TWI398564B - 透水性賦予劑及附著有該透水性賦予劑之透水性纖維 - Google Patents

透水性賦予劑及附著有該透水性賦予劑之透水性纖維 Download PDF

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Description

透水性賦予劑及附著有該透水性賦予劑之透水性纖維
本發明係關於一種透水性賦予劑及附著有該透水性賦予劑的透水性纖維。
詳細而言，本發明係關於一種對纖維產品中適於紙尿布、合成衛生棉之表層布(top sheet)所用之不織布用纖維的透水性賦予劑，以及附著有該透水性賦予劑的透水性纖維。更詳細而言，本發明係關於一種不僅是賦予透水性，亦可防止所謂「返液」現象(即通過表層布且經吸收過一次的尿或體液等，再從表層布逆流而附著於穿用者)，同時改善表層布之液體吸收特性或耐久透水性的透水性賦予劑和附著有該透水性賦予劑的透水性纖維。
紙尿布或生理期用品等吸收性物品，一般是在表層布與拒水性背層布之間，將由棉狀紙漿或高分子吸收體等所成之材料予以配置而成的結構，其中，該表層布係指在以疏水性高之聚烯烴系纖維或含三醋酸纖維之聚酯系纖維為主要原料的各種不織布上賦予透水性(親水性)而成者。表層布通常經賦予透水性賦予劑，因此具有透水性。
尿或體液等液體雖然會通過表層布而被吸收體所吸收，但在此時，為了消除表層布之黏附感，必須要有良好的透水性，亦即縮短液體從表層布上直至被內部吸收體完全吸收為止的時間是必要的。又，亦必須使被吸收體吸收過一次的液體就不會再返回表層布。另外，如果由於僅1至2次的液體吸收就使表層布上的透水性賦予劑流失，而導致透水性急劇下降，則必須頻繁更換吸收性物品，這樣是不理想的。因此，要求透水性賦予劑須具有耐久性的透水性。再者，亦要求長時間地維持耐久透水性，即要求減少耐久透水性的經時劣化的情況。
另外，為了可順利地製造不織布，要求確保纖維的防靜電、和通過梳理機步驟時不會捲附於汽缸而能形成均勻的網狀物，亦即要求良好的梳理機通過性。
為了舒適地穿用吸收性物品，透水性良好且返液少，即使對於液體的反覆透水仍能維持親水性(耐久透水性)是重要的。眾所周知此等特性係藉由透水性賦予劑而改善。例如專利文獻1提出以碳數12至22之直鏈烷基磷酸鉀鹽處理纖維的方法。專利文獻2提出將碳數10至30之甜菜鹼(betaine)化合物或硫酸酯鹽或是磺酸鹽調配於碳數10至30之烷基磷酸酯鹽中而成的透水性賦予劑。專利文獻3提出將聚醚改質矽酮與烷基磷酸酯鹽併用的方法。專利文獻4提出將2種甜菜鹼化合物與烷基磷酸鹽併用的方法。
另外，專利文獻5提出將醯基化聚胺陽離子化物或烷基磷酸鹽、三烷基甘胺酸衍生物、聚氧伸烷基改質矽酮，與聚氧伸烷基脂肪醯胺併用的方法。專利文獻6提出將三烷基甘胺酸衍生物、聚氧伸烷基改質矽酮、烷氧基化甘油三蓖麻油酸酯型化合物，與烷基磷酸鹽併用而處理纖維的方法。
[專利文獻1]日本專利特公昭63－14081號公報[專利文獻2]日本專利特開昭60－215870號公報[專利文獻3]日本專利特開平4－82961號公報[專利文獻4]日本專利特開2000－170076號公報[專利文獻5]日本專利特開2002－161474號公報[專利文獻6]日本專利特開2002－161477號公報
此等提出的方法，對於所要求的不織布的表面特性有優有劣，而且任一種方法對於返液性都不夠充分。提高透水性以親水性的透水性賦予劑為佳，相對於此，減少返液性以疏水性的透水性賦予劑為佳。由此可知，此等特性不只受透水性賦予劑成分的親水性或疏水性等性質的影響，還受成分的化學結構或是親水性與疏水性的平衡或是成分間相互作用等的影響。然而，由於難以同時兼顧提高透水性和防止返液、以及減少耐久透水性之經時劣化，因此防止返液就不得不倚賴如使用親水性性能相異之不織布於不織布表層布而成為雙重結構、或是調整棉狀紙漿和高分子吸收體之量或配置等，對於吸收性物品之結構進行悉心研究的手段。
本發明的目的在於提供一種無需改變吸收性物品的結構就能實現返液量的減少，賦予纖維高之耐久透水性和良好之梳理機通過性的透水性賦予劑及附著有該透水性賦予劑的透水性纖維。
本發明所涉及的透水性賦予劑，其包含：(聚)胺之陽離子化物(a)，該(聚)胺具有聚氧伸烷基(polyoxyalkylene)與醯基；酯(b)，其係將含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯與二羧酸的縮合物中的至少一個羥基以脂肪酸封鎖而成；磺酸基琥珀酸二烷基酯鹽(c)；烷基磷酸鹽(d)；選自三烷基甘胺酸衍生物及(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物中的至少一種甘胺酸衍生物(e)；聚氧伸烷基改質矽酮(f)；其中，各成分佔上述透水性賦予劑全體的調配比例分別滿足如下條件：成分(a)為10至40重量%、成分(b)為10至40重量%、成分(c)為1至40重量%、成分(d)為10至60重量%、成分(e)為10至40重量%、成分(f)為1至20重量%。
本發明的透水性賦予劑，係以滿足下述所示條件(1)至(6)為更佳。
(1)在成分(a)中，聚氧伸烷基是加成莫耳數2至20的聚氧伸乙基(polyoxyehtylene)基，醯基的碳數為16至28，(聚)胺來自聚乙烯聚胺。
(2)在成分(b)中，含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯係指碳數6至22之羥基脂肪酸和多元醇的酯的環氧烷加成物，二羧酸的碳數為2至10，脂肪酸的碳數為10至22。
(3)成分(c)具有碳數6至18的烷基，為鈉鹽和/或鉀鹽。
(4)成分(d)具有碳數6至22的烷基，為選自鉀鹽、鈉鹽、碳數1至9的烷基胺鹽和銨鹽中的至少一種鹽。
(5)成分(e)是下述通式(1)所示的化合物： (惟，R1 為碳數7至22的烴基，a為1至3的整數，b為0或1，R2 和R3 皆是碳數為1至3的烴基)。
(6)成分(f)的分子量為1,000至100,000，在全部之聚氧伸烷基中，聚氧伸乙基所佔比例為20重量%以上。
本發明所涉及的透水性纖維，為纖維主體與附著於其上的透水性賦予劑所構成的透水性纖維，上述透水性賦予劑的附著比例佔上述透水性纖維的0.1至2重量%。
本發明所涉及的透水性賦予劑，是無需改變吸收性物品之結構就能夠減少返液量且賦予纖維高之耐久透水性的處理劑。該透水性賦予劑由於防靜電性優良，故可防止低濕時的靜電問題，更由於潤滑性優良，還可以提高梳理機通過性。
本發明所涉及的透水性纖維，由於附著有上述透水性賦予劑，故可達成減少返液量，且具有高之耐久透水性。該透水性纖維，由於透水性賦予劑的防靜電性良好，因此在製造或使用時即使在低濕條件下也不會產生靜電問題，而且透水性纖維因透水性賦予劑而潤滑性優良，由於提高了開纖性，故具有良好的梳理機通過性。
本發明的透水性賦予劑必須含有以下6種成分，各成分係含有括弧中所示之定量。
成分(a)：具有聚氧伸烷基和醯基的(聚)胺的陽離子化物(佔透水性賦予劑全體的10至40重量%)成分(b)：將含聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯與二羧酸的縮合物的至少一個羥基以脂肪酸封鎖而成的酯(佔透水性賦予劑全體的10至40重量%)成分(c)：磺酸基琥珀酸二烷基酯鹽(佔透水性賦予劑全體的1至40重量%)成分(d)：烷基磷酸鹽(佔透水性賦予劑全體的10至60重量%)成分(e)：選自三烷基甘胺酸衍生物及(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物中至少一種的甘胺酸衍生物(佔透水性賦予劑全體的10至40重量%)成分(f)：聚氧伸烷基改質矽酮(佔透水性賦予劑全體的1至20重量%)
以下，對各成分進行詳細說明。
[成分(a)]
成分(a)是具有聚氧伸烷基與醯基的(聚)胺的陽離子化物。成分(a)係使返液量減少，並將高之耐久透水性和經時劣化少之耐久透水性賦予纖維的成分。
(聚)胺可為具有2個以上游離胺基的聚胺類(二胺類、三胺類、四胺類等)，亦可為具有1個游離胺基的單胺類。
聚氧伸烷基係與(聚)胺中的氮原子直接鍵結。聚氧伸烷基亦可表現為與至少一個後述原料聚胺所含之(N－取代)胺基結合。
以聚氧伸烷基而言，可列舉如聚氧伸乙基、聚氧伸丙基、聚氧伸乙基氧伸丙基、聚氧伸丁基等，其中以聚氧伸乙基、聚氧伸乙基氧伸丙基為較佳。聚氧伸烷基由2種以上氧伸烷基所構成時，聚氧伸烷基可是嵌段狀加成的基，也可以是無規狀加成的基。
(聚)胺所含的聚氧伸烷基的數目沒有特別的限定，較佳為2至20，更佳為5至15，特佳為9至12。加成莫耳數如果超過20，多會發生耐久透水性的下降與透水性的經時劣化，返液量亦會增加。聚氧伸乙基氧伸丙基的情況，則以聚氧伸乙基的加成莫耳數大於或等於聚氧伸丙基的加成莫耳數為較佳。在此，聚氧伸烷基的加成莫耳數定義為構成1個(1莫耳)聚氧伸烷基的氧伸烷基的個數(莫耳數)。
醯基係與(聚)胺中的氮原子直接鍵結而形成醯胺基。醯基可表現為藉由與至少一個後述原料聚胺所含的胺基結合而形成醯胺基。
醯基的碳數，較佳為16至28，更佳為16至22。醯基的碳數如果未達16，則由於親水性變強而會使返液量增加、耐久透水性下降。另一方面，醯基的碳數如果超過28，則成分(a)變硬，使操作變得困難。以醯基而言，例如可列舉如從油酸、硬脂酸、正二十二烷酸等飽和或不飽和的脂肪酸除去OH基所剩構造的基。
(聚)胺所含的醯基的數目沒有特別的限定，但較佳為1至3。醯基數超過3時，透水性賦予劑的水溶性會下降。
陽離子化物係上述(聚)胺與烷基化劑的反應產物。作為烷基化劑沒有特別的限定，可列舉例如氯甲烷、溴甲烷、苄基氯、長鏈烷基氯、表氯醇、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸三甲酯等。
(聚)胺可藉由使上述飽和或不飽和之脂肪酸和原料聚胺反應所得的單烷基醯胺(聚)胺或二烷基醯胺(聚)胺等與環氧烷反應而得到。
原料聚胺，可列舉如伸乙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺等聚伸乙基聚胺(polyethylenepolyamine，本文中亦有稱為聚乙烯聚胺之情形)；伸丙二胺、二伸丙三胺、三伸丙四胺等聚伸丙基聚胺；伸丁二胺、二伸丁三胺等聚伸丁基聚胺等聚伸烷基聚胺。聚伸烷基聚胺的碳數沒有特別的限定，較佳為2至4。
原料聚胺亦可為將胺基或亞胺基之氫原子以烷基或羥乙基取代的聚胺(例如，乙基二伸乙三胺等烷基聚伸烷基聚胺)。
環氧烷，可列舉如下述成分(b)的說明所示的環氧烷。環氧烷也可併用兩種以上。此時，以環氧乙烷和環氧丙烷的組合為較佳，又以環氧乙烷的莫耳數大於環氧丙烷的莫耳數為更佳。
(聚)胺可表現為分子內具有至少一個烷基醯胺基、以及與氮原子直接鍵結之至少一個聚氧伸烷基的胺，其陽離子化物可表現為分子內具有至少一個烷基醯胺基、以及與氮原子直接鍵結之至少一個聚氧伸烷基的四級銨鹽。在此，從烷基醯胺基中將來自胺之部分去除而成的基，與醯基對應。
作為成分(a)的(聚)胺的陽離子化物，亦可如下述通式(2)所示。
(惟，c滿足2≦c≦4；X1 至X5 為氫原子、R4 CO－(R4 為碳數15至27的烴基)、－(A1 O)d －H(A1 為碳數1至5的伸烷基；2≦d≦20)中的任一者，但至少含有一個R4 CO－及－(A1 O)d －H。又，排除X1 與X2 、X3 與X4 同時為R2 CO－的情況。通式(2)中含複數個－(A1 O)d －H時，各－(A1 O)d －H的聚氧伸烷基的加成莫耳數不一定相同，其合計加成莫耳數可在2至20的範圍內；Y1 及Z係來自烷基化劑(Y1 －Z)的基。)
上述通式(2)之說明所示的烷基化劑的具體例，可列舉如上述陽離子化物之說明所述的各種烷基化劑。
成分(a)的調配比例，較佳為佔透水性賦予劑全體的10至40重量%，更佳為15至35重量%。成分(a)的調配比例如果未達10重量%，則耐久透水性會下降，同時返液量亦會增加。另一方面，成分(a)的調配比例如果超過40重量%，則產品黏度和溶液黏度會變高，操作性會降低。
由於本發明的透水性賦予劑含有成分(a)，因此具有可賦予纖維經時劣化少之耐久透水性的效果。
[成分(b)]
成分(b)係將含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯(以下稱為聚羥基酯)與二羧酸的縮合物的至少一個羥基以脂肪酸封鎖而成的酯。成分(b)係輔助耐久透水性且降低返液量的成分。
聚羥基酯在結構上係含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸與多元醇的酯，多元醇的羥基中有2個以上(較佳為全部)的羥基係經酯化。因此含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯是具有複數個羥基的酯。
含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸，具有聚氧伸烷基經由氧原子而鍵結於脂肪酸主鏈的構造，聚氧伸烷基中未與脂肪酸主鏈鍵結的單側末端則成為羥基。
聚羥基酯，可列舉如碳數6至22之羥基脂肪酸與多元醇的酯化物的環氧烷加成物。羥基脂肪酸的碳數如果未達6，則親水性會變強；另一方面，如果超過22，則疏水性會變強。由於任何一種情況都會使與其他成分的相溶性變差，所以有時得不到充分的耐久透水性。
碳數6至22之羥基脂肪酸，可列舉如蓖麻油酸、12－羥基硬脂酸、水楊酸等，又以蓖麻油酸、12－羥基硬脂酸為較佳。
多元醇，可列舉如乙二醇、丙三醇、脫水山梨糖醇、三羥甲基丙烷等，以丙三醇為較佳。環氧烷，可列舉如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等碳數2至4的環氧烷。
環氧烷的加成莫耳數，以每1莫耳上述酯化物的羥基計，較佳為80以下，更佳為5至30。加成莫耳數如果超過80，由於有時返液量會增加，故為不佳。為了獲得高之耐久透水性，調整親水性基和疏水性基的平衡是重要的。為此，環氧烷的加成莫耳數，以該酯每1莫耳計，較佳為5至150，更佳為10至80。在環氧烷中之環氧乙烷所佔的比例較佳為50莫耳%以上，更佳為80莫耳%以上。環氧乙烷的比例如果低於50莫耳%，由於疏水性變強，則有時不能獲得充分的耐久透水性。
聚羥基酯，例如可藉由在通常的條件下使多元醇與羥基脂肪酸(羥基單羧酸)予以酯化得到酯化物，然後使環氧烷進行加成反應於該酯化物而製造。聚羥基酯較理想為可藉使用蓖麻子油等從天然物得到的油脂或將氫添加於其中而成的硬化蓖麻子油作為酯化物，再使環氧烷進行加成反應而製造。
成分(b)的酯，係在聚羥基酯與二羧酸的縮合物中的至少一個羥基經脂肪酸封鎖的酯。如上述說明，聚羥基酯具有羥基。縮合物，例如以2分子聚羥基酯與1分子二羧酸脫水縮合反應而得到的產物作為主要成分。如果來自聚羥基酯的結構為X、X’(在此，X和X’亦可為相同的)，來自二羧酸的結構為Y，則該成為主成分的縮合物(以下稱縮合物A)的結構可表示為X－Y－X’。X－Y之間和X’－Y之間的鍵結，係聚羥基酯中的羥基與二羧酸中的羧基加以反應而形成的酯鍵。
成分(b)的酯，係縮合物的至少一個羥基經脂肪酸封鎖的酯。在上述縮合物A中，由於X具有一個以上的羥基，因此縮合物A具有2個以上的羥基。在成分(b)的酯中，其羥基之至少一個係經脂肪酸封鎖。
二羧酸的碳數，較佳為2至10，更佳為2至8。二羧酸的碳數如果超過10，則不能賦予充分的耐久透水性。二羧酸，可列舉如羥基二丙酸、琥珀酸、馬來酸、癸二酸、苯二甲酸等及該等之二羧酸酐等。在製造聚羥基酯與二羧酸的縮合物時，各別的原料比例(莫耳比)較佳為1：1至2：1，更佳為1.5：1至2：1。酯化反應在通常條件下進行即可，沒有特別限定。
將縮合物的至少一個羥基予以封鎖的脂肪酸的碳數，較佳為10至22，更佳為12至22。脂肪酸的碳數如果未達10，親水性會變強；另一方面，如果超過22，疏水性會變強。如此，若親水性和疏水性不均衡，就不能得到充分的耐久透水性。此等脂肪酸，可列舉如十二(烷)酸、十四(烷)酸、十六(烷)酸、硬脂酸、油酸、二十(烷)酸、二十二(烷)酸等。在製造縮合物與脂肪酸的酯時，各別的原料比例(莫耳比)較佳為以1：0.2至1：1的莫耳比反應，更佳為1：0.4至1：0.8的莫耳比。酯化反應的條件沒有特別的限定。
成分(b)係烷氧基化甘油三蓖麻油酸酯型化合物及/或其氫化物與二羧酸的酯，亦可表現為將該酯的至少一個羥基以脂肪酸封鎖而成的酯。在此，二羧酸和脂肪酸如上述所說明。
烷氧基化甘油三蓖麻油酸酯型化合物，可列舉如蓖麻子油等從天然物所得的油脂或將氫添加於其中而成的硬化蓖麻子油等。
成分(b)的酯，多數情況下係以縮合物A作為主要成分且含多種成分的混合物。聚合物A例如可由下述通式(3)所示。
(惟，X6 及X7 可相同亦可不同；X6 為－O－CO－R8 －(OA2 )g －或－(OA2 )g －；X7 為－O－CO－R9 －(OA2 )g －或－(OA2 )g －；在X6 及X7 中，A2 為碳數1至5的伸烷基，A2 及g各自可相同亦可不同，任一個g都在80以下，g的總合滿足10至80的範圍；R8 為從羥基脂肪酸(HO－R8 －COOH，OH基可以鍵結在R8 的側鏈，亦可以鍵結在末端)除去OH基和COOH基的部分；R9 為從羥基脂肪酸(HO－R9 －COOH，OH基可鍵結在R9 的側鏈，亦可鍵結在末端，除去OH基和COOH基的部分；R6 為2價的有機基團；R5 為從多元醇(R5 (OH)e )除去所有OH基所剩的部分，e為滿足2≦e≦4的整數；R7 為從多元醇(R7 (OH)f )除去所有OH基所剩的部分，f為滿足2≦e≦4的整數；Y2 為－CO－R10 ，在Y2 為複數個的情況下，其一部分可為氫原子)；R10 為碳數12至22的烴基)。
在上述通式(3)中，A2 可列舉如伸乙基、伸丙基等，可使用1種或併用2種以上。g的總合以5至30為較佳。
在上述通式(3)中，含有R8 或R9 的羥基脂肪酸可列舉如蓖麻油酸、12－羥基硬脂酸、水楊酸等，又以蓖麻油酸、12－羥基硬脂酸為較佳。
在上述通式(3)中，R6 可列舉如從羥基二丙酸、琥珀酸、馬來酸、癸二酸、苯二甲酸等及該等之羧酸酐等中將羧基(或酸酐基)除去而成的2價有機基團，又以從琥珀酸(酐)、馬來酸(酐)中將羧基(或酸酐基)除去而成的2價有機基為較佳。
在上述通式(3)中，含有R5 的多元醇可列舉如乙二醇、丙三醇、脫水山梨糖醇、三羥甲基丙烷等，又以丙三醇為較佳。
在上述通式(3)中，R10 可列舉如從十二烷酸、十四(烷)酸、十六(烷)酸、硬脂酸、油酸、二十(烷)酸、二十二(烷)酸等中將羧基除去而成的1價烴基，可使用1種或併用2種以上。
成分(b)的調配比例，以佔透水性賦予劑全體的10至40重量%為較佳，更佳為10至30重量%。成分(b)的調配比例如果未達10重量%，則會降低耐久透水性。另一方面，成分(b)的調配比例如果超過40重量%，則梳理機的通過性下降，操作性降低。
[成分(c)]
成分(c)係磺酸基琥珀酸二烷基酯鹽。成分(c)對纖維賦予高的初期透水性，係具有加速液體向纖維滲透之作用的成分。成分(c)之磺酸基琥珀酸二烷基酯鹽係在α位具有磺酸鹽之基的琥珀酸的二烷基酯。
對於構成二烷基酯的烷基，成分(c)以具有碳數6至18的烷基為較佳，更佳為具有碳數8至18的烷基。烷基的碳數如果未達6，梳理機通過性會下降。另一方面，烷基的碳數如果超過18，則會降低初期透水性。
成分(c)的磺酸鹽，可列舉如鈉鹽或鉀鹽等鹼金屬鹽、胺鹽，如果是鈉鹽及/或鉀鹽，因液體會快速地滲透至附著有透水性賦予劑的纖維，故為較佳。
成分(c)的調配比例，以佔透水性賦予劑全體的1至40重量%為較佳，更佳為1至20重量%。成分(c)的調配比例如果未達1重量%，則液體不會快速地滲透至附著有透水性賦予劑的纖維。另一方面，成分(c)的調配比例如果超過40重量%，會降低梳理機通過性。
[成分(d)]
成分(d)是烷基磷酸鹽。成分(d)係提高梳理機通過性、提高耐久透水性、減少返液量的成分。
對於構成烷基磺酸酯鹽的烷基，成分(d)以具有碳數6至22的烷基為較佳，更佳為具有碳數8至18的烷基。烷基的碳數如果未達6，梳理步驟通過性會下降。另一方面，烷基的碳數如果超過22，初期透水性及耐久透水性會同時下降。又，烷基的碳數可有分佈，亦可為兩種以上的烷基磷酸鹽的混合物。
成分(d)，可列舉如鈉鹽或鉀鹽等鹼金屬鹽、碳數1至9的胺鹽、銨鹽等，由於此等鹽防靜電性高、操作容易，因而為佳。
成分(d)的調配比例，以佔透水性賦予劑全體的10至60重量%為較佳，更佳為15至55重量%。成分(d)的調配比例如果未達10重量%，梳理機通過性會下降。另一方面，成分(d)的調配比例如果超過60重量%，則耐久透水性會下降。
為了補足上述烷基磷酸鹽的親水性，可將加成了聚氧伸烷基的聚氧伸烷基烷基磷酸鹽予以併用。併用量佔烷基磷酸鹽的10至30重量%。
[成分(e)]
成分(e)係從三烷基甘胺酸衍生物和(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物中選擇的至少一種甘胺酸衍生物。成分(e)係提高耐久透水性的成分。
三烷基甘胺酸衍生物係甘胺酸分子結構中的氮原子結合了3個烷基的四級銨與羧基的分子內鹽，亦即所謂具有甜菜鹼結構的化合物。三烷基甘胺酸中的烷基，只要是碳數1至22的烷基就沒有特別的限制。三烷基甘胺酸衍生物，可列舉如二甲基十二烷基甘胺酸氫氧化物、二甲基十四烷基甘胺酸氫氧化物、二甲基十八烷基甘胺酸氫氧化物、β－羥基十八烷基二甲基甘胺酸氫氧化物等分子內鹽。其中，較佳為具有三個烷基中之2個烷基為甲基或乙基等低級烷基，且另1個烷基為碳數12以上之長鏈烷基的三烷基甘胺酸衍生物。此等三烷基甘胺酸衍生物，可列舉二甲基十二烷基甘胺酸氫氧化物、二甲基十四烷基甘胺酸氫氧化物、二甲基十六烷基甘胺酸氫氧化物、二甲基十八烷基甘胺酸氫氧化物等。
(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物，例如可列舉如上述通式(1)所示的化合物(1)，其中可列舉如b＝1的化合物(1)作為代表例。以通式(1)中之2個烷基R2 、R3 為甲基或乙基等低級烷基，含有烷基醯胺基的烷基R1 為碳數7以上之長鏈烷基的(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物係較佳。此等(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物，可列舉椰子油脂肪酸醯胺基丙基甜菜鹼、十二烷酸醯胺基丙基甜菜鹼、硬脂酸醯胺基乙基甜菜鹼等。
成分(e)的調配比例，較佳為佔透水性賦予劑全體的10至40重量%，更佳為佔10至30重量%。成分(e)的調配比例如果未達10重量%，則會降低耐久透水性。另一方面，成分(e)的調配比例如果超過40重量%，耐久透水性雖然得到提高，但返液量變多，同時不織布等纖維表面的乾爽感下降。
[成分(f)]
成分(f)係聚氧伸烷基改質矽酮。成分(f)係賦予纖維高之耐久透水性與梳理機通過性的成分。
成分(f)，可列舉如下述通式(4)所示的化合物(4)。
(式中R11 係從亞甲基、伸丙基、N－(胺基乙基)甲基亞胺基及N－(胺基丙基)丙基亞胺基中選擇的一種；X8 係聚氧伸烷基；h及i係使Si含有率成為20至70重量%、分子量成為1,000至100,000而選擇的數)。
化合物(4)中之Si含有率(化合物(4)中Si所佔之重量%)為20至70%。Si含有率如果超過70%，賦予了本發明之透水性賦予劑而得到的透水性纖維的穩定性會下降，製造成本變高。另一方面，若Si含有率未達20%，則有時得不到耐久透水性。
化合物(4)中的聚氧伸烷基，可列舉如聚氧伸乙基、聚氧伸丙基、聚氧伸丁基、由構成此等基之單體選擇2種以上聚合所得的基等。在全部聚伸氧烷(基)中，聚氧伸乙(基)所佔比例較佳為20重量%以上，如果未達20重量%則透水性下降。
化合物(4)的重量平均分子量沒有特別限定，但較佳為1,000至100,000，更佳為2,000至80,000。重量平均分子量如果超出此範圍，則透水性下降，特別是在未達1,000時，此傾向會更為顯著。
成分(f)的調配比例，以佔透水性賦予劑全體的1至20重量%為較佳，更佳為佔5至15重量%。成分(f)的調配比例如果未達1重量%，則得不到充分的耐久透水性。另一方面，成分(f)的配合比例如果超過20重量%，雖然可提高耐久透水性，但返液量增多，同時在製棉步驟或不織布製造步驟中所產生的泡沫會增多。
[透水性賦予劑所含的其他成分]
本發明的透水性賦予劑根據需要可含有烷磺酸鈉鹽等防靜電劑、N－烷基磺酸基吡咯啶酮等兩性乳化劑、非離子性乳化劑、巴西棕櫚蠟等潤滑劑、消泡劑、防腐劑等添加劑。此等添加劑的調配比例沒有特別限定。
如後文所述，藉由將本發明的透水性賦予劑賦予至纖維本體，可得到透水性纖維。另外，使本發明的透水性賦予劑含於纖維，可作為纖維的內部添加劑使用。在這種情況下，以構成纖維的聚合物計，可添加其重量的2至30重量%，較佳為3至15重量%。透水性賦予劑的添加量如果未達2重量%，則透水性能不充分；另一方面，透水性賦予劑的添加量如果超過30重量%，則纖維強度會下降，生產率有大幅度降低之情形。
[透水性纖維]
本發明的透水性纖維係由纖維本體與附著於該本體之上述透水性賦予劑所構成的透水性纖維。
透水性賦予劑的附著比例係佔上述透水性纖維的0.1至2重量%，較佳為0.3至1重量%。當透水性賦予劑佔透水性纖維的附著比例如果未達0.1重量%，則返液量多，耐久透水性下降。另一方面，如果透水性賦予劑的附著比例超過2重量%，則梳理機處理纖維時捲附會變多，生產率大幅度降低，不織布等纖維產品透水後黏附感變大。
纖維本體，可列舉如疏水性纖維；(原纖化)聚烯烴纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、氯乙烯纖維、芯殼(即芯鞘)結構的聚酯－聚乙烯系複合纖維、聚丙烯－聚乙烯系複合纖維、共聚丙烯－聚丙烯系複合纖維、共聚酯－聚丙烯系複合纖維、共聚酯－共聚酯類複合纖維等熱融著纖維。纖維本體的形態沒有特別的限定，可列舉如長絲系、紡紗系(spun)、該等之複合體或加工體(如紡黏(spunbond)織物、水針(spunlace)織物、熔吹(melt blowing)織物等不織布或網狀物)、作為最終產品的內衣等衣料產品等。
本發明的透水性賦予劑，可不稀釋而直接附著於纖維主體，可以水等稀釋至1至30重量%濃度製成乳濁液而附著於纖維主體，亦可以低黏度的烴化合物等稀釋至1至30重量%濃度而附著於纖維本體。
將本發明的透水性賦予劑附著於纖維本體的方法沒有特別的限定，可使用輥給油、噴嘴噴霧給油、浸漬給油等方法。
[透水性纖維的物性]
本發明的透水性纖維，具有難以返液的優良物性。透水性纖維的返液量通常在1.2g以下，較佳在1.0g以下，更佳在0.8g以下，尤佳在0.6g以下，特佳在0.4g以下，最佳在0.2g以下。返液量的測定方法，以實施例加以詳細說明。
本發明的透水性纖維，在耐久透水性及經時劣化少之耐久透水性方面係優良的。對於透水性纖維進行實施例中詳細說明的耐久透水性評估，在第3次時，在20處測定生理食鹽水的消失時間，消失時間未達5秒的處數通常在10個以上，較佳在12個以上，更佳在14個以上，尤佳在16個以上，特佳在18個以上，最佳為20個。經時劣化少之耐久透水性係指經時劣化前的耐久透水性評估結果為良好，而且經過一定時間後的耐久透水性的評估結果亦與經過一定時間前的結果相比較變化為小。此變化以小者為良好。
藉由將本發明的透水性賦予劑附著於纖維本體，而得到上述物性。
[實施例]
以下藉由實施例對本發明加以說明，但本發明不僅限於此範圍。又，各實施例及比較例的評估項目和評估方法如下。以下任何「%」均表示「重量%」。
(實施例1至7和比較例1至9)
將表1及表3所示之各成分混合，分別調製透水性賦予劑1至7及比較透水性賦予劑(1)至(9)。各成分的混合比例(重量%)示於表1及表3。將所得之透水性賦予劑分別以60℃的溫水稀釋至1%濃度而得到稀釋液。將各自之透水性賦予劑的稀釋液50g以噴霧法附著於纖維本體(100g)。纖維本體係沒有附著透水性賦予劑等纖維處理劑的聚丙烯(芯)－聚乙烯(殼)系複合纖維，單纖維纖度為1.5dTex，纖維長為38mm。將附著有各透水性賦予劑之稀釋液的纖維放入60℃的熱風乾燥箱中2小時後，在室溫放置8小時以上進行乾燥，得到透水性纖維。
使所得之透水性纖維分別通過混合清棉步驟和使用梳理試驗機的梳理步驟，製成單位面積重量30g/m2 的網狀物。此時，對於各透水性纖維，以下述所示之評估方法評估梳理步驟中的物性(梳理機通過性：汽缸捲附性及防靜電性)，結果示於表2及表4。將所得之網狀物在通氣型熱風循環乾燥機中以130℃熱處理、使網狀物定形，得到不織布。對所得之不織布以下述所示評估方法分別評估其物性(初期透水性、耐久透水性和返液量)，結果示於表2及表4。
[評估方法]
(1)汽缸捲附在30℃×70%RH之條件下，將以混合清棉步驟所得之試料短纖維40g使用梳理試驗機進行梳理，然後觀察汽缸，用以下的基準進行評估。又，5為最好的評估。5...無捲附，4...汽缸面的1/10有捲附，3...汽缸面的1/5有捲附，2...汽缸面的1/3有捲附，1...全面有捲附
(2)防靜電性在20℃×45%RH的條件下，將以混合清棉步驟所得之試料短纖維40g使用梳理試驗機作成網狀物，測定網狀物上所產生的靜電電壓，用以下的基準進行評估。又，5為最好的評估，如果未達100V即可供實際應用。5...未達50V，4...0.5至1.0KV，3...1.0至1.5KV，2...1.5至2.0KV，1...大於2.0KV。
(3)不織布的初期透水性將不織布重疊於濾紙(東洋濾紙，No.5)上，從設置於距離不織布表面10mm高度處的滴定管滴下一滴(約0.5ml)生理食鹽水，測定水滴從不織布表面消失的時間。在不織布表面的20處進行測定，表示為不足5秒的個數。此個數如果在18個以上，則初期透水性良好。
(4)不織布的耐久透水性將不織布(10cm×10cm)重疊於市售的紙尿布，在其上放置內徑60mm的圓筒，向圓筒內注入80m1之生理食鹽水，通過不織布而被紙尿布吸收。注水後放置3分鐘後，將不織布夾於兩張濾紙(東洋濾紙，No.5)之間，在其上放上板子(10cm×10cm)和重物(合計3.5Kg)3分鐘，進行脫水，然後再風乾5分鐘。在風乾後的試料不織布上對於上述圓筒內生理食鹽水通過處，以不織布的初期透水性的試驗方法，測定20處的生理食鹽水的消失時間，表示為消失時間未達5秒的個數。此個數若在18以上，則耐久透水性為良好。對於供以試驗的不織布，反覆進行同樣的操作。在此反覆試驗中，即使累積次數，生理食鹽水的消失個數(消失時間未達5秒的處數)仍以多者為良好。
(5)經時變化後的透水性將上述不織布(10cm×10cm)在40℃×70%RH的環境試驗器中放置30天。30天後將該不織布從環境試驗器中取出，進行上述所示的不織布的初期透水性及耐久透水性試驗。放入環境試驗器前後的初期透水性和耐久透水性的差越小，耐久透水性的經時變化越小。此經時變化以小者為良好。
(6)返液量將不織布(10cm×10cm)放置於市售的紙尿布上，再於其上放置內徑60mm的圓筒，向圓筒內注入100ml之生理食鹽水，通過不織布而被紙尿布吸收。等全部生理食鹽水被紙尿布吸收後取走圓筒，重疊放置預先秤量好的濾紙(東洋濾紙，No.5)20張，放上5Kg的荷載。放置5分鐘後，秤量濾紙的重量，測定重量增加量作為返液量(g)。1.2g以下是容許範圍，1.0g以下為所期望的。
成分a：使聚氧伸乙基二十二(烷)酸二伸乙基三胺之表氯醇反應的陽離子化物(聚氧伸乙基的加成莫耳數：15)成分b：聚氧伸乙基蓖麻蠟的馬來酸與硬脂酸的酯(聚氧伸乙基的加成莫耳數：20)成分c：磺酸基琥珀酸二辛酯鈉鹽成分d：硬脂醯基磷酸鉀鹽成分e：二甲基十八烷基甘胺酸氫氧化物成分f2：聚氧伸乙基/聚氧伸丙基改質矽酮(Si含有率：35%、POE含有率：60%、分子量：7000)成分f3：聚氧伸乙基/聚氧伸丙基改質矽酮(Si含有率：65%、POE含有率：100%、分子量：10000)成分f4：聚氧伸乙基/聚氧伸丙基改質矽酮(Si含有率：70%、POE含有率：80%、分子量：55000)又，POE含有率係指在聚氧伸烷基中聚氧伸乙基的含有率(重量%)
表3中使用的成分a至成分e、成分f3及成分f4，與表1中使用的成分相同。
成分f1：聚氧伸乙基/聚氧伸丙基改質矽酮(Si含有率：15%、POE含有率：50%、分子量：2000)成分g：聚氧伸乙基二十二烷酸二乙醇醯胺(聚氧伸乙基的加成莫耳數：15)成分h：使硬脂酸二乙醇醯胺與表氯醇反應的陽離子化物成分i：十二烷基磷酸鉀鹽

Claims (7)

  1. 一種透水性賦予劑，其包含：(聚)胺之陽離子化物(a)，該(聚)胺具有聚氧伸烷基和醯基；酯(b)，其係將含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯與二羧酸的縮合物中的至少一個羥基以脂肪酸封鎖而成；磺酸基琥珀酸二烷基酯鹽(c)；烷基磷酸鹽(d)；選自三烷基甘胺酸衍生物及(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物之至少一種甘胺酸衍生物(e)；聚氧伸烷基改質矽酮(f)；成分(e)中，前述三烷基甘胺酸衍生物係b=0之下述通式(1)所示之化合物，前述(含烷基醯胺基之烷基)二烷基甘胺酸衍生物係b=1之下述通式(1)所示之化合物， (惟，R1 為碳數7至22的烴基，a為1至3的整數，b為0或1，R2 和R3 皆為碳數1至3的烴基)，其中，各成分佔上述透水性賦予劑全體的調配比例分別滿足如下條件：成分(a)為10至40重量%、成分(b)為10至40重量%、成分(c)為1至40重量%、成分(d)為10至60重量%、成分(e)為10至40重量%、成分(f)為1至20重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之透水性賦予劑，其中，在成分(a)中，聚氧伸烷基係加成莫耳數2至20的 聚氧伸乙基，醯基的碳數為16至28，(聚)胺來自聚伸乙基聚胺。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之透水性賦予劑，其中，在成分(b)中，含有聚氧伸烷基之羥基脂肪酸多元醇酯係碳數6至22之羥基脂肪酸與多元醇的酯的環氧烷加成物，二羧酸的碳數為2至10，脂肪酸的碳數為10至22。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之透水性賦予劑，其中，成分(c)具有碳數6至18的烷基，為鈉鹽及/或鉀鹽。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之透水性賦予劑，其中，成分(d)具有碳數6至22的烷基，為選自鉀鹽、鈉鹽、碳數1至9的烷基胺鹽及銨鹽中的至少一種鹽。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項之透水性賦予劑，其中，成分(f)的分子量為1,000至100,000，在全部聚氧伸烷基中，聚氧伸乙基所佔比例為20重量%以上。
  7. 一種透水性纖維，其係由纖維本體與附著於其上之透水性賦予劑所構成的透水性纖維，其中，上述透水性賦予劑係申請專利範圍第1項至第6項中任一項之透水性賦予劑，其附著比例相對於上述透水性纖維為0.1至2重量%。
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