JP4509185B2 - 薬剤濃縮物に対するキャリア液およびその使用 - Google Patents

Description

発明の説明

本発明は、薬剤濃縮物、特に、紡織繊維、工業繊維、またはそれらに由来する射出形成品を製造するために、融解紡糸に適した重合物に加えられる薬剤濃縮物に対するキャリア液およびその使用に関し、前記濃縮物に由来する薬剤は、重合体集団全体にわたって均一に広がる。

ポリエステルおよびポリアミド繊維を、浴染色（bath dyeing）（高温法、サーモゾル法、反応染色）により、または紡糸染色（spin dyeing）（ビーター染色;beater dyeing）により染色すること、すなわち、例えば有色顔料の形態の薬剤を繊維に組み込むことにより染色することは既知である。

浴染色の原理は、色素を繊維中に多少浸透させる点で一致する。適切な条件下（処理の時間、温度）で、繊維に、色素または薬剤、例えば殺菌剤を浸透させる。ここで、色調の選択に対する制限はない。しかしながら、紡織繊維と異なり、工業繊維については、これまでに得られた耐久性が一般的に不十分である。

これは、工業繊維の場合、ビーター染色では、繊維を構成する重合物に基づくマスターバッチが色素濃縮物として用いられることが望ましいからである。しかしながら、製造およびマスターバッチの使用の間の高い熱応力により、耐熱性の色素のみ使用することができる。審美的な効果、すなわち光沢および視感度は、浴染色において得られた場合、ビーター染色において望まれる多くのことを残す。この理由のために、ビーター染色において、少なくとも浴染色と同じ種類の色素を使用できる可能性を有することが歓迎されるべきである。

ボトルおよびポリエステルの他の中空体の製造において、色素を含む液体濃縮物を重合体物質に加えることは既知である。液体濃縮物は、広範な色素が用いられてよいことおよび染色方法が実質的に単純化されることの利点を提供する。

しかし、ボトルの製造において用いられる色素濃縮物は、重合体繊維の製造において満たさなくてはならない要求と一致しない。例えば、得られる色の深みに関して、色素量は、ボトルの製造の場合の10倍である必要がある。色素濃縮物を重合体に導入するキャリア液の量も、少なくとも同じ程度に増加する。

しかしながら、既知のキャリア液を用いる場合、分解、すなわち重合体の分解およびその結果としての重合物の機械的性質の障害が起こり、次々に紡績過程および繊維の製造の間のさらなる過程における障害を導き得る。

これは、本発明の目的が、融解紡糸に適し、且つ紡織繊維、工業繊維、または射出形成品を製造し得る重合物に加えることができ、重合体分解のリスクがない、薬剤濃縮物に対するキャリア液を提供することである理由である。前記キャリア液は、さらに、必要なキャリア液の量をできるだけ少なくするために、高濃度の薬剤濃縮物を重合体中に導入できるべきであり、その結果として融解紡糸法において加工される融解重合体の希釈を妨げることができる。

本発明によると、この目的は、請求項1の特徴を有するキャリア液により達成される。

加えて、本発明によるキャリア液のさらに有利な進歩は、請求項2〜13のうちの少なくとも1の特徴を含んでなる。

本発明によるキャリア液は、好ましくは、融解紡糸に適した重合物に対する着色顔料、殺菌剤、および／または殺真菌剤を含む薬剤濃縮物の製造のために使用される。しかしながら、本発明によるキャリア液の使用は、それに限定されない。基本的に、例えば防炎加工剤のような薬剤も、キャリア液および完成する重合物が矛盾しない限り、キャリア液により重合物中に運搬され、最終的に繊維中に運ばれてよい。

本発明によるキャリア液を含む薬剤濃縮物は、紡織繊維および工業繊維の紡糸染色に対して、特に部分的に配向した紡績糸（POY-紡績糸）の紡糸染色に対して有益に用いられる。本発明によるキャリア液は、以下の3つの成分を含んでなる：
ａ）通常の圧力で300℃より高い沸点を有する、主成分としての基油
ｂ）ラジカル捕捉として作用する、少なくとも1の酸化防止剤；および
ｃ）融解紡糸に適した繊維形成物質の重合物に対する触媒を不活化する、少なくとも1の化合物。

耐熱性のエステルオイル、特に、好ましくはTMP-トリオレエートが基油として用いられる。

他の好ましい基油は、鉱油、例えばパラフィンホワイトオイルのような脂肪族炭化水素、例えばC18〜C30のアルキルベンゼン誘導体のようなアルキル化芳香族炭化水素である。

好ましくは、前記基油は、500mPas未満の粘度（室温）を有する。

本発明の目的に適し、且つラジカル捕捉剤として作用する酸化防止剤は、亜リン酸塩または立体障害のあるフェノールに基づくものであり、例えば、トリスノニルフェニル亜リン酸塩および4,4-ブチリデン-ビス-(6-tert-ブチル-m-クレゾール)である。

前記ラジカル捕捉剤は、重合体ならびに液体の熱分解を減少させる。重合物の分解を導き得る液体の熱分解は、酸化防止剤の適切な選択により避けられる。

本発明によると、トリアリールリン酸イソプロピル(isopropylated triarylphosphates)およびジフェニル-(2-エチルヘキシル)リン酸塩は、好ましくは、触媒不活化剤として用いられる。これらの不活化剤は、重合物における重合触媒、例えば、Sb(III)-触媒およびTi-触媒の残留量を遮断する。しかし、触媒として作用し得る着色顔料もこれらの不活化剤により遮断される。

前記ラジカル捕捉剤および触媒不活化剤は、一緒になって相乗効果を引き起こし、例えば、触媒の残留量により支持される重合体分解過程を減速する。

本発明によるキャリア液は、特に、結果として生じる融解重合体が可紡性を残す範囲で融解紡糸に適した重合物の物理化学的な性質が維持され、より詳細に言うと、例えばPETの製造のように、たとえより多量のキャリア液（10wt％まで）が重合体マトリックス中に組み込まれたとしても維持されるという利点を有する。

最初に述べた既知の浴染色法と比較して、液体濃縮物法は、廃水が作られないので、実質的に、生態学的に、より適合する。新しい方法を用いることにより、色を変化させる間に生じる移行廃棄物の量が固形のマスターバッチを用いた場合よりもかなり少なくなるため、より柔軟な方法で市場または流行の要求に応えることがさらに可能となる。結果として、より少ない量の重合体繊維の製造を現実化することも経済的に可能になる。さらに、より魅力的である審美的な効果を有する色調範囲の拡大は、有用である。

本発明によるキャリア液の好ましい実施形態は、94.2 wt％ TMP-トリオレエート、0.4 wt％ トリスノニルフェニル亜リン酸塩、0.4 wt％ 4,4-ブチリデン-ビス-(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、および5 wt％ トリアリールリン酸イソプロピルからなり、水分を含まない。

試験の目的で、この本発明によるキャリア液を、窒素雰囲気下、300℃で、特殊な融解装置中でPETと混合し、連続して15分間撹拌した（押し出し機から紡糸口金(spinneret)の融解重合体の平均滞留時間におよそ対応する）。前記重合体サンプルを、その後、急速に冷却し、相対的な粘度を測定した。相対的または固有の粘度は、重合体の平均分子量に対する尺度である。

純粋なグリセロールトリオレエートは、PETボトルの染色のための色素濃縮物に対するキャリア液として用いられ、参照物質として役立つ。しかしながら、紡糸染色と比較して、ボトル染色は、染色のために約10分の1の色素量しか必要とせず、それに対応して必要なキャリア液の量も少なくなる。高い濃度範囲での参照物質の使用は、紡糸染色のために必要とされる場合、強い重合体分解を引き起こすことが研究で示されている。この方法で製造される部分的に配向した紡績糸の強度は、不十分であり、後の織地に適さない。

それと比較して、約5wt％の本発明のキャリア液を含む重合物サンプルは、より高い相対粘度を有するか、または重合体分解がより少ない。TMP-トリオレエートとラジカル捕捉剤および触媒不活化剤との組み合わせにより、相対的な粘度のさらなる増加を得ることができ、その結果として、ブラインドサンプル（乾燥PET）の理想的な値に近づけることができる。

本発明によるキャリア液を含む重合体サンプルおよび参照物質、すなわちグリセロールトリオレエートを含む重合体サンプルへの異なる色素分散の添加の後でさえ、色素が重合体の分解を支持することにより、全ての場合において相対的な粘度が原則として減少すると思われたが、参照試験と比較して、本発明によるキャリア液が用いられた場合、前記分解はより明白でなかった。引き続く紡糸および織地(texture)試験において、何の問題もなく織ることができる、部分的に配向した紡績糸を作ることが可能であった。強度および伸展ならびにサージング(surging)の限度は、ポリエチレンテレフタレートの微細繊維に対しての全ての要求に合致し、参照物質、すなわちグリセロールトリオレエートを用いた場合は合致しなかった。

Claims (15)

1. 融解紡糸に適した重合物に加えられ、以下の3つの成分を含むことを特徴とする、薬剤濃縮物に対するキャリア液：
   ａ）通常の圧力で300℃より高い沸点を有する、主成分としての基油；
   ｂ）ラジカル捕捉剤として作用する、少なくとも1の酸化防止剤であって、亜リン酸塩および立体障害のあるフェノールからなる群より選択される酸化防止剤；および
   ｃ）融解紡糸に適した繊維形成物質の重合体化のための触媒を不活化する、少なくとも1の化合物であって、触媒不活化剤として少なくとも１のリン酸塩を含んでなる化合物。
2. 前記基油が耐熱性のエステルオイルであることを特徴とする、請求項1に記載のキャリア液。
3. 前記エステルオイルがTMP-トリオレエートであることを特徴とする、請求項2に記載のキャリア液。
4. 前記基油が脂肪族炭化水素から実質的になることを特徴とする、請求項1に記載のキャリア液。
5. 前記基油がパラフィンホワイトオイルであることを特徴とする、請求項4に記載のキャリア液。
6. 前記基油がアルキル化芳香族炭化水素から実質的になることを特徴とする、請求項1に記載のキャリア液。
7. 前記基油がアルキルベンゼンであることを特徴とする、請求項6に記載のキャリア液。
8. 前記基油が500mPas未満の粘度（室温）を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のキャリア液。
9. 前記酸化防止剤は、トリスノニルフェニル亜リン酸塩または4,4-ブチリデン-ビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)を含むことを特徴とする、請求項１に記載のキャリア液。
10. 前記リン酸塩がトリアリールリン酸イソプロピルおよび／またはジフェニル-(2-エチルヘキシル)リン酸塩であることを特徴とする、請求項1に記載のキャリア液。
11. 前記基油が液体の少なくとも90wt％を占めることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のキャリア液。
12. 前記触媒不活化剤が最大で液体の9wt％を占めることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載のキャリア液。
13. 融解紡糸に適した重合物に対する着色顔料、殺菌剤、および／または殺真菌剤を含む薬剤濃縮物を製造するための、請求項1〜12のいずれか1項に記載のキャリア液の使用。
14. 紡織繊維および工業繊維を紡糸染色するための、請求項1〜12のいずれか1項に記載のキャリア液を含む薬剤濃縮物の使用。
15. 部分的に配向した紡績糸を紡糸染色するための、請求項14に記載の使用。