TW201945618A - 聚烯烴系合成纖維處理劑及聚烯烴系合成纖維 - Google Patents

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Abstract

本發明的聚烯烴系合成纖維處理劑的特徵在於含有下述聚氧伸烷基衍生物及下述直鏈狀碳氫化合物而成。聚氧伸烷基衍生物為相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物。直鏈狀碳氫化合物為碳數10～100的直鏈狀碳氫化合物。本發明的聚烯烴系合成纖維的特徵在於附著有上述聚烯烴系合成纖維處理劑。

Description

聚烯烴系合成纖維處理劑及聚烯烴系合成纖維
本發明是關於一種聚烯烴系合成纖維處理劑，其賦予聚烯烴系合成纖維優異的梳棉機通過性，並賦予由聚烯烴系合成纖維所構成的梳棉網優異的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性；以及附著有該處理劑的聚烯烴系合成纖維。
一般而言，在紙尿片等衛生製品方面已知有為了吸收體液而在高吸收性高分子的表面被覆著聚烯烴系合成纖維的製品。被覆高吸收性高分子的表面的合成纖維特別要求：迅速吸收體液的初始親水性、反覆地將體液迅速吸收的耐久親水性、及防止保持在高吸收性高分子中的水分漏出的防回濕性。因此，在聚烯烴系合成纖維的表面有時會進行賦予含有界面活性劑等的聚烯烴系合成纖維處理劑的處理。然而，當聚烯烴系的合成纖維是運用不織布等而使用梳棉輥（梳棉機）以乾式法製造時，梳棉機通過性就變得不可或缺。
目前已知有如專利文獻1所揭示的聚烯烴系合成纖維處理劑。專利文獻1揭示了一種聚烯烴系合成纖維處理劑，其包含將既定的聚氧伸烷基改質聚矽氧及碳數28以上的烴基作為疏水基的界面活性劑。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平2-80672號公報
發明所欲解決之課題
然而，該等以往的聚烯烴系合成纖維處理劑中，仍未能充分兼具聚烯烴系合成纖維的優異梳棉機通過性、梳棉網的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性等各種功能。
本發明所欲解決的課題在於提供一種聚烯烴系合成纖維處理劑及聚烯烴系合成纖維，該聚烯烴系合成纖維處理劑能夠賦予聚烯烴系合成纖維優異的梳棉機通過性，並賦予梳棉網優異的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性。
用以解決課題之手段
本發明者為了解決上述課題而進行研究，結果發現含有特定的聚氧伸烷基衍生物及特定的直鏈狀碳氫化合物而成的聚烯烴系合成纖維處理劑效果尤佳。
為了達成上述目的，本發明的一形態提供一種聚烯烴系合成纖維處理劑，其特徵在於：含有下述聚氧伸烷基衍生物及下述直鏈狀碳氫化合物而成。
聚氧伸烷基衍生物為相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物。直鏈狀碳氫化合物為碳數10～100的直鏈狀碳氫化合物。
較佳為：上述直鏈狀碳氫化合物為聚乙烯。
較佳為：上述直鏈狀碳氫化合物為碳數20～60者。
較佳為：上述聚烯烴系合成纖維處理劑，當上述聚氧伸烷基衍生物及上述直鏈狀碳氫化合物的含有比例的總計設為100質量％時，含有上述聚氧伸烷基衍生物50～99質量％及上述直鏈狀碳氫化合物1～50質量％的比例而成。
較佳為：上述聚烯烴系合成纖維處理劑進而含有陰離子界面活性劑而成。
較佳為：上述陰離子界面活性劑為選自磷酸酯鹽型陰離子界面活性劑、磺酸鹽型陰離子界面活性劑、硫酸酯鹽型陰離子界面活性劑、及脂肪酸鹽型陰離子界面活性劑中至少一種。
較佳為：上述聚烯烴系合成纖維處理劑，當上述聚氧伸烷基衍生物、上述直鏈狀碳氫化合物、及上述陰離子界面活性劑的含有比例的總計設為100質量％時，含有上述聚氧伸烷基衍生物20.0～80.0質量％、上述直鏈狀碳氫化合物0.1～20.0質量％、及上述陰離子界面活性劑5.0～50.0質量％的比例而成。
較佳為：上述聚烯烴系合成纖維處理劑被賦予給不織布用之聚烯烴系合成纖維。
此外，本發明的其他形態提供一種聚烯烴系合成纖維，其特徵在於附著有上述聚烯烴系合成纖維處理劑。
發明功效
根據本發明，能夠賦予聚烯烴系合成纖維優異的梳棉機通過性，並能夠賦予梳棉網優異的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性。
（第1實施方式）
以下，針對本發明之具體化的聚烯烴系合成纖維處理劑（以下稱為處理劑）的第1實施方式進行說明。本實施方式的處理劑為含有下述聚氧伸烷基衍生物及下述直鏈狀碳氫化合物而成者。
聚氧伸烷基衍生物為相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物。
直鏈狀碳氫化合物為碳數10～100的直鏈狀碳氫化合物。
本實施方式的處理劑所使用的聚氧伸烷基衍生物為相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物。碳數24～60的脂肪族一元醇並無特別限制，可列舉例如二十四烷基醇、二十六烷基醇、二十八烷基醇、三十烷基醇、三十二烷基醇、四十烷基醇、五十烷基醇、六十烷基醇、2-甲基-1-二十八烷基醇、8-甲基-1-四十烷基醇、20-甲基-五十烷基醇等。藉由將脂肪族一元醇的碳數限定於24以上，能夠提升本發明的效果，特別是梳棉機通過性、耐久親水性。另一方面，藉由將脂肪族一元醇的碳數限定於60以下，能夠提升本發明的效果，特別是耐久親水性。
此外，藉由將選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的加成莫耳數限定於5莫耳以上，能夠提升本發明的效果，特別是初始親水性。另一方面，藉由將選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的加成莫耳數限定於100莫耳以下，能夠提升本發明的效果，特別是耐久親水性。
聚氧伸烷基衍生物並無特別限制，可列舉例如聚氧乙烯（10莫耳：表示環氧乙烷或環氧丙烷的加成莫耳數。以下相同）三十烷基醚、聚氧乙烯（80莫耳）三十烷基醚、聚氧乙烯（80莫耳）五十烷基醚、聚氧乙烯（40莫耳）聚氧丙烯（40莫耳）五十烷基醚、聚氧乙烯（40莫耳）四十烷基醚等。其中，環氧乙烷或環氧丙烷的加成形態並無特別限制，可為嵌段加成、無規加成之任一者。聚氧伸烷基衍生物可單獨使用1種，也可組合使用2種以上。
本實施方式的處理劑所用的直鏈狀碳氫化合物為碳數10～100者，較佳為碳數20～60者。藉由將碳數限定於10以上，能夠提升本發明的效果，特別是梳棉機通過性。另一方面，藉由將碳數限定於100以下，能夠提升本發明的效果，特別是防回濕性。
直鏈狀碳氫化合物並無特別限制，可列舉例如聚丙烯、聚乙烯等。該等之中又以聚乙烯較佳。直鏈狀碳氫化合物可單獨使用1種，也可組合使用2種以上。
本實施方式的處理劑，處理劑中上述聚氧伸烷基衍生物及直鏈狀碳氫化合物的含有比率並無限制。較佳為當上述聚氧伸烷基衍生物及直鏈狀碳氫化合物的含有比例的總計設為100質量％時，處理劑含有聚氧伸烷基衍生物50～99質量％及直鏈狀碳氫化合物1.0～50.0質量％的比例而成。藉由限定於該範圍內，能夠進一步提升本發明的效果。
本實施方式的處理劑，較佳為進而含有陰離子界面活性劑而成。藉由配合陰離子界面活性劑，能夠進一步提升本發明的效果，特別是初始親水性。陰離子界面活性劑的種類並無限定，可列舉例如辛基磷酸酯鹽、異辛基磷酸酯鹽、十一烷基磷酸酯鹽、十二烷基磷酸酯鹽、十三烷基磷酸酯鹽、十四烷基磷酸酯鹽、異辛基磷酸酯鹽、2-乙基己基磷酸酯鹽、異十三烷基磷酸酯鹽、異十六烷基磷酸酯鹽、聚氧乙烯辛醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯異辛醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯-2-乙基己基醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯十一烷基醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯十三烷基醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯十四烷基醚磷酸酯鹽、聚氧乙烯十六烷基醚磷酸酯鹽等磷酸酯鹽型陰離子界面活性劑；辛基磺酸鹽、十一烷基磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、十四烷基磺酸鹽、十六烷基磺酸鹽、辛基苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽等磺酸鹽型陰離子界面活性劑；硫酸辛酯鹽、硫酸十一酯鹽、硫酸十二酯鹽、硫酸十四酯鹽、硫酸十六酯鹽等硫酸酯鹽型陰離子界面活性劑；辛酸鹽、癸酸鹽、月桂酸鹽、油酸鹽等脂肪酸鹽型陰離子界面活性劑等。該等之中又以由鈉鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽所構成的陰離子界面活性劑較佳。陰離子界面活性劑可單獨使用1種，也可組合使用2種以上。
本實施方式的處理劑，處理劑中上述聚氧伸烷基衍生物、直鏈狀碳氫化合物、及陰離子界面活性劑的含有比率並無限制。較佳為當上述聚氧伸烷基衍生物、直鏈狀碳氫化合物、及陰離子界面活性劑的含有比例的總計設為100質量％時，處理劑含有聚氧伸烷基衍生物20.0～80.0質量％、直鏈狀碳氫化合物0.1～20.0質量％、及陰離子界面活性劑5.0～50.0質量％的比例而成。藉由限定於該範圍內，能夠進一步提升本發明的效果。
本實施方式的處理劑附著於聚烯烴系合成纖維。特別是當附著於不織布所用的聚烯烴系合成纖維時，所得的不織布的耐久親水性、防回濕性、及初始親水性等各效果的表現會變得更好故較佳。
（第2實施方式）
接著，針對本發明之具體化的聚烯烴系合成纖維（以下稱為合成纖維）的第2實施方式進行說明。本實施方式的合成纖維為附著有第1實施方式的處理劑的聚烯烴系合成纖維。聚烯烴系合成纖維並無特別限定，可列舉例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丁烯纖維等聚烯烴系纖維。該等可單獨使用1種，也可組合使用2種以上。此外，其為具有芯鞘構造的複合纖維，芯、鞘部之任一者或兩者為聚烯烴系纖維，例如鞘部為聚乙烯纖維之聚乙烯／聚丙烯複合纖維、聚乙烯／聚酯複合纖維等。
第1實施方式的處理劑（不含溶劑）附著於上述合成纖維的比例並無特別限制，較佳為以使第1實施方式的處理劑相對於上述合成纖維成為0.05～5.0質量％的比例的方式進行附著。藉由限定於該範圍，能夠進一步提升本發明的效果。此外，第1實施方式的處理劑是於何種步驟進行附著並無特別限定，例如可於紡紗步驟、延伸步驟、捲縮步驟等任一者。從良好地顯現本發明的效果的觀點而言，較佳為在紡紗步驟或捲縮步驟之前或之後進行附著。附著方法能夠適當地採用公知的方法，可列舉例如浸漬給油法、噴霧給油法、滾筒式給油法、使用計量泵的導引式給油法等。該等之中，從良好地顯現本發明的效果的觀點而言，較佳為浸漬給油法、噴霧給油法、或滾筒式給油法。第1實施方式的處理劑附著於合成纖維時的處理劑的形態也能夠以例如有機溶劑溶液或水性液。
根據上述實施方式的聚烯烴系合成纖維處理劑及聚烯烴系合成纖維，能夠獲得如以下的效果。
（1）上述實施方式中，聚烯烴系合成纖維處理劑中的聚氧伸烷基衍生物是使用相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物。此外，直鏈狀碳氫化合物是使用碳數10～100的直鏈狀碳氫化合物。因此，能夠賦予聚烯烴系合成纖維優異的梳棉機通過性。此外，能夠賦予由梳棉輥（梳棉機）所製得的梳棉網優異的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性。
其中，上述實施方式也能夠以如下方式變更。
・在不損害本發明的效果的範圍内，上述實施方式的處理劑也能夠進一步配合黏著劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等通常可用於處理劑的成分，作為用以維持處理劑的品質的穩定化劑或抗靜電劑。
實施例
以下為了更具體地說明本發明的構成及效果而舉出實施例等，但本發明並不局限於該等實施例。此外，以下的實施例及比較例的說明中，份表示質量份，％表示質量％。
試驗類別1（聚烯烴系合成纖維處理劑的調製）
・聚烯烴系合成纖維處理劑（實施例1）的調製
將聚氧乙烯（10莫耳）三十烷基醚（A-1）35.0g、碳數30的聚乙烯（B-1）5.0g、及磷酸辛酯鉀鹽（C-1）10.0g混合，再添加950.0g的水，攪拌成為水性分散液，從而獲得實施例1的聚烯烴系合成纖維用處理劑的5.0％水性液。
・聚烯烴系合成纖維處理劑（實施例2～14及比較例1～13）的調製
以與實施例1的聚烯烴系合成纖維處理劑的調製相同的順序，其中使用的聚氧伸烷基衍生物、聚乙烯、陰離子界面活性劑、及其他成分的種類、以及處理劑中各成分的含有比率（％）如同表2的“聚烯烴系合成纖維處理劑”欄中所示地進行適當地變更，調製實施例2～14及比較例1～13的處理劑。表1表示該等處理劑在調製時所使用的各聚氧伸烷基衍生物的詳細，也就是脂肪族醇類的碳數、環氧乙烷（以下稱EO）或環氧丙烷（以下稱PO）的加成莫耳數。
表1
表2
表1及表2中各代號表示：
A-1：聚氧乙烯（10莫耳）三十烷基醚
A-2：聚氧乙烯（80莫耳）三十烷基醚
A-3：聚氧乙烯（80莫耳）五十烷基醚
A-4：聚氧乙烯（40莫耳）聚氧丙烯（40莫耳）五十烷基醚
A-5：聚氧乙烯（40莫耳）四十烷基醚
ra-1：聚氧乙烯（10莫耳）二十二烷基醚
ra-2：聚氧乙烯（10莫耳）六十五烷基醚
ra-3：聚氧乙烯（3莫耳）三十烷基醚
ra-4：聚氧乙烯（120莫耳）三十烷基醚
ra-5：聚氧乙烯（60莫耳）聚氧丙烯（60莫耳）三十烷基醚
ra-6：聚氧乙烯（10莫耳）辛醚
B-1：碳數30的聚乙烯
B-2：碳數50的聚乙烯
rb-1：碳數6的聚乙烯
rb-2：碳數150的聚乙烯
C-1：磷酸辛酯鉀鹽
C-2：十二烷基苯磺酸鈉鹽
C-3：十二烷基硫酸鈉鹽
C-4：辛酸鉀鹽
D-1：聚氧伸烷基改質聚矽氧（POEO含量50％，PO／EO＝50／50，分子量5,000）
試驗類別2（聚烯烴系合成纖維處理劑的附著與評價）
聚烯烴系合成纖維是準備鞘部為聚乙烯，芯部為聚酯，纖度2.2 dtex，纖維長度51mm的聚烯烴系複合纖維。利用噴霧給油法，以使附著量（不含溶劑）成為0.35質量％的方式將試驗類別1所調製的各例的聚烯烴系合成纖維用處理劑的水性液附著在聚烯烴系複合纖維上，然後於80℃的熱風乾燥機乾燥1小時，從而獲得已處理完成的聚烯烴系合成纖維處理綿。
・作為原綿評價項目的梳棉機通過性的評價
將上述已處理完成的聚烯烴系合成纖維處理綿20g於20℃、65％RH的恆溫室内調濕24小時，然後將其用於梳棉輥（梳棉機）。計算相對於投入量之排出量的比例，並以下述評價基準進行評價。結果示於表2的“梳棉機通過性”欄。
・梳棉機通過性的評價基準
◎（優）：排出量為85％以上
○（良）：排出量為60％以上且低於85％
×（不可）：排出量低於60％
試驗類別3（聚烯烴系合成纖維不織布的作成與評價）
・耐久親水性的評價
將試驗類別2所獲得的已處理完成的聚烯烴系合成纖維處理綿100g於20℃、65％RH的恆溫室内調濕24小時，然後利用梳棉輥（梳棉機）製作單位面積重量20g／m2 的梳棉網。將所得的梳棉網於140℃進行10秒的熱風處理，作為耐久親水性評價的試料。將該試料剪裁成10cm×10cm的小片，於20℃、60％RH的恆溫室内調濕24小時。將調濕後的不織布置於重疊的5張濾紙的上方，進而在該上方的中央垂直立置兩端開放且内徑1cm的圓筒，並於該圓筒內注入0.9％生理食鹽水10ml，測定食鹽水被完全吸進不織布中為止的時間。然後，將不織布取出，於40℃進行90分鐘的送風乾燥。同樣的操作反覆進行總計3次，將第3次的時間以下述評價基準進行評價。結果示於表2的“耐久親水性”欄。
・耐久親水性的評價基準
◎（優）：生理食鹽水被完全吸收為止所需的時間低於5秒
○（良）：生理食鹽水被完全吸收為止所需的時間為5秒以上且低於8秒
×（不可）：生理食鹽水被完全吸收為止所需的時間為8秒以上
・防回濕性的評價
將上述耐久親水性評價的試料剪裁成10cm×10cm的小片，於20℃、65％RH的恆溫室内調濕24小時。從市售的紙尿片的最外部的不織布素材切除10cm×10cm的不織布片，將上述調濕後的10cm×10cm小片安裝於該切除部上，作為防回濕性評價試料。以安裝的小片朝上的方式將防回濕性評價試料水平放置，然後在該小片的中央垂直立置兩端開放且內徑6cm的圓筒，並於該圓筒內注入水80ml，靜置5分鐘，使水被吸進紙尿片内部。接著在安裝的小片上疊加15張10cm×10cm的濾紙，再於其上載置10cm×10cm、5.0kg的錘板，承載2分鐘後，測量15張重疊的濾紙的總質量，計算該質量的增加率，並以下述評價基準進行評價。結果示於表2的“防回濕性”欄。
・防回濕性的評價基準
◎（優）：質量增加率低於1％
○（良）：質量增加率為1％以上且低於2％
×（不可）：質量增加率為2％以上
・初始親水性的評價
將上述耐久親水性評價的試料於20℃、65％RH的恆溫室内調濕24小時，然後置於水平板上，使用滴定管從10mm的高度滴加0.5ml的水滴，測定該水滴完全被吸進試料中為止所需的時間（透水為止所需的時間），並以下述評價基準進行評價。結果示於表2的“初始親水性”欄。
・初始親水性的評價基準
◎（優）：透水為止所需的時間低於0.5秒
○（良）：透水為止所需的時間為0.5秒以上且低於2.0秒
×（不可）：透水為止所需的時間為2.0秒以上
如表2所示，不含直鏈狀碳氫化合物之比較例1、2、12、13相對於各實施例被確認特別在防回濕性的評價上不佳。此外，不含聚氧伸烷基衍生物的比較例3相對於各實施例被確認特別在梳棉機通過性、耐久親水性、及防回濕性的評價上不佳。此外，構成聚氧伸烷基衍生物的脂肪族醇類的碳數低於24之比較例4、9相對於各實施例被確認特別在梳棉機通過性及耐久親水性的評價上不佳。此外，構成聚氧伸烷基衍生物的脂肪族醇類的碳數為65之比較例5相對於各實施例被確認特別在耐久親水性、防回濕性、及初始親水性的評價上不佳。此外，構成聚氧伸烷基衍生物的環氧烷類的加成莫耳數為3之比較例6相對於各實施例被確認特別在耐久親水性、防回濕性、及初始親水性的評價上不佳。此外，構成聚氧伸烷基衍生物的環氧烷類的加成莫耳數的總計為120之比較例7、8相對於各實施例被確認特別在耐久親水性的評價上不佳。聚乙烯的碳數為6之比較例10相對於各實施例被確認特別在梳棉機通過性的評價上不佳。聚乙烯的碳數為150之比較例11相對於各實施例被確認特別在耐久親水性、防回濕性、及初始親水性的評價上不佳。
從以上表2的結果可知，根據本發明能夠賦予聚烯烴系合成纖維優異的梳棉機通過性，同時也能夠賦予由聚烯烴系合成纖維所構成的梳棉網優異的初始親水性、耐久親水性、及防回濕性之效果。

Claims (9)

  1. 一種聚烯烴系合成纖維處理劑，其特徵在於， 含有下述聚氧伸烷基衍生物及下述直鏈狀碳氫化合物而成； 聚氧伸烷基衍生物：相對於碳數24～60的脂肪族一元醇1莫耳，以5～100莫耳的比例加成有選自環氧乙烷及環氧丙烷中至少一種的化合物； 直鏈狀碳氫化合物：碳數10～100的直鏈狀碳氫化合物。
  2. 如請求項1所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 上述直鏈狀碳氫化合物為聚乙烯。
  3. 如請求項1或2所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 上述直鏈狀碳氫化合物為碳數20～60者。
  4. 如請求項1～3中任一項所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 當上述聚氧伸烷基衍生物及上述直鏈狀碳氫化合物的含有比例的總計設為100質量％時，含有上述聚氧伸烷基衍生物50～99質量％及上述直鏈狀碳氫化合物1～50質量％的比例而成。
  5. 如請求項1～4中任一項所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 進而含有陰離子界面活性劑而成。
  6. 如請求項5所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 上述陰離子界面活性劑為選自磷酸酯鹽型陰離子界面活性劑、磺酸鹽型陰離子界面活性劑、硫酸酯鹽型陰離子界面活性劑、及脂肪酸鹽型陰離子界面活性劑中至少一種。
  7. 如請求項5或6所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 當上述聚氧伸烷基衍生物、上述直鏈狀碳氫化合物、及上述陰離子界面活性劑的含有比例的總計設為100質量％時，含有上述聚氧伸烷基衍生物20.0～80.0質量％、上述直鏈狀碳氫化合物0.1～20.0質量％、及上述陰離子界面活性劑5.0～50.0質量％的比例而成。
  8. 如請求項1～7中任一項所述的聚烯烴系合成纖維處理劑，其中， 上述聚烯烴系合成纖維處理劑為賦予給不織布用之聚烯烴系合成纖維者。
  9. 一種聚烯烴系合成纖維，其特徵在於， 附著有請求項1～8中任一項所述的聚烯烴系合成纖維處理劑。
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