本發(fā)明涉及纖維處理劑、附著有該纖維處理劑的透水性纖維和無紡布的制造方法。
背景技術(shù):
一般而言,以紙尿褲、衛(wèi)生巾為代表的生理衛(wèi)生用品等吸收性物品多是由配置了表層、底膜和位于它們之間的包含棉狀紙漿或高分子吸收體等的材料這3層形成的構(gòu)造,該表層是對以包含至少1種熱塑性樹脂的纖維(聚烯烴系纖維、聚酯系纖維等)為主要材料的各種無紡布賦予了親水性而得到,該底膜被賦予了防水性。尿、體液等液體穿過表層而被吸收體吸收,但對表層而言,需要透水性好,即需要有液體從表層上到被內(nèi)部的吸收體完全吸收的時間極短的瞬間透水性。此外,還需要一旦液體被吸收體吸收就不會再次返回到表層上,即需要有防液體回滲性。
另外,從無紡布的制造方面考慮,要求具有防止向筒體(シリンダー)纏繞、防止靜電產(chǎn)生這樣的良好的梳理機(jī)通過性。另外,在制造纖維時會有短纖維(トウ)纏繞在輥上的情況,一旦發(fā)生纏繞,則纖維的品質(zhì)會降低、成品率會變差,因此,最好不與輥發(fā)生纏繞。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-70875號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-247128號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題
對于賦予了專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的處理劑的纖維,雖然無紡布的瞬間透水性、防液體回滲性良好,但作為無紡布加工工序之一的梳理工序的通過性不充分,另外在纖維制造時,存在與輥發(fā)生纏繞的問題。
因而,本申請的目的在于,提供一種能夠?qū)w維賦予優(yōu)異的梳理機(jī)通過性、瞬間透水性及防液體回滲性并且防止在纖維制造時發(fā)生纏繞的纖維處理劑,提供一種在無紡布的瞬間透水性、防液體回滲性優(yōu)異的同時梳理機(jī)通過性優(yōu)異的透水性纖維,以及提供一種瞬間透水性、防液體回滲性優(yōu)異的無紡布的制造方法。
用于解決問題的技術(shù)手段
本發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),如果是以特定比率具有特定磷酸化合物的纖維處理劑,則能夠解決上述問題,至此完成本發(fā)明。
即,本發(fā)明提供一種纖維處理劑,是短纖維用纖維處理劑,
其必須含有由下述通式(1)表示的化合物(a)、由下述通式(2)表示的化合物(b)、和由下述通式(3)表示的化合物(c),
所述化合物(c)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例為1~35重量%,
所述化合物(a)和所述化合物(b)的合計與所述化合物(c)的重量比(c/(a+b))為0.01~0.5,無機(jī)磷酸的重量比例為3重量%以下。
[化1]
式中,r1為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。ao為碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基,m為0~15的整數(shù)。m1為堿金屬。m2為氫原子或堿金屬。
[化2]
式中,r1及r2為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1及r2可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。ao為碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基,m為0~15的整數(shù)。m1為堿金屬。在分子內(nèi)有2個(ao)m的情況下,彼此可以相同也可以不同。滿足(r1的碳原子數(shù))≤(r2的碳原子數(shù))。
[化3]
式中,r1及r2為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1及r2可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。ao為碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基,m為0~15的整數(shù)。m1為堿金屬。m2為氫原子或堿金屬。q為m2或r2o(ao)m。y為1或2。在分子內(nèi)有2個以上的m2或(ao)m的情況下,彼此可以相同也可以不同。滿足(r1的碳原子數(shù))≤(r2的碳原子數(shù))。
優(yōu)選地,所述通式(1)中的r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(a1)、所述通式(2)中的r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(b1)、和所述通式(3)中的r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(c1)的合計重量與所述通式(1)中的r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(a2)、所述通式(2)中的r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(b2)、和所述通式(3)中的r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(c2)的合計重量的重量比(a1+b1+c1)/(a2+b2+c2)為1~20。
優(yōu)選地,所述化合物(a)、所述化合物(b)、和所述化合物(c)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的合計為60重量%以上。
優(yōu)選地,所述纖維處理劑還包含非離子表面活性劑(d),所述非離子表面活性劑(d)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例為1~40重量%。
優(yōu)選地,所述非離子表面活性劑(d)包含化合物(d3),所述化合物(d3)是將含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸多元醇酯與二羧酸的縮合物的至少1個羥基用脂肪酸封端后的酯。
優(yōu)選地,所述纖維處理劑被用在無紡布制造用合成纖維中。
本發(fā)明的透水性纖維是使上述纖維處理劑附著于無紡布制造用合成纖維上而得的纖維。
本發(fā)明的無紡布的制造方法包括使上述透水性纖維集聚從而制作纖維網(wǎng),并對所得的纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理的工序。
發(fā)明效果
本發(fā)明的纖維處理劑能夠?qū)w維賦予優(yōu)異的梳理機(jī)通過性、瞬間透水性和防液體回滲性,并且能夠防止在纖維制造時發(fā)生纏繞。
本發(fā)明的透水性纖維在無紡布的瞬間透水性、防液體回滲性優(yōu)異的同時,梳理機(jī)通過性優(yōu)異。
本發(fā)明的無紡布的制造方法的瞬間透水性、防液體回滲性優(yōu)異。
具體實施方式
本發(fā)明的纖維處理劑是以特定比例包含作為特定磷酸化合物的化合物(a)、化合物(b)、和化合物(c),并且無機(jī)磷酸量為一定量以下的纖維處理劑。以下進(jìn)行詳細(xì)說明。
[化合物(a)]
化合物(a)是本申請發(fā)明的纖維處理劑中必須包含的成分,是降低濕潤時纖維/金屬間的摩擦且瞬間透水性優(yōu)異的成分。
化合物(a)由上述通式(1)表示。
式中,r1為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。作為烴基,可以舉出:烷基、烯基、或芳基。
ao是碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基。氧亞烷基單元的重復(fù)數(shù)m為0~15的整數(shù),優(yōu)選為0~10,更優(yōu)選為0~3,從濕潤時纖維/金屬間摩擦低的觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選m為0且不含有聚氧亞烷基的情況。(ao)m優(yōu)選是具有作為氧亞烷基單元的氧亞乙基單元50摩爾%以上的聚氧亞烷基。
m1為堿金屬。作為堿金屬,可以舉出:鉀、鈉、鋰等,從獲得的角度考慮,優(yōu)選鉀或鈉。
m2為氫原子或堿金屬。作為堿金屬,可以舉出:鉀、鈉、鋰等,從獲得的角度考慮,優(yōu)選鉀或鈉。
在將化合物(a)分類為r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(a1)和r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(a2)的情況下,化合物(a1)的瞬間透水性非常優(yōu)異,化合物(a2)的濕潤時纖維/金屬間的摩擦降低性優(yōu)異。
從濕潤時纖維/金屬間的摩擦降低性的觀點(diǎn)考慮,所述r1的碳原子數(shù)更優(yōu)選為6~13。
作為化合物(a)的具體例,沒有特別限定,可以舉出:單己基磷酸酯單鉀鹽、單己基磷酸酯二鉀鹽、單己基磷酸酯單鈉鹽、單己基磷酸酯二鈉鹽、單辛基磷酸酯單鉀鹽、單辛基磷酸酯二鉀鹽、單辛基磷酸酯單鈉鹽、單辛基磷酸酯二鈉鹽、單癸基磷酸酯單鉀鹽、單癸基磷酸酯二鉀鹽、單癸基磷酸酯單鈉鹽、單癸基磷酸酯二鈉鹽、單月桂基磷酸酯單鉀鹽、單月桂基磷酸酯二鉀鹽、單月桂基磷酸酯單鈉鹽、單月桂基磷酸酯二鈉鹽、單十三烷基磷酸酯單鉀鹽、單十三烷基磷酸酯單鈉鹽、單十三烷基磷酸酯二鉀鹽、單十三烷基磷酸酯二鈉鹽、聚氧乙烯3摩爾加成單辛基磷酸酯單鉀鹽、聚氧乙烯3摩爾加成單辛基磷酸酯二鉀鹽、單十四烷基磷酸酯單鉀鹽、單十四烷基磷酸酯二鉀鹽、單十四烷基磷酸酯單鈉鹽、單十四烷基磷酸酯二鈉鹽等。其中,優(yōu)選單辛基磷酸酯單鉀鹽、單辛基磷酸酯二鉀鹽、單癸基磷酸酯單鉀鹽、單癸基磷酸酯二鉀鹽、單月桂基磷酸酯單鉀鹽、單月桂基磷酸酯二鉀鹽。
化合物(a)可以利用31p-nmr的方法進(jìn)行檢測。
在直徑5mm的nmr用試樣管中稱量測定試樣不揮發(fā)成分約30mg,作為氘代溶劑加入約0.5ml重水(d2o)并使之溶解,利用31p-nmr測定裝置(bruker公司制avance400,162mhz)進(jìn)行測定。
來自于化合物(a)的磷元素的峰在+4~-1ppm處被檢出。來自于化合物(a)、后述化合物(b)、及后述無機(jī)磷酸的磷元素的峰均在+4~-1ppm處被檢出,但是從低磁場側(cè)起,按照無機(jī)磷酸、化合物(a)、化合物(b)的順序,確定歸屬。
[化合物(b)]
化合物(b)是本申請發(fā)明的纖維處理劑中必須包含的成分,通過與化合物(a)并用,從而具有提高化合物(c)的濕潤時纖維/金屬間的摩擦合適化效果的性能?;衔?b)具有防止液體回滲的性能。
化合物(b)由上述通式(2)表示。
式中,r1及r2為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1及r2可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。作為烴基,可以舉出:烷基、烯基、或芳基。對碳原子數(shù)不同的2種以上醇進(jìn)行磷酸化而得的化合物(b)有時產(chǎn)生r1與r2不同的化合物,而在這情況下,滿足(r1的碳原子數(shù))≤(r2的碳原子數(shù))。
ao是碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基。氧亞烷基單元的重復(fù)數(shù)m為0~15的整數(shù),優(yōu)選為0~10,更優(yōu)選為0~3,從梳理機(jī)通過性的觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選m為0且不含聚氧亞烷基的情況。(ao)m優(yōu)選具有作為氧亞烷基單元的氧亞乙基單元50摩爾%以上的聚氧亞烷基。在分子內(nèi)有2個(ao)m的情況下,彼此可以相同也可以不同。
在將化合物(b)分類為r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(b1)和r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(b2)的情況下,化合物(b1)的瞬間透水性優(yōu)異,化合物(b2)的梳理機(jī)通過性優(yōu)異。
從降低濕潤時纖維/金屬間摩擦的觀點(diǎn)考慮,所述r1更優(yōu)選為6~13。
m1為堿金屬。作為堿金屬,可以舉出:鉀、鈉、鋰等,從獲得的角度考慮,優(yōu)選鉀或鈉。
m2為氫原子或堿金屬。作為堿金屬,可以舉出:鉀、鈉、鋰等,從獲得的角度考慮,優(yōu)選鉀或鈉。
作為化合物(b)的具體例,沒有特別限定,可以舉出:二己基磷酸酯鉀鹽、二己基磷酸酯鈉鹽、二辛基磷酸酯鉀鹽、二辛基磷酸酯鈉鹽、二癸基磷酸酯鉀鹽、二癸基磷酸酯鈉鹽、二月桂基磷酸酯鉀鹽、二月桂基磷酸酯鈉鹽、二(十三烷基)磷酸酯鉀鹽、二(十三烷基)磷酸酯鈉鹽、二聚氧乙烯3摩爾加成辛基磷酸酯鉀鹽、二聚氧乙烯3摩爾加成己基磷酸酯鉀鹽、二(十四烷基)磷酸酯鉀鹽、二(十四烷基)磷酸酯鈉鹽等。其中,優(yōu)選二辛基磷酸酯鉀鹽、二癸基磷酸酯鉀鹽、二月桂基磷酸酯鉀鹽。
化合物(b)與化合物(a)同樣地,能夠利用31p-nmr的方法進(jìn)行檢測。
來自于化合物(b)的磷元素的峰在+4~-1ppm處被檢出。來自于化合物(a)、化合物(b)、及無機(jī)磷酸的磷元素的峰均在+4~-1ppm處被檢出,但是從低磁場側(cè)起,按照無機(jī)磷酸、化合物(a)、化合物(b)的順序,確定歸屬。
[化合物(c)]
化合物(c)是本申請發(fā)明的纖維處理劑中必須包含的成分,在已賦予到纖維上的情況下,能夠減少無紡布的液體回滲,是使?jié)駶檿r纖維/金屬間的摩擦合適的成分。由于化合物(c)是使?jié)駶檿r纖維/金屬間的摩擦合適的成分,因此,能夠防止纖維制造時向拉伸輥的纏繞或滑動,并且,在卷曲賦予工序中,通過均勻地進(jìn)行卷曲,從而減少卷曲斑紋。
化合物(c)使?jié)駶檿r纖維/金屬間的摩擦合適的理由并不清楚,然而大致上可以如下地推測。
羥基部位或者羥基已被堿金屬取代后的部位在濕潤時發(fā)生離子解離,該解離部分有向金屬表面取向的趨勢,烷基部位(式1中的r1)有向疏水性纖維取向的趨勢。
化合物(c)由于在分子內(nèi)有2處羥基部位或羥基已被堿金屬取代后的部位,并且,處于分離的位置,因此,向金屬表面和纖維表面取向的趨勢變強(qiáng),由此,使得纖維/金屬間的潤滑變得合適。
化合物(c)由上述通式(3)表示。
式中,r1及r2為碳原子數(shù)6~15的烴基。r1及r2可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。ao為碳原子數(shù)2~4的氧亞烷基,m為0~15的整數(shù)。m1為堿金屬。m2為氫原子或堿金屬。q為m2或r2o(ao)m。y為1或2。在分子內(nèi)有2個m2、(ao)m的情況下,彼此可以相同也可以不同。對碳原子數(shù)不同的2種以上醇進(jìn)行磷酸化而得的化合物(c)有時產(chǎn)生r1與r2不同的化合物,在這情況下,滿足(r1的碳原子數(shù))≤(r2的碳原子數(shù))。
在將化合物(c)分類為r1的碳原子數(shù)為6~10的化合物(c1)和r1的碳原子數(shù)為11~15的化合物(c2)的情況下,化合物(c1)的瞬間透水性優(yōu)異,化合物(c2)的防液體回滲性非常優(yōu)異。
從濕潤時纖維/金屬間的摩擦降低性的觀點(diǎn)考慮,所述r1更優(yōu)選為6~13。
作為化合物(c)的具體例,沒有特別限定,可以舉出:聚己基磷酸酯鉀鹽、聚己基磷酸酯鈉鹽、聚辛基磷酸酯鉀鹽、聚辛基磷酸酯鈉鹽、聚癸基磷酸酯鉀鹽、聚癸基磷酸酯鈉鹽、聚月桂基磷酸酯鉀鹽、聚月桂基磷酸酯鈉鹽、聚十三烷基磷酸酯鉀鹽、聚十三烷基磷酸酯鈉鹽、聚氧乙烯3摩爾加成聚辛基磷酸酯鉀鹽、聚氧乙烯3摩爾加成聚辛基磷酸酯鈉鹽、聚十四烷基磷酸酯鉀鹽、聚十四烷基磷酸酯鈉鹽等。其中,優(yōu)選聚辛基磷酸酯鉀鹽、聚癸基磷酸酯鉀鹽、聚月桂基磷酸酯鉀鹽。
化合物(c)能夠如下所示地檢測。
〔31p-nmr法〕
在直徑5mm的nmr用試樣管中稱量測定試樣不揮發(fā)成分約30mg,作為氘代溶劑加入約0.5ml重水(d2o)并使之溶解,利用31p-nmr測定裝置(bruker公司制avance400,162mhz)進(jìn)行測定。
來自于化合物(c)的磷元素的峰在-5~-15ppm出被檢出。
(非離子表面活性劑(d))
如果本發(fā)明的纖維處理劑還包含非離子表面活性劑(d),則瞬間透水性和耐久透水性提高,因此優(yōu)選。
作為非離子表面活性劑(d),沒有特別限定,然而作為提高瞬間透水性的成分,可以舉出peg酯(d1)、poe烷基醚(d2)等。作為提高耐久透水性的成分,可以舉出(d3)或(d4)等。
而且,所謂peg是指聚乙二醇,所謂poe是指聚氧乙烯(ポリオキシアルキレン)。
作為peg酯(d1),可以舉出具有peg的羥基與1元脂肪酸進(jìn)行酯化后的結(jié)構(gòu)的聚乙二醇的酯(以下記作peg酯)。
對于1元脂肪酸的碳原子數(shù),沒有特別限定,優(yōu)選為4~24,更優(yōu)選為12~22,進(jìn)一步優(yōu)選為16~20。脂肪酸無論飽和還是不飽和均可。
對于peg的重均分子量,沒有特別限定,優(yōu)選為200~600。
對于peg酯的重均分子量,沒有特別限定,優(yōu)選為300~1000,更優(yōu)選為400~900,進(jìn)一步優(yōu)選為500~800。
作為peg酯的具體例,例如可以舉出:peg(200)單月桂酸酯、peg(200)二月桂酸酯、peg(300)單月桂酸酯、peg(300)二月桂酸酯、peg(400)單月桂酸酯、peg(400)二月桂酸酯、peg(600)單月桂酸酯、peg(600)二月桂酸酯、peg(200)單油酸酯、peg(200)二油酸酯、peg(300)單油酸酯、peg(300)二油酸酯、peg(400)單油酸酯、peg(400)二油酸酯、peg(600)單油酸酯、peg(600)二油酸酯、peg(200)單異硬脂酸酯、peg(200)二異硬脂酸酯、peg(300)單異硬脂酸酯、peg(300)二異硬脂酸酯、peg(400)單異硬脂酸酯、peg(400)二異硬脂酸酯、peg(600)單異硬脂酸酯、peg(600)二異硬脂酸酯等。
poe烷基醚(d2)是具有將1元脂肪醇進(jìn)行聚氧乙烯化而得的結(jié)構(gòu)的烷基醚(以下記作poe烷基醚)。
對于1元脂肪醇的碳原子數(shù),沒有特別限定,優(yōu)選為8~24,更優(yōu)選為10~20,進(jìn)一步優(yōu)選為12~18。
對于構(gòu)成1摩爾聚氧亞乙基的環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù),沒有特別限定,優(yōu)選為3~20摩爾,更優(yōu)選為5~16摩爾,進(jìn)一步優(yōu)選為8~12摩爾。小于3摩爾和大于20摩爾時,瞬間透水性有可能降低。
對于poe烷基醚(d2)的重均分子量,沒有特別限定,優(yōu)選為240~1300,更優(yōu)選為350~1000,進(jìn)一步優(yōu)選為450~700。
作為poe烷基醚(d2)的具體例,例如可以舉出:poe辛基醚、poe乙基己基醚、poe癸基醚、poe月桂基醚、poe油基醚、poe硬脂基醚、poe異硬脂基醚等。
(化合物(d3))
如果在本發(fā)明的纖維處理劑中包含化合物(d3),該化合物(d3)是將含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸多元醇酯(以下有時稱作聚羥基酯)與二羧酸的縮合物中的至少1個羥基用脂肪酸封端后的酯,則通過與所述化合物(c)的相互作用,從而提高耐久透水性。
由于化合物(d3)與聚烯烴的親和性高,因此,附著在纖維上的纖維處理劑即使與水接觸也很難從纖維上脫落。其結(jié)果是,是能夠維持耐久透水性的成分,然而由于含水時的粘度高、摩擦變高,因此,制棉時容易發(fā)生與輥纏繞。如果化合物(c)與化合物(d3)共存,則化合物(c)使?jié)駶檿r纖維/金屬間的摩擦合適,因此,能夠抑制制棉時與輥纏繞,并且,能夠維持耐久透水性。
(化合物(d4))
所謂聚甘油脂肪酸酯是指,使甘油縮合物與脂肪酸進(jìn)行酯化后的化合物。作為甘油的縮合物,例如可以舉出:二甘油、三甘油、四甘油、五甘油、六甘油、七甘油、八甘油、九甘油、十甘油、十一甘油、十三甘油、十四甘油、十五甘油、十六甘油、十七甘油、十八甘油等。
在脂肪酸的碳原子數(shù)中可以存在分布。另外,脂肪酸可以飽和也可以不飽和,可以是直鏈狀,也可以具有支鏈。作為飽和脂肪酸,例如可以舉出:己酸、辛酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十烷五酸、棕櫚酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、山崳酸、蠟酸、褐煤酸、蜂花酸等。作為不飽和脂肪酸,例如可以舉出:油酸、反油酸、芥子酸、亞油酸、亞麻酸等。
作為聚甘油脂肪酸酯,沒有特別限定,例如可以舉出:六甘油單油酸酯、二甘油單月桂酸酯、二甘油單油酸酯、四甘油單月桂酸酯、四甘油單硬脂酸酯、四甘油二硬脂酸酯、六甘油單月桂酸酯、六甘油單肉豆蔻酸酯、六甘油單硬脂酸酯、六甘油二硬脂酸酯、六甘油二油酸酯、十甘油三硬脂酸酯等。
聚羥基酯在結(jié)構(gòu)上是含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸與多元醇的酯,多元醇的羥基中的2個以上(優(yōu)選全部)羥基被酯化。因而,含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸多元醇酯是具有多個羥基的酯。
含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸具有經(jīng)由氧原子而在脂肪酸的烴基上與聚氧亞烷基成鍵后的結(jié)構(gòu),并且,聚氧亞烷基的未與脂肪酸的烴基鍵合的一個末端為羥基。
作為聚羥基酯,例如可以舉出碳原子數(shù)6~22(優(yōu)選為12~22)的羥基脂肪酸與多元醇的酯化物的環(huán)氧烷烴加成物。如果羥基脂肪酸的碳原子數(shù)小于6,則親水性變強(qiáng),另一方面,如果大于22,則疏水性變強(qiáng)。由于在任意情況下與其他成分的相溶性都會變差,因此,無法獲得足夠的耐久透水性。
對于環(huán)氧烷的加成摩爾數(shù),相對于上述羥基脂肪酸多元醇酯的每1摩爾當(dāng)量羥基,優(yōu)選為80以下,更優(yōu)選為5~30。如果加成摩爾數(shù)大于80,則液體回滲量會增加,因此不優(yōu)選。為了獲得高耐久透水性,重要的是調(diào)整親水基與疏水基的平衡。環(huán)氧乙烷在環(huán)氧烷中所占的比例優(yōu)選為50摩爾%以上,更優(yōu)選為80摩爾%以上。如果環(huán)氧乙烷的比例小于50摩爾%,則疏水性變強(qiáng),因此,無法獲得足夠的耐久透水性。
聚羥基酯例如能夠通過將多元醇與羥基脂肪酸(羥基單羧酸)在通常條件下進(jìn)行酯化,得到酯化物,繼而使環(huán)氧烷與該酯化物進(jìn)行加成反應(yīng),從而制造。聚羥基酯也可以通過使用蓖麻油等天然得到的油脂或?qū)ζ浼託涠玫降臍浠吐橛停偈蛊渑c環(huán)氧烷進(jìn)行加成反應(yīng),從而恰當(dāng)?shù)刂圃臁?/p>
在制造聚羥基酯的情況下,與多元醇的每1摩爾當(dāng)量羥基相對應(yīng)的羥基脂肪酸的羧基摩爾當(dāng)量優(yōu)選為0.5~1的范圍。
在聚羥基酯與二羧酸的縮合物中,二羧酸的碳原子數(shù)優(yōu)選為2~10,更優(yōu)選為2~8。如果二羧酸的碳原子數(shù)大于10,則無法賦予足夠的親水性。作為這樣的二羧酸,例如可以列舉:草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸等。也可以與二羧酸一起,還含有20%以下(優(yōu)選為10%以下)月桂酸、油酸、硬脂酸、山崳酸、苯甲酸等二羧酸以外的羧酸。在制造聚羥基酯與二羧酸的縮合物的情況下,聚羥基酯的每1摩爾當(dāng)量羥基中,二羧酸的羧基摩爾當(dāng)量優(yōu)選為0.2~1的范圍,更優(yōu)選為0.4~0.8。酯化的反應(yīng)可以是通常的條件,沒有特別限定。
化合物(d3)是在上述的含有聚氧亞烷基的羥基脂肪酸多元醇酯與二羧酸的縮合物(以下有時稱作縮合物)中,將至少1個羥基用脂肪酸封端后的酯。如果是未用脂肪酸封端的酯,則耐久透水性能不足,另外化合物隨時間推移而增稠,水不溶物增加,因此,纖維處理劑的溶液穩(wěn)定性降低。
對于對縮合物的至少1個以上羥基進(jìn)行封端的脂肪酸的碳原子數(shù),不僅可以在10~22的范圍,也可以在10~50的范圍中使用。即,進(jìn)行封端的脂肪酸的碳原子數(shù)優(yōu)選為10~50,更優(yōu)選為12~36。另外,如果脂肪酸的碳原子數(shù)小于10,則親水性變強(qiáng),另一方面,如果大于50,則疏水性變強(qiáng)。如此所述,如果親水性與疏水性不平衡,則無法獲得足夠的耐久透水性。作為這種脂肪酸,例如可以舉出:月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、花生酸、山崳酸、木蠟酸、神經(jīng)酸、蠟酸、褐煤酸、蜂花酸、羊毛脂脂肪酸等,優(yōu)選山崳酸、和將羊毛脂精制而得的羊毛脂衍生物即碳原子數(shù)12~36的羊毛脂脂肪酸。在制造縮合物與脂肪酸的酯的情況下,相對于縮合物的每1摩爾當(dāng)量羥基,脂肪酸的羧基摩爾當(dāng)量優(yōu)選為0.2~1的范圍,更優(yōu)選為0.4~1。對于酯化的反應(yīng)條件沒有特別限定。
(化合物(e))
另外,從賦予耐久透水性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選本發(fā)明的纖維處理劑還包含從下述的化合物(e1)、化合物(e2)、及化合物(e3)中選出的至少1種化合物(e)成分。
化合物(e1):聚氧化烯改性硅酮
化合物(e2):選自磺酸鹽、磺基琥珀酸鹽中的至少1種
化合物(e3):選自季銨鹽型陽離子表面活性劑、咪唑啉鎓型陽離子表面活性劑、烷基甜菜堿表面活性劑、烷基咪唑型甜菜堿表面活性劑、含有酰胺基的甜菜堿表面活性劑中的至少1種。
化合物(e1)為聚氧化烯改性硅酮。
作為化合物(e1),可以舉出:二甲基硅氧烷-甲基(聚氧乙烯)硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷-甲基(聚氧丙烯)硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷-甲基(聚氧乙烯/聚氧丙烯)硅氧烷共聚物、甲基(聚氧乙烯)聚硅氧烷共聚物、甲基(聚氧丙烯)聚硅氧烷共聚物、甲基(聚氧乙烯/聚氧丙烯)聚硅氧烷共聚物、甲基(聚氧乙烯/聚氧丁烯)聚硅氧烷共聚物等。
聚氧化烯改性硅酮中的si元素含有率(si元素在化合物中所占的重量%)為5~40%。如果si元素含有率大于40%,則附著本發(fā)明的纖維處理劑而得到的透水性纖維的穩(wěn)定性降低,制造成本變高。另一方面,如果si元素含有率小于5%,則無法獲得耐久透水性。
作為聚氧化烯改性硅酮中的聚氧亞烷基,例如可以舉出:氧亞乙基、氧亞丙基、氧亞丁基、以及從構(gòu)成這些基團(tuán)的單體中選出2種以上進(jìn)行聚合而得的基團(tuán)等。在選擇2種以上氧亞烷基的情況下,它們的加成順序沒有特別限定,加成形態(tài)可以是嵌段狀、無規(guī)狀中的任意。全部聚氧亞烷基中氧亞烷基所占的比例優(yōu)選為20重量%以上,如果小于20重量%,則透水性會降低。
對于聚氧化烯改性硅酮的重均分子量沒有特別限定,優(yōu)選為1000~100000,更優(yōu)選為2000~80000。如果重均分子量在該范圍之外,則透水性降低,特別是在小于1000的情況下,該趨勢明顯。
本發(fā)明中,這些聚氧化烯改性硅酮可以分別單獨(dú)使用,另外也可以混合使用2種以上。
所述化合物(e2)是選自磺酸鹽(化合物(e2a))以及磺基琥珀酸鹽(化合物(e2b))中的至少1種。
所述的磺酸鹽(化合物(e2a))可以舉出:辛基磺酸鹽、癸基磺酸鹽、月桂基磺酸鹽、十四烷基磺酸鹽、十六烷基磺酸鹽、硬脂基磺酸鹽等碳原子數(shù)8~18的烷基磺酸酯鹽、辛基苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽等具有碳原子數(shù)8~12的烷基的烷基苯磺酸酯鹽,其中,優(yōu)選碳原子數(shù)12~18的烷基磺酸酯鹽、具有碳原子數(shù)8~12的烷基的烷基苯磺酸酯鹽。而且,化合物(e2a)可以使用1種或2種以上。
所述二烷基磺基琥珀酸酯鹽(化合物(e2b))是在α位具有磺酸鹽基團(tuán)的琥珀酸的二烷基酯。構(gòu)成二烷基酯的烷基的碳原子數(shù)也可以存在有分布,烷基可以為直鏈狀,也可以具有支鏈,可以飽和,也可以不飽和。烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為6~22,更優(yōu)選為6~18,進(jìn)一步優(yōu)選為8~18,特別優(yōu)選為8~14。如果烷基的碳原子數(shù)小于6,則梳理機(jī)通過性會降低。另一方面,如果烷基的碳原子數(shù)大于22,則瞬間透水性會降低。
作為化合物(e2b),例如可以舉出:二己基磺基琥珀酸酯鹽、二(2-乙基己基)磺基琥珀酸酯鹽、二月桂基磺基琥珀酸酯鹽、二椰油基烷基磺基琥珀酸酯鹽、二(十三烷基)磺基琥珀酸酯鹽、二(十四烷基)磺基琥珀酸酯鹽、二硬脂基磺基琥珀酸酯鹽等。這些二烷基磺基琥珀酸酯鹽可以使用1種或使用2種以上。
在以上說明的化合物(e2b)中,作為構(gòu)成它的鹽,可以舉出:鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺鹽等,其中,優(yōu)選堿金屬鹽,更優(yōu)選鈉鹽、鉀鹽。如果是鈉鹽和/或鉀鹽,則液體會向附著有纖維處理劑的纖維快速地滲透,因此優(yōu)選。
化合物(e3)是從季銨鹽型陽離子表面活性劑(化合物(e3a))、咪唑啉鎓型陽離子表面活性劑(化合物(e3b))、烷基甜菜堿表面活性劑(化合物(e3c))、烷基咪唑型甜菜堿表面活性劑(化合物(e3d))、含有酰胺基的甜菜堿表面活性劑(化合物(e3e))中選出的至少1種。
作為季銨鹽型陽離子表面活性劑(化合物(e3a)),沒有特別限定,例如可以舉出:二辛基二甲基氯化銨鹽、二癸基二甲基氯化銨鹽、二月桂基二甲基氯化銨鹽、二硬脂基二甲基氯化銨鹽、二椰油基烷基二甲基氯化銨鹽、二硬化牛脂烷基二甲基氯化銨鹽、二十二烷基三甲基氯化銨鹽、二月桂基二甲基銨甲基硫酸鹽、二月桂基甲基乙基銨乙基硫酸鹽、二硬脂基二甲基銨甲基硫酸鹽、二(油烯氧基乙基)羥基乙基甲基銨甲基硫酸鹽、二(硬脂酸酰胺乙基)羥基乙基甲基銨甲基硫酸鹽等。它們當(dāng)中,優(yōu)選二月桂基二甲基氯化銨鹽或二硬脂基二甲基氯化銨鹽、二固化牛脂烷基二甲基氯化銨鹽。而且,化合物(e3a)可以使用1種或2種以上。
作為咪唑啉鎓型陽離子表面活性劑(化合物(e3b)),沒有特別限定,優(yōu)選咪唑啉鎓環(huán)的2位取代基為碳原子數(shù)11~21的脂肪族烴基、且陰離子基為從甲基硫酸離子、乙基硫酸離子、和二甲基磷酸離子中選出的離子性殘基時的表面活性劑。作為該咪唑啉鎓型陽離子表面活性劑,例如可以舉出:1-羥基乙基-1-乙基-2-月桂基咪唑啉鎓硫酸乙酯鹽、1-羥基乙基-1-乙基-2-油基咪唑啉鎓硫酸乙酯鹽、1-羥基乙基-1-乙基-2-硬脂基咪唑啉鎓硫酸乙酯鹽、1-羥基乙基-1-甲基-2-十四烷基咪唑啉鎓硫酸甲酯鹽、1-羥基乙基-1-甲基-2-月桂基咪唑啉鎓硫酸甲酯鹽、1-羥基乙基-1-甲基-2-油基咪唑啉鎓硫酸甲酯鹽、1-羥基乙基-1-甲基-2-硬脂基咪唑啉鎓硫酸甲酯鹽、1-羥基乙基-1-甲基-2-油基咪唑啉鎓磷酸二甲酯鹽等。它們當(dāng)中,優(yōu)選1-羥基乙基-1-乙基-2-油基咪唑啉鎓硫酸乙酯鹽。而且,化合物(e3b)可以使用1種或2種以上。
作為烷基甜菜堿表面活性劑(化合物(e3c)),沒有特別限定,例如可以舉出:月桂基二甲基氨基乙酸甜菜堿、硬脂基二甲基氨基乙酸甜菜堿、月桂基二甲基氨基磺丙基甜菜堿、月桂基二甲基羥基磺基甜菜堿等。它們當(dāng)中,優(yōu)選硬脂基二甲基氨基乙酸甜菜堿。而且,化合物(e3c)可以使用1種或2種以上。
作為烷基咪唑型甜菜堿表面活性劑(化合物(e3d)),沒有特別限定,例如可以舉出:2-月桂基-n-羧基甲基-n-羥基乙基咪唑啉鎓甜菜堿、2-油基-n-羧基甲基-n-羥基乙基咪唑啉鎓甜菜堿等。它們當(dāng)中,優(yōu)選2-月桂基-n-羧基甲基-n-羥基乙基咪唑啉鎓甜菜堿。而且,化合物(e3d)可以使用1種或2種以上。
作為含有酰胺基的甜菜堿表面活性劑(化合物(e3e)),沒有特別限定,例如可以舉出:月桂酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜堿、油酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜堿、硬脂酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜堿等,它們當(dāng)中,優(yōu)選硬脂酸酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜堿。而且,化合物(e3e)可以使用1種或2種以上。
此外,在不妨礙本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),本發(fā)明的纖維處理劑也可以含有上述以外的其他表面活性劑。作為其他的表面活性劑,可以舉出:除上述化合物(a)、化合物(b)、化合物(c)、及化合物(e2)以外的陰離子活性劑、除上述非離子活性劑(d)以外的非離子表面活性劑、陽離子性表面活性劑、兩性表面活性劑。
作為其他的表面活性劑,例如可以舉出:辛胺、癸胺、月桂胺、十四烷基胺、棕櫚胺、硬脂胺等高級烷基胺的環(huán)氧烷加成物;甘油單月桂酸酯、甘油單肉豆蔻酸酯、甘油單棕櫚酸酯、甘油單硬脂酸酯、甘油單油酸酯、聚甘油硬脂酸酯、聚甘油月桂酸酯、脫水山梨糖醇單月桂酸酯、脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、脫水山梨糖醇單油酸酯、脫水山梨糖醇三月桂酸酯、脫水山梨糖醇三棕櫚酸酯、脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、脫水山梨糖醇三油酸酯等多元醇脂肪酸酯或其環(huán)氧烷加成物等。
[纖維處理劑]
本發(fā)明的纖維處理劑以特定比例包含特定磷酸化合物,從而能夠?qū)w維賦予優(yōu)異的瞬間透水性和防液體回滲性,并且能夠防止在纖維制造時發(fā)生纏繞。
本發(fā)明的纖維處理劑也可以表述為能夠?qū)w維賦予透水性的“透水性賦予劑”。本發(fā)明的纖維處理劑可以適用于后述的無紡布制造用合成纖維中。
所述化合物(c)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例為1~35重量%,優(yōu)選為2~30重量%,更優(yōu)選為3~25重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為4~23重量%,特別優(yōu)選為5~20重量%。如果小于1重量%,則防液體回滲性不足。如果大于35重量%,則梳理機(jī)通過性不足。
所述化合物(a)和所述化合物(b)的合計與所述化合物(c)的重量比(c/(a+b))為0.01~0.5,優(yōu)選為0.02~0.45,更優(yōu)選為0.03~0.4,進(jìn)一步優(yōu)選為0.04~0.35,特別優(yōu)選為0.05~0.25。如果小于0.01,則防液體回滲性不足。如果大于0.5,則梳理機(jī)通過性、瞬間透水性不足。
所述化合物(a)、所述化合物(b)、和所述化合物(c)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的合計重量比例優(yōu)選大于15重量%,更優(yōu)選為25重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為60重量%以上。
上限值優(yōu)選為100重量%,更優(yōu)選為90重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為80重量%。
本發(fā)明的纖維處理劑中,無機(jī)磷酸的重量比例為3重量%以下。
本發(fā)明的短纖維用纖維處理劑中,無機(jī)磷酸在處理劑的全部不揮發(fā)成分中所占的重量比例為3重量%以下,優(yōu)選為2重量%以下,更優(yōu)選為1重量%以下,特別優(yōu)選小于0.5重量%。優(yōu)選的下限值為0重量%。如果無機(jī)磷酸大于3重量%,則濕潤時纖維/金屬間的摩擦變得非常高,在纖維制造時發(fā)生纏繞。另外,梳理機(jī)通過性變差。該無機(jī)磷酸被認(rèn)為是在纖維處理劑中使羥基的一部分或全部以鉀、鈉等堿金屬鹽的形式存在。
無機(jī)磷酸與化合物(a)同樣地,能夠用31p-nmr的方法進(jìn)行檢測。
來自于無機(jī)磷酸的磷元素的峰在+4~-1ppm處被檢出。來自于化合物(b)、化合物(a)、和無機(jī)磷酸的磷元素的峰均在+4~-1ppm處檢出,但是從低磁場側(cè)起,按照無機(jī)磷酸、化合物(a)、化合物(b)的順序,確定歸屬。
而且,本發(fā)明的纖維處理劑的不揮發(fā)成分是指,在用于除去水分等的熱干燥工序后仍殘留于纖維表面的纖維處理劑中的成分,是指在將纖維處理劑在105℃進(jìn)行熱處理而除去水、溶劑等揮發(fā)成分并達(dá)到恒量時的未揮發(fā)而殘留的成分。
在本發(fā)明的纖維處理劑還包含非離子表面活性劑(d)的情況下,非離子表面活性劑(d)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例優(yōu)選為1~40重量%,更優(yōu)選為3~35重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為4~30重量%,特別優(yōu)選為5~25重量%。在非離子表面活性劑(d)的重量比例小于1重量%的情況下,瞬間透水性會不足。另一方面,在非離子表面活性劑(d)的重量比例大于40重量%的情況下,濕潤時纖維/金屬間的摩擦有可能變高。
在本發(fā)明的纖維處理劑還包含所述化合物(e)的情況下,所述化合物(e)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例優(yōu)選為3~30重量%,更優(yōu)選為5~28重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為7~27重量%,特別優(yōu)選為10~25重量%。在所述化合物(e)的重量比例小于3重量%的情況下,耐久透水性會不足。另一方面,在所述化合物(e)的重量比例大于30重量%的情況下,有可能發(fā)生液體回滲性的降低或與輥纏繞。
特別是如果所述化合物(e2)在處理劑的不揮發(fā)成分中所占的重量比例高,則發(fā)生液體回滲性的降低或與輥纏繞的可能性變高,因此,所述化合物(e2)的重量比例優(yōu)選小于5重量%,更優(yōu)選小于4重量%,進(jìn)一步優(yōu)選小于3重量%,特別優(yōu)選為0重量%。
所述通式(1)中的r1為碳原子數(shù)6~10的化合物(a1)、所述通式(2)中的r1為碳原子數(shù)6~10的化合物(b1)、和所述通式(3)中的r1為碳原子數(shù)6~10的化合物(c1)的合計重量、與所述通式(1)中的r1為碳原子數(shù)11~15的化合物(a2)、所述通式(2)中的r1為碳原子數(shù)11~15的化合物(b2)、和所述通式(3)中的r1為碳原子數(shù)11~15的化合物(c2)的合計重量的重量比(a1+b1+c1)/(a2+b2+c2)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1.1~15,進(jìn)一步優(yōu)選為1.2~10,特別優(yōu)選為1.5~5。如果小于1,則瞬間透水性有可能降低,如果大于20,則濕潤時纖維/金屬間的摩擦不合適、或梳理機(jī)通過性不足。
本發(fā)明的纖維處理劑根據(jù)需要可以含有水和/或溶劑,優(yōu)選含有水。作為本發(fā)明中所使用的水,可以是純水、蒸餾水、凈化水、軟水、離子交換水、自來水等的任意。制造纖維處理劑時不揮發(fā)成分在全部纖維處理劑中所占的重量比例優(yōu)選為10~60重量%,特別優(yōu)選為18~50重量%。
另外,本發(fā)明的纖維處理劑根據(jù)需要可以還含有抗菌劑、抗氧化劑、防腐劑、消光劑、顏料、防銹劑、芳香劑、消泡劑等。另外,也可以作為ph調(diào)節(jié)劑而含有硫酸等無機(jī)酸、乳酸、或檸檬酸等有機(jī)酸。
作為本發(fā)明的纖維處理劑的制造方法,可以采用公知的方法。例如,將化合物(a)、化合物(b)、和化合物(c)的水溶液與根據(jù)需要而使用的非離子表面活性劑(d)和/或化合物(e)配合,在約70℃的溫度下攪拌。然后,當(dāng)一邊攪拌一邊注入給定量的水時,就能夠得到不揮發(fā)成分為10~60重量%的纖維處理劑。
從耐久親水性的觀點(diǎn)考慮,本發(fā)明的纖維處理劑的電導(dǎo)率優(yōu)選小于1300μs/cm,更優(yōu)選為1000μs/cm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為800μs/cm以下。優(yōu)選的下限值為0μs/cm。
[電導(dǎo)率的測定]
將纖維處理劑分別用約60℃的離子交換水稀釋成不揮發(fā)成分的重量比例為1重量%的濃度,得到稀釋液。將稀釋液調(diào)溫至25℃,利用電導(dǎo)率計(京都電子工業(yè)株式會社conductitymetercm-07)測定出電導(dǎo)率。
實施例15的處理劑的電導(dǎo)率為300μs/cm。實施例16的處理劑的電導(dǎo)率為500μs/cm。
〔透水性纖維〕
本發(fā)明的透水性纖維是指由無紡布制造用合成纖維(纖維主體)和附著在其上的上述纖維處理劑構(gòu)成的纖維,通常是切割為預(yù)定長度的短纖維。纖維處理劑的不揮發(fā)成分的附著率是相對于所述透水性纖維為0.1~2重量%,優(yōu)選為0.3~1重量%。如果該附著率小于0.1重量%,則纖維、無紡布的瞬間透水性、梳理時的抗靜電性會不足。另一方面,如果該附著率大于2重量%,則對纖維進(jìn)行梳理處理時纏繞變多,使生產(chǎn)率大幅度下降,利用干式法等方法得到的無紡布等纖維制品在透水后表面粘性會變大。
本發(fā)明的透水性纖維的纖維長度優(yōu)選為2~100mm,更優(yōu)選為10~64mm,進(jìn)一步優(yōu)選為20~60mm,特別優(yōu)選為31~55mm。如果纖維長度小于2mm或大于100mm,則梳理機(jī)通過性有可能降低。
本發(fā)明的透水性纖維的粗細(xì)一般以分特(以下,用dtex表示)這樣的單位表示,優(yōu)選為0.7~4.0dtex,更優(yōu)選為0.8~3.0dtex,進(jìn)一步優(yōu)選為0.9~2.0dtex,特別優(yōu)選為1.0~1.5dtex。如果小于0.7dtex,則梳理機(jī)通過性有可能降低。如果大于4.0dtex,則集束性下降,因此梳理機(jī)通過性有可能降低。
作為無紡布制造用合成纖維(纖維主體),例如是聚烯烴纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、聚氯乙烯纖維、或包含2種以上熱塑性樹脂的復(fù)合纖維等,作為復(fù)合纖維的組合,如果是聚烯烴系樹脂/聚烯烴系樹脂的情況下,則例如可以舉出:高密度聚乙烯/聚丙烯、直鏈狀高密度聚乙烯/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚丙烯、丙烯與其他α-烯烴的二元共聚物、或三元共聚物/聚丙烯、直鏈狀高密度聚乙烯/高密度聚乙烯、低密度聚乙烯/高密度聚乙烯等。另外,如果是聚烯烴系樹脂/聚酯系樹脂的情況下,則例如可以舉出:聚丙烯/聚對苯二甲酸乙二酯、高密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯、直鏈狀高密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯等。另外,如果是聚酯系樹脂/聚酯系樹脂的情況下,則例如可以舉出:共聚聚酯/聚對苯二甲酸乙二酯等。此外還可以例示出包含聚酰胺系樹脂/聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂/聚酰胺系樹脂等的纖維。附著纖維處理劑前的無紡布制造用合成纖維也可以稱作疏水性合成纖維。
這些無紡布制造用合成纖維(纖維主體)中,從已附著的纖維處理劑即使被尿、體液等液體潤濕也容易殘留于纖維表面的理由考慮,本發(fā)明的纖維處理劑適合于聚烯烴系纖維(聚烯烴纖維或包含聚烯烴纖維的復(fù)合纖維)、聚酯系纖維(聚酯纖維或包含聚酯纖維的復(fù)合纖維)等無紡布制造用合成纖維。
纖維的截面結(jié)構(gòu)可以例示出芯鞘型、并列型、偏心芯鞘型、多層型、放射型或海島型,從纖維制造工序中的生產(chǎn)率、無紡布加工的容易度考慮,優(yōu)選包含偏心的芯鞘型或并列型。另外,截面形狀可以是圓形或不規(guī)則形狀。如果是不規(guī)則形狀的情況下,則例如可以是扁平型、三角形~八角形等多角型、t字型、中空型、多葉型等任意形狀。
本發(fā)明的纖維處理劑可以不進(jìn)行稀釋等而直接附著于纖維主體,也可以用水等稀釋成全部不揮發(fā)成分的重量比例為0.5~5重量%的濃度,然后作為乳液附著在纖維主體上。使纖維處理劑向纖維主體附著的工序可以是纖維主體的紡紗工序、拉伸工序、卷曲工序等任意工序。對于使本發(fā)明的纖維處理劑附著于纖維主體的方法,沒有特別限定,可以使用輥給油、噴嘴噴霧給油、浸漬給油等方法。只要與纖維的制造工序或其特性匹配地采用更均勻且高效地獲得目標(biāo)的附著量的方法即可。另外,作為被賦予了纖維處理劑的纖維的干燥方法,可以使用利用熱風(fēng)和紅外線使其干燥的方法、與熱源接觸而使其干燥的方法等。
〔無紡布的制造方法〕
作為無紡布的制造方法,沒有特別限定,可以采用公知的方法。作為原料纖維可以使用短纖維、長纖維。作為原料纖維為短纖維的網(wǎng)形成方式,可以舉出梳理方式、氣流成網(wǎng)方式等干式法或造紙方式等濕式法。另外,作為原料纖維為長纖維的網(wǎng)形成方式,可以舉出紡粘法、熔噴法、閃紡法等。另外,作為纖維間結(jié)合方式,可以舉出:化學(xué)粘合法、熱粘合法、針刺法、水刺法、縫編法等。
本發(fā)明的無紡布的制造方法優(yōu)選包括使本發(fā)明的透水性纖維(例如短纖維)通過梳理機(jī)等而制作纖維網(wǎng)、并對得到的纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理的工序。即,在無紡布的制造中具有對纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理的工序的情況下,本發(fā)明的纖維處理劑特別適合使用。作為對纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理而使之接合的方法,可以舉出:借助加熱輥或超聲波的熱壓接、借助加熱空氣的熱熔融、熱壓接點(diǎn)(點(diǎn)粘合)法等熱熔融法。
作為對纖維網(wǎng)進(jìn)行熱處理而使之接合的一例,在芯使用高熔點(diǎn)樹脂且鞘使用低熔點(diǎn)樹脂的芯鞘型復(fù)合纖維的情況下,通過在低熔點(diǎn)樹脂的熔點(diǎn)附近進(jìn)行熱處理,從而能夠容易地進(jìn)行纖維交點(diǎn)的熱粘接。
作為包括使之熱粘接的工序的無紡布的制造方法,還可以舉出:對使被賦予了纖維處理劑的短纖維通過梳理機(jī)等而制成網(wǎng)的材料,如上所述地進(jìn)行熱處理而使之接合并一體化的方法;在利用氣流成網(wǎng)法將紙漿等層疊時與本發(fā)明的透水性纖維(短纖維)進(jìn)行混棉,如上所述地?zé)崽幚矶怪雍系姆椒ǖ取3艘酝?,還可以舉出如下的方法:使本發(fā)明的纖維處理劑附著到利用紡粘法、熔噴法、閃紡法等得到的纖維成形體上,并利用加熱輥或加熱空氣等對所得的材料進(jìn)行熱處理,或者,使本發(fā)明的纖維處理劑附著在利用加熱輥或加熱空氣等進(jìn)行了熱處理的材料上,以制造無紡布的方法。
作為紡粘法的一例,將復(fù)合纖維樹脂紡紗,然后,將紡出的復(fù)合長纖絲用冷卻流體進(jìn)行冷卻,利用拉伸空氣對長纖絲施加張力,制成所期望的纖度。其后,將經(jīng)過紡紗后的長纖絲收集在收集帶上,進(jìn)行接合處理,得到紡粘無紡布。作為接合方法,有借助加熱輥或超聲波的熱壓接、借助加熱空氣的熱熔融、熱壓接點(diǎn)(點(diǎn)粘合)法等。
作為對所得的紡粘無紡布賦予本發(fā)明的纖維處理劑的方法,可以利用凹印法、柔印法、水平輥法等輥涂法、噴涂法等來進(jìn)行,只要是能夠逐個單面地調(diào)節(jié)向無紡布上的涂布量的方法,就沒有特別限定。另外,作為被附著了纖維處理劑的無紡布的干燥方法,可以使用利用熱風(fēng)及紅外線使其干燥的方法、與熱源接觸而使其干燥的方法等。
本發(fā)明的無紡布中,作為發(fā)揮透水性的對象的液體,可以舉出:尿、軟便、泥狀便、水樣便、血液、體液、滲出液等。作為本發(fā)明的無紡布的用途,可以舉出:嬰兒用一次性尿褲、護(hù)理用一次性尿褲、生理衛(wèi)生用品、繃帶、創(chuàng)可貼、消毒布、醫(yī)用膠帶等衛(wèi)生材料用途、寵物用排泄墊、芳香劑的吸液芯、液體防蟲劑的吸液芯、清潔布等日用品用途、咖啡濾紙、控水墊等食品相關(guān)用途等。
實施例
以下利用實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明,然而本發(fā)明并不受其限定。需要說明的是,各實施例和比較例中的評價項目和評價方法如下所示。而且,例中的“份”及“%”分別表示“重量份”及“重量%”。
〔31p-nmr測定方法〕
利用31p-nmr測定方法測定出磷酸化合物中的化合物(a)、化合物(b)、化合物(c)、和無機(jī)磷酸的比率。
在直徑5mm的nmr用試樣管中稱量測定試樣不揮發(fā)成分約30mg,作為氘代溶劑加入約0.5ml重水(d2o)并使之溶解,利用31p-nmr測定裝置(bruker公司制avance400,162mhz)進(jìn)行了測定。
來自于化合物(c)的磷元素的峰在-5~-15ppm出被檢出。
來自于化合物(b)、化合物(a)、和無機(jī)磷酸的磷元素的峰均在+4~-1ppm處被檢出,然而從低磁場側(cè)起,按照無機(jī)磷酸、化合物(a)、化合物(b)的順序確定歸屬。
確定歸屬后,根據(jù)積分比率,算出化合物(c)、無機(jī)磷酸、化合物(a)、和化合物(b)的重量比率。
(實施例1)
首先,如下所示地制造出作為化合物(a)、化合物(b)、化合物(c)、和無機(jī)磷酸的混合物即有機(jī)磷酸化合物。
將poe(3)辛基醚250g加入1升燒瓶中,一邊攪拌一邊慢慢地投入無水磷酸55g(相對于poe(3)辛基醚1摩爾而言,p2o5相當(dāng)于0.4摩爾),在保持80℃不變的同時,攪拌3小時。得到淡褐色透明未中和物。
將離子交換水280g和50%重量濃度koh溶液90g加入另外的1升燒瓶中,一邊攪拌,一邊慢慢地投入所述未中和物,得到淡黃色半透明糊狀物(不揮發(fā)成分50%、水分50%)。利用31p-nmr確認(rèn)淡黃色半透明糊狀物的組成,能夠確認(rèn)化合物(a)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為39.9重量%,化合物(b)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為50重量%,化合物(c)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為10重量%,無機(jī)磷酸相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為0.1重量%。
(實施例2~7)
與實施例1同樣地,得到表1所示的化合物(a)~(c)和無機(jī)磷酸的混合物即實施例2~7的纖維處理劑。
(實施例8~16)
與實施例1同樣地,得到表1所示的化合物(a)~(c)和無機(jī)磷酸的混合物后,將表1所示的化合物(d)或化合物(e)混合,得到實施例8~16的纖維處理劑。
(比較例1)
將poe(3)辛基醚250g投入1升燒瓶中,一邊攪拌一邊慢慢地投入無水磷酸55g,在保持80℃不變的同時,攪拌3小時。添加離子交換水10g后再攪拌1小時。得到淡褐色透明未中和物。將離子交換水270g和50%重量濃度koh溶液90g加入另外的1升燒瓶中,一邊攪拌一邊慢慢地投入所述未中和物,得到淡黃色半透明糊狀物(不揮發(fā)成分50%、水分50%)。利用31p-nmr確認(rèn)淡黃色半透明糊狀物的組成,能夠確認(rèn)化合物(a)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為59.8重量%,化合物(b)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為40重量%,化合物(c)相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為0.1重量%,無機(jī)磷酸相對于淡黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為0.1重量%。
(比較例2)
將poe(3)辛基醚250g加入1升燒瓶中,一邊攪拌一邊慢慢地投入無水磷酸90g,在保持80℃不變的同時,攪拌3小時。得到褐色透明未中和物。將離子交換水310g和50%重量濃度koh溶液90g加入另外的1升燒瓶中,一邊攪拌一邊慢慢地投入所述未中和物,得到黃色半透明糊狀物(不揮發(fā)成分50%、水分50%)。利用31p-nmr確認(rèn)黃色半透明糊狀物的組成,能夠確認(rèn)化合物(a)相對于黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為23重量%,化合物(b)相對于黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為23重量%,化合物(c)相對于黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為50重量%,無機(jī)磷酸相對于黃色半透明糊狀物的全部不揮發(fā)成分為4重量%。
(比較例3~7)
與比較例1和2同樣地,得到表1所示的纖維處理劑。
分別制備出不揮發(fā)成分在全部纖維處理劑中所占的重量比例為25重量%的實施例1~16、比較例1~7的纖維處理劑。將所得的纖維處理劑分別用約60℃的溫水稀釋成不揮發(fā)成分的重量比例為0.9重量%的濃度,得到稀釋液。
然后,利用浸漬給油法使各個纖維處理劑的稀釋液150g附著在纖維主體300g上,使附著在透水性纖維上的纖維處理劑的不揮發(fā)成分的附著量為0.45重量%。纖維主體是未附著纖維處理劑的聚丙烯(芯)-聚乙烯(鞘)系復(fù)合纖維,單纖維纖度為2.2dtex,纖維長度為38mm。將附著有各個纖維處理劑的稀釋液的纖維放入80℃溫風(fēng)干燥機(jī)中2小時,然后,在室溫下放置8小時以上,使之干燥,得到透水性纖維。
使所得的透水性纖維分別通過開纖工序和使用了梳理試驗機(jī)的梳理工序,制作出單位面積質(zhì)量為25g/m2的網(wǎng)。此時,對各個透水性纖維,利用下述所示的評價方法評價了梳理工序中的物性(抗靜電性、筒體纏繞、有無浮渣產(chǎn)生、絲頭數(shù)(nepyarncount))。將所得的網(wǎng)在air-through型熱風(fēng)循環(huán)干燥機(jī)中以135℃進(jìn)行熱處理,固定網(wǎng),得到無紡布。對所得的無紡布,利用下述所示的評價方法分別評價了物性(瞬間透水性、防液體回滲性)。將其結(jié)果表示于表4~6中。另外,將耐久透水性評價結(jié)果表示于以下的(4)無紡布的耐久透水性中。
(1)制棉工序評價
作為制棉工序時與輥纏繞的代用評價,測定出濕潤時纖維/金屬間的摩擦。濕潤時纖維/金屬間的摩擦越低,則確認(rèn)制棉工序中的纏繞越減少。利用下面的評價方法,在經(jīng)驗上得到如果是40g以下,則制棉工序中纏繞減少的見解。由此,如果濕潤時纖維/金屬間的摩擦為40g以下,則將指標(biāo)設(shè)為○,認(rèn)為合格。
○:濕潤時纖維/金屬間的摩擦為40g以下
×:濕潤時纖維/金屬間的摩擦大于40g
(濕潤時纖維/金屬間的摩擦的測定方法)
將脫脂后的聚酯復(fù)絲(共167dtex、48根)以接觸角為450°的方式纏繞在摩擦體(直徑3cm的緞鉻支桿)上,并對纏繞前端施加20g負(fù)荷,一邊向其滴加有效成分為1.0重量%的纖維處理劑的乳液,此時一邊以3cm/min的速度進(jìn)行牽拉,測定出此時的摩擦力(單位:g)。此時的溫度條件為20℃。
(2)梳理工序評價
(2-1)抗靜電性
使用梳理試驗機(jī)在20℃×45%rh的條件下將試樣透水性纖維40g以筒體轉(zhuǎn)速970rpm(能設(shè)定的最高轉(zhuǎn)速)通過小型梳理機(jī)。對所產(chǎn)生的靜電的電壓進(jìn)行測定,利用以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評價。而且,5是最佳的評價,只要是1.0kv以下,則能夠用于實際應(yīng)用。
5:低于0.5kv、
4:0.5~1.0kv、
3:高于1.0kv~1.5kv、
2:高于1.5kv~2.0kv、
1:大于2.0kv
(2-2)筒體纏繞
使用梳理試驗機(jī)在30℃×70%rh的條件下對試樣短纖維40g進(jìn)行梳理后,觀察筒體,按照以下基準(zhǔn)進(jìn)行評價。而且,5是最佳的評價。如果為4以上,則可以用于實際應(yīng)用。
5…未纏繞
4…雖然發(fā)生了纏繞,但纏繞為筒體面的1/10以下
3…纏繞為大于筒體面的1/10且為1/5以下
2…纏繞為大于筒體面的1/5且為1/3以下
1…纏繞為大于筒體面的1/3~整個面
(2-3)有無浮渣產(chǎn)生
使用梳理試驗機(jī)在30℃×70%rh的條件下對試樣透水性纖維200g進(jìn)行梳理后,觀察附著于輥上的浮渣,評價了有無浮渣產(chǎn)生。
5:看不到浮渣、
4:浮渣少、
3:可以看到浮渣、
2:可以看到很多浮渣、
1:可以看到非常多浮渣。
如果是4以上,則可以用于實際應(yīng)用。
(2-4)絲頭數(shù)
對使用梳理試驗機(jī)在30℃×70%rh的條件下對試樣透水性纖維40g進(jìn)行梳理而得的網(wǎng),利用目視進(jìn)行判定,判定了絲頭數(shù)。絲頭少者評價為良好。
5:看不到絲頭、
4:絲頭少、
3:可以看到絲頭、
2:可以看到很多絲頭、
1:可以看到非常多絲頭。
如果是4以上,則可以用于實際應(yīng)用。
(3)無紡布的瞬間透水性
將無紡布疊放在濾紙(東洋濾紙、no.5)之上,從設(shè)于距無紡布表面10mm高度的滴定管滴加1滴(約0.05ml)生理鹽水,測定到水滴從無紡布表面消失為止的時間。在無紡布表面的20處進(jìn)行該測定,顯示低于5秒的個數(shù)。如果該個數(shù)為16個以上,則瞬間透水性良好,可以用于實際應(yīng)用。
(4)無紡布的耐久透水性
將無紡布(10cm×10cm)疊放在市售的紙尿褲上,在其上放置內(nèi)徑60mm的圓筒,向圓筒內(nèi)注入生理鹽水80ml,使其通過無紡布后被紙尿褲吸收。注水后放置3分鐘,然后將無紡布夾于2張濾紙(東洋濾紙、no.5)之間,在其上放置板(10cm×10cm)和重物(合計3.5kg),放置3分鐘以脫水,其后再風(fēng)干5分鐘。對風(fēng)干后的試樣無紡布,針對生理鹽水在上述圓筒內(nèi)所通過的部位,利用無紡布的瞬間透水性的試驗方法,在20處測定生理鹽水的消失時間,顯示出消失時間少于5秒的個數(shù)。如果該個數(shù)為18個以上,則耐久透水性良好。對供試驗使用的無紡布,反復(fù)進(jìn)行相同的操作。在該反復(fù)試驗中即使重復(fù)數(shù)次,生理鹽水的消失個數(shù)(消失時間少于5秒的部位的個數(shù))仍很多者為佳。
實施例12:第一次為20個,第二次為3個,第三次為0個。
實施例13:第一次為20個,第二次為10個,第三次為2個。
實施例14:第一次為20個,第二次為5個,第三次為0個。
實施例1~11和比較例1~7的結(jié)果均為第一次為0個。
判斷出實施例12~14不僅解決了本申請問題,而且耐久透水性良好。
(5)無紡布的防液體回滲性
將無紡布(10cm×10cm)置于市售的紙尿褲之上,再在其上放置內(nèi)徑60mm的圓筒,將生理鹽水100ml注入圓筒內(nèi),通過無紡布而被紙尿褲吸收。如果生理鹽水全部被紙尿褲吸收,則取下圓筒,疊放20張已預(yù)先稱重的濾紙(東洋濾紙、no.5),在其上放置5kg的負(fù)荷。放置5分鐘后,稱量濾紙的重量,測定出重量增加量,并將其作為液體回滲量(g)。將1.2g以下視為容許范圍,理想的是1.0g以下。
而且,表1中的各成分如下所示。
化合物a1-1:單-辛基磷酸酯鉀鹽
化合物a1-2:單-聚氧乙烯(3摩爾)辛基磷酸酯鉀鹽
化合物a2:單-月桂基磷酸酯鉀鹽
化合物b1-1:二-辛基磷酸酯鉀鹽
化合物b1-2:二-聚氧乙烯(3摩爾)辛基磷酸酯鉀鹽
化合物b2:二-月桂基磷酸酯鉀鹽
化合物c1-1:聚-辛基磷酸酯鉀鹽
化合物c1-2:聚-聚氧乙烯(3摩爾)辛基磷酸酯鉀鹽
化合物c2:聚-月桂基磷酸酯鉀鹽
化合物d1:peg(400)單油酸酯
化合物d2:聚氧乙烯(20摩爾)月桂基醚
化合物d3-1:將聚氧乙烯(20摩爾)蓖麻蠟的馬來酸縮合物的每1摩爾當(dāng)量羥基用1摩爾當(dāng)量硬脂酸封端后的酯
化合物d3-2:將聚氧乙烯(20摩爾)蓖麻蠟的馬來酸縮合物的每1摩爾當(dāng)量羥基用1摩爾當(dāng)量山崳酸封端后的酯
化合物d4:六甘油單硬脂酸酯
化合物e1:聚氧乙烯/聚氧丙烯改性硅酮(si元素含有率:20%、poe含有率:100%、分子量:10000)
化合物e2a-1:十六烷基磺酸酯鈉鹽
化合物e2b-1:二辛基磺基琥珀酸酯鈉鹽
化合物f1:單硬脂基磷酸酯鉀鹽
化合物f2:二硬脂基磷酸酯鉀鹽
化合物f3:聚硬脂基磷酸酯鉀鹽
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
從表4~6可以清楚地看到,實施例1~16的纖維處理劑含有化合物(a)、化合物(b)、及化合物(c),并滿足化合物(c)的重量比例為1~35重量%,化合物(a)和化合物(b)的合計與化合物(c)的重量比(c/(a+b))為0.01~0.5,無機(jī)磷酸的重量比例為3重量%以下,因此,濕潤時纖維/金屬間摩擦低,從而制棉性優(yōu)異,被賦予了該處理劑的透水性纖維的梳理機(jī)通過性優(yōu)異,瞬間透水性優(yōu)異,能夠解決本申請的課題。另外,實施例12~14的纖維處理劑含有化合物(d3),因此除了完成本申請的課題之外,還能夠確認(rèn)耐久透水性優(yōu)異。
另一方面,在c/(a+b)小于0.01的情況下(比較例1、5、及6)、c/(a+b)大于0.5的情況下(比較例3)、所述化合物(c)的重量比例小于1重量%的情況下(比較例5~7)、所述化合物(c)的重量比例大于35重量%的情況下(比較例2)、無機(jī)磷酸的重量比例大于3重量%的情況下(比較例4),申請的課題中的至少1個無法解決本。