JP7374643B2 - 透水性付与剤及びその利用 - Google Patents
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Description
透水性付与剤は、繊維に均一に付着させるため、水に乳化して低濃度のエマルションという形態で付与する。しかし、特許文献1の透水性付与剤を用いた場合、乳化性が悪いことから、繊維への付与を行う際に均一に給油できないために、透水性付与剤の繊維上への不均一付着により、不織布の製造面ではカード機へのスカム堆積、不織布の性能面では透水性能の不均一化、といった問題があった。
すなわち、本発明の透水性付与剤は、下記成分(A)及び下記成分(B)を含有する透水性付与剤であって、前記透水性付与剤の不揮発分に占める下記成分(A)の重量割合が1~50重量%、下記成分(B)の重量割合が0.1~30重量%であり、下記成分(B)に対する下記成分(A)の重量比(A/B)が1.3~100である。
成分(A):グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物
成分(B):グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのジエステル化合物
前記透水性付与剤の不揮発分に占める、グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのトリエステル化合物が1重量%以下であると好ましい。
下記成分(C)をさらに含み、前記透水性付与剤の不揮発分に占める下記成分(C)の重量割合が1~50重量%であると好ましい。
成分(C):アルキルホスフェート塩および/またはジアルキルスルホコハク酸塩
前記成分(C)が、炭素数が6~11のアルキルホスフェート塩および/またはジアルキルスルホコハク酸塩であると好ましい。
本発明の不織布は、上記透水性繊維を含有する。
本発明の不織布の製造方法は、上記透水性繊維を集積させて繊維ウェブを作製し、該繊維ウェブを熱処理する工程を含む。
成分(A)は、本発明の透水性付与剤に必須の成分である。
成分(A)は、グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物であり、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、グリセリンと炭素数6~10の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物であると好ましい。
炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸としては、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸が挙げられ、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸がより好ましく、中でもオクタン酸が特に好ましい。
成分(A)としては、グリセリンモノヘキサネート、グリセリンモノオクタネート、グリセリンモノデカノエート、グリセリンモノラウレートが挙げられ、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、グリセリンモノオクタネートが好ましい。
成分(B)は、本発明の透水性付与剤に必須の成分である。
成分(B)は、グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのジエステル化合物である。
炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸としては、成分(A)と同じものを挙げることができる。
成分(B)を構成する2つの炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸は、同じ炭素数のものであってよく、異なる炭素数のものであってもよい。
成分(B)としては、グリセリンジヘキサネート、グリセリンジオクタネート、グリセリンジデカノエート、グリセリンジラウレートが挙げられ、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、グリセリンジオクタネートが好ましい。
本発明の透水性付与剤は、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、成分(C)を含有すると好ましい。
成分(C)は、アルキルホスフェート塩および/またはジアルキルスルホコハク酸塩である。
アルキルホスフェート塩としては、炭素数6~11のアルキル基を有するアルキルホスフェートが好ましい。
アルキルホスフェート塩としては、ヘキシルホスフェートカリウム塩、オクチルホスフェートカリウム塩、イソオクチルホスフェートカリウム塩、デシルホスフェートカリウム塩、ラウリルホスフェートカリウム塩、ミリスチルホスフェートカリウム塩、セチルホスフェートカリウム塩、ステアリルホスフェートカリウム塩、イソステアリルホスフェートカリウム塩、ベヘニルホスフェートカリウム塩、ヘキシルホスフェートナトリウム塩、オクチルホスフェートナトリウム塩、イソオクチルホスフェートナトリウム塩、デシルホスフェートナトリウム塩、ラウリルホスフェートナトリウム塩、ミリスチルホスフェートナトリウム塩、セチルホスフェートナトリウム塩、ステアリルホスフェートナトリウム塩、イソステアリルホスフェートナトリウム塩、ベヘニルホスフェートナトリウム塩、等が挙げられ、中でも、ヘキシルホスフェートカリウム塩、オクチルホスフェートカリウム塩、デシルホスフェートカリウム塩が好ましい。これらのアルキルホスフェート塩は、1種又は2種以上を使用してもよい。ここで記載しているホスフェート塩とはモノエステル体、ジエステル体、ポリエステル体のいずれでも良く、これらの混合物でも良い。
ジアルキルスルホコハク酸塩としては、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸カリウム塩、ジデシルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジトリデシルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジミリスチルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジセチルスルホコハク酸ナトリウム塩、ジステアリルスルホコハク酸ナトリウム塩が挙げられる。
本発明の透水性付与剤は、その他成分として、下記の成分(D)、成分(E)、成分(F)、グリセリンと炭素数6未満又は13以上の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物、グリセリンと炭素数6未満又は13以上の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのジエステル化合物を含有してもよい。
成分(D)は、多価アルコール脂肪酸エステル(D1)及びポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(D2)から選ばれる少なくとも1種である。
多価アルコール脂肪酸エステル(D1)は、多価アルコールの水酸基の内、少なくとも1つ以上の水酸基と脂肪酸とがエステル結合した構造を有する化合物である。
耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、アルキレンオキシドの付加モル数は、多価アルコール脂肪酸エステルの1分子当り、5~60が好ましく、10~50がより好ましく、20~40がさらに好ましい。60を越えると、耐久透水性と給油工程の安定化が低下する可能性がある。
なお、POEとはポリオキシエチレンを意味し、POEの後ろの括弧内の数字はオキシエチレンの付加モル数を意味する。
カチオン界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤、イミダゾリニウム型カチオン界面活性剤、アルキルベタイン界面活性剤、アルキルイミダゾール型ベタイン界面活性剤、アミド基含有ベタイン界面活性剤、および高級脂肪酸アルカノールアミド型界面活性剤から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
本発明の透水性付与剤の不揮発分に占める前記成分(A)の重量割合は、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、1~50重量%であり、1.3~40重量%が好ましく、1.7~30重量%がより好ましく、2~20重量%がさらに好ましい。
本発明の透水性付与剤の不揮発分に占める前記成分(B)の重量割合は、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、0.1~30重量%であり、0.2~20重量%が好ましく、0.3~15重量%がより好ましく、0.4~10重量%がさらに好ましい。
前記成分(B)に対する下記成分(A)の重量比(A/B)は、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、1.3~1000であり、1.5~100が好ましく、1.7~50がより好ましく、2.0~20がさらに好ましい。
本発明の透水性付与剤は、耐久透水性と給油工程の安定化に優れる観点から、グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのトリエステル化合物が1重量%以下であると、好ましい。好ましい下限値は0重量%である。
本発明の透水性付与剤は、効果的に透水性が付与されるという観点から、ポリオレフィン系繊維(ポリオレフィン繊維やポリオレフィン繊維を含む複合繊維)、ポリエステル系繊維(ポリエステル繊維やポリエステル繊維を含む複合繊維)等の不織布製造用合成繊維に本発明の繊維処理剤は好適である。
本発明の透水性繊維は、不織布製造用合成繊維(繊維本体)とこれに付着した上記透水性付与剤とから構成される透水性繊維であり、一般的には所定の長さに切断した短繊維である。透水性付与剤の不揮発分の付着率は、前記透水性繊維に対して0.1~2重量%であり、好ましくは0.3~1重量%である。透水性繊維に対する透水性付与剤の不揮発分の付着率が0.1重量%未満では、瞬時透水性、耐久透水性が低下することがある。一方、透水性付与剤の不揮発分の付着率が2重量%を超えると、繊維をカード処理する時に巻付きが多くなって生産性が大幅に低下し、乾式法等の方法により得られた不織布等の繊維製品が透水後にベトツキが大きくなることがある。
表1及び2に示す各成分及び水を混合して、透水性付与剤全体に占める不揮発分の重量割合が25重量%の実施例1~10、比較例1~8の繊維処理剤をそれぞれ調製した。得られた透水性付与剤をそれぞれ約60℃の温水で不揮発分の重量割合が0.9重量%の濃度になるよう希釈して希釈液を得た。
次に、繊維本体300gに対しそれぞれの透水性付与剤の希釈液150gをディップ給油法で付着させ、撥水性繊維に付着する透水性付与剤の不揮発分の付着量を0.45重量%にした。繊維本体は、透水性付与剤等の繊維処理剤が付着していない、ポリプロピレン(芯)-ポリエチレン(鞘)系複合繊維であり、単繊維繊度が2.2Dtex、繊維長が38mmのものであった。それぞれの透水性付与剤の希釈液を付着させた繊維を、80℃の温風乾燥機の中に2時間入れた後、室温で8時間以上放置して乾燥させて、透水性繊維を得た。
A-1 グリセリンモノオクタネート
A-2 グリセリンモノデカノエート
A-3 グリセリンモノラウレート
a-1 グリセリンモノミリスチレート
B-1 グリセリンジオクタネート
B-2 グリセリンジデカノエート
B-3 グリセリンジラウレート
b-1 グリセリンジミリスチレート
C-1 オクチルホスフェートカリウム塩
C-2 ラウリルホスフェートカリウム塩
C-3 ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム塩
C-4 ジトリデシルスルホコハク酸ナトリウム塩
D-1 ポリオキシエチレン(20モル)カスターワックス
D-2 ポリオキシエチレン(20モル)カスターワックスのマレイン酸縮合物の水酸基1モル当量あたりステアリン酸1モル当量で封鎖したエステル
D-3 ソルビタンモノオレエート
D-4 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタンモノラウレート
D-5 ポリオキシエチレン(20モル)ソルビタントリオレエート
E ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド
F グリセリントリオクタネート
(溶液安定性)
表1及び2に示す各成分及び水を混合して、透水性付与剤全体に占める不揮発分の重量割合が5重量%の実施例1~10、比較例1~8の繊維処理剤をそれぞれ調製した。それぞれの透水性付与剤の希釈液80gを100mL容量のガラス製スクリュー管瓶に入れ、25℃の恒温室内で静置させた。24時間後の溶液状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。3以上であると実用に供し得る。
〔判定基準〕
5 … 無色透明で均一な状態
4 … 青白く透明感があり、分離や沈殿がない状態
3 … 青白~白色の半透明であり、分離や沈殿がない状態
2 … 軽く振ると分散するが、わずかに分離や沈殿がある状態
1 … 激しく撹拌しないと分散しない分離や沈殿がある状態
(スカム発生の有無)
製綿工程のスカム発生の代用評価として、ポリエステルフィラメントを用いてスカム評価を行った。
各透水性付与剤の有効10%濃度エマルションを市販のポリエステルフィラメント(200d/24f)の脱脂糸に定量ポンプを用いて、OPU=1.0%となるように給油した。
各透水性付与剤付着糸を40mmφ梨地クロムピン上、糸速度200m/分、入張力25g、接触角180度で一定長(10000m)走行させたときのピン上に蓄積するスカムの有無を肉眼で判定した。3以上であると実用に供し得る。
〔判定基準〕
5 … スカム発生が見られない
4 … スカム発生が僅かに見られる
3 … スカムが少し発生する
2 … スカム発生が見られる
1 … スカムの発生が多く見られる
(制電性)
カード試験機を用いて20℃×45%RHの条件で試料撥水性繊維40gをシリンダー回転数970rpm(設定可能な最高回転数)でミニチュアカード機に通す。発生した静電気の電圧を測定し、以下の基準で評価する。なお、5が最も良い評価であり、3以上であると実用に供し得る。
5…0.5kV未満、4…0.5~1.0kV、3…1.0kV超~1.5kV、
2…1.5kV超~2.0kV、1…2.0kVより大
(不織布の瞬時透水性)
不織布を濾紙(東洋濾紙、No.5)の上に重ね、不織布表面から10mmの高さに設置したビューレットより1滴(約0.05ml)の人工尿を滴下して、不織布表面から水滴が消失するまでの時間を測定する。不織布表面の20箇所でこの測定を行って5秒未満の個数を表示する。個数を以下の基準で評価する。なお、5が最も良い評価であり、3以上であると実用に供し得る。
〔判定基準〕
5 … 19個~20個
4 … 17個~18個
3 … 14個~16個
2 … 11個~13個
1 … 10個以下
EDANA法のRepeated Liquid Strike-Through Time法に従い、不織布(10cm×10cm)に0.9%生理食塩水を透水させ、透水時間を測定した。透水後、不織布を2枚の濾紙(東洋濾紙、No.5)の間に挟み、その上に板(10cm×10cm)と重り(500g)を乗せて3分間放置して脱水し、その後さらに5分間風乾した。
試験に供した不織布について、同様の作業を繰り返して行う。この繰り返し試験では回数を重ねても透水時間が短い方がよい。時間(秒数) を以下の基準で評価する。なお、5が最も良い評価であり、3以上であると実用に供し得る。
〔判定基準〕
5 … 2秒未満
4 … 2秒以上3秒未満
3 … 3秒以上5秒未満
2 … 5秒以上10秒未満
1 … 10秒以上
一方、比較例1~8では、上記成分(B)に対する上記成分(A)の重量比(A/B)が1.3~1000の範囲にない場合(比較例1)、グリセリンと一価の脂肪酸とのジエステル化合物がない場合(比較例2、4、7及び8)、グリセリンと一価の脂肪酸とのモノエステル化合物がない場合(比較例5、7、及び8)、グリセリンと一価の脂肪酸とのモノエステル化合物があるが炭素数6~12の炭化水素基を有しない脂肪酸である場合(比較例6)には、本願の課題のうち、少なくとも1つを解決することができなかった。
Claims (8)
- 下記成分(A)及び下記成分(B)を含有する透水性付与剤であって、
前記透水性付与剤の不揮発分に占める下記成分(A)の重量割合が1~50重量%、下記成分(B)の重量割合が0.1~30重量%であり、
下記成分(B)に対する下記成分(A)の重量比(A/B)が1.3~100である、
透水性付与剤。
成分(A):グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物
成分(B):グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのジエステル化合物 - 前記成分(A)が、グリセリンと炭素数6~10の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのモノエステル化合物である、請求項1に記載の透水性付与剤。
- 前記透水性付与剤の不揮発分に占める、グリセリンと炭素数6~12の炭化水素基を有する一価の脂肪酸とのトリエステル化合物が1重量%以下である、請求項1又は2に記載の透水性付与剤。
- 下記成分(C)をさらに含み、前記透水性付与剤の不揮発分に占める下記成分(C)の重量割合が1~50重量%である、請求項1~3のいずれかに記載の透水性付与剤。
成分(C):アルキルホスフェート塩および/またはジアルキルスルホコハク酸塩 - 前記成分(C)が、炭素数が6~11のアルキルホスフェート塩および/またはジアルキルスルホコハク酸塩である、請求項4に記載の透水性付与剤。
- 原料短繊維に対して、請求項1~5のいずれかに記載の透水性付与剤を付与してなる、透水性繊維。
- 請求項6に記載の透水性繊維を含有する、不織布。
- 請求項6に記載の透水性繊維を集積させて繊維ウェブを作製し、該繊維ウェブを熱処理する工程を含む、不織布の製造方法。
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