KR20190084857A

KR20190084857A - 합성 섬유용 처리제 및 합성 섬유

Info

Publication number: KR20190084857A
Application number: KR1020180140528A
Authority: KR
Inventors: 마코토 핫토리; 케이타 아다치
Original assignee: 다케모토 유시 가부시키 가이샤
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-07-17
Also published as: JP2019119966A; CN110016811B; JP6310168B1; KR102084592B1; CN110016811A

Abstract

본 발명의 과제는 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀 등을 저감할 수 있는 합성 섬유용 처리제 및 합성 섬유를 제공하는 것이다. 본 발명의 합성 섬유용 처리제는, 평활제, 비이온 계면활성제 및 이온 계면활성제를 함유한다. 상기 이온 계면활성제는 다음 화학식 1
[화학식 1]

에 나타낸 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하고, 상기 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 상기 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000인 것을 특징으로 한다. 상기 화학식 1에 있어서, R¹은 탄소수 1∼18의 탄화수소기이며, M¹은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.

Description

합성 섬유용 처리제 및 합성 섬유{SYNTHETIC FIBER TREATMENT AGENT AND SYNTHETIC FIBER}

본 발명은 합성 섬유의 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀을 효과적으로 저감할 수 있는 합성 섬유용 처리제 및 이러한 처리제가 부착되어 있는 합성 섬유에 관한 것이다.

일반적으로 합성 섬유의 제사 공정에 있어서, 마찰을 줄이고, 실 끊김 등의 섬유의 손상을 방지하는 관점에서 합성 섬유 필라멘트 사조의 표면에 합성 섬유용 처리제를 부착하는 처리가 행해지는 경우가 있다.

종래에는 일본 특허 공보 제5668170호(특허 문헌 1), 일본 공개특허 공보 특개평8-120564호(특허 문헌 2) 및 일본 공개 특허 공보 특개2006-307352호(특허 문헌 3)에 개시되어 있는 합성 섬유용 처리제가 알려져 있다. 특허 문헌 1에는 평활성분과 유기 술폰산 화합물을 함유하고, 황산이온과 염소 이온을 소정의 함유 비율까지 저감시킨 합성 섬유용 처리제에 대하여 개시되어 있다. 특허 문헌 2에는 소정 분자량의 티오디프로피온산 에스테르, ２급 술포네이트의 알칼리 금속염 및 인산 에스테르의 아민염을 포함하는 합성 섬유용 처리제에 대하여 개시되어 있다. 특허 문헌 3에는 유화제와 특정한 경화 피마자유 유도체를 소정의 비율로 함유하는 합성 섬유용 처리제에 대하여 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 합성 섬유용 처리제에서는, 제사 공정에서의 타르 오염의 저감, 백분 오염의 저감, 보풀 발생의 억제에 대하여 각각의 양립이 충분하게 대응될 수 없었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀을 저감할 수 있는 합성 섬유용 처리제 및 합성 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상술한 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 평활제 및 비이온 계면활성제를 함유하는 합성 섬유용 처리제에 있어서, 이온 계면활성제로서 특정한 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 소정 비율로 병용하는 것이 바로 적합한 점을 발견하였다.

즉, 본 발명의 일 측면에 있어서, 평활제, 비이온 계면활성제 및 이온 계면활성제를 함유하는 합성 섬유용 처리제가 제공된다. 상기 이온 계면활성제는 다음 화학식 1

[화학식 1]

에 나타낸 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하며, 상기 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 상기 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000인 점을 특징으로 한다. 상기 화학식 1에 있어서, R¹은 탄소수 1∼18의 탄화수소기이고, M¹은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.

상기 지방족 술폰산염은 다음 화학식 2

[화학식 2]

에 나타낸 화합물 및 다음 화학식 3

[화학식 3]

에 나타낸 화합물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 화학식 2에 있어서, a, b는 각각 0 이상의 정수이며 a+b=5∼17을 충족시키는 정수이고, M²은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다. 상기 화학식 3에 있어서, R² 및 R³은 각기 탄소수 4∼12의 탄화수소기이고, M³은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.

상기 비이온 계면활성제는 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카본산 및 디카본산을 축합시켜 얻어지는 에테르 에스테르 화합물인 것이 바람직하고, 상기 에테르 에스테르 화합물은 질량 평균 분자량 3,000∼30,000의 것을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 에테르 에스테르 화합물은 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 20몰%∼40몰%,모노카본산 35몰%∼65몰%, 그리고 디카본산 5몰%∼35몰%(합계 100몰%)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 평활제는 다음 화학식 4

[화학식 4]

에 나타낸 유황함유 에스테르 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 화학식 4에 있어서, R⁴및 R⁵는 각각 탄소수 12∼24의 탄화수소기이고, m 및 n은 각기 1∼4의 정수이다.

상기 이온 계면활성제는 유기 인산 에스테르의 아민염을 추가적으로 함유하는 것이 바람직하다.

상기 유기 인산 에스테르의 아민염을 구성하는 아민은 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디부틸에탄올아민 및 탄소수 4∼30의 모노알킬아민 중에서 어느 1몰에 대하여 알킬렌옥시드를 1몰∼50몰의 비율로 부가시켜 얻어지는 화합물에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

상기 합성섬유용 처리제는 상기 평활제, 상기 비이온 계면활성제 및 상기 이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%로 하면, 상기 평활제를 30질량%∼70질량%, 상기 비이온 계면활성제를 20질량%∼60질량%, 그리고 상기 이온 계면활성제를 0.1질량%∼20질량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 합성 섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성 섬유가 제공된다.

본 발명에 의하면, 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀 등을 저감할 수 있다.

제1 실시예

먼저, 본 발명에 따른 합성 섬유용 처리제(이하, 처리제라고도 한다)를 구체화한 제1 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예의 처리제는, 평활제, 비이온 계면활성제, 그리고 소정의 이온 계면활성제를 함유한다. 이온 계면활성제는 다음 화학식 5에 나타낸 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하고, 또한 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000인 것이다.

[화학식 5]

(R¹: 탄소수 1∼18의 탄화수소기이고,

M¹: 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.)

본 실시예의 처리제에 제공되는 평활제의 예로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 (1) 1,4-부탄디올디올레아트, 트리메틸올프로판트리라우레이트, 트리메틸올프로판트리올레아트, 글리세린트리올레아트, 펜타에리스리톨테트라옥타노아트 등의 다가 알코올과 1가 카본산의 에스테르 화합물, (2) 디이소세틸티오디프로피오네이트, 디이소스테아릴티오디프로피오네이트, 디올레일티오디프로피오네이트, 비스폴리옥시에틸렌라우릴아디페이트 등의, 다가 카본산과 1가 알코올의 에스테르 화합물, (3) 올레일라우레이트, 올레일올리에이트 등의 1가 알코올과 1가 카본산의 에스테르 화합물, (4) 피마자유, 팜유, 유채씨 정제유 등의 천연 유지 등을 들 수 있다. 이들의 성분들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도 다음 화학식 6에 나타내는 분자 중에 유황 원소를 갖는 다가 카본산과 1가 알코올의 에스테르 화합물(유황 함유 에스테르 화합물)을 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 화합물을 사용함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있고, 특히 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 보풀 등을 더욱 저감시킬 수 있다.

[화학식 6]

(R⁴ 및 R⁵: 각기 탄소수 12∼24의 탄화수소기이고,

m 및 n: 각기 1∼4의 정수이다.)

상기 화학식 6에 있어서, R⁴ 및 R⁵는 각기 라우릴기, 트리데실기, 이소트리데실기, 미리스틸기, 이소미리스틸기, 세틸기, 이소세틸기, 스테아릴기, 이소스테아릴기, 아라키딜기, 이소아라키딜기, 베헤닐기, 이소베헤닐기, 리그노세릴기, 이소리그노세릴기, 팔미트레일기, 올레일기, 에이코세닐기, 도코세닐기, 테트라코세닐기 등의 탄소수 12∼24의 탄화수소기이다.

본 실시예의 처리제에 제공되는 비이온 계면활성제의 예로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 (1)유기산, 유기 알코올, 유기 아민 및 유기 아미드에서 선택되는 적어도 일종에 탄소수 2∼4의 알킬렌옥사이드를 부가하여 얻어지는 화합물, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌라우린산 에스테르, 폴리옥시에틸렌올레인산 에스테르, 폴리옥시에틸렌라우린산 에스테르메틸에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시프로필렌라우릴에테르메틸에테르, 폴리옥시부틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌라우로아미드에테르 등의 에테르형 비이온 계면활성제, (2) 솔비탄모노올리에이트, 솔비탄트리올리에이트, 글리세린모노라우레이트 등의 다가 알코올 부분 에스테르형 비이온 계면활성제, (3) 폴리에틸렌글리콜디올리에이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올리에이트, 폴리옥시부틸렌솔비탄트리올리에이트, 폴리옥시프로필렌 피마자유, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌프로필렌 경화 피마자유 트리올리에이트, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유 트리라우레이트, 피마자유의 에틸렌옥사이드(이하, EO라 함) 부가물 및 경화 피마자유의 EO 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카본산 및 디카본산을 축합시켜 얻어지는 에테르 에스테르 화합물 등의 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르형 비이온 계면활성제, (4) 디에탄올아민모노라우로아미드 등의 알킬 아미드형 비이온 계면활성제, (5) 폴리옥시에틸렌디에탄올아민모노올레일아미드 등의 폴리옥시알킬렌 지방산 아미드형 비이온 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들의 성분들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카본산 및 디카본산을 축합시켜 얻어지는 에테르 에스테르 화합물이 바람직하다. 또한, 상기 에테르 에스테르 화합물은 질량 평균 분자량(MW)이 3,000∼30,000인 것을 함유하는 것이 바람직하다. 이들의 화합물들을 사용함으로써 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있고, 특히 제사 공정에서 발생하는 보풀을 더욱 저감시킬 수 있다. 상기 에테르 에스테르 화합물에 사용되는 알킬렌옥사이드로서는, 예를 들면, EO, 프로필렌 옥사이드(이하, PO라 함), 부틸렌옥시드(이하, BO라 함) 등을 들 수 있다. 모노카본산으로서는, 예를 들면, 라우린산, 미리스틴산, 미리스트레인산, 팔미틴산, 팔미트레인산, 스테아린산, 이소스테아린산, 올레인산, 엘라이딘산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키딘산, 에이코센산, 베헨산, 에르카산 등을 들 수 있다. 또한, 디카본산으로서는, 예를 들면, 호박산, 글루타르산, 아지핀산, 피메린산, 스베린산, 아젤라인산, 세바신산, 푸마르산, 말레인산 등을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 에테르 에스테르 화합물로서 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰 부가한 것을 아지핀산으로 가교하고, 올레인산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 10,000), 피마자유 1몰에 대하여 EO 25몰 부가한 것을 말레인산으로 가교하며, 스테아린산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 5,000), 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰, PO 20몰을 랜덤 부가한 것을 말레인산으로 가교하고, 올레인산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 18,000) 등을 들 수 있다.

여기서, 질량 평균 분자량은 토소사제 고속 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 장치 HLC-8320GPC를 이용하여 시료 농도 5mg/cc에서 토소사제 분리 컬럼 TSK gel Super H-2000, H-3000 및 H-4000에 주입하고, 시차 굴절율 검출기로 측정된 피크에 의해 구할 수 있다.

피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과 모노카본산 및 디카본산을 축합시켜서 얻어지는 에테르 에스테르 화합물의 경우, 각 성분의 몰 비율에 특별히 제한은 없다. 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 20몰%∼40몰%, 모노 카본산 35몰%∼65몰%, 그리고 디카본산 5몰%∼35몰%합계 100몰%）로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 특히 제사 공정에서 발생하는 보풀을 더욱 저감할 수 있다.

본 실시예의 처리제에 제공되는 이온 계면활성제는 상기 화학식 5에 나타낸 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하며, 또한 상기 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 상기 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000인 것이다. 상기 화학식 5에 있어서, R¹은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 트리데실기, 미리스틸기, 세틸기, 스테아릴기 등의 탄소수 1∼18의 탄화수소기이다. M¹은 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 암모늄기, 메틸 암모늄기, 에틸 암모늄기, 프로필 암모늄기, 부틸 암모늄기, 디메틸 암모늄기, 디에틸 암모늄기, 디프로필 암모늄기, 디부틸 암모늄기, 트리메틸 암모늄기, 트리에틸 암모늄기, 트리프로필 암모늄기, 트리부틸 암모늄기, 테트라메틸 암모늄기, 테트라에틸 암모늄기, 테트라프로필 암모늄기, 테트라부틸 암모늄기, 메탄올 암모늄기, 에탄올 암모늄 기, 프로판올 암모늄기, 부탄올 암모늄기, 디메탄올 암모늄기, 디에탄올 암모늄기, 디프로판올 암모늄기, 디부탄올 암모늄기, 트리메탄올 암모늄기, 트리에탄올 암모늄기, 트리프로판올 암모늄기, 트리부탄올 암모늄기 등의 암모늄기, 또는 (EO18)헥실아미노에테르기, (PO16)옥틸아미노에테르기, (EO6PO6)데실아미노에테르기, (EO12)라우릴아미노에테르기, (EO10)미리스틸아미노에테르기, (EO8)세틸아미노에테르기, (EO6)스테아릴아미노에테르기, (EO4)올레일아미노에테르기, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 디프로필에탄올아민, 디부틸에탄올아민 등의 유기 아민기이다. 한편, 상기 괄호 내의 수치는 각각의 부가 몰 수를 나타낸다(이하, 동일하다). 이들의 성분들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

보다 구체적으로는, 방향족 술폰산염의 예로서 톨루엔술폰산 나트륨, 에틸벤젠술폰산 칼륨, 프로필벤젠술폰산 리튬, 부틸벤젠술폰산 나트륨, 헥실벤젠술폰산 칼륨, 옥틸벤젠술폰산 리튬, 노닐벤젠술폰산 나트륨, 노닐벤젠술폰산 트리에탄올아민, 데실벤젠술폰산 칼륨, 도데실벤젠술폰산 나트륨, 도데실벤젠술폰산 칼륨, 테트라데실벤젠술폰산 나트륨, 옥타데실벤젠술폰산 칼륨 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 톨루엔술폰산 나트륨, 노닐벤젠술폰산 나트륨, 노닐벤젠술폰산 트리에탄올아민, 도데실벤젠술폰산 나트륨, 도데실벤젠술폰산 칼륨 등의 분자 중에 탄소수 1∼12의 알킬기를 갖는 방향족 술폰산염이 바람직하다.

지방족 술폰산염의 예로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 1-옥틸술폰산 나트륨, 1-데칸술폰산 칼륨, 1-라우릴술폰산 나트륨, 1-미리스틸술폰산 나트륨, 1-세틸술폰산 칼륨, 1-스테아릴술폰산 나트륨, 이소옥틸술폰산 나트륨, 이소데칸술폰산 나트륨, 이소라우릴술폰산 나트륨, 이소미리스틸술폰산 나트륨, 이소세틸술폰산 나트륨, 이소스테아릴술폰산 나트륨, 디이소부틸술포호박산 칼륨, 디옥틸술포호박산 나트륨, 디노닐술포호박산 나트륨 등을 들 수 있다. 이들의 성분들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도 다음 화학식 7에 나타내는 화합물 및 다음 화학식 8에 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이들 화합물을 사용함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 특히 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염 등을 더욱 저감시킬 수 있다.

[화학식 7]

(a 및 b: 각기 0 이상의 정수이고, a+b=5∼17을 충족시키는 정수이며,

M²: 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.)

[화학식 8]

(R² 및 R³: 각기 탄소수 4∼12의 탄화수소기이고,

M³: 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이다.)

상기 화학식 7에 있어서, a 및 b는 각기 0 이상의 정수이고, a+b=5∼17을 충족시키는 정수이며, M²에 대한 상세한 내용은 상기 화학식 5의 설명에서 서술한 M¹과 마찬가지이다.

상기 화학식 8에 있어서, R² 및 R³은 각기 부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 탄소수 4∼12의 탄화수소기이며, M³에 관한 상세한 내용은 상기 화학식 5의 설명에서 서술한 M¹과 마찬가지이다.

구체적으로는, 상기 화학식 7의 바람직한 예로서는, a+b의 값이 10∼14이 되고, M²가 나트륨인 화합물(혼합물) 등을 들 수 있다. 상기 화학식 8의 바람직한 예로서는, 디옥틸술포호박산 나트륨염 등을 들 수 있다.

본 실시예의 처리제에 제공되는 이온 계면활성제는, 상술한 바와 같이 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하며, 또한 상기 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 상기 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000인 것이다. 이러한 비율의 범위 내로 규정함으로써 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀 등을 저감시킬 수 있다.

이온 계면활성제는 유기 인산 에스테르의 아민염을 추가적으로 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 화합물을 사용함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 특히 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 보풀 등을 더욱 저감시킬 수 있다. 상기 유기 인산 에스테르의 아민염을 구성하는 아민은, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디부틸에탄올아민, 그리고 탄소수 4∼30의 모노알킬아민 중 어느 1몰에 대하여 알킬렌옥시드를 1몰∼50몰의 비율로 부가시켜 얻어지는 화합물인 것이 보다 바람직하다. 유기 인산 에스테르의 아민염의 구체적인 예로서는, 라우릴포스페이트디에탄올아민염, 미리스틸포스페이트트리에탄올아민염, 세틸포스페이트디부틸에탄올아민염, 이소세틸포스페이트(EO10)라우릴아미노에테르염, 스테아릴포스페이트(PO6)라우릴아미노에테르염, 이소스테아릴포스페이트(EO8)스테아릴아미노에테르염, 아라키딜포스페이트(BO4)세틸아미노에테르염, 이소아라키딜포스페이트(EO6PO6)베헤닐아미노에테르염, 베헤닐포스페이트(EO15)리그노세릴아미노에테르염, 이소베헤닐포스페이트디에탄올아민염, 리그노세릴포스페이트트리에탄올아민염, 이소리그노세릴포스페이트디부틸에탄올아민염, 올레일포스페이트(EO15)스테아릴아미노에테르염, (EO4)올레일포스페이트디부틸에탄올아민염 등을 들 수 있다. 이들의 성분들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 그 밖에도, 이소스테아릴포스페이트칼륨염 등의 알킬 인산 에스테르의 금속염을 추가적으로 배합해도 된다.

본 실시예의 처리제에 있어서, 상술한 평활제, 비이온 계면활성제 및 이온 계면활성제의 함유 비율에 특별히 제한은 없다. 상기 평활제, 상기 비이온 계면활성제 및 상기 이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%로 하면, 평활제를 30질량%∼70질량%, 비이온 계면활성제를 20질량%∼60질량%, 그리고 이온 계면활성제를 0.1질량%∼20질량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 배합량 범위로 규정함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 제사 공정에서 발생하는 타르 오염, 백분 오염, 보풀 등을 더욱 저감할 수 있다.

제2 실시예

이하, 본 발명의 합성 섬유를 구체화한 제2 실시예를 설명한다. 본 실시예의 합성 섬유는 제1 실시예의 처리제가 부착되어 있는 합성 섬유이다. 합성 섬유의 예로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리 유산 에스테르 등의 폴리에스테르계 섬유, (2) 나일론6, 나일론66 등의 폴리아미드계 섬유, (3) 폴리아크릴, 모다아크릴 등의 폴리아크릴계 섬유, (4) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 섬유, (5) 폴리우레탄계 섬유 등을 들 수 있다.

제1 실시예의 처리제를 합성 섬유에 부착시키는 비율에 특별히 제한은 없지만, 제1 실시예의 처리제(용매를 포함하지 않음)를 합성 섬유에 대하여 0.1질량%∼3질량%의 비율이 되도록 부착시키는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 실시예의 처리제를 부착시키는 방법은, 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, 롤러 급유법, 계량 펌프를 이용한 가이드 급유법, 침지 급유법, 스프레이 급유법 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다. 제1 실시예의 처리제를 합성 섬유에 부착시킬 때의 형태로서는, 예를 들면 유기 용매 용액, 수성액 등을 들 수 있다.

상술한 실시예들의 처리제 및 합성 섬유에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 상술한 실시예들의 처리제에서는 평활제 및 비이온 계면활성제와 특정한 이온 계면활성제를 소정의 비율로 병용하여 구성하였다. 따라서, 합성 섬유의 제사공정에 있어서 특히 고데트 롤러 주변에 발생하는 타르 오염이나, 기대(機臺) 주변에 퇴적하는 백분 오염, 합성섬유 사조의 보풀을 효과적으로 저감할 수 있다. 이로 인하여, 본 실시예의 합성 섬유는 우수한 공정 통과성을 발휘할 수 있다.

한편, 상술한 실시예들은 이하와 같이 변경해도 된다.

·본 실시예의 처리제에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 처리제의 품질 유지를 위한 안정화제나 제전제로서, 이음제, 산화방지제, 자외선흡수제 등의 합성 섬유의 처리제에 통상 이용되는 성분을 추가로 배합해도 된다.

실험예

이하, 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 구체적으로 설명하기 위해 실험예들을 제시하지만, 본 발명이 이들 실험예들에 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하의 실험예들 및 비교예들의 설명에 있어서, 부는 질량부를 의미하며, %는 질량%를 의미한다.

시험 구분 1(비이온 계면활성제로서의 에테르 에스테르 화합물의 합성)

·에테르 에스테르 화합물(N-1)의 합성

경화 피마자유 1몰에 대하여 알킬렌옥사이드로서 EO 20몰을 부가하여 얻어지는 화합물과 디카본산으로서 아지핀산을 통상의 조건하에서 에스테르화하였다. 이 후에 추가적으로 모노카본산으로서 올레인산을 첨가하고, 계속해서 에스테르화를 행함으로써, 에테르 에스테르 화합물(N-1)을 얻었다.

·에테르 에스테르 화합물(N-2, N-3 및 rN-1∼rN-3)의 합성

에테르 에스테르 화합물(N-1)의 합성과 마찬가지로 에테르 에스테르 화합물(N-2, N-3 및 rN-1∼rN-3)을 합성하였다. 각 에테르 에스테르 화합물을 구성하는 알킬렌옥사이드 부가물, 모노카본산 및 디카본산의 내용을 다음 표 1에 나타낸다.

종류	알킬렌옥사이드 부가물		모노카본산		디카본산		질량 평균 분자량
종류	종류	몰 비율(%)	종류	몰 비율(%)	종류	몰 비율(%)	질량 평균 분자량
N-1	X-1	33	Y-1	45	Z-1	22	10,000
N-2	X-2	35	Y-2	50	Z-2	15	5,000
N-3	X-3	31	Y-1	44	Z-2	25	18,000
rN-1	X-4	25	Y-3	75	-	-	3,000
rN-2	X-5	-	-	-	-	-	1,500
rN-3	X-6	35	Y-1	65	-	-	1,100

상기 표 1에 있어서, 각 표기는 이하의 것을 나타낸다.

X-1: 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰을 부가한 것

X-2: 피마자유 1몰에 대하여 EO 25몰을 부가한 것

X-3: 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰과 PO 20몰을 랜덤 부가한 것

X-4: 경화 피마자유 1몰에 EO 40몰을 부가한 것

X-5: 경화 피마자유 1몰에 EO 12몰을 부가한 것

X-6: 폴리에틸렌글리콜(분자량 600), PEG600

Y-1: 올레인산

Y-2: 스테아린산

Y-3: 라우린산

Z-1: 아지핀산

Z-2: 말레인산

시험 구분 2(합성 섬유용 처리제의 조제)

·합성 섬유용 처리제(실험예 1)의 조제

평활제로서 트리메틸올프로판트리올리에이트(rL-1)를 40부, 팜유(rL-3)를 15부 및 디올레일티오디프로피오네이트(L-1)를 5부, 비이온 계면활성제로서 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰을 부가한 것을 아지핀산으로 가교하고, 올레인산으로 말단 에스테르화한 화합물(N-1)을 5부, 경화피마자유 1몰에 EO 40몰을 부가한 것을 라우린산 3몰로 에스테르화한 화합물(rN-1)을 15부, 경화 피마자유 1몰에 EO 12몰을 부가한 화합물(rN-2)을 13부 및 솔비탄모노올리에이트(rN-4)를 5부, 이온 계면활성제로서 도데실벤젠술폰산 나트륨(SA-1)을 0.1부, 상기 화학식 7에 나타낸 알킬술폰산 나트륨에 있어서, a+b의 값이 8∼12, M²가 나트륨인 화합물(혼합물)(SB-1)을 1부, 그리고 올레일포스페이트(EO 15)스테아릴아미노에테르염(SC-1)을 0.9부의 비율로 균일 혼합하여 실험예 1의 합성 섬유용 처리제를 조제하였다. 또한, 다음 표 5에 있어서는, 평활제, 비이온 계면활성제 및 이온 계면활성제의 각 함유량의 합계를 100%로 한 경우의 각 성분의 비율을 나타낸다(이하, 동일하다).

합성 섬유용 처리제( 실험예 2)의 조제

다음 표 5에 나타내는 각 성분을 사용하고, 실험예 1의 합성 섬유 처리제와 동일한 방법으로 실험예 2의 합성 섬유 처리제를 조제하였다. 단, 표 5에 나타낸 원료 이외에 산화방지제로서 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄을 처리제 100부에 대하여 0.5부의 비율로 첨가하였다.

합성 섬유용 처리제( 실험예 3 내지 실험예 13 및 비교예 1 내지 비교예 6)의 조제

다음 표 5에 나타낸 각 성분을 사용하고, 실험예 1의 합성 섬유 처리제와 동일한 방법으로 실험예 3 내지 실험예 13 및 비교예 1 내지 비교예 6의 합성 섬유용 처리제를 조제하였다.

다음 표 2에는 처리제에 배합한 각 이온 계면활성제에 대하여, 상기 화학식 5에 나타낸 방향족 술폰산염의 R¹과 M¹의 종류를 나타낸다.

다음 표 3에는 처리제에 배합한 각 이온 계면활성제에 대하여, 상기 화학식 7에 나타낸 지방족 술폰산염의 ａ+b의 값, M²의 종류 등을 나타낸다. 또한, 상기 화학식 8에 나타내는 지방족 술폰산염의 R² 및 R³의 종류, M³의 종류도 표 3에 나타낸다.

다음 표 4에는 처리제에 배합한 각 평활제에 대하여, 상기 화학식 6에 나타낸 유황 함유 에스테르 화합물의 R⁴ 및 R⁵의 종류, m 및 n의 값 등을 나타낸다.

종류	화학식 5에 나타낸 방향족 술폰산염
종류	R¹	M¹
SA-1	도데실기	나트륨
SA-2	노닐기	나트륨
SA-3	메틸기	나트륨
SA-4	도데실기	칼륨
SA-5	노닐기	트리에탄올아민

종류	화학식 7 또는 화학식 8에 나타낸 지방족 술폰산염
종류	a+b	R²	R³	M²	M³
SB-1	8∼12	-	-	나트륨	-
SB-2	10∼14	-	-	나트륨	-
SB-3	-	옥틸기	옥틸기	-	나트륨
SB-4	1-라우릴술폰산 나트륨(직쇄)

종류	화학식 6에 나타낸 평활제
종류	R⁴	R⁵	m	n
L- 1	올레일기	올레일기	2	2
L- 2	이소세틸기	이소세틸기	2	2
L- 3	이소스테아릴기	이소스테아릴기	2	2

구분

평활제

비이온
계면활성제

이온 계면활성제

내열성 타르

보풀

백분 발생

방향족
술폰산염

지방족
술폰산염

방향족 술폰산염(SA)/지방족 술폰산염
(SB)

기타

종류

비율
(%)

종류

비율
(%)

종류

비율
(%)

종류

비율
(%)

종류

비율
(%)

실험예1

rL-1
rL-3
L-1

40
15
5

N-1
rN-1
rN-2
rN-4

5
15
13
5

SA-1

0.1

SB-1

1

1/10

SC-1

0.9

◎

실험예2

rL-1
rL-4
L-2

50
5
3

N-2
rN-1
rN-2
rN-3

10
10
14
5

SA-3

0.05

SB-2

2

1/40

SC-2

0.95

◎

실험예3

rL-3
rL-5
L-3

15
40
8

N-3
rN-2
rN-3
rN-4

3
17
12
3

SA-2

0.01

SB-3

1.3

1/130

SC-1

0.69

◎

실험예4

rL-1
rL-3
L-2

45
10
5

N-2
rN-1
rN-3
rN-4

3
15
12
7

SA-1

0.001

SB-2

2.499

1/2499

SC-2

0.5

◎

실험예5

rL-3
rL-4
L-2

25
25
5

N-1
rN-1
rN-2
rN-3

10
10
14
10

SA-3

0.005

SB-1

0.5

1/100

SC-1

0.495

◎

실험예6

rL-1
rL-4
L-2

30
20
2

N-3
rN-1
rN-2
rN-4

6
15
15
8

SA-3

0.0005

SB-2
SB-3

2
0.9995

1/5999

SC-1

1

◎

실험예7

rL-1
rL-3
L-2

40
10
6

N-2
rN-1
rN-2
rN-4

3
15
18
5

SA-2

0.05

SB-1
SB-3

1
0.45

1/29

SC-3

1.5

◎

실험예8

rL-1
rL-3
L-2

25
25
3

N-3
rN-1
rN-3
rN-4

5
15
17
8

SA-4

0.01

SB-2

1

1/100

SC-2

0.99

◎

실험예9

rL-1
rL-4
L-1

30
20
2

N-1
rN-1
rN-2
rN-4

5
15
15
10

SA-5

0.2

SB-1

1.3

1/6.5

SC-1

1.5

◎

실험예10

rL-2
rL-3
L-1

35
20
3

-
rN-1
rN-2
rN-3

0
15
14
10

SA-3

0.02

SB-1

1.5

1/75

SC-2

1.48

◎

○

◎

실험예11

rL-3
rL-5
L-3

10
45
5

N-1
rN-2
rN-3
rN-4

5
12
15
5

SA-2

0.01

SB-4

1.3

1/130

SC-1

1.69

○

◎

○

실험예12

rL-1
rL-3
-

45
15
0

N-2
rN-1
rN-2
rN-4

15
8
10
4

SA-1

0.02

SB-2

1.98

1/99

SC-2

1

○

◎

실험예13

rL-1
rL-4
L-2

40
10
3

N-3
rN-1
rN-2
rN-3

10
16
10
8

SA-2

0.1

SB-3

0.9

1/9

rSC-1

2

○

◎

비교예1

rL-1
rL-4
L-2

40
27
1.5

N-1
rN-1
rN-2
rN-3

5
7
8
8

SA-1

0.5

SB-1

1.5

1/3

SC-2

1.5

○

×

비교예2

rL-1
rL-4
L-2

40
25
2

N-3
rN-1
rN-2
rN-3

4.5
8
9
8

SA-1

1

SB-1

1

1/1

rSC-1

1.5

×

○

××

비교예3

rL-1
rL-3
L-2

25
25
3

N-2
rN-1
rN-3
rN-4

5
15
17
8

SA-4

0.1

SB-2

0.05

1/0.5

SC-2

1.85

××

×

××

비교예4

rL-1
rL-5
L-3

30
25
1

N-3
rN-1
rN-2
rN-4

10
5
15
11

-

0

SB-3

2

-/-

rSC-1

1

××

비교예5

rL-1
rL-5
L-2

40
20
3

-
rN-1
rN-2
rN-3

0
15
12
8

SA-2

1

-

0

-/-

SC-1

1

××

×

비교예6

rL-3
rL-5
-

30
25
0

N-2
rN-1
rN-3
rN-4

3
12
14
12

-

0

SB-2

1.5

-/-

SC-2

2.5

×

××

상기 표 2 내지 상기 표 5에 있어서, 각 표기는 이하의 것을 나타낸다.

L-1: 디올레일티오디프로피오네이트

L-2: 디이소세틸티오디프로피오네이트

L-3: 디이소스테아릴티오디프로피오네이트

rL-1: 트리메틸올프로판트리올리에이트

rL-2: 올레일올리에이트

rL-3: 팜유

rL-4: 유채씨 정제유

rL-5: 글리세린트리올리에이트

N-1: 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰을 부가한 것을 아지핀산으로 가교하고 올레인산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 10,000)

N-2: 피마자유 1몰에 대하여 EO 25몰을 부가한 것을 말레인산으로 가교하고 스테아린산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 5,000)

N-3: 경화 피마자유 1몰에 대하여 EO 20몰과 PO 20몰을 랜덤 부가한 것을 말레인산으로 가교하고 올레인산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 18,000)

rN-1: 경화 피마자유 1몰에 EO 40몰을 부가한 것을 라우린산 3몰로 에스테르화한 화합물

rN-2: 경화 피마자유 1몰에 EO 12몰을 부가한 화합물

rN-3: 폴리에틸렌글리콜(분자량 600)디올리에이트

rN-4: 솔비탄모노올리에이트

SA-1: 도데실벤젠술폰산 나트륨

SA-2: 노닐벤젠술폰산 나트륨

SA-3: 톨루엔술폰산 나트륨

SA-4: 도데실벤젠술폰산 칼륨

SA-5: 노닐벤젠술폰산 트리에탄올아민

SB-1: 상기 화학식 7에 나타낸 알킬술폰산 나트륨에 있어서, a+b의 값이 8∼12이고, M²가 나트륨인 화합물(혼합물)

SB-2: 상기 화학식 7에 나타낸 알킬술폰산 나트륨에 있어서, a+b의 값이 10∼14이고, M²가 나트륨인 화합물(혼합물)

SB-3: 디옥틸술포호박산 나트륨

SB-4: 1-라우릴술폰산 나트륨

SC-1: 올레일포스페이트(EO15)스테아릴아미노에테르염

SC-2: 이소세틸포스페이트(EO10)라우릴아미노에테르염

SC-3: (EO4)올레일포스페이트디부틸에탄올아민염

rSC-1: 이소스테아릴포스페이트칼륨염

시험 구분 3(합성 섬유 처리제의 평가)

·내열성 타르의 평가

시험 구분 2에서 조제한 각 예의 합성 섬유 처리제를 필요에 따라 이온 교환수 또는 유기 용제로 균일하게 희석하고, 15% 용액으로 하였다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 칩을 상법(常法)에 의해 건조한 후, 익스트루더를 이용하여 용융 방사하고, 꼭지 쇠에서 토출하여 냉각 고화한 후의 주행 사조에 상기의 15% 용액을 계량 펌프를 이용한 가이드 급유법으로 부착시켰다. 합성 섬유 처리제의 부착량이 0.6질량%용매를 포함하지 않음)가 되도록 급유하였다. 그 후, 가이드로 집속시켜 245℃의 연신 롤, 이완 롤을 통해 전체 연신 배율 5.5배가 되도록 연신하고, 1100데시텍스192 필라멘트의 연신사를 10kg 감김 치즈로서 얻었다. 내열성(타르)에 대하여 48시간 방사한 후의 고데트 롤러의 오염(타르)으로서 하기와 같이 평가하였다. 결과를 상기 표 5에 나타낸다.

·내열성 타르의 평가 기준

◎: 오염(타르)이 거의 인정되지 않는다.

○: 오염(타르)이 조금 인정된다.

×: 오염(타르)이 인정된다.

××: 심한 오염(타르)이 인정된다.

·보풀의 평가

상기 방사 공정에 있어서, 실을 치즈로서 감기 전에 보풀 계수 장치(토레엔지니어링사제)로 1시간당의 보풀수를 측정하고, 다음의 기준으로 평가하였다. 결과를 상기 표 5에 나타낸다.

·보풀의 평가 기준

◎: 측정된 보풀수가 0개.

○: 측정된 보풀수가 2개 이하(단, 0을 포함하지 않음).

×: 측정된 보풀수가 3∼9개.

××: 측정된 보풀수가 10개 이상.

·백분 발생의 평가

상기 방사 공정에 있어서, 48시간 방사한 후의 바인더 장치 윗판 상의 백분의 축적(오염)을 아래와 같이 평가하였다. 결과를 상기 표 5에 나타낸다.

·백분 발생의 평가 기준

◎: 백분 축적이 거의 인정되지 않는다.

○: 백분 축적이 약간 인정된다.

×: 백분 축적이 인정된다.

××: 다량의 백분 축적이 인정된다.

상기 표 5의 결과에서도 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예의 합성 섬유 처리제는 내열성 타르, 백분 발생, 보풀의 평가 등이 모두 양호하였다. 본 발명에 의하면, 합성 섬유의 제사 공정에 있어서, 고데트 롤러 주변의 타르 오염, 기대 주변의 백분 오염, 보풀 등을 감소시키고, 합성 섬유의 양호한 공정 통과성을 얻을 수 있는 효과가 야기된다.

Claims

평활제, 비이온 계면활성제 및 이온 계면활성제를 함유하는 합성 섬유용 처리제에 있어서,
상기 이온 계면활성제는 다음 화학식 1
[화학식 1]

에 나타내는 방향족 술폰산염 및 지방족 술폰산염을 포함하며, 상기 지방족 술폰산염의 함유량에 대한 상기 방향족 술폰산염의 함유량의 질량비가 방향족 술폰산염/지방족 술폰산염=1/5∼1/10,000이고,
상기 화학식 1에 있어서, R¹은 탄소수 1∼18의 탄화수소기이며, M¹은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기인 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항에 있어서,
상기 지방족 술폰산염은 다음 화학식 2
[화학식 2]

에 나타내는 화합물 및 다음 화학식 3
[화학식 3]

에 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하고,
상기 화학식 2에 있어서, a 및 b는 각기 0 이상의 정수로서 a+b=5∼17을 충족시키는 정수이며, M²는 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기이고,
상기 화학식 3에 있어서, R² 및 R³은 각기 탄소수 4∼12의 탄화수소기이며, M³은 알칼리 금속, 암모늄기, 또는 유기 아민기인 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 비이온 계면활성제는 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카본산 및 디카본산을 축합시켜 얻어지는 에테르 에스테르 화합물이며,
상기 에테르 에스테르 화합물은 질량 평균 분자량이 3,000∼30,000인 것을 함유하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 3 항에 있어서,
상기 에테르 에스테르 화합물은 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 20몰%∼40몰%, 모노카본산 35몰%∼65몰% 및 디카본산 5몰%∼35몰%(합계 100몰%)로 구성되는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평활제는 다음 화학식 4
[화학식 4]

에 나타내는 유황 함유 에스테르 화합물을 함유하고,
상기 화학식 4에 있어서, R⁴ 및 R⁵는 각기 탄소수 12∼24의 탄화수소기이며, m 및 n은 각기 1∼4의 정수인 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이온 계면활성제는 유기 인산 에스테르의 아민염을 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 6 항에 있어서,
상기 유기 인산 에스테르의 아민염을 구성하는 아민은 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디부틸에탄올아민 및 탄소수 4∼30의 모노알킬아민 중에서 어느 1몰에 대하여 알킬렌옥시드를 1몰∼50몰의 비율로 부가시켜 얻어지는 화합물에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평활제, 상기 비이온 계면활성제 및 상기 이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%라 할 경우, 상기 평활제를 30질량%∼70질량%, 상기 비이온 계면활성제를 20질량%∼60질량% 및 상기 이온 계면활성제를 0.1질량%∼20질량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 합성 섬유용 처리제.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 합성 섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성 섬유.