KR20200055078A

KR20200055078A - 합성섬유용 처리제 및 합성섬유

Info

Publication number: KR20200055078A
Application number: KR1020207011381A
Authority: KR
Inventors: 케이타 아다치; 마코토 핫토리
Original assignee: 다케모토 유시 가부시키 가이샤
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-05-20
Also published as: TWI689646B; JP2019183349A; WO2019202843A1; TW201943921A; CN111247287B; CN111247287A; JP6405068B1; KR102354946B1

Abstract

본 발명의 합성섬유용 처리제는, 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제를 함유한다. 상기 음이온 계면활성제는, 특정의 구조식으로 이루어지는 인산화합물 A~C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 인산화합물을 포함한다. 상기 인산화합물은 특정의 수식으로부터 구해지는 폴리체 인산화합물의 P핵 적분비율이 10~50%이다.

Description

합성섬유용 처리제 및 합성섬유

본 발명은, 합성섬유의 제사공정에서 고데트 롤러(godet roller) 주위에 발생하는 타르 오염 및 합성섬유사 필라멘트의 보풀(fluff)을 효과적으로 저감하고, 또한 경도가 높은 수질하에서도 양호한 염색균일성을 갖는 합성섬유용 처리제 및 이러한 처리제가 부착되어 있는 합성섬유에 관한 것이다.

일반적으로, 합성섬유의 제사공정에서, 마찰을 저감하고 사의 끊어짐 등의 섬유의 손상을 방지하는 관점에서, 합성섬유의 필라멘트사의 표면에 평활제 등을 함유하는 합성섬유용 처리제를 부여하는 처리가 행해지는 경우가 있다.

종래, 특허문헌 1~4에 개시되는 합성섬유용 처리제가 알려져 있다. 특허문헌 1은, 분기 알코올을 출발원료로 한 인산 에스테르의 칼륨염, 에틸렌옥사이드 부가 알킬에테르, 에스테르 등을 함유하는 섬유용 처리제에 대해 개시한다. 특허문헌 2는 축합 인산 에스테르 또는 그 아민염, 비이온 계면활성제, 평활성분 등을 포함하는 합성섬유용 처리제에 대해 개시한다. 특허문헌 3은, 특정의 경화 피마자유 유도체 등의 비이온 활성제, 2가 에스테르 화합물 등을 함유하는 합성섬유용 처리제에 대해 개시한다. 특허문헌 4는 황 함유 에스테르 화합물과 특정의 경화 피마자유 유도체 등의 비이온 계면활성제, 특정의 에스테르 등을 함유하는 합성섬유용 처리제에 대해 개시한다.

일본 특개평01-298281호 공보 일본 특개2016-084566호 공보 일본 특개평7-173768호 공보 국제공개 제2015/186545호

이들 종래의 합성섬유용 처리제에서는, 제사공정에서 고데트 롤러 주위에 발생하는 타르 오염 및 합성섬유사 필라멘트의 보풀을 효과적으로 저감하는 효과가 약하고, 특히 경도가 높은 수질하에서 써모졸(thermosol) 염색공정에서 염색 얼룩이 생기는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 합성섬유의 제사공정에서의 고데트 롤러 주위의 타르 오염, 보풀을 저감하고, 고경도 수질하에서 양호한 염색균일성을 얻을 수 있는 합성섬유용 처리제 및 합성섬유를 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 특정 위치에 분기 구조를 갖는 지방족 알코올을 원료로 하여 얻어진 인산 에스테르의 아민염 등을 함유하는 합성섬유용 처리제가 정확하게 적합한 것을 발견하였다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일양태에서는, 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제를 함유하는 합성섬유용 처리제로서, 상기 음이온 계면활성제가, 하기 화학식 1로 표시되는 인산화합물 A의 아민염, 하기 화학식 3으로 표시되는 인산화합물 B의 아민염, 및 화학식 4로 표시되는 인산화합물 C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 인산화합물을 포함하고, 상기 인산화합물은, 하기 수학식 1로부터 구해지는 폴리체 인산화합물의 P핵 적분비율이 10~50%인 것을 특징으로 하는 합성섬유용 처리제가 제공된다.

[화학식 1]

(화학식 1에서,

n = 2~4의 정수,

R¹, R² : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기,

R³ : 수소원자 또는 하기 화학식 2로 표시되는 탄화수소기)

[화학식 2]

(화학식 2에서,

R⁴, R⁵ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)

[화학식 3]

[화학식 4]

(화학식 3 및 4에서,

R⁶~R¹¹ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)

[수학식 1]

(수학식 1에서,

P 폴리체 : 폴리체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,

P 이량체 : 이량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,

P 단량체 : 단량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치).

상기 비이온 계면활성제가, 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카르복실산 및 디카르복실산을 축합시킨 질량평균분자량 3,000~30,000의 에테르에스테르 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 음이온 계면활성제가 유기 술폰산 화합물을 더 포함하고, 상기 유기 술폰산 화합물의 전체 함유량에 대한 상기 인산화합물의 전체 함유량의 질량비가, 인산화합물의 전체 질량/유기 술폰산 화합물의 전체 질량 = 70/30~10/90인 것이 바람직하다.

상기 평활제, 상기 비이온 계면활성제, 및 상기 음이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%로 하면, 상기 평활제를 35~90질량%, 상기 비이온 계면활성제를 1~60질량%, 및 상기 음이온 계면활성제를 0.1~10질량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 양태에서는, 상기 합성섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성섬유가 제공된다.

본 발명에 의하면, 타르 오염, 보풀을 저감하고, 또한 고경도 수질하에서 양호한 염색균일성을 얻을 수 있다.

(제1실시형태)

먼저, 본 발명에 관한 합성섬유용 처리제(이하, 간단히 처리제라고도 한다)를 구체화한 제1실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 처리제는, 평활제, 비이온 계면활성제, 및 특정의 음이온 계면활성제를 함유한다. 음이온 계면활성제는, 하기 화학식 5로 표시되는 인산화합물 A의 아민염, 하기 화학식 7로 표시되는 인산화합물 B의 아민염, 및 화학식 8로 표시되는 인산화합물 C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 인산화합물을 함유하는 것이다. 이들 인산화합물은 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

[화학식 5]

(화학식 5에서,

n = 2~4의 정수,

R¹, R² : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기,

R³ : 수소원자 또는 하기 화학식 6으로 표시되는 탄화수소기)

[화학식 6]

(화학식 6에서,

R⁴, R⁵ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)

[화학식 7]

[화학식 8]

(화학식 7 및 화학식 8에서,

R⁶~R¹¹ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)

본 실시형태의 처리제에 제공되는 평활제로서는, 특히 제한은 없으나, 예컨대 (1) 1,4-부탄디올 디올레에이트, 트리메틸올프로판 트리라우레이트, 트리메틸올프로판 트리올레에이트, 글리세롤 트리올레에이트, 펜타에리트리톨 테트라옥타노에이트 등의 다가 알코올과 1가 카르복실산의 에스테르 화합물, (2) 디이소세틸 티오디프로피오네이트, 디이소스테아릴 티오디프로피오네이트, 디올레일 티오디프로피오네이트, 비스폴리옥시에틸렌 라우릴 아디페이트 등의 다가 카르복실산과 1가 알코올의 에스테르 화합물, (3) 올레일 라우레이트, 올레일 올레에이트 등의 1가 알코올과 1가 카르복실산의 에스테르 화합물, (4) 피마자유, 팜유, 정제 평지씨유 등의 천연유지 등을 들 수 있다. 이들 평활제는 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

본 실시형태의 처리제에 제공되는 비이온 계면활성제로서는, 특히 제한은 없으나, 예컨대 (1) 유기산, 유기 알코올, 및 유기 아민으로부터 선택되는 적어도 1종에 탄소수 2~4의 알킬렌옥사이드를 부가한 화합물, 예컨대 폴리옥시에틸렌 라우르산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 모노올레산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 라우르산 에스테르 메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 폴리옥시프로필렌 라우릴 에테르 메틸 에테르, 폴리옥시부틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 노닐 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴아미노 에테르 등의 에테르형 비이온 계면활성제, (2) 소르비탄 모노올레에이트, 소르비탄 트리올레에이트, 글리세린 모노라우레이트 등의 다가 알코올 부분 에스테르형 비이온 계면활성제, (3) 폴리에틸렌글리콜 디올레에이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시부틸렌소르비탄 트리올레에이트, 폴리옥시프로필렌 피마자유, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유, 폴리옥시에틸렌프로필렌 경화피마자유 트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌 경화피마자유 트리라우레이트, 경화피마자유의 에틸렌옥사이드 부가물과 푸마르산을 축합시킨 에테르에스테르 화합물, 피마자유의 에틸렌옥사이드 부가물 및 경화피마자유의 에틸렌옥사이드 부가물로부터 선택되는 적어도 1종과 모노카르복실산 및 디카르복실산을 축합시킨 에테르에스테르 화합물 등의 폴리옥시알킬렌 다가 알코올 지방산 에스테르형 비이온 계면활성제, (4) 디에탄올아민 모노라우로아미드 등의 알킬아미드형 비이온 계면활성제, (5) 폴리옥시에틸렌 디에탄올아민 모노올레일아미드 등의 폴리옥시알킬렌 지방산 아미드형 비이온 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 비이온 계면활성제는, 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 이들 중에서도 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물로부터 선택되는 적어도 1종과 모노카르복실산 및 디카르복실산을 축합시킨 에테르에스테르 화합물로서, 당해 에테르에스테르 화합물의 질량평균분자량(MW)이 3,000~30,000인 것을 함유하는 것이 바람직하다. 당해 에테르에스테르 화합물에 사용되는 알킬렌옥사이드로서는, 예컨대 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 등을 들 수 있다. 모노카르복실산으로서는, 예컨대 라우르산, 미리스트산, 미리스톨레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키드산, 에이코센산, 베헨산, 에르쿠산 등을 들 수 있다. 또한, 디카르복실산으로서는, 예컨대 호박산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 푸마르산, 말레산 등을 들 수 있다. 바람직한 상기 에테르에스테르 화합물로서는, 경화피마자유 1몰에 대해 에틸렌옥사이드(이하, EO라 함) 20몰 부가한 것을 아디프산으로 가교하고, 올레산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 10,000), 피마자유 1몰에 대해 EO 25몰 부가한 것을 말레산으로 가교하고, 스테아르산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 5,000) 등을 들 수 있다.

여기에서 질량평균분자량은, 도소사제 고속 겔투과 크로마토그래피 장치 HLC-8320GPC를 이용할 수 있다. 시료농도 5mg/cc로, 도소사제 분리컬럼 TSK gel Super H-2000, H-3000, H-4000에 주입하고, 시차굴절률 검출기로 측정된 피크에 의해 구할 수 있다.

본 실시형태의 처리제에 제공되는 음이온 계면활성제는, 상술한 바와 같이 상기 화학식 5로 표시되는 인산화합물 A의 아민염, 화학식 7로 표시되는 인산화합물 B의 아민염, 및 화학식 8로 표시되는 인산화합물 C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 인산화합물을 함유하는 것이다.

화학식 5에서, R¹, R²는, 각각 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 미리스틸기, 펜타데실기 등의 탄소수 5~15의 포화 탄화수소기이다. 또한, R³은, 수소원자 또는 화학식 6으로 표시되는 탄화수소기이다. 또한, 화학식 6, 화학식 7, 화학식 8에서의 R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹에 대한 설명은 각각 화학식 5에 대해 설명한 R¹, R²와 같다. 각 포화 탄화수소기는 동일할 수도 있고, 각각 상이할 수도 있다.

인산화합물 A, B, C의 카운터로서 사용되는 아민염으로서는, 예컨대 폴리옥시알킬렌 알킬아민, 모노알칸올아민, 디알칸올아민 및 트리알칸올아민을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직한 인산화합물과 아민염으로서는, 2-데실-1-테트라데칸올(출발원료 또는 각 인산화합물을 구성하는 분기구조를 갖는 알콕시기, 이하 같음) 인산에스테르 폴리옥시에틸렌 라우릴아민염(카운터, 이하 같음), 2-헥실-1-데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌 라우릴아민염, 2-옥틸-1-도데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌 스테아릴아민염, 2-헥실-1-데칸올 인산에스테르 디부틸에탄올아민염, 2-데실-1-테트라데칸올 인산에스테르 스테아릴아민염, 2-옥틸-1-도데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌 스테아릴아민염 등을 들 수 있다.

상기 인산화합물은, 지방족 알코올과 오산화이인의 반응에 의해 폴리체 인산화합물, 이량체 인산화합물 및 단량체 인산화합물, 무기 인산의 혼합물로서 합성된다. 폴리체 인산화합물에는, 축합 인산 에스테르인 상기한 화학식 5로 표시되는 인산화합물 A의 아민염이 포함된다. 이량체 인산화합물에는, 분기구조를 갖는 2개의 알콕실기가 인산 에스테르결합하고 있는 상기한 화학식 7로 표시되는 인산화합물 B의 아민염이 포함된다. 단량체 인산화합물에는, 상기한 화학식 8로 표시되는 인산화합물 C의 아민염이 포함된다. 하기 화학식 2로 표시되는 폴리체 인산화합물의 P핵 적분비율은, 처리제의 P핵 NMR을 측정함으로써 얻어지는 폴리체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치(P 폴리체), 이량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치(P 이량체), 단량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치(P 단량체)로부터 산출된다. 본 실시형태의 처리제에서의 폴리체 인산화합물의 P핵 적분비율은 10~50%이다.

[수학식 2]

(수학식 2에서,

P 폴리체 : 폴리체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,

P 이량체 : 이량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,

P 단량체 : 단량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치).

본 실시형태의 처리제에 제공되는 음이온 계면활성제는, 상기한 바와 같이 화학식 5로 표시되는 인산화합물 A의 아민염, 화학식 7로 표시되는 인산화합물 B의 아민염, 및 화학식 8로 표시되는 인산화합물 C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 함유하는 것이다. 또한, 음이온 계면활성제로서 유기 술폰산 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 유기 술폰산 화합물을 배합함으로써, 본 발명의 효과, 특히 보풀의 억제, 타르 오염의 억제 효과를 보다 상향할 수 있다. 유기 술폰산 화합물의 전체 함유량에 대한 인산화합물 A의 아민염, 인산화합물 B의 아민염, 및 인산화합물 C의 아민염의 각 인산화합물의 전체 함유량의 질량비가, 인산화합물의 전체 질량/유기 술폰산 화합물의 전체 질량 = 70/30~10/90인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위 내로 규정함으로써, 본 발명의 효과, 특히 타르 오염의 억제 효과를 보다 상향할 수 있다.

유기 술폰산 화합물로서는, 특히 제한되지 않으나, 예컨대 1-옥틸술폰산나트륨, 1-데칸술폰산칼륨, 1-운데칸술폰산칼륨, 1-라우릴술폰산나트륨, 1-트리데칸술폰산나트륨, 1-미리스틸술폰산나트륨, 1-펜타데칸술폰산나트륨, 1-세틸술폰산칼륨, 1-헵타데칸술폰산나트륨, 1-스테아릴술폰산나트륨, 이소옥틸술폰산나트륨, 이소데칸술폰산나트륨, 이소운데칸술폰산칼륨, 이소라우릴술폰산나트륨, 이소트리데칸술폰산나트륨, 이소미리스틸술폰산나트륨, 이소펜타데칸술폰산나트륨, 이소세틸술폰산나트륨, 이소헵타데칸술폰산나트륨, 이소스테아릴술폰산나트륨, 알킬(탄소수 13-17의 혼합물)술폰산나트륨, 디이소부틸술포호박산칼륨, 디옥틸술포호박산나트륨, 디노닐술포호박산나트륨 등을 들 수 있다. 이들 혼합물은 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

본 실시형태의 처리제에서, 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제의 함유 비율은 특히 제한은 없다. 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%로 하면, 평활제를 35~90질량%, 비이온 계면활성제를 10~60질량%, 및 음이온 계면활성제를 0.1~10질량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 범위 내로 규정함으로써, 본 발명의 효과를 보다 상향시킬 수 있다.

(제2실시형태)

본 발명에 관한 합성섬유를 구체화한 제2실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 합성섬유는, 제1실시형태의 처리제가 부착되어 있는 합성섬유이다. 합성섬유로서는, 특히 제한은 없으나, 예컨대 (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리유산에스테르 등의 폴리에스테르계 섬유, (2) 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드계 섬유, (3) 폴리아크릴, 모다아크릴 등의 폴리아크릴계 섬유, (4) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 섬유 등을 들 수 있다.

제1실시형태의 처리제(용매를 포함하지 않는)를 합성섬유에 부착시키는 비율에 특히 제한은 없으나, 제1실시형태의 처리제를 합성섬유에 대해 0.1~3질량%의 비율이 되도록 부착시키는 것이 바람직하다. 또한, 제1실시형태의 처리제를 부착시키는 방법은, 예컨대 롤러 급유법, 계량 펌프를 이용한 가이드 급유법, 침지 급유법, 스프레이 급유법 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다. 제1실시형태의 처리제를 합성섬유에 부착시킬 때의 형태로는, 예컨대 유기용매 용액, 수성액 등으로서 부여하여도 된다.

본 실시형태의 합성섬유용 처리제 및 합성섬유에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태에서는, 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제를 함유하는 합성섬유용 처리제로서, 음이온 계면활성제로서 화학식 5, 7, 8에 각각 표시되는 인산화합물 A, B, C의 아민염을 포함하도록 구성하였다. 따라서, 특히 합성섬유의 제사공정에서 고데트 롤러 주위에 발생하는 타르 오염을 억제할 수 있다. 또한, 합성섬유사 필라멘트의 보풀을 효과적으로 저감할 수 있고, 우수하고 양호한 공정 통과성을 발휘할 수 있다. 또한, 후가공공정, 예컨대 염색공정에서 사용하는 물의 경도가 높은 경우에 염색액의 분리가 일어나기 어렵고 염색 얼룩 등의 염색 불량의 발생을 억제할 수 있다.

나아가, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경할 수도 있다.

·본 실시형태의 처리제에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 처리제의 품질유지를 위한 안정화제나 대전방지제로서, 결합제, 산화방지제, 자외선 흡수제 등의 통상 처리제에 이용되는 성분을 더 배합할 수도 있다.

실시예

이하, 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예 등을 들지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 이하의 실시예 및 비교예의 설명에서, 부는 질량부를, 또한 %는 질량%를 의미한다.

시험구분 1(알킬인산화합물의 합성)

·인산화합물(P-1)의 합성

반응용기에 2-데실-1-테트라데칸올을 넣고, 120℃에서 0.05MPa 이하의 조건하에서 2시간 탈수처리한 후, 상압으로 돌아가 교반하면서 60±5℃에서 오산화이인을 1시간 걸쳐 투입하였다. 80℃에서 3시간 숙성한 후, 폴리옥시에틸렌(4몰) 라우릴아민을 50℃에서 적하하여 중화를 행하여, 인산화합물(P-1)을 조제하였다.

·인산화합물(P-1)의 P핵 적분비율의 산출

인산화합물(P-1)에 대해 ³¹P-NMR을 이용하여 P핵 적분비율을 산출한 결과, 화학식 5로 표시되는 폴리체 인산화합물이 36.2%, 화학식 7로 표시되는 이량체 인산화합물이 32.3%, 화학식 8로 표시되는 단량체 인산화합물이 31.5%였다.

P핵 적분비율은, ³¹P-NMR(VALIAN사제의 상품명 MERCURY plus NMR Spectrometor System, 300MHz)의 측정치를 이용하여 상기 수학식 2로부터 산출하였다.

·인산화합물(P-2~P-4 및 rP-1~rP-6)의 조제

인산화합물(P-1)과 같은 방식으로, 그 외의 인산화합물(P-2~P-4 및 rP-1~rP-6)을 조제하였다.

·인산화합물(P-5)의 조제

반응용기에 2-데실-1-테트라데칸올 및 이온교환수를 넣고, 교반하면서 60±5℃에서 오산화이인을 1시간 걸쳐 투입하였다. 80℃에서 3시간 숙성한 후, 이온교환수를 첨가하고, 100℃에서 2시간 가수분해를 행한 후, 스테아릴아민을 50℃에서 적하하여 중화를 행하여, 인산화합물(P-5)을 조제하였다. 인산화합물(P-5)에 대해 ³¹P-NMR을 이용하여 P핵 적분비율을 산출한 결과, 화학식 5로 표시되는 폴리체 인산화합물이 0%, 화학식 7로 표시되는 이량체 인산화합물이 37.9%, 화학식 8로 표시되는 단량체 인산화합물이 62.1%였다. 이상으로 조제한 각 인산화합물의 내용을 표 1에 나타내었다.

·인산화합물(P-6)의 조제

인산화합물(P-5)와 같은 방식으로, 표 1에 나타낸 각 치환기를 갖는 인산화합물(P-6)을 조제하였다.

[표 1]

표 1에서,

X-1: 폴리옥시에틸렌(4몰) 라우릴아민,

X-2: 폴리옥시에틸렌(10몰) 라우릴아민,

X-3: 폴리옥시에틸렌(10몰) 스테아릴아민,

X-4: 디부틸에탄올아민,

X-5: 스테아릴아민,

X-6: 폴리옥시에틸렌(2몰) 스테아릴아민,

X-7: 폴리옥시에틸렌(4몰) 스테아릴아민,

X-8: 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴아민,

X-9: 트리에탄올아민,

X-10: 라우릴아민,

X-11: 나트륨,

X-12: 칼륨,

P-1: 2-데실-1-테트라데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(4몰) 라우릴아민염,

P-2: 2-헥실-1-데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(10몰) 라우릴아민염,

P-3: 2-옥틸-1-도데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(10몰) 스테아릴아민염,

P-4: 2-헥실-1-데칸올 인산에스테르 디부틸에탄올아민염,

P-5: 2-데실-1-테트라데칸올 인산에스테르 스테아릴아민염,

P-6: 2-옥틸-1-도데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(2몰) 스테아릴아민염,

rP-1: 2-에틸-1-헥산올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(4몰) 스테아릴아민염,

rP-2: 올레일알코올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴아민염,

rP-3: 14-메틸-1-펜타데칸올 인산에스테르 트리에탄올아민염,

rP-4: 5-헥사데칸올 인산에스테르 라우릴아민염,

rP-5: 2-데실-1-테트라데칸올 인산에스테르 나트륨염,

rP-6: 2-헥실-1-데칸올 인산에스테르 칼륨염,

*1: 화학식 6으로 표시되는 탄화수소기,

를 나타낸다.

시험구분 2(비이온 계면활성제로서의 에테르에스테르 화합물의 합성)

·에테르에스테르 화합물(N-1)의 합성

경화피마자유 1몰에 대해 EO 20몰 부가한 화합물과 아디프산을 통상의 조건하에서 에스테르화한 후에, 추가로 올레산을 첨가하고 이어서 에스테르화를 행함으로써 에테르에스테르 화합물(N-1)을 얻었다.

·에테르에스테르 화합물(N-2 및 rN-1~rN-5)의 합성

에테르에스테르 화합물(N-1)의 합성과 같은 방식으로 에테르에스테르 화합물(N-2 및 rN-1~rN-5)을 합성하였다. 각 실시예 및 비교예에서 사용한 화합물을 표 2, 3에 표시하였다.

시험구분 3(합성섬유용 처리제의 조제)

·합성섬유용 처리제(실시예 1)의 조제

평활제로서 트리메틸올프로판 트리라우레이트(L-1)를 40부, 글리세롤 트리올레에이트(L-2)를 12부, 비이온 계면활성제로서 경화피마자유 1몰에 대해 EO 20몰 부가한 것을 아디프산으로 가교하고, 올레산으로 말단 에스테르화한 화합물(N-1) 10부, 경화피마자유 1몰에 EO 20몰 부가한 것을 라우르산 3몰로 에스테르화한 화합물(rN-1) 10부, 경화피마자유 1몰에 EO 15몰 부가한 화합물(rN-3) 10부, 폴리옥시에틸렌(EO 15몰) 모노올레산 에스테르(rN-4) 16부, 음이온 계면활성제로서 2-데실-1-테트라데칸올 인산에스테르 폴리옥시에틸렌(4몰) 라우릴아민염(P-1)을 0.5부, 알킬술폰산 나트륨(탄소수 13-17의 혼합물)(S-1)을 1.5부의 비율로 균일혼합하여 실시예 1의 합성섬유용 처리제를 조제하였다.

·합성섬유용 처리제(실시예 2)의 조제

실시예 1의 합성섬유 처리제와 같은 방식으로 조제하였다. 단, 표 2의 원료 이외에 산화방지제로서 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누르산을 평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제로 이루어지는 처리제 100부에 대해 0.5부의 비율로 첨가하였다.

·합성섬유용 처리제(실시예 3~8, 10, 12, 참고예 9, 11, 13 및 비교예 1~7)의 조제

실시예 1의 합성섬유 처리제의 조제와 같은 방식으로, 실시예 3~8, 10, 12, 참고예 9, 11, 13 및 비교예 1~7의 합성섬유용 처리제를 조제하였다. 사용한 화합물의 종류 및 배합량을 표 2, 3에 표시하였다.

[표 2]

[표 3]

표 2, 3에서,

L-1: 트리메틸올프로판 트리라우레이트,

L-2: 글리세롤 트리올레에이트,

L-3: 올레일 올레에이트,

N-1: 경화피마자유 1몰에 대해 EO 20몰 부가한 것을 아디프산으로 가교하고, 올레산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 10,000),

N-2: 피마자유 1몰에 대해 EO 25몰 부가한 것을 말레산으로 가교하고, 스테아르산으로 말단 에스테르화한 화합물(MW 5,000),

rN-1: 경화피마자유 1몰에 EO 20몰 부가한 것을 라우르산 3몰로 에스테르화한 화합물,

rN-2: 경화피마자유 1몰에 EO 30몰 부가한 것을 푸마르산으로 가교한 화합물(MW 5000),

rN-3: 경화피마자유 1몰에 EO 15몰 부가한 화합물,

rN-4: 폴리옥시에틸렌(EO 15몰) 모노올레산 에스테르,

rN-5: 폴리에틸렌글리콜(EO 15몰) 디올레에이트,

S-1: 알킬술폰산 나트륨(탄소수 C13-17의 혼합물),

S-2: 라우릴술폰산 나트륨,

*2: 화학식 5, 7, 8로 표시되는 인산화합물의 전체 질량/술폰산 화합물의 전체 질량,

을 나타낸다.

시험구분 4(합성섬유 처리제의 평가)

·보풀의 평가

시험구분 3에서 조제한 각 처리제를 필요에 따라 이온교환수 또는 유기용제로 균일하게 희석하고, 15% 용액으로 하였다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 칩을 통상의 방법에 의해 건조한 후, 압출기(extruder)를 이용하여 용융방사하고, 노즐로부터 토출하여 냉각고화시킨 후의 주행사 필라멘트에, 상기 15% 용액을 불휘발분으로 하여 부여량 0.6질량%가 되도록 설정한 롤러 급유법으로 부착시켰다. 그 후, 가이드로 집속시켜 245℃의 연신 롤, 이완 롤을 통하여 전체 연신배율 5.8배가 되도록 연신하고, 1100데시텍스 96필라멘트의 연신사를 10kg 권취 치즈(cheese)로서 얻었다.

그 방사공정에서, 사를 치즈로서 권취하기 전에, 보풀 계수장치(도레이 엔지니어링사제)로 1시간당의 보풀수를 측정하고, 다음 기준으로 평가하였다.

·보풀의 평가기준

◎: 측정된 보풀수가 0개.

○: 측정된 보풀수가 2개 이하(단, 0은 포함하지 않음).

×: 측정된 보풀수가 3개 이상.

·내열성 타르의 평가

처리제의 내열성에 대해, 상기 방사공정에서, 48시간 방사한 후의 고데트 롤러의 오염(타르)으로서 하기와 같이 평가하였다.

·내열성 타르의 평가기준

◎: 오염(타르)이 거의 인식되지 않음.

○: 오염(타르)이 약간 인식됨.

×: 오염(타르)이 인식됨.

·염색액 안정성의 평가

1g의 폴리에스테르용 염료(Dianix Red S-4G 0.34g, Dianix Yellow S-6G 0.33g, Dianix S-2G 0.33g의 혼합물)을 100mL의 경수(경도 400mg/L)에 투입하고 균일하게 될 때까지 교반하여 염료분산액을 작성하였다. 이 염료분산액에 처리제의 불휘발분 1.5g을 가하고 균일하게 될 때까지 교반하고, 50℃에서 방치하고 3일 후의 응집물의 발생을 관찰하였다.

·염색액 안정성의 평가기준

◎: 응집물이 관찰되지 않음.

○: 응집물이 약간 관찰됨.

×: 응집물이 관찰됨.

표 2, 3의 결과로부터도 명확한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 합성섬유의 제사공정에서 고데트 롤러 주위의 타르 오염, 보풀을 저감하고, 또한 후가공공정에서의 고경도 수질하에서 발생하는 염색불량의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims

평활제, 비이온 계면활성제, 및 음이온 계면활성제를 함유하는 합성섬유용 처리제로서,
상기 음이온 계면활성제가, 하기 화학식 1로 표시되는 인산화합물 A의 아민염, 하기 화학식 3으로 표시되는 인산화합물 B의 아민염, 및 화학식 4로 표시되는 인산화합물 C의 아민염으로부터 선택되는 적어도 1종의 인산화합물을 포함하고,
상기 인산화합물은, 하기 수학식 1로부터 구해지는 폴리체 인산화합물의 P핵 적분비율이 10~50%인 것을 특징으로 하는 합성섬유용 처리제:
[화학식 1]

(화학식 1에서,
n = 2~4의 정수,
R¹, R² : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기,
R³ : 수소원자 또는 하기 화학식 2로 표시되는 탄화수소기)
[화학식 2]

(화학식 2에서,
R⁴, R⁵ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)
[화학식 3]

[화학식 4]

(화학식 3 및 4에서,
R⁶~R¹¹ : 각각 탄소수 5~15의 포화지방족 탄화수소기)
[수학식 1]

(수학식 1에서,
P 폴리체 : 폴리체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,
P 이량체 : 이량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치,
P 단량체 : 단량체 인산화합물에 귀속되는 P핵 NMR 적분치).
제1항에 있어서, 상기 비이온 계면활성제가, 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물 및 경화 피마자유의 알킬렌옥사이드 부가물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 모노카르복실산 및 디카르복실산을 축합시킨 질량평균분자량 3,000~30,000의 에테르에스테르 화합물을 포함하는, 합성섬유용 처리제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 음이온 계면활성제가 유기 술폰산 화합물을 더 포함하고, 상기 유기 술폰산 화합물의 전체 함유량에 대한 상기 인산화합물의 전체 함유량의 질량비가, 인산화합물의 전체 질량/유기 술폰산 화합물의 전체 질량 = 70/30~10/90인, 합성섬유용 처리제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평활제, 상기 비이온 계면활성제, 및 상기 음이온 계면활성제의 함유 비율의 합계를 100질량%로 하면, 상기 평활제를 35~90질량%, 상기 비이온 계면활성제를 1~60질량%, 및 상기 음이온 계면활성제를 0.1~10질량%의 비율로 함유하는, 합성섬유용 처리제.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 합성섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성섬유.