KR102095920B1

KR102095920B1 - 합성 섬유용 처리제 및 그 이용

Info

Publication number: KR102095920B1
Application number: KR1020157025176A
Authority: KR
Inventors: 이쿠야 우지노; 히로시 신가이; 신이치 다테모토
Original assignee: 마쓰모토유시세이야쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2020-04-01
Also published as: CN105189853A; CN105189853B; KR20150137057A; WO2014156318A1; JP6351569B2; JPWO2014156318A1

Abstract

본 발명의 목적은, 합성 섬유를 제조할 때 사용되며, 취급성이 우수하고, 주행 안정성도 우수한 합성 섬유용 처리제를 제공하는 것이다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 글리세린과 탄소수 8∼22의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 탄소수 16∼18의 직쇄 지방산의 비율이 90 중량% 이상인, 글리세린 에스테르 화합물(A)과, 알코올과 탄소수 8∼20의 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 알코올과 상기 지방산 중 적어도 한쪽이 탄소 골격에 분지 구조를 가지는, 분지 에스테르 화합물(B)을 함유하고, 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 중량비(A/B)가 75/25∼15/85이다.

Description

합성 섬유용 처리제 및 그 이용{TREATMENT AGENT FOR SYNTHETIC FIBERS AND USE OF SAME}

본 발명은, 합성 섬유용 처리제 및 그 이용에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 합성 섬유를 제조할 때 사용되는 합성 섬유용 처리제, 상기 처리제를 사용한 합성 섬유 필라멘트사조(filament yarn)의 제조 방법, 및 상기 합성 섬유 필라멘트사조를 포함하는 섬유 구조물에 관한 것이다.

글리세린과 직쇄 지방산의 에스테르와 같은 천연 유지로부터 얻어지는 에스테르(이하 천연 에스테르라고 하는 경우가 있음)는, 입수의 용이성, 환경에 대한 대응, 염가인 장점이 있으므로, 윤활제로서 유용하다. 융점이 높은 천연 에스테르를 윤활제로서 포함하는 합성 섬유용 처리제는, 내열성이 우수하지만, 천연 에스테르의 융점의 영향을 받으므로, 처리제의 융점이 높아지는 경우가 많고, 동계 보관 시에 응고한다. 응고된 처리제는, 그대로는 사용할 수 없으므로, 한 번 가온하여 용해시킬 필요가 있으며, 경우에 따라서는(특히 동계) 40℃ 이상으로 가온할 필요가 있다. 이에 따라, 취급성이 뒤떨어지는 문제가 있었다. 또한, 이와 같은 합성 섬유용 처리제를 사용한 경우, 가공 공정에서 스컴(scum)이나 실 파손을 일으키고, 이 때문에, 주행 안정성이 뒤떨어져, 포백(布帛)의 품위를 저하시키는 경우가 있었다.

천연 유지를 사용한 합성 섬유용 처리제로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 타르나 보풀(fluff)의 발생을 억제하고자, 2종 이상의 동식물 유지를 에스테르 교환하여 사용하는 방법에 대하여 기재되어 있다. 그러나, 이 방법으로는 에스테르 교환할 필요가 있으므로, 에스테르의 입수가 곤란하게 되는 경우가 있었다.

이와 같이, 종래의 합성 섬유용 처리제에 의해서는 천연 유지로부터 얻어지는 에스테르를 적극적으로 사용한 합성 섬유용 처리제는 제공되지 않고 있는 실정이다.

일본공개특허 제2009-155762호 공보

본 발명의 목적은, 합성 섬유를 제조할 때 사용되며, 취급성이 우수하고, 주행 안정성도 우수한 합성 섬유용 처리제, 상기 처리제를 사용한 합성 섬유 필라멘트사조의 제조 방법, 상기 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트사조를 포함하는 섬유 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 예의(銳意) 검토한 결과, 특정한 글리세린 에스테르 화합물(A)과 특정한 분지 에스테르 화합물(B)을 특정한 비율로 함유하는 합성 섬유용 처리제에 의해, 후가공에서의 스컴을 저감할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 스컴 감소와 처리제를 저온 상태에서 정치(靜置)한 후에 실온에서 액상(液狀)으로 복원할 때까지의 시간이 상관 관계가 있는 것을 발견하고, 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 글리세린과 탄소수 8∼22의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 탄소수 16∼18의 직쇄 지방산의 비율이 90 중량% 이상인, 글리세린 에스테르 화합물(A)과, 알코올과 탄소수 8∼20의 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 알코올과 상기 지방산 중 적어도 한쪽이 탄소 골격에 분지 구조를 가지는, 분지 에스테르 화합물(B)을 함유하고, 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 중량비(A/B)가 75/25∼15/85인, 처리제이다.

상기 분지 에스테르 화합물(B)은, 직쇄 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물, 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물, 및 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 합계의 중량 비율은, 30∼80 중량%인 것이 바람직하다.

상기 글리세린 에스테르 화합물(A)의 요오드가가 30∼80인 것이 바람직하다.

상기 글리세린 에스테르 화합물(A)의 융점은, -5℃ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)이, 천연 에스테르 또는 천연 에스테르로부터 얻어지는 에스테르이며, 에스테르 교환하지 않는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제 비이온 계면활성제를 더 함유하는 것이 바람직하다.

처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 비이온 계면활성제의 중량 비율은 15∼65 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유 필라멘트사조의 제조 방법은, 원료 합성 섬유 필라멘트사조에, 상기한 처리제를 부여하는 공정을 포함하는 것이다.

본 발명의 섬유 구조물은, 상기한 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트사조를 포함하는 것이다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 실온(20℃) 정치로 용해하고 액상으로 되므로, 취급성이 우수하다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제를 사용한 경우, 스컴이나 실 파손의 발생을 억제할 수 있어, 주행 안정성이 우수하다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 스컴이나 실 파손의 발생을 저감할 수 있고, 실 품위가 우수한 합성 섬유 필라멘트사조를 얻을 수 있다. 본 발명의 섬유 구조물은, 품질이 우수하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 합성 섬유를 제조할 때 사용되고, 특정한 글리세린 에스테르 화합물(A)과 특정한 분지 에스테르 화합물(B)을 소정의 비율로 함유하는 것이다. 이하에서, 상세하게 설명한다.

[글리세린 에스테르 화합물(A)]

글리세린 에스테르 화합물(A)은, 글리세린과 탄소수 8∼22의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 탄소수 16∼18의 직쇄 지방산의 비율이 90 중량% 이상인, 에스테르이다. 글리세린 에스테르 화합물(A)은, 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다. 글리세린 에스테르 화합물(A)은, 천연 에스테르 또는 천연 에스테르로부터 얻어지는 에스테르 화합물을 상정(想定)하고 있으므로, 에스테르를 구성하는 지방산은, 직쇄 지방산이 된다. 또한, 직쇄 지방산은, 단일 지방산으로 구성되지 않으며, 탄소수 8∼22인 2개 이상의 지방산에 의해 구성된다.

본 발명에서 사용하는 글리세린 에스테르 화합물(A)은, 천연 에스테르 또는 천연 에스테르로부터 얻어지는 에스테르이며, 에스테르 교환하지 않는 화합물을 상정하고 있다. 글리세린 에스테르 화합물(A)로서는, 천연의 과실, 종자 또는 꽃 등 천연으로부터 얻어지는 천연 에스테르를 그대로 사용하거나, 필요에 따라 천연 에스테르를 분리, 정제 등을 행하여 얻어지는 에스테르 화합물를 사용할 수 있다. 따라서, 글리세린 에스테르 화합물(A)로서는, 지방산과 글리세린을 반응시켜 얻어지는 합성 에스테르나, 2종 이상의 천연 에스테르(유지)를 에스테르 교환하여 얻어진 에스테르나, 천연 에스테르와 지방산과 글리세린을 혼합하고, 랜덤으로 에스테르 교환하여 얻어지는 에스테르를 제거하는 것을 상정하고 있다.

글리세린 에스테르 화합물(A)을 구성하는 직쇄 지방산은, 탄소 골격이 직쇄 구조인 지방족 모노카르본산을 말한다. 직쇄 지방산에는, 하이드록시 지방산도 포함될 수 있지만, 하이드록시 지방산이 포함되면 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하므로, 하이드록시 지방산은 포함되지 않는 것이 바람직하다. 직쇄 지방산은, 포화, 불포화 중 어느 것이라도 된다.

직쇄 지방산의 탄소수는, 8∼22이며, 12∼18인 것이 바람직하고, 16∼18인 것이 더욱 바람직하다. 상기 탄소수가 8 미만인 경우, 유막이 약해져 보풀이 발생하는 경우가 있다. 한편, 상기 탄소수가 22를 초과하는 경우, 마찰이 높고, 평활성이 뒤떨어져 보풀이 발생하는 경우가 있다.

탄소수 8∼22의 직쇄 지방산으로서는, 예를 들면, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 에이코센산, 베헨산, 세톨레산, 에루크산, 리시놀레산 등이 있다. 이들 중에서도, 직쇄 지방산으로서는, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산이 바람직하고, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산이 더욱 바람직하다.

유막 강도와 평활성의 점을 고려하면, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 탄소수 16∼18의 직쇄 지방산의 비율은, 90 중량% 이상이며, 93 중량% 이상이 바람직하고, 95 중량% 이상이 더욱 바람직하다.

또한, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀렌산의 중량 비율은, 2 중량% 이하가 바람직하고, 1 중량% 이하가 보다 바람직하고, 0.5 중량% 이하가 더욱 바람직하다. 상기 중량 비율이 2 중량%를 초과하는 경우, 처리제의 내열성이 악화되어, 롤러 오염이 발생하고, 그 결과, 보풀, 단사(斷絲)가 발생할 우려가 있다.

그리고, 각 지방산의 중량 비율은, 가스 크로마토그래피(SHIMADZU사에서 제조한 가스 크로마토그래피 GC-2010, 컬럼: Agilent Technologies사에서 제조한 DB-WAXETR)를 사용하여, 정량(定量)할 수 있다.

본 발명의 효과를 더욱 발휘시키는 점을 고려하면, 글리세린 에스테르 화합물(A)의 융점은, -5℃ 이상이 바람직하고, -5∼15 ℃가 보다 바람직하고, -5∼10 ℃가 더욱 바람직하다. 상기 융점이 -5℃ 미만인 경우, 분지 에스테르 화합물(B)를 병용할 필요가 없는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서 말하는 융점이란, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하고, 시료를 50℃까지 승온(昇溫)하고 1분간 등온(等溫)하고, 다음으로, 10℃/분으로 -60℃까지 냉각시키고 8분간 등온하고 고화(固化)하고, 그 후 10℃/분으로 50℃까지 승온할 때 얻어지는 DSC 곡선의 흡열 피크 중, 가장 흡열이 큰 피크의 온도를 말한다.

글리세린 에스테르 화합물(A)의 요오드가는, 30∼80이며, 35∼75가 보다 바람직하고, 40∼75가 더욱 바람직하다. 상기 요오드가가 30 미만인 경우, 글리세린 에스테르 화합물(A)의 융점이 낮고, 분지 에스테르 화합물(B)을 사용해도, 실온에서 액상으로 복원하지 않는 경우가 있어, 본 발명의 효과를 얻기 어렵다. 한편, 상기 요오드가가 80를 초과하는 경우, 내열성이 악화되고, 그 결과, 보풀, 단사도 악화되는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 요오드가는, JIS K-0070에 기초하여 측정한 값을 말한다.

글리세린 에스테르 화합물(A)의 산가(酸價)는, 7 이하가 바람직하고, 5 이하가 보다 바람직하고, 3 이하가 더욱 바람직하다. 상기 산가가 7을 초과하는 경우, 열처리시에 다량의 발연이 발생하거나, 악취가 발생하여, 사용 환경을 악화시키는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 산가는, JIS K-0070에 기초하여 측정한 값을 말한다.

글리세린 에스테르 화합물(A)의 수산기가는, 0.1∼25가 바람직하고, 0.5∼20이 보다 바람직하고, 1.0∼15가 더욱 바람직하다. 상기 수산기가가 0.1 미만인 경우, 에스테르를 얻는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 상기 수산기가가 25를 초과하는 경우, 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하고, 보풀이 증가하는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 수산기가는, JIS K-0070에 기초하여 측정한 값을 말한다.

글리세린 에스테르 화합물(A)의 중량 평균 분자량은, 500∼1200이 바람직하고, 600∼1000이 보다 바람직하고, 700∼1000이 더욱 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 500 미만인 경우, 유막 강도가 부족하고, 보풀이 증가하거나, 열처리시의 발연이 증가하는 경우가 있다. 한편, 상기 중량 평균 분자량이 1200을 초과하는 경우, 평활성이 부족하여 보풀이 다발하고, 고품위의 섬유를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 제직(製織)이나 편직 공정에서의 품위가 뒤떨어지는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 중량 평균 분자량은, 도소(주)에서 제조한 고속 겔투과 크로마토그래피 장치 HLC-8220GPC를 사용하여, 시료 농도 3 mg/cc로, 쇼와전공(주)에서 제조한 분리 컬럼 KF-402HQ, KF-403HQ에 주입하고, 시차 굴절률 검출기로 측정된 피크로부터 산출하였다.

글리세린 에스테르 화합물(A)은, 천연의 과실, 종자 또는 꽃 등 천연으로부터 얻어지는 천연 에스테르를 공지의 방법으로 정제하거나, 또한 정제한 에스테르를 공지의 방법으로 융점차를 이용하여 분리, 재정제하여 얻을 수 있다. 천연 에스테르로서는, 아마인유, 해바라기유, 대두유, 유채유, 참기름, 올리브유, 팜핵유, 팜유, 야자유 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도, 목적으로 하는 글리세린 에스테르 화합물을 양호한 수율로 얻기 위해서는, 올리브유, 팜유가 바람직하고, 팜유가 더욱 바람직하다.

[분지 에스테르 화합물(B)]

분지 에스테르 화합물(B)은, 알코올과 탄소수 8∼20의 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 상기 알코올과 상기 지방산 중 적어도 한쪽이 탄소 골격에 분지 구조를 가지는 에스테르 화합물이다. 상기한 글리세린 에스테르 화합물(A)을 윤활제로서 단독으로 사용하면, 취급성이 뒤떨어지고, 가공 공정에서 스컴이나 실 파손을 일으키는 경우가 있었지만, 글리세린 에스테르 화합물(A)과 분지 에스테르 화합물(B)을 특정한 비율로 병용함으로써, 처리제를 40℃ 이상으로 가온할 필요가 없고, 실온(20℃)에 정치함으로써 용해시킬 수 있다. 그러므로, 취급성이 우수하다. 또한, 가온할 필요가 없기 때문에 경제적이다. 또한, 본 발명의 처리제는, 응고하기 어렵거나 또는 응고하지 않는 것에 의해, 스컴이나 실 파손의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 고품위 포백을 생산하는데 적합하다.

분지 에스테르 화합물(B)은, 상세하게는, 직쇄 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물(B1), 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물(B2), 및 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물(B3)로부터 선택되는 적어도 1종으로 표현할 수 있다. 분지 에스테르 화합물(B)은, 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다.

에스테르 화합물(B1)을 구성하는 직쇄 알코올은, 탄소 골격이 직쇄 구조인, 1가 알코올 및/또는 다가 알코올을 말한다. 직쇄 알코올은, 1종으로 구성되어 있어도 되고, 2종 이상에 의해 구성되어 있어도 된다. 직쇄 알코올은, 분자량이 지나치게 커지면 평활성이 악화되므로, 4가 이하의 직쇄 알코올이 바람직하다. 직쇄 알코올은 포화, 불포화 중 어느 하나일 수 있다.

1가 알코올의 경우, 직쇄 알코올의 탄소수는 4∼30이 바람직하고, 6∼24가 보다 바람직하고, 8∼24가 더욱 바람직하다. 다가 알코올의 경우, 직쇄 알코올의 탄소수는 2∼10이 바람직하고, 2∼8이 보다 바람직하고, 2∼6이 더욱 바람직하다.

직쇄 알코올로서는, 예를 들면, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 트리데칸올, 올레일알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등이 있다. 이들 중에서도, 옥탄올, 데칸올, 도데칸올, 올레일알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올이 바람직하고, 옥탄올, 데칸올, 도데칸올, 글리세린, 1,6-헥산디올이 더욱 바람직하다.

에스테르 화합물(B2), 에스테르 화합물(B3)을 구성하는 분지 알코올은, 탄소 골격에 분지 구조를 가지는, 1가 알코올 및/또는 다가 알코올을 말한다. 분지 알코올은, 1종으로 구성되어 있어도 되고, 2종 이상에 의해 구성되어 있어도 된다. 분지 알코올은, 분자량이 지나치게 커지면 평활성이 악화되므로, 4가 이하의 분지 알코올이 바람직하다. 분지 알코올은, 지방족 분지 알코올이며, 포화, 불포화 중 어느 하나일 수도 있다.

1가 알코올의 경우, 분지 알코올의 탄소수는 4∼30이 바람직하고, 6∼24가 보다 바람직하고, 8∼24가 더욱 바람직하다. 다가 알코올의 경우, 분지 알코올의 탄소수는 2∼10이 바람직하고, 2∼8이 보다 바람직하고, 2∼6이 더욱 바람직하다.

분지 알코올로서는, 예를 들면, 이소프로판올, 2-에틸헥산올, 이소트리데실 알코올, 이소세틸알코올, 이소스테아릴알코올, 이소 C24 알코올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등이 있다. 이들 중에서도, 2-에틸헥산올, 이소트리데실알코올, 이소세틸알코올, 이소스테아릴알코올, 이소 C24 알코올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨이 바람직하고, 2-에틸헥산올, 이소트리데실 알코올, 이소 C24 알코올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨이 더욱 바람직하다.

에스테르 화합물(B2)을 구성하는 직쇄 지방산은, 탄소 골격이 직쇄 구조인 지방족 모노카르본산을 말한다. 직쇄 지방산에는, 하이드록시 지방산도 포함될 수 있지만, 하이드록시 지방산이 포함되면 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하므로, 하이드록시 지방산이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 직쇄 지방산은, 포화, 불포화 중 어느 것이라도 된다. 또한, 직쇄 지방산은, 1종으로 구성되어 있어도 되고, 2종 이상에 의해 구성되어 있어도 된다.

직쇄 지방산의 탄소수는, 8∼20이며, 10∼20이 바람직하고, 12∼18이 더욱 바람직하다. 상기 탄소수가 8 미만인 경우, 유막이 약해져 보풀이 발생하는 경우가 있다. 한편, 상기 탄소수가 20을 초과하는 경우, 마찰이 높고, 평활성이 뒤떨어져 보풀이 발생하는 경우가 있다.

탄소수 8∼20의 직쇄 지방산으로서는, 예를 들면, 옥틸산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 리시놀레산, 에이코센산, 베헨산, 에루크산 등이 있다. 이들 중에서도, 옥틸산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 리시놀레산이 바람직하고, 옥틸산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산이 더욱 바람직하다.

에스테르 화합물(B1), 에스테르 화합물(B3)을 구성하는 분지 지방산은, 탄소 골격에 분지 구조를 가지는 지방족 모노카르본산을 말한다. 분지 지방산에는, 하이드록시 지방산도 포함될 수 있지만, 하이드록시 지방산이 포함되면 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하므로, 하이드록시 지방산은 포함되지 않는 것이 바람직하다. 분지 지방산은, 포화, 불포화 중 어느 것이라도 된다. 또한, 분지 지방산은, 1종으로 구성되어 있어도 되고, 2종 이상에 의해 구성되어 있어도 된다.

분지 지방산의 탄소수는, 8∼20이며, 10∼20이 바람직하고, 12∼18이 더욱 바람직하다. 상기 탄소수가 8 미만인 경우, 유막이 약해져 보풀이 발생하는 경우가 있다. 한편, 상기 탄소수가 20을 초과하는 경우, 마찰이 높고, 평활성이 뒤떨어져 보풀이 발생하는 경우가 있다.

탄소수 8∼22의 분지 지방산으로서는, 예를 들면, 이소옥틸산, 이소노난산, 이소데실산, 이소트리데실산, 이소팔미트산, 이소스테아르산 등이 있다. 이들 중에서도, 이소노난산, 이소데실산, 이소트리데실산, 이소팔미트산, 이소스테아르산이 바람직하고, 이소노난산, 이소트리데실산, 이소팔미트산, 이소스테아르산이 더욱 바람직하다.

분지 에스테르 화합물(B)의 중량 평균 분자량은, 200∼1500이 바람직하고, 200∼1200이 보다 바람직하고, 300∼1200이 더욱 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 200 미만인 경우, 유막이 약해져 보풀이 발생하는 경우가 있다. 한편, 상기 중량 평균 분자량이 1500을 초과하는 경우, 마찰이 높고, 평활성이 뒤떨어져 보풀이 발생하는 경우가 있다.

분지 에스테르 화합물(B)로서는, 예를 들면, 이소프로필팔미테이트, 이소옥틸라우레이트, 이소옥틸팔미테이트, 이소옥틸스테아레이트, 이소트리데실올레이트, 이소트리데실스테아레이트, 이소 C24 올레이트, 트리메틸올프로판트리옥타네이트, 트리메틸올프로판트리데카네이트, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 트리메틸올프로판트리팜핵지방산 에스테르, 글리세린트리이소스테아레이트, 펜타에리트리톨옥타네이트, 펜타에리트리톨데카네이트, 펜타에리트리톨라우레이트, 트리메틸올프로판트리이소스테아레이트 등이 있다. 이들 중에서도, 이소옥틸라우레이트, 이소옥틸팔미테이트, 이소옥틸스테아레이트, 이소트리데실올레이트, 이소트리데실스테아레이트, 이소 C24 올레이트, 트리메틸올프로판트리데카네이트, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 트리메틸올프로판트리팜핵지방산 에스테르, 글리세린트리이소스테아레이트, 펜타에리트리톨옥타네이트, 펜타에리트리톨데카네이트, 펜타에리트리톨라우레이트, 트리메틸올프로판트리이소스테아레이트가 바람직하고, 이소옥틸라우레이트, 이소옥틸팔미테이트, 이소옥틸스테아레이트, 이소트리데실스테아레이트, 트리메틸올프로판트리데카네이트, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 글리세린트리이소스테아레이트, 트리메틸올프로판트리이소스테아레이트, 트리메틸올프로판트리팜핵지방산 에스테르가 더욱 바람직하다.

분지 에스테르 화합물(B)의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 트리메틸올프로판트리팜핵지방산 에스테르를 합성하는 경우, 트리메틸올프로판과 팜핵지방산을 몰비 1:2.9로 혼합하고, 반응 촉매로서 파라톨루엔술폰을 사용하고, 질소 기류 하 210℃로 승온하고, 1시간 반응 시켰다. 계속하여, 250℃로 승온한 후 8시간 반응시켰다. 반응 후의 에스테르로부터 반응 촉매, 미반응 지방산을 제거하여 얻을 수 있다.

[비이온 계면활성제]

본 발명의 처리제는, 또한 비이온 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 비이온 계면활성제를 사용함으로써, 수계 부여하기 위한 유화성을 부여할 수 있다. 또한, 유막 강도의 향상, 집속성의 향상을 도모할 수 있어, 높은 제사성(製絲性)을 얻을 수 있다. 비이온 계면활성제는, 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다.

처리제의 유막 강도를 향상시키고, 높은 제사성을 얻을 수 있는 점을 고려하여, 비이온 계면활성제로서는, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 및 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄(封鎖)한 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온 계면활성제(1)를 포함하는 것이 바람직하다.

비이온 계면활성제 전체에서 차지하는 비이온 계면활성제(1)의 중량 비율은, 5∼95 중량%가 바람직하고, 8∼93 중량%가 보다 바람직하고, 10∼91 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 중량 비율이 5 중량% 미만인 경우, 처리제의 유막 강도가 저하되어 보풀이 증가하거나, 본 처리제를 에멀젼으로 사용하는 경우의 안정성이 부족한 경우가 있다. 한편, 상기 중량 비율이 95 중량%를 초과하는 경우, 처리제의 평활성이 부족하여, 보풀이 증가하는 경우가 있다.

비이온 계면활성제(1)의 하나인 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르(이하, 폴리하이드록시에스테르라고 하는 경우가 있음)는, 구조상, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산과 다가 알코올의 에스테르이며, 다가 알코올의 수산기 중, 2개 이상의 수산기가 에스테르화되어 있다. 따라서, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르는, 복수의 수산기를 가지는 에스테르이다.

폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산은, 지방산의 탄화수소기에 산소 원자를 통하여 폴리옥시알킬렌기가 결합한 구조를 가지며, 폴리옥시알킬렌기의 지방산의 탄화수소기와 결합하고 있지 않은 편말단이 수산기로 되어 있다.

폴리하이드록시 에스테르로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼22(바람직하게는 16∼20)의 하이드록시 지방산과 다가 알코올의 에스테르화물의 알킬렌옥시드 부가물이 있다.

탄소수 6∼22의 하이드록시 지방산으로서는, 예를 들면, 하이드록시카프릴산, 하이드록시카프르산, 하이드록시라우르산, 하이드록시스테아르산, 리시놀레산이 있으며, 하이드록시옥타데칸산, 리시놀레산이 바람직하다. 다가 알코올로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 글리세린, 소르비톨, 소르비탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등이 있고, 글리세린이 바람직하다. 알킬렌옥시드로서는, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 탄소수 2∼4의 알킬렌옥시드를 예로 들 수 있다.

알킬렌옥시드의 부가 몰수는, 3∼60이 바람직하고, 8∼50이 더욱 바람직하다. 알킬렌옥시드에서 차지하는 에틸렌옥시드의 비율은 50 몰% 이상이 바람직하고, 80 몰% 이상이 더욱 바람직하다.

2 종류 이상의 알킬렌옥시드를 부가하는 경우, 이들의 부가 순서는 특별히 한정되지 않고, 부가 형태는 블록형, 랜덤형 중 어느 형태라도 된다. 알킬렌옥시드의 부가는 공지의 방법에 의해 행할 수 있지만, 염기성 촉매의 존재 하에서 행하는 것이 일반적이다.

폴리하이드록시 에스테르는, 예를 들면, 다가 알코올과 하이드록시 지방산(하이드록시모노카르본산)을 통상의 조건 하에서 에스테르화하여 에스테르화물을 얻고, 이어서, 이 에스테르화물에 알킬렌옥시드를 부가 반응시키는 것에 의해 제조할 수 있다. 폴리하이드록시 에스테르는, 피마자유 등의 천연으로부터 얻어지는 유지나 여기에 수소를 첨가한 경화 피마자유를 사용하고, 또한 알킬렌옥시드를 부가 반응시키는 것에 의해서도, 바람직하게 제조할 수 있다.

비이온 계면활성제(1)에는, 전술한 폴리하이드록시 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르도 포함된다. 봉쇄하는 지방산의 탄소수는 6∼24가 바람직하고, 12∼18이 더욱 바람직하다. 지방산 중의 탄화수소기의 탄소수는 분포가 있어도 되고, 탄화수소기는 직쇄형일 수도 있고 분지를 가질 수도 있고, 포화일 수도 있고 불포화일 수도 있으며, 다환 구조를 가질 수도 있다. 이와 같은 지방산으로서는, 예를 들면, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 에이코산산, 베헨산, 리그노세린산 등이 있다. 에스테르화의 방법, 반응 조건 등에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법, 통상의 조건을 채용할 수 있다.

비이온 계면활성제(1)로서는, 예를 들면, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물, 피마자유 에틸렌옥시드 부가물, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 모노올레이트, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 디올레이트, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리스테아레이트, 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리스테아레이트, 이들 중에서도 처리제의 상용성(相溶性), 유막 강도, 보풀 감소의 점을 고려하면, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리스테아레이트가 바람직하다.

비이온 계면활성제(1) 이외의 비이온 계면활성제로서는, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 에테르(2), 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르(3), 폴리옥시알킬렌 지방족 알코올 에테르(4), 폴리알킬렌글리콜의 지방산 에스테르(5), 다가 알코올 지방산 에스테르(6) 등을 예로 들 수 있다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 에테르(2)란, 다가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드가 부가된 구조를 가지는 화합물이다.

다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨, 수크로오스 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도 글리세린, 트리메틸올프로판, 수크로오스가 바람직하다.

알킬렌옥시드의 부가 몰 수로서는, 3∼100이 바람직하고, 4∼70이 보다 바람직하고, 5∼50이 더욱 바람직하다. 또한, 알킬렌옥시드에서 차지하는 에틸렌옥시드의 비율은, 50 몰% 이상이 바람직하고, 80 몰% 이상이 더욱 바람직하다. 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 에테르의 중량 평균 분자량은, 300∼10000이 바람직하고, 400∼8000이 보다 바람직하고, 500∼5000이 더욱 바람직하다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 에테르(2)로서는, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물, 트리메틸올프로판에틸렌옥시드 부가물, 펜타에리트리톨에틸렌옥시드 부가물, 디글리세린 에틸렌옥시드 부가물, 소르비탄에틸렌옥시드 부가물, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물, 소르비톨에틸렌옥시드 부가물, 소르비톨에틸렌옥시드프로필렌옥시드 부가물, 디트리메틸올프로판에틸렌옥시드 부가물, 디펜타에리트리톨에틸렌옥시드 부가물, 수크로오스 에틸렌옥시드 부가물 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르(3)는, 다가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드가 부가된 화합물과 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 화합물이다.

다가 알코올로서는, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨, 수크로오스 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨이 바람직하다.

지방산으로서는, 라우르산, 미리스트산, 미리스톨레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 이소세틸산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키드산, 에이코센산, 베헨산, 이소도코산산, 에루크산, 리그노세린산, 이소테트라도코산산 등을 예로 들 수 있다.

알킬렌옥시드의 부가 몰 수로서는, 3∼100이 바람직하고, 5∼70이 보다 바람직하고, 10∼50이 더욱 바람직하다. 또한, 알킬렌옥시드에서 차지하는 에틸렌옥시드의 비율은, 50 몰% 이상이 바람직하고, 80 몰% 이상이 더욱 바람직하다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르(3)의 중량 평균 분자량은, 300∼7000이 바람직하고, 500∼5000이 보다 바람직하고, 700∼3000이 더욱 바람직하다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르(3)로서는, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물 모노라우레이트, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물 디라우레이트, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 트리메틸올프로판에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 소르비탄에틸렌옥시드 부가물 모노올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드 부가물 디올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드프로필렌옥시드 부가물 모노올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드프로필렌옥시드 부가물 디올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드프로필렌옥시드 부가물 트리올레이트, 소르비탄에틸렌옥시드프로필렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 수크로오스 에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

폴리옥시알킬렌 지방족 알코올 에테르(4)는, 지방족 1가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드를 부가한 구조를 가지는 화합물이다.

폴리옥시알킬렌 지방족 알코올 에테르(4)로서는, 예를 들면, 옥틸알코올, 2-에틸헥실알코올, 데실알코올, 라우릴알코올, 트리데실알코올, 미리스틸알코올, 스테아릴알코올, 이소스테아릴알코올, 올레일알코올 등의 지방족 알코올의 알킬렌옥시드 부가물이 있다.

알킬렌옥시드의 부가 몰 수로서는, 1∼100 몰이 바람직하고, 2∼70 몰이 보다 바람직하고, 3∼50 몰이 더욱 바람직하다. 또한, 알킬렌옥시드 전체에 대한 에틸렌옥시드의 비율은, 20 몰% 이상이 바람직하고, 30 몰% 이상이 보다 바람직하고, 40 몰% 이상이 더욱 바람직하다.

폴리알킬렌글리콜의 지방산 에스테르(5)는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜과 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 화합물이다. 폴리알킬렌글리콜의 중량 평균 분자량은, 100∼1000이 바람직하고, 150∼800이 보다 바람직하고, 200∼700이 더욱 바람직하다.

폴리알킬렌글리콜 지방산 에스테르(5)로서는, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜모노올레이트, 폴리에틸렌글리콜디올레이트, 폴리에틸렌글리콜모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜모노라우레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜모노올레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜디올레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

다가 알코올 지방산 에스테르(6)는, 다가 알코올과 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 적어도 1개 또는 2개 이상의 수산기를 가지며, 또한 상기한 글리세린 에스테르 화합물(A)을 제거한 화합물이다.

다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨, 디트리메틸올프로판, 수크로오스 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도, 에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨이 바람직하다.

지방산으로서는, 라우르산, 미리스트산, 미리스톨레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 이소세틸산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 투베르쿨로스테아르산, 이소이코산산, 가돌레산, 에이코센산, 베헨산, 이소도코산산, 에루크산, 리그노세린산 등을 예로 들 수 있다.

다가 알코올 지방산 에스테르(6)의 중량 평균 분자량은, 100∼1000이 바람직하고, 200∼800이 보다 바람직하고, 300∼600이 더욱 바람직하다.

다가 알코올 지방산 에스테르(6)로서는, 글리세린 모노라우레이트, 글리세린디라우레이트, 글리세린 모노올레이트, 글리세린 디올레이트, 소르비탄모노올레이트, 소르비탄디올레이트, 수크로오스 모노라우레이트, 수크로오스 디라우레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

[합성 섬유용 처리제]

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 상기한 글리세린 에스테르 화합물(A)과 분지 에스테르 화합물(B)을 함유하고, 글리세린 에스테르 화합물(A)과 분지 에스테르 화합물(B)의 중량비(A/B)가 75/25∼15/85이다. 상기 중량비는 70/30∼17/83이 바람직하고, 65/35∼20/80이 더욱 바람직하다. 상기 중량비가 75/25를 초과하는 경우, 분지 에스테르 화합물(B)의 비율이 적고, 융점을 개선할 수 없어 본 발명의 효과는 얻을 수 없으며, 양호한 취급성은 얻을 수 없다. 한편, 상기 중량비가 15/85 미만인 경우에도, 양호한 취급성은 얻을 수 없다.

처리제의 불휘발분에서 차지하는 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 합계의 중량 비율은, 30∼80 중량%가 바람직하고, 35∼80 중량%가 보다 바람직하고, 40∼80 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 중량 비율이 30 중량% 미만인 경우, 처리제의 평활성이 부족하여 보풀이 증가하는 경우가 있다. 한편, 상기 중량 비율이 80 중량%를 초과하는 경우, 비이온 활성제의 사용량이 적어지게 되고 유막 강도나 집속성이 저하하여 보풀이 증가하는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 불휘발분이란, 처리제를 105℃에서 열처리 등을 행하여 용매 등을 제거하고, 항량(constant weight)에 도달한 때의 절건(絶乾) 성분을 말한다.

처리제가 비이온 계면활성제를 함유하는 경우, 처리제에서 차지하는 비이온 계면활성제의 중량 비율은, 15∼65 중량%가 바람직하고, 20∼63 중량%가 보다 바람직하고, 25∼60 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 중량 비율이 15 중량% 미만인 경우, 처리제의 유막 강도가 저하되고, 보풀이 증가하는 경우가 있다. 한편, 상기 중량 비율이 65 중량%를 초과하는 경우, 에스테르 성분의 사용량이 감소하여 평활성이 부족하여, 보풀이 증가하는 경우가 있다.

(그 외의 성분)

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 처리제의 에멀젼화, 섬유에 대한 부착성 보조, 섬유로부터의 처리제의 수세(水洗), 섬유에 대한 제전성(制電性), 윤활성, 집속성 등을 부여하기 위하여, 상기한 비이온 계면활성제 이외의 계면활성제를 함유할 수도 있다. 이와 같은 계면활성제로서는, 알킬포스페이트의 금속염 또는 아민염, 폴리옥시에틸렌알킬포스페이트의 금속염 또는 아민염, 알칸술폰산염, 지방산 비누 등의 음이온성 계면활성제; 알킬아민염, 알킬이미다졸리늄염, 제4급 암모늄염 등의 양이온성 계면활성제; 라우릴디메틸베타인, 스테아릴디메틸베타인 등의 양성(兩性) 계면활성제 등을 예로 들 수 있다. 이들 계면활성제는, 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이들 계면활성제를 함유하는 경우의 처리제의 불휘발분에서 차지하는 계면활성제의 중량 비율은, 특별히 한정은 없지만, 0.01∼15 중량%가 바람직하고, 0.1∼10 중량%가 더욱 바람직하다. 그리고, 여기서의 계면활성제는, 중량 평균 분자량이 1000 미만인 것을 말한다.

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 상기한 글리세린 에스테르 화합물(A)과 분지 에스테르 화합물(B) 이외의 평활제로서, 광물성유를 함유할 수도 있다. 여기서 말하는 광물성유는 처리제를 희석하기 위해 사용하는 저점도 희석제가 아니며, 불휘발분에 포함된다. 불휘발분에서 차지하는 광물성유의 중량 비율은, 0.1∼30 중량%가 바람직하고, 1∼20 중량%가 더욱 바람직하다.

광물성유로서는, 특별히 한정은 없지만, 머신유, 스핀들 오일, 유동 파라핀 등을 예로 들 수 있다. 광물성유는, 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다. 광물성유의 30℃에서의 점도는, 100∼500 초가 바람직하다.

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 내열성을 부여하기 위하여, 산화 방지제나 변성 실리콘을 더 함유할 수도 있다. 산화 방지제로서는, 페놀계, 티오계, 포스파이트계 등의 공지의 것을 예로 들 수 있다. 산화 방지제는 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다. 산화 방지제를 함유하는 경우의 처리제의 불휘발분에서 차지하는 산화 방지제의 중량 비율은, 특별히 한정은 없지만, 0.1∼5 중량%가 바람직하고, 0.1∼3 중량%가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 원액 안정제(예를 들면, 물, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜)를 더 함유할 수도 있다. 원액 안정제를 함유하는 경우의 처리제에서 차지하는 원액 안정제의 중량 비율은, 0.1∼30 중량%가 바람직하고, 1∼20 중량%가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 티오디프로피온산과 지방족 알코올의 디에스테르 화합물을 함유할 수도 있다.

티오디프로피온산과 지방족 알코올의 디에스테르 화합물은, 항산화능을 가지는 성분이다. 상기 디에스테르 화합물을 사용함으로써, 처리제의 내열성을 높일 수 있다. 상기 화합물은 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 사용할 수도 있다. 상기 디에스테르 화합물을 구성하는 티오디프로피온산의 분자량은, 400∼1000이 바람직하고, 500∼900이 보다 바람직하고, 600∼800이 더욱 바람직하다. 상기 디에스테르 화합물을 구성하는 지방족 알코올은, 포화일 수도 있고 불포화일 수도 있다. 지방족 알코올의 탄소수는 8∼24가 바람직하고, 12∼24가 보다 바람직하고, 16∼24가 더욱 바람직하다. 지방족 알코올로서는, 예를 들면, 옥틸알코올, 2-에틸헥실알코올, 데실알코올, 라우릴알코올, 미리스틸알코올, 이소세틸알코올, 올레일알코올 및 이소스테아릴알코올 등이 있고, 이들 중에서도 올레일알코올, 이소세틸알코올, 이소스테아릴알코올이 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 불휘발분 만으로 이루어지는 전술한 성분으로 구성되어 있어도 되고, 불휘발분과 원액 안정제로 구성되어도 되며, 불휘발분을 저점도 광물성유로 희석한 것이라도 되고, 수중에 불휘발분을 유화한 수계 에멀젼이라도 된다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제가 수중에 불휘발분을 유화한 수계 에멀젼인 경우, 불휘발분의 농도는 5∼35 중량%가 바람직하고, 6∼30 중량%가 더욱 바람직하다. 불휘발분을 저점도 광물성유로 희석한 처리제의 점도(30℃)는, 섬유 재료에 균일하게 부여시키는 점을 고려하여, 3∼120 ㎜²/s가 바람직하고, 5∼100 ㎜²/s가 더욱 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제의 제조 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 합성 섬유용 처리제는, 구성하는 전술한 각 성분을 임의의 순서로 또는 특정한 순서로 첨가 혼합함으로써 제조된다.

[합성 섬유 필라멘트사조의 제조 방법 및 섬유 구조물]

본 발명의 합성 섬유 필라멘트사조의 제조 방법은, 원료 합성 섬유 필라멘트사조에, 본 발명의 합성 섬유용 처리제를 부여하는 공정을 포함하는 것이다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 스컴이나 실 파손의 발생을 저감할 수 있고, 실품위가 우수한 합성 섬유 필라멘트사조를 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명에서의 원료 합성 섬유 필라멘트사조란, 처리제가 부여되어 있지 않은 합성 섬유 필라멘트사조를 말한다.

합성 섬유용 처리제를 부여하는 공정으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용함으로써 온다. 통상, 원료 합성 섬유 필라멘트사조의 방사 공정에서 합성 섬유용 처리제를 부여한다. 처리제가 부여된 후, 열 롤러에 의해 연신(延伸)되고, 열세트가 행해지고, 권취된다. 이와 같이, 처리제를 부여한 후, 일단 권취되지 않고 열 연신되는 공정을 포함하는 경우에, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는 바람직하게 사용할 수 있다. 열 연신될 때의 온도로서 일례를 들면, 폴리에스테르, 나일론에서는, 산업 자재용이면 210∼260 ℃, 의료용이면 110∼180 ℃가 상정된다.

원료 합성 섬유 필라멘트사조에 부여할 때의 합성 섬유 처리제는, 전술한 바와 같이, 불휘발분 만으로 이루어지는 처리제, 불휘발분을 저점도 광물성유로 희석한 처리제, 또는 수중에 불휘발분을 유화한 수계 에멀젼 처리제 등을 예로 들 수 있다. 부여 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 가이드 급유, 롤러 급유, 디핑(dipping) 급유, 스프레이 급유 등을 예로 들 수 있다. 이들 중에서도, 부여량 관리의 용이성을 고려하면, 가이드 급유, 롤러 급유가 바람직하다.

합성 섬유용 처리제의 불휘발분의 부여량은, 원료 합성 섬유 필라멘트사조에 대하여, 0.05∼5 중량%가 바람직하고, 0.1∼3 중량%가 보다 바람직하고, 0.1∼2 중량%가 더욱 바람직하다. 0.05 중량% 미만인 경우, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없는 경우가 있다. 한편, 5 중량%를 초과하는 경우, 처리제의 불휘발분이 사도(絲道)에 탈락하기 쉽고, 열 롤러 상의 타르가 현저하게 증가하고, 보풀, 단사로 이어지는 경우가 있다.

합성 섬유 필라멘트사조로서는, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 등의 합성 섬유의 필라멘트사조를 예로 들 수 있다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 등의 합성 섬유에 적합하다. 폴리에스테르 섬유로서는, 에틸렌테레프탈레이트를 주요 구성 단위로 하는 폴리에스테르(PET), 트리메틸렌에틸렌테레프탈레이트를 주요 구성 단위로 하는 폴리에스테르(PTT), 부틸렌에틸렌테레프탈레이트를 주요 구성 단위로 하는 폴리에스테르(PBT), 락트산을 주요 구성 단위로 하는 폴리에스테르(PLA) 등을 예로 들 수 있고, 폴리아미드 섬유로서는, 나일론 6, 나일론 66 등을 예로 들 수 있고, 폴리올레핀 섬유로서는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 예로 들 수 있다. 합성 섬유 필라멘트사조의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다.

본 발명의 섬유 구조물은, 상기한 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트사조를 포함하는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 합성 섬유용 처리제가 부여된 합성 섬유 필라멘트사조를 사용하여 워터 제트 직기, 에어 제트 직기, 또는 래피어 직기로 직조된 직물, 및 환편직기, 경편직기, 또는 위편직기로 편직된 편물이다. 또한 섬유 구조물의 용도로서는, 타이어 코드, 시트 벨트, 에어백, 어망, 로프 등의 산업 자재, 의료용 등을 예로 들 수 있다. 직물, 편물을 제조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 본 발명은 여기에 기재한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 문장 중 및 표 중의 「%」는 「중량%」를 의미한다.

[실시예 1∼8, 비교예 1∼8]

(실시예 3, 7, 비교예 2의 처리제)

표 1에 기재된 성분을 혼합하고, 균일하게 될 때까지 교반하고, 처리제 I을 조제하였다. 조제한 처리제 I을 탄소수 11∼15의 저점도 광물성유로 희석하여, 불휘발분 농도가 80 중량%인 처리제 II를 조제하였다.

(실시예 1, 2, 4∼6, 8, 비교예 1, 3∼8의 처리제)

표 1에 기재된 성분을 혼합하여, 균일하게 될 때까지 교반하고, 처리제 I을 조제하였다. 조제한 처리제 I을 교반 하의 이온 교환수에 서서히 투입하였다. 투입한 후, 균일한 상태로 될 때까지 60분 교반하고, 불휘발분 농도가 18 중량%인 처리제 II(O/W형 에멀젼 상태)를 조제하였다.

상기에서 조제한 각각의 처리제 I을 사용하여, 하기 방법으로 응고성 및 용해성을 평가했다. 또한, 상기에서 조제한 각각의 처리제 II를 사용하여, 하기 방법으로 주행 안정성을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

그리고, 표 1의 처리제 성분의 수치는, 처리제의 불휘발분의 중량부를 나타낸다. 또한, 표 1의 처리제 성분의 상세한 것은 이하에 나타낸다.

(응고성)

50℃까지 가온하고, 교반하여 균일화시킨 처리제 I을 용량 180 mL의 뚜껑을 가진 유리병 중에 100 mL 넣고 용기를 밀폐하고, 소정 온도(5℃)로 설정한 에스펙 주식회사에서 제조한 환경 시험기(PL-3KP)에 처리제 I이 봉입(封入)된 유리병을 72시간 정치했다. 그 후 처리제 I의 외관을 육안으로 판정하고, 이하의 기준에 의해 응고성을 평가했다. 여기서 말하는 유동성이란 처리제 I을 넣은 용기를 옆으로 기울여 처리제 I이 흘러나올 경우, 유동성 있음으로 판단하였다.

◎: 응고되어 있고, 유동성이 있음.

○: 외관이 흐릿하고, 탁하고, 일부 고화되어 있음.

△: 외관이 흐릿하고, 탁하고, 대부분 고화되어 있음.

×: 완전히 고화되어 있고, 유동성이 없음.

(용해성)

응고성 평가에서 사용한 처리제 I이 들어간 유리병을, 소정 온도(20℃)로 설정한 에스펙 주식회사에서 제조한 환경 시험기(PL-3KP)에 2시간 정치했다. 그 후의 처리제 I의 외관을 육안으로 판정하고, 이하의 기준에 의해 용해성을 평가했다.

○: 응고되어 있고, 유동성이 있음.

△: 외관이 흐릿하고, 탁하고, 일부 고화되어 있음.

×: 완전히 고화되어 있고, 유동성이 없음.

(주행 안정성)

75 d/36 f 폴리에스테르 섬유에 처리제 II를 불휘발분으로서 1.5 중량%로 되도록 부여하고, 105℃의 환경 하에서 2시간의 건조를 행하였다. 건조한 원사를 소정 온도(5℃)로 설정한 에스펙 주식회사에서 제조한 환경 시험기(PL-3KP)에 72시간 정치했다. 그 후, 온도 20℃, 습도 50%RH로 설정한 항온실에 1시간 정치한 후, 상기 항온실 내에 설치한 주사법 마찰 시험기(도레이 엔지니어링 제조)를 사용하고, 200 m/min으로 회전하는 세퍼레이트 롤러를 가진 제1 롤러에 5주(周) 권취한 후에, 201 m/min으로 회전하는 세퍼레이트 롤러를 가진 제2 롤러에 5주 권취한 후에 석션 건(suction gun)에 의해 흡인하였다. 30분간 주행시킬 때의 롤러 출구의 실 요동 횟수를 육안 관찰에 의해 측정하고, 이하의 조건 하에서 주행 안정성을 평가했다.

○: 실 요동 횟수 0회

△: 실 요동 횟수 1∼5 회

×: 실 요동 횟수 5회 이상

[글리세린 에스테르 화합물]

A-1: 팜하이올레인(글리세린과 C12-18의 직쇄 지방산의 에스테르, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 C16-C18의 직쇄 지방산의 비율 99 중량%, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀렌산의 비율 0.4 중량%, 요오드가 67, 수산기가 5.5, 융점 1.2℃, 중량 평균 분자량 860)

A-2: 팜올레인(글리세린과 C12-18의 직쇄 지방산의 에스테르, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 C16-C18의 직쇄 지방산의 비율 99 중량%, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀렌산의 비율 0.3 중량%, 요오드가 63, 수산기가 5.2, 융점 2.2℃, 중량 평균 분자량 860)

a-1: 야자유(글리세린과 C8-18의 직쇄 지방산의 에스테르, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 C16-C18의 직쇄 지방산의 비율 12 중량%, 요오드가 7, 수산기가 10.5, 융점 23.5℃, 중량 평균 분자량 720)

[분지 에스테르 화합물]

B-1: 트리메틸올프로판트리팜핵지방산(C12-18의 직쇄 지방산) 에스테르

B-2: 트리메틸올프로판트리이소스테아르산 에스테르

B-3: 트리메틸올 프로판 지방산(C8, C10) 에스테르

B-4: 펜타에리트리톨 지방산(C8, C10) 에스테르

B-5: 2-에틸헥실알코올스테아르산 에스테르

B-6: 이소트리데실알코올스테아르산 에스테르

[그 외에 에스테르 화합물]

D-1: 라우릴올레이트

D-2: 노멀 부탄올스테아르산 에스테르

[비이온 계면활성제]

E-1: 경화 피마자유 1 몰에 EO 20몰 부가한 비이온 계면활성제

E-2: 경화 파마자유 1 몰에 EO 20몰 부가한 에테르형 비이온 활성제와 올레산 3몰의 에스테르화물

E-3: 폴리에틸렌글리콜(분자량 600)과 올레산 2 몰의 에스테르화물

E-4: 폴리에틸렌글리콜(분자량 200)과 올레산 2 몰의 에스테르화물

E-5: 라우릴알코올 1 몰에 EO 7몰 부가한 에테르형 비이온 계면활성제

[제전제]

F-1: 이소세틸포스페이트아민염

F-2: 라우릴술포네이트 Na염

F-3: 디옥틸술포숙시네이트 Na염

F-4: 올레산 K염

[표 1]

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 처리제는, 응고하기 어렵고 용해성이 우수하다. 또한, 용해성이 우수한 실시예의 처리제를 사용한 경우, 실 요동이 적고, 주행 안정성이 우수한 것을 알 수 있다. 그러므로, 고품위 포백을 얻을 수 있다. 한편, 비교예의 처리제는, 용해성이 뒤떨어지고, 사용 전에 가온용이 필요하게 되어, 취급성이 뒤떨어진다. 또한, 용해성이 좋지 못한 비교예의 처리제를 사용한 경우, 주행 안정성이 뒤떨어진다. 주행 안정성이 좋지 못한 처리제는, 후속 공정에서의 실 요동으로 이어져서, 가공성이 뒤떨어진다. 이와 같이, 용해성과 주행 안정성이 상관 관계가 있는 결과로 되었다.

[실시예 9∼24, 비교예 9∼15]

표 2, 3에 기재된 성분을 혼합하고, 균일하게 될 때까지 교반하여, 처리제 I을 조제하였다. 조제한 각각의 처리제 I을 사용하여, 상기와 같은 방법으로, 응고성, 용해성을 평가했다. 그리고, 표 2, 3의 처리제 성분의 수치는, 처리제의 불휘발분의 중량부를 나타낸다. 또한, 표 2, 3의 처리제 성분의 상세한 것은, 이하에 나타내었다.

[표 2]

[표 3]

표 2, 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 처리제는 응고하기 어렵고, 용해성이 우수하다. 한편, 비교예의 처리제는 용해성이 뒤떨어지고, 사용 전에 가온이 필요하게 되어, 취급성이 뒤떨어진다. 실시예 1∼7·비교예 1∼6의 결과로부터, 용해성과 주행 안정성이 상관 관계가 있는 것으로 판명되었으므로, 용해성이 우수한 실시예의 처리제를 사용한 경우, 주행 안정성이 우수하고, 용해성이 뒤떨어지는 비교예의 처리제를 사용한 경우, 주행 안정성이 뒤떨어지는 것으로 예측된다.

[산업상 이용가능성]

본 발명의 합성 섬유 처리제는, 타폴린(tarpaulin), 타이어 코드, 시트 벨트, 에어백, 어망, 로프 등의 산업 자재, 직물이나 편직물 등의 의료용 등에 사용되는 합성 섬유 필라멘트사조에 바람직하다.

Claims

글리세린과 탄소수 8∼22의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 탄소수 16∼18의 직쇄 지방산의 비율이 90 중량% 이상인, 글리세린 에스테르 화합물(A); 및
알코올과 탄소수 8∼20의 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지고, 또한 상기 알코올과 상기 지방산 중 적어도 한쪽이 탄소 골격에 분지 구조를 가지는, 분지 에스테르 화합물(B)
을 함유하고,
상기 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 중량비(A/B)가 75/25∼15/85이며, 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)의 요오드가가 30~80인, 합성 섬유용 처리제.
제1항에 있어서,
상기 분지 에스테르 화합물(B)이, 직쇄 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물, 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물, 및 분지 알코올과 탄소수 8∼20의 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인, 합성 섬유용 처리제.
제1항에 있어서,
처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 글리세린 에스테르 화합물(A)과 상기 분지 에스테르 화합물(B)의 합계의 중량 비율이 30∼80 중량%인, 합성 섬유용 처리제.
제1항에 있어서,
상기 글리세린 에스테르 화합물(A)의 융점이 -5℃ 이상인, 합성 섬유용 처리제.
제1항에 있어서,
상기 글리세린 에스테르 화합물(A)이, 천연 에스테르 또는 천연 에스테르로부터 얻어지는 에스테르이며, 에스테르 교환하지 않는 화합물인, 합성 섬유용 처리제.
제1항에 있어서,
비이온 계면활성제를 더 함유하는 합성 섬유용 처리제.
제6항에 있어서,
처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 비이온 계면활성제의 중량 비율이 15∼65 중량%인, 합성 섬유용 처리제.
원료 합성 섬유 필라멘트사조(filament yarn)에, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 처리제가 부여된, 합성 섬유 필라멘트사조.
제8항에 기재된 합성 섬유 필라멘트사조를 포함하는, 섬유 구조물.
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