KR20230014840A - 단섬유용 처리제, 합성 섬유 및 부직포의 제조 방법 - Google Patents

단섬유용 처리제, 합성 섬유 및 부직포의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킴과 함께 단섬유용 처리제의 용액 안정성을 향상시키는 것을 과제로 한다. 단섬유용 처리제는 하기 성분 (A), 하기 성분 (B) 및 하기 성분 (C)를 함유한다. 성분 (A)는 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올과 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 에스테르 화합물이다. 성분 (B)는 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염, 및 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염으로부터 선택되는 적어도 하나이다. 성분 (C)는 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염으로부터 선택되는 적어도 하나이다.

Description

단섬유용 처리제, 합성 섬유 및 부직포의 제조 방법
본 발명은 단섬유용 처리제, 합성 섬유 및 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부직포의 원료 섬유로서 합성 섬유가 사용되고 있다. 예를 들어 부직포는 합성 섬유의 단섬유인 스테이플을 제작한 후 스테이플을 카드기에 통과시켜 웹을 제작한다. 웹에 대하여 열풍 처리를 하여 단섬유끼리 결합시키는 서멀본드법에 의하여 부직포는 제조된다.
또한 합성 섬유에 단섬유용 처리제를 도포함으로써 발수성 등의 기능이 부여된다. 발수성 등의 기능이 부여된 합성 섬유로부터 제작된 부직포는 위생 재료 분야, 의료 분야, 토목 분야 등 폭넓은 분야에서 활용되고 있다.
특허문헌 1에는 소정의 탄화수소기를 갖는 알킬 포스페이트 염, 소정의 탄화수소기를 갖는 알코올과 소정의 탄화수소기를 갖는 지방산의 에스테르 화합물 및 실리콘 화합물을 함유하는 단섬유용 처리제가 개시되어 있다.
국제 공개 제2017/199702호
그런데, 단섬유용 처리제에는 발수성 등의 기능 부여에 더하여 부직포 제조 공정에서의 카드 공정성의 향상 및 스테이플 제조 공정에 있어서 제조 라인에서 발생하는 스컴의 억제도 요망되고 있다. 카드 공정성을 향상시키기 위해서는 예를 들어 단섬유용 처리제를 부착시킨 합성 섬유의 제전성을 향상시킬 필요가 있다. 또한 스컴을 억제하기 위해서는 예를 들어 단섬유용 처리제의 용액 안정성을 향상시킬 필요가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 단섬유용 처리제는 하기 성분 (A), 하기 성분 (B), 및 하기 성분 (C)를 함유하고, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B) 및 상기 성분 (C)의 함량 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 50 질량부 이상 함유하는 단섬유용 처리제로서, 상기 단섬유용 처리제 중에서 차지하는 상기 성분 (A)의 함유량 비율이 40 질량%를 초과하는 것을 요지로 한다.
성분 (A): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올과 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 에스테르 화합물.
성분 (B): 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염 및 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염으로부터 선택되는 적어도 하나.
성분 (C): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염으로부터 선택되는 적어도 하나.
(단, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르와 디카르복실산(또는 디카르복실산 유도체)의 축합물 및/또는 그 축합물 중 적어도 하나 이상의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르를 상기 단섬유용 처리제 중에 10 질량% 이상 45 질량% 이하 함유하는 양태 제외) 즉, 상기 단섬유용 처리제는 상기 축합물 및/또는 그로부터 유래되는 상기 에스테르를 10 질량% 이상 45 질량% 이하 함유하는 것이 아닌 것으로서, 그것들을 전혀 함유하지 않거나, 함유한다고 해도 그 양은 10 질량% 미만이거나 혹은 45 질량%를 초과하고, 바람직하게는 10 질량% 미만이다.
상기 단섬유용 처리제는, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B), 및 상기 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 50 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 40 질량부, 및 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
상기 단섬유용 처리제는 추가로 성분 (D)로서 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 단섬유용 처리제는 상기 성분 (D)의 함유 비율이 5 내지 30 질량%인 것이 바람직하다.
상기 단섬유용 처리제는, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B), 상기 성분 (C) 및 상기 성분 (D)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 60 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 30 질량부, 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부, 및 상기 성분 (D)를 5 내지 20 질량부의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위한 합성 섬유는 상기 단섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 요지로 한다.
상기 합성 섬유는 폴리올레핀계 합성 섬유인 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위한 부직포의 제조 방법은 하기 공정 1 내지 3을 거치는 것을 요지로 한다. 공정 1 : 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 단섬유용 처리제를 합성 섬유에 대해 부착시키는 공정. 공정 2: 공정 1에서 단섬유용 처리제를 부착시킨 합성 섬유를 카드기에 통과시켜 웹을 얻는 공정. 공정 3: 공정 2에서 얻어진 웹에 열 융착 처리를 실시하여 부직포를 얻는 공정. 즉, 상기 방법은 단섬유용 처리제를 합성 섬유에 부착시키는 공정과, 단섬유용 처리제를 부착시킨 합성 섬유를 카드기에 통과시켜 웹을 얻는 공정과, 얻어진 웹에 열 융착 처리를 실시하여 부직포를 얻는 공정을 포함한다.
상기 부직포의 제조 방법에 대하여, 상기 합성 섬유가 폴리올레핀계 합성 섬유인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킬 수 있음과 함께 단섬유용 처리제의 용액 안정성이 향상된다.
(제1 실시 형태)
본 발명에 관한 단섬유용 처리제(이하 단순히 처리제라고도 한다.)를 구체화시킨 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 처리제는 하기 성분 (A), 하기 성분 (B) 및 하기 성분 (C)를 함유한다. 본 실시 형태의 일 양태에서, 처리제는 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 성분 (A)를 50 질량부 이상 함유한다. 본 실시 형태의 일 양태에서 처리제 중에서 차지하는 성분 (A)의 함유량 비율은 40 질량%를 초과하거나 혹은 50 질량% 이상, 60 질량% 이상, 70 질량% 이상, 72질량% 이상 또는 75 질량% 이상이다.
성분 (A): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올과 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 에스테르 화합물.
성분 (B): 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염 및 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염으로부터 선택되는 적어도 하나.
성분 (C): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염으로부터 선택되는 적어도 하나.
처리제가 상기 각 성분을 함유하고 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 처리제가 성분 (A)를 50 질량부 이상 함유함으로써 상술한 바와 같이 합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 처리제의 용액 안정성이 향상된다.
상기 성분 (A)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올로서는, 지방족 알코올이어도 되고, 방향족 알코올이어도 된다. 또한, 직쇄 지방족 알코올이어도 되고, 분지쇄를 갖는 지방족 알코올이어도 된다. 또한, 포화 지방족 알코올이어도 되고, 불포화 지방족 알코올이어도 된다.
상기 1가 알코올이 직쇄 지방족 알코올이면 제전성에 악영향을 주지 않기 때문에 바람직하다.
상기 1가 알코올의 탄소수는 16 내지 20인 것이 보다 바람직하다.
상기 1가 알코올의 구체예로서는, 예를 들어 옥타데실알코올, 헥사데실알코올, 올레일알코올, 이소옥타데실알코올, 이소트리데실알코올, 도코실알코올, 도데실알코올, 테트라데실알코올 등을 들 수 있다.
상기 1가 알코올은 1종을 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 성분 (A)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산은 포화 지방산이어도 되고 불포화 지방산이어도 된다. 또한, 직쇄 지방산이어도 되고, 분지쇄를 갖는 지방산이어도 된다.
상기 1가 지방산의 구체예로서는, 예를 들어 옥타데칸산, 헥사데칸산, 올레산, 이소옥타데칸산, 도코산산, 테트라데칸산, 도데칸산 등을 들 수 있다.
상기 1가 지방산은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 성분 (B)에서의 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염에서의 탄소수 16 내지 22의 알킬기는 직쇄 알킬기이어도 되고, 분지쇄를 갖는 알킬기이어도 된다.
상기 알킬기의 탄소수는 16 내지 20인 것이 바람직하다.
상기 알킬기의 구체예로서는, 예를 들어 옥타데실기, 헥사데실기, 도코실기 등을 들 수 있다.
상기 알킬기는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 상기 성분 (B)에서의 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염에서의 탄소수 4 내지 8의 알킬기는 직쇄 알킬기이어도 되고, 분지쇄를 갖는 알킬기이어도 된다.
상기 알킬기의 구체예로서는, 예를 들어 2-에틸헥실기, 옥틸기, 헥실기, 부틸기 등을 들 수 있다.
상기 알킬기는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 상기 알킬 인산 에스테르염을 구성하는 염으로서는, 예를 들어 아민염, 금속염을 들 수 있다.
아민염을 구성하는 아민은 1급 아민, 2급 아민 및 3급 아민 중 어느 것이어도 된다. 아민염을 구성하는 아민으로서는, 예를 들어 (1) 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, N-N-디이소프로필에틸아민, 부틸아민, 디부틸아민, 2-메틸부틸아민, 트리부틸아민, 옥틸아민, 디메틸라우릴아민 등의 지방족 아민, (2) 아닐린, N-메틸벤질아민, 피리딘, 모르폴린, 피페라진, 이들의 유도체 등의 방향족 아민류 또는 복소환 아민, (3) 모노에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 디부틸에탄올아민, 부틸디에탄올아민, 옥틸디에탄올아민, 라우릴디에탄올아민 등의 알칸올아민, (4) N-메틸벤질아민 등의 아릴아민, (5)폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴아미노에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬아미노에테르, (6) 암모니아 등을 들 수 있다.
금속염으로서는, 예를 들어 알칼리 금속염, 알칼리 토류 금속염을 들 수 있다. 알칼리 금속염을 구성하는 알칼리 금속으로서는, 예를 들어 나트륨, 칼륨, 리튬 등을 들 수 있다. 알칼리 토류 금속염을 구성하는 알칼리 토류 금속으로서는, 제2족 원소에 해당하는 금속, 예를 들어 칼슘, 마그네슘, 베릴륨, 스트론튬, 바륨 등을 들 수 있다.
상기 금속염이 칼륨이면 제전성을 보다 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 성분 (B)의 알킬 인산 에스테르염에는, 예를 들어 모노에스테르체 단독물, 디에스테르체 단독물, 모노에스테르체와 디에스테르체의 혼합물이 포함된다. 또한, 디에스테르체에는 동일한 알킬기를 갖는 디에스테르체(대칭형 디에스테르)와 상이한 알킬기를 갖는 디에스테르체(비대칭형 디에스테르) 등이 포함된다.
상기 성분 (C)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산은 포화 지방산이어도 되고, 불포화 지방산이어도 된다. 또한, 직쇄 지방산이어도 되고, 분지쇄를 갖는 지방산이어도 된다. 1가 지방산이어도 되고, 다가 지방산이어도 된다.
또한, 상기 성분 (C)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산은 탄소수 16 내지 20의 불포화 결합을 갖는 지방산인 것이 바람직하다.
탄소수 16 내지 20의 불포화 결합을 갖는 지방산임으로써, 발수성을 저하시키지 않고 용액 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 성분 (C)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산의 염을 구성하는 염으로서는, 예를 들어 상기 알킬 인산 에스테르염을 구성하는 금속염과 동일한 것을 들 수 있다.
또한 금속염이 칼륨이면 제전성을 보다 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 성분 (C)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염의 구체예로서는, 예를 들어 올레산 칼륨염, 올레산, 옥타데칸산 칼륨염, 올레산 나트륨염, 도코산산 칼륨염, 도데칸산 칼륨염, 테트라데칸산 칼륨염, 헥사데칸산 칼륨염 등을 들 수 있다.
상기 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 처리제는 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 성분 (A)를 50 내지 80 질량부, 성분 (B)를 10 내지 40 질량부, 및 성분 (C)를 1 내지 10 질량부의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
상기 처리제는 추가로 성분 (D)로서 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
처리제가 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유함으로써, 처리제의 용액 안정성이 보다 향상된다.
상기 폴리옥시알킬렌 유도체로서는, 예를 들어 알코올류 또는 카르복실산류에 알킬렌옥사이드를 부가시킨 화합물, 카르복실산류와 다가 알코올의 에스테르 화합물에 알킬렌옥사이드를 부가시킨 에테르·에스테르 화합물 등을 들 수 있다. 알코올류 또는 카르복실산류로서는, 직쇄상 또는 분지쇄를 갖는 지방족계 알코올류 또는 카르복실산류이어도 되고, 방향족계 알코올류 또는 카르복실산류이어도 된다. 또한 포화 알코올류 또는 카르복실산류이어도, 불포화 알코올류 또는 카르복실산류이어도 된다. 또한, 1가 또는 2가 이상의 알코올류 또는 카르복실산류이어도 된다.
알킬렌옥사이드로서는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥사이드인 것이 바람직하다. 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥사이드의 구체예로서는, 예를 들어 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 에틸렌옥사이드인 것이 바람직하다. 중합 배열로서는 특별히 한정되지 않고 랜덤 부가물이어도 블록 부가물이어도 된다.
상기 알코올류, 카르복실산류 또는 카르복실산류와 다가 알코올의 에스테르 화합물 1몰에 대한 알킬렌옥사이드의 부가 몰수는 바람직하게는 5 내지 100 몰이다. 보다 바람직하게는 5 내지 30 몰이다.
상기 폴리옥시알킬렌 유도체로서는, 예를 들어 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시알킬렌알케닐에테르, 폴리옥시알킬렌알킬에스테르, 폴리옥시알킬렌알케닐에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬페닐에테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민, 폴리옥시알킬렌알케닐아민, 폴리옥시알킬렌알킬아민과 무기산과의 염, 및 폴리옥시알킬렌알케닐아미노에테르와 무기산과의 염을 들 수 있다.
상기 폴리옥시알킬렌 유도체의 구체예로서는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌(5 몰) 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌(10 몰) 경화 피마자유 에테르, 폴리옥시에틸렌(20 몰) 소르비탄모노옥타데실에스테르, 폴리옥시에틸렌(7 몰) 올레일에스테르, 폴리옥시에틸렌(7 몰) 옥타데실에테르 등을 들 수 있다.
상기 폴리옥시알킬렌 유도체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
처리제 중의 상기 성분 (D)의 함유 비율은 특별히 제한되지 않지만 5 내지 30 질량%인 것이 바람직하다.
성분 (D)의 함유 비율이 상기 수치 범위 내임으로써, 발수성을 저하시키지 않고 처리제의 용액 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 처리제는 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C) 및 성분 (D)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 성분 (A)를 60 내지 80 질량부, 성분 (B)를 10 내지 30 질량부, 성분 (C)를 1 내지 10 질량부 및 성분 (D)를 5 내지 20 질량부의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
상기 처리제는 기타 성분 (E)로서 퍼플루오로알킬기 함유 화합물 등의 불소계 화합물이나 실리콘 화합물을 함유해도 된다.
상기 불소계 화합물은 일반적으로 불소계 계면 활성제로서 발수성 부여를 목적으로 하여 이용된다.
또한, 상기 실리콘 화합물은 일반적으로 발수성이 높은 유제로서 이용된다.
실리콘 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 디메틸실리콘, 페닐 변성 실리콘, 아미노 변성 실리콘, 아미드 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 아미노폴리에테르 변성 실리콘, 알킬 변성 실리콘, 알킬아랄킬 변성 실리콘, 알킬폴리에테르 변성 실리콘, 에스테르 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 카르비놀 변성 실리콘, 머캅토 변성 실리콘, 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 등을 들 수 있다.
처리제 중의 기타 성분 (E)의 함유 비율은 1 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0 질량%인 것, 즉 처리제가 기타 성분 (E)를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다. 불소계 화합물 및 실리콘 화합물 중 적어도 어느 한쪽의 함유 비율이 상기 수치 범위 내인 것, 즉 1 질량% 이하, 다시 말하면 0 질량%임으로써 처리제의 용액 안정성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 발명에 관한 합성 섬유를 구체화시킨 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 합성 섬유에는 제1 실시 형태의 처리제가 부착되어 있다. 합성 섬유의 구체예로서는 (1) 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리부텐 섬유 등의 폴리올레핀계 섬유, (2) 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트·이소프탈레이트, 폴리에테르폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 섬유, (3) 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드계 섬유, (4) 복합 섬유 중, 심초 구조의 복합 섬유로서 심부, 초부 중 어느 것 또는 양자가 폴리올레핀계 섬유인 복합 섬유, 예를 들어 초부가 폴리에틸렌 섬유인 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합 섬유, 폴리에틸렌/폴리에스테르 복합 섬유, 또는 사이드 바이 사이드 구조를 갖는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합 섬유, 폴리에틸렌/폴리에스테르 복합 섬유 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리부텐 섬유 등의 폴리올레핀계 섬유, 심초 구조의 복합 섬유로서 심, 초부 중 어느 것 또는 양자가 폴리올레핀계 섬유인 복합 섬유, 예를 들어 초부가 폴리에틸렌 섬유인 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합 섬유, 폴리에틸렌/폴리에스테르 복합 섬유, 혹은 사이드 바이 사이드 구조를 갖는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 복합 섬유, 폴리에틸렌/폴리에스테르 복합 섬유 등의 폴리올레핀계 합성 섬유인 것이 바람직하다.
여기서, 폴리올레핀계 합성 섬유란 올레핀이나 알켄을 모노머로서 합성된 합성 섬유를 의미하는 것으로 한다.
합성 섬유의 길이는 특별히 한정되지 않지만 섬유 길이가 약 30 mm 내지 약 70 mm의 단섬유인 스테이플인 것이 바람직하다.
제1 실시 형태의 처리제를 합성 섬유에 부착시키는 양에 특별한 제한은 없지만, 처리제(용매 불포함)를 합성 섬유에 대하여 0.1 내지 2 질량%가 되도록 부착시키는 것이 바람직하고, 0.3 내지 1.2 질량%가 되도록 부착시키는 것이 보다 바람직하다.
처리제를 합성 섬유에 부착시키는 방법으로서는, 예를 들어 제1 실시 형태의 처리제 및 물을 함유하는 수성액 또는 추가로 물로 희석한 용액을 이용하여 공지된 방법, 예를 들어 침지법, 스프레이법, 롤러법, 계량 펌프를 이용한 가이드 급유법 등에 의해 부착시키는 방법을 적용할 수 있다.
또한, 수성액의 조제에는 호모믹서나 호모게나이저 등을 이용한 공지된 기계적 유화 방법을 적용할 수 있다.
본 실시 형태의 합성 섬유를 이용하고 이하의 방법에 의해 부직포는 제조된다.
공정 1: 합성 섬유에 제1 실시 형태의 처리제를 부착시키는 부착 공정.
공정 2: 상기 공정 1을 거친 합성 섬유를 카드기에 통과시켜 웹을 형성하는 웹 형성 공정.
공정 3: 상기 공정 2에서 얻어진 웹에 열 융착 처리를 하여 섬유끼리 융착시키는 열 융착 공정.
이상의 공정을 거침으로써 부직포를 제조할 수 있다. 부직포는 섬유끼리를 열 융착시키므로 써멀본드 부직포라고 바꾸어 말할 수 있다.
제1 실시 형태의 처리제 및 제2 실시 형태의 합성 섬유에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 처리제가 상기 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)를 함유하고, 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 처리제가 성분 (A)를 50 질량부 이상 함유하고, 처리제 중에서 차지하는 성분 (A)의 함유량 비율이 40 질량%를 초과함으로써 합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킬 수 있음과 함께 처리제의 용액 안정성이 향상된다. 제전성을 향상시킴으로써 부직포 제조 시의 카드 공정성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 처리제의 용액 안정성이 향상됨으로써, 스테이플 제조 공정에서의 스컴을 억제하는 것이 가능해진다.
(2) 처리제가 상기 성분 (D)로서 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유함으로써, 처리제의 용액 안정성이 보다 향상된다.
(3) 처리제에서의 기타 성분 (E)의 함유 비율이 1 질량% 이하이어도 합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 처리제의 용액 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시 형태는 다음과 같이 변경하여 실시할 수 있다. 상기 실시 형태 및 이하의 변경예는 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.
·처리제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 처리제의 품질 유지를 위한 안정화제나 제전제, 대전 방지제, 연결제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 소포제 등의 통상 처리제에 이용되는 성분을 함유해도 좋다.
실시예
이하, 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위하여 실시예 등을 들지만, 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 설명에서 %는 질량%를 의미한다.
시험 구분 1(단섬유용 처리제의 조제)
(실시예 1)
표 1에 나타내는 성분 (A-1)을 160 g, 성분 (B1-1)의 40 % 용액을 25 g, 성분 (B2-2)의 70 % 용액을 14.3g, 성분 (C-1)의 20 % 용액을 20 g, 성분 (D-1)을 10 g, 성분 (D-2)를 6 g 칭량하여 비커에 넣었다. 이것들을 약 80 ℃의 온도에서 교반하여 균일하게 혼합하였다. 추가로 비커에 20 ℃의 물을 첨가하면서 교반하여 균일하게 혼합하여 총 1000 g으로 만들었다. 그 후 호모게나이저를 이용해 유화를 행하여 단섬유용 처리제의 20 % 수성액을 조제하였다.
(실시예 2 내지 28, 참고예 1, 2 및 비교예 1 내지 6)
실시예 2 내지 28, 참고예 1, 2 및 비교예 1 내지 6의 각 단섬유용 처리제는 표 1에 나타내는 각 성분을 사용하고 실시예 1과 동일한 방법으로 조제하였다.
또한, 각 예의 처리제 중에서의 성분 (A), 성분 (B), 성분 (C), 성분 (D) 및 기타 성분 (E)의 종류와 함유량은 표 1의 "성분 (A)"란, "성분 (B)"란, "성분 (C)"란, "성분 (D)"란 및 "기타 성분 (E)"란에 각각 나타내는 바와 같다.
Figure pct00001
표 1의 종류란에 기재하는 A-1 내지 A-9, rA-1, B1-1 내지 B1-5, B2-1 내지 B2-3, C-1 내지 C-6, D-1 내지 D-5, E-1의 각 성분에 대한 상세한 내용은 다음과 같다.
(성분 (A))
성분 (A)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올의 종류와 탄소수, 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 종류와 탄소수에 대하여 표 2의 "1가 알코올"란, "1가 지방산"란에 각각 나타낸다.
Figure pct00002
(성분 (B))
B1-1: 옥타데실 인산 에스테르 칼륨염
B1-2: 헥사데실 인산 에스테르 칼륨염
B1-3: 옥타데실 인산 에스테르 나트륨염
B1-4: 옥타데실 인산 에스테르 트리에탄올아민염
B1-5: 도코실 인산 에스테르 칼륨염
B2-1: 부틸 인산 에스테르 칼륨염
B2-2: 옥틸 인산 에스테르 칼륨염
B2-3: 2-에틸헥실 인산 에스테르 칼륨염
성분 (B)에서의 탄소수 16 내지 22의 알킬기와 탄소수 4 내지 8의 알킬기의 종류와 탄소수 및 알킬 인산 에스테르염의 종류에 대하여 표 3의 "알킬기"란, "염"란에 각각 나타낸다.
Figure pct00003
(성분 (C))
C-1: 올레산 칼륨염
C-2: 올레산
C-3: 옥타데칸산 칼륨염
C-4: 올레산 나트륨염
C-5: 도코산 칼륨염
C-6: 도데칸산 칼륨염
성분 (C)에서의 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 또는 그의 염의 종류와 탄소수에 대하여 표 4의 "지방산 또는 그의 염"란, "탄소수"란에 각각 나타낸다.
Figure pct00004
(성분 (D))
D-1: 폴리옥시에틸렌(5 몰) 올레일에테르
D-2: 폴리옥시에틸렌(10 몰) 경화 피마자유 에테르
D-3: 폴리옥시에틸렌(20 몰) 소르비탄모노옥타데실에스테르
D-4: 폴리옥시에틸렌(7 몰) 올레일에스테르
D-5: 폴리옥시에틸렌(7 몰) 옥타데실에테르
(기타 성분 (E))
E-1: 디메틸실리콘
시험 구분 2(합성 섬유 및 부직포 제조)
시험 구분 1에서 조제한 단섬유용 처리제를 이용하여 합성 섬유 및 부직포를 제조하였다.
합성 섬유로서는 초부가 폴리에틸렌이고 심부가 폴리에스테르인 복합 섬유로 구성된 폴리올레핀계 합성 섬유를 이용하였다. 이 합성 섬유는 섬도 2.2 dtex, 길이 38 mm인 단섬유(스테이플)였다.
이 합성 섬유 100 g에 대하여 시험 구분 1에서 조제한 단섬유용 처리제의 20 % 수성액을 추가로 희석하여 0.4 % 수성액으로 만든 것을 스프레이법으로 부착시켰다. 이 때 스테이플에 대하여 고형분 부착량이 0.4 질량%(용매를 불포함)가 되도록 부착시켰다. 처리제가 부착된 합성 섬유를 80 ℃의 열풍 건조기로 1시간 동안 건조하였다.
건조 후의 합성 섬유 20 g을 온도 25 ℃, 습도 40 %의 조건 하에서 공지된 미니어처 롤러 카드기에 보내 웹을 형성하였다. 이 웹에 대해 약 140 ℃의 열풍을 10초간 분사하여 열풍 처리를 행하고 섬유끼리 결합시켜 질량 25 g/m2의 부직포를 제작하였다.
시험 구분 3(평가)
실시예 1 내지 28, 참고예 1, 2 및 비교예 1 내지 6에 기재된 각 처리제에 대해 부직포의 평가 항목으로서 발수성을 평가하였다. 또 공정성의 평가 항목으로서 제전성, 용액 안정성을 평가하였다. 각 시험의 순서에 대하여 이하에 나타낸다. 또 시험 결과를 표 1의 "발수성"란, "제전성"란, "용액 안정성"란에 각각 나타낸다.
(발수성)
발수성 평가는 JIS L 1092 7.1.1 A법(저수압법)에 의한 정수압법에 준거하여 행하였다. 하이드로테스터로서 스위스·텍스테스트사제(FX3000-III)를 사용하였다. 시험 환경으로서는 온도 20±2 ℃, 습도 65±2 %RH에서 실시하였다.
시험 구분 2에서 제작한 부직포(약 150 mm×약 150 mm)를 5장 채취하고, 부직포 앞면에 물이 닿도록 하이드로테스터에 부착하였다. 10 cm/min의 속도로 수위를 상승시켜 부직포 뒷면에 세 번째 물방울이 나타났을 때의 표시값(cmw.c.)을 판독하였다. 이 시험을 5회 실시하여 5회의 평균값을 산출하였다. 내수압이 높을수록 발수성이 좋은 것을 나타낸다.
또한 부직포 뒷면에서 물방울이 나타나고 나서 커지지 않는 아주 작은 물방울 또는 동일한 위치를 통과하여 생기는 물방울은 계산에 넣지 않았다.
·발수성 평가 기준
◎(양호): 내수압이 3.0 cmw.c. 이상인 경우
○(가능): 내수압이 1.0 cm w.c. 이상 3.0 cm w.c. 미만인 경우
×(불량): 내수압이 1.0 cmw.c. 미만인 경우
(제전성)
시험 구분 2에서 제작한 합성 섬유 20 g을 25 ℃이고 상대 습도 40 %의 조건하에서 미니어처 롤러 카드기에 보내 웹을 형성하였다. 카드기 출구의 웹에 발생한 정전기 전압을 측정하여 하기 평가 기준으로 평가하였다.
· 제전성 평가 기준
◎(양호): 발생 정전기 전압이 500 V 미만인 경우
○(가능): 발생 정전기의 전압이 500 V 이상 1 kV 미만인 경우
×(불량): 발생 정전기 전압이 1 kV 이상인 경우
(용액 안정성)
시험 구분 1에서 제작한 단섬유용 처리제의 20 % 수성액을 다시 희석하여 1 % 수성액을 제작하였다. 이 1 % 수성액을 밀폐 용기에 넣고 5 ℃, 20 ℃, 50 ℃의 각 온도 제어화 하에서 24 시간 정치하였다. 24 시간 정치한 후 용액의 상태를 육안으로 관찰하여 이하의 평가 기준으로 평가하였다.
·용액 안정성 평가 기준
◎(양호): 수성액에 석출물이나 분리가 보이지 않는 경우
○(가능): 수성액에 석출물이나 분리가 극히 미미하게 보인 경우
×(불량): 수성액에 석출물이나 분리가 보인 경우
표 1의 결과에서 밝혀진 바와 같이, 본 발명에 의하면 합성 섬유의 발수성 및 제전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단섬유용 처리제의 용액 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이하의 양태도 포함한다.
(부기 1)
하기 성분 (A), 하기 성분 (B) 및 하기 성분 (C)를 함유하는 것을 특징으로 하는 단섬유용 처리제.
성분 (A): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올과 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 에스테르 화합물.
성분 (B): 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염 및 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염으로부터 선택되는 적어도 하나.
성분 (C): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염으로부터 선택되는 적어도 하나.
(부기 2)
상기 성분 (A), 상기 성분 (B) 및 상기 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 50 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 40 질량부, 및 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부의 비율로 포함하는, 부기 1에 기재된 단섬유용 처리제.
(부기 3)
추가로, 성분 (D)로서 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유하는 부기 1 또는 2에 기재된 단섬유용 처리제.
(부기 4)
상기 성분 (D)의 함유 비율이 5 내지 30 질량%인 부기 3에 기재된 단섬유용 처리제.
(부기 5)
상기 성분 (A), 상기 성분 (B), 상기 성분 (C) 및 상기 성분 (D)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 60 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 30 질량부, 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부, 및 상기 성분 (D)를 5 내지 20 질량부의 비율로 함유하는 부기 3 또는 4에 기재된 단섬유용 처리제.
(부기 6)
부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 단섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성 섬유.
(부기 7)
상기 합성 섬유가 폴리올레핀계 합성 섬유인 부기 6에 기재된 합성 섬유.
(부기 8)
하기 공정 1 내지 3을 거치는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조 방법.
공정 1: 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 단섬유용 처리제를 합성 섬유에 대해 부착시키는 공정.
공정 2: 공정 1에서 단섬유용 처리제를 부착시킨 합성 섬유를 카드기에 통과시켜 웹을 얻는 공정.
공정 3: 공정 2에서 얻어진 웹에 열 융착 처리를 실시하여 부직포를 얻는 공정.
(부기 9)
상기 합성 섬유가 폴리올레핀계 합성 섬유인 부기 8에 기재된 부직포의 제조 방법.

Claims (9)

  1. 하기 성분 (A), 하기 성분 (B) 및 하기 성분 (C)를 함유하고, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B) 및 상기 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 50 질량부 이상 함유하는 단섬유용 처리제로서, 상기 단섬유용 처리제 중에서 차지하는 상기 성분 (A)의 함유량의 비율이 40 질량%를 초과하는 것을 특징으로 하는 단섬유용 처리제:
    성분 (A): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 알코올과 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 1가 지방산의 에스테르 화합물.
    성분 (B): 탄소수 16 내지 22의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염 및 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬 인산 에스테르염으로부터 선택되는 적어도 하나.
    성분 (C): 탄소수 12 내지 22의 탄화수소기를 갖는 지방산 및 그의 염으로부터 선택되는 적어도 하나.
    (단, 폴리옥시알킬렌기 함유 하이드록시 지방산 다가 알코올 에스테르와 디카르복실산(또는 디카르복실산 유도체)의 축합물 및/또는 그 축합물의 적어도 하나 이상의 수산기를 지방산으로 봉쇄한 에스테르를 상기 단섬유용 처리제 중에 10 질량% 이상 45 질량% 이하 함유하는 양태를 제외한다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B) 및 상기 성분 (C)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 50 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 40 질량부, 및 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부의 비율로 함유하는, 단섬유용 처리제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로, 성분 (D)로서 폴리옥시알킬렌 유도체를 함유하는, 단섬유용 처리제.
  4. 제3항에 있어서, 상기 성분 (D)의 함유 비율이 5 내지 30 질량%인, 단섬유용 처리제.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 성분 (A), 상기 성분 (B), 상기 성분 (C) 및 상기 성분 (D)의 함유 비율의 합계를 100 질량부로 하면, 상기 성분 (A)를 60 내지 80 질량부, 상기 성분 (B)를 10 내지 30 질량부, 상기 성분 (C)를 1 내지 10 질량부, 및 상기 성분 (D)를 5 내지 20 질량부의 비율로 함유하는, 단섬유용 처리제.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 단섬유용 처리제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 합성 섬유.
  7. 제6항에 있어서, 상기 합성 섬유가 폴리올레핀계 합성 섬유인, 합성 섬유.
  8. 하기 공정 1 내지 3을 거치는 것을 특징으로 하는 부직포의 제조 방법:
    공정 1: 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 단섬유용 처리제를 합성 섬유에 대해 부착시키는 공정.
    공정 2: 공정 1에서 단섬유용 처리제를 부착시킨 합성 섬유를 카드기에 통과시켜 웹을 얻는 공정.
    공정 3: 공정 2에서 얻어진 웹에 열 융착 처리를 실시하여 부직포를 얻는 공정.
  9. 제8항에 있어서, 상기 합성 섬유가 폴리올레핀계 합성 섬유인, 부직포의 제조 방법.
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