JPWO2016125577A1 - 合成繊維用処理剤及びその用途 - Google Patents

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Abstract

耐熱性及びシリコーン樹脂接着性に優れる合成繊維用処理剤、該処理剤を用いた合成繊維フィラメント糸条の製造方法、該製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含む繊維構造物を提供する。平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを必須に含む合成繊維用処理剤であって、前記平滑成分(A)が含硫黄エステル化合物(A3)を含み、処理剤の不揮発分に対する、前記平滑成分(A)の重量割合が50〜90重量%、前記エステル化合物(B)の重量割合が1〜20重量%、前記含硫黄エステル化合物(A3)の重量割合が5〜20重量%である、合成繊維用処理剤。【選択図】 図1

Description

本発明は合成繊維用処理剤、及びその用途に関するものである。
近年、自動車の乗員保護安全装置として、エアバッグシステムの装着が進んでいる。最近では、安全性の高まりにより、従来の運転席用エアバッグおよび助手席用エアバッグだけでなく、サイドエアバッグ、サイドカーテンのような横方向からの衝突時に乗員を保護するエアバッグの装着も進んでいる。
サイドエアバッグ、サイドカーテンは、側面衝突時や横転時に、乗員を確実に補足する為に膨張展開した時に数秒から10秒程度は膨張したままでその形態を保つ必要があり、気密性の高いものが要求される。その為、織物表面にシリコーン樹脂をコートし、気密性を高めたコートエアバッグが用いられる。
合成繊維原糸を織機にて織物とし、エアバッグ用基布とするが、原糸に付着している繊維用処理剤は精練工程にて、除去される(ウォータージェットルーム織機の場合、製織される際に噴射される水により繊維用処理剤も除去されるので、精練工程は省略される)。
コートエアバッグの場合、繊維用処理剤が基布中に残存していると、基布とシリコーン樹脂との接着が不十分となり、エアバッグの気密性が不十分となる事がある。このように高品位なエアバッグを得るには、繊維用処理剤を十分に除去する必要が有る。また、エアバッグには自動車の省燃費化の為にエアバッグの省スペース化、コンパクト化の要求が高まっている。
コンパクト化の要求の為、糸条の繊度を下げて織布厚みを薄くする事が必要であるが、織布の厚みが薄くなっても強力を維持する為には、原糸強度の向上が必要となる。
原糸強度の向上には、合成繊維を紡糸する際に、延伸比率を上げる事、延伸ローラーの高温化が有効であるが、延伸ローラーの高温化等を行うと、これまで問題とならなかったロール汚れが原因で、毛羽・糸切れが増加する事がある。
このような、エアバッグ用油剤として、特許文献1には、高品質なシリコーンコートエアバッグ用基布を得る為、分子量500〜700の一価脂肪酸エステル50〜70%、分子量1000〜2000のPO/EOポリエーテル15〜35%、ヒンダードフェノール系酸化防止剤0.1〜3.0%、有機リン酸エステル0.1〜2.0%、有機イオウ化合物0.5〜2.0%、シリコーン化合物0.1〜1.0%を含有する紡糸油剤を用いる事が開示されている。しかし、この特許に記載されている紡糸油剤では、近年要求されるような紡糸時の高温ローラー上での発煙量が多く、作業環境性に劣り、又、耐熱性が悪く、原糸の毛羽が多かった。
特許文献2には、エアバッグ等に有用なポリアミド繊維を得る為、二塩基酸と一価アルコールから誘導されるエステルを30〜50%、一塩基酸と三価以上の水酸基(水酸基価から水酸基に修正)を持つ物質から誘導されるエステルを20〜50%、二塩基酸と三価以上の水酸基を持つ物質から誘導される分子量10000〜30000のエステル多量体を1〜10%、分子量1000〜2000のアルキル燐酸アミン塩を0.5〜5%を含有する紡糸油剤を用いる事が開示されている。しかし、この特許に記載されている紡糸油剤では、分子量の大きいエステル多量体を含有している為、該紡糸油剤を用いた原糸を織物としたとき、精練工程(又はウォータージェットルーム)での油剤脱落が十分でなく、その為に織物のシリコーン樹脂接着が不十分であった。
特許文献3には、熱可塑性合成繊維を得る為、チオジプロピオン酸と炭素数12〜18の1価アルコールとのジエステル、及び、エチレンオキサイド付加モル数10〜45モルのヒマシ油もしくは硬化ヒマシ油のエチレンオキサイド付加物を含有し、かつ、チオジプロピオン酸と炭素数12〜18の1価アルコールとのジエステル:エチレンオキサイド付加モル数10〜45モルのヒマシ油もしくは硬化ヒマシ油のエチレンオキサイド付加物の重量割合が4:1〜2:3で配合されてなる油剤組成物が開示されている。しかし、この特許に記載されている油剤が付与された合成繊維をエアバッグ用基布としたとき、総硫酸の量が多い為に、基布とシリコーン樹脂との接着が不十分であった。
日本国特開2009−185421号公報 日本国特開2003−20566号公報 日本国特開昭54−147214号公報
本発明の目的は、耐熱性及びシリコーン樹脂接着性に優れる合成繊維用処理剤、該処理剤を用いた合成繊維フィラメント糸条の製造方法、該製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含む繊維構造物を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討した結果、平滑成分(A)と、特定の多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを、特定の割合で含む合成繊維用処理剤であれば、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを必須に含む合成繊維用処理剤であって、前記平滑成分(A)が含硫黄エステル化合物(A3)を含み、処理剤の不揮発分に対する、前記平滑成分(A)の重量割合が50〜90重量%、前記エステル化合物(B)の重量割合が1〜20重量%、前記含硫黄エステル化合物(A3)の重量割合が5〜20重量%である、合成繊維用処理剤である。
処理剤の不揮発分の総硫酸量が0.1〜3重量%であると好ましい。
イオンクロマトグラフ法によって処理剤の不揮発分から検出される硫酸イオン(SO 2−)の重量割合が300ppm以下であり、塩素イオン(Cl)の重量割合が300ppm以下であると好ましい。
前記多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)を構成する多価アルコールがジグリセリン及びトリグリセリンから選ばれる少なくとも1種を含むと好ましい。
アルキルポリエーテル化合物(D)をさらに含むと好ましい。
合成繊維がエアバッグ用繊維であると好ましい。
本発明の合成繊維フィラメント糸条は、原料合成繊維フィラメント糸条に、上記合成繊維用処理剤が付与されてなる。
本発明の合成繊維フィラメント糸条の製造方法は、原料合成繊維フィラメント糸条に、請求項1〜6のいずれかに記載の処理剤を付与する工程を含む。
本発明の繊維構造物は、上記合成繊維フィラメント糸条及び/又は上記製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含む。
本発明の合成繊維用処理剤は、耐熱性及び脱落性に優れるため、毛羽が少なく、製織後にシリコーン樹脂接着性に優れる合成繊維フィラメント糸条が得られる。
本発明の合成繊維フィラメント糸条は、毛羽が少なく、製織後の付着処理剤が少ないため、繊維構造物が得られる。本発明の繊維構造物は高品位である。
糸・糸間静摩擦力の測定装置を示す模式図
本発明の合成繊維用処理剤は、平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを必須に含み、各成分の重量割合が特定量である合成繊維用処理剤である。以下、詳細に説明する。
[平滑成分(A)]
平滑成分(A)は、本発明の処理剤の必須成分である。平滑成分(A)としては、1)脂肪族一価アルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル化合物(A1)、2)脂肪族多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル化合物及び脂肪族一価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とがエステル結合した構造を有するエステル化合物から選ばれる少なくとも1種であるエステル化合物(A2)、3)含硫黄エステル化合物(A3)が挙げられる。
平滑成分(A)は、エステル結合を有し、分子内にポリオキシアルキレン基及び水酸基を有しないエステル化合物である。
平滑成分(A)は、分子内にポリオキシアルキレン基及び水酸基を有しないために、繊維製造時に繊維と金属との摩擦が低く、平滑性に優れる。
1)エステル化合物(A1)
エステル化合物(A1)は、脂肪族一価アルコールと脂肪酸(脂肪族1価カルボン酸)とがエステル結合した構造を有する化合物であり、また分子内にポリオキシアルキレン基及び水酸基を有しない化合物である。エステル化合物(A1)は1種又は2種以上を使用できる。
エステル化合物(A1)としては、下記一般式(1)で示される化合物であることが好ましい。
Figure 2016125577
(式中、Rは炭素数4〜24のアルキル基又はアルケニル基を示し、Rは炭素数6〜24のアルキル基又はアルケニル基を示す。)
の炭素数は6〜22が好ましく、8〜20がより好ましく、10〜18がさらに好ましい。該炭素数が4未満では、油膜が弱いために毛羽が増加することがある。一方、該炭素数が24超では、繊維金属間の摩擦が高くなり、毛羽が増加することがある。Rは、アルキル基とアルケニル基のどちらでもよいが、耐熱性に優れるという観点から、アルキル基が好ましい。
の炭素数は6〜22が好ましく、8〜20がより好ましく、10〜18がさらに好ましい。該炭素数が6未満では、油膜が弱いために毛羽が増加することがある。一方、該炭素数が24超では、繊維金属間の摩擦が高くなり、毛羽が増加することがある。Rは、アルキル基とアルケニル基のどちらでもよいが、油膜強度が強く毛羽が発生しにくいという観点から、アルケニル基が好ましい。
エステル化合物(A1)としては、特に限定されないが、例えば、2−デシルテトラデカノイルエルシネート、2−デシルテトラデカノイルオレエート、2−オクチルドデシルステアレート、イソオクチルパルミテート、イソオクチルステアレート、ブチルパルミテート、ブチルステアレート、ブチルオレート、イソオクチルオレート、ラウリルオレエート、イソトリデシルステアレート、ヘキサデシルステアレート、イソステアリルオレエート、オレイルオクタノエート、オレイルラウレート、オレイルパルミテート、オレイルステアレート、オレイルオレエート等が挙げられる。これらの中でも、2−デシルテトラデカノイルオレエート、2−オクチルドデシルステアレート、イソオクチルパルミテート、イソオクチルステアレート、ラウリルオレエート、イソトリデシルステアレート、ヘキサデシルステアレート、イソステアリルオレエート、オレイルオレエートが好ましい。
エステル化合物(A1)は、一般的に市販されている脂肪酸と脂肪族一価アルコールを用いて、公知の方法で合成し、得ることができる。
2)エステル化合物(A2)
エステル化合物(A2)は、脂肪族多価アルコールと脂肪酸(脂肪族1価カルボン酸)とがエステル結合した構造を有する化合物及び脂肪族一価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とがエステル結合した構造を有する化合物から選ばれる少なくとも1種であるエステル化合物であり、分子内にポリオキシアルキレン基及び水酸基を有しない化合物である。エステル化合物(A2)は1種又は2種以上を使用できる。
エステル化合物(A2)は、分子内に水酸基がない点で、後述するエステル化合物(B)と区別される。
エステル化合物(A2)を構成する脂肪族多価アルコールは、2価以上であれば特に限定はなく、1種又は2種以上を使用できる。多価アルコールは、油膜強度の点から、3価以上が好ましく、3〜4価がより好ましく、3価がさらに好ましい。
脂肪族多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリグリセリン、テトラグリセリン、ショ糖等が挙げられる。これらの中でも、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ショ糖が好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタンがより好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパンがさらに好ましい。
エステル化合物(A2)を構成する脂肪酸は、飽和であっても不飽和であってもよい。不飽和結合の数については特に限定はないが、3つ以上有する場合、酸化により劣化が進行して処理剤が増粘して潤滑性が損なわれるため、1つ又は2つが好ましい。脂肪酸の炭素数としては、油膜強度と潤滑性の両立から、8〜24が好ましく、10〜20がより好ましく、12〜18がさらに好ましい。脂肪酸は、1種又は2種以上を使用してもよく、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸を併用してもよい。
脂肪酸としては、酪酸、クロトン酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、イソエイコサ酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、ドコサン酸、イソドコサン酸、エルカ酸、テトラコサン酸、イソテトラコサン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等が挙げられる。
これらの中でも、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、イソエイコサ酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、ドコサン酸、イソドコサン酸、エルカ酸、テトラコサン酸、イソテトラコサン酸、ネルボン酸が好ましく、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、イソエイコサ酸、ガドレイン酸、エイコセン酸がより好ましく、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸がさらに好ましい。
エステル化合物(A2)は、分子内に2個以上のエステル結合を有する化合物であるが、製糸性の観点から、分子内に3個以上のエステル結合を有する化合物であることが好ましく、分子内に3個のエステル結合を有する化合物であることがさらに好ましい。エステル化合物(A2)のヨウ素価については、特に限定はない。
前記エステル化合物(A2)が、分子内に3個以上のエステル結合を有する化合物を含むと、耐熱性が向上する観点から好ましい。
エステル化合物(A2)の重量平均分子量は、300〜1200が好ましく、300〜1000がより好ましく、500〜1000がさらに好ましい。該重量平均分子量が300未満の場合、油膜強度が不足し、毛羽が増加したり、熱処理時の発煙が増加したりする場合がある。一方、該重量平均分子量が1200超の場合、平滑性が不足して毛羽が多発し、高品位の繊維が得られないだけでなく、製織や編み工程での品位が劣る場合がある。
なお、本発明における重量平均分子量は、東ソー(株)製高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC−8220GPCを用い、試料濃度3mg/ccで、昭和電工(株)製分離カラムKF−402HQ、KF−403HQに注入し、示差屈折率検出器で測定されたピークより算出した。
エステル化合物(A2)は、一般的に市販されている脂肪酸と脂肪族多価アルコールを用いて、公知の方法で合成し得られたものを使用してもよい。又、天然の果実、種子又は花など天然より得られる天然エステルであって、エステル化合物(A2)の構成を満足する天然エステルをそのまま使用したり、必要に応じて、天然エステルを公知の方法で精製したり、更に精製したエステルを公知の方法で融点差を利用して分離、再精製を行ったエステルを用いたりしてもよい。又、2種以上の天然エステル(油脂)をエステル交換して得られたエステルを用いてもよい。
エステル化合物(A2)を構成する脂肪族一価アルコールは、特に限定はなく、1種又は2種以上を使用できる。脂肪族一価アルコールは、飽和であっても不飽和であってもよい。不飽和結合の数については特に限定はないが、2つ以上有する場合、酸化により劣化が進行して処理剤が増粘して潤滑性が損なわれるため、1つが好ましい。脂肪族一価アルコールの炭素数としては、平滑性と油膜強度の観点から、8〜24が好ましく、14〜24がより好ましく、18〜22がさらに好ましい。脂肪族一価アルコールは、1種又は2種以上を使用してもよく、飽和脂肪族一価アルコールと不飽和脂肪族1価アルコールを併用してもよい。
脂肪族1価アルコールとしては、オクチルアルコール、イソオクチルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ミリストレイルアルコール、セチルアルコール、イソセチルアルコール、パルミトレイルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、バクセニルアルコール、ガドレイルアルコール、アラキジルアルコール、イソイコサニルアルコール、エイコセノイルアルコール、ベヘニルアルコール、イソドコサニルアルコール、エルカニルアルコール、リグノセリニルアルコール、イソテトラコサニルアルコール、ネルボニルアルコール、セロチニルアルコール、モンタニルアルコール、メリシニルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、オクチルアルコール、イソオクチルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ミリストレイルアルコール、セチルアルコール、イソセチルアルコール、パルミトレイルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、バクセニルアルコール、ガドレイルアルコール、アラキジルアルコール、イソイコサニルアルコール、エイコセノイルアルコール、ベヘニルアルコール、イソドコサニルアルコール、エルカニルアルコール、リグノセリニルアルコール、イソテトラドコサニルアルコール、ネルボニルアルコールが好ましく、ミリストレイルアルコール、パルミトレイルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、バクセニルアルコール、ガドレイルアルコール、エイコセノイルアルコール、エルカニルアルコール、ネルボニルアルコールがより好ましく、オレイルアルコール、エライジルアルコール、バクセニルアルコール、ガドレイルアルコール、エイコセノイルアルコール、エルカニルアルコールがさらに好ましい。
エステル(A2)を構成する脂肪族多価カルボン酸は、2価以上であれば特に限定はなく、1種又は2種以上を使用できる。本発明で用いる脂肪族多価カルボン酸は、チオジプロピオン酸等の含硫黄多価カルボン酸を含まない。脂肪族多価カルボン酸の価数は、2価が好ましい。同様に、分子内にヒドロキシル基を含まないことが好ましい。
脂肪族多価カルボン酸としては、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸、アコニット酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。これらの中でも、アコニット酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましく、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸がより好ましい。
エステル化合物(A2)としては、例えば、トリメチロールプロパントリカプリレート、トリメチロールプロパントリカプリナート、トリメチロールプロパントリラウレート、トリメチロールプロパントリオレエート、トリメチロールプロパン(ラウレート、ミリスチレート、パルミテート)、トリメチロールプロパン(ラウレート、ミリスチレート、オレエート)、トリメチロールプロパン(トリパーム核脂肪酸エステル)、トリメチロールプロパン(トリヤシ脂肪酸エステル)、ヤシ油、菜種油、パーム油、グリセリントリラウレート、グリセリントリオレエート、グリセリントリイソステアレート、ソルビタントリオレエート、ソルビタン(ラウレート、ミリスチレート、オレエート)、ペンタエリスリトールテトラカプリレート、ペンタエリスリトールテトラカプリナート、ペンタエリスリトールテトララウレート、エリスリトールテトララウレート、ペンタエリスリトール(テトラパーム核脂肪酸エステル)、ペンタエリスリトール(テトラヤシ脂肪酸エステル)、1,6−ヘキサンジオールジオレエート、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジラウリル、アジピン酸ジオレイル、アジピン酸次イソセチル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジラウリル、セバシン酸ジオレイル、セバシン酸ジイソセチル等が挙げられる。
3)含硫黄エステル化合物(A3)
含硫黄エステル化合物(A3)は、平滑性に優れ、かつ、抗酸化能を有する成分である。該含硫黄エステル化合物を使用することで、処理剤の平滑性、および、耐熱性を高めることができる。
含硫黄エステル化合物(A3)としては、本願効果が発揮され易い観点から、下記一般式(2)で示される化合物、及び/又はチオエーテルモノカルボン酸と多価アルコールとがエステル結合した構造を有する化合物であると好ましい。
Figure 2016125577
一般式(2)の式中、R及びRは、炭素数12〜24の炭化水素基である。R及びRは直鎖状、分岐鎖状のどちらでもよいが、動摩擦低下の観点から、直鎖状が好ましい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、アルケニル基が好ましい。炭化水素基の炭素数は、14〜22が好ましく、16〜20がさらに好ましい。該炭素数が12未満であると、分子量が小さくなりすぎて製糸熱延伸工程で発煙が増加する。一方、炭素数が24を超えると、製糸熱延伸工程で熱分解されたあと、延伸ローラー上に堆積しやすくなり、毛羽・糸切れが増加する。
一般式(2)の式中、p及びqは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、2が好ましい。1〜4以外の場合、酸化防止効果が低くなり製糸熱延伸工程で熱分解されたあと、延伸ローラー上に堆積しやすくなり、毛羽・糸切れが増加する。
直鎖状の炭化水素基の具体例としては、例えば、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、オレイル基、ステアリル基等が挙げられる。また、分岐鎖状の炭化水素基の具体例としては、例えば、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基、イソステアリル基等が挙げられる。これらの中でも、潤滑性の観点から、イソヘキサデシル基、オレイル基、イソステアリル基が好ましい。
上記チオエーテルモノカルボン酸と多価アルコールとがエステル結合した構造を有する化合物を構成するチオエーテル基を有するモノカルボン酸としては、下記一般式(3)で示される化合物であると、本願効果が発揮され易い観点から好ましい。
Figure 2016125577
(式中、Rは脂肪族基または芳香族基、特に炭素数8〜20の飽和または不飽和の分岐を有してもよいアルキル基、Rは脂肪族または芳香族基を含む炭化水素基、好ましくは炭素数1〜6の側鎖を有してもよいアルキレン基を表わす。)
上記チオエーテルモノカルボン酸と多価アルコールとがエステル結合した構造を有する化合物を構成する多価アルコールとしては、特に限定されないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどとエステル化してもよく、あるいは高級の一価アルコール、例えば、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソステアリルアルコールなどとエステル化してもよい。好適にはグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールである。
含硫黄エステル化合物(A3)としては、例えば、チオジエタン酸ジ(n−ドデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(n−トリデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(n−テトラデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(n−ペンタデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(n−ヘキサデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(オレイル)エステル等のチオジエタン酸ジ直鎖型エステル;チオジエタン酸ジ(イソドデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(イソトリデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(イソテトラデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(イソペンタデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(イソヘキサデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステル、チオジエタン酸ジ(イソステアリル)エステル等のチオジエタン酸ジ分岐鎖型エステル;チオジプロピオン酸ジ(n−ドデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(n−トリデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(n−テトラデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(n−ペンタデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(n−ヘキサデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(オレイル)エステル等のチオジプロピオン酸ジ直鎖型エステル;チオジプロピオン酸ジ(イソドデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソトリデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソテトラデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソペンタデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソヘキサデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソステアリル)エステル等のチオジプロピオン酸ジ分岐鎖型エステル;チオジブタン酸ジ(n−ドデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(n−トリデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(n−テトラデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(n−ペンタデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(n−ヘキサデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(オレイル)エステル等のチオジブタン酸ジ直鎖型エステル;チオジブタン酸ジ(イソドデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(イソトリデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(イソテトラデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(イソペンタデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(イソヘキサデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステル、チオジブタン酸ジ(イソステアリル)エステル等のチオジブタン酸ジ分岐鎖型エステル;チオジペンタン酸ジ(n−ドデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(n−トリデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(n−テトラデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(n−ペンタデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(n−ヘキサデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(オレイル)エステル等のチオジペンタン酸ジ直鎖型エステル;チオジペンタン酸ジ(イソドデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(イソトリデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(イソテトラデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(イソペンタデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(イソヘキサデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステル、チオジペンタン酸ジ(イソステアリル)エステル等のチオジペンタン酸ジ分岐鎖型エステル;ヘキサンジオールジオクタデシルチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリドデシルチオプロピオネート、グリセリントリドデシルチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラオクタデシルチオプロピオネート等のチオエーテルモノカルボン酸とのエステル;等が挙げられる。
これらの中でも、油膜強度と潤滑性の観点から、チオジプロピオン酸ジ直鎖型エステル、チオジプロピオン酸ジ分岐鎖型エステルが好ましく、チオジプロピオン酸ジ(イソヘキサデシル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(オレイル)エステル、チオジプロピオン酸ジ(イソステアリル)エステルがさらに好ましい。
これらの含硫黄エステル化合物(A3)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。
含硫黄エステル化合物(A3)のヨウ素価については、特に限定はない。なお、本発明でのヨウ素価は、JIS K−0070に基づき測定した値をいう。
含硫黄エステル化合物(A3)の製造方法としては、特に限定なく、公知の手法を採用できる。例えば、チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールのエステル化反応を行うことで製造することができる。具体的な例としては、チオジプロピオン酸に対して脂肪族アルコール2〜2.5倍モルの仕込み比率で、生成してくる水を抜きながらエステル化反応を行う方法が挙げられる。
エステル化条件として、例えば、エステル化反応温度としては、通常120〜250℃であり、130℃〜230℃が好ましい。また、反応時間としては、通常1〜10時間であり、2〜8時間が好ましい。反応は無触媒で行っても後述するエステル化触媒を用いて反応を行ってもよい。
脂肪族アルコールの具体例としては、例えば、n−ドデカノール、n−トリデカノール、n−テトラデカノール、n−ペンタデカノール、n−ヘキサデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノール、イソテトラデカノール、イソペンタデカノール、イソヘキサデカノール、2−ヘキシルデカノール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、イソヘキサデカノール、オレイルアルコール)、イソステアリルアルコールが好ましい。
これらの脂肪族アルコールは、単独であるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
エステル化触媒としては、ルイス酸類、スルホン酸類等が挙げられる。より具体的には、ルイス酸類としては、アルミニウム誘導体、錫誘導体、チタン誘導体等が、更にスルホン酸類としては、パラトルエンスルホン酸、メタスルホン酸、硫酸等が挙げられる。これらの中でも、チタン誘導体、スルホン酸類が好ましい。その使用量は、例えば原料の総重量に対して、0.05〜5重量%程度が好ましい。
エステル化反応では、必要に応じて、生成してくる水をベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の水同伴剤を用いて系外に共沸留去させてもよい。
エステル化反応終了後、反応に応じて、過剰の脂肪族アルコールを減圧化又は常圧下にて留去させ、また、慣用の精製方法、例えば、水洗、減圧蒸留、活性炭等の吸着剤精製を行い、チオジプロピオン酸ジエステルを得ることができる。
[水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)]
本発明の合成繊維用処理剤は、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)を必須に含む。
水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)は、3価以上のアルコールと脂肪酸とがエステル結合した構造を有するエステル化合物であり、水酸基を少なくとも1つ有する化合物である。
エステル化合物(B)のエステル結合数は、エステル化合物(B)を構成する多価アルコールの価数より少ない数であり、具体的には1又は2が好ましい。
前記エステル化合物(B)は、水酸基を有するので、水酸基を有さない平滑成分(A)と併用すると、平滑成分(A)の水溶性を若干向上させて、繊維から平滑成分(A)が水洗により容易に脱落する役割をする。
エステル化合物(B)を構成する多価アルコールは、3価以上であるが、好ましくは3〜4価であり、さらに好ましくは3価である。
エステル化合物(B)を構成する多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、トリグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリグリセリン、テトラグリセリン、ショ糖等が挙げられる。これらの中でも、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、トリグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ショ糖が好ましく、平滑成分(A)と容易に相溶し、かつ、水にも相溶性があるために、シリコーン樹脂接着性に優れる観点から、ジグリセリン、トリグリセリンがより好ましい。すなわち、エステル化合物(B)を構成する多価アルコールがジグリセリン又はトリグリセリンから選ばれる少なくとも1種を含むと好ましい。
エステル化合物(B)を構成する脂肪酸は、飽和であっても不飽和であってもよい。不飽和結合の数については特に限定はないが、3つ以上有する場合、酸化により劣化が進行して処理剤が増粘して潤滑性が損なわれるため、1つ又は2つが好ましい。脂肪酸の炭素数としては、油膜強度と潤滑性の両立から、8〜24が好ましく、10〜20がより好ましく、12〜18がさらに好ましい。脂肪酸は、1種又は2種以上を使用してもよく、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸を併用してもよい。
前記エステル化合物(B)としては、特に限定はされないが、トリメチロールプロパンジカプリレート、トリメチロールプロパンジカプリナート、トリメチロールプロパンジラウレート、トリメチロールプロパンジオレエート、トリメチロールプロパン(ラウレート、ミリスチレート)、トリメチロールプロパン(ラウレート、オレエート)、トリメチロールプロパン(ミリスチレート、オレエート)、トリメチロールプロパン(ジパーム核脂肪酸エステル)、トリメチロールプロパン(ジヤシ脂肪酸エステル)、グリセリンジオレエート、グリセリンモノラウレート、ジグリセリンジオレエート、ジグリセリンジラウレート、ジグリセリントリオレエート、トリグリセリンジオレエート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンモノオレエート、エリスリトールトリオレエート、エリスリトールジパルミテートが挙げられるが、平滑成分(A)と容易に相溶し、かつ、水にも相溶性があるために、シリコーン樹脂接着性に優れる観点から、ジグリセリンジオレエート、トリグリセリンジオレエート、ソルビタンモノオレエートがより好ましい。
[有機スルホン酸化合物(C)]
有機スルホン酸化合物(C)は、本発明の処理剤の必須成分であり、耐熱性を向上させる事により原糸の毛羽を抑制し、また、精練性を向上させることによりシリコーン樹脂接着性向上に寄与する成分である。
平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)を含有し、かつイオンクロマトグラフ法によって処理剤の不揮発分から検出される硫酸イオン(SO 2−)の重量割合を300ppm以下、塩素イオン(Cl)の重量割合を300ppm以下とすると、毛羽、糸切れ、ロール汚れを劇的に低減できるため、好ましい。なお、硫酸イオン(SO 2−)を単に硫酸イオン、塩素イオン(Cl)を塩素イオンということがある。
有機スルホン酸化合物(C)は、下記一般式(4)で示されると本願発明の効果が発揮されやすい観点から好ましい。
Figure 2016125577
(式(4)中、a及びbは、0以上の整数であって、a+b=5〜17を満たす整数であ
り、Mは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム基又は有機アミン基である。)
一般式(4)中、a及びbは、0以上の整数であって、a+b=5〜17を満たす整数である。a+bが5未満の場合、ロール汚れを低減する効果が小さくなる。一方、a+bが17超の場合、融点が高く、処理剤での相溶性が悪くなり、使用できなくなる。a+bは7〜17が好ましく、10〜15がさらに好ましい。
Mは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム基又は有機アミン基である。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等を挙げることができる。アンモニウム基及び有機アミン基としては、NRaRbRcRdで示される基を挙げることができる。Ra、Rb、Rc及びRdは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、ポリオキシアルキレン基である。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は、1〜24が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜18がさらに好ましい。ポリオキシアルキレン基は「−(AO)H」で示される。AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。オキシアルキレン単位の繰り返し数であるmは0〜15の整数であり、0〜10が好ましく、0〜3がさらに好ましく、mが0でポリオキシアルキレン基を含有しない場合が特に好ましい。(AO)は、オキシアルキレン単位としてオキシエチレン単位を50モル%以上有するポリオキシアルキレン基が好ましい。
NRaRbRcRdで示される基としては、例えばアンモニウム基、メチルアンモニウム基、エチルアンモニウム基、プロピルアンモニウム基、ブチルアンモニウム基、ヘキシルアンモニウム基、オクチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基、ジエチルアンモニウム基、ジプロピルアンモニウム基、ジブチルアンモニウム基、ジヘキシルアンモニウム基、ジオクチルアンモニウム基、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基、トリプロピルアンモニウム基、トリブチルアンモニウム基、トリヘキシルアンモニウム基、トリオクチルアンモニウム基、テトラメチルアンモニウム基、テトラエチルアンモニウム基、テトラプロピルアンモニウム基、テトラブチルアンモニウム基、テトラヘキシルアンモニウム基、テトラオクチルアンモニウム基、エチルトリメチルアンモニウム基、プロピルトリメチルアンモニウム基、ブチルトリメチルアンモニウム基、ヘキシルトリメチルアンモニウム基、オクチルトリメチルアンモニウム基、メタノールアンモニウム基、エタノールアンモニウム基、プロパノールアンモニウム基、ブタノールアンモニウム基、ヘキサノールアンモニウム基、オクタノールアンモニウム基、ジメタノールアンモニウム基、ジエタノールアンモニウム基、ジプロパノールアンモニウム基、ジブタノールアンモニウム基、ジヘキサノールアンモニウム基、ジオクタノールアンモニウム基、トリメタノールアンモニウム基、トリエタノールアンモニウム基、トリプロパノールアンモニウム基、トリブタノールアンモニウム基、トリヘキサノールアンモニウム基、トリオクタノールアンモニウム基、(EO6)ブチルアミノエーテル基、(EO6)ヘキシルアミノエーテル基、(EO6)オクチルアミノエーテル基、(EO6)デシルアミノエーテル基、(EO6)ラウリルアミノエーテル基、(EO6)テトラデシルアミノエーテル基、(EO6)ヘキサデシルアミノエーテル基、(EO6)オレイルアミノエーテル基、(EO6)ステアリルアミノエーテル基、(EO6)ガドレイルアミノエーテル基、(EO6)テトラコシルアミノエーテル基、(EO10)オレイルアミノエーテル基、(EO10)オレイルアミノエーテル/エルカ酸塩、(EO3)ラウリルアミノエーテル基、(EO3)ラウリルアミノエーテル基、(EO7)ラウリルアミノエーテル基、(EO15)オレイルアミノエーテル基、(PO3、EO5)ステアリルアミノエーテル基、(PO5、EO3)ステアリルアミノエーテル基が挙げられる。なお、POはオキシプロピレンを示し、EOはオキシエチレンを示す。PO3はオキシプロピレン3モルを示し、(PO3、EO5)は、オキシプロピレン3モル及びオキシエチレン5モルのランダム付加体であることを示す。
有機スルホン酸化合物(C)を含む原料(以下、原料Xという)には、その製法に起因して硫酸ナトリウム及び/又は塩化ナトリウムが含まれている。この原料Xに含まれる硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムの比率は、イオンクロマトグラフ法によって、原料Xから検出される硫酸イオンや塩素イオンの重量割合から算出できる。
原料Xが硫酸ナトリウムを含む場合、原料Xから検出される硫酸イオンの重量割合は、有機スルホン酸化合物(C)に対して20000ppm以上である。また、原料Xが塩化ナトリウムを含む場合、原料Xから検出される塩素イオンの重量割合は、有機スルホン酸化合物(C)に対して20000ppm以上である。
このような原料Xを処理剤に用いると、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムが紡糸時に延伸ロール上に脱落、蓄積し、糸切れ断糸の増加を引き起こすことがある。また熱延伸を行うロール上では、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムがタールの蓄積を早め、ロール汚れを引き起こすことがある。このような原料Xとしては、HOSTAPUR SAS(ヘキスト社製)、メルソラートH(バイエル社製)等を挙げることができる。
本発明の効果を発揮させる点から、本発明の処理剤では、原料Xから硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムを低減させた有機スルホン酸化合物(C)を含む原料(以下、原料Yという)を用いると、本願発明の効果が発揮され易い観点から、好ましい。具体的には、イオンクロマトグラフ法によって原料Yから検出される硫酸イオンの重量割合が、有機スルホン酸化合物(C)に対して5000ppm以下であること、塩素イオンの重量割合が有機スルホン酸化合物(C)に対して5000ppm以下であることがより好ましい。
本願効果をより発揮させる点から、原料Yから検出される当該硫酸イオンの重量割合は、有機スルホン酸化合物(C)に対して4000ppm以下がより好ましく、3000ppm以下がさらに好ましく、2000ppm以下が特に好ましい。同様に、原料Yから検出される塩素イオンの重量割合は、有機スルホン酸化合物(C)に対して4000ppm以下がより好ましく、3000ppm以下がさらに好ましく、2000ppm以下が特に好ましい。
なお、本発明におけるイオンクロマトグラフ法による硫酸イオン、塩素イオンの分析方法は、実施例に記載されたものによる。
有機スルホン酸化合物(C)を含む原料Xから、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムを低減させる方法としては、特に限定はなく、公知の手法を採用できる。例えば、原料Xが硫酸ナトリウムを含む場合、原料Xにメタノール、水等の溶剤をいれ、硫酸ナトリウム等の無機物を沈降析出させ分離する方法等が挙げられる。また、原料Xが塩化ナトリウムを含む場合、原料Xに含まれる塩化ナトリウムをイオン交換膜により除去する方法やイオン交換樹脂により吸着する方法等が挙げられる。
上記の有機スルホン酸化合物(C)は、スルホン酸基を一つ有するモノスルホン酸化合物である。本発明の処理剤は、このモノスルホン酸化合物に加え、下記一般式(5)で示されるジスルホン酸化合物を含有してもよい。
Figure 2016125577
式(5)中、c、d及びeは、0以上の整数であって、c+d+e=4〜16を満たす整数である。c+d+eが4未満の場合、ロール汚れを低減する効果が小さくなることがある。一方、c+d+eが17超の場合、処理剤での相溶性が悪くなり、使用できなくなることがある。c+d+eは6〜16が好ましく、9〜14がさらに好ましい。
Mは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム基又は有機アミン基である。Mについての詳細は、一般式(4)のところで説明したMと同様である。
上記ジスルホン酸化合物を含有する場合、有機スルホン酸化合物(C)であるモノスルホン酸化合物と一般式(5)で示されるジスルホン酸化合物の重量割合(モノスルホン酸化合物/ジスルホン酸化合物)は、50/50〜99/1が好ましく、70/30〜99/1がより好ましく、80/20〜98/2がさらに好ましい。
(アルキルポリエーテル化合物(D))
本発明の処理剤に用いられるアルキルポリエーテル化合物(D)は、一価アルコールにプロピレンオキサイド(PO)を必須に含むアルキレンオキサイド(AO)を付加重合させた化合物であって、アルキレンオキサイド(AO)全体に占めるプロピレンオキサイド(PO)の付加割合が20重量%以上であり、重量平均分子量が500〜20000である。
本発明の合成繊維用処理剤は、アルキルポリエーテル化合物(D)を含むと、合成繊維用処理剤の精練性が向上することに起因してシリコーン樹脂接着性に優れるため、好ましい。
一価アルコールとしては、脂肪族の一価アルコール、脂環族の一価アルコール等が挙げられる。コストや反応性、また繊維用処理剤としての性能の点から、脂肪族の一価アルコールが好ましい。
一価アルコールは、1級アルコール又は2級アルコールが好ましく、1級アルコールがさらに好ましい。また、一価アルコールからヒドロキシル基を除いた残基である炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、飽和でも不飽和でもよい。一価アルコールの炭素数は、繊維用処理剤としての性能の点から、8〜24が好ましく、10〜22がより好ましく、12〜18がさらに好ましい。
一価アルコールとしては、例えば、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシアルアルコール、トリデシアルコール、テトラデシアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール等の飽和脂肪族アルコール;オクテニルアルコール、デセニルアルコール、ドデセニルアルコール、トリデセニルアルコール、ペンタデセニルアルコール、オレイルアルコール、ガドレイルアルコール、リノレイルアルコール等の不飽和脂肪族アルコール;エチルシクロヘキシルアルコール、プロピルシクロヘキシルアルコール、オクチルシクロヘキシルアルコール、ノニルシクロヘキシルアルコール、アダマンチルアルコール等の環状脂肪族アルコール;等が挙げられる。
これらの中でも、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ドデシアルアルコール、トリデシアルコール、テトラデシアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、オレイルアルコールが好ましく、ドデシアルアルコール、トリデシアルコール、テトラデシアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコールがさらに好ましい。
アルキレンオキサイド(AO)としては、エチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)、ブチレンオキサイド(BO)等が挙げられる。プロピレンオキサイド(PO)以外のアルキレンオキサイド(AO)を含む場合、ランダム型に付加重合させた化合物であってもよく、ブロック型に付加重合させた化合物であってもよい。生産性の点から、ランダム型に付加重合させた化合物が好ましい。
これらアルキルポリエーテル化合物(D)の中でも、本願効果が発揮されやすい観点から、一価アルコールに、プロピレンオキサイド(PO)又はエチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)とを付加重合させた化合物であって、EO/POの付加割合(重量比)が80/20〜20/80であり、重量平均分子量が500〜20000である化合物が好ましい。
EO/POの付加割合(重量比)は、70/30〜30/70がより好ましく、60/40〜40/60がさらに好ましい。
アルキルポリエーテル化合物(D)の重量平均分子量は、500〜20000であり、1000〜10000が好ましく、1500〜7000がより好ましく、1500〜3000がさらに好ましい。重量平均分子量が500未満の場合、耐熱性が低下する可能性がある。重量平均分子量が20000超の場合、処理剤を合成繊維に付着した際、動摩擦係数が大きくなり、毛羽・断糸の原因となる。また、粘度の増大により取り扱い性も困難となる。なお、重量平均分子量は、前述の平滑成分(A)と同じ方法で測定したものである。
本発明での重量平均分子量は、東ソー(株)製高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC−8220GPCを用い、試料濃度3mg/ccで、昭和電工(株)製分離カラムKF−402HQ、KF−403HQに注入し、示差屈折率検出器で測定されたピークより算出した。
(エーテルエステル化合物(E))
本発明の処理剤に用いられるエーテルエステル化合物(E)は、一価アルコールにエチレンオキサイド(EO)を必須に含むアルキレンオキサイド(AO)を付加重合させた化合物と、一価脂肪酸とがエステル結合をした構造を有する化合物である。
本発明の合成繊維用処理剤は、エーテルエステル化合物(E)をさらに含むと、合成繊維用処理剤の精練性が向上することに起因してシリコーン樹脂接着性に優れるため、好ましい。
エーテルエステル化合物(E)としては、特に限定はないが、例えば、C12,13アルキルPOE(3)デカネート、C12,13アルキルPOEO(PO/EO=25/75)ラウレート、デシルPOEO(PO/EO=25/75)オクタネート等が挙げられる。
(ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F))
本発明の処理剤に用いられるポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)をさらに含むと、合成繊維用処理剤の相溶性が高まることにより精練性が向上することに起因してシリコーン樹脂接着性に優れるため、好ましい。
ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)としては、特に限定はされないが、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物、ヒマシ油エチレンオキシド付加物、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物、ヒマシ油エチレンオキシド付加物、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物モノオレエート、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物ジオレエート、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリオレエート、ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリオレエート、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリステアレート、ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリステアレート、これらのなかでも処理剤の相溶性、油膜強度、毛羽減少の点から、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリオレエート、硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物トリステアレート、グリセリンエチレンオキシド付加物モノラウレート、グリセリンエチレンオキシド付加物ジラウレート、グリセリンエチレンオキシド付加物トリラウレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシド付加物トリラウレート、ソルビタンエチレンオキシド付加物モノオレエート、ソルビタンエチレンオキシド付加物ジオレエート、ソルビタンエチレンオキシド付加物トリオレエート、ソルビタンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物モノオレエート、ソルビタンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物ジオレエート、ソルビタンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物トリオレエート、ソルビタンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加物トリラウレート、ショ糖エチレンオキシド付加物トリラウレート等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)としては特に限定されないが、POE(25)硬化ヒマシ油エーテルとマレイン酸、ステアリン酸縮合物、POE(25)硬化ヒマシ油トリイソステアレート、POE(20)硬化ヒマシ油エーテルトリオレエート、POE(20)硬化ヒマシ油エーテル、POE(20)グリセリントリオレエート等が挙げられる。
[合成繊維用処理剤]
本発明の合成繊維用処理剤は、上記平滑成分(A)、上記エステル化合物(B)及び上記含硫黄エステル化合物(A3)を下記に述べる特定の重量割合で含むことにより、処理剤全体の相溶性に優れる点が重要であり、本願課題の耐熱性及びシリコーン樹脂接着性に優れる要因である。
処理剤の不揮発分に対する前記平滑成分(A)の重量割合は、50〜90重量%であり、51〜85重量%が好ましく、53〜80重量%がより好ましく、55〜75重量%がさらに好ましい。該重量割合が50重量%未満の場合、平滑性の不足により毛羽が増加する。一方、該重量割合が90重量%超の場合、集束性が不足したり、乳化して使用する場合においては、乳化安定性が悪く使用できなくなったりすることがある。また、本発明における不揮発分とは、処理剤を105℃で熱処理して溶媒等を除去し、恒量に達した時の絶乾成分をいう。
処理剤の不揮発分に対する前記エステル化合物(B)の重量割合は、1〜20重量%であり、2〜18重量%が好ましく、4〜16重量%がより好ましく、5〜15重量%がさらに好ましい。該重量割合が1重量%未満の場合、平滑成分(A)と含硫黄エステル化合物(A3)との相溶性が低下し、精練性が低下することで本願効果が得られない。一方、該重量割合が20重量%超の場合、平滑性の不足により毛羽が増加する。
処理剤の不揮発分に対する前記含硫黄エステル化合物(A3)の重量割合は、5〜20重量%であり、7〜18重量%が好ましく、8〜16重量%がより好ましく、10〜15重量%がさらに好ましい。該重量割合が5重量%未満の場合、耐熱性が不足する。一方、該重量割合が20重量%超の場合、有機スルホン酸化合物(C)と相溶性が低下することで本願効果が得られない。
本発明の処理剤の不揮発分の総硫酸量は、耐熱性及び精練性に同時に優れる観点から、0.1〜3重量%が好ましく、0.3〜2.8重量%がより好ましく、0.5〜2.5重量%がさらに好ましい。0.1重量%未満では、含硫黄エステル化合物(A3)及び有機スルホン酸化合物(C)が少ないことにより、本願効果が発揮されにくい。一方、3重量%超では、含硫黄エステル化合物(A3)及び有機スルホン酸化合物(C)と、平滑成分(A)との相溶性が低下し、本願効果が発揮されにくい。なお、本発明における処理剤の不揮発分の総硫酸量の測定方法は、実施例に記載されたものによる。
本発明の処理剤は、イオンクロマトグラフ法によって処理剤の不揮発分から検出される硫酸イオン(SO 2−)の重量割合が300ppm以下であると好ましく、かつ塩素イオン(Cl)の重量割合が300ppm以下であると好ましい。このように、処理剤の不揮発分から検出される硫酸イオン及び塩素イオンを所定の重量割合以下とすると、毛羽、糸切れ、ロール汚れを劇的に低減でき、精練性に優れるために好ましい。
当該硫酸イオンの重量割合が300ppm超となる場合又は当該塩素イオンの重量割合が300pm超となる場合、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムが紡糸時に延伸ロール上に脱落、蓄積し、糸切れ断糸の増加を引き起こしたり、熱延伸を行うロール上では、タールの蓄積を早めロール汚れを引き起こしたりすることがある。
なお、本発明におけるイオンクロマトグラフ法による硫酸イオン、塩素イオンの分析方法は、実施例に記載されたものによる。
本願発明の効果をより発揮させる観点から、当該硫酸イオンの重量割合は、250ppm以下が好ましく、200ppm以下がより好ましく、100ppm以下がさらに好ましい。同様に、該塩素イオンの重量割合は、250ppm以下が好ましく、200pm以下がより好ましく、100ppm以下がさらに好ましい。
硫酸イオン及び塩素イオンの重量割合の調整方法としては、前述したように、有機スルホン酸化合物(C)を含む原料Xに含まれる硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムを低減することにより可能である。
処理剤の不揮発分に占める有機スルホン酸化合物(C)の重量割合は、0.5〜12重量%が好ましく、0.5〜10重量%がより好ましく、0.5〜8重量%が特に好ましい。
該重量割合が0.5重量%未満の場合、ロール汚れを低減できず、精練性も不十分であることがある。一方、該重量割合が12重量%超の場合、摩擦が高くなり毛羽が増加することがある。
処理剤がアルキルポリエーテル化合物(D)をさらに含む場合には、処理剤の不揮発分に占めるアルキルポリエーテル化合物(D)の重量割合は、10〜30重量%が好ましく、13〜27重量%がより好ましく、15〜25重量%が特に好ましい。該重量割合が10重量%未満の場合、精練性向上の効果が発揮されないことがある。一方、該重量割合が30重量%超の場合、耐熱性が低下する可能性がある。
処理剤がエーテルエステル化合物(E)をさらに含む場合には、処理剤の不揮発分に占めるエーテルエステル化合物(E)の重量割合は、1〜30重量%が好ましく、2〜30重量%がより好ましく、3〜30重量%がさらに好ましく、10〜30重量%が特に好ましく、13〜27重量%がより特に好ましく、15〜25重量%が最も好ましい。該重量割合が1重量%未満の場合、精練性向上の効果が発揮されないことがある。一方、該重量割合が30重量%超の場合、耐熱性が低下する可能性がある。
処理剤がポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)をさらに含む場合には、処理剤の不揮発分に占めるポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)の重量割合は、2〜30重量%が好ましく、3〜27重量%がより好ましく、5〜25重量%が特に好ましい。該重量割合が2重量%未満の場合、精練性向上の効果が発揮されないことがある。一方、該重量割合が30重量%超の場合、平滑性、及び、耐熱性が低下する可能性がある。
(その他成分)
本発明の合成繊維用処理剤は、処理剤のエマルション化、繊維への付着性補助、繊維への制電性、潤滑性、集束性の付与等のために、上記の有機スルホン酸化合物(C)、化合物(D)、化合物(E)及び化合物(F)以外の界面活性剤を含有してもよい。このような界面活性剤としては、アルキルホスフェート塩、脂肪酸石鹸等のアニオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アルキルイミダゾリニウム塩、第4級アンモニウム塩等のカチオン界面活性剤;ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン等の両性界面活性剤;ジメチルラウリルアミンオキサイド、ポリオキシアルキレンアミノエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のノニオン界面活性剤(但し、上記化合物(D)、化合物(E)及び化合物(F)を除く。)が挙げられる。これら界面活性剤は、1種又は2種以上を使用できる。これら界面活性剤を含有する場合の処理剤の不揮発分に占める当該界面活性剤の重量割合は、特に限定はないが、0.01〜15重量%が好ましく、0.1〜10重量%がより好ましい。なお、ここでいう界面活性剤は、重量平均分子量が1000未満のものをいう。
また、本発明の合成繊維用処理剤は、耐熱性を付与するため、さらに酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤としては、フェノール系、チオ系、ホスファイト系等の公知のものが挙げられる。酸化防止剤は1種又は2種以上を使用できる。酸化防止剤を含有する場合の処理剤の不揮発分に占める酸化防止剤の重量割合は、特に限定はないが、0.1〜5重量%が好ましく、0.1〜3重量%が好ましい。
また、本発明の合成繊維用処理剤は、更に原液安定剤(例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール)を含有してもよい。処理剤に占める原液安定剤の重量割合は、0.1〜30重量%が好ましく、0.5〜20重量%がさらに好ましい。
本発明の合成繊維用処理剤は、不揮発分のみからなる前述の成分で構成されていてもよく、不揮発分と原液安定剤とから構成されてもよく、不揮発分を低粘度鉱物油で希釈したものでもよく、水中に不揮発分を乳化した水系エマルジョンであってもよい。本発明の合成繊維用処理剤が水中に不揮発分を乳化した水系エマルジョンの場合、不揮発分の濃度は5〜35重量%が好ましく、6〜30重量%がより好ましい。不揮発分を低粘度鉱物油で希釈した処理剤の粘度(30℃)は、繊維材料に均一に付与させる点から、3〜120mm/sが好ましく、5〜100mm/sがさらに好ましい。
本発明の合成繊維用処理剤の製造方法については、特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。合成繊維用処理剤は、構成する前記の各成分を任意又は特定の順番で添加混合することによって製造される。各成分は、耐熱性向上の観点から、触媒等を除去して精製したものを用いてもよい。特に、本発明に用いる平滑成分(A)、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル(B)、アルキルポリエーテル化合物(D)、エーテルエステル化合物(E)、ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)には、無機物が含まれる場合があり、本発明の効果を著しく低下させる場合は、無機物を除去して精製することが望ましい。無機物を除去して精製する方法としては、公知の方法で行うことができるが、例えば、平滑成分(A)、エーテルエステル化合物(E)であれば珪藻土を用いた濾過による除去することができ、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル(B)、アルキルポリエーテル化合物(D)、ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル(F)であれば無機合成吸着剤を用いた吸着除去により精製することができる。
[合成繊維フィラメント糸条の製造方法及び繊維構造物]
本発明の合成繊維フィラメント糸条の製造方法は、原料合成繊維フィラメント糸条に、本発明の合成繊維用処理剤を付与する工程を含むものである。発明の製造方法によれば、スカムや糸切れの発生を低減することができ、糸品位に優れた合成繊維フィラメント糸条を得ることができる。なお、本発明における原料合成繊維フィラメント糸条とは、処理剤が付与されていない合成繊維フィラメント糸条をいう。
合成繊維用処理剤を付与する工程としては、特に限定はなく、公知の方法を採用することできる。通常、原料合成繊維フィラメント糸条の紡糸工程で合成繊維用処理剤を付与する。処理剤が付与された後、熱ローラーにより延伸、熱セットが行われ、巻き取られる。このように、処理剤を付与した後、一旦巻き取れられることなく熱延伸する工程を有する場合に、本発明の合成繊維用処理剤は好適に使用することができる。熱延伸する際の温度として一例をあげると、ポリエステル、ナイロンでは、210〜260℃が想定される。
原料合成繊維フィラメント糸条に付与する際の合成繊維用処理剤は、前述したように、不揮発分のみからなる処理剤、不揮発分を低粘度鉱物油で希釈した処理剤、又は水中に不揮発分を乳化した水系エマルジョン処理剤等が挙げられる。付与方法としては、特に限定されるものではないが、ガイド給油、ローラー給油、ディップ給油、スプレー給油等が挙げられる。これらの中ででも、付与量の管理のしやすさから、ガイド給油、ローラー給油が好ましい。
合成繊維用処理剤の不揮発分の付与量は、原料合成繊維フィラメント糸条に対して、0.05〜5重量%が好ましく、0.1〜3重量%がより好ましく、0.1〜2重量%がさらに好ましい。0.05重量%未満の場合、本発明の効果を発揮することができない場合がある。一方、5重量%超の場合、処理剤の不揮発分が糸道に脱落しやすく、熱ローラー上のタールが著しく増加し、毛羽、断糸に繋がる場合がある。
(原料)合成繊維フィラメント糸条としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等の合成繊維のフィラメント糸条が挙げられる。本発明の合成繊維用処理剤は、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等の合成繊維に適している。ポリエステル繊維としては、エチレンテレフタレートを主たる構成単位とするポリエステル(PET)、トリメチレンエチレンテレフタレートを主たる構成単位とするポリエステル(PTT)、ブチレンエチレンテレフタレートを主たる構成単位とするポリエステル(PBT)、乳酸を主たる構成単位とするポリエステル(PLA)等が挙げられ、ポリアミド繊維としては、ナイロン6、ナイロン66等が挙げられ、ポリオレフィン繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。本願の課題である耐熱性及びシリコーン樹脂接着性に優れるという要求特性が必要とされる観点から、ポリアミド繊維が好ましい。合成繊維フィラメント糸条の製造方法としては、特に限定はなく、公知の手法を採用できる。
(繊維構造物)
本発明の繊維構造物は、上記の本発明の製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含むものである。具体的には、本発明の合成繊維用処理剤が付与された合成繊維フィラメント糸条を用いてウォータージェット織機、エアジェット織機、または、レピア織機で織られた織物、および丸編み機、経編み機、または、緯編み機で編まれた編物である。また繊維構造物の用途としては、タイヤコード、シートベルト、エアバッグ、魚網、ロープ等が挙げられるが、本願の課題である耐熱性及びシリコーン樹脂接着性に優れるという要求特性が必要とされる観点から、エアバッグが好ましい。織物、編物を製造する方法としては、特に限定はなく、公知の手法を採用できる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、ここに記載した実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例における「部」および「%」は、いずれも「重量部」および「重量%」を意味する。
[有機スルホン酸化合物(C)を含む原料X]
(原料X−1)
有機スルホン酸化合物(C)を含む原料X−1として、HOSTAPUR SAS93(ヘキスト社製、有機スルホン酸化合物(C)93重量%)を用いた。原料X−1には、多量のボウ硝が含まれている。原料X−1に含まれる硫酸イオン(SO 2−)及び塩素イオン(Cl)の含有量(重量割合)をイオンクロマトグラフにて測定したところ、有機スルホン酸化合物(C)に対して、硫酸イオンは23950ppmであり、塩素イオンは62ppmであった。
(原料X−2)
有機スルホン酸化合物(C)を含む原料X−2として、メルソラートH95(バイエル社製、有機スルホン酸化合物(C)95重量%)を用いた。原料X−2には、多量の塩化ナトリウムが含まれている。原料X−2に含まれる硫酸イオン(SO 2−)及び塩素イオン(Cl)の含有量(重量割合)をイオンクロマトグラフにて測定したところ、有機スルホン酸化合物(C)に対して、硫酸イオンは820ppmであり、塩素イオンは30170ppmであった。
[有機スルホン酸化合物(C)を含む原料Yの調製]
有機スルホン酸化合物(C)を含む原料Y−1、Y−2は、上記原料X−1、X−2を精製し、無機物を除去することにより得ることができる。無機物の除去方法は公知の方法を用いることができ、実施例に示す精製方法に限定されない。
(原料Y−1の調製)
メタノール550部とイオン交換水400部を混合し、45±5℃で調温し、攪拌しながら上記の原料X−1 700部を徐々に投入し、完全に溶解させた。次にこの溶解液を室温で20時間静置し、ボウ硝を沈降させた。ボウ硝の含まれない上澄み液を取り出し、60〜80℃で減圧蒸留を行い、メタノールと水の一部を除去し、有機スルホン酸化合物(C)を70重量%含む原料Y−1を得た。
原料Y−1に含まれる硫酸イオン(SO 2−)及び塩素イオン(Cl)の含有量(重量割合)をイオンクロマトグラフにて測定したところ、有機スルホン酸化合物(C)に対して、硫酸イオンは1085ppmであり、塩素イオンは60ppmであった。
(原料Y−2の調製)
イオン交換水600部を80±5℃に加温し、撹拌しながら上記の原料X−2 400部を徐々に投入し、完全に溶解させた。次にこの溶解液を40℃に冷却後、イオン交換樹脂を用いて塩化ナトリウムを除去し、有機スルホン酸化合物(C)を40重量%含む原料Y−2を得た。
原料Y−2に含まれる硫酸イオン(SO 2−)及び塩素イオン(Cl)の含有量(重量割合)をイオンクロマトグラフにて測定したところ、有機スルホン酸化合物(C)に対して、硫酸イオンは105ppmであり、塩素イオンは2115ppmであった。
(実施例1〜25、比較例1〜17)
下記表1から表5に記載の成分を混合撹拌して、各実施例・比較例の合成繊維用処理剤の不揮発分を調製した。表1から表5における処理剤成分の各記号の詳細は、次の通りである。なお、表1〜5の処理剤の不揮発分組成の数字は、処理剤の不揮発分に占める各成分(原料X、Yは、それらの不揮発分)の重量割合を示す。
A1−1 2−エチルヘキシルパルミテート
A1−2 イソトリデシルステアレート
A1−3 オレイルオレエート
A1−4 オクチルドデシルステアレート
A2−1 1,6−ヘキサンジオールジオレエート
A2−2 ジオレイルアジペート
A2−3 グリセリントリオレエート
A2−4 トリメチルプロパントリラウレート
A2−5 ペンタエリスリトールテトラオレエート
A2−6 ジグリセリンテトラオレエート
A2−7 ソルビタンテトラステアレート
A3−1 ジオレイルチオジプロピオネート
A3−2 ジイソセチルアルコールチオジプロピオネート
A3−3 ヘキサンジオールジオクタデシルチオプロピオネート
A3−4 トリメチロールプロパントリデシルチオプロピオネート
B−1 ジグリセリンジオレエート
B−2 グリセリンモノオレエート
B−3 グリセリンモノステアレート
B−4 ポリグリセリンジオレエート
B−5 ソルビタンモノオレエート
B−6 ソルビタンセスキオレエート
D−1 ステアリルPOEOポリエーテル(PO/EO=50/50、分子量1600、ランダム付加)
D−2 2−エチルヘキシルPOEOポリエーテル(PO/EO=60/40、分子量1700、ブロック付加)
D−3 sec−C12,14アルキルPOEOポリエーテル(PO/EO=30/70、分子量650、ブロック付加)
D−4 イソブチルPOEOポリエーテル(PO/EO=50/50、分子量1800、ランダム付加)
D−5 ラウリルPOEOポリエーテル(PO/EO=25/75、分子量850、ランダム付加)
E−1 C12,13アルキルPOE(3)デカネート
E−2 C12,13アルキルPOEO(PO/EO=25/75)ラウレート
E−3 デシルPOEO(PO/EO=25/75)オクタネート
F−1 POE(25)硬化ヒマシ油エーテルとマレイン酸、ステアリン酸縮合物
F−2 POE(25)硬化ヒマシ油トリイソステアレート
F−3 POE(20)硬化ヒマシ油エーテルトリオレエート
F−4 POE(20)硬化ヒマシ油エーテル
F−5 POE(20)グリセリントリオレエート
H−1 ジグリセリン
H−2 ソルビタン
G−1 イソセチルホスフェート・ステアリルアミン塩
G−2 POE(3)C12,13ホスフェート・POE(10)ラウリルアミノエーテル塩
G−3 POE(3)C12,13ホスフェート・POE(3)オレイルアミノエーテル塩
G−4 イソステアリルホスフェート・ジブチルエタノールアミン塩
表1〜4の繊維用処理剤の不揮発分の総硫酸量、硫酸イオン、塩素イオンは下記方法にて求めた。
[繊維用処理剤の不揮発分の総硫酸量]
以下の試薬、測定操作により総硫酸量を求めた。
(試薬)
(1)分解助剤(5%炭酸カリウム水溶液):炭酸カリウム(JIS K−8615特級)50gをイオン交換水に溶解して全量1Lとした。
(2)750℃で1時間強熱した硫酸カリウム(JIS K−8962特級)2.1765gをイオン交換水に溶解し、合わせて全量1Lとした。この原液に、SOとして1000ppmを含有する事となる。
(操作)
(1)試料1g(繊維用処理剤の不揮発分)をルツボに精秤した。
(2)これにメスシリンダーを用いて上記分解助剤を5mL加えた。
(3)この上に、ルツボの口径よりやや大きめに切り抜いた濾紙を、ルツボの中に押し込むようにして蓋をした。
(4)試料を電熱器で加熱し、試料の分解による煙が出始めたらライターで火をつけた。
(5)完全に燃焼したら、800℃の電気炉中で完全に灰化した。灰化しにくい試料は、850℃に昇温して灰化した。
(6)30分後、これを取り出して室温まで放冷後、水で溶解しメスフラスコに移した。
(7)20℃で3時間調温した後、これを試料溶液とした。
(8)硫酸標準液および上記試料溶液をイオンクロマトグラフ分析装置にて測定した。
(9)硫酸標準液で得られたデータから検量線を作成し、試料溶液のデータと比較することにより総硫酸含量を求めた。
[繊維用処理剤の不揮発分の硫酸イオン(SO 2−)、塩素イオン(Cl)]
以下の測定操作により硫酸イオン、塩素イオンを求めた。
試料5g(繊維用処理剤の不揮発分)を正確に量りとり、撹拌しながら超純水95gを少しずつ加え、水溶液を作製し、100mLメスフラスコで定容とする。作製した水溶液2mLを、ODS(シリカゲルにオクタデシル基を化学結合させた)前処理カートリッジに通し、親油性の物質を除去した液を、イオンクロマトグラフ分析に供する。以下のイオンクロマトグラフ条件により検出を行った。濃度既知の標準液に対するピーク面積比にて検出量を測定し、硫酸イオン(SO 2−)、塩素イオン(Cl)の量を換算した。なお、定量限界は、硫酸イオン(SO 2−)では、0.6ppm以下、塩素イオン(Cl)は1.0ppm以下であった。
<イオンクロマトグラフ条件>
装置:Dionex製 ICS−1500 サプレッサ使用
分析カラム:Dionex IonPac AS14 内径4.0mm×長さ50mm
ガードカラム:Dionex IonPac AG14 内径4.0mm×長さ250mm
溶離液:3.5mmol NaCO、1.0mmol NaHCO
流量:1.5mL/min
これらの処理剤不揮発分と炭素数13のパラフィンオイルを1:1の重量比で混合して合成繊維用処理剤を調製した。
次に、470デシテックス、68フィラメントの丸断面ナイロン6,6フィラメントを溶融紡糸し、調製した処理剤をジェットノズル給油法により、得られた糸条に対して1重量%となるように付与した後、巻き取ることなく210℃で延伸倍率5倍にホットローラーを用いて多段熱延伸して巻き取り、エアバッグ用合成繊維フィラメントを得た。このエアバッグ用合成繊維フィラメントについて、下記評価方法にて、製糸時の延伸性、製糸時の延伸ローラー上での発煙量、製糸時の延伸ローラーの汚れ、原糸の処理剤脱落性を評価した。その結果を表1から表5に示す。
[製糸時の延伸性]
紡糸―延伸後、3000m/minで巻き取った10kgのボビン表面を観察し、長さ1mm以上の毛羽の数をもって延伸性とした。
○:毛羽数0以上10未満
△:毛羽数10以上20未満
×:毛羽数20以上
[製糸時の延伸ローラー上での発煙量]
紡糸−延伸時に、延伸ローラー上の発煙状態を肉眼観察した。
○:発煙が無い
△:発煙がほとんど無い
×:発煙が多い
[製糸時の延伸ローラーの汚れ]
紡糸−延伸時に、延伸ローラー上の汚れの状態を観察した。
○:汚れが無い
△:汚れがほとんど無い
×:汚れが多い
[原糸の処理剤脱落性]
得られた各エアバッグ用合成繊維フィラメントを丸編み機にて製編し、編地を得た。この編地を10g採取し、20℃の水300g中に1分間浸漬させた。浸漬後、編地を遠心脱水機にて1分間脱水し、105℃の熱風乾燥機内に90分放置して編地の水分を除去した。乾燥後の質量(S−1)を電子天秤で測定し、ソックスレー抽出器に入れた。次にシクロヘキサンを加えて、約4時間加熱環流した後、シクロヘキサンを回収し、抽出分の絶乾重量(M−1)を測定し、次式から編地の残存油分量(%)を求めた。
残存油分量(%)=(M−1)÷(S−1)×100
紡糸時に原糸に付与した処理剤の量、及び、得られた残存油分量から次式にて処理剤脱落率を求めた。
処理剤脱落率(%)=100−(残存油分量)÷(原糸に付与した処理剤の量)×100
処理剤脱落率が70%以上であると、原糸をウォータージェットルームにてエアバッグ用基布とした際に、噴射される水により原糸に付着している繊維用処理剤が除去されやすい。あるいは、原糸をエアージェットルームなどの織機により、エアバッグ用基布とした後、精練工程にて原糸に付着している繊維用処理剤が除去されやすい。
次に、得られた各エアバッグ用合成繊維フィラメントを、ウォータージェットルームにて経糸と緯糸の織り密度が54本/2.54cmとなるように製織し、平織物であるエアバッグ用基布を得た。このエアバッグ用基布について、下記評価方法にて、基布の残存油分量、糸・糸間静摩擦力、基布滑脱抵抗力(エッジコームレジスタンス)、シリコーン樹脂接着性を評価した。
[基布の残存油分量]
基布試料約300gを採取し、105℃の熱風乾燥機内に90分放置した後の質量(S−2)を電子天秤で測定し、大型ソックスレー抽出器に入れた。次にシクロヘキサン約2Lを加えて、約4時間加熱環流した後、シクロヘキサンを回収し、抽出分の絶乾重量(M−2)を測定し、次式から残存油分量を求めた。 残存油分量(%)=(M−2)÷(S−2)×100
[糸・糸間静摩擦力]
糸・糸間静摩擦力はエアバック基布を解体して糸(経糸と緯糸)を取り出し、図1のような測定装置を用い、荷重T1(g)の張力下で、撚り数3回、引張り速度3cm/minで引っ張った時の張力T2(g)を測定し、T2/T1の比を糸・糸間静摩擦力とした。T2/T1の数値が大きいほど糸・糸間静摩擦力が高く、数値が小さいほど糸・糸間静摩擦力が低い。
エアバック基布の滑脱抵抗力を高めるためには、T2/T1が2.75以上であることが好ましい。
[基布滑脱抵抗力(エッジコームレジスタンス)]
試験法::ASTM D6479に基づき、エアバッグ用基布から幅5cm、長さ30cmの大きさのテストピースを切り出し、引張り速度200mm/minで引っ張った時の経糸及び緯糸の滑脱抵抗力を測定した。基布滑脱抵抗力が大きいほど、エアバッグにしたときの気密性が優れていることになる。
◎:測定値が450(N)以上
○:測定値が400(N)以上
△:測定値が300(N)以上、400(N)未満
×:測定値が300(N)未満
[シリコーン樹脂接着性]
得られた基布に粘度12000mPa・sの無溶剤系メチルビニルシリコーン樹脂液を用い、せき板ナイフを用いたフローティングナイフコーターにより、樹脂付着量が15g/mになるようにコーティングを行った後、160℃で2分間加硫処理を行い、シリコーンコートエアバッグ用基布を得た。
得られたシリコーンコートエアバッグ用基布のスコットもみ試験(JIS K−6404−6)を行い、500回こすり後のシリコーン樹脂接着性を評価した。
◎:全く剥離なし
○:一部が剥離している
△:約半分が剥離している
×:完全に剥離している
Figure 2016125577
Figure 2016125577
Figure 2016125577
Figure 2016125577
Figure 2016125577
表1〜5からわかるように、実施例1〜25のエアバッグ用合成繊維用処理剤を付与した合成繊維フィラメントは、製糸時の延伸性が良好で、実施例1〜25の処理剤を付与したエアバッグ用基布は、糸・糸間静摩擦力が優れ、基布滑脱抵抗力、及びシリコーン樹脂接着力ともに優れている。
一方、比較例1〜17では、実施例と比べ、製糸時の延伸性が劣るものがあり、また糸・糸間静摩擦力が低く、基布滑脱抵抗力、及びシリコーン樹脂接着力ともに劣っている。
本発明の合成繊維処理剤は、タイヤコード、シートベルト、エアバッグ、魚網、ロープ等の産業資材に用いられる合成繊維フィラメント糸条に好適である。
本発明者らは、鋭意検討した結果、平滑成分(A)と、特定の多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを、特定の割合で含む合成繊維用処理剤であれば、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを必須に含む合成繊維用処理剤であって、前記平滑成分が、エステル結合を有し、分子内にポリオキシアルキレン基及び水酸基を有しないエステル化合物であり、前記平滑成分(A)が含硫黄エステル化合物(A3)を含み、処理剤の不揮発分に対する、前記平滑成分(A)の重量割合が50〜90重量%、前記エステル化合物(B)の重量割合が1〜20重量%、前記含硫黄エステル化合物(A3)の重量割合が5〜20重量%である、合成繊維用処理剤である。

Claims (9)

  1. 平滑成分(A)と、水酸基を少なくとも1つ有する多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)と、有機スルホン酸化合物(C)とを必須に含む合成繊維用処理剤であって、
    前記平滑成分(A)が含硫黄エステル化合物(A3)を含み、
    処理剤の不揮発分に対する、前記平滑成分(A)の重量割合が50〜90重量%、前記エステル化合物(B)の重量割合が1〜20重量%、前記含硫黄エステル化合物(A3)の重量割合が5〜20重量%である、合成繊維用処理剤。
  2. 処理剤の不揮発分の総硫酸量が0.1〜3重量%である、請求項1に記載の合成繊維用処理剤。
  3. イオンクロマトグラフ法によって処理剤の不揮発分から検出される硫酸イオン(SO 2−)の重量割合が300ppm以下であり、塩素イオン(Cl)の重量割合が300ppm以下である、請求項1又は2に記載の合成繊維用処理剤。
  4. 前記多価アルコール脂肪酸エステル化合物(B)を構成する多価アルコールがジグリセリン及びトリグリセリンから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の合成繊維用処理剤。
  5. アルキルポリエーテル化合物(D)をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の合成繊維用処理剤。
  6. 合成繊維がエアバッグ用繊維である、請求項1〜5のいずれかに記載の合成繊維用処理剤。
  7. 原料合成繊維フィラメント糸条に、請求項1〜6のいずれかに記載の合成繊維用処理剤が付与されてなる、合成繊維フィラメント糸条。
  8. 原料合成繊維フィラメント糸条に、請求項1〜6のいずれかに記載の処理剤を付与する工程を含む、合成繊維フィラメント糸条の製造方法。
  9. 請求項7に記載の合成繊維フィラメント糸条及び/又は請求項8の製造方法で得られた合成繊維フィラメント糸条を含む、繊維構造物。
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