JP7333668B1 - 合成繊維用処理剤及び合成繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
従来、特許文献1に開示の合成繊維用処理剤が知られている。特許文献1は、アルケニル基を持つスルホン酸化合物、ヒドロキシアルキル基を持つスルホン酸化合物、及びスルホ基を有する炭化水素基を持つスルホン酸化合物を含有する合成繊維用処理剤について開示する。
上記課題を解決する各態様を記載する。
態様6は、態様1~5のいずれか1態様に記載の合成繊維用処理剤において、更に、イオン界面活性剤を含有する。
以下、本発明の合成繊維用処理剤(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、所定の平滑剤及びノニオン界面活性剤を含有する。処理剤は、さらにイオン界面活性剤を含有してもよい。
処理剤に供される平滑剤は、多価アルコールと1価脂肪酸との完全エステル化合物を含んで構成される。本発明の完全エステル化合物は、炭素数3以上6以下の鎖状構造を有する多価アルコールと炭素数8以上24以下の1価脂肪酸との完全エステル化合物が適用される。
処理剤中において、多価アルコールと1価脂肪酸との完全エステル化合物の含有割合の下限は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。かかる多価アルコールと1価脂肪酸との完全エステル化合物の含有割合の上限は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。かかる含有割合の範囲に規定することにより、本発明の効果をより向上できる。なお、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。
処理剤中において、含硫黄エステル化合物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。かかる含硫黄エステル化合物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。かかる含有割合の範囲に規定することにより、本発明の効果、特に処理剤が付与された合成繊維についてガイド等に発生するスカムをより低減できる。なお、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。
平滑剤としては、上記エステル化合物以外に鉱物油(動粘度が40℃で5mm2/s以上のもの)等を使用してもよい。鉱物油としては、例えば芳香族系炭化水素、パラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素等が挙げられる。より具体的には、例えばスピンドル油、流動パラフィン等が挙げられる。これらの鉱物油は、市販品を適宜採用することができる。
処理剤中において、平滑剤の含有割合の下限は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。かかる平滑剤の含有割合の上限は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。かかる含有割合の範囲に規定することにより、繊維に平滑性を付与しながら、本発明の効果をより向上できる。なお、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。
処理剤に供されるノニオン界面活性剤は、(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を2つ以上有する1価不飽和脂肪酸を含む脂肪酸(A1)と、をエステル化させた化合物(A)を含む。本発明のノニオン界面活性剤は、(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を2つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸、及び不飽和結合を3つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1つを含む脂肪酸(A1)と、をエステル化させた化合物(A)が適用される。
処理剤中において、化合物(A)の含有割合の下限は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上である。化合物(A)の含有割合が0.1質量%以上の場合、処理剤が付与された合成繊維のゴム接着性をより向上できる。かかる化合物(A)の含有割合の上限は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。化合物(A)の含有割合が20質量%以下の場合、処理剤が付与された合成繊維についてガイド等に発生するスカムをより低減できる。なお、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。
不飽和結合を1つ有する1価不飽和脂肪酸の具体例としては、例えばクロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、エイコセン酸、エルカ酸等が挙げられる。これらの中でも炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸が好ましい。なお、脂肪酸(B1)には、不飽和結合を2つ以上有する1価不飽和脂肪酸は含まれないものとする。
処理剤中において、化合物(B)の含有割合の下限は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上である。かかる化合物(B)の含有割合の上限は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。かかる含有割合の範囲に規定することにより、本発明の効果、特に処理剤が付与された合成繊維のゴム接着性の向上とスカムの低減効果を両立できる。なお、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。
1価飽和脂肪酸の具体例としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸(カプロン酸)、オクチル酸(2-エチルヘキサン酸)、オクタン酸(カプリル酸)、ノナン酸、デカン酸(カプリン酸)、ドデカン酸(ラウリン酸)、テトラデカン酸(ミリスチン酸)、ヘキサデカン酸(パルミチン酸)、オクタデカン酸(ステアリン酸)、エイコサン酸(アラキジン酸)、ドコサン酸(ベヘン酸)、テトラコサン酸等が挙げられる。これらの中でも炭素数12以上22以下の1価飽和脂肪酸が好ましい。なお、脂肪酸(C1)には、1価不飽和脂肪酸は含まれないものとする。
処理剤中において、化合物(C)の含有割合の下限は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。かかる化合物(C)の含有割合の上限は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。化合物(C)の含有割合がかかる範囲に規定されることにより、本発明の効果をより向上できる。なお、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。
その他の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化合物、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例えば一級有機アミン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化合物、カルボン酸類と多価アルコール等との部分エステル化合物、アミン化合物とカルボン酸類とを縮合させたアミド化合物、脂肪酸アミド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化合物等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤の原料として用いられる多価アルコールの具体例としては、上述した化合物(A)欄において列挙した多価アルコール、ショ糖、ソルビトール、ポリグリセリン等が例示される。
処理剤中において、全ノニオン界面活性剤の含有割合の下限は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。かかるノニオン界面活性剤の含有割合の上限は、好ましくは75質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。かかる含有割合の範囲に規定することにより、本発明の効果をより向上できる。なお、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は、更にイオン界面活性剤を配合してもよい。イオン界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。
金属塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられる。アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の具体例としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。アルカリ土類金属塩を構成するアルカリ土類金属としては、第2族元素に該当する金属、例えばカルシウム、マグネシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
これらのイオン界面活性剤は、一種類のイオン界面活性剤を単独で使用してもよいし、又は二種以上のイオン界面活性剤を適宜組み合わせて使用してもよい。
次に、本発明による合成繊維を具体化した第2実施形態を説明する。本実施形態の合成繊維は、第1実施形態の処理剤が付着している合成繊維である。処理剤を合成繊維に付着させる際の形態としては、希釈溶媒で希釈した希釈液、例えば有機溶媒溶液、水性液等として付与してもよい。希釈溶媒には、処理剤の繊維への付着性と経済性の観点から炭素数10以上15以下の炭化水素及び/又は水を使用することが好ましい。処理剤と希釈溶媒の混合割合は、処理剤の質量:希釈溶媒の質量=99:1~10:90であることが好ましい。合成繊維は、水性液等の希釈液を、例えば紡糸又は延伸工程等において合成繊維に付着させる工程を経て得られる。合成繊維に付着した希釈液は、延伸工程、乾燥工程により希釈溶媒を蒸発させてもよい。延伸もしくは熱処理工程において、150℃以上のローラーを通過させる工程を有する製造設備、工程での使用により、発明の効果がより期待できる。
(1)上記実施形態の処理剤では、上述した平滑剤と、上述したノニオン界面活性剤とを配合して構成した。したがって、合成繊維用処理剤が付与された合成繊維のゴム接着性の向上とスカムの低減効果を両立できる。特に、処理剤が付与された合成繊維を長期保管した場合であっても、ガイド等へのスカムを低減することができる。
・上記実施形態の処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の製造途中又は製造後に、処理剤の品質保持のための上記以外の安定化剤、制電剤、つなぎ剤、紫外線吸収剤、消泡剤、防腐剤、防錆剤等の通常処理剤に用いられる成分をさらに配合してもよい。
(実施例1)
表1に示されるように、平滑剤としてジイソセチルチオジプロピオナート(ES-1)を10部(%)、トリメチロールプロパンと混合酸(パーム核脂肪酸と植物系オレイン酸、質量比4:6混合物)のトリエステル(E-1)を30部(%)、菜種白絞油(E-2)を20部(%)、ノニオン界面活性剤として後述する表3に示される化合物(A-1)を5部(%)、後述する表4に示される化合物(B-1)を8部(%)、イソドデカノール1モルに対してエチレンオキサイド(以下、「EO」という)10モルプロピレンオキサイド(以下、「PO」という)10モルをランダムに付加したもの(N-3)を5部(%)、硬化ひまし油1モルに対しEO10モル付加したもの(N-5)を10部(%)、硬化ひまし油1モルに対しEO15モル付加したものをアジピン酸で架橋し、ステアリン酸でエステル化した化合物(質量平均分子量7000)(N-7)を5部(%)、ラウリルアミン1モルに対しEO5モル付加したもの(N-12)を2部(%)、イオン界面活性剤として二級アルカンスルホン酸ナトリウム塩(炭素数11~14)(D-1)を3部(%)、オレイルアルコールEO5モル付加物のリン酸エステル-ジブチルエタノールアミン塩(D-5)2部(%)を含む実施例1の処理剤を調製した。
実施例3,4,6~9,11,12,14、参考例2,5,10,13、比較例1~4の処理剤は、実施例1の処理剤と同様にして、平滑剤、ノニオン界面活性剤、及びイオン界面活性剤を表1に示した割合で含むように調製した。
(含硫黄エステル化合物)
ES-1:ジイソセチルチオジプロピオナート
ES-2:ジオレイルチオジプロピオナート
ES-3:ジイソステアリルチオジプロピオナート
(多価アルコールと1価脂肪酸との完全エステル化合物)
E-1:トリメチロールプロパンと混合酸(パーム核脂肪酸と植物系オレイン酸、質量比4:6混合物)のトリエステル
E-2:菜種白絞油
E-3:グリセリンと混合酸(パーム核脂肪酸と植物系オレイン酸、質量比4:6混合物)のトリエステル
(その他の平滑剤)
E-4:ジ(イソステアリル)アジパート
E-5:オレイルパルミタート
<ノニオン界面活性剤>
(化合物(A))
(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を2つ以上有する1価不飽和脂肪酸を含む脂肪酸(A1)と、をエステル化させた化合物(A)として、以下の表3に示される化合物(A-1)~化合物(A-7)を使用した。また、化合物(A)に近似する化合物として表3に示される化合物(rA-1)及び化合物(rA-2)を使用した。化合物(A)の原料として脂肪酸(A1)及び多価アルコール、並びに脂肪酸(A1)と多価アルコールの仕込み比(モル比)を、表3の「1価不飽和脂肪酸(A1)」欄、「多価アルコール」欄、及び「反応比」欄にそれぞれ示す。なお、化合物(A-1)の液体クロマトグラフィーによる定性分析の結果、化合物(B)に該当する化合物の含有はなかった。「多価アルコール」欄のPEG400は、質量平均分子量400のポリエチレングリコール、PEG600は、質量平均分子量600のポリエチレングリコールを示す。
(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を1つ有する1価不飽和脂肪酸を含む脂肪酸(B1)と、をエステル化させた化合物(B)として、以下の表4に示される化合物(B-1)~化合物(B-7)を使用した。また、化合物(B)の原料として脂肪酸(B1)及び多価アルコール、並びに脂肪酸(B1)と多価アルコールの仕込み比(モル比)を、表4の「1価不飽和脂肪酸(B1)」欄、「多価アルコール」欄、及び「反応比」欄にそれぞれ示す。「多価アルコール」欄のPEG400は、質量平均分子量400のポリエチレングリコール、PEG600は、質量平均分子量600のポリエチレングリコール、PEG1000は、質量平均分子量1000のポリエチレングリコールを示す。
(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、1価飽和脂肪酸を含む脂肪酸(C1)と、をエステル化させた化合物(C)として、以下の表5に示される化合物(C-1)及び化合物(C-2)を使用した。また、化合物(C)の原料として脂肪酸(C1)及び多価アルコール、並びに脂肪酸(C1)と多価アルコールの仕込み比(モル比)を、表5の「1価飽和脂肪酸(C1)」欄、「多価アルコール」欄、及び「反応比」欄にそれぞれ示す。「多価アルコール」欄のPEG400は、質量平均分子量400のポリエチレングリコール、PEG600は、質量平均分子量600のポリエチレングリコールを示す。
N-1:イソドデカノール1モルに対しEO10モル付加したもの
N-2:オレイルアルコール1モルに対しEO10モル付加したもの
N-3:イソドデカノール1モルに対してEO10モルPO10モルをランダムに付加したもの
N-4:イソテトラデカノール1モルに対してPO15モル付加したものにEO15モル付加したもの
N-5:硬化ひまし油1モルに対しEO10モル付加したもの
N-6:硬化ひまし油1モルにEO15モル付加したものをオレイン酸3モルでエステル化した化合物
N-7:硬化ひまし油1モルに対しEO15モル付加したものをアジピン酸で架橋し、ステアリン酸でエステル化した化合物(質量平均分子量7000)
N-8:グリセリンジオレアート
N-9:トリメチロールプロパンとイソステアリン酸のジエステル
N-10:ソルビトールと混合脂肪酸(パルミチン酸とオレイン酸とリノール酸が質量比で、7/75/18)をエステル化させた化合物(反応モル比1:1)
N-11:オレイルジエタノールアミド1モルに対しEO8モル付加したもの
N-12:ラウリルアミン1モルに対しEO5モル付加したもの
N-13:ステアリルアミン1モルに対しEO10モル付加したもの
<イオン界面活性剤>
D-1:二級アルカンスルホン酸ナトリウム塩(炭素数11~14)
D-2:ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム塩
D-3:α-オレフィンスルホン酸ナトリウム塩
D-4:2-エチルヘキサン酸カリウム塩
D-5:オレイルアルコールEO5モル付加物のリン酸エステル-ジブチルエタノールアミン塩
D-6:イソセチルリン酸エステル-ステアリルアミンEO10モル付加物塩
なお、質量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(標準物質はポリスチレン)で求めた。
上記のように調製した各処理剤を希釈溶媒として有機溶剤(ヘキサンとエタノールの混合溶媒)で均一に希釈し、15%希釈液とした。紡糸工程にて1670デシテックス、288フィラメント、固有粘度0.93の無給油のポリエチレンテレフタラート繊維に、前記希釈液を、オイリングローラー給油法にて、不揮発分として付与量5.0%となるように付与した。その後、希釈溶媒を乾燥させ試験糸を得た。
○○(良好):補強コードが見えないほどゴムが付着している場合
○(可):補強コードがわずかに見える程度にゴムが付着している場合
×(不可):補強コードがよく見える場合
試験区分3(スカム)
試験区分2で得られた試験糸を60℃で6週間保管した後、初期張力0.5kg、糸速50m/分で、5分セラミックガイドに接触させた。セラミックガイドに付着したスカムの量を目視で観察し、スカムを次の評価基準で評価した。結果を表2の「スカム」欄に示す。
○○(良好):スカムが観察されない場合
○(可):薄っすらとスカムが観察される場合
×(不可):明らかにスカムが観察される場合
表2の結果からも明らかなように、各実施例の処理剤は、接着及びスカムの評価がいずれも可以上であった。本発明によれば、合成繊維用処理剤が付与された合成繊維のゴム接着性の向上とスカムの低減効果を両立できる。
Claims (7)
- 平滑剤、及びノニオン界面活性剤を含有する合成繊維用処理剤であって、
前記平滑剤が、炭素数3以上6以下の鎖状構造を有する多価アルコールと炭素数8以上24以下の1価脂肪酸との完全エステル化合物を含み、
前記ノニオン界面活性剤が、(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を2つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸、及び不飽和結合を3つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1つを含む脂肪酸(A1)と、をエステル化させた化合物(A)、並びに(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を1つ有する1価不飽和脂肪酸を含む脂肪酸(B1)と、をエステル化させた化合物(B)を含み、
前記合成繊維用処理剤中に前記完全エステル化合物を30質量%以上70質量%以下、前記化合物(A)を0.1質量%以上22質量%以下含むことを特徴とする合成繊維用処理剤。 - 平滑剤、及びノニオン界面活性剤を含有する合成繊維用処理剤であって、
前記平滑剤が、炭素数3以上6以下の鎖状構造を有する多価アルコールと炭素数8以上24以下の1価脂肪酸との完全エステル化合物、及び含硫黄エステル化合物を含み、
前記ノニオン界面活性剤が、(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、不飽和結合を2つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸、及び不飽和結合を3つ有する炭素数12以上22以下の1価不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1つを含む脂肪酸(A1)と、をエステル化させた化合物(A)を含み、
前記合成繊維用処理剤中に前記完全エステル化合物を30質量%以上70質量%以下、前記化合物(A)を0.1質量%以上22質量%以下含むことを特徴とする合成繊維用処理剤。 - 前記合成繊維用処理剤中において、前記化合物(A)、及び前記化合物(B)の質量比が、化合物(A)/化合物(B)=40/60~5/95である請求項1に記載の合成繊維用処理剤。
- 前記ノニオン界面活性剤が、更に(ポリ)オキシアルキレン基を有する2価以上5価以下の多価アルコールと、1価飽和脂肪酸を含む脂肪酸(C1)と、をエステル化させた化合物(C)を含み、
前記化合物(A)、前記化合物(B)、及び前記化合物(C)の含有割合の合計を100質量%としたとき、前記化合物(A)、及び前記化合物(B)を合計で70質量%以上の割合で含有する請求項1に記載の合成繊維用処理剤。 - 前記平滑剤が、更に含硫黄エステル化合物を含む請求項1に記載の合成繊維用処理剤。
- 更に、イオン界面活性剤を含有する請求項1に記載の合成繊維用処理剤。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤が、付着していることを特徴とする合成繊維。
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