KR102232594B1 - 합성 섬유용 처리제 및 그 이용 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 합성 섬유를 제조할 때 사용되고, 보풀, 단사의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있고, 또한 내열성이 우수하고, 생산 환경을 악화시키지 않는 합성 섬유용 처리제를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 다가 알코올과 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르(A)와, 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유하고, 상기 지방산이, 리놀레산과, 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산을 포함하고, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산의 비율이 5∼20 중량%, 리놀레산과 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 지방산과의 합계의 중량 비율이 95 중량% 이상이며, 리놀렌산의 중량 비율이 2 중량% 이하인, 합성 섬유용 처리제이다.

Description

합성 섬유용 처리제 및 그 이용{FINISH FOR SYNTHETIC FIBERS AND APPLICATION THEREOF}

본 발명은, 합성 섬유용 처리제 및 그 이용에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 합성 섬유를 제조할 때 사용되고, 보풀이나 단사(斷絲)를 저감시킬 수 있는 합성 섬유용 처리제, 상기 처리제가 부여된 합성 섬유 필라멘트 사조(絲條), 상기 처리제를 사용한 합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법, 상기 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트 사조를 포함하는 섬유 구조물에 관한 것이다.

최근, 합성 섬유는 하이멀티화, 이형 단면(異形斷面), 고강력화, 저수축율화 등의 고기능성의 부여가 행해지고 있다. 또한, 합성 섬유의 제조 시에는, 생산 효율을 향상시키기 위하여, 생산 속도의 고속화, 열처리의 고온화가 행해지고 있다. 생산 속도의 고속화는, 합성 섬유에 주는 손상이 증가해 보풀이나 단사가 증가하는 문제가 있다. 또한, 열처리의 고온화로서는, 고속화에 의한 합성 섬유로의 열이력 부족을 보충하기 위해 고강력 등의 고기능화를 위한 열세트 롤러의 고온화를 예로 들 수 있다. 열세트 롤러의 고온화는, 합성 섬유용 처리제의 열열화에 의한 열세트 롤러 오염의 증가를 일으켜, 생산 환경의 악화, 생산성의 저하를 일으키는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 하기의 선행 기술이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는 보풀, 단사를 감소시키고자 티오디프로피온산 에스테르를 사용한 윤활성이 우수한 처리제가 제안되어 있다. 티오디프로피온산 에스테르를 사용한 처리제는, 섬유-금속 간, 섬유-섬유 간의 마찰이 낮고, 내열성도 종래의 윤활제에 비해 양호하며, 보풀, 단사를 감소시킬 수 있다. 그러나, 최근의 열세트 롤러의 고온화에 따라, 발연(發煙)이 증가하여 작업 환경이 악화될 뿐만 아니라, 롤러의 오염이 증가하여, 롤러를 자주 청소할 필요가 있으며, 고품위의 섬유를 얻을 수 없었다.

또한, 특허 문헌 2에는, 열세트 롤러의 오염을 개선하고자, 비스페놀 A의 알킬렌옥시드 부가물의 지방산 에스테르를 사용한 처리제가 제안되어 있다. 비스페놀 A 알킬렌옥시드 부가물의 지방산 에스테르를 사용한 처리제는, 내열성은 양호하지만 섬유-금속 간, 섬유-섬유 간의 마찰이 높고, 합성 섬유용 처리제로서의 필요 특성인 윤활성이 뒤떨어지고 있었다. 그 결과, 섬유 제조 공정이나 가공 공정에서의 섬유의 손상이 커지고, 보풀, 단사가 증대하여, 현재의 섬유에 요구되는 높은 요구를 만족시킬 수 없었다.

또한, 특허 문헌 3에는, 연신 롤러 상에 축적되는 타르의 양을 줄이고, 보풀, 단사의 발생을 저감시키기 위하여, 이염기산인 티오디프로피온산 에스테르와 산화 방지제 등을 사용한, 요오드가(iodine value)가 4 이하인 섬유용 처리제가 제안되어 있다. 그러나, 특허 문헌 3의 섬유용 처리제에 의해서는, 타르의 축적 방지에 효과가 있지만, 에스테르의 분자량이 작으므로, 섬유의 보호가 충분하지 않으며, 반대로 보풀이 증가하는 문제가 있었다.

이와 같이, 종래의 합성 섬유용 처리제에 의해서는 전술한 문제에 대응할 수 없으며, 최근의 고기능화 섬유를 고품위로 생산할 수 있고, 또한 내열성이 우수하고, 생산 환경을 악화시키지 않는 합성 섬유용 처리제가 절실하게 요구되고 있다.

일본공개특허 소54-147214호 공보 일본특허공고 소47-29474호 공보 일본공개특허 제2009-235647호 공보

본 발명의 목적은, 합성 섬유를 제조할 때 사용되고, 보풀, 단사의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있고, 또한 내열성이 우수하며, 생산 환경을 악화시키지 않는 합성 섬유용 처리제, 상기 처리제가 부여된 합성 섬유 필라멘트 사조, 상기 처리제를 사용한 합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법, 상기 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트 사조를 포함하는 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의銳意 검토한 결과, 특정한 에스테르(A)와 비이온 계면활성제를 필수적으로 함유하는 합성 섬유용 처리제를 이용하면, 보풀, 단사의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있고, 실의 품위가 현저하게 향상되고, 우수한 제사성(製絲性)을 얻을 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 상기 합성 섬유용 처리제는, 열처리 시의 타르에 의한 롤러 오염이 적고, 생산 환경을 악화시키지 않는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 다가 알코올과 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르(A)와, 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유하고, 상기 직쇄 지방산이, 리놀레산과, 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산을 포함하고, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산의 비율이 5∼20 중량%이며, 리놀레산과 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산의 합계의 중량 비율이 95 중량% 이상이며, 리놀렌산의 중량 비율이 2 중량% 이하이다.

상기 에스테르(A)의 요오드가는 30∼80인 것이 바람직하다.

처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 에스테르(A)의 중량 비율은 10∼70 중량%이며, 상기 비이온 계면활성제(B)의 중량 비율이 15∼65 중량%인 것이 바람직하다.

상기 다가 알코올은 3가 알코올인 것이 바람직하다.

상기 에스테르(A)의 중량 평균 분자량은 500∼1200인 것이 바람직하다.

상기 비이온 계면활성제(B)는, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 및 상기 다가 알코올 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온 계면활성제(B1)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 비이온 계면활성제(B) 전체에서 차지하는 상기 비이온 계면활성제(B1)의 중량 비율은 5∼95 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유 필라멘트 사조는, 원료 합성 섬유 필라멘트 사조에, 상기한 처리제가 부여된 것이다.

본 발명의 합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법은, 원료 합성 섬유 필라멘트 사조에, 상기한 처리제를 부여하는 공정을 포함하는 것이다.

본 발명의 섬유 구조물은, 본 발명의 합성 섬유 필라멘트 사조 및/또는 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트 사조를 포함하는 것이다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제를 사용하여 합성 섬유를 제조한 경우, 보풀, 단사의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 내열성이 우수하고, 생산 환경을 악화시키지도 않는다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 보풀, 단사의 발생을 현저하게 저감시킬 수 있고, 실품위가 우수한 합성 섬유 필라멘트 사조를 제조할 수 있다. 또한, 타르가 적고 고품위 원사를 얻을 수 있다. 본 발명의 합성 섬유 필라멘트 사는, 보풀, 단사의 발생이 적고, 실품위가 우수하다.

본 발명의 섬유 구조물은, 고품위 원사를 사용하고 있으므로, 품질이 우수하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 특정한 에스테르(A)와 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유한다. 이하에서, 상세하게 설명한다.

[에스테르(A)]

에스테르(A)는, 본 발명의 처리제의 필수 성분이며, 다가 알코올과 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르이다. 에스테르(A) 대신, 1가 알코올과 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르만을 필수적으로 사용한 경우, 평활성이 뛰어나지만, 섬유를 보호하는 유막(油膜) 강도가 약하고, 오히려 보풀이 증가한다. 또한, 다가 알코올과 분지 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르를 사용한 경우, 평활성이 부족하고, 보풀이 증가한다. 에스테르(A)는, 1종 또는 2종 이상을 사용할 수도 있다. 그리고, 에스테르(A)는, 분자 내에 폴리옥시알킬렌기를 가지고 있지 않은 화합물이다.

에스테르(A)를 구성하는 직쇄 지방산은, 탄소 골격이 직쇄 구조인 지방족 모노카르본산을 말한다. 직쇄 지방산에는, 하이드록시 지방산도 포함될 수도 있지만, 하이드록시 지방산이 포함되면 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하므로, 하이드록시 지방산은 포함되지 않은 것이 바람직하다.

에스테르(A)를 구성하는 직쇄 지방산은, 리놀레산과, 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산(이하, 직쇄 지방산(a)이라고 함)을 함유하고, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산의 비율은 5∼20 중량%, 리놀레산과 직쇄 지방산(a)의 합계의 중량 비율이 95 중량% 이상이다. 즉, 상기 지방산은, 리놀레산과 직쇄 지방산(a)에 의해 실질적으로 구성되고 있다.

직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산의 비율은, 5∼20 중량%이며, 6∼19 중량%가 보다 바람직하고, 7∼18 중량%가 더욱 바람직하다. 리놀레산의 비율이 5 중량% 미만인 경우, 충분한 유막 강도를 얻을 수 없게 되어, 보풀이 발생하고, 고품위 섬유를 얻을 수 없다. 한편 리놀레산의 비율이 20 중량%를 초과하는 경우, 처리제의 내열성이 악화되어, 롤러 오염이 발생하고, 그 결과, 보풀, 단사가 발생한다.

직쇄 지방산 전체에서 차지하는 직쇄 지방산(a)의 비율은, 75∼95 중량%이며, 76∼94 중량%가 보다 바람직하고, 77∼93 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 비율이 75 중량% 미만인 경우, 상기 에스테르 유막 강도가 부족하거나, 분자량이 커지고 충분한 평활성을 얻을 수 없게 된다. 그러므로, 보풀이 발생하여, 고품위 섬유를 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편 상기 비율이 95 중량%를 초과하는 경우, 리놀레산의 함유량이 부족하고, 이 경우에도 유막 강도가 저하되어, 보풀이 발생하는 경우가 있다.

또한, 직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산과 직쇄 지방산(a)의 합계의 중량 비율은, 95 중량% 이상이며, 96 중량% 이상이 바람직하고, 97 중량% 이상이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 95 중량% 미만인 경우, 충분한 유막 강도를 얻을 수 없게 되어, 보풀이 발생하고, 고품위의 섬유를 얻을 수 없다.

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 초과할 경우, 처리제의 내열성이 악화되고, 롤러 오염이 발생하고, 그 결과, 보풀, 단사가 발생할 우려가 있다.

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

또한, 직쇄 지방산(a)은, 포화 지방산, 불포화 지방산일 수도 있다. 직쇄 지방산(a)의 탄소수는 14∼22이며, 14∼20가 더욱 바람직하다. 탄소수가 14 미만인 경우, 충분한 유막 강도를 얻을 수 없게 되어, 보풀이 발생한다. 탄소수가 22를 초과하면, 에스테르의 평활성이 부족하고, 보풀이 증가한다.

직쇄 지방산(a)으로서는, 예를 들면, 미리스트산, 미리스톨레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀렌산, 에이코센산, 헨산 등이 있다.

에스테르(A)를 구성하는 다가 알코올은, 2가 이상의 알코올이면, 특별히 한정은 없다. 다가 알코올로서는, 지방족 다가 알코올, 방향족 다가 알코올 등을 예로 들 수 있다.

지방족 다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨, 슈크로오스 등을 예로 들 수 있다.

방향족 다가 알코올로서는, 비스페놀 A, 비스페놀 Z, 1,3,5-트리하이드록시메틸벤젠 등을 예로 들 수 있다.

이들 중에서도, 평활성과 유막 강에 의한 보풀 감소의 면에서, 다가 알코올로서는, 2∼4 가의 알코올이 바람직하고, 3가 알코올이 보다 바람직하며, 글리세린, 트리메틸올프로판의 지방족 3가 알코올이 더욱 바람직하고, 글리세린이 특히 바람직하다. 4가를 초과하는 알코올의 경우, 평활성이 뒤떨어져, 보풀, 단사가 증가하여, 실 품위가 저하될 우려가 있다.

에스테르(A)의 요오드가는, 30∼80이 바람직하고, 35∼75가 보다 바람직하고, 40∼75가 더욱 바람직하다. 에스테르(A)의 요오드가가 30 미만인 경우, 롤러 오염은 저감시킬 수 있지만, 보풀 억제 효과가 불충분한 경우가 있다. 한편, 에스테르(A)의 요오드가가 80을 초과하는 경우, 내열성이 악화되고, 그 결과, 보풀, 단사도 악화되는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 요오드가는, JISK-0070에 기초하여 측정하였다.

에스테르(A)의 산가(酸價)는, 7 이하가 바람직하고, 5 이하가 보다 바람직하고, 3 이하가 더욱 바람직하다. 에스테르(A)의 산가가 7을 초과하는 경우, 열처리 시에 다량의 발연이 발생하거나, 악취가 발생하여, 사용 환경을 악화시키는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 산가는, JISK-0070에 기초하여 측정하였다.

에스테르(A)의 수산기가는, 0.1∼25가 바람직하고, 0.5∼23이 보다 바람직하고, 1.0∼20이 더욱 바람직하다. 에스테르(A)의 수산기가가 0.1 미만인 경우, 에스테르를 얻는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 에스테르(A)의 수산기가가 25를 초과하는 경우, 상기 처리제의 평활제로서의 역할이 부족하고, 보풀이 증가하는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 수산기가는, JISK-0070에 기초하여 측정하였다.

에스테르(A)의 중량 평균 분자량은, 500∼1200이 바람직하고, 700∼1000가 보다 바람직하고, 800∼1000이 더욱 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 500 미만인 경우, 유막 강도가 부족하고, 보풀이 증가하거나, 열처리 시의 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 굴절율 검출기로 측정된 피크로부터 산출하였다.

에스테르(A)는, 일반적으로 시판되고 있는 직쇄 지방산과 다가 알코올을 사용하여, 공지의 방법으로 합성하여 얻어진 것을 사용할 수도 있다. 또한, 천연의 과일, 종자 또는 꽃 등 천연으로부터 얻어지는 천연 에스테르로서, 에스테르(A)의 구성을 만족시키는 천연 에스테르를 그대로 사용하거나, 필요에 따라, 천연 에스테르를 공지의 방법으로 정제하거나, 또한 정제한 에스테르를 공지의 방법으로 융점차를 이용하여 분리, 재정제를 행한 에스테르를 사용할 수도 있다. 에스테르(A)로서는, 천연 에스테르 또는 천연 에스테르로부터 얻어지는 에스테르로서, 에스테르 교환하지 않는 에스테르가 바람직하다. 상세하게는, 에스테르(A)로서는, 지방산과 글리세린을 반응시켜 얻어지는 합성 에스테르나, 2종 이상의 천연 에스테르(유지(油脂))를 에스테르 교환하여 얻어진 에스테르나, 천연 에스테르와 지방산과 글리세린을 혼합하고, 에스테르 교환하여 얻어지는 에스테르를 임의로 제거하는 것이 바람직하다.

[비이온 계면활성제(B)]

본 발명의 처리제는, 상기한 에스테르(A)에 더하여, 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유하는 것이다. 에스테르(A)와 비이온 계면활성제(B)를 병용함으로써 처리제의 유막 강도가 향상되고, 높은 제사성을 얻을 수 있다. 비이온 계면활성제(B)는, 1종 또는 2종 이상을 사용할 수도 있다.

처리제의 유막 강도를 향상시키고, 높은 제사성을 얻을 수 있는 점에서, 비이온 계면활성제(B)로서는, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 및 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온 계면활성제(B1)를 필수적으로 포함하는 것이 바람직하다.

비이온 계면활성제(B1) 이외의 비이온 계면활성제로서는, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올에테르, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 지방족 알코올에테르, 폴리알킬렌글리콜의 지방산 에스테르, 다가 알코올 지방산 에스테르 등을 예로 들 수 있다.

(비이온 계면활성제(B1))

비이온 계면활성제(B) 전체에서 차지하는 비이온 계면활성제(B1)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 저하하여 보풀이 증가하거나, 본 처리제를 에멀젼으로 사용하는 경우의 안정성이 부족한 경우가 있다. 한편, 상기 중량 비율이 95 중량%를 초과하는 경우, 처리제의 평활성이 부족하고, 보풀이 증가하는 경우가 있다.

비이온 계면활성제(B1)의 하나인 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르(이하, 폴리하이드록시 에스테르라고 하는 경우가 있음)는, 구조상, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산과 다가 알코올과의 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 개재하여 폴리옥시알킬렌기가 결합한 구조를 가지고, 폴리옥시알킬렌기의 지방산의 탄화수소기와 결합하고 있지 않은 편말단(片末端)이 수산기로 되어 있다.

폴리하이드록시 에스테르로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼22(바람직하게는 16∼20)의 하이드록시 지방산과 다가 알코올과의 에스테르화물의 알킬렌옥시드 부가물을 들 수 있다.

탄소수 6∼22의 하이드록시 지방산으로서는, 예를 들면, 하이드록시카프릴산, 하이드록시카프르산, 하이드록시라우르산, 하이드록시스테아르산, 리시놀레산을 들 수 있고, 하이드록시옥타데칸산, 리시놀레산이 바람직하다. 다가 알코올로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 글리세린, 소르비톨, 소르비탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등을 들 수 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 않으며, 부가 형태는 블록형, 랜덤형 중 어느 하나라도 된다. 알킬렌옥시드의 부가는 공지의 방법에 의해 행할 수 있지만, 염기성 촉매의 존재 하에라고 행하는 것이 일반적이다.

폴리하이드록시 에스테르는, 예를 들면, 다가 알코올과 하이드록시 지방산(하이드록시모노카르본산)을 통상의 조건에서 에스테르화하여 에스테르화물를 얻고, 이어서, 이 에스테르화물에 알킬렌옥시드를 부가 반응시키는 것에 의해 제조할 수 있다. 폴리하이드록시 에스테르는, 피마자유 등의 천연으로부터 얻어지는 유지나 여기에 수소를 첨가한 경화 피마자유을 사용하여, 나아가서는 알킬렌옥시드를 부가 반응시키는 것에 의해 바람직하게 제조할 수 있다.

비이온 계면활성제(B1)에는, 전술한 폴리하이드록시 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르도 포함된다. 봉쇄하는 지방산의 탄소수는 6∼24이 바람직하고, 12∼18가 더욱 바람직하다. 지방산 중의 탄화수소기의 탄소수는 분포를 가져도 되며, 탄화수소기는 직쇄형일 수도 있고 분지를 가질 수도 있고, 포화라도 되고 불포화라도 되며, 다환 구조를 가지고 있어도 된다. 이와 같은 지방산으로서는, 예를 들면, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 에이코산산, 헨산, 리그노세린산 등을 들 수 있다. 에스테르화의 방법, 반응 조건 등에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법, 통상의 조건을 채용할 수 있다.

비이온 계면활성제(B1)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 면에서, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 경화 피마자유 에틸렌옥시드 부가물 트리스테아레이트가 바람직하다.

(폴리옥시알킬렌 다가 알코올에테르)

폴리옥시알킬렌 다가 알코올에테르는, 다가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드가 부가한 구조를 가지는 화합물이다.

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

알킬렌옥시드의 부가 몰수는, 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 알코올에테르의 중량 평균 분자량은, 300∼10000이 바람직하고, 400∼8000이 보다 바람직하고, 500∼5000이 더욱 바람직하다. 상기 분자량이 300 미만인 경우, 보풀, 단사의 발생을 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 상기 분자량이 10000을 초과하면, 처리제의 마찰이 높아지고, 보풀, 단사의 발생을 저감시킬 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 악화되는 경우가 있다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올에테르로서는, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물, 트리메틸올프로판에틸렌옥시드 부가물, 펜타에리트리톨에틸렌옥시드 부가물, 디글리세린에틸렌옥시드 부가물, 소르비탄 에틸렌옥시드 부가물, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물, 소르비톨 에틸렌옥시드 부가물, 소르비톨 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물, 디트리메틸올프로판에틸렌옥시드 부가물, 디펜타에리트리톨에틸렌옥시드 부가물, 슈크로오스 에틸렌옥시드 부가물 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

(폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르)

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르는, 다가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드가 부가한 화합물과, 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 화합물이다.

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

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

알킬렌옥시드의 부가 몰수는, 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 에스테르의 중량 평균 분자량은, 300∼7000이 바람직하고, 500∼5000이 보다 바람직하고, 700∼3000이 더욱 바람직하다. 상기 분자량이 300 미만인 경우, 열처리 공정에서 발연이 발생하여, 환경을 악화시키는 경우가 있다. 또한, 단사의 발생을 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 상기 분자량이 7000을 초과하면, 처리제의 마찰이 높아지고, 보풀, 단사의 발생을 저감시킬 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 악화시키는 경우가 있다.

폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르로서는, 글리세린에틸렌옥시드 부가물 모노라우레이트, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물 다라우레이트, 글리세린 에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 트리메틸올프로판 에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 부가물 모노올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 부가물 디올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 부가물 트리올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물 모노올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물 디올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물 트리올레이트, 소르비탄 에틸렌옥시드 프로필렌옥시드 부가물 트리라우레이트, 슈크로오스 에틸렌옥시드 부가물 트리라우레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

(폴리옥시알킬렌 지방족 알코올에테르)

폴리옥시알킬렌 지방족 알코올에테르는, 지방족 1가 알코올에 대하여, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등의 알킬렌옥시드를 부가한 구조를 가지는 화합물이다.

폴리옥시알킬렌 지방족 알코올에테르로서는, 예를 들면, 옥틸알코올, 2-에틸헥실알코올, 데실알코올, 라우릴알코올, 트리데실알코올, 미리스틸알코올, 스테아릴알코올, 이소스테아릴알코올, 올레일알코올 등의 지방족 알코올의 알킬렌옥시드 부가물을 들 수 있다.

알킬렌옥시드의 부가 몰수는, 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)

폴리알킬렌글리콜의 지방산 에스테르는 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 에스테르로서는, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜모노올레이트, 폴리에틸렌글리콜디올레이트, 폴리에틸렌글리콜모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜모노라우레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜모노올레이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜디올레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

(다가 알코올 지방산 에스테르)

다가 알코올 지방산 에스테르는, 다가 알코올과 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 화합물이며, 상기한 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 제외한 화합물이다.

다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 소르비탄, 소르비톨, 디트리메틸올프로판, 슈크로오스 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, 헨산, 이소도코산산, 에루크산, 리그노세린산 등을 예로 들 수 있다

또한 상기 다가 알코올 지방산 에스테르는, 적어도 1 또는 2 이상의 수산기를 가진다.

다가 알코올 지방산 에스테르의 중량 평균 분자량은, 100∼1000이 바람직하고, 200∼800이 보다 바람직하고, 300∼600이 더욱 바람직하다.

지방산 에스테르로서는, 글리세린모노라우레이트, 글리세린디라우레이트, 글리세린모노올레이트, 글리세린디올레이트, 소르비탄모노올레이트, 소르비탄디올레이트, 슈크로오스모노라우레이트, 슈크로오스디라우레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

[합성 섬유용 처리제]

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 상기한 에스테르(A)와 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유하는 것이다. 처리제의 불휘발분에서 차지하는 에스테르(A)의 중량 비율은, 10∼70 중량%가 바람직하고, 13∼67 중량%가 보다 바람직하고, 15∼65 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 중량 비율이 10 중량% 미만인 경우, 보풀의 발생을 충분히 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 상기 중량 비율이 70 중량%를 초과하는 경우, 섬유 집속성이 악화되거나 보풀이 증가하는 경우가 있다. 그리고, 본 발명에서의 불휘발분이란, 처리제를 105℃에서 열처리하여 용매 등을 제거하고, 항량(constant weight)에 도달한 때의 완전건조(bone dry) 성분을 말한다.

처리제에서 차지하는 비이온 계면활성제(B)의 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 부족하고, 보풀이 증가하는 경우가 있다.

본 발명의 효과를 더욱 발휘하게 하는 면에서, 처리제에 차지하는 에스테르(A)와 비이온 계면활성제(B)의 합계의 중량 비율은, 30 중량% 이상이 바람직하고, 35 중량% 이상이 보다 바람직하고, 40 중량% 이상이 더욱 바람직하다.

(그 외의 성분)

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 처리제의 에멀젼화, 섬유로의 부착성 보조, 섬유로부터의 처리제의 수세, 섬유로의 제전성(制電性), 윤활성, 집속성 등을 부여하기 위하여, 상기한 비이온 계면활성제(B) 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 양이온선성 계면활성제; 라우릴디메틸베타인, 스테아릴디메틸베타인 등의 양성(兩性) 계면활성제 등을 예로 들 수 있다. 이들 계면활성제는, 1종 또는 2종 이상으로 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, 여기서 말하는 계면활성제는, 중량 평균 분자량이 1000 미만인 것을 말한다.

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 내열성을 향상시키는 면에서, 알칸술폰산염을 더욱 함유할 수도 있다. 알칸술폰산염으로서는, 예를 들면, 일본공개특허 평8-120564호 공보에 기재된 식[I]으로 나타내는 알칸술폰산염 등을 들 수 있다. 알칸술폰산염은 1종을 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다. 알칸술폰산염을 함유하는 경우의 처리제의 불휘발분에서 차지하는 알칸술폰산염의 중량 비율은, 특별히 한정은 없지만, 0.5∼5.0 중량%가 바람직하고, 1.5∼4.0 중량%가 더욱 바람직하다.

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

또한, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 또한 원액 안정제(예를 들면, 물, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜)를 함유할 수도 있다. 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 범위에서, 티오디프로피온산과 지방족 알코올과의 디에스테르 화합물을 함유할 수도 있다.

티오디프로피온산과 지방족 알코올과의 디에스테르 화합물은, 항산화능을 가지는 성분이다. 상기 디에스테르 화합물을 사용함으로써, 처리제의 내열성을 높일 수 있다. 1종을 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 사용할 수도 있다. 상기 디에스테르 화합물을 구성하는 티오디프로피온산 의 분자량은, 400∼1000이 바람직하고, 500∼900이 보다 바람직하고, 600∼800이 더욱 바람직하다. 상기 디에스테르 화합물을 구성하는 지방족 알코올은, 포화라도 되고 불포화라도 된다. 또한, 지방족 알코올은, 직쇄형일 수도 있고 분지 구조를 가질 수도 있지만, 분지 구조를 가지는 것이 바람직하다. 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 등을 예로 들 수 있고, 이들 중에서도 올레일알코올, 이소스테아릴알코올이 바람직하다.

본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 불휘발분 만으로 이루어지는 전술한 성분으로 구성되어 있어도 되고, 불휘발분과 원액 안정제로 구성되어도 되고, 불휘발분을 저점도 광물유로 희석한 것이라도 되고, 수중에서 불휘발분을 유화(乳化)한 수계 에멀젼이라도 된다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제가 수중에서 불휘발분을 유화한 수계 에멀젼인 경우, 불휘발분의 농도는 5∼35 중량%가 바람직하고, 6∼30 중량%가 더욱 바람직하다. 불휘발분을 저점도 광물유로 희석한 처리제의 점도(30℃)는, 섬유 재료에 균일하게 부여시키는 면에서, 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 임의로 또는 특정한 순서로 첨가 혼합함으로써 제조된다.

[합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법 및 섬유 구조물]

본 발명의 합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법은, 원료 합성 섬유 필라멘트 사조에, 본 발명의 합성 섬유용 처리제를 부여하는 공정을 포함하는 것이다. 부여하는 공정으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 통상, 원료 합성 섬유 필라멘트 사조의 방사(紡絲) 공정에서 합성 섬유용 처리제를 부여한다. 처리제가 부여된 후, 열 롤러에 의해 연신하고, 열세트가 행해지고, 권취된다. 이와 같이, 처리제를 부여한 후, 일단 권취되지 않고 열 연신하는 공정을 포함하는 경우에, 본 발명의 합성 섬유용 처리제는 바람직하게 사용할 수 있다. 열 연신할 때의 온도로서 일례를 들면, 폴리에스테르, 나일론에서는, 산업 자재용이면 210∼260℃, 의료용이면 110∼180℃가 상정(想定)된다.

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

합성 섬유용 처리제의 불휘발분의 부여량은, 원료 합성 섬유 필라멘트 사조에 대하여, 005∼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 위의 타르가 현저하게 증가하고, 보풀, 단사로 이어지는 경우가 있다.

(원료)

합성 섬유 필라멘트 사조로서는, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 등의 합성 섬유의 필라멘트 사조를 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 필라멘트 사조의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다.

(섬유 구조물)

본 발명의 섬유 구조물은, 상기한 본 발명의 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트 사조를 포함하는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 합성 섬유용 처리제가 부여된 합성 섬유 필라멘트 사조를 사용하여 워터 제트 직기, 에어 제트 직기, 또는 래피아 직기로 직조된 직물, 및 환직기(丸織機), 경직기(經織機), 또는 위직기(緯織機)로 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]

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

[실시예 1∼9, 비교예 1∼9]

(실시예 1, 7, 9, 비교예 1, 2의 처리제)

표 4, 5에 기재된 성분을 혼합하고, 균일하게 될 때까지 교반하고, 처리제를 조제하였다. 조제한 처리제를 탄소수 12∼15의 저점도 광물유로 희석하여, 불휘발분 농도가 70 중량%인 처리제를 조제하였다.

(실시예 2∼6, 8, 비교예 3∼9의 처리제)

표 4, 5에 기재된 성분을 혼합하여, 균일하게 될 때까지 교반하고, 처리제를 조제하였다. 조제한 처리제를 교반 하의 이온 교환수에 서서히 투입하였다. 투입 후, 균일한 상태로 될 때까지 60분 교반하고, 불휘발분 농도가 18 중량%인 처리제(O/W형 에멀젼 상태)를 조제하였다.

상기에서 조제한 각각의 처리제를 사용하여, 하기의 방법으로, 롤러 오염, 보풀, 단사를 평가했다. 그리고, 표 4∼6에서의 숫자는, 처리제의 불휘발분의 중량부를 나타낸다. 또한, 표 4∼6의 에스테르(A), 에스테르의 상세한 것에 대해서는, 표 1, 2에 나타내었고, 그 외의 성분의 상세한 것에 대해서는, 표 3에 나타내었다.

표 1, 2는, 에스테르를 구성하는 직쇄 지방산의 중량 비율, 에스테르를 구성하는 다가 알코올(Gly: 글리세린, TMP: 트리메틸올프로판, PE: 펜타에리트리톨), 에스테르의 요오드가, 수산기가, 산가, 중량 평균 분자량을 나타낸 것이다. 에스테르로서는, 천연으로부터 얻어지는 에스테르를 공지의 방법으로 정제하거나, 또한 정제한 에스테르를 공지의 방법으로 융점차를 이용하여 분리하고, 재정제를 행한, 일반적으로 시판되고 있는 에스테르(에스테르 A-1, A-2, X-1, X-8)를 사용하거나, 또는 일반적으로 시판되고 있는 직쇄 지방산과 다가 알코올을 사용하여 공지의 방법으로 합성하고, 얻어진 것(에스테르 A-3∼A-8, X-2∼X-7, X-9∼X-11)을 사용하였다. 하기에 합성 방법을 이용한 예를 들었지만, 조제 방법은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 표 1, 2 중의 C의 다음에 오는 숫자는 직쇄 지방산의 탄소수를 나타내고, F의 다음에 오는 숫자는 직쇄 지방산 중의 이중 결합의 수를 나타낸다.

정제 글리세린 9.8부, 리놀레산(니치유 제조, 리놀레산 90) 13.5부, 올레산(니치유 제조, NAA-34) 36.1부, 스테아르산(니치유 제조, NAA-180) 40.6부를 혼합하고, 반응 촉매로서 파라톨루엔술폰 1.0부를 혼합하였다. 질소 기류 하에서, 210℃로 승온(昇溫)하고, 1시간 반응시켰다. 계속하여, 250℃로 승온한 후 8시간 반응시켰다. 반응 후의 에스테르로부터 반응 촉매, 미(未)반응 지방산을 제거하고, 요오드가 60, 산가 0.7, 수산기가 5.2의 에스테르 A-6을 얻었다.

(롤러 오염)

1000 데니어(denier), 96 필라멘트의 무급유 폴리에스테르 필라멘트(원사)에 대하여, 상기에서 조제한 처리제를, 가이드 급유법을 이용하여, 불휘발분의 부여량이 0.6 중량%로 되도록 부여하고, 온도 25℃, 습도 65%의 분위기에 48시간 방치하고, 조습(調濕)하였다.

조습한 원사를, 주사법(走絲法) 마찰 시험기(도레이 엔지니어링사 제조)에 의해, 250℃의 마찰체(배 표피 반점 모양으로 크롬 도금된 것, 직경 5 cm)에 접촉시켜, 하중 500 g, 주사 속도 200 m/분으로 실을 24시간 주행시키고, 마찰체에 부착되는 오염을 하기의 조건 하에서 판정하고, 롤러 오염을 평가했다. 그 결과를 표 4, 5에 나타내었다.

○: 타르화물가 인정되지 않거나, 매우 적음

×: 현저한 타르화물이 인정된다.

(단사, 보풀)

용융 방사 공정에 있어서, 폴리에스테르 폴리머를 용융 방사하고, 냉각 고화(固化)된 사조에 대하여 상기에서 조제한 처리제를, 가이드 급유법을 이용하여, 불휘발분의 부여량이 0.6 중량%로 되도록 부여하였다.

처리제가 부여된 사조는, 일단 권취하지 않고 연속적으로 연신되었고, 250℃의 핫 롤러를 개재하여, 5.1배로 연신하고, 1000 데니어, 96 필라멘트의 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티 필라멘트를 얻었다. 연신, 열 세팅된 사조는 권취하였지만, 권취 직전에 사조에 인터레이싱을 행하여, 필라멘트끼리 집속시켰다. 인터레이싱은 고압의 유체, 예를 들면, 고압 공기를, 노즐을 통해 분사하는 것에 의해 행하였다. 보풀, 단사에 대하여, 하기의 조건 하에서 평가하고, 그 결과를 표 4, 5에 나타내었다.

단사: 각 처리제에 대하여 원사 1톤당의 실끊김 횟수로 평가하고, 1회보다 적은 경우를 ○로 하고, 1회 이상을 ×로 하였다.

보풀: 각 처리제 부착사를 보풀 카운터로 보풀를 체크하고, 백만 m당의 값이 1개보다 적은 경우를 ○로 하고, 1개 이상을 ×로 하였다.

[실시예 10∼13, 비교예 10∼16]

표 6에 기재된 성분을 혼합하여, 균일하게 될 때까지 교반하고, 처리제를 조제하였다. 조제한 처리제를 교반 하의 이온 교환수에 서서히 투입하였다. 투입 후, 균일한 상태로 될 때까지 60분 교반하고, 불휘발분 농도가 16 중량%인 처리제(O/W형 에멀젼 상태)를 조제하였다. 조제한 처리제를 사용하여, 하기의 방법으로, 롤러 오염, 보풀, 단사를 평가했다.

(롤러 오염)

75 데니어, 36 필라멘트의 무급유 폴리에스테르 필라멘트(원사)에 대하여 상기에서 조제한 처리제를, 노즐 급유법을 이용하여, 불휘발분의 부여량이 0.7 중량%로 되도록 부여하고, 온도 25℃, 습도 65%의 분위기에 48시간 방치하고, 조습하였다.

조습한 원사를, 주사법 마찰 시험기(도레이 엔지니어링사 제조)에 의하여, 150℃의 마찰체(배 표피 반점 모양으로 크롬 도금된 것, 직경 5 cm)에 접촉시켜, 하중 20 g, 주사 속도 200 m/분으로 실을 24시간 주행시키고, 마찰체에 부착되는 오염을 하기의 조건 하에서 판정하고, 롤러 오염을 평가했다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.

○: 타르화물이 인정되지 않거나, 매우 적음

×: 현저한 타르화물이 인정됨

(단사, 보풀)

용융 방사 공정에 있어서, 폴리에스테르 폴리머를 용융 방사하고, 냉각 고화된 사조에 대하여 상기에서 조제한 처리제를, 노즐 급유법을 이용하여, 불휘발분의 부여량이 0.7 중량%로 되도록 부여하였다.

처리제가 부여된 실조는, 일단 권취하지 않고 연속하여 연신되고, 150℃의 핫 롤러를 개재하여, 2.6배로 연신하고, 75 데니어, 36 필라멘트의 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티 필라멘트를 얻었다. 연신, 열 세팅된 사조는 권취되지만, 권취 직전에 사조에 인터레이싱을 행하여 필라멘트끼리를 집속시켰다. 인터레이싱은 고압의 유체, 예를 들면, 고압 공기를, 노즐을 통해 분사하는 것에 의해 행하였다. 보풀, 단사에 대하여, 하기의 조건 하에서 평가하고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.

단사: 각 처리제에 대하여 원사 1톤당의 실끊김 횟수로 평가하고, 1회보다 적은 경우를 ○로 하고, 1회 이상을 ×로 하였다.

보풀: 각 처리제 부착사를 보풀 카운터로 보풀수를 체크하고, 백만 m당의 값이 1개보다 적은 경우를 ○로 하고, 1개 이상을 ×로 하였다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

표 4∼6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1∼13은, 단사, 보풀의 발생이 현저하게 저감되어 있다. 또한, 롤러 오염이 적고, 내열성이 우수하고, 생산 환경을 악화시키고 있지 않다. 한편, 비교예 1∼16은, 단사 평가, 보풀 평가, 롤러 평가 중 적어도 1개가 뒤떨어지고 있어 이들 평가 모두를 만족시키는 것은 없다.

본 발명의 합성 섬유 처리제는, 타폴린, 타이어 코드, 시트 벨트, 에어백, 어망, 로프 등의 산업 자재, 직물이나 편물 등의 의료용 등에 사용되는 합성 섬유 필라멘트 사조에 바람직하다.

Claims (10)

1. 다가 알코올과 직쇄 지방산이 에스테르 결합한 구조를 가지는 에스테르(A)와, 비이온 계면활성제(B)를 필수적으로 함유하고,
   상기 직쇄 지방산이, 리놀레산과, 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산을 포함하고,
   직쇄 지방산 전체에서 차지하는 리놀레산의 비율이 5∼20 중량%이며, 리놀레산과 리놀레산을 제외한 탄소수 14∼22의 직쇄 지방산의 합계의 중량 비율이 95 중량% 이상이며, 리놀렌산의 중량 비율이 2 중량% 이하인, 합성 섬유용 처리제.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에스테르(A)의 요오드가(iodine value)가 30∼80인, 합성 섬유용 처리제.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   처리제의 불휘발분에서 차지하는 상기 에스테르(A)의 중량 비율이 10∼70 중량%이며, 상기 비이온 계면활성제(B)의 중량 비율이 15∼65 중량%인, 합성 섬유용 처리제.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 다가 알코올이 3가 알코올인, 합성 섬유용 처리제.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 에스테르(A)의 중량 평균 분자량이 500∼1200인, 합성 섬유용 처리제.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비이온 계면활성제(B)가, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르 및 상기 다가 알코올 에스테르 중 적어도 1개의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온 계면활성제(B1)를 포함하는, 합성 섬유용 처리제.
7. 제6항에 있어서,
   상기 비이온 계면활성제(B) 전체에서 차지하는 상기 비이온 계면활성제(B1)의 중량 비율이 5∼95 중량%인, 합성 섬유용 처리제.
8. 원료 합성 섬유 필라멘트 사조(絲條)에, 제1항에 기재된 처리제가 부여된, 합성 섬유 필라멘트 사조.
9. 원료 합성 섬유 필라멘트 사조에, 제1항에 기재된 처리제를 부여하는 공정을 포함하는 합성 섬유 필라멘트 사조의 제조 방법.
10. 제8항에 기재된 합성 섬유 필라멘트 사조 및/또는 제9항의 제조 방법으로 얻어진 합성 섬유 필라멘트 사조를 포함하는 섬유 구조물.