CN106103836A - 合成纤维处理剂及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种合成纤维处理剂,其在同时生产至少八条1100dtex线股的多股设施中实现线股的稳定走线,减少纤维生产过程中的断线和毛羽,并且具有高耐热性,不对工作环境产生不利影响;一种施用该处理剂的合成线股;一种施用该处理剂的合成线股的生产方法;一种包含通过该方法生产的合成线股的纺织品。包含下列化学式(1)表示的特定的脂肪酸胺盐(A)和特定的酯(B)的合成纤维处理剂能够解决上述问题。[化学式1]
Description
技术领域
本发明涉及合成纤维处理剂及其用途。
背景技术
合成纤维广泛用于各种最终用途,包括服装纺织物和用于工业纺织品的高强度纤维。近年来,为了提高纤维生产效率,纤维生产向着生产速度更高以及同时生产的线股数量更多转换。更高的生产速度需要纤维热固辊的温度更高,其中纤维热固辊使纤维上处理剂的热分解加速并且使纤维(线股)的走线行为不稳定,使得线股过度摇摆。过度摇摆的线股易于与导丝辊上的相邻线股接触,因为导丝辊上相邻线股之间的空间由于同时生产的线股数量增多而减小。因此,线股之间的接触使纤维生产中的断线或毛羽增多,阻碍了生产效率的提高。
现有技术提供了在合成纤维生产时用于防止断线或最小化毛羽的处理剂,这种处理剂包括由酸性磷酸酯和用碱中和该酸性磷酸酯的磷酸盐构成的合成纤维处理剂(专利文献1)以及由作为主要成分的脂肪族单酯和每分子具有至少一个羟基的氧化烷基甘油酯与二碱价酸的反应产物构成的合成纤维处理剂(专利文献2)。
引用列表
专利文献
[专利文件1]未审查的日本专利申请公开号1998-245776
[专利文件2]未审查的日本专利申请公开号1993-339875
发明概述
本发明待解决的问题
尽管这些处理剂对于利用导丝辊上同时走线四条1100dtex线股的方法生产合成线股是有效的,但是因为高热固辊温度,不能实现利用导丝辊上走线至少八条1100dtex线股的方法稳定地生产线股。高热固辊温度增加发烟使得工作环境恶化,并且使热固辊上的污渍增多,增加辊清洁频率。另外,热固辊上的污渍增多使线股的走线行为不稳定,使得相邻线股之间接触,增加毛羽和断线,导致合成线股的生产不稳定。
因为这些问题,对于能够实现具有稳定的线股走线行为的高品质高性能线股的高生产效率,并且具有高耐热性以及不对工作环境产生不利影响的合成纤维处理剂有着需求。
本发明的目标是提供一种合成纤维处理剂,其在使利用同时生产至少八条1100dtex线股的多股设施生产的线股实现稳定走线,最小化纤维生产过程中的断线和毛羽,并且具有高耐热性,不对工作环境产生不利影响;一种施用该处理剂的合成线股;一种施用该处理剂的合成线股的生产方法;一种包含通过该方法生产的合成线股的纺织品。
解决问题的手段
本发明的发明人经过深入研究发现,包含特定的脂肪酸胺盐(A)和特定的酯(B)的合成纤维处理剂可以解决上述问题,从而完成本发明。
本发明的合成纤维处理剂在纺丝过程中施用于合成纤维,并且包含下列化学式(1)的脂肪酸胺盐(A)和酯(B),该酯(B)是多元醇脂肪酸酯(B2),其中构成该酯(B2)的醇具有三个羟基,该酯(B2)每个分子具有三个酯键,脂肪酸胺盐(A)和酯(B)的总量占处理剂不挥发组分的15wt%至75wt%,并且酯(B)和脂肪酸胺盐(A)的重量比B/A在1/1至1000/1的范围内,
[化学式1]
其中R1表示C4-C30烷基或烯基,R2表示C6-C24烷基或烯基,AO表示C2-C3氧化烯烃基,m和n表示AO的平均加成摩尔数,并且m+n在1至25的范围内。
构成酯(B2)的醇应当优选为选自由甘油和三羟甲基丙烷所组成的组中的醇。
处理剂应当优选地包含下列化学式(3)的含硫酯(C)。
R5OOC-(CH2)q-S-(CH2)p-COOQ (3)
其中R5表示C12-C24烃基,并且Q表示氢原子或C12-C24烃基。
本发明的合成线股是通过向原料合成线股施用处理剂来生产的。
本发明的合成线股生产方法包括向原料合成线股施用处理剂的步骤。
本发明的纺织品包含上述合成线股和/或通过上述方法生产的合成线股。
本发明的有利效果
本发明的处理剂具有高耐热性以使利用在导丝辊上同时走线至少八条1100dtex线股的多股生产设施生产的线股实现稳定走线,最小化断线和毛羽,并且不对工作环境产生不利影响。
本发明的合成线股施用了本发明的合成纤维处理剂,并且在导丝辊上同时走线至少八条1100dtex线股的多股生产设施中稳定走线,最小化断线和毛羽,并且不对工作环境产生不利影响。
本发明的合成线股的生产方法包括向线股施用本发明的合成纤维处理剂的方法,从而利用在导丝辊上同时走线至少八条1100dtex线股的多股生产设施中实现线股的稳定走线,最小化断线和毛羽,并且不对工作环境产生不利影响。
具体实施方式
本发明的合成纤维处理剂包含上述化学式(1)的脂肪酸胺盐(A)和特定的酯(B)。以下将详细描述该处理剂。
脂肪酸胺盐(A)
合成纤维处理剂中包含的脂肪酸胺盐(A)有助于利用同时生产至少八条1100dtex线股的多股生产设施生产的线股的稳定走线,并且还有助于最小化合成线股生产中的断线和毛羽。
尽管施用了处理剂的线股稳定走线的原因尚不明确,据推测脂肪酸胺盐中的氧化烯烃结构控制了脂肪酸胺盐的极限压力润滑效果,从而优化纤维和拉伸辊表面之间的摩擦。优化的摩擦使拉伸辊上的线股在拉伸方向上充分滑动的同时防止线股在拉伸辊上的侧滑,从而稳定线股的走线行为。
在化学式(1)中,R1表示C4-C30烷基或烯基。碳的数量范围优选为从6至28,更优选为从8至26,还更优选为从10至24,最优选为从12至18。碳数量小于4的烷基或烯基使纤维表面上的处理剂膜较弱,导致毛羽增多,而碳数量大于30的烷基或烯基使纤维-金属间摩擦升高,也导致毛羽增多。
R1可以是烷基或烯基,并且为了在纤维表面上形成更强的处理剂膜以防止毛羽,烯基是优选的。
R1所表示的烷基包括丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、9-十四烯基、十五烷基、十六烷基、9-十六烯基、2-己基癸基、十七烷基、十八烷基、2-辛基癸基、2-己基十二烷基、(Z)-9-十八烯基、(E)-9-十八烯基、(E)-11-十八烯基、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯基、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯基、10-甲基十八烷基、二十烷基、2-辛基十二烷基、(Z)-9-二十烯基、(Z)-11-二十烯基、二十二烷基、2-癸基十二烷基、(Z)-13-二十二烯基、二十四烷基、2-癸基二十四烷基、(Z)-15-二十四烯基、二十六烷基、二十八烷基和三十烷基。
在这些烷基中,己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、9-十四烯基、十五烷基、十六烷基、9-十六烯基、2-己基癸基、十七烷基、十八烷基、2-辛基癸基、2-己基十二烷基、(Z)-9-十八烯基、(E)-9-十八烯基、(E)-11-十八烯基、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯基、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯基、10-甲基十八烷基、二十烷基、2-辛基十二烷基、(Z)-9-二十烯基、(Z)-11-二十烯基、二十二烷基、2-癸基十二烷基、(Z)-13-二十二烯基、二十四烷基、2-癸基二十四烷基、(Z)-15-二十四烯基、二十六烷基和二十八烷基是优选的;辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、9-十四烯基、十五烷基、十六烷基、9-十六烯基、2-己基癸基、十七烷基、十八烷基、2-辛基癸基、2-己基十二烷基、(Z)-9-十八烯基、(E)-9-十八烯基、(E)-11-十八烯基、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯基、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯基、10-甲基十八烷基、二十烷基、2-辛基十二烷基、(Z)-9-二十烯基、(Z)-11-二十烯基、二十二烷基、2-癸基十二烷基、(Z)-13-二十二烯基、二十四烷基、2-癸基二十四烷基、(Z)-15-二十四烯基和二十六烷基是更优选的;并且癸基、十二烷基、十四烷基、9-十四烯基、十五烷基、十六烷基、9-十六烯基、2-己基癸基、十七烷基、十八烷基、2-辛基癸基、2-己基十二烷基、(Z)-9-十八烯基、(E)-9-十八烯基、(E)-11-十八烯基、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯基、(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯基、10-甲基十八烷基、二十烷基、2-辛基十二烷基、(Z)-9-二十烯基、(Z)-11-二十烯基、二十二烷基、2-癸基十二烷基、(Z)-13-二十二烯基和二十四烷基是还更优选的。
在化学式(1)中,R2表示C4-C24烷基或烯基。碳的数量范围应当优选为从6至22,更优选为从8至20,还更优选为从10至18。碳数量小于4的烷基或烯基使纤维表面上的处理剂膜较弱,导致毛羽增多,而碳数量大于24的烷基或烯基使纤维-金属间摩擦升高,也导致毛羽增多。
R2可以是烷基或烯基,并且为了在纤维表面上形成更强的处理剂膜以防止毛羽,烯基是优选的。
(AO)m和(AO)n分别表示氧化烯烃基,并且AO表示C2-C3氧化烯烃基。氧化烯烃基可以加成以形成嵌段或随机共聚物或具有嵌段和随机结构的组合的共聚物,没有特别限定。
标记m和n表示AO的平均加成摩尔数,并且m+n在1至25的范围内。m+n的值的范围应当优选为从2至18,更优选为从4至16,还更优选为从6至14,最优选为从8至12。m+n的值小于1使线股在纤维生产中过度摇摆,使得线股的走线行为不稳定,而m+n的值大于25使纤维摩擦过大,使得线股的拉伸性下降。
对脂肪酸胺盐(A)没有特别限定,并且包括例如(EO6)丁基氨基醚丁酸盐、(EO6)己基氨基醚己酸盐、(EO6)辛基氨基醚辛酸盐、(EO6)癸基氨基醚癸酸盐、(EO6)十二烷基氨基醚月桂酸盐、(EO6)十四烷基氨基醚豆蔻酸盐、(EO6)十六烷基氨基醚棕榈酸盐、(EO6)油烯基氨基醚硬脂酸盐、(EO6)十八烷基氨基醚油酸盐、(EO6)鳕肝油基(gadoleyl)氨基醚鳕肝油酸盐(gadoleate)、(EO6)二十四烷基氨基醚芥酸盐、(EO10)油烯基氨基醚油酸盐、(EO10)油烯基氨基醚芥酸盐、(EO3)十二烷基氨基醚棕榈酸盐、(EO3)十二烷基氨基醚硬脂酸盐、(EO7)十二烷基氨基醚油酸盐、(EO15)油烯基氨基醚硬脂酸盐、(EO5,PO3)十八烷基氨基醚月硅酸盐和(EO3,PO5)十八烷基氨基醚棕榈酸盐。
在这些脂肪酸胺盐中,(EO10)油烯基氨基醚油酸盐、(EO10)油烯基氨基醚芥酸盐、(EO3)十二烷基氨基醚棕榈酸盐、(EO3)十二烷基氨基醚硬脂酸盐、(EO7)十二烷基氨基醚油酸盐、(EO15)油烯基氨基醚硬脂酸盐、(EO5,PO3)十八烷基氨基醚月硅酸盐和(EO3,PO5)十八烷基氨基醚棕榈酸盐是优选的,并且(EO10)油烯基氨基醚油酸盐和(EO10)油烯基氨基醚芥酸盐对于实现本发明的效果是最优选的。
本文中所指的EO和PO分别代表氧化乙烯基和氧化丙烯基。(EO6)表示由6摩尔氧化乙烯基构成的聚氧乙烯基,换句话说,化学式(1)中的m+n等于6。(EO5,PO3)表示由随机排列的5摩尔氧化乙烯基和3摩尔氧化丙烯基构成的聚氧烯烃基,换句话说,化学式(1)中的m+n等于8。
对脂肪酸胺盐(A)的制备方法没有特别限定,并且包括将脂肪酸与聚氧烯烃烷基氨基醚反应的方法。脂肪酸胺盐(A)可以通过在将脂肪酸胺盐(A)与其他组分掺混以配制成合成纤维处理剂之前,将脂肪酸与聚氧烯烃烷基氨基醚反应来制备,或者可以在合成纤维处理剂的组分的混合物中使脂肪酸与聚氧烯烃烷基氨基醚反应。此外,脂肪酸胺盐(A)可以通过向含有脂肪酸的合成纤维处理剂中添加聚氧烯烃烷基氨基醚并且使聚氧烯烃烷基氨基醚与脂肪酸反应来制备。
酯(B)
酯(B)是选自由化学式(2)的酯(B1)和多元醇脂肪酸酯(B2)所组成的组中的至少一种酯。酯(B)不包括下文提到的含硫酯。
本发明的处理剂除脂肪酸胺盐(A)之外还包含酯(B)。酯(B)起控制由于脂肪酸胺盐(A)的效果产生的线股侧滑的作用。
尽管通过组合脂肪酸胺盐(A)和酯(B)对线股侧滑的控制改善的原因尚不明确,据推测,酯(B)对线股润滑性的改善将在拉伸辊旋转方向上产生的线股的动态摩擦降低到小于横贯拉伸辊旋转方向产生的线股的静态摩擦(侧滑)的程度。
酯(B1)由上述化学式(2)表示。
在化学式(2)中,R3表示C4-C24烷基或烯基。碳的数量范围应当优选为从6至22,更优选为从8至20,还更优选为从10至18。碳数量小于4的烷基或烯基使纤维表面上的处理剂膜较弱,导致毛羽增多,而碳数量大于24的烷基或烯基使纤维-金属间摩擦升高,也导致毛羽增多。R3可以是烷基或烯基,并且为了在纤维表面上形成更强的处理剂膜以防止毛羽,烯基是优选的。
在化学式(2)中,R4表示C4-C24烷基或烯基。碳的数量范围应当优选为从6至22,更优选为从8至20,还更优选为从10至18。碳数量小于4的烷基或烯基使纤维表面上的处理剂膜较弱,导致毛羽增多,而碳数量大于24的烷基或烯基使纤维-金属间摩擦升高,也导致毛羽增多。
R4可以是烷基或烯基,并且为了在纤维表面上形成更强的处理剂膜以防止毛羽,烯基是优选的。
对酯(B1)没有特别限定,并且包括例如2-癸基十四烷酰芥酸酯、2-辛基十二烷基硬脂酸酯、异辛基棕榈酸酯、异辛基硬脂酸酯、丁基棕榈酸酯、丁基硬脂酸酯、丁基油酸酯、异辛基油酸酯、十二烷基油酸酯、异十三烷基硬脂酸酯、十六烷基硬脂酸酯、异十八烷基油酸酯、油烯基辛酸酯、油烯基月桂酸酯、油烯基棕榈酸酯、油烯基硬脂酸酯和油烯基油酸酯。在这些酯中,2-癸基十四烷酰芥酸酯、2-辛基十二烷基硬脂酸酯、异辛基棕榈酸酯、异辛基硬脂酸酯、十二烷基油酸酯、异十三烷基硬脂酸酯、十六烷基硬脂酸酯、异十八烷基油酸酯、油烯基辛酸酯、油烯基月桂酸酯、油烯基棕榈酸酯、油烯基硬脂酸酯和油烯基油酸酯由于R3和R4烷基链长度的平衡而是优选的,这有助于降低线股的动态摩擦及控制线股在拉伸辊上的侧滑。
多元醇脂肪酸酯(B2)是通过脂肪族多元醇和脂肪酸的酯化形成的酯。
构成多元醇脂肪酸酯(B2)的多元醇具有至少两个羟基,并且没有特别限定。可以使用多元醇的一种或者至少两种的组合。为了形成足够强的处理剂膜,多元醇应当优选地具有至少三个羟基,更优选为三个或四个羟基,还更优选为三个羟基。
多元醇包括例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己二醇、环己烷二甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、赤藓醇、双甘油、山梨醇酐、山梨醇、双三羟甲基丙烷、双季戊四醇、三甘油、四甘油和蔗糖。在这些多元醇中,甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、赤藓醇、双甘油、山梨醇酐、山梨醇、双三羟甲基丙烷、双季戊四醇和蔗糖是优选的;甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、赤藓醇、双甘油和山梨醇酐是更优选的;并且甘油和三羟甲基丙烷是还更优选的。
构成多元醇脂肪酸酯(B2)的脂肪酸(脂肪族单羧酸)可以是饱和的或不饱和的。对脂肪酸中包含的不饱和键的数量没有特别限定,并且应当优选为一个,因为包含两个以上不饱和键的脂肪酸由于脂肪酸酯的氧化和降解导致所得纤维处理剂的粘度增加,从而损害处理剂的润滑性。为了同时实现由处理剂赋予线股的足够的处理剂膜强度和润滑性,脂肪酸的碳数量范围应当优选为从8至24,更优选为从10至20,还更优选为从12至18。可以使用脂肪酸的一种或者至少两种的组合,以及饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的组合。
脂肪酸包括例如丁酸、丁烯酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈烯酸、异十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、结核硬脂酸、花生酸、异花生酸、鳕肝油酸、花生油酸、二十二烷酸、异二十二烷酸、芥酸、二十四烷酸、异二十四烷酸、神经酸、蜡酸、褐煤酸和蜂花酸。
在这些脂肪酸中,辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈烯酸、异十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、结核硬脂酸、花生酸、异花生酸、鳕肝油酸、花生油酸、二十二烷酸、异二十二烷酸、芥酸、二十四烷酸、异二十四烷酸和神经酸是优选的;癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈烯酸、异十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、结核硬脂酸、花生酸、异花生酸、鳕肝油酸和花生油酸是更优选的;并且月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈烯酸、异十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸和亚麻酸是还更优选的。
多元醇脂肪酸酯(B2)每分子具有至少两个酯键,并且为了实现良好的纤维生产效率,应当优选为每分子具有至少三个酯键,更优选为每分子具有三个酯键。
对多元醇脂肪酸酯(B2)的碘值没有特别限定。
多元醇脂肪酸酯(B2)的重均分子量范围应当优选为从500至1000,更优选为从500至800,还更优选为从500至700。重均分子量小于500的多元醇脂肪酸酯(B2)可能导致处理剂膜强度不足,并且增加毛羽或热拉伸时的发烟。另一方面,重均分子量大于1000的多元醇脂肪酸酯(B2)可能导致处理剂润滑性不良,增加毛羽并且纤维质量下降,从而导致编织和针织面料的质量差。本发明中提及的重均分子量是通过使用折光率检测器和高速凝胶渗透色谱仪(HCL-8220GPC,由Tosoh Corporation制造),向色谱柱KF-402HQ和KF-403HQ(由Showa Denko K.K.制造)中注入含3mg/mL样品的溶液测量的峰计算的。
多元醇脂肪酸酯(B2)包括例如三羟甲基丙烷三辛酸酯、三羟甲基丙烷三癸酸酯、三羟甲基丙烷三月桂酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、三羟甲基丙烷月桂酸酯肉豆蔻酸酯棕榈酸酯、三羟甲基丙烷月桂酸酯肉豆蔻酸酯油酸酯、三羟甲基丙烷二辛酸酯、三羟甲基丙烷二癸酸酯、三羟甲基丙烷二月桂酸酯、三羟甲基丙烷二油酸酯、三羟甲基丙烷月桂酸酯肉豆蔻酸酯、三羟甲基丙烷月桂酸酯油酸酯、三羟甲基丙烷肉豆蔻酸酯油酸酯、椰子油、菜籽油、棕榈油、甘油三月桂酸酯、甘油三油酸酯、甘油三异硬脂酸酯、甘油二油酸酯、甘油单月桂酸酯、双甘油二油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、山梨醇酐月桂酸酯肉豆蔻酸酯棕榈酸酯、山梨醇酐二月桂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、季戊四醇四辛酸酯、季戊四醇四癸酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、赤藓醇四月桂酸酯、赤藓醇三油酸酯、赤藓醇二棕榈酸酯和1,6-己二醇二油酸酯。
多元醇脂肪酸酯(B2)可以由可商购的多元醇和脂肪酸通过已知方法合成。可以使用从水果、种子或花中提取的满足多元醇脂肪酸酯(B2)化学结构的天然酯。天然酯可以不经处理地使用,或者如果需要的话可以按照已知方法精制。另外,精制的酯可以按照已知方法通过熔点差分离而进一步精制,以用作多元醇脂肪酸酯(B2)。
含硫酯(C)
本发明的处理剂除脂肪酸胺盐(A)和酯(B)之外还包含含硫酯(C)。为了提高处理剂的耐热性,含硫酯(C)是优选的。
含硫酯(C)由下列化学式(3)所表示。
R5OOC-(CH2)q-S-(CH2)p-COOQ (3)
在化学式(3)中,R5表示C12-C24烃基。Q表示氢原子或C12-C24烃基。R5可以是直链或支链的,并且为了降低由所得处理剂赋予线股的动态摩擦,直链是优选的。烃基包括烷基和烯基,并且烯基是优选的。烃基的碳数范围应当优选为从14至22,更优选为从16至20。具有碳数小于12的烃基的酯分子量不足,并且增加线股热拉伸时的发烟。另一方面,具有碳数大于24的烃基的酯,在热拉伸时由于处理剂的热分解导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
Q的烃基可以是直链或支链的,并且为了降低由所得处理剂赋予线股的动态摩擦,直链是优选的。烃基的碳数范围应当优选为从14至22,更优选为从16至20。具有碳数小于12的烃基的酯分子量不足,并且增加线股热拉伸时的发烟。另一方面,具有碳数大于24的烃基的酯,在热拉伸时由于处理剂的热分解导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
在化学式(3)中,p和q独立地是从1至4的整数,并且应当优选为2。具有超出从1至4的范围的p和q的化学式(3)的酯防止处理剂氧化的效果差,并且在热拉伸时由于处理剂的热分解导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
直链烃基包括例如n-十二烷基、n-十三烷基、n-十四烷基、n-十五烷基、n-十六烷基、油烯基和硬脂基。支链烷烃包括例如异十二烷基、异十三烷基、异十四烷基、异十五烷基、异十六烷基、2-己基癸基和异硬脂基。为了优化所得处理剂的润滑性,在这些烃基中,异十六烷基、油烯基和异硬脂基是优选的。
含硫酯(C)包括:例如亚硫基二乙酸的二直链酯,诸如亚硫基二乙酸二-n-十二烷基酯、亚硫基二乙酸二-n-十三烷基酯、亚硫基二乙酸二-n-十四烷基酯、亚硫基二乙酸二-n-十五烷基酯、亚硫基二乙酸二-n-十六烷基酯和亚硫基二乙酸二油烯基酯;亚硫基二乙酸的二支链酯,诸如亚硫基二乙酸二异十二烷基酯、亚硫基二乙酸二异十三烷基酯、亚硫基二乙酸二异十四烷基酯、亚硫基二乙酸二异十五烷基酯、亚硫基二乙酸二异十六烷基酯、亚硫基二乙酸二-2-己基癸基酯和亚硫基二乙酸二异硬脂基酯;亚硫基二丙酸的二直链酯,诸如亚硫基二丙酸二-n-十二烷基酯、亚硫基二丙酸二-n-十三烷基酯、亚硫基二丙酸二-n-十四烷基酯、亚硫基二丙酸二-n-十五烷基酯、亚硫基二丙酸二-n-十六烷基酯和亚硫基二丙酸二油烯基酯;亚硫基二丙酸的二支链酯,诸如亚硫基二丙酸二异十二烷基酯、亚硫基二丙酸二异十三烷基酯、亚硫基二丙酸二异十四烷基酯、亚硫基二丙酸二异十五烷基酯、亚硫基二丙酸二异十六烷基酯、亚硫基二丙酸二-2-己基癸基酯和亚硫基二丙酸二异硬脂基酯;亚硫基二丁酸的二直链酯,诸如亚硫基二丁酸二-n-十二烷基酯、亚硫基二丁酸二-n-十三烷基酯、亚硫基二丁酸二-n-十四烷基酯、亚硫基二丁酸二-n-十五烷基酯、亚硫基二丁酸二-n-十六烷基酯和亚硫基二丁酸二油烯基酯;亚硫基二丁酸的二支链酯,诸如亚硫基二丁酸二异十二烷基酯、亚硫基二丁酸二异十三烷基酯、亚硫基二丁酸二异十四烷基酯、亚硫基二丁酸二异十五烷基酯、亚硫基二丁酸二异十六烷基酯、亚硫基二丁酸二-2-己基癸基酯和亚硫基二丁酸二异硬脂基酯;亚硫基二戊酸的二直链酯,诸如亚硫基二戊酸二-n-十二烷基酯、亚硫基二戊酸二-n-十三烷基酯、亚硫基二戊酸二-n-十四烷基酯、亚硫基二戊酸二-n-十五烷基酯、亚硫基二戊酸二-n-十六烷基酯和亚硫基二戊酸二油烯基酯;亚硫基二戊酸的二支链酯,诸如亚硫基二戊酸二异十二烷基酯、亚硫基二戊酸二异十三烷基酯、亚硫基二戊酸二异十四烷基酯、亚硫基二戊酸二异十五烷基酯、亚硫基二戊酸二异十六烷基酯、亚硫基二戊酸二-2-己基癸基酯和亚硫基二戊酸二异硬脂基酯;亚硫基二乙酸的单直链酯,诸如亚硫基二乙酸单-n-十二烷基酯、亚硫基二乙酸单-n-十三烷基酯、亚硫基二乙酸单-n-十四烷基酯、亚硫基二乙酸单-n-十五烷基酯、亚硫基二乙酸单-n-十六烷基酯和亚硫基二乙酸单油烯基酯;亚硫基二乙酸的单支链酯,诸如亚硫基二乙酸单异十二烷基酯、亚硫基二乙酸单异十三烷基酯、亚硫基二乙酸单异十四烷基酯、亚硫基二乙酸单异十五烷基酯、亚硫基二乙酸单异十六烷基酯、亚硫基二乙酸单-2-己基癸基酯和亚硫基二乙酸单异硬脂基酯;亚硫基二丙酸的单直链酯,诸如亚硫基二丙酸单-n-十二烷基酯、亚硫基二丙酸单-n-十三烷基酯、亚硫基二丙酸单-n-十四烷基酯、亚硫基二丙酸单-n-十五烷基酯、亚硫基二丙酸单-n-十六烷基酯和亚硫基二丙酸单油烯基酯;亚硫基二丙酸的单支链酯,诸如亚硫基二丙酸单异十二烷基酯、亚硫基二丙酸单异十三烷基酯、亚硫基二丙酸单异十四烷基酯、亚硫基二丙酸单异十五烷基酯、亚硫基二丙酸单异十六烷基酯、亚硫基二丙酸单-2-己基癸基酯和亚硫基二丙酸单异硬脂基酯;亚硫基二丁酸的单直链酯,诸如亚硫基二丁酸单-n-十二烷基酯、亚硫基二丁酸单-n-十三烷基酯、亚硫基二丁酸单-n-十四烷基酯、亚硫基二丁酸单-n-十五烷基酯、亚硫基二丁酸单-n-十六烷基酯和亚硫基二丁酸单油烯基酯;亚硫基二丁酸的单支链酯,诸如亚硫基二丁酸单异十二烷基酯、亚硫基二丁酸单异十三烷基酯、亚硫基二丁酸单异十四烷基酯、亚硫基二丁酸单异十五烷基酯、亚硫基二丁酸单异十六烷基酯、亚硫基二丁酸单-2-己基癸基酯和亚硫基二丁酸单异硬脂基酯;亚硫基二戊酸的单直链酯,诸如亚硫基二戊酸单-n-十二烷基酯、亚硫基二戊酸单-n-十三烷基酯、亚硫基二戊酸单-n-十四烷基酯、亚硫基二戊酸单-n-十五烷基酯、亚硫基二戊酸单-n-十六烷基酯和亚硫基二戊酸单油烯基酯;亚硫基二戊酸的单支链酯,诸如亚硫基二戊酸单异十二烷基酯、亚硫基二戊酸单异十三烷基酯、亚硫基二戊酸单异十四烷基酯、亚硫基二戊酸单异十五烷基酯、亚硫基二戊酸单异十六烷基酯、亚硫基二戊酸单-2-己基癸基酯和亚硫基二戊酸单异硬脂基酯。
在这些酯中,为了实现足够的处理剂膜强度和由处理剂赋予线股的润滑性,亚硫基二丙酸的二直链酯和二支链酯是优选的,并且亚硫基二丙酸二异十六烷基酯、亚硫基二丙酸二油烯基酯和亚硫基二丙酸二异硬脂基酯是更优选的。
可以使用这些含硫酯(C)的一种或者至少两种的组合。
对含硫酯(C)的碘值没有特别限定。本文中提及的碘值是根据JIS K-0070的方法确定的。
对含硫酯(C)的制备方法没有特别限定,并且可以采用任何的已知方法。例如,酯可以通过亚硫基二丙酸与脂肪醇的酯化反应来制备。具体地,酯可以通过以1:2至1:2.5的摩尔比注入亚硫基二丙酸和脂肪醇,并且在去除反应中产生的水的同时使化合物酯化来制备。
酯化的温度范围通常为从120℃至250℃,并且优选为从130℃至230℃。酯化的时间范围通常为从1小时至10小时,并且优选为从2小时至8小时。酯化可以在无催化剂的情况下进行或者在存在下文提到的酯化催化剂的情况下进行。
脂肪醇包括例如n-十二烷醇、n-十三烷醇、n-十四烷醇、n-十五烷醇、n-十六烷醇、异十二烷醇、异十三烷醇、异十四烷醇、异十五烷醇、异十六烷醇、2-己基癸醇、油烯基和硬脂基。在这些醇中,异十六烷醇、油烯基和硬脂基是优选的。
可以使用这些脂肪醇的一种或者至少两种的组合。
酯化催化剂包括路易斯酸和磺酸。具体地,路易斯酸包括铝衍生物、锡衍生物和钛衍生物,并且磺酸包括对甲苯磺酸、甲基磺酸和硫酸。在这些催化剂中,钛衍生物和磺酸是优选的。酯化中使用的催化剂的量的范围优选为酯化原料总重量的从0.05wt%至5wt%。
如果需要的话,酯化中产生的水可以通过与诸如苯、甲苯、二甲苯和环己烷的带水剂共蒸馏从反应系统中移除。
在酯化之后,过量的脂肪醇通过在减压或常压下蒸馏移除,反应产物经惯用方法精制,诸如水洗、真空蒸馏或使用活性炭吸附剂精制,从而获得亚硫基二丙酸的二酯。
聚氧烯烃衍生物(D)
为了提高线股凝聚力从而控制单丝从多丝线股分离,本发明的处理剂除了上述组分之外,应当优选地包含聚氧烯烃衍生物(D)。可以使用聚氧烯烃衍生物(D)的一种或者至少两种的组合。
聚氧烯烃衍生物(D)包括含聚氧烯烃的羟基脂肪酸多元醇酯(在下文中有时称为聚羟基酯)、具有至少一个由脂肪酸封阻的羟基的聚羟基酯、聚氧烯烃多元醇醚、聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯、聚氧烯烃脂肪醇醚、聚烯烃二醇脂肪酸酯、聚烯烃二醇、以及聚氧烯烃脂肪醇醚脂肪酸酯。
聚羟基酯和具有至少一个由脂肪酸封阻的羟基的聚羟基酯
关于具有至少一个由脂肪酸封阻的羟基的含聚氧烯烃的羟基脂肪酸多元醇酯(聚羟基酯),封阻至少一个羟基的脂肪酸的碳数范围应当优选为从6至24,并且更优选为从12至18。脂肪酸中的烃基的碳数可以变化,并且烃基可以是直链或支链的、饱和或不饱和的,并且可以具有多环结构。这样的脂肪酸包括例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、花生酸、辣木子油酸和木蜡酸。对酯化的方法和条件没有特别限定,并且可以采用已知的方法和常用条件。
聚羟基酯和具有至少一个由脂肪酸封阻的羟基的聚羟基酯包括例如聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油单油酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油二油酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油三油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油三油酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油三硬脂酸酯和聚氧乙烯蓖麻油三硬脂酸酯。在这些酯中,对于所得处理剂的相容性、处理剂膜强度和毛羽减少效果,聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油三油酸酯和聚氧乙烯氢化蓖麻油三硬脂酸酯是优选的。
聚氧烯烃多元醇醚
聚氧烯烃多元醇醚具有由接附了包括氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的氧化烯烃单元的多元醇构成的结构。
多元醇包括例如乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双甘油、山梨醇酐、山梨醇、双三羟甲基丙烷、双季戊四醇和蔗糖。在这些多元醇中,甘油、三羟甲基丙烷和蔗糖是优选的。
加成至多元醇的氧化烯烃的摩尔数范围应当优选为从3至100,更优选为从4至70,还更优选为从5至50。氧化烯烃中氧化乙烯的比率应当优选为至少50mol%,更优选为至少80mol%。
聚氧烯烃多元醇醚的重均分子量范围应当优选为从300至10000,更优选为从400至8000,还更优选为从500至5000。
聚氧烯烃多元醇醚包括例如聚乙二醇、聚氧乙烯甘油、聚氧乙烯三羟甲基丙烷、聚氧乙烯季戊四醇、聚氧乙烯双甘油、聚氧乙烯山梨醇酐、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇酐、聚氧乙烯山梨醇、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇、聚氧乙烯双三羟甲基丙烷、聚氧乙烯双季戊四醇和聚氧乙烯蔗糖,并且不限于这些化合物。
聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯
聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯是通过含有诸如氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的氧化烯烃的多元醇的氧化烯烃加成物与脂肪酸的酯化形成的化合物。
多元醇包括例如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、赤藓醇、双甘油、山梨醇酐、山梨醇、双三羟甲基丙烷、双季戊四醇和蔗糖。在这些多元醇中,甘油、双甘油、山梨醇酐和山梨醇是优选的。
脂肪酸包括例如月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、棕榈酸、棕榈烯酸、异十六烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生油酸、二十二烷酸、异二十二烷酸、芥酸、木蜡酸和异二十四烷酸。
加成至多元醇脂肪酸酯的氧化烯烃的摩尔数范围应当优选为从3至100,更优选为从5至70,还更优选为从10至50。氧化烯烃中氧化乙烯的比率应当优选为至少50mol%,更优选为80mol%。
聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯的重均分子量范围应当优选为从300至7000,更优选为从500至5000,还更优选为从700至3000。
聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯包括例如聚氧乙烯甘油单月桂酸酯、聚氧乙烯甘油二月桂酸酯、聚氧乙烯甘油三月桂酸酯、聚氧乙烯三羟甲基丙烷三月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐二油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇酐二油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇酐三月桂酸酯和聚氧乙烯蔗糖三月桂酸酯,但是聚氧烯烃多元醇脂肪酸酯不限于这些酯。
聚氧烯烃脂肪醇醚
聚氧烯烃脂肪醇醚具有由接附了包括氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的氧化烯烃单元的脂肪一元醇构成的结构。
聚氧烯烃脂肪醇醚包括例如脂肪醇的氧化烯烃加成物,其中脂肪醇包括辛醇、2-乙基己醇、癸醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、硬脂醇、异硬脂醇和油醇。
加成至脂肪醇的氧化烯烃的摩尔数范围应当优选为从1至100,更优选为从2至70,还更优选为从3至50。氧化烯烃中氧化乙烯的比率应当优选为至少20mol%,更优选为至少30mol%,还更优选为40mol%。
聚氧烯烃二醇脂肪酸酯
聚氧烯烃二醇脂肪酸酯是通过聚氧乙烯二醇或聚氧乙烯聚氧丙烯二醇与脂肪酸的酯化而形成的化合物。聚氧烯烃二醇的重均分子量范围应当优选为从100至1000,更优选为从150至800,还更优选为从200至700。
聚烯烃二醇脂肪酸酯包括聚乙二醇单月桂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇聚丙二醇单月桂酸酯、聚乙二醇聚丙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇聚丙二醇单油酸酯和聚乙二醇聚丙二醇二油酸酯,并且不限于这些酯的范围内。
聚烯烃二醇
对聚烯烃二醇没有特别限定,并且包括聚乙二醇和聚丙二醇。
聚烯烃二醇的重均分子量范围应当优选为从100至2000,更优选为从200至1500,还更优选为从300至1000。
聚烯烃二醇包括例如重均分子量为1000的聚丙二醇、重均分子量为800的聚丙二醇、重均分子量为1000的聚乙二醇和重均分子量为800的聚乙二醇。
聚氧烯烃脂肪醇醚脂肪酸酯
聚氧烯烃脂肪醇醚脂肪酸酯是通过单羧酸与由接附了诸如氧化乙烯和氧化丙烯的氧化烯烃的脂肪一元醇构成的聚氧烯烃脂肪醇醚的酯化而形成的醚酯。
聚氧烯烃脂肪醇醚脂肪酸酯包括例如POE(4)/POP(4)硬脂基醚月桂酸酯、POE(7)/POP(3)月桂基醚月桂酸酯、POE(2)/POP(3)十六烷基醚棕榈酸酯、POE(4)/POP(16)癸基醚癸酸酯、POE(10)月桂基醚月桂酸酯、POP(12)月桂基醚月桂酸酯、POE(8)/POP(32)癸基醚癸酸酯、POE(7)/POP(3)壬基苯基醚月桂酸酯、POE(7)/POP(3)2-十二烷基醚月桂酸酯、POE(7)/POP(3)异十三烷基醚月桂酸酯、POE(7)/POP(3)月桂基醚乙酸月桂酸酯和POE(3)/POP(7)肉豆蔻基醚乙酸月桂酸酯。
合成纤维处理剂
本发明的合成纤维处理剂包含脂肪酸胺盐(A)和酯(B)。
脂肪酸胺盐(A)占处理剂的不挥发组分的量的范围应当优选为0.001wt%至60wt%,更优选为0.01wt%至50wt%,还更优选为0.1wt%至40wt%,进一步优选为0.5wt%至30wt%,最优选为1wt%至20wt%。胺盐的量低于0.001wt%会使处理剂的极限压力润滑性劣化,而胺盐的量高于60wt%会导致在热拉伸时由于处理剂的热分解导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。本文中所指的不挥发组分总体意指通过在105℃加热干燥处理剂去除溶剂或挥发组分至恒重获得的彻底干燥的物质。
脂肪酸胺盐(A)和酯(B)占处理剂的不挥发组分的总量的范围应当优选为5wt%至75wt%,更优选为10wt%至65wt%,还更优选为15wt%至55wt%,进一步优选为20wt%至45wt%,最优选为25wt%至35wt%。脂肪酸胺盐(A)和酯(B)的总量低于5wt%会使施用处理剂的线股过度摇摆,从而增加断线。另一方面,脂肪酸胺盐(A)和酯(B)的总量高于75wt%在热拉伸时由于处理剂的热分解会导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
酯(B)和脂肪酸胺盐(A)的重量比B/A的范围应当优选为1/1至1000/1,更优选为3/1至100/1,还更优选为4/1至70/1,进一步优选为5/1至30/1,最优选为6/1至15/1。酯(B)和脂肪酸胺盐(A)的重量比低于1/1会使施用处理剂的线股过度摇摆,从而增加断线。另一方面,酯(B)和脂肪酸胺盐(A)的重量比高于1000/1在热拉伸时由于处理剂的热分解会导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
对于包含含硫酯(C)的本发明的合成纤维处理剂,含硫酯(C)的量占处理剂的不挥发组分的范围应当优选为1wt%至65wt%,更优选为5wt%至55wt%,还更优选为10wt%至45wt%。含硫酯(C)的量低于1wt%会使施用处理剂的线股过度摇摆,从而增加断线。另一方面,含硫酯(C)的量高于65wt%在热拉伸时由于处理剂的热分解会导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
对于包含聚氧烯烃衍生物(D)的本发明的合成纤维处理剂,聚氧烯烃衍生物(D)的量占处理剂的不挥发组分的范围应当优选为10wt%至90wt%,更优选为15wt%至80wt%,还更优选为20wt%至70wt%。聚氧烯烃衍生物(D)的量低于10wt%会使施用处理剂的线股过度摇摆,从而增加断线。聚氧烯烃衍生物(D)的量高于90wt%在热拉伸时由于处理剂的热分解会导致拉伸辊表面的处理剂堆积,从而增加断线和毛羽。
其他组分(F)
本发明的合成纤维处理剂可以包含除前述聚氧烯烃衍生物(D)之外的表面活性剂,从而使处理剂乳化、促进处理剂在纤维上的吸收和用水从纤维冲洗掉处理剂以及赋予纤维抗静电性、润滑性和凝聚力。这样的表面活性剂包括阴离子表面活性剂,诸如烷基磷酸酯或聚氧乙烯烷基磷酸酯的金属盐或胺盐、琥珀酸二辛酯磺酸盐、烷基磺酸盐和脂肪酸皂;阳离子表面活性剂,诸如烷基胺盐、烷基咪唑啉盐和季铵盐;以及两性表面活性剂,诸如月桂基二甲基甜菜碱和硬脂基二甲基甜菜碱。可以使用这些表面活性剂的一种或者至少两种的组合。对表面活性剂占处理剂的不挥发组分的量没有特别限定,其范围应当优选为0.01wt%至15wt%,更优选为0.1wt%至10wt%。此处提及的表面活性剂具有低于1000的重均分子量。
本发明的合成纤维处理剂还可以包含抗氧化剂,以提高所得处理剂的耐热性。抗氧化剂包括已知的抗氧化剂,诸如酚醛系、硫系或亚磷酸酯系抗氧化剂。可以使用这些抗氧化剂的一种或者至少两种的组合。对抗氧化剂占处理剂的不挥发组分的量没有特别限定,其范围应当优选为0.1wt%至5wt%,更优选为0.1wt%至3wt%。
本发明的合成纤维处理剂还可以包含原液稳定剂,该原液稳定剂包含水、乙二醇和丙二醇。稳定剂占处理剂的量的范围应当优选为0.1wt%至30wt%,更优选为1至20wt%。
本发明的合成纤维处理剂可以采取任何形式,诸如仅由上述不挥发组分构成的处理剂组合物、不挥发组分和原液稳定剂的混合物、不挥发组分在低粘度矿物油中的稀释液、或者不挥发组分的水性乳液。不挥发组分在水性乳液中的浓度范围应当优选为5wt%至35wt%,更优选为6wt%至30wt%。为了使处理剂均一地施用于纤维,不挥发组分在低粘度矿物油中的稀释液的粘度(30℃)范围应当优选为从3mm2/s至120mm2/s,更优选为从5mm2/s至100mm2/s。
本发明的合成纤维处理剂可以施用于合成线股或短纤维,并且为了发挥本发明的效果,应当优选地施用于合成线股。
对本发明的合成纤维处理剂的制备方法没有特别限定,并且可以采用任何已知的方法。合成纤维处理剂可以通过按照任意或特定顺序掺混上述组分来制备。
合成线股的生产方法和纺织品
本发明的合成线股是通过向原料合成线股施用本发明的合成纤维处理剂来生产的。本发明的合成线股的生产方法包括向原料合成线股施用本发明的合成纤维处理剂的步骤。对施用处理剂的方法没有特别限定,并且可以采用任何已知的方法。通常来说,合成纤维处理剂在原料合成线股的纺丝过程中施用于线股,并且在施用处理剂之后线股在加热辊上拉伸并热固并且卷绕。本发明的合成纤维处理剂优选地以如下方式使用:将施用了处理剂的线股不经卷绕地直接供应至热拉伸步骤。关于聚酯或尼龙丝的热拉伸的温度范围,举例而言,对于工业纺织品为210℃至260℃,对于服装纺织物为110℃至180℃。
合成纤维处理剂以上述各种形式施用于原料合成线股,形式包括仅由不挥发组分构成的原液处理剂、不挥发组分在低粘度矿物油中的稀释液、或者不挥发组分的水性乳液。对处理剂的施用方法没有特别限定,并且包括计量引导施用法、湿润辊施用法、浸涂法和喷涂法。在这些方法中,为了容易调整线股上处理剂的量,计量引导施用法和湿润辊施用法是优选的。
线股上合成纤维处理剂的量相对于原料线股的范围应当优选为从0.05wt%至5wt%,更优选为从0.1wt%至3wt%,还更优选为从0.1wt%至2wt%。处理剂的量低于0.05wt%不能发挥本发明的效果,而量高于5wt%会使处理剂的不挥发组分易于残留在加热辊上的纱线路径上,从而显著增加加热器表面上的污渍,并且导致断线和毛羽。
原料合成线股包括聚酯、聚酰胺和聚烯烃线股。本发明的合成纤维处理剂适合于聚酯、聚酰胺和聚烯烃线股。聚酯丝包括由亚乙基对苯二甲酸酯单体构成的聚酯(PET)的丝、由三亚甲基对苯二甲酸酯单体构成的聚酯(PTT)的丝、由亚丁基对苯二甲酸酯单体构成的聚酯(PBT)的丝、以及由乳酸单体构成的聚酯(PLA)的丝。聚酰胺丝包括尼龙6的丝和尼龙66的丝。聚烯烃丝包括聚丙烯的丝和聚乙烯的丝。对合成线股的生产方法没有特别限定,并且可以采用任何已知的方法。
纺织品
本发明的纺织品由上述合成线股和通过上述方法生产的合成线股构成。具体地,纺织品包括将施用了本发明的合成纤维处理剂的合成线股用喷水织机、喷气织机或剑杆织机编织的或者用圆形针织机、经编机或维编机针织制造的编织和针织面料。纺织品的最终用途包括诸如安全带、轮胎帘布、渔网和绳索的工业纺织品和服装纺织物。对编织和针织面料的制造方法没有特别限定,并且可以采用任何已知的方法。
实施例
通过下列实施方式的实例进一步描述本发明。本发明不限于本文中实施例的范围。以下说明书和表格中的%意指wt%。
实施例1至13和比较例1至12
将表1至3中示出的组分搅拌混合均匀,制备成处理剂。在搅拌下将各个处理剂逐渐加入去离子水中,并且搅拌60分钟形成均匀的水包油乳剂,该乳剂包含18wt%的不挥发组分。
表1至3中除A-1至A-8外的记号表示下列组分。记号A-1至A-8所表示的脂肪酸胺盐(A)在表4中示出。
B1-1:2-癸基十四烷基芥酸酯
B1-2:2-辛基十二烷基硬脂酸酯
B1-3:异辛基棕榈酸酯
B1-4:异辛基硬脂酸酯
B2-1:甘油三油酸酯
B2-2:三羟甲基丙烷三月桂酸酯
B2'-3:山梨醇酐三油酸酯
B2'-4:甘油二油酸酯
B2'-5:三羟甲基丙烷二月桂酸酯
B2'-6:山梨醇酐二油酸酯
B2'-7:甘油单油酸酯
B2'-8:三羟甲基丙烷单月桂酸酯
B2'-9:山梨醇酐单油酸酯
C-1:亚硫基二丙酸二油烯基酯
C-2:亚硫基二丙酸二异硬脂基酯
D-1:POE(25)氢化蓖麻油醚
D-2:POE(25)氢化蓖麻油醚二油酸酯
D-3:POE(20)山梨醇酐三油酸酯
D-4:POE/POP硬脂基醚(分子量1600,PO:EO比为1:1)
D-5:POE(7)异十三烷基醚
D-6:聚丙二醇(分子量1000)
D-7:POE(4)POP(4)硬脂基醚月桂酸酯
D-8:聚丙二醇单油酸酯
F-1:烷基磺酸钠
F-2:琥珀酸二辛酯磺酸钠
F-3:POE(5)油烯基磷酸钠
F-4:异辛基磷酸钠
F-5:油酸二乙醇酰胺
F-6:1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯基)异氰酸酯
X-1:二乙醇胺油酸酯
X-2:油酸钾
X-3:异硬脂酸铵
X-4:三乙醇胺异硬脂酸酯
此处的POE意指聚氧乙烯基,此处的POP意指聚氧丙烯基。例如,POE(7)意指平均由7摩尔氧化乙烯基构成的聚氧乙烯基。
线股的摇摆、断线和毛羽
将聚酯聚合物熔纺并冷却加工成线股,将上述过程制备的处理剂以包含的不挥发组分为纤维重量的0.6wt%的量施用于线股。通过湿润辊施用法将处理剂施用于线股。
将八条施用了处理剂的线股以8mm至10mm范围的间隔缠绕在加热辊上。在250℃,以5.1的拉伸率将线股不经卷绕地在加热辊上连续拉伸,并且加工成96f/1100dtex的聚对苯二甲酸乙二醇酯的多丝线股。将拉伸并热固的线股交织以在卷绕前缠结单丝。通过喷嘴向多丝线股吹扫诸如高压空气的高压流体来进行交织。按照下列步骤评价断线和毛羽。
线股的摇摆:在生产了1吨施用了处理剂的线股之后,检查线股在加热辊上的走线行为,并且将小于3mm的线股摇摆宽度评价为A,3mm至小于5mm范围内的宽度评价为B,5mm以上的宽度评价为C。评价为A或B的宽度判定为合格。
断线:对1吨施用了处理剂的线股生产期间的断线次数进行计数,并且将断线次数少于1次评价为A,次数为1次至少于2次评价为B,次数为2次以上评价为C。评价为A或B的断线次数判定为合格。
毛羽:用绒毛计数器测量施用了处理剂的线股的毛羽数量,并且将每1,000,000m的毛羽少于1的线股评价为A,每1,000,000m的毛羽少于2的线股评价为B,每1,000,000m的毛羽为2以上的线股评价为C。评价为A或B的线股判定为合格。
加热辊上的污渍
通过计量引导施用法,将用上述方法制备的处理剂以包含的不挥发组分为线股重量的0.6wt%的量施用于无处理剂的96f/1100dtex聚酯线股(原料线股),并且在25℃和65%RH的条件下放置调湿48小时。
将调湿的线股固定在走线法摩擦测试仪(由Toray Engineering Co.,Ltd.制造)上,在250℃和500g的负载下在摩擦销(无光镀铬钉,直径5cm)上以200m/min的纱线速度走线24小时。按照下列标准对摩擦销上的污渍进行分类,以评价污渍。评价为A或B判定为合格。
A:没有烧焦的处理剂
B:痕量烧焦的处理剂
C:较大量烧焦的处理剂
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
如表1至3所示,本发明的实施例1至13的处理剂包含化学式(1)的脂肪酸胺盐(A)和酯(B),并且显著地降低了线股的摇摆、断线和毛羽。此外,处理剂在辊上产生了最少的污渍并且具有高耐热性,不对工作环境产生不利影响。
另一方面,比较例1和2的处理剂不包含化学式(1)表示的脂肪酸胺盐(A)并且在线股的摇摆、辊上的污渍、断线和毛羽的评价中得到比本发明的处理剂差的结果,不能满足这些要求。包含脂肪酸盐的比较例3至12的处理剂在线股的摇摆、辊上的污渍、断线和毛羽的评价中也得到较差的结果而不能满足这些要求,因为处理剂中的脂肪酸盐不同于化学式(1)的脂肪酸胺盐(A)。
工业实用性
本发明的合成纤维处理剂优选地适用于制造成包括安全带、轮胎帘布、防水油布、气囊、渔网和绳索的工业纺织品和用于服装的编织和针织面料的合成线股。
Claims (6)
1.一种在纺丝过程中施用于合成纤维的合成纤维处理剂,该处理剂包含:
下列化学式(1)表示的脂肪酸胺盐(A)和酯(B),该酯(B)是多元醇脂肪酸酯(B2);
其中,构成所述酯(B2)的醇具有三个羟基;
所述酯(B2)每分子具有三个酯键;
所述脂肪酸胺盐(A)和所述酯(B)的总量占所述处理剂的不挥发组分的15wt%至75wt%;以及
所述酯(B)和所述脂肪酸胺盐(A)的重量比B/A的范围为1/1至1000/1,
[化学式1]
其中,R1表示C4-C30烷基或烯基,R2表示C6-C24烷基或烯基,AO表示C2-C3氧化烯烃基,m和n表示AO的平均加成摩尔数,并且m+n在1至25的范围内。
2.根据权利要求1所述的合成纤维处理剂,其中,构成所述酯(B2)的所述醇是选自由甘油和三羟甲基丙烷所组成的组中的醇。
3.根据权利要求1或2所述的合成纤维处理剂,其中,所述处理剂包含化学式(3)表示的含硫酯(C):
R5OOC-(CH2)q-S-(CH2)p-COOQ (3)
其中R5表示C12-C24烃基,并且Q表示氢原子或C12-C24烃基。
4.一种合成线股,该合成线股是通过向原料合成线股施用如权利要求1至3的任一项所述的处理剂来生产的。
5.一种生产合成线股的方法,该方法包括向原料合成线股施用如权利要求1至3的任一项所述的处理剂的步骤。
6.一种纺织品,该纺织品包含如权利要求4所述的合成线股和/或通过如权利要求5所述的方法生产的合成线股。
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