JP2004277994A - 抄紙用分散剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 不織布を抄紙法で製造する際、優れた繊維の分散安定性を示し、高品質な不織布が得られる抄紙用合成繊維分散剤を提供する。
【解決手段】 重量平均分子量が６０００〜１２０００であるひまし油または硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物（Ａ）、および炭素数１２〜２２の脂肪酸石鹸（Ｂ１）および／または炭素数８〜２２の高級アルコールのホスフェート金属塩（Ｂ２）からなるアニオン界面活性剤（Ｂ）からなり、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が４０／６０〜９０／１０であることを特徴とする疎水性繊維抄紙用分散剤。
【選択図】 なし

Description

本発明は、抄紙用合成繊維油剤に関する。さらに詳しくは、疎水性の合成繊維を含有する抄紙用繊維状物質の抄紙工程に用いる合成繊維用分散剤に関する。

ポリオレフィン繊維やポリエステル繊維等、疎水性の合成繊維を原料とする不織布が近年脚光を浴びている。これを抄紙法で製造する際の水中での繊維の分散性を改良するための抄紙用油剤として、例えば、ポリエステル繊維用油剤として酸化エチレンと酸化プロピレンとの共重合物誘導体が提案され（特許文献１）、また湿式不織布用繊維処理剤としてポリオキシプロピレン炭化水素エーテルと非イオン界面活性剤との併用が提案されている（特許文献２）。
特公昭６２−４９３９４号公報 特開平０３−１９３９９７号公報

しかし、これらの油剤を使用した場合は、繊維間への油剤エマルションの浸透が不十分で、水中での繊維の分散性が十分でなく、不織布の品質が低下する場合がある。不織布の高品質化から、分散性の良好な抄紙用油剤が求められてきた。
本発明の目的は、合成繊維を原料とする不織布を抄紙法で製造する際に、優れた繊維の分散安定性を示し、さらに、疎水性の繊維に対して湿潤性が良好で、高品質な不織布が得られる抄紙用油剤を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、重量平均分子量が６０００〜１２０００であるひまし油または硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物（Ａ）およびアニオン界面活性剤（Ｂ）からなり、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が４０／６０〜９０／１０であることを特徴とする疎水性繊維抄紙用分散剤である。また、疎水性繊維がポリオレフィン系繊維またはポリエステル繊維であり、抄紙用分散剤で処理して、疎水性繊維に対して０．０５〜２質量％付着されてなる抄紙用合成繊維で、前記の合成繊維を抄紙してなる不織布に関するものである。

本発明の抄紙用分散剤は、従来の分散剤に比べ水中における合成繊維の分散安定性を良好にするという効果を奏する。

本発明の疎水性繊維抄紙分散剤を構成する成分であるひまし油または硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物（Ａ）は、ひまし油または硬化ひまし油にエチレンオキシド（以下ＥＯと略す）を付加したものであり、その重量平均分子量は通常６０００〜１２０００である。
ヒマシ油と硬化ヒマシ油が使用でき、繊維の分散安定性の点で、硬化ヒマシ油がより好ましい。
なお、（Ａ）成分として、ヤシ油、大豆油、オリーブ油、ナタネ油、牛脂、豚脂などの天然物トリグリセライドとＥＯを反応させたものを、ひまし油または硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物と併用しても差し支えない。

（Ａ）の重量平均分子量は、通常６０００〜１２０００の範囲であるが、好ましい分子量の範囲は８０００〜１１０００であり、さらに好ましい分子量の範囲は、９０００〜１００００である。６０００未満では分散性が不良になり、１２０００を超えると分散剤の安定性が低下する。

（Ａ）の具体例としては、重量平均分子量６０００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物、重量平均分子量８０００のヒマシ油ＥＯ付加物、重量平均分子量１００００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物、重量平均分子量１２０００のヒマシ油ＥＯ付加物などがあげられる。好ましいものは重量平均分子量９０００〜１００００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物である。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフで測定した値である。

本発明の疎水性繊維抄紙分散剤を構成するもう１つの成分は、アニオン界面活性剤（Ｂ）であり、好ましくは、脂肪酸石鹸（Ｂ１）と高級アルコールのホスフェート金属塩（Ｂ２）である。（Ｂ１）の好ましいものとしては、分散性と水に対する水溶性の観点から、炭素数１２から２２の脂肪酸石鹸、さらに好ましくは炭素数１６〜２２の脂肪酸石鹸である。
（Ｂ２）の好ましいものとしては、分散性と水溶性の観点から、好ましくは炭素数８〜２２の高級アルコールのホスフェート金属塩、さらに好ましくは炭素数１２〜２２の高級アルコールのホスフェート金属塩である。これらは各々単独でも、併用で使用してもよい。

（Ｂ１）の炭素数１２〜２２の脂肪酸は、直鎖状でも分岐状でも、飽和、不飽和いずれでもよく、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸およびベヘニン酸などがあげられる。これらの脂肪酸でさらに好ましいものは、オレイン酸、リノール酸、リシノレイン酸であり、特に好ましいものは、オレイン酸、リシノレイン酸である。
また、脂肪酸石鹸の中和金属は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属；カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属があげられる。好ましいものは、アルカリ金属であり、さらに好ましいのはナトリウム、カリウムである。

（Ｂ１）の具体例としては、オレイン酸ナトリウム塩、オレイン酸カリウム塩、リシノレイン酸ナトリウム塩、レシノレイン酸カリウム塩などがあげられる。好ましいものはオレイン酸カリウム塩、レシノレイン酸カリウム塩である。

また、（Ｂ２）の炭素数８〜２２の高級アルコール高級アルコールとしては、直鎖状でも分岐状でも、飽和、不飽和いずれでも良く、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、イソセチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベヘニルアルコールなどがあげられる。さらに好ましいものは、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコールである。
また、ホスフェートの中和金属は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属；カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属があげられる。好ましいものは、アルカリ金属であり、さらに好ましいのはナトリウム、カリウムである。

（Ｂ２）の具体例としては、２−エチルヘキシルアルコールホスフェートカリウム塩、デシルアルコールホスフェートカリウム塩、ラウリルアルコールホスフェートカリウム塩、ミリスチルアルコールホスフェートカリウム塩、セチルアルコールホスフェートカリウム塩、ステアリルアルコールホスフェートカリウム塩、ベヘニルアルコールホスフェートカリウム塩などがあげられる。さらに好ましいのは、ラウリルアルコールホスフェートカリウム塩、セチルアルコールホスフェートカリウム塩、ステアリルアルコールホスフェートカリウム塩である。

本発明の抄紙分散剤における（Ａ）と（Ｂ）の合計質量に基づく（Ａ）と（Ｂ）の質量比（Ａ）／（Ｂ）は、通常４０／６０〜９０／１０，好ましくは、４２／５８〜８０／２０、さらに好ましくは４５／５５〜７５／２５である。
（Ａ）／（Ｂ）の比が９０／１０以下であると、分散剤の外観の安定性が良好であり、４０／６０以上では、分散剤の分散性が良好である。

本発明の抄紙分散剤中には、上記（Ａ）、（Ｂ）以外に、本発明の効果を損なわない程度において、非イオン界面活性剤（Ｃ）及びその他の添加剤（Ｄ）を含有してもよい。

（Ｃ）としては、（Ａ）以外の非イオン界面活性剤が挙げられる。
（Ｃ）に具体例としては、高級アルコール（炭素数８〜２４）のエチレンオキシド（以下ＥＯと略す）３〜３０モル付加物、高級アルコール（炭素数８〜２４）のプロピレンオキシド（以下ＰＯと略す）３〜３０モル／ＥＯ３〜５０モル付加物、ひまし油および硬化ひまし油を除く３〜６価の多価アルコール（例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリット、ソルビタン、ソルビットなど）と炭素数８〜２２の脂肪酸（例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸およびベヘニン酸など）とからのエステルのＥＯ３〜３０モル付加物、および上記多価アルコールエステルのＥＯ３〜３０モル付加物の脂肪酸（炭素数８〜２２）エステルなどが挙げられる。
本発明の分散剤中の（Ｃ）の含量は、通常１０質量％以下、好ましくは、５質量％以下である。

その他の添加剤（Ｄ）としては、シリコ−ン化合物、ワックス、酸化防止剤、紫外線吸収剤、香料などが挙げられる。（Ｄ）の含量は、その種類と目的によって異なるが、分散剤の重量に基づいて、通常３質量％以下、好ましくは、０．１〜１質量％である。

本発明の分散剤の製造方法は、特に限定されないが、例えば、櫂型攪拌機を有する配合槽に任意の順序で前記各成分を仕込み、必要により加温（例えば４０〜７０℃）して混合することにより作成できる。

本発明の抄紙用分散剤を使って処理して得られる抄紙用の合成繊維は、通常用いられる熱可塑性樹脂からなる繊維で、樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが例示できる。なかでも、ポリオレフィン系樹脂、およびポリエステル系樹脂は、抄紙用合成繊維の素材として好ましく用いられる。

ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体などが例示できる。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレートおよびポリエーテルポリエステルなどが例示できる。
また、ポリアミド系樹脂としては、６，６−ナイロン、および６−ナイロンなどが例示できる。

本発明の抄紙用合成繊維は、上記熱可塑性樹脂の中から１種あるいは２種以上を選定し、溶融紡糸法により得ることができ、本発明の効果を損なわない範囲で、顔料、帯電防止剤などの通常用いられる添加剤を配合してもよい。
繊維の単糸繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘが好ましく、繊維長は０．５〜２５ｍｍが好ましい。

繊維に本発明の分散剤を付与する方法にはとくに制限はなく、紡糸・延伸などの任意の工程でよい。例えば、水で乳化した１〜２０質量％（油剤から水分を除いた純分、以下固形分という）のエマルションを用い、給油ローラー法、浸漬法、噴霧法などの公知の方法を利用することができる。

本発明の方法においては、本発明の分散剤を繊維質量に対して、固形分として０．０５〜２質量％付与する。好ましくは、下限は０．２質量％、上限は１．５質量％である。付与量が０．０５質量％未満では分散性が不十分となり、２質量％を超えると分散槽での泡立ちが増加する。

本発明の抄紙用合成繊維を、水中に分散させてスラリー状とし、丸網法、傾斜短網法等の通常用いられる抄紙法により抄紙して、本発明の不織布とすることができる。また、抄紙時に、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、ビスコースレーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、綿等の天然繊維を混合して用いることができる。本発明の抄紙用合成繊維以外のこれらの繊維の使用量は、全繊維中の５０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がさらに好ましい。

本発明の不織布の用いられる用途はとくに限定されないが、紅茶パック、緑茶などの濾過袋、ワイピングクロス、おしぼり、ウェットティシュー、紙おむつ、バッテリー分液板等が挙げられる。

［実施例］
以下、実施各例および比較各例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。以下において、部は質量部、％は質量％を意味する。
なお、配合に使用した脂肪酸石鹸とホスフェート金属塩は含水物を用いたが、記載した部数は水分を除外した純分換算である。また、本発明の実施例、比較例で使用している分散剤は、さらに有効成分を５０％に調整後、使用した。

実施例１
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［１］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量６０００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
リシノレイン酸カリウム塩 （４０部）

実施例２
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［２］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量８０００のヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
オレイン酸ナトリウム塩 （４０部）

実施例３
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［３］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量１００００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （５５部）
リシノレイン酸カリウム塩 （３５部）
ミリスチルアルコールＰＯ３モルＥＯ５モル付加物 （１０部）

実施例４
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、白色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［４］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量１２０００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
ステアリルホスフェートカリウム塩 （４０部）

実施例５
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、白色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［５］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量１００００のヒマシ油ＥＯ付加物 （５５部）
セチルホスフェートカリウム塩 （４０部）
ラウリルアルコールＰＯ３モルＥＯ５モル付加物 （ ５部）

比較例１
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［６］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量４０００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
オレイン酸カリウム塩 （４０部）

比較例２
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［７］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量２００００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
リシノレイン酸カリウム塩 （４０部）

比較例３
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［８］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量１００００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （２０部）
オレイン酸ナトリウム塩 （８０部）

比較例４
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて 混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［９］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量８０００の硬化ヒマシ油ＥＯ付加物 （６０部）
オクチルアルコールＰＯ１４モルＥＯ１３モル付加物 （４０部）

比較例５
下記処方の各成分を櫂型攪拌機を有する配合槽に仕込み、４０〜５０℃にて混合し、微黄色ペースト状の本発明の抄紙分散剤［１０］１００部を得た。
処方：
重量平均分子量１２０００のヒマシ油ＥＯ付加物 （３０部）
ステアリルアルコールホスフェートカリウム塩 （７０部）

実施例１〜５、および比較例１〜５で得た抄紙分散剤［１］〜［１０］を用いて、の繊維の分散安定性、繊維付着泡、および泡立ち性の評価を行った。各試験項目の試験方法および評価基準は、下記のとおりである。

試験用エマルションの作成：実施例１〜５および比較例１〜５で得たペースト状の分散剤を、５００ｍｌビーカーに２ｇ取り、続いて２５〜４０℃の温水４９８ｍｌを加え、マグネチックスターラーで、１０分間攪拌して、油剤固形分２．０％のエマルションを作成した。

試験用繊維：ポリプロピレン（単糸繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長：５ｍｍ）に、上記で作成した油剤固形分２．０％のエマルションを、スプレー給油にて繊維に対し３５％付着（油剤固形分付着量０．７％）した繊維を用いた。

繊維の分散安定性：５００ｍｌビーカーにイオン交換水５００ｇを採取し、その中に試験用繊維１．３５ｇを入れ、マグネティックスターラーで１分間攪拌する（回転数：１，０００ｒｐｍ）。攪拌停止後、１０分後の繊維の凝集状態を次の判定基準で目視判定し、繊維の分散安定性の指標とした。
判定基準 ◎：凝集繊維が全く認められない。
○：凝集繊維がわずかに認められる。
△：凝集繊維が明確に認められる。
×：凝集繊維が著しく多い。

繊維の湿潤性：攪拌停止後、繊維とエマルションの湿潤状態を次ぎの判定基準で目視判定した。
判定基準 ◎：繊維の湿潤状態が非常に良い。
○：繊維の湿潤状態は良いが、少し濡れていない部分がある。
△：繊維の一部が濡れず、水面から浮き上がる。
×：繊維がまったく濡れず、全部水面より上に浮き上がる。

繊維付着泡：繊維の分散安定性評価直後、繊維に付着している泡の有無を次の判定基準で目視判定した。
判定基準 ◎：付着している泡は無い。
○：極わずかに付着している泡がある。
△：少し付着している泡がある。
×：付着している泡が多い。

泡立ち性：繊維付着泡判定後、繊維を除去した残液を１００ｍｌの栓付きメスシリンダーに２０ｍｌ採取し、上、下に３０回振とうし（３０回／１５秒間、振とう幅約１０ｃｍ）、１分後の泡の高さ（ｍｍ）を測定した。

本発明の抄紙用合成繊維油剤を付着させた繊維は、従来の油剤を用いたものに比べて、水中での分散性安定性が良好である。さらに抄紙工程での泡立ちが少ないことにより、不織布の高品質化、および高速化が求められる抄紙工程に好適である。

Claims (7)

1. 重量平均分子量が６０００〜１２０００であるひまし油または硬化ひまし油のエチレンオキシド付加物（Ａ）およびアニオン界面活性剤（Ｂ）からなり、（Ａ）と（Ｂ）の質量比が４０／６０〜９０／１０であることを特徴とする疎水性繊維抄紙用分散剤。
2. 前記（Ａ）が硬化ヒマシ油エチレンオキシド付加物である請求項1記載の疎水性繊維抄紙用分散剤。
3. 前記（Ｂ）が、炭素数１２〜２２の脂肪酸石鹸（Ｂ１）および／または炭素数８〜２２の高級アルコールのホスフェート金属塩（Ｂ２）である請求項1または２記載の疎水性繊維抄紙用分散剤。
4. 前記（Ａ）の重量平均分子量が８０００〜１１０００である請求項1〜３のいずれか記載の疎水性繊維抄紙用分散剤。
5. 疎水性繊維がポリオレフィン系繊維またはポリエステル繊維である請求項１〜４いずれか記載の疎水性繊維抄紙用分散剤。
6. 請求項１〜５いずれか記載の抄紙用分散剤で処理して、疎水性繊維に対して０．０５〜２質量％付着されてなる抄紙用合成繊維。
7. 請求項６に記載の合成繊維を抄紙してなる不織布。