合物を4〜60重量%の範囲内で、またアミノ変性ポリオルガノシロキサンを5〜50重量%の範囲内で含有する請求項7又は9記載の合成繊維用処理剤。
- ウレタン化合物を4〜60重量%の範囲内で、また脂肪酸アミド誘導体を4〜60重量%の範囲内で、更にアミノ変性ポリオルガノシロキサンを5〜50重量%の範囲内で含有する請求項8又は10記載の合成繊維用処理剤。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14記載の合成繊維用処理剤を合成繊維に対し0.05〜3重量%となるよう付着させることを特徴とする合成繊維の処理方法。
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