JP5921051B1 - スパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤及びスパンレース不織布の製造方法 - Google Patents

スパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤及びスパンレース不織布の製造方法 Download PDF

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【課題】処理剤の乳化安定性、処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維の親水性、制電性及びカード工程における通過性に優れ、またスパンレース工程における泡立ちが少ないスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維用処理剤及びこれを用いたスパンレース不織布の製造方法を提供する。【解決手段】特定の有機リン酸エステル塩及び特定のポリオキシアルキレン誘導体に、更に特定のカルボン酸塩を含有するものをスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤として用いた。【選択図】なし

Description

本発明は、スパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤及びスパンレース不織布の製造方法に関する。
従来、ポリエステル系合成繊維製のスパンレース不織布を得るときに用いる処理剤として、アルキルリン酸エステル塩とノニオンを特定割合で含有するもの(例えば、特許文献1参照)、アルキルリン酸エステル塩とエステル化合物を特定割合で含有するもの(例えば、特許文献2参照)、アルキルリン酸エステル塩と縮重合ポリエステル化合物を特定割合で含有するもの(例えば、特許文献3参照)、アニオン界面活性剤と非イオン界面活性剤と両性界面活性剤を特定割合で含有するもの(例えば、特許文献4参照)等が提案されている。しかし、これら従来のスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤には、処理剤の乳化安定性、処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維の親水性、制電性及びカード工程における通過性が不充分であり、またスパンレース工程における泡立ちが多いという問題がある。従来の処理剤では、これらの問題が相まって高品質のスパンレース不織布を得ることが難しいのである。
特開2011−202301号公報 特開2003−328272号公報 特許第3931203号公報 特開2004−176225号公報
本発明が解決しようとする課題は、処理剤の乳化安定性、処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維の親水性、制電性及びカード工程における通過性に優れ、またスパンレース工程における泡立ちが少ないスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤及びこれを用いたスパンレース不織布の製造方法を提供する処にある。
本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、特定の有機リン酸エステル塩及び特定のポリオキシアルキレン誘導体に、更に特定のカルボン酸塩をそれぞれ特定割合で含有するものがスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤として正しく好適であることを見出した。
すなわち本発明は、炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩及び下記のポリオキシアルキレン誘導体を含有するスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤において、更に炭素数4〜10のカルボン酸塩を含有し、且つ有機リン酸エステル塩を25〜40質量%、ポリオキシアルキレン誘導体を5〜20質量%及びカルボン酸塩を45〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有して成ることを特徴とするスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤に係る。また本発明は、かかるスパンレース不織布用ポリエステル系合繊繊維用処理剤を用いたスパンレース不織布の製造方法に係る。
ポリオキシアルキレン誘導体:下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシドを3〜20モルの割合で付加させた化合物、下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを合計で3〜20モルの割合でランダム状に付加させた化合物及び下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを合計で3〜20モルの割合でブロック状に付加させた化合物から選ばれる少なくとも一つ
出発化合物:炭素数12〜18の脂肪族アルコール及び炭素数12〜18の脂肪酸から選ばれる少なくとも一つ
先ず、本発明に係るスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤(以下、本発明の処理剤という)について説明する。本発明の処理剤は、炭素数4〜10のカルボン酸塩、前記した特定のポリオキシアルキレン誘導体及び炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩を含有するものである。
本発明の処理剤に供する炭素数4〜10のカルボン酸塩としては、ブタン酸カリウム塩、ヘキサン酸ナトリウム塩、ヘキサン酸カリウム塩、ヘキサン酸トリエタノールアミン塩、オクタン酸ナトリウム塩、オクタン酸カリウム塩、イソオクタン酸カリウム塩、デカン酸カリウム塩等が挙げられ、また塩の形態としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。なかでもヘキサン酸ナトリウム塩、ヘキサン酸カリウム塩、ヘキサン酸トリエタノールアミン塩、オクタン酸ナトリウム塩、オクタン酸カリウム塩、イソオクタン酸カリウム塩等の炭素数6〜8のカルボン酸のアルカリ金属塩やアミン塩が好ましい。
カルボン酸塩は、公知の方法により得ることができる。例えば、脂肪酸に水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの水酸化物を反応させて合成できる。
本発明の処理剤に供するポリオキシアルキレン誘導体の出発化合物は、1)ドデカノール、トリデカノール、イソトリデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、オクタデセノール等の直鎖もしくは分岐のある炭素数12〜18の飽和もしくは不飽和の脂肪族アルコール、2)ドデカン酸、トリデカン酸、イソトリデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オクタデセン酸、オクタデカジエン酸、オクタデカトリエン酸等の直鎖もしくは分岐のある炭素数12〜18の飽和もしくは不飽和の脂肪酸である。
ポリオキシアルキレン誘導体は、公知の方法により得ることができる。例えば、酸又はアルカリ触媒存在下において該当する脂肪族アルコールや脂肪酸にアルキレンオキシドを付加重合させて合成できる。
本発明の処理剤に供する炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩としては、オクチルリン酸エステルアルカリ金属塩、ノニルリン酸エステルアルカリ金属塩、デシルリン酸エステルアルカリ金属塩、ドデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、トリデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、イソトリデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、テトラデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、ヘキサデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクタデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクタデセニルリン酸エステルアルカリ金属塩、イソオクタデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、ドコシルリン酸エステルアルカリ金属塩等が挙げられる。なかでもドデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、トリデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、テトラデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、ヘキサデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクタデシルリン酸エステルアルカリ金属塩、オクタデセニルリン酸エステルアルカリ金属塩、イソオクタデシルリン酸エステルアルカリ金属塩等の炭素数12〜18の脂肪族炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩が好ましい。
炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩は、脂肪族1価アルコールと無水リン酸に代表されるリン酸化剤との反応、及びその後の中和反応により合成されるが、用いる脂肪族1価アルコールは単一物でも2種以上の混合物でもよい。また一般に炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩は、モノエステル、ジエステル及びP−O−P結合を含むポリ体からなる混合物であるが、その構成比率は特に制限されない。また塩の形態としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられるが、アルカリ金属塩が好ましく、アルカリ金属塩としてはカリウム塩が好ましい。合成原料に含まれる不純物については、一般的な原料規格内であれば許容される。例えば中和反応に用いる水酸化カリウムに含まれるナトリウム成分、リン酸化剤の一つである無水リン酸に含まれる重金属やヒ素化合物等の各種不純物や副生物がこれに該当する。
本発明の処理剤は、いずれも前記した有機リン酸エステル塩、ポリオキシアルキレン誘導体及びカルボン酸塩から成るものであるが、有機リン酸エステル塩を25〜40質量%、ポリオキシアルキレン誘導体を5〜20質量%及びカルボン酸塩を45〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有して成るものである。
次に、本発明に係るスパンレース不織布の製造方法(以下、本発明の製造方法という)について説明する。本発明の製造方法は、下記の工程1及び下記の工程2及び下記の工程3を経る方法である。
工程1:本発明の処理剤をポリエステル系合成繊維に対し0.1〜1.0重量%となるように付着させる工程。
工程2:工程1により得られたポリエステル系合成繊維をカード工程に供しウェブを製造する工程。
工程3:工程2により得られたウェブを水流にて交絡させスパンレース不織布を得る工程。
工程1において、本発明の処理剤をポリエステル系合成繊維に対し0.1〜1.0重量%となるように付着させるが、本発明の処理剤を付着させる方法としては公知の方法が適用できる。これには例えば、ローラータッチ法、スプレー法、シャワー法、浸漬法等が挙げられる。本発明の処理剤を付着させるポリエステル系合成繊維としては、ポリエ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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等の合成繊維の他に、複合ポリエステル系合成繊維が挙げられる。本発明の処理剤を付着させる工程としては、紡糸工程、延伸工程、仕上げ工程のいずれの工程でもよい。
工程2において、工程1により本発明の処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維をカード工程に供しウェブを製造する。カード工程の方法としては公知の方法が適用できる。
工程3において、工程2により得られたウェブを水流にて交絡させスパンレース不織布を得る。スパンレースの方法としては公知の方法が適用できる。
以上説明した本発明によると、処理剤の乳化安定性、処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維の親水性、制電性及びカード工程における通過性に優れ、またスパンレース工程における泡立ちが少ないという効果があり、これらの効果が相まって高品質のスパンレース不織布を得ることができる。
以下、本発明の構成及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、部は質量部を、また%は質量%を意味する。
試験区分1
・カルボン酸塩(A−1)の合成
水酸化カリウム56g(1モル)を水136gに溶解した後、ヘキサン酸116g(1モル)を徐々に投入して反応させ、カルボン酸塩の50%水性液を得た。
・カルボン酸塩(A−2)〜(A−6)及び(Ra−1)、(Ra−2)の合成
用いた中和剤やカルボン酸の種類を変更した以外はカルボン酸塩(A−1)と同様にして、カルボン酸塩(A−2)〜(A−6)、(Ra−1)及び(Ra−2)を合成した。合成した各カルボン酸塩の内容を表1にまとめて示した。
Figure 0005921051
表1において、
A−1:ヘキサン酸カリウム塩
A−2:オクタン酸ナトリウム塩
A−3:ヘキサン酸マグネシウム塩
A−4:ヘキサン酸トリエタノールアミン塩
A−5:ブタン酸カリウム
A−6:デカン酸カリウム塩
Ra−1:プロパン酸カリウム塩
Ra−2:ドデカン酸カリウム塩
試験区分2
・ポリオキシアルキレン誘導体(B−1)の合成
ドデカノール(花王社製の商品名カルコール2098)186g(1モル)及び触媒として水酸化ナトリウム2gを2Lオートクレーブに仕込み、窒素ガスでパージした後、120℃に加温し、エチレンオキサイド264g(6モル)を3時間かけて圧入して反応させた。1時間の熟成反応後、リン酸を加えて中和処理することにより触媒を除去した。得られた反応物のポリオキシアルキレン誘導体(B−1)は、水酸基価125.1、数平均分子量448(GPC法、ポリスチレン換算、以下同じ)のものであった。
・ポリオキシアルキレン誘導体(B−2)〜(B−10)及び(Rb−1)〜(Rb−4)の合成
用いた出発化合物やアルキレンオキシドの種類等を変更した以外はポリオキシアルキレン誘導体(B−1)と同様にして、ポリオキシアルキレン誘導体(B−2)〜(B−10)及び(Rb−1)〜(Rb−4)を合成した。合成した各ポリオキシアルキレン誘導体の内容を表2にまとめて示した。
Figure 0005921051
表2において、
付加モル数:出発化合物1モル当たりのアルキレンオキシドの付加モル数
試験区分3(処理剤の水性液の調製)
・実施例1
カルボン酸塩(A−1)の50%水性液50g、ポリオキシアルキレン誘導体(B−1)7.5g及び有機リン酸エステル塩(C−1)17.5gを混合し、925gの水を加え、撹拌して、実施例1の処理剤の5%水性液を得た。
・実施例2〜13、参考例14〜17及び比較例1〜10
実施例1の処理剤の5%水性液と同様にして、実施例2〜13、参考例14〜17及び比較例1〜10の処理剤の5%水性液を調製した。各例で調製した処理剤の内容を表3にまとめて示した。
Figure 0005921051
表3において、
カルボン酸塩:表1に記載のカルボン酸塩
ポリオキシアルキレン誘導体:表2に記載のポリオキシアルキレン誘導体
有機リン酸塩エステル塩:以下に記載の有機リン酸エステル塩
C−1:オクタデシルリン酸エステルカリウム塩
C−2:ドデシルリン酸エステルカリウム塩
C−3:オクチルリン酸エステルカリウム塩
C−4:ドコシルリン酸エステルカリウム塩
Rc−1:ヘキシルリン酸エステルカリウム塩
Rc−2:テトラコシルリン酸エステルカリウム塩
試験区分4(ポリエステル系合成繊維への処理剤の付着とその評価)
・ポリエステル系合成繊維への処理綿の付着
試験区分3で調製したスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維用処理剤の5%水性液をポリエステル系合成繊維(繊度2.2デシテックス、繊維長51mm)に表4に記載の付着量となるようスプレー給油法で付着させ、80℃の熱風乾燥機で2時間乾燥した後、25℃で40%RHの雰囲気下に一夜調湿した。かくして調湿したものを、処理綿とした。
・評価
前記の各処理綿について、制電性、カード通過性、起泡性及び親水性を次のように評価し、また各例の処理剤の5%水性液について、乳化安定性を次のように評価した。結果を表4にまとめて示した。
・制電性の評価
前記の処理綿5gを、20℃で45%RHの恒温室内で24時間調湿した後、電気抵抗(Ω)を抵抗値測定装置を用いて測定し、下記の判断基準で評価した。
・・制電性の判断基準
◎:表面抵抗が1.0×10Ω未満
○:表面抵抗が1.0×10Ω以上1.0×1010Ω未満
×:表面抵抗が1.0×1010Ω以上
・カード通過性の評価
前記の処理綿20gを、20℃で65%RHの恒温室内で24時間調湿した後、ローラーカードに供した。投入量に対して排出された量の割合を算出し、下記の判断基準で評価した。
・・カード通過性の判断基準
◎:排出量が80%以上
○:排出量が60%以上80%未満
×:排出量が60%未満
・起泡性の評価
前記の処理綿15gを150gの水に投入し、2時間後にハンドジューサーを用いて処理綿を絞った。この絞り液10gを25ml共栓付きメスシリンダーに入れ、30秒間強く振った。5分間静置した後、水面から泡の上面までの高さを測り、下記の判断基準で評価した。
・・起泡性の判断基準
◎:泡立ちが3mm未満
○:泡立ちが3mm以上10mm未満
×:泡立ちが10mm以上
・親水性の評価
前記の処理綿5gを3gの金属製のカゴに入れ、1Lの水に投入した。処理綿が完全に水に浸漬するまでの時間を測定し、下記の判断基準で評価した。
・・親水性の判断基準
◎:完全に水に浸漬するまでの時間が5秒未満
○:完全に水に浸漬するまでの時間が5秒以上10秒未満
×:完全に水に浸漬するまでの時間が10秒以上
・乳化安定性の評価
表3に記載した各例の処理剤の5%水性液20gを直径18mmの試験管に入れ、20℃に恒温室内で静置した。24時間後の水性液の状態を目視で確認し、下記の判断基準で評価した。
・・乳化安定性の判断基準
◎:沈殿や分離がなく均一な状態
○:沈殿は見られないものの、分離が起こり不均一な状態
×:沈殿や分離が発生し、不均一な状態
Figure 0005921051
表3に対応する表4の結果からも明らかなように、本発明によれば、処理剤の乳化安定性、処理剤を付着させたポリエステル系合成繊維の親水性、制電性及びカード工程における通過性に優れ、またスパンレース工程における泡立ちが少ない。本発明によると、これらの効果が相まって高品質のスパンレース不織布を得ることができる。

Claims (4)

  1. 炭素数8〜22の炭化水素基を有する有機リン酸エステル塩及び下記のポリオキシアルキレン誘導体を含有するスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤において、更に炭素数4〜10のカルボン酸塩を含有し、且つ有機リン酸エステル塩を25〜40質量%、ポリオキシアルキレン誘導体を5〜20質量%及びカルボン酸塩を45〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有して成ることを特徴とするスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤。
    ポリオキシアルキレン誘導体:下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシドを3〜20モルの割合で付加させた化合物、下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを合計で3〜20モルの割合でランダム状に付加させた化合物及び下記の出発化合物1モル当たりエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを合計で3〜20モルの割合でブロック状に付加させた化合物から選ばれる少なくとも一つ
    出発化合物:炭素数12〜18の脂肪族アルコール及び炭素数12〜18の脂肪酸から選ばれる少なくとも一つ
  2. カルボン酸塩が、炭素数6〜8のカルボン酸のアルカリ金属塩及び/又は炭素数6〜8のカルボン酸のアミン塩である請求項1記載のスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤。
  3. 有機リン酸エステル塩が、炭素数12〜18の炭化水素基を有するものである請求項1又は2記載のスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤。
  4. 下記の工程1〜3を経ることを特徴とするスパンレース不織布の製造方法。
    工程1:請求項1〜のいずれか一つの項記載のスパンレース不織布用ポリエステル系合成繊維処理剤を、ポリエステル系繊維に対し0.1〜1.0質量%となるように付着させる工程
    工程2:工程1により得られたポリエステル系繊維をカード工程に供しウェブを製造する工程
    工程3:工程2により得られたウェブを水流にて交絡させスパンレース不織布を得る工程
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