JP6812703B2

JP6812703B2 - 合成繊維平滑剤組成物

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Publication number: JP6812703B2
Application number: JP2016163172A
Authority: JP
Inventors: 美紀小中; 光宏福嶋; 圭一円山
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: JP2018030933A

Description

本発明は、合成繊維又は合成繊維製品に対して十分な平滑性を付与することができる合成繊維平滑剤組成物に関するものである。

繊維の製糸工程、編成工程、布・ニット・糸染色工程、仕上げ加工工程等の繊維処理製品の製造工程において、各工程によって被処理物の形態に違いはあっても、鉱物油、炭化水素油、エステル油などの油剤が配合された繊維処理剤が多く使用されている。
例えば、有機重合体を溶融紡糸して合成繊維を製造するにあたって、紡糸操作や、それに続く延伸、巻き取り編織等の種々の処理工程を円滑に行うためには、潤滑剤や集束剤などが繊維処理剤に配合されている。
集束剤として、ポリブテン、プロピレンオキサイド（ＰＯ）／エチレンオキサイド（ＥＯ）共重合体、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）・フタル酸類ポリエステル、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）・ロジン酸エステルなどの高分子量化合物や、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリウレタン、シリコーンなどの皮膜形成能を有する熱可塑性樹脂を配合した繊維処理剤を、未延伸糸束に給油した後に延伸する方法が提案されているが、これら高分子量の化合物は他の油剤との相溶性が劣り、また繊維の平滑性については不十分であった。

特許文献１には、シリコーン油剤に対し、ポリオキシアルキレンブロックを主鎖中に直鎖状に導入した変性シリコーンを添加した合成繊維処理用油剤が提案され、シリコーン油剤への相溶性向上により集束性が向上することが記載されているが、平滑性については議論されていない。

特許第４４２７１４９号公報

本発明は、合成繊維又は合成繊維製品に対して十分な平滑性を付与することができる合成繊維平滑剤組成物の提供を目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の炭化水素油と特定のブロック共重合体の水素化物とを所定の比率で配合した組成物が上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、３７．８℃における動粘度が１〜２００ｍｍ^２／ｓの脂肪族炭化水素油（Ａ）と、芳香族ビニル化合物単位からなるブロック（ｂ１）及びジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）から構成されたジブロック共重合体の水素化物（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）＝９６／４〜６５／３５の質量比で含有することを特徴とする合成繊維平滑剤組成物である。

本発明の合成繊維平滑剤組成物において、前記芳香族ビニル化合物単位がスチレンであり、前記ジブロック共重合体又はトリブロック共重合体の水素化物（Ｂ）中におけるスチレン含有量が１０〜５０質量％であってもよい。
また、前記ジエン化合物単位がイソプレン又はブタジエンであってもよい。

本発明の合成繊維平滑剤組成物によれば、合成繊維又は合成繊維製品に対して十分な平滑性を付与することができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明の合成繊維平滑剤組成物は、脂肪族炭化水素油（Ａ）（以下、（Ａ）成分ともいう。）と、ジブロック共重合体又はトリブロック共重合体の水素化物（Ｂ）（以下、（Ｂ）成分ともいう。）を少なくとも含有する。以下、各成分について説明する。

〔（Ａ）成分〕
本発明に用いる（Ａ）成分は、３７．８℃における動粘度が１〜２００ｍｍ^２／ｓの脂肪族炭化水素油であり、炭素と水素からなる化合物であれば特に限定はされず、飽和脂肪族炭化水素油及び不飽和脂肪族炭化水素油のいずれであってもよい。
飽和脂肪族炭化水素油としては、例えば、流動パラフィン、水添ポリイソブテン、α−オレフィンオリゴマー、スクワランなどが挙げられる。不飽和脂肪族炭化水素油としては、例えば、スクワレン、ポリブテンなどが挙げられる。特に飽和脂肪族炭化水素油である流動パラフィン、水添ポリイソブテン、スクワランは繊維等にサラサラ感を付与できるので好ましい。
（Ａ）成分は１種を単独で、又は２種以上を併せて用いることができる。

脂肪族炭化水素油（Ａ）は、３７．８℃における動粘度が１〜２００ｍｍ^２／ｓの範囲内であり、好ましくは１〜１００ｍｍ^２／ｓ、特に好ましくは１〜５０ｍｍ^２／ｓの範囲内である。動粘度が高すぎると、繊維等にベタツキが生じ易くなる。なお、脂肪族炭化水素油（Ａ）の動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３：２０００の「５．動粘度試験方法」に従って、キャノンフェンスケ粘度計を用いて、３７．８℃の試験温度で測定することにより得ることができる。

〔（Ｂ）成分〕
本発明に用いる（Ｂ）成分はブロック共重合体の水素化物であり、ブロック共重合体は芳香族ビニル化合物単位からなるブロック（ｂ１）及びジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）から構成されたジブロック共重合体又はトリブロック共重合体である。なお、以下では、ジブロック共重合体及びトリブロック共重合体を総括的に単に「ブロック共重合体」ともいう。
ブロック（ｂ１）の形成に用いられる単量体の芳香族ビニル化合物単位としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、３−メチルスチレン、４−プロピルスチレンなどが挙げられるが、これらの中で特にスチレンが好ましい。
また、ブロック（ｂ２）の形成に用いられるジエン化合物単位としては、例えば、イソプレン、ブタジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエンなどが挙げられるが、これらの中でイソプレン、ブタジエンが好ましい。

このブロック共重合体水素化物は、前記の芳香族ビニル化合物単位からなるブロック（ｂ１）及びジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）がジブロック共重合体（ｂ１−ｂ２）、又はトリブロック共重合体（ｂ１−ｂ２−ｂ１）を形成し、更にジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）の二重結合部分が水素添加されたブロック共重合体の水素化物である。
本発明におけるジブロック共重合体の水素化物としては、例えば、スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素化物（スチレン・エチレン・プロピレンブロック共重合体（以下、「ＳＥＰ」と略記することがある。））、スチレン・ブタジエンジブロック共重合体の水素化物（スチレン・エチレン・ブチレン共重合体（以下、「ＳＥＢ」と略記することがある。））、又はこれらの混合物を好適に使用することができる。
本発明におけるトリブロック共重合体の水素化物としては、例えば、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体の水素化物（スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＥＰＳ」と略記することがある。））、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体の水素化物（スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＥＢＳ」と略記することがある。））、又はこれらの混合物を好適に使用することができる。

また（Ｂ）成分として、これらジブロック共重合体及びトリブロック共重合体の各水素化物の混合物を好適に使用することができる。（Ｂ）成分が混合物である場合、ジブロック共重合体の水素化物／トリブロック共重合体の水素化物の混合比率は、質量比で、好ましくは９５／５〜２５／７５の範囲内であり、特に好ましくは９５／５〜５０／５０の範囲であり、更に好ましくは９５／５〜８０／２０の範囲である。混合比率が上記の範囲内である場合、平滑性が更に向上する。

芳香族ビニル化合物単位としてスチレンを用いたブロック共重合体の水素化物（Ｂ）は、スチレン含有量が、好ましくは１０〜５０質量％であり、特に好ましくは１５〜４５質量％、更に好ましくは２０〜４０質量％である。スチレンの含有量がこの範囲内である場合、平滑性が更に向上する。
なお、ブロック共重合体の水素化物（Ｂ）中におけるスチレンの含有量は、重クロロホルム溶媒を用いて^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを求め、スペクトルより得られたスチレンのモル％を質量％に換算しなおすことで求められる。
また、ジブロック共重合体の水素化物／トリブロック共重合体の水素化物の混合物を用いる場合、各共重合体の水素化物の加重平均にて混合物中におけるスチレンの含有量を算出することができる。

前記脂肪族炭化水素油（Ａ）と前記ブロック共重合体の水素化物（Ｂ）の配合量は、質量比で、（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜８５／１５の範囲内であり、好ましくは９７／３〜８７／１３、特に好ましくは９６／４〜９０／１０である。（Ｂ）成分の配合量がこの範囲内である場合、平滑性が更に向上する。

本発明の合成繊維平滑剤組成物は、合成繊維の製造工程において、又は合成繊維から製造された繊維製品に対して、そのまま、あるいは水中油型エマルションに調製して、または溶剤などで希釈して使用することができる。使用方法としては、例えば、含浸機（浴）で含浸する方法、噴霧器により噴霧する方法、塗工機により塗布する方法、ロール等で繊維に付着させる方法などが挙げられる。また、本発明の合成繊維平滑剤組成物を溶融ポリマーに混錬して紡糸したり、紡糸後に繊維の仕上げ油剤として使用したりすることも可能である。更に、本発明の合成繊維平滑剤組成物を付着させて乾燥後、熱処理する方法も採用できる。

本発明の合成繊維平滑剤組成物で処理可能な繊維又は繊維製品について合成繊維であれば特に限定はなく、例えば、ナイロン６やナイロン６６で代表されるポリアミド系合成繊維、ポリエチレンテレフタレートで代表されるポリエステル系合成繊維に対して有効である。また、繊維等の形態、形状にしても制限はなく、フィラメント、糸等のような原材料形状に限らず、織物、編み物、不織布等の多様な加工形態の繊維製品も、本発明の合成繊維平滑剤組成物で処理可能な対象となる。なかでも特に平滑性を求められる合成繊維フィラメントの処理に適している。

本発明の合成繊維平滑剤組成物は、本発明の目的を損なわない範囲において、他の添加剤を含有していてもよい。例えば、保湿剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防腐剤、防錆剤、防しわ剤、難燃剤、柔軟仕上げ剤、撥水剤、吸水剤、バインダー樹脂等の通常の機能性付与剤を併用することができる。

以下、実施例及び比較例を例示して本発明を更に具体的に説明する。
本発明の実施例及び比較例の合成繊維平滑剤組成物を製造するにあたっては、各種配合成分として、それぞれ以下の市販品を用いた（表１〜２）。

１）脂肪族炭化水素油（Ａ）
（Ａ−１）パールリーム６（３７．８℃における動粘度が２０ｍｍ^２／ｓの水添ポリイソブテン、日油（株）製）
（Ａ−２）パールリーム４（３７．８℃における動粘度が３ｍｍ^２／ｓの水添ポリイソブテン、日油（株）製）
（Ａ−３）流動パラフィン（３７．８℃における動粘度が７５ｍｍ^２／ｓの流動パラフィン、ＭＯＲＥＳＣＯ製）
（Ａ−４）スーパースクワラン（３７．８℃における動粘度が１８ｍｍ^２／ｓのスクワラン、アテック（株）製）
（Ａ−５）ルーカントＨＣ−２０（３７．８℃における動粘度が１６８ｍｍ^２／ｓのエチレン−α−オレフィン共重合体、三井化学（株）製）
（Ａ’−１）ポリブテン０１５Ｎ（３７．８℃における動粘度が６８０ｍｍ^２／ｓのポリブテン、日油（株）製）

２）芳香族ビニル化合物単位からなるブロック（ｂ１）及びジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）から構成されたブロック共重合体の水素化物（Ｂ）
（Ｂ−１）クレイトンＧ１７０１（スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素化物（ＳＥＰ）、スチレンの含有量：３７質量％、クレイトンポリマー社製）
（Ｂ−２）セプトン８００４（スチレン・ブチレン・スチレントリブロック共重合体の水素化物（ＳＥＢＳ）、スチレン単位からなるブロック（ｂ１Ｓ）の含有量：３１質量％、クラレ（株）製）
（Ｂ−３）クレイトンＧ１６５７（スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素化物（ＳＥＰ）／スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体の水素化物（ＳＥＰＳ）の混合物（質量比３０／７０）、スチレンの含有量：１３質量％、クレイトンポリマー社製）
（Ｂ’−１）ＤＹＮＡＲＯＮ１３２１Ｐ（スチレン−ブタジエンのランダム共重合体の水素化物（ＨＳＢＲ）、スチレン含有量１０質量％、ＪＳＲ（株）製）
（Ｂ’−２）ＤＹＮＡＲＯＮ６２００Ｐ（エチレン−ブチレンのブロック共重合体、ＪＳＲ（株）製）

〔実施例１〜３、参考例１〜３及び比較例１〜５〕
１．合成繊維平滑剤組成物の製造
（参考例１）
水添ポリイソブテン（Ａ−１）９００ｇとスチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素化物（Ｂ−１）１００ｇを２Ｌセパラブルフラスコに仕込み、内容物を攪拌しながら１４０℃で５時間溶融混合した後、冷却し合成繊維平滑剤組成物を得た。
（実施例１〜３、参考例２〜３）
実施例１〜３、参考例２〜３については、表３に示す配合比率で参考例１と同じ方法で合成繊維平滑剤組成物を得た。
（比較例１〜５）
比較例１〜５については、表３に示す配合比率で参考例１と同じ方法で合成繊維平滑剤組成物を得た。

２．試験糸束の調製
実施例１〜３、参考例１〜３及び比較例１〜５については、得られた合成繊維平滑剤組成物の濃度が１５質量％になるように、合成繊維平滑剤組成物１５ｇ、トルエン８５ｇを配合した。得られたトルエン溶液に、ナイロン製ミシン糸束（（株）フジックス製１００％ナイロンモノフィラメント、ミシン糸６０番手、２４本束）を１分浸漬した後、１００℃で２分間の乾燥後、更に１２０℃で２分間加熱処理して評価用の試験糸束を得た。
得られた各評価用の試験糸束について、以下の評価方法により平滑性を評価した。評価の結果を表３に示す。

３．評価方法（平滑性）
カトーテック（株）製の摩擦感テスター（ＫＥＳ−ＳＥ）を用いて、試験糸束をそれぞれ３回測定し、平均値を算出した。試験結果を示す数字が小さいほど平滑性が高いことを示す。測定した値を次の基準により評価した。
◎（優良）：０．４５未満
○（良）：０．４５以上、０．５０未満
△（可）：０．５０以上、０．５５未満
×（不良）：０．５５以上

表３に示すとおり、実施例１〜３の合成繊維平滑剤組成物は、平滑性に優れていた。
一方、比較例１では、（Ｂ）成分を含有していないので平滑性を得られず、また、比較例２では、（Ｂ）成分に代えて、スチレン・ブタジエンのランダム共重合体の水素化物を含有するので、十分な平滑性を得られなかった。
比較例３においては、（Ｂ）成分に代えて、エチレン・ブチレンのブロック共重合体であり、芳香族ビニル化合物単位を含まない共重合体を含有するので、十分な平滑性を得られなかった。比較例４においては、脂肪族炭化水素油として、３７．８℃における動粘度が２００ｍｍ^２／ｓよりも大きいポリブテンを含有するので、ベタツキが見られ十分な平滑性は得られなかった。
比較例５においては、脂肪族炭化水素油（Ａ）とブロック共重合体の水素化物（Ｂ）の配合比率（Ａ）／（Ｂ）が本発明の規定範囲外であるので、十分な平滑性は得られなかった。

Claims

３７．８℃における動粘度が１〜２００ｍｍ^２／ｓの脂肪族炭化水素油（Ａ）と、芳香族ビニル化合物単位からなるブロック（ｂ１）及びジエン化合物単位からなるブロック（ｂ２）から構成されたジブロック共重合体の水素化物（Ｂ）とを（Ａ）／（Ｂ）＝９６／４〜６５／３５の質量比で含有することを特徴とする合成繊維平滑剤組成物。
前記芳香族ビニル化合物単位がスチレンであり、前記ジブロック共重合体の水素化物（Ｂ）中におけるスチレン含有量が１０〜５０質量％である請求項１に記載の合成繊維平滑剤組成物。
前記ジエン化合物単位がイソプレン又はブタジエンである請求項１に記載の合成繊維平滑剤組成物。