TWI617714B - 聚烯烴系合成纖維用處理劑、其水性液、聚烯烴系合成纖維之處理方法、聚烯烴系合成纖維及熱黏不織布 - Google Patents

聚烯烴系合成纖維用處理劑、其水性液、聚烯烴系合成纖維之處理方法、聚烯烴系合成纖維及熱黏不織布 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種聚烯烴系合成纖維用處理劑、該處理劑之水性液、使用該水性液之聚烯烴系合成纖維之處理方法、附著有該處理劑之聚烯烴系合成纖維及該聚烯烴系合成纖維製之熱黏不織布，上述聚烯烴系合成纖維用處理劑可維持良好之制電性或梳棉機通過性，並且對所得之不織布賦予高度之親水性，另外可將不織布調整為弱酸性。
作為聚烯烴系合成纖維用處理劑，使用如下者：以0.3~18質量%之比例含有特定之有機酸，以10~50質量%之比例含有碳數為4~11之烷基磷酸酯鹽B，以10~50質量%之比例含有碳數為12~22之烷基磷酸酯鹽C，及以25~65質量%之比例含有特定之聚氧伸烷基衍生物(合計100質量%)，且特定之水性液之pH值為3以上且未滿7。

Description

聚烯烴系合成纖維用處理劑、其水性液、聚烯烴系合成纖維之處理方法、聚烯烴系合成纖維及熱黏不織布
本發明係關於一種聚烯烴系合成纖維用處理劑、其水性液、聚烯烴系合成纖維之處理方法、聚烯烴系合成纖維及熱黏不織布。近年來，對於用於紙尿布或經期衛生棉等衛生材料之不織布，要求高度之親水性或與肌膚相同之弱酸性，對於在製造該不織布時使用之處理劑，亦要求可對所得之不織布賦予此種特性。本發明係關於一種應對該要求之聚烯烴系合成纖維用處理劑、該處理劑之水性液、使用該水性液之聚烯烴系合成纖維之處理方法、附著有該處理劑之聚烯烴系合成纖維及該聚烯烴系合成纖維製之熱黏不織布。
先前，作為合成纖維用處理劑，提出有含有烷基磷酸酯鹽而成者(例如參照專利文獻1)、含有具有特定之官能基及特定之分子量的聚氧伸烷基改質聚矽氧與特定之界面活性劑而成者(例如參照專利文獻2)、含有具有特定之官能基之非離子界面活性劑與烷基磷酸酯鹽而成者(例如參照專利文獻3)等。然而，該等習知之合成纖維用處理劑存在以下問題：即便將該等合成纖維用處理劑用於聚烯烴系合成纖維，亦無法維持良好之制電性或梳棉機通過性， 並且對所得之不織布賦予高度之親水性，又，無法將不織布改質成弱酸性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-188965號公報
[專利文獻2]日本專利特開平2-80672號公報
[專利文獻3]日本專利特開2001-3271號公報
本發明所欲解決之問題在於提供一種聚烯烴系合成纖維用處理劑、該處理劑之水性液、使用該水性液之聚烯烴系合成纖維之處理方法、附著有該處理劑之聚烯烴系合成纖維及該聚烯烴系合成纖維製之熱黏不織布，上述聚烯烴系合成纖維用處理劑可維持良好之制電性或梳棉機通過性，並且對所得之不織布賦予高度之親水性，另外可將不織布調整為弱酸性。
本發明者等人為了解決上述問題而進行研究，結果發現，使用以特定之比例含有特定之四種成分而成之聚烯烴系合成纖維用處理劑恰好適宜。
即，本發明係關於一種聚烯烴系合成纖維用處理劑，其特徵在於：以0.3~18質量%之比例含有下述有機酸，以10~50質量%之比例含有下述烷基磷酸酯鹽B，以10~50質量%之比例含有下述烷基磷酸酯鹽C，及以25~65質量%(合計100質量%)之比 例含有下述聚氧伸烷基衍生物，且下述水性液之pH值成為3以上且未滿7。又，本發明係關於一種該處理劑之水性液、使用該水性液之合成纖維之處理方法、附著有該處理劑之聚烯烴系合成纖維及該聚烯烴系合成纖維製之熱黏不織布。
有機酸：選自有機羥酸、有機磺酸及有機磷酸中之至少一種
烷基磷酸酯鹽B：碳數為4~11之烷基磷酸酯鹽
烷基磷酸酯鹽C：碳數為12~22之烷基磷酸酯鹽
聚氧伸烷基衍生物：相對於碳數為22~50之脂肪族一元醇1莫耳，以合計5~100莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷之化合物
水性液：相對於聚烯烴系合成纖維用處理劑100質量份，以400~100000質量份之比例含有水之水性液
首先，對本發明之聚烯烴系合成纖維用處理劑(以下稱為本發明之處理劑)進行說明。本發明之處理劑係如上所述般以特定之比例含有特定之四種成分而成。
用於本發明之處理劑之有機酸係選自有機羥酸、有機磺酸及有機磷酸中之至少一種。具體而言，作為有機羥酸，可列舉乙醇酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸等，作為有機磺酸，可列舉對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等，作為有機磷酸，可列舉辛基磷酸、十二烷基磷酸等。
用於本發明之處理劑之烷基磷酸酯鹽B係碳數為4~11之烷基磷酸酯鹽，作為其具體例，可列舉丁基磷酸酯鹽、己基磷酸酯鹽、辛基磷酸酯鹽、壬基磷酸酯鹽、癸基磷酸酯鹽等，其中，較佳為己基磷酸酯鹼金屬鹽、辛基磷酸酯鹼金屬鹽等碳數為6~8之鹼金屬鹽。
用於本發明之處理劑之烷基磷酸酯鹽C係碳數為12~22之烷基磷酸酯鹽，作為其具體例，可列舉十二烷基磷酸酯鹽、十三烷基磷酸酯鹽、異十三烷基磷酸酯鹽、十四烷基磷酸酯鹽、十六烷基磷酸酯鹽、十八烷基磷酸酯鹽、十八烯基磷酸酯鹽、異十八烷基磷酸酯鹽、二十二烷基磷酸酯鹽等，其中，較佳為十二烷基磷酸酯鹼金屬鹽、十三烷基磷酸酯鹼金屬鹽、異十三烷基磷酸酯鹼金屬鹽、十四烷基磷酸酯鹼金屬鹽、十六烷基磷酸酯鹼金屬鹽、十八烷基磷酸酯鹼金屬鹽、十八烯基磷酸酯鹼金屬鹽、異十八烷基磷酸酯鹼金屬鹽等碳數為12~18之鹼金屬鹽。
烷基磷酸酯鹽B及烷基磷酸酯鹽C係藉由脂肪族一元醇與以磷酸酐為代表之磷酸化劑之反應、及此後之與鹼金屬氫氧化物之中和反應而合成，使用之脂肪族一元醇可為單一化合物，或亦可為兩種以上之混合物。又，通常烷基磷酸酯鹼金屬鹽係包括單酯、雙酯及包含P-O-P鍵之聚合物之混合物，但其構成比例並無特別限制。進而，關於合成原料中所包含之雜質，只要為通常之原料標準內即容許。例如氫氧化鉀中所包含之鈉成分、作為磷酸化劑之一種之磷酸酐中所包含之重金屬或砷化合物等各種雜質及副產物相當於該雜質。
用於本發明之處理劑之聚氧伸烷基衍生物係相對於 碳數為22~50之脂肪族一元醇1莫耳，以合計5~100莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷之化合物。具體而言，作為聚氧伸烷基衍生物，可列舉：相對於二十二烷醇、二十四烷醇、二十六烷醇、二十八烷醇、三十烷醇、四十烷醇、四十二烷醇、五十烷醇等碳數為22~50之脂肪族一元醇1莫耳，以合計5~100莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷者等，其中，較佳為相對於二十六烷醇、二十八烷醇、三十烷醇、四十烷醇等碳數為26~40之脂肪族一元醇1莫耳，以合計8~60莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷者。於該聚氧伸烷基衍生物中，作為環氧乙烷或環氧丙烷之加成形態，並無特別限制，可為嵌段加成、無規加成中之任一種。
本發明之處理劑係以0.3~18質量%之比例含有上述有機酸，以10~50質量%之比例含有上述烷基磷酸酯鹽B，以10~50質量%之比例含有上述烷基磷酸酯鹽C，及以25~65質量%(合計100質量%)之比例含有上述聚氧伸烷基衍生物而成，較佳為以0.3~18質量%之比例含有有機酸，以15~45質量%之比例含有烷基磷酸酯鹽B，以15~45質量%之比例含有烷基磷酸酯鹽C，及以25~65質量%(合計100質量%)之比例含有聚氧伸烷基衍生物而成。
又，本發明之處理劑係如上所述般，相對於聚烯烴系合成纖維用處理劑100質量份，以400~100000質量份之比例含有水之水性液之pH值成為3以上且未滿7。
其次，對本發明之處理劑之水性液(以下稱為本發明之水性液)進行說明。本發明之水性液係相對於本發明之處理劑100質量份，以400~100000質量份之比例含有水而成之水性液，且係pH值為3以上且未滿7之水性液。
作為用於本發明之水性液之水，可列舉離子交換水、蒸餾水、硬水、軟水等，其中，較佳為離子交換水、蒸餾水等。
其次，對本發明之聚烯烴系合成纖維之處理方法(以下稱為本發明之處理方法)進行說明。本發明之處理方法係使本發明之水性液以相對於聚烯烴系合成纖維依本發明之處理劑計成為0.1~1質量%之方式，附著於聚烯烴系合成纖維。作為附著方法，可應用公知之方法，該公知之方法例如可列舉輥接觸法、噴霧法、簇射法、浸漬法等。作為使本發明之水性液附著之步驟，可為紡絲步驟、延伸步驟、精加工步驟中之任一步驟。於使本發明之水性液附著於聚烯烴系合成纖維時，亦可根據目的而併用本發明之處理劑以外之其他成分，該其他成分之併用較佳為儘可能地設為少量。
其次，對本發明之聚烯烴系合成纖維(以下稱為本發明之合成纖維)進行說明。本發明之合成纖維係附著有本發明之處理劑之聚烯烴系合成纖維。
作為聚烯烴系合成纖維，可列舉：聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丁烯纖維等聚烯烴系纖維；芯鞘結構之複合纖維且芯、鞘部中之任一者或兩者為聚烯烴系纖維之複合纖維，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；或者具有並列結構之聚乙烯/聚丙烯複合纖維、聚乙烯/聚酯複合纖維等。
最後，對本發明之熱黏不織布(以下稱為本發明之不織布)進行說明。本發明之不織布係附著有本發明之處理劑之熱黏不織布。
作為熱黏不織布，可使用藉由熱風(air through)、點式黏合步驟而獲得之不織布等，其中較佳為藉由熱風而形成者。
(對照先前技術之功效)
根據本發明，具有如下效果：可維持良好之制電性或梳棉機通過性，並且對所得之不織布賦予高度之親水性，另外可將不織布調整為弱酸性。
[實施例]
以下，為了更具體地說明本發明之構成及效果而列舉實施例等，但本發明並不限定於該等實施例。又，於以下之實施例及比較例中，份係指質量份，另外%係指質量%。
試驗分類1(聚烯烴系合成纖維用處理劑之製備) ‧實施例1
將表1中所記載之乳酸(A-1)之90%水性液2.8g、烷基磷酸酯鹽(B-1)15.0g、烷基磷酸酯鹽(C-1)15.0g及聚氧伸烷基衍生物(D-1)17.5g混合，添加949.7g之水，進行攪拌而製成水性分散液，獲得實施例1之聚烯烴系合成纖維用處理劑之5%水性液。
‧實施例2~9、參考例10~13及比較例1~7
與實施例1之情形同樣地製備實施例2~9、參考例10~13及比較例1~7之聚烯烴系合成纖維用處理劑之5%水性液。將以上之各例中所製備之聚烯烴系合成纖維用處理劑之內容彙總示於表1。
於表1中，
A-1：乳酸
A-2：檸檬酸
A-3：對甲苯磺酸
A-4：辛基磷酸
B-1：己基磷酸酯鉀鹽
B-2：辛基磷酸酯鉀鹽
B-3：辛基磷酸酯鈉鹽
B-4：丁基磷酸酯鉀鹽
B-5：癸基磷酸酯鉀鹽
Rb-1：丙基磷酸酯鉀鹽
C-1：十二烷基磷酸酯鉀鹽
C-2：十八烷基磷酸酯鉀鹽
C-3：二十二烷基磷酸酯鉀鹽
Rc-1：二十四烷基磷酸酯鉀鹽
D-1：聚氧乙烯(10莫耳)二十八烷基醚
D-2：聚氧乙烯(25莫耳)聚氧丙烯(25莫耳)二十八烷基醚
D-3：聚氧乙烯(35莫耳)三十八烷基醚
D-4：聚氧乙烯(10莫耳)二十四烷基醚
D-5：聚氧乙烯(10莫耳)四十八烷基醚
D-6：聚氧乙烯(6莫耳)二十八烷基醚
D-7：聚氧乙烯(80莫耳)二十八烷基醚
Rd-1：聚氧乙烯(10莫耳)十八烷基醚
Rd-2：聚氧乙烯(10莫耳)六十烷基醚
Rd-3：聚氧乙烯(3莫耳)二十八烷基醚
Rd-4：聚氧乙烯(60莫耳)聚氧丙烯(60莫耳)二十八烷基醚
試驗分類2(聚烯烴系合成纖維用處理劑之附著與評估) ‧聚烯烴系合成纖維用處理劑之附著
藉由噴霧供油法，以成為表2中所記載之附著量之方式使試驗分類1中所製備之聚烯烴系合成纖維用處理劑的水性液附著於鞘部為聚乙烯且芯部為聚酯之聚烯烴系複合纖維(纖度為2.2分德士，纖 維長度為51mm)，利用80℃之熱風乾燥機乾燥1小時而獲得經處理之聚烯烴系合成纖維處理棉。然而，於實施例8中，將相對於試驗分類1中所製備之聚烯烴系合成纖維用處理劑100份，以10份之比例併用其他成分(E-1：以整體之50質量%具有作為改質基之以氧化伸丙基單位/氧化伸乙基單位=50/50(質量%)之比例構成的聚氧伸烷基且平均分子量為5000之聚氧伸烷基改質聚矽氧)之水性液噴霧供油，又，於實施例9中，將相對於試驗分類1中所製備之聚烯烴系合成纖維用處理劑100份，以10份之比例併用其他成分(E-2：辛酸鉀鹽)之水性液噴霧供油，進而，於比較例5中，將相對於試驗分類1中所製備之聚烯烴系合成纖維用處理劑100份，以25份之比例併用上述其他成分(E-1)之水性液噴霧供油。
‧評估
如下所述般對在上述內容中所獲得之經處理之聚烯烴系合成纖維處理棉評估制電性及梳棉機通過性。將結果彙總示於表2。
‧制電性之評估
於20℃且45%RH之恆溫室內，對上述經處理之聚烯烴系合成纖維處理棉5g進行24小時之濕度控制，之後使用電阻值測定裝置測定電阻(Ω)，以下述評估基準進行評估。
制電性之評估基準
◎：表面電阻未滿1.0×109Ω
○：表面電阻為1.0×109Ω以上且未滿1.0×1010Ω
×：表面電阻為1.0×1010Ω以上
‧梳棉機通過性之評估
於20℃且65%RH之恆溫室內，對上述經處理之聚烯烴系合成纖維處理棉20g進行24小時之濕度控制，之後供於輥式梳棉機。算出排出量相對於投入量之比例，以下述評估基準進行評估。
梳棉機通過性之評估基準
◎：排出量為80%以上
○：排出量為60%以上且未滿80%
×：排出量未滿60%
試驗分類3(熱黏不織布之製作與評估) ‧熱黏不織布之製作
於20℃且65%RH之恆溫室內，對試驗分類2中所獲得之經處理之聚烯烴系合成纖維處理棉100g進行24小時之濕度控制，之後供於輥式梳棉機而製作基重為20g/m2之棉網。以140℃對所獲得之棉網進行10秒之熱風處理而獲得熱黏合不織布。
如下所述般對如此而製作之熱黏不織布評估初始親水性、耐久親水性、防回濕性及不織布之pH值。將結果彙總示於表2。
‧初始親水性之評估
於20℃且60%RH之恆溫室內，對上述熱黏不織布進行24小 時之濕度控制，之後放置至水平板上，使用滴定管自10mm之高度滴加0.4ml之水滴，對至該水滴完全被吸收為止所需之時間進行測定，以下述評估基準進行評估。
初始親水性之評估基準
◎：至透水為止所需之時間未滿1秒
○：至透水為止所需之時間為1秒以上且未滿2秒
×：至透水為止所需之時間為2秒以上
‧耐久親水性之評估
將上述熱黏不織布裁斷成10cm×10cm之小片，於20℃且60%RH之恆溫室內進行24小時之濕度控制。於重疊之5片濾紙上放置經濕度控制之不織布，進而於該不織布上之中央垂直豎立兩端經開放之內徑為1cm之圓筒，於該圓筒中注入0.9%生理鹽水5ml，對至鹽水完全被不織布吸收為止之時間進行測定。此後，取出不織布，以40℃進行90分鐘之送風乾燥。將相同之操作反覆進行合計3次，根據第3次之時間以下述評估基準進行評估。
耐久親水性之評估基準
◎：至生理鹽水被吸收為止所需之時間未滿3秒
○：至生理鹽水被吸收為止所需之時間為3秒以上且未滿5秒
×：至生理鹽水被吸收為止所需之時間為5秒以上
‧防回濕性評估
將上述熱黏不織布裁斷成10cm×10cm之小片，於20℃且60%RH之恆溫室內進行24小時之濕度控制。自市售之紙尿布之最外部之不織布素材切除10cm×10cm的不織布片，於該切除部安裝經濕度控制之10cm×10cm之上述小片，製成防回濕性評估試樣。以所安裝之小片朝向上方之方式水平地放置防回濕性評估試樣，於該小片之中央垂直豎立兩端經開放之內徑為6cm之圓筒，於該圓筒中注入水80ml，靜置5分鐘而使紙尿布之內部吸收水。其次，於所安裝之小片上重疊載置15片10cm×10cm之濾紙，進而，於該濾紙上載置10cm×10cm且2.8kg之砝碼板並負重2分鐘，之後測量重疊15片之濾紙之總質量，算出該質量之增加率而以下述評估基準進行評估。
防回濕性之評估基準
◎：質量增加率未滿1%
○：質量增加率為1%以上且未滿2%
×：質量增加率為2%以上
‧pH值之評估
於20℃且60%RH之恆溫室內，對上述熱黏不織布進行24小時之濕度控制。使用平面型pH值測定計測定經濕度控制之不織布表面之pH值，以下述評估基準進行評估。
pH值之評估基準
◎：不織布之pH值為3以上且未滿7
×：不織布之pH值未滿3、或者為7以上
由與表1對應之表2之結果亦表明，根據本發明，可維持良好之制電性或梳棉機通過性，並且對所得之不織布賦予高度之親水性，另外可將不織布調整為弱酸性。

Claims (9)

  1. 一種聚烯烴系合成纖維用處理劑，其特徵在於：以0.3~18質量%之比例含有下述有機酸，以10~50質量%之比例含有下述烷基磷酸酯鹽B，以10~50質量%之比例含有下述烷基磷酸酯鹽C，及以25~65質量%之比例含有下述聚氧伸烷基衍生物(合計100質量%)，且下述水性液之pH值成為3以上且未滿7；有機酸：選自有機羥酸、有機磺酸及有機磷酸中之至少一者，烷基磷酸酯鹽B：碳數為4~11之烷基磷酸酯鹽，烷基磷酸酯鹽C：碳數為12~22之烷基磷酸酯鹽，聚氧伸烷基衍生物：相對於碳數為22~50之脂肪族一元醇1莫耳，以合計5~100莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷之化合物，水性液：相對於聚烯烴系合成纖維用處理劑100質量份，以400~100000質量份之比例含有水之水性液。
  2. 如請求項1之聚烯烴系合成纖維用處理劑，其中，烷基磷酸酯鹽B係碳數為6~8之鹼金屬鹽。
  3. 如請求項1或2之聚烯烴系合成纖維用處理劑，其中，烷基磷酸酯鹽C係碳數為12~18之鹼金屬鹽。
  4. 如請求項1或2之聚烯烴系合成纖維用處理劑，其中，聚氧伸烷基衍生物係相對於碳數為26~40之脂肪族一元醇1莫耳，以合計8~60莫耳之比例加成有環氧乙烷及/或環氧丙烷之化合物。
  5. 如請求項1或2之聚烯烴系合成纖維用處理劑，其係以0.3~18質量%之比例含有有機酸，以15~45質量%之比例含有烷基磷酸酯鹽B，以15~45質量%之比例含有烷基磷酸酯鹽C，及以25 ~65質量%(合計100質量%)之比例含有聚氧伸烷基衍生物而成。
  6. 一種水性液，其係相對於請求項1至5中任一項之聚烯烴系合成纖維用處理劑100質量份，以400~100000質量份之比例含有水而成之聚烯烴系合成纖維用處理劑之水性液，其特徵在於：pH值為3以上且未滿7。
  7. 一種聚烯烴系合成纖維之處理方法，其特徵在於：相對於聚烯烴系合成纖維，使請求項6之水性液依聚烯烴系合成纖維用處理劑計成為0.1~1質量%之方式附著。
  8. 一種聚烯烴系合成纖維，其特徵在於：附著有請求項1至5中任一項之聚烯烴系合成纖維用處理劑。
  9. 一種熱黏不織布，其特徵在於：附著有請求項1至5中任一項之聚烯烴系合成纖維用處理劑。
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