JP7138991B1 - ポリエステル合成繊維用処理剤、ポリエステル合成繊維用処理剤含有組成物、ポリエステル合成繊維用第1処理剤、ポリエステル合成繊維用第2処理剤、ポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物、ポリエステル合成繊維の処理方法、及びポリエステル合成繊維 - Google Patents
ポリエステル合成繊維用処理剤、ポリエステル合成繊維用処理剤含有組成物、ポリエステル合成繊維用第1処理剤、ポリエステル合成繊維用第2処理剤、ポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物、ポリエステル合成繊維の処理方法、及びポリエステル合成繊維 Download PDFInfo
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Abstract
Description
シリコーン(B):分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤。
前記ポリエステル合成繊維用処理剤において、前記シリコーン(B)が、分子中にアミノ基を含むものであってもよい。
上記課題を解決するために、本発明の別の態様のポリエステル合成繊維用第1処理剤では、使用時に下記のシリコーン(B)を含有するポリエステル合成繊維用第2処理剤と併用され、下記のシリコーン(A)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択で下記のシリコーン(C)を含有するポリエステル合成繊維用第1処理剤であって、前記ポリエステル合成繊維用第1処理剤及び前記ポリエステル合成繊維用第2処理剤が混合された混合物中において前記シリコーン(C)の含有割合が10質量%未満となるように含有することを要旨とする。
シリコーン(B):分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤。
上記課題を解決するために、本発明の別の態様のポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物では、前記ポリエステル合成繊維用第1処理剤と、溶媒とを含有することを要旨とする。
上記課題を解決するために、本発明の別の態様のポリエステル合成繊維では、前記ポリエステル合成繊維用処理剤が、付着していることを要旨とする。
以下、本発明のポリエステル合成繊維用処理剤(以下、処理剤ともいう)を具体化した第1実施形態を説明する。本実施形態の処理剤は、下記に示されるシリコーン(A)、シリコーン(B)、ノニオン界面活性剤、及びアニオン成分を含有する。さらに任意選択で下記に示されるシリコーン(C)を含有してもよい。
本実施形態の処理剤に供されるシリコーン(A)は、数平均分子量が50000以上200000未満であるシラノール変性シリコーンである。シラノール変性シリコーンは、主鎖の末端ケイ素原子に直接、シラノール基とも表現されるヒドロキシ基が結合したポリジメチルシロキサン化合物が適用できる。
本実施形態の処理剤に供されるシリコーン(B)は、分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤である。シリコーン(B)により、特に処理剤が付与された繊維の柔軟性を向上できる。シリコーン(B)の具体例としては、例えば3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらの中で、シリコーン(B)として分子中にアミノ基を含むシランカップリング剤が好ましい。アミノ基を含むシランカップリング剤の場合、処理剤が付与された繊維の柔軟性を向上できる。
処理剤中において、シリコーン(B)の含有割合の下限は、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。かかる含有割合が0.5質量%以上の場合、処理剤が付与された繊維の柔軟性を向上できる。処理剤中において、シリコーン(B)の含有割合の上限は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。かかる含有割合が30質量%以下の場合、処理剤が付与された繊維の柔軟性を向上できる。上記の上限及び下限を任意に組み合わせた範囲も想定される。
本実施形態の処理剤に供されるシリコーン(C)は、シリコーンレジン、ジメチルシリコーン、及びアルキル変性シリコーンから選ばれる少なくとも1つであって、シリコーン(A)に該当するものを除く。シリコーン(C)は、任意選択で処理剤中に含まれてもよい。
ここで、シリコーンレジンに関して記載したM、D、T、Qについて説明する。これらの表記方法はシリコーンレジンを構成する成分の表記方法として一般的に使用されており、Mとは、1官能性構成単位R1R2R3SiO1/2であり、Dとは、2官能性構成単位R4R5SiO2/2であり、Tとは、3官能性構成単位R6SiO3/2であり、Qとは、4官能性構成単位SiO4/2である。R1~R6は炭素数1~24の炭化水素基、-RaNHRbNH2(式中、RaおよびRbは炭素数2又は3の炭化水素基)や-RcNH2(式中、Rcは炭素数2又は3の炭化水素基)等で示される有機アミノ基、ビニル基、カルビノール基である。
上記アルキル変性シリコーンとしては、特に制限はないが、25℃における粘度が5mPa・s以上5000mPa・s以下であるものが好ましい。粘度によって規定される公知のアルキル変性シリコーンを適宜採用できる。
処理剤中におけるシリコーン(C)の含有割合は、10質量%未満である。シリコーン(C)の含有割合が10質量%未満の場合、使用時における処理剤の安定性、特に処理剤をエマルジョン状態にした際の乳化安定性及び処理剤が付与された繊維の帯電防止性を阻害しない。
本実施形態の処理剤に供されるノニオン界面活性剤としては、例えばアルコール類又はカルボン酸類にアルキレンオキサイドを付加させた(ポリ)オキシアルキレン構造を有するもの、多価アルコールにアルキレンオキサイドを付加させた(ポリ)オキシアルキレン構造を有するもの、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物にアルキレンオキサイドを付加させた(ポリ)オキシアルキレン構造を有するエーテル・エステル化合物、アミン化合物としてアルキルアミン類にアルキレンオキサイドを付加させた(ポリ)オキシアルキレン構造を有するもの、カルボン酸類と炭素数3以上6以下の多価アルコール等との部分エステル化合物等が挙げられる。
これらの中で、炭素数2以上18以下の1価以上4価以下のアルコール1モルに対し、炭素数2以上3以下のアルキレンオキサイドを合計で3モル以上50モル以下付加させた化合物が好ましい。また、炭素数2以上18以下の1価以上4価以下のアルコール1モルに対し、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを合計で5モル以上20モル以下付加させた化合物がより好ましい。これらの化合物により、帯電防止性を向上できる。
本実施形態の処理剤に供されるアニオン成分としては、陰イオン性化合物を示し、例えば酸、その塩等が挙げられる。アニオン成分により、特に処理剤が付与された繊維の帯電防止性を向上できる。
脂肪酸としては、公知のものを適宜採用でき、飽和脂肪酸であっても、不飽和脂肪酸であってもよい。また、直鎖状のものであっても、分岐鎖構造を有するものであってもよい。また、1価の脂肪酸であっても、多価カルボン酸(多塩基酸)であってもよい。
アルキルスルホン酸の具体例としては、例えばラウリルスルホン酸(ドデシルスルホン酸)、ミリスチルスルホン酸、セチルスルホン酸、オレイルスルホン酸、ステアリルスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、二級アルキルスルホン酸(C13~15)等が挙げられる。
ポリオキシアルキレンアルキル硫酸の具体例としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシアルキレン(ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン)ラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンドデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸エステル等が挙げられる。
これらのアニオン成分は、1種類を単独で使用してもよいし、又は2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
処理剤は、シリコーン(A)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択でシリコーン(C)を含有するポリエステル合成繊維用第1処理剤(以下、「第1処理剤」という)と、シリコーン(B)を含有するポリエステル合成繊維用第2処理剤(以下、「第2処理剤」という)とを含むセットとして構成されてもよい。第1処理剤は、該第1処理剤及び第2処理剤が混合された混合物中においてシリコーン(C)の含有割合が10質量%未満となるように含有している。処理剤は、保存時又は流通時等において第1処理剤と、第1処理剤とは別剤として構成される第2処理剤とから構成されている。処理剤は、使用時に第1処理剤と第2処理剤とが混合された混合物が調製される。
本実施形態の処理剤は、必要により溶媒と混合することによりポリエステル合成繊維用処理剤含有組成物(以下、「処理剤含有組成物」という)を調製し、処理剤含有組成物の形態で、保存又は流通させてもよい。
上記第1実施形態の処理剤の効果について説明する。
次に、本発明の第1処理剤を具体化した第2実施形態を説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態の第1処理剤は、必要により溶媒と混合することによりポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物(以下、「第1処理剤含有組成物」という)が調製され、第1処理剤含有組成物の形態で、保存又は流通させてもよい。
(2-1)第2実施形態の第1処理剤では、シリコーン(A)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択でシリコーン(C)を含有し、使用時にシリコーン(B)を含有する第2処理剤と併用される。したがって、第1処理剤の製剤安定性、特に保存安定性を向上できる。また、第2処理剤との混合比率を調整することにより、得られる処理剤の成分を調整できる。また、第1処理剤のみを第2処理剤とは別剤として流通させることができる。
次に、第2処理剤を具体化した参考実施形態を説明する。以下、第1,2実施形態との相違点を中心に説明する。
(3-1)参考実施形態の第2処理剤では、シリコーン(B)を含有する。そして、使用時にシリコーン(A)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択でシリコーン(C)を含有する第1処理剤と併用される。したがって、第2処理剤の製剤安定性、特に保存安定性を向上できる。また、第1処理剤との混合比率を調整することにより、得られる処理剤の成分を調整できる。また、第2処理剤のみを第1処理剤とは別剤として流通させることができる。
次に、本発明のポリエステル合成繊維の処理方法(以下、「繊維の処理方法」という)を具体化した第4実施形態を説明する。
希釈液が付与される繊維としては、ポリエステル合成繊維が挙げられる。ポリエステル合成繊維の具体例としては例えばポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリトリメチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリ乳酸、これらのポリエステル系樹脂を含有して成る複合繊維等が挙げられる。
(4-1)第4実施形態の繊維の処理方法では、希釈液を、例えば紡糸又は延伸工程等の紡績糸製造工程、仕上げ工程等において繊維に付与する方法である。特に、溶媒に第2実施形態の第1処理剤又は第1処理剤含有組成物と、参考実施形態の第2処理剤とを添加して調製した希釈液の場合、乳化安定性に優れる希釈液が得られる。したがって、各成分による詰め綿、短繊維、長繊維、紡績糸、不織布等に対する効能を有効に発揮できる。
・上記実施形態の処理剤の希釈液の調製方法は特に限定されず、第4実施形態の繊維の処理方法欄に記載の調製方法以外を採用してもよい。例えば、上述した各シリコーン、ノニオン界面活性剤、及びアニオン成分を混合した後、溶媒と混合してもよい。
(実施例1)
表1に示されるように、シリコーン(A)としてシラノール変性シリコーン(数平均分子量:100000)(A-1)75部(%)、シリコーン(B)として3-アミノプロピルトリエトキシシラン(官能基:アミノ基、メトキシ基)(B-1)5部(%)、ノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン(6)ポリオキシプロピレン(2)ドデシルエーテル(D-1)10部(%)、アニオン成分としてオクチルリン酸エステルカリウム塩(E-2)9部(%)及びオレイン酸(E-4)1部(%)を含む実施例1の処理剤を調製した。
実施例2~35、比較例1~12の処理剤は、実施例1の処理剤と同様にしてシリコーン(A)、シリコーン(B)、シリコーン(C)、ノニオン界面活性剤、及びアニオン成分を表1に示した割合で含むように調製した。
A-1:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:100000)
A-2:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:120000)
A-3:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:150000)
A-4:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:60000)
A-5:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:180000)
a-1:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:250000)
a-2:シラノール変性シリコーン(数平均分子量:20000)
(シリコーン(B))
B-1:3-アミノプロピルトリエトキシシラン(官能基:アミノ基、メトキシ基)
B-2:N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン(官能基:アミノ基、メトキシ基)
B-3:N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(官能基:アミノ基、メトキシ基)
B-4:メチルトリメトキシシラン(官能基:メトキシ基)
B-5:メチルトリエトキシシラン(官能基:エトキシ基)
B-6:3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(官能基:イソシアネート基、エトキシ基)
b-1:3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(官能基:エポキシ基、メトキシ基)
(シリコーン(C))
C-1:ポリジメチルシロキサン(粘度:1000mPa・s)
C-2:アルキル変性シリコーン(粘度:500mPa・s)
C-3:シリコーンレジン(MQタイプ)(常温固体)
(ノニオン界面活性剤)
D-1:ポリオキシエチレン(6)ポリオキシプロピレン(2)ドデシルエーテル
D-2:ポリオキシエチレン(10)C12-13分岐アルキルエーテル
D-3:ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノステアレート
D-4:ポリオキシエチレン(40)硬化ヒマシ油
(アニオン成分)
E-1:ドデシルスルホン酸ナトリウム塩
E-2:オクチルリン酸エステルカリウム塩
E-3:ポリオキシエチレン(3)ドデシル硫酸ナトリウム塩
E-4:オレイン酸
E-5:酢酸
試験区分2(乳化性)
試験区分1において調製された各処理剤を、イオン交換水を用いて希釈し、不揮発分の濃度1.0%の希釈液(エマルジョン)を調製した。かかる希釈液を用いて安定性としての乳化性を評価した。
◎(良好):分離がなく、光透過率が50%以上の場合
〇(可):分離がなく、光透過率が30%以上50%未満の場合
×(不良):分離がある場合
試験区分3(柔軟性)
一般的にクッションの詰め綿、布団等に使用される7デニール、カット長32mmのポリエステル合成繊維の綿を評価に用いた。ポリエステル合成繊維を製造する際に使用される潤滑剤等の影響を取り除くため、最初に40℃の温水で洗濯操作を行い、80℃で2時間乾燥させた後に評価を行った。
乾燥後の試料綿の柔軟性を、繊維の風合い評価の熟練者5名で下記の基準で点数づけし、5人の平均点を四捨五入により有効数字2桁で算出した。算出された平均点に基づき、以下の基準で柔軟性を評価した。結果を表1の「柔軟性」欄に示す。
2点:処理剤を付着させていないポリエステル合成繊維の綿より柔軟性が感じられる場合
3点:処理剤を付着させていないポリエステル合成繊維の綿より、大きく柔軟性が感じられる場合
◎(良好):5人の平均点が2.5点以上
〇(可):5人の平均点が2.0点以上2.5点未満
×(不良):5人の平均点が2.0点未満
試験区分4(帯電防止性)
試験区分3において調製された各処理剤が付着された試料綿5gを、20℃で相対湿度45%の恒温室内にて24時間調湿した。その後、公知の抵抗測定装置を用いて、ポリエステル合成繊維の電気抵抗を測定し、下記の評価基準で評価した。結果を表1の「帯電防止性」欄に示す。
◎(良好):表面抵抗が1.0×1011Ω未満
〇(可):表面抵抗が1.0×1011Ω以上1.0×1012Ω未満
×(不良):表面抵抗が1.0×1012Ω以上
試験区分5(嵩高性)
圧縮弾性回復率を測定することにより、嵩高性を評価した。圧縮弾性回復率は、JIS
L 2001に類似した試験方法により計測した。
回復率(%)=100×(h3-h2)/(h1-h2)
回復率が高いほど試験綿の嵩高性が良好と判断した。
〇(可):回復率(%)が50%以上80%未満
×(不良):回復率(%)が50%未満
試験区分6(第1処理剤の調製)
(第1処理剤(P-1))
シリコーン(A)としてシラノール変性シリコーン(数平均分子量:100000)(A-1)80部(%)、シリコーン(C)としてポリジメチルシロキサン(粘度:1000mPa・s)5部(%)、ノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン(6)ポリオキシプロピレン(2)ドデシルエーテル(D-1)10部(%)、アニオン成分としてドデシルスルホン酸ナトリウム塩(E-1)5部(%)を含む第1処理剤(P-1)を調製した。
第1処理剤P-2~P-14は、第1処理剤(P-1)と同様にしてシリコーン(A)、シリコーン(C)、ノニオン界面活性剤、及びアニオン成分を表2に示した割合で含むように調製した。
(第2処理剤(S-1))
第2処理剤(S-1)は、シリコーン(B)として3-アミノプロピルトリエトキシシラン(官能基:アミノ基、メトキシ基)(B-1)100部(%)を含むようにした。
第2処理剤S-2~S-6は、シリコーン(B)を表3に示した割合で含むように調製した。シリコーン(B)の種類と含有量を、表3の「シリコーン(B)」欄に示す。
・第1処理剤の製剤安定性評価
各第1処理剤へイオン交換水を加えて濃度を40%に調整し、ホモジナイザーにより乳化させ、乳化液(第1処理剤含有組成物)を調製した。得られた乳化液を20℃、60%RHの恒温室内にて24時間温調した。外観を目視で判断し、以下の基準により評価した。結果を表2の「製剤安定性」欄に示す。
各第2処理剤を20℃、60%RHの恒温室内にて24時間温調した。外観を目視で判断し、以下の基準により評価した。結果を表3の「製剤安定性」欄に示す。
◎(良好):分離なしの場合
×(不可):分離している場合
試験区分9(第1処理剤と第2処理剤から処理剤の調製)
(実施例36)
表4に示される第1処理剤(P-1)95%(部)、及び第2処理剤(S-1)5%(部)を混合して実施例36の処理剤を調製した。
実施例36と同様にして、表4に示される第1処理剤と第2処理剤とを混合して各例の処理剤を調製した。第1処理剤の種類と質量比、第2処理剤の種類と質量比を、表4の「第1処理剤」欄、「第2処理剤」欄にそれぞれ示す。
Claims (13)
- 下記のシリコーン(A)、下記のシリコーン(B)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択で下記のシリコーン(C)を含有するポリエステル合成繊維用処理剤であって、前記ポリエステル合成繊維用処理剤中の前記シリコーン(C)の含有割合が10質量%未満であることを特徴とするポリエステル合成繊維用処理剤。
シリコーン(A):数平均分子量が50000以上200000未満であるシラノール変性シリコーン。
シリコーン(B):分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤。
シリコーン(C):シリコーンレジン、ジメチルシリコーン、及びアルキル変性シリコーンから選ばれる少なくとも1つであって、シリコーン(A)に該当するものを除く。 - 前記シリコーン(B)が、分子中にアミノ基を含むものである請求項1に記載のポリエステル合成繊維用処理剤。
- 前記ノニオン界面活性剤が、炭素数2以上18以下の1価以上4価以下のアルコール1モルに対し、炭素数2以上3以下のアルキレンオキサイドを合計で3モル以上50モル以下付加させた化合物を含む請求項1又は2に記載のポリエステル合成繊維用処理剤。
- 前記アニオン成分が、有機酸、アルキルスルホン酸、アルキル硫酸、ポリオキシアルキレンアルキル硫酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルリン酸エステル、及びこれらの金属塩から選ばれる少なくとも1つを含む請求項1~3のいずれか一項に記載のポリエステル合成繊維用処理剤。
- 前記ポリエステル合成繊維用処理剤中に、前記シリコーン(A)を50質量%以上95質量%以下、前記シリコーン(B)を1質量%以上25質量%以下、前記シリコーン(C)を0質量%以上10質量%未満、前記ノニオン界面活性剤を1質量%以上20質量%以下、及び前記アニオン成分を0.1質量%以上20質量%以下の割合で含有する請求項1~4のいずれか一項に記載のポリエステル合成繊維用処理剤。
- 前記シリコーン(A)、前記ノニオン界面活性剤、前記アニオン成分、及び任意選択で前記シリコーン(C)を含有するポリエステル合成繊維用第1処理剤と、前記シリコーン(B)を含有するポリエステル合成繊維用第2処理剤とを含むセットである請求項1~5のいずれか一項に記載のポリエステル合成繊維用処理剤。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載のポリエステル合成繊維用処理剤と、溶媒とを含有することを特徴とするポリエステル合成繊維用処理剤含有組成物。
- 使用時に下記のシリコーン(B)を含有するポリエステル合成繊維用第2処理剤と併用され、下記のシリコーン(A)、ノニオン界面活性剤、アニオン成分、及び任意選択で下記のシリコーン(C)を含有するポリエステル合成繊維用第1処理剤であって、
前記ポリエステル合成繊維用第1処理剤及び前記ポリエステル合成繊維用第2処理剤が混合された混合物中において前記シリコーン(C)の含有割合が10質量%未満となるように含有することを特徴とするポリエステル合成繊維用第1処理剤。
シリコーン(A):数平均分子量が50000以上200000未満であるシラノール変性シリコーン。
シリコーン(B):分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤。
シリコーン(C):シリコーンレジン、ジメチルシリコーン、及びアルキル変性シリコーンから選ばれる少なくとも1つであって、シリコーン(A)に該当するものを除く。 - 請求項8に記載のポリエステル合成繊維用第1処理剤と、溶媒とを含有することを特徴とするポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物。
- 溶媒に、請求項9に記載のポリエステル合成繊維用第1処理剤含有組成物と、
下記のシリコーン(B)を含有するポリエステル合成繊維用第2処理剤とを添加して得られたポリエステル合成繊維用処理剤の希釈液をポリエステル合成繊維に付与することを特徴とするポリエステル合成繊維の処理方法。
シリコーン(B):分子中に、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、エポキシ基を含まないシランカップリング剤。 - 更に、前記ポリエステル合成繊維用処理剤の希釈液を付与した繊維を100℃以上200℃以下で熱処理する請求項10に記載のポリエステル合成繊維の処理方法。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載のポリエステル合成繊維用処理剤が、付着していることを特徴とするポリエステル合成繊維。
- 詰め綿に適用される請求項12に記載のポリエステル合成繊維。
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