造纸用合成纤维处理剂、 造纸用合成纤维的制造方法、 及造 纸无纺布的制造方法 技术领域 本发明涉及造纸用合成纤维处理剂、 造纸用合成纤维的制造方法、 及造纸无纺布 的制造方法。
背景技术 作为造纸用合成纤维， 一直以来相当广泛地使用维尼纶、 人造丝、 天然纤维素、 聚 丙烯、 聚丙烯腈系纤维。但是， 近年来在所谓要求性能的高度化方面， 对以下的造纸用合成 纤维进行造纸而得到的造纸无纺布 ( 有时也简称为造纸 ) 粉墨登场， 所述造纸用合成纤维 是以具有独特的柔软手感且具有尺寸稳定性、 耐热性、 进而成本也低的聚烯烃纤维或聚酯 纤维等疏水性的合成纤维为原料。
但是， 目前的现状是实用化的制品不会充分发挥疏水性合成纤维自身所具有的优 异性能。特别是在造纸工序中， 目前的现状是尚未见到用于使市场要求的疏水性的合成纤 维的分散性提高、 实现生产速度的提高、 且具有抑泡性、 提供疏水性的合成纤维的造纸的造 纸用合成纤维处理剂。
作为造纸用合成纤维处理剂， 例如在专利文献 1 中， 公开有聚酯聚醚嵌段共聚物。 但是， 在专利文献 1 涉及的处理剂中， 低剪切的分散性不良， 结果合成纤维束在分散浴中的 均匀分散不充分。在专利文献 2 中， 公开有含有聚乙二醇脂肪酸单酯及脂肪酸皂的混合物。 但是， 在专利文献 2 涉及的处理剂中， 造纸工序中的发泡较多， 发生的气泡附着于纤维， 因 此问题是分散浴中的均匀分散不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特公昭 58-208500 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2004-238764 号公报
如此， 在这些处理剂中， 现在的造纸用合成纤维所要求的抑泡性、 脱泡性、 低剪切 的分散性处于不充分的水平， 不会得到高品质的无纺布。因此， 在用造纸法制造的无纺布 中， 从无纺布的高品质化出发， 对于造纸用合成纤维处理剂希望兼具全部的要求特性的处 理剂。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于， 提供一种对于在造纸无纺布中使用的造纸用合成纤维可以使 低剪切的分散性良好、 使造纸工序的气泡的发生下降并能赋予优异的纤维分散性的造纸用 合成纤维处理剂、 造纸用合成纤维的制造方法、 及造纸无纺布的制造方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题， 本发明人进行了潜心研究， 结果发现只要是含有特定成分为必须成分的造纸用合成纤维处理剂， 就可以解决上述课题， 从而实现了本发明。
即， 本发明的造纸用合成纤维处理剂， 含有 A 成分、 以及作为脂肪酸和烷醇胺的缩 合物的 B 成分为必须成分， 所述 A 成分是从芳香族二羧酸、 碳数 4 ～ 22 的脂肪族二羧酸及 它们的酯形成性衍生物中选择的至少 1 种二羧酸 ( 衍生物 )、 亚烷基二醇、 和聚亚烷基二醇 或者其衍生物经缩聚而得到的聚酯化合物。
优选 A 成分在上述处理剂的不挥发成分中所占的比例为 40 ～ 90 重量％， B 成分 的比例为 5 ～ 30 重量％。
上述 A 成分优选从芳香族二羧酸及 / 或者其酯形成衍生物、 下述化学式 (1) 表示 的亚烷基二醇、 和下述化学式 (2) 表示的聚亚烷基二醇或者其衍生物经缩聚而得到的聚酯 化合物。
[ 化 1]
HO(R1)OH (1) 1
( 式中， R 是碳数 2 ～ 8 的脂肪族烃基或者碳数 2 ～ 8 的脂环族烃基。)
[ 化 2]
H(OR2)nOR3 (2) 2
( 式中， R 是碳数 2 ～ 4 的亚烷基， n 是 20 ～ 200 的整数， R3 是氢原子、 脂肪族烃 基或者芳香族基。)
上述 B 成分优选是下述通式 (3) 表示的化合物。
[ 化 3]
( 式中， R4 是碳数 7 ～ 21 的脂肪族烃基， R5 是碳数 1 ～ 4 的羟基烷基， R6 是氢原 子、 碳数 1 ～ 4 的烷基或者碳数 1 ～ 4 的羟基烷基。)
另外， 本发明的造纸用合成纤维处理剂， 优选还含有作为碳数 8 ～ 22 的脂肪酸皂 的 C 成分。另外， 优选 A 成分在上述处理剂的不挥发成分中所占的比例是 40 ～ 90 重量％， B 成分的比例是 5 ～ 30 重量％， C 成分的比例是 5 ～ 30 重量％。
另外， 本发明的造纸用合成纤维处理剂， 优选上述处理剂为还含有水的水性液， 且 不挥发成分在整个处理剂中所占的比例 0.05 ～ 50 重量％。
本发明的造纸用合成纤维的制造方法， 包含使用上述的造纸用合成纤维处理剂对 原料合成纤维进行处理的工序。
本发明的造纸的制造方法， 包含使经上述的造纸用合成纤维处理剂处理过的造纸 用合成纤维分散于水中而进行造纸的工序。
发明的效果
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 对于造纸中使用的造纸用合成纤维， 可以使低 剪切的分散性良好， 使造纸工序中的气泡的发生下降， 且赋予优异的纤维的分散性。
本发明的造纸用合成纤维的制造方法， 可以得到低剪切的分散性良好、 使造纸工 序的气泡的发生下降且具有优异的分散性的造纸用合成纤维。
本发明的造纸无纺布的制造方法， 可以得到生产性高、 另外均匀且质地良好的造 纸无纺布。 附图说明
图 1 是对湿润时的纤维 / 纤维间摩擦进行测定的方法的概略图。具体实施方式
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 含有 A 成分及 B 成分作为必须成分。以下对构 成本发明的造纸用合成纤维处理剂的各成分进行说明。
〔A 成分〕
A 成分是从芳香族二羧酸、 碳数 4 ～ 22 的脂肪族二羧酸及它们的酯形成性衍生物 中选择的至少 1 种二羧酸 ( 衍生物 )、 亚烷基二醇、 和聚亚烷基二醇或者其衍生物经缩聚而 得到的聚酯化合物。关于 A 成分， 相对于造纸用合成纤维的亲和性强， 湿润时的纤维 / 纤维 间摩擦低， 另外还具有溶于水时的抑泡性， 所以通过与 B 成分并用， 可以赋予良好的分散性 及抑泡性。 酯形成性衍生物是指羧酸的衍生物即能通过酯化反应、 酯交换反应等形成含羟基 化合物和羧酸酯的衍生物。作为酯形成性衍生物的具体例， 可以举出芳香族二羧酸、 碳数 4 ～ 22 的脂肪族二羧酸的酯、 酸酐、 酰胺等。
作为二羧酸 ( 衍生物 )， 没有特别限定， 但例如可以举出苯二甲酸、 对苯二甲酸、 异 苯二甲酸、 2， 6- 萘二羧酸等芳香族二羧酸 ； 琥珀酸、 戊二酸、 己二酸、 庚二酸、 癸二酸等碳数 4 ～ 22 的脂肪族二羧酸 ； 对苯二甲酸二甲酯、 5- 磺基异苯二甲酸二甲酯、 1， 4- 萘二羧酸二 甲酯、 己二酸二甲酯等芳香族二羧酸酯、 碳数 4 ～ 22 的脂肪族二羧酸的酯形成性衍生物等。 这些二羧酸 ( 衍生物 ) 可以使用 1 种， 或者 2 种以上并用。在二羧酸 ( 衍生物 ) 中， 优选芳 香族二羧酸， 进一步优选对苯二甲酸、 异苯二甲酸， 特别优选对苯二甲酸及异苯二甲酸的并 用。
作为亚烷基二醇， 没有特别限定， 但优选上述化学式 (1) 表示的亚烷基二醇。在化 1 学式 (1) 中， R 是碳数 2 ～ 8 的脂肪族烃基或者碳数 2 ～ 8 的脂环族烃基。
作为亚烷基二醇的具体例， 可以举出乙二醇、 丙二醇、 丁二醇、 亚丁基二醇、 1， 6- 己 烷二醇、 1， 8- 辛烷二醇、 1， 4- 环己烷二醇等。这些亚烷基二醇， 可以使用 1 种， 或者 2 种以 上并用。
在亚烷基二醇中， 优选乙二醇、 丙二醇、 丁二醇， 进一步优选乙二醇。
作为聚亚烷基二醇或者其衍生物， 没有特别限定， 但优选上述化学式 (2) 表示的 聚亚烷基二醇或者其衍生物。聚亚烷基二醇或者其衍生物可以由 1 种构成， 也可以由 2 种 以上构成。在这里， 聚亚烷基二醇的衍生物是指聚亚烷基二醇分子的 2 个末端羟基中的单 个一方被有机基团封端的化合物。
在化学式 (2) 中， R2 是碳数 2 ～ 4 的亚烷基。即， (OR2) 部分是氧化烯基， 如果碳数 为 2， 则为氧乙烯基， 如果碳数为 3， 则为氧丙烯基， 如果碳数为 4， 则为氧丁烯基。这些氧化 2 烯基， 可以使用 1 种， 或者 2 种以上并用。 (H(OR )nO) 部分是聚亚烷基二醇部分， 但并用 2 种 以上的氧化烯基时的结合形式， 可以是无规， 也可以是嵌段。另外， 聚亚烷基二醇部分优选
以氧乙烯基 / 氧丙烯基＝ 100/0 ～ 40/60( 摩尔比 ) 的比例结合， 更优选仅氧乙烯基结合。 3
在化学式 (2) 中， R 是氢原子、 脂肪族烃基或者芳香族基。
脂肪族烃基可以是直链状， 也可以是支链状， 可以饱和， 也可以不饱和。作为脂肪 族烃基， 可以举出碳数 1 ～ 22( 优选 1 ～ 12) 的烷基。作为烷基， 例如可以举出甲基、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 己基、 辛基、 月桂基、 硬脂基、 山萮基等。 3
通式 (2) 的 R 中的芳香族基是指在本发明中含有苯、 萘、 蒽等芳香族烃的有机基 3 团， 所含的芳香族烃的数量为 1 个以上即可。 在 R 是芳香族基的情况下， 通式 (2) 中与氧原 子结合的 R 的部位可以是芳香族烃部分， 也可以不是。作为芳香族基， 例如可以举出苯基、 甲苯基、 二甲苯基、 苯乙烯化苯基、 苯基乙基、 二苯乙烯化苯基、 三苯乙烯化苯基、 苄基、 苄基 化苯基、 二苄基化苯基、 三苄基化苯基等。
作为通式 (2) 的 R3， 优选烷基或者芳香族基。
在化学式 (2) 中， n 是 20 ～ 200 的整数， 优选 40 ～ 150， 进一步优选 50 ～ 100。在 n 是 20 时， 有时会亲水性不足， 难以在水中分散， 难以对纤维均匀上油， 另一方面， 在 n 超过 200 时， 对合成纤维的亲和性减弱， 湿润时的纤维 / 纤维间摩擦升高， 无法赋予良好的分散 性。在这里， 作为聚亚烷基二醇的衍生物的具体例， 可以举出聚乙二醇单苯基醚 ( 平均分子 量： 3000)、 聚乙二醇 ( 平均分子量 2000)、 聚乙二醇单甲基醚 ( 平均分子量 ： 1000) 等。
关于制造作为 A 成分的上述聚酯化合物时的二羧酸 ( 衍生物 )、 亚烷基二醇及聚亚 烷基二醇或者其衍生物的比率 ( 摩尔比 )， 优选 [ 二羧酸 ( 衍生物 )/ 亚烷基二醇 ] 的比率 ( 摩尔比 ) 在 20/80 ～ 60/40 的范围内， 更优选 30/70 ～ 50/50， 进一步优选 40/60 ～ 50/50。 通过使二羧酸 ( 衍生物 ) 和亚烷基二醇的比率在该范围， 则反应容易进行， 另外， 反应后的 未反应物减少。
另外， 优选 [ 二羧酸 ( 衍生物 )/ 聚亚烷基二醇或者其衍生物 ] 的比率 ( 摩尔比 ) 在 100/2 ～ 100/100 的范围内， 更优选 100/2 ～ 100/50， 进一步优选 100/2 ～ 100/20。通 过使二羧酸 ( 衍生物 ) 和聚亚烷基二醇或者其衍生物的比率为该范围， 可以容易地分散于 水中， 处置性良好， 对合成纤维的亲和性良好， 湿润时的纤维 / 纤维间摩擦降低， 可以赋予 良好的分散性。
关于制造聚酯化合物的反应， 可以适当选择该领域中公知的方法及条件进行。另 外， 关于反应压力， 可以在常压下进行， 也可以在减压下进行。
关于 A 成分在本发明的造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分中所占的比例， 为 40 ～ 90 重量％， 优选 50 ～ 90 重量％， 进一步优选 70 ～ 90 重量％。 通过使 A 成分的比例为 该范围， 可以降低湿润时的纤维 / 纤维间的摩擦， 可以赋予良好的分散性。需要说明的是， 本发明的造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分， 是指即便在用于除去水分等的热干燥工序 后也会残留于纤维表面的造纸用合成纤维处理剂中的成分， 通常是指在 110℃、 30 分钟的 热处理条件下不挥发而残留的成分。
〔B 成分〕
B 成分是通过将脂肪酸和烷醇胺缩合而得到的缩合物。构成 B 成分的脂肪酸是碳 数 8 ～ 22 的脂肪酸， 优选碳数 12 ～ 22 的脂肪酸， 进一步优选碳数 16 ～ 22 的脂肪酸。B 成 分通过与 A 成分并用， 可以赋予良好的分散性及抑泡性， 特别是在造纸工序中可以赋予良 好的抑泡性、 消泡性。需要说明的是， 在这里， 碳数 8 ～ 22 是指构成 B 成分的脂肪酸的碳数为 8 ～ 22。
作为构成 B 成分的脂肪酸的具体例， 可以举出月桂酸、 肉豆蔻酸、 棕榈酸、 硬脂酸、 异硬脂酸、 油酸、 亚油酸、 亚麻酸、 蓖麻酸及山萮酸等。在这些脂肪酸中， 构成 B 成分的脂肪 酸是硬脂酸、 油酸、 蓖麻酸时， 在所谓抑泡性、 消泡性和相对于水的水溶性的平衡良好方面 优选。构成 B 成分的脂肪酸可以由 1 种构成， 也可以由 2 种以上构成。
作为构成 B 成分的烷醇胺的具体例， 可以举出单甲醇胺、 二甲醇胺、 单乙醇胺、 二 乙醇胺、 单丙醇胺、 二丙醇胺、 单异丙醇胺等。在这些烷醇胺中， 当为二乙醇胺时， 在所谓抑 泡性、 消泡性和相对于水的水溶性的平衡良好方面优选。构成 B 成分的烷醇胺， 可以由 1 种 构成， 也可以由 2 种以上构成。
作为 B 成分， 例如可以举出上述化学式 (3) 所示的脂肪酰胺。在式 (3) 中， R4 是碳 数 7 ～ 21 的脂肪族烃基， R5 是碳数 1 ～ 4 的羟基烷基， R6 是氢原子、 碳数 1 ～ 4 的烷基或 者碳数 1 ～ 4 的羟基烷基。
R4 的碳数是 7 ～ 21， 优选 11 ～ 21， 特别优选 15 ～ 21。在 R4 的碳数低于 7 时， 在 4 造纸工序中未显示充分的抑泡性、 消泡性， 此时不会得到良好的分散性。另一方面， 在R 的 碳数超过 21 时， 相对于水的水溶性变差、 操作性会受损， 进而成本升高， 所以不适于实用。 4 4 R 可以是直链状， 也可以是支链状， 可以饱和， 也可以不饱和。作为 R ， 例如可以举出庚基、 壬基、 十一烷基、 十三烷基、 十五烷基、 十七烷基、 姥鲛烷基 (Pristane)、 cis-9- 十七碳烯基 4 等。其中， 作为 R ， 优选十一烷基、 十三烷基、 十五烷基、 十七烷基、 姥鲛烷基， 特别优选十七 烷基。
R5 的羟基烷基， 可以是直链状， 可以是支链状。R5 的羟基烷基的碳数， 优选 1 ～ 3， 5 进一步优选 1 ～ 2。在 R 的碳数超过 4 时， 缩合反应性低， 缩合物的回收率会变差。 6
作为 R ， 优选碳数 1 ～ 4 的羟基烷基， 进一步优选碳数 1 ～ 2 的羟基烷基。在 R6 的 碳数超过 4 时， 缩合反应性低， 缩合物的回收率会变差。
在制造上述 B 成分的情况下， 优选脂肪酸及烷醇胺的比率 ( 摩尔比 )， 在脂肪酸 / 烷醇胺＝ 3/1 ～ 1/3 的范围内。
关于制造上述 B 成分的反应， 可以适当选择该领域中公知的方法及条件而进行。 另外， 关于反应压力， 可以在常压下进行， 也可以在减压下进行。
关于 B 成分在本发明的造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分所占的比例， 为5～ 30 重量％， 优选 5 ～ 25 重量％， 进一步优选 5 ～ 15 重量％。 通过使 B 成分的比例在该范围， 可以在造纸工序中赋予充分的抑泡性、 消泡性， 另外， 可以降低湿润时的纤维 / 纤维间的摩 擦， 因此可以赋予良好的分散性。
〔C 成分〕
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 除了上述的 A 成分及 B 成分， 优选还含有作为碳 数 8 ～ 22 的脂肪酸皂的 C 成分。C 成分是通过用碱中和脂肪酸而得到的物质。通过含有 C 成分， 可以对于造纸用合成纤维以低剪切赋予更良好的分散性。
C 成分是碳数 8 ～ 22 的脂肪酸皂， 优选碳数 12 ～ 22 的脂肪酸皂， 进一步优选碳数 16 ～ 22 的脂肪酸皂。需要说明的是， 在这里， 碳数是指构成脂肪酸皂的脂肪酸的碳数。
作为构成 C 成分的脂肪酸的具体例， 可以举出月桂酸、 肉豆蔻酸、 棕榈酸、 硬脂酸、 异硬脂酸、 油酸、 亚油酸、 亚麻酸、 蓖麻酸及山萮酸等。在这些脂肪酸中， 在构成 C 成分的脂肪酸是硬脂酸、 油酸、 蓖麻酸时， 在分散性和相对于水的水溶性的平衡良好方面是优选的。 构成 C 成分的脂肪酸， 可以由这些脂肪酸中的 1 种构成， 也可以由 2 种以上构成。作为 C 成 分， 例如可以举出下述化学式 (4) 所示的脂肪酸皂。
[ 化 4]
(R7COO-)n·Mn+ (4)
( 在上述化学式 (4) 中， R7 是碳数 7 ～ 21 的脂肪族烃基， Mn+ 是阳离子， n 是 1 以上 的整数。)
在上述化学式 (4) 中， 作为 Mn+， 可以举出钠、 钾、 锂等碱金属， 钙、 镁等碱土金属。 其 中， 优选碱金属， 进一步优选钠、 钾。 7
R 的碳数为 7 ～ 21， 优选 11 ～ 21， 特别优选 15 ～ 21。在 R7 的碳数低于 7 时， 在 7 造纸工序发生气泡， 所以不会得到良好的分散性。另一方面， 在 R 的碳数超过 21 时， 润湿 7 性及低剪切下的分散性变差。进而， 成本升高， 所以不适于实用。另外， R 可以是直链状， 也 7 可以是支链状， 可以饱和， 也可以不饱和。 作为 R ， 例如可以举出庚基、 壬基、 十一烷基、 十三 7 烷基、 十五烷基、 十七烷基、 姥鲛烷基、 cis-9- 十七碳烯基等。其中， 作为 R ， 优选十一烷基、 十三烷基、 十五烷基、 十七烷基、 姥鲛烷基， 特别优选十七烷基。 关于含有 C 成分时的 C 成分在本发明的造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分中所 占的比例， 为 5 ～ 30 重量％， 优选 5 ～ 25 重量％， 进一步优选 5 ～ 15 重量％。通过使 C 成 分的比例在该范围内， 可以在造纸工序中赋予良好的低剪切的分散性。
关于 C 成分的制造方法， 没有特别限定， 例如可以用碱来中和碳数 8 ～ 22 的脂肪 酸而加以制造。
〔其他的成分〕
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 优选分散有前述的成分或将前述的成分乳化的 含水的水性液。 作为本发明中使用的水， 可以是纯水、 蒸馏水、 精制水、 软水、 离子交换水、 自 来水等中的任一种。在含有水的水性液的情况下， 不挥发成分在整个处理剂中所占的比例 优选为 0.05 ～ 50 重量％， 更优选为 0.5 ～ 40 重量％， 进一步优选 1 ～ 30 重量％。
关于本发明的造纸用合成纤维处理剂， 为了制成分散有前述的成分或将前述的成 分乳化的水性液， 另外为了提高附着时的润湿特性， 可以辅助性并用添加剂。 作为为了该目 的而使用的添加剂， 可以举出聚氧乙烯和聚氧丙烯的共聚物衍生物、 聚氧乙烯 ( 以下简称 为 POE) 烷基醚、 POE 烷基酯等非离子表面活性剂、 烷基硫酸酯 ( 盐 )、 烷基磺酸酯 ( 盐 )、 烷 基磷酸酯 ( 盐 ) 等的阴离子表面活性剂。也包括并用这些添加剂的情况， 在制作本发明的 处理剂的水性液时， 也可以适当使用有机溶剂。 另外， 这些添加剂在造纸用合成纤维处理剂 的不挥发成分中所占的比例没有特别限定， 但优选低于 50 重量％， 更优选低于 20 重量％， 进一步优选低于 10 重量％。
另外， 本发明的造纸用合成纤维处理剂， 根据需要还可以含有抗菌剂、 抗氧化剂、 防腐剂、 消光剂、 颜料、 防锈剂、 芳香剂等。
本发明的造纸用合成纤维处理剂中的不挥发成分浓度调节为 1％的水乳胶， 是在 加热至 40℃的情况下不产生析出物的乳胶。另外， 优选不同时含有阴离子表面活性剂及阳 离子表面活性剂。
〔造纸用合成纤维处理剂的制造方法〕
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 可以通过混合 A 成分及 B 成分， 根据情况还混合 C 成分， 根据需要还混合其他成分来制造。 对各成分的混合顺序没有特别限定， 另外， 可以在 室温 (20 ～ 25℃ ) 下混合这些成分， 可以在加热 (20℃～ 80℃ ) 后混合。
关于 A 成分的形态， 有水性液、 膏状、 粉体状及块状等， 从处置性方面出发优选水 性液。关于 B 成分的形态， 有水性液、 粉体状及块状等， 从操作性方面出发优选水性液。关 于 C 成分的形态， 优选水性液、 粉体状及块状等， 从操作性方面出发优选水性液。因此， 本发 明的造纸用合成纤维处理剂， 优选混合含有 A 成分的水性液及含有 B 成分的水性液， 根据情 况还混合含有 C 成分的水性液， 根据需要还混合其他成分来制造。
作为含有 A 成分的水性液的浓度， 例如为 10 ～ 40 重量％， 作为含有 B 成分的水性 液的浓度， 例如为 20 ～ 100 重量％， 作为含有 C 成分的水性液的浓度， 例如为 20 ～ 50 重 量％。
构成本发明的造纸用合成纤维处理剂的各成分， 是其水性液 ( 至少 10 重量％以 上 ) 在室温 (20 ～ 25℃ ) 或者根据需要加热 (20℃～ 80℃ ) 的情况下在水中溶解 / 混合而 成为均匀稳定的乳胶的成分。因此， 在向合成纤维赋予造纸用合成纤维处理剂之类的制造 现场， 在室温下或加热的条件下将各成分的水性液溶解 / 混合， 也可以制备作为稳定的乳 胶的造纸用合成纤维处理剂。 在对用于制造本发明的造纸用合成纤维处理剂的原料进行处置、 保管、 运输等的 情况下， 即便使 A 成分及 B 成分、 根据情况的 C 成分共存， 得到的本发明的造纸用合成纤维 处理剂的制品稳定性良好， 因而没有问题。 此时， 作为这些成分的配合品的高浓度品的水性 液， 具体而言， 可以制备 50 重量％以下的水性液。当然， 可以不混合 A 成分、 B 成分、 C 成分 而各自分开。
〔造纸用合成纤维的制造方法〕
本发明的造纸用合成纤维的制造方法， 包含使本发明的造纸用合成纤维处理剂对 原料合成纤维进行处理的工序。在这里， 原料合成纤维是指未进行造纸用合成纤维处理剂 处理的合成纤维。 造纸用合成纤维是指以能在造纸工序中使用的方式切成规定长度的短纤 维。通过本发明的造纸用合成纤维的制造方法而得到的造纸用合成纤维， 是已经过本发明 的造纸用合成纤维处理剂处理的短纤维， 因此在造纸时的造纸工序， 在水中以低剪切分散， 气泡被抑制。
关于 ( 原料 ) 合成纤维， 没有特别限定， 例如可以举出聚酯纤维、 聚酰胺纤维、 聚烯 烃纤维、 聚苯硫醚 (PPS) 纤维、 聚丙烯腈系纤维、 聚丙烯系纤维、 使用这些中的 2 种以上聚合 物的复合合成纤维等。 其中， 在合成纤维为聚酯纤维时， 本发明的造纸用合成纤维处理剂和 纤维的亲和性高， 在这一点上优选， 进一步优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 纤维时。纤 维的单丝纤度优选为 0.01 ～ 2dtex， 纤维长度优选为 0.5 ～ 25mm。特别是在用于裁断的纤 维长度为 5mm 以上且纤度为 1.0 旦尼尔以下的造纸用聚酯系纤维的情况下， 是特别有效的。 需要说明的是， 所谓聚酯纤维， 除了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维之外， 还指聚乳酸 (PLA) 纤 维、 聚对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT) 纤维、 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 纤维、 聚萘二甲酸乙 二醇酯 (PEN) 纤维、 聚丙烯酸酯纤维等由通过形成酯键的反应经缩合而得到高分子构成的 纤维。
作为对原料合成纤维施以造纸用合成纤维处理剂处理的工序， 只要在进入使用造
纸用合成纤维进行造纸的工序之前进行处理即可， 没有特别限定。通常， 造纸用合成纤维 ( 短纤维 ) 可以经过纺丝工序、 拉伸工序、 整理工序、 卷曲工序、 切断工序加以制造， 但可以 利用从纺丝工序、 拉伸工序及整理工序中选择的至少 1 道工序对原料合成纤维施以造纸用 合成纤维处理剂处理， 可以在卷曲工序及其前后， 切断工序及其前后等进行处理。 作为处理 方法 ( 上油方法 )， 没有特别限定， 可以采用公知的方法。 例如， 在用纺丝工序、 拉伸工序、 整 理工序进行处理的情况下， 可以利用罗拉接触法、 喷射法、 浸渍法等通常的处理方法 ( 上油 方法 ) 进行。
关于造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分的附着量， 相对于造纸用合成纤维优选 为 0.05 ～ 2 重量％， 进一步优选为 0.1 ～ 1 重量％。在附着量低于 0.05 重量％时， 分散性 会变得不充分， 在超过 2 重量％时， 在造纸工序分散槽的起泡会增加。
〔造纸无纺布的制造方法〕
本发明的造纸无纺布的制造方法， 包含使经本发明的造纸用合成纤维处理剂处理 过的造纸用合成纤维在水中分散而进行造纸的工序 ( 也称为造纸工序 )。关于该造纸用合 成纤维， 在造纸工序中， 在搅拌 / 分散时， 纤维彼此难以缠绕， 迅速分散成单纤维， 稳定分散 性也良好。
作为造纸工序， 可以采用常规方法的湿式造纸工序。 作为湿式造纸工序， 将在上述 工序中经过造纸用合成纤维处理剂处理过的造纸用合成纤维 ( 短纤维 ) 投入到抄纸机中并 在水中搅拌 / 分散， 使其悬浮。此时， 在水中以低剪切进行分散， 气泡受到抑制， 纤维均匀分 散， 由此可以得到质地良好的造纸。接着， 提供给抄纸网， 制成湿纸。此外， 经过使湿纸干燥 的干燥工序， 卷绕成卷筒状， 得到湿式造纸无纺布。 抄纸网通常为圆网、 短网， 但也可以是长 网、 真空圆网抄纸机、 加氢重整装置、 连杆成型机 ( 日文 ： パ一チフォ一マ一 ) 等。干燥工序 可以是多个旋转加热辊式 ( 多筒式 ) 或杨克式滚筒式的任一种。
另外， 本发明的造纸无纺布的制造方法， 可以在造纸工序中使原料合成纤维或者 造纸用合成纤维分散于含有上述的造纸用合成纤维处理剂的水中而造纸。
根据本发明的造纸无纺布的制造方法， 对于造纸用合成纤维， 可以使低剪切下的 分散性良好， 使造纸工序中的气泡的发生下降， 能够赋予优异的纤维的分散性， 制造速度加 快， 不仅与成本削减相关， 而且还可以得到均匀且质地良好的造纸无纺布。
利用本发明的制造方法得到的造纸无纺布， 用于众所周知的各种领域。特别是适 合作为抹布、 空气过滤器、 液体过滤器、 电池隔板、 人工皮革用底布、 纸尿布、 茶叶袋、 包装材 料。
实施例
以下利用实施例来对本发明进行说明， 但本发明并不限于此。 需要说明的是， 各实 施例及比较例中的评价项目和评价方法如下所示。以下， “％” 均表示 “重量％” 。
表 1 中的数值均表示造纸用合成纤维处理剂中所含的不挥发成分的比例 ( 在成分 A1、 成分 A2 及成分 A3 中， 如下述所示作为各自的水分散液而得到， 但在表 1 中示出除去水 后的各自的不挥发成分的比例 )。
表 1 记载的各成分如下所示。
成分 A1 ： 将对苯二甲酸二甲酯和异苯二甲酸二甲酯以摩尔比 80 ∶ 20 且总计 25 重量份加以混合， 同时还混合乙二醇 20 重量份及聚乙二醇单苯基醚 ( 平均分子量 ： 3000)55重量份， 作为催化剂添加少量的醋酸锌和四丁醇钛， 使其在常压下 175 ～ 200℃反应 180 分 钟， 蒸馏除去大致理论量的甲醇， 使酯交换反应结束。 接着， 在升温到 230℃并使其反应 1 小 时左右之后， 减压到 0.5mmHg， 在 230 ～ 260℃使其反应 20 分钟， 接下来以 0.1 ～ 0.5mmHg 在 275℃使其反应 40 分钟， 立即在温水中将得到的聚合物 ( 平均分子量 7000) 边搅拌边投 入， 得到了成分 A1 的水分散液。得到的水分散液中成分 A1 的浓度为 20 重量％。
成分 A2 ： 将对苯二甲酸二甲酯和异苯二甲酸二甲酯和 5- 磺基异苯二甲酸二甲基 以摩尔比 75 ∶ 20 ∶ 5 且总计 25 重量份加以混合， 同时还混合乙二醇 10 重量份、 二乙二醇 20 重量份及聚乙二醇 ( 平均分子量 2000)55 重量份， 作为催化剂， 添加少量的醋酸锌和四丁 醇钛， 使其在常压下 175 ～ 200℃反应 180 分钟， 蒸馏除去大致理论量的甲醇， 使酯交换反应 结束。接着， 升温至 230℃并使其反应 1 小时左右之后， 减压到 0.5mmHg， 在 230 ～ 260℃使 其反应 20 分钟， 接下来以 0.1 ～ 0.5mmHg 在 275℃使其反应 40 分钟， 立即在温水中将得到 的聚合物 ( 平均分子量 5000) 边搅拌边投入， 得到了成分 A2 的水分散液。得到的水分散液 中成分 A2 的浓度为 20 重量％。
成分 A3 ： 将对苯二甲酸二甲酯和异苯二甲酸二甲酯以摩尔比 80 ∶ 20 且总计 28 重量份加以混合， 同时还混合乙二醇 7 重量份及聚乙二醇单甲基醚 ( 平均分子量 ： 1000)65 重量份， 作为催化剂， 添加少量的醋酸锌和四丁醇钛， 使其在常压下在 175 ～ 200℃反应 180 分钟， 蒸馏除去大致理论量的甲醇， 使酯交换反应结束。 接着， 在 230℃使其反应 1 小时左右 之后， 减压到 0.5mmHg， 在 230 ～ 260℃使其反应 20 分钟， 接下来以 0.1 ～ 0.5mmHg 在 275℃ 使其反应 40 分钟， 立即在温水中将得到的聚合物 ( 平均分子量 7000) 边搅拌边投入， 得到 了成分 A3 的水分散液。得到的水分散液中成分 A3 的浓度为 20 重量％。
成分 B1 ： 月桂酸和二乙醇胺的缩合物
成分 B2 ： 硬脂酸和二乙醇胺的缩合物
成分 B3 ： 肉豆蔻酸和二乙醇胺的缩合物
成分 C1 ： 月桂酸钾
成分 C2 ： 硬脂酸钠
成分 C3 ： 油酸钾
成分 C4 ： 山萮酸钠
成分 D1 ： POE 棕榈酸单酯 MW ： 2500
[ 表 1]
( 实施例 1 ～ 16 及比较例 1 ～ 7)
(1) 乳胶的制备
将表 1 所示的各成分及水加以混合， 分别制备了不挥发成分在造纸用合成纤维处 理剂整体中所占的重量比例为 20 重量％的实施例 1 ～ 16、 比较例 1 ～ 7 的造纸用合成纤 维处理剂。分别按照浓度在 25 ～ 60℃的温水中不挥发成分的重量比例为 0.4 重量％的方 式， 用水对得到的造纸用合成纤维处理剂进行稀释， 制备了乳胶。使用得到的乳胶， 按照下 述评价方法的 (2) 进行评价。将其结果示于表 2。
(2) 湿润时的纤维 / 纤维间摩擦 (F/F 摩擦 ) 试验
如图 1 所示， 使将即将切割之前的纤维束脱脂后的聚酯单纤维 (150d/48f)(1) 通 过滑轮 (2 ～ 6)， 如图 1 所示进行设置。以 3cm/min. 的速度牵拉与 U 型压力表 (7) 连接的 单纤维的一端， 由此用在上述 (1) 中的乳胶浸渍单纤维， 测定加捻部分的纤维间的最大摩 擦力 (g)。测定的气氛全部为 20℃ ×65％ RH。
(3) 造纸性评价用聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维
在上油棉的制作中， 相对于原料纤维 ( 纤度 1.3dtex、 长度 5mm 的聚对苯二甲酸乙 二醇酯短纤维 )10g， 按照使作为评价对象的造纸用合成纤维处理剂的不挥发成分为附着处 理后的纤维的 0.2 重量％的方式， 使上述 (1) 中制备的乳胶 5g 通过喷射而附着， 在 80℃的 热风干燥机中干燥 1 小时。对于干燥后得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维 ( 造纸用合成 纤维 )， 分别在评价环境条件下进行温湿度调节， 然后按照下述评价方法的 (4) ～ (7) 进行 评价。将其结果示于表 2。
(4) 低剪切分散性试验
在 500ml 烧杯中取离子交换水 500g， 向其中加入试验用纤维 1.00g， 用螺旋桨式搅 拌机 ( 转速 100rpm) 搅拌 1 分钟。在搅拌停止后， 用下述的判定基准目视判定 1 分钟后的 纤维的分散状态， 并作为纤维的低剪切分散性的指标。
< 判定基准 >
◎： 低剪切分散性非常好， 纤维均匀分散。
○： 低剪切分散性良好， 可见部分纤维束。
△： 低剪切分散性稍好， 可见较多纤维束。
×： 低剪切分散性不良， 可见很多纤维束。 (5) 抑泡性试验
在 500ml 烧杯中取离子交换水 500g， 向其中加入试验用纤维 1.00g， 用螺旋桨式搅 拌机 ( 转速 1000rpm) 搅拌 10 分钟。用下述判定基准目视判定搅拌停止后的起泡状态， 并 作为抑泡性的指标。
< 判定基准 >
◎： 为均未起泡的状况， 非常好。
○： 起泡的程度为微量且是几乎不起泡的状况， 良好。
△： 为发生了起泡的状况， 稍好。
×： 为剧烈发生起泡的状况， 显著不良。
(6) 脱泡性试验
在 500ml 烧杯中取离子交换水 500g， 向其中加入试验用纤维 1.00g， 用螺旋桨式搅 拌机 ( 转速 1000rpm) 搅拌 10 分钟。在搅拌停止后， 再次用螺旋桨式搅拌机 ( 转速 100rpm) 搅拌 1 分钟。在搅拌停止后， 用下述判定基准目视判定附着于纤维的气泡的状况， 并作为脱 泡性的指标。
< 判定基准 >
◎： 为完全未见附着于纤维的气泡的状况， 非常好。
○： 为几乎未见附着于纤维的气泡的状况， 良好。
△： 部分可见附着于纤维的气泡的状况， 稍好。
×： 明显可见附着于纤维的气泡， 显著不良。
(7) 分散性试验
在 500ml 烧杯中取离子交换水 500g， 向其中加入试验用纤维 1.00g， 用螺旋桨式搅 拌机 ( 转速 1000rpm) 搅拌 10 分钟。用下述判定基准目视判定搅拌停止后的纤维的分散状 况， 并作为分散性的指标。
< 判定基准 >
◎： 分散性非常好， 纤维均匀分散。 ○： 分散性良好， 可见部分纤维束。 △： 分散性稍好， 可见较多纤维束。 ×： 分散性不良， 可见很多纤维束。 [ 表 2]
由表 2 可确知， 与使用了比较例 1 ～ 7 的以往的造纸用合成纤维处理剂的造纸用 合成纤维相比， 上油了实施例 1 ～ 16 的本发明的造纸用合成纤维处理剂的造纸用合成纤维 束， 在由合成纤维束进行造纸时的造纸工序中， 由于湿润时的纤维 / 纤维间的摩擦低， 所以 纤维彼此难以缠绕。另外， 由于低剪切下的分散性良好， 所以迅速在单纤维中分散。进而， 由于抑泡性、 脱泡性良好， 所以纤维较少起泡， 由于没有附着于纤维的气泡， 所以稳定分散 性也良好。只要赋予该造纸用合成纤维处理剂， 就可以得到对于要求造纸无纺布的高品质 化及高速化的造纸工序而言合适的造纸用合成纤维。 另外， 通过使用造纸用合成纤维， 可以
得到均匀且质地良好的造纸无纺布。
产业上的利用可能性
本发明的造纸用合成纤维处理剂， 在得到具有优异分散性的造纸用合成纤维时适 合使用。本发明的造纸用合成纤维的制造方法， 在得到具有优异分散性的造纸用合成纤维 时适合。本发明的造纸无纺布的制造方法， 在得到均匀且质地良好的造纸无纺布时适合。
符号的说明
1： 聚酯单纤维
2～6： 滑轮
7： U 型压力表
8： 记录计
9： 负载 (20g)