CN106167987A - 聚酯系合成纤维纺织用处理剂、聚酯系合成纤维的处理方法及聚酯系合成纤维 - Google Patents

聚酯系合成纤维纺织用处理剂、聚酯系合成纤维的处理方法及聚酯系合成纤维 Download PDF

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Abstract

本发明提供可充分应对近年来纺织工序的高速化，并同时满足高速梳理工序中的纤维网均匀性、高速环锭并条工序中的耐绕辊性、耐浮渣堆积性、纱圈形成性、高速环锭纺纱工序中的耐浮渣堆积性、以及高速转子自由端纺纱工序中的耐浮渣堆积性的聚酯系合成纤维纺织用处理剂、使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法、以及由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。作为聚酯系合成纤维纺织用处理剂，使用以10~90质量%的比例含有分子中具有碳原子数12~22的烷基的特定烷基磷酸酯碱金属盐、以5~80质量%的比例含有特定表面活性剂、以及以0.1~45质量%的比例含有分子中具有碳原子数12~22的烷基的特定烷基磷酸酯胺盐而成的处理剂，这些成分共计100质量%。

Description

聚酯系合成纤维纺织用处理剂、聚酯系合成纤维的处理方法 及聚酯系合成纤维
技术领域
本发明涉及聚酯系合成纤维纺织用处理剂、聚酯系合成纤维的处理方法及聚酯系合成纤维，更详细而言，涉及可充分应对近年来纺织工序的高速化的聚酯系合成纤维纺织用处理剂、使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法以及由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
背景技术
以往，作为聚酯系合成纤维用处理剂，提出了使用烷基磷酸酯钾盐的各种处理剂。对于该处理剂，提出了(1)烷基磷酸酯钾盐和烷基氨基醚型非离子磷酸中和物的双组分系统(例如参照专利文献1)；(2)烷基磷酸酯钾盐和高分子量聚氧乙烯化合物的双组分系统(例如参照专利文献2)；(3)烷基磷酸酯钾盐、石蜡乳化物和阳离子型表面活性剂的三组分系统(例如参照专利文献3)等方案。但是，这些以往的聚酯系合成纤维纺织用处理剂存在以下问题：无法应对近年来纺织工序的高速化，在高速梳理工序中纤维网均匀性不足，在高速环锭并条(リング練条)工序中耐绕辊性(耐ローラー巻きつき性)、耐浮渣(scum)堆积性和纱圈形成性(コイルフォーム性)不足，在高速环锭纺纱工序中耐浮渣堆积性不足，在高速转子自由端纺纱工序中耐浮渣堆积性不足。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60-224867号公报
专利文献2：日本特开平3-174067号公报
专利文献3：日本特开平6-108361号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的问题在于，提供可充分应对近年来纺织工序的高速化，并同时满足高速梳理工序中的纤维网均匀性、高速环锭并条工序中的耐绕辊性、耐浮渣堆积性、纱圈形成性、高速环锭纺纱工序中的耐浮渣堆积性、以及高速转子自由端纺纱工序中的耐浮渣堆积性的聚酯系合成纤维纺织用处理剂、使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法、以及由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
用于解决问题的方案
本发明人为解决上述问题进行了研究，结果发现以特定比例含有特定的三种组分而成的聚酯系合成纤维纺织用处理剂正好合适。
即，本发明涉及聚酯系合成纤维纺织用处理剂，其特征在于，以10~90质量%的比例含有下列烷基磷酸酯碱金属盐、以5~80质量%的比例含有下列表面活性剂、以及以0.1~45质量%的比例含有下列烷基磷酸酯胺盐，这些成分共计100质量%。另外，本发明还涉及使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法、由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
烷基磷酸酯碱金属盐：分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯的碱金属盐，酸值为0.01~80KOHmg/g。
表面活性剂：选自聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烯基醚、聚氧亚烷基烷基酯、聚氧亚烷基烯基酯、聚氧亚烷基烷基苯基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚、聚氧亚烷基烯基氨基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚与无机酸的盐、以及聚氧亚烷基烯基氨基醚与无机酸的盐中的至少一种。
烷基磷酸酯胺盐：分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯与下列化学式1表示的有机胺的盐。
[化学式1]
化学式1中，
R1：选自碳原子数8~22的烷基、碳原子数8~22的烯基、以及碳原子数8~22的芳基，
R2、R3：氢原子或甲基，
m、n：满足1≤m＋n<100的整数。
首先，对本发明所述的聚酯系合成纤维纺织用处理剂(以下称为本发明的处理剂)进行说明。用于本发明的处理剂的烷基磷酸酯碱金属盐是分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯碱金属盐，其中可列举出十二烷基磷酸酯碱金属盐、十三烷基磷酸酯碱金属盐、十四烷基磷酸酯碱金属盐、十六烷基磷酸酯碱金属盐、十八烷基磷酸酯碱金属盐、异硬脂基磷酸酯碱金属盐、二十二烷基磷酸酯碱金属盐等。其中，优选烷基磷酸酯碱金属盐中的烷基为碳原子数16~18的烷基的十六烷基磷酸酯碱金属盐、十八烷基磷酸酯碱金属盐。这些烷基磷酸酯碱金属盐通过脂肪族一元醇与磷酸酐所代表的磷酸化剂的反应、以及之后与碱金属氢氧化物的中和反应而合成，所用的脂肪族一元醇可为单一成分也可为2种以上脂肪族一元醇的混合物。另外，通常烷基磷酸酯碱金属盐为包括单酯、二酯和含P-O-P键的聚合物的混合物，其组成比率没有特别限制。作为烷基磷酸酯碱金属盐的碱金属盐，可列举出钠盐、钾盐等，优选为钾盐。对于合成原料中所含的杂质，只要在常规原料标准内即可接受。其中可列举出例如氢氧化钾中所含的钠成分、磷酸化剂之一即磷酸酐中所含的重金属或砷化合物等各种杂质和副产物。
用于本发明的处理剂的烷基磷酸酯碱金属盐的酸值为0.01~80KOHmg/g。如果酸值过高，则容易引起乳化不良，而如果酸值过低，则容易引起纤维强度的经时下降。本发明中酸值是指，将烷基磷酸酯碱金属盐溶解于乙醇/二甲苯＝1/2(体积比)的混合溶剂中，装配在电位滴定仪上，用0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液进行滴定，由下列数学式1计算出的值。
[数学式1]
数学式1中，
f：0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液的系数(factor)
S：试样采取量(g)
R：直到拐点的0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液的使用量(mL)。
作为用于本发明的处理剂的表面活性剂，选自下列1)～5)中至少一种：1)2-乙基己醇、月桂醇、十四醇、十六醇、硬脂醇、油醇等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪族一元醇与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)醚；2)辛酸、十二烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、芥酸、蓖麻油酸等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪酸与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)酯；3)辛基苯酚、壬基苯酚等烷基酚与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基苯基醚；4)辛胺、月桂胺、硬脂胺、油胺等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪族胺与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)氨基醚；5)如上所述的聚氧亚烷基烷基(或烯基)氨基醚与例如磷酸之类的无机酸的盐。对于以上例示的任一表面活性剂，聚氧亚烷基(polyoxyalkylene)没有特别限制，优选氧化烯基(oxyalkylene)的平均重复数为2~150，还优选氧化烯基仅为氧化乙烯基或为氧化乙烯基与氧化丙烯基的混合。
用于本发明的处理剂的烷基磷酸酯胺盐是分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯与上述化学式1表示的有机胺的盐。作为所述烷基磷酸酯胺盐，可列举出：二十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4、化学式1中m与n的总和为4摩尔，以下相同)十二烷基氨基醚的盐、二十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、二十二烷基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、二十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十八烷基氨基醚的盐、二十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)辛基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十八烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)辛基氨基醚的盐、鲸蜡硬脂基(cetostearyl)磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐、鲸蜡硬脂基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、鲸蜡硬脂基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、鲸蜡硬脂基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)鲸蜡硬脂基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)辛基氨基醚的盐、十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐、十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、十二烷基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)鲸蜡硬脂基氨基醚的盐、十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)辛基氨基醚的盐，其中优选为选自：十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十八烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐、十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十八烷基氨基醚的盐。通常烷基磷酸酯胺盐为包括单酯、二酯和含P-O-P键的聚合物的混合物，其组成比率没有特别限制。
组成本发明的处理剂的上述各成分的比例为：烷基磷酸酯碱金属盐10~90质量%、表面活性剂5~80质量%、以及烷基磷酸酯胺盐0.1~45质量%，这些成分共计100质量%，其中优选为：烷基磷酸酯碱金属盐35~70质量%、表面活性剂10~50质量%、以及烷基磷酸酯胺盐3~40质量%，这些成分共计100质量%。
作为本发明的处理剂的处理对象即聚酯系合成纤维，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
接着，对本发明所述的聚酯系合成纤维的处理方法(以下称为本发明的处理方法)进行说明。本发明的处理方法是对聚酯系合成纤维赋予本发明的处理剂，使本发明的处理剂达到0.01~0.5质量%的方法。进行赋予的工序可为纺丝工序、拉伸工序、卷曲工序等的任一工序，优选在纺丝工序、或者卷曲工序之前或之后进行赋予。赋予方法可为浸渍给油法、喷雾给油法、辊给油法、使用计量泵的引导给油法(ガイド給油法)等的任一方法，优选为浸渍给油法、喷雾给油法或辊给油法。
最后，对本发明的聚酯系合成纤维(以下称为本发明的合成纤维)进行说明。本发明的合成纤维是由本发明的处理方法得到的聚酯系合成纤维。作为合成纤维，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等，其中优选聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
发明的效果
根据以上说明的本发明，具有能够充分应对近年来纺织工序的高速化，并同时满足高速梳理工序中的纤维网均匀性、高速环锭并条工序中的耐绕辊性、耐浮渣堆积性、纱圈形成性、高速环锭纺纱工序中的耐浮渣堆积性、以及高速转子自由端纺纱工序中的耐浮渣堆积性的效果。
实施例
以下，列举实施例等以使本发明的构成和效果更为具体，但本发明并不限于这些实施例。应予说明，以下实施例和比较例中，份是指质量份，另外%是指质量%。
试验类别1(聚酯系合成纤维纺织用处理剂的水成液的制备)
・聚酯系合成纤维纺织用处理剂(实施例1)的水成液的制备
将十八烷基磷酸酯钾盐(酸值10KOHmg/g)(A-1)60份、α-壬基苯基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)与α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)的70:30(质量比)混合物(B-1)20份、以及十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐(C-1)20份在搅拌下加入加热至80℃的规定量的一半量的离子交换水中，使其完全溶解。溶解后，一口气加入剩余的一半量的离子交换水搅拌均匀，制成聚酯系合成纤维纺织用处理剂(实施例1)的5%水成液。
・聚酯系合成纤维纺织用处理剂(实施例2~10和比较例1~5)的水成液的制备
与聚酯系合成纤维纺织用处理剂(实施例1)的水成液的制备方法同样，制成聚酯系合成纤维纺织用处理剂(实施例2~10和比较例1~5的水成液)的5%水成液。制成的水成液中各例的聚酯系合成纤维纺织用处理剂的内容汇总示于表1。
[表1]
。
表1中，
A-1：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝10KOHmg/g)
A-2：鲸蜡硬脂基磷酸酯钾盐(酸值＝30KOHmg/g)
A-3：十六烷基磷酸酯钾盐(酸值＝5KOHmg/g)
A-4：二十二烷基磷酸酯钾盐(酸值＝10KOHmg/g)
A-5：十二烷基磷酸酯钾盐(酸值＝40KOHmg/g)
A-6：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝40KOHmg/g)
A-7：辛基磷酸酯钾盐(酸值＝40KOHmg/g)。
B-1：α-壬基苯基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)＝70/30(质量比)的混合物
B-2：α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)/α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(共计10摩尔)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)＝25/25/50(质量比)的混合物
B-3：α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)的磷酸盐＝50/50(质量比)的混合物
B-4：椰子油脂肪酸-聚氧乙烯(10摩尔)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(10摩尔)＝50/50(质量比)的混合物
B-5：聚乙二醇(数均分子量1000)。
C-1：十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐
C-2：十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐
C-3：十八烷基磷酸酯与聚氧丙烯(m＋n＝10)十二烷基氨基醚的盐
C-4：十八烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝10)十八烷基氨基醚的盐
C-5：十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)十二烷基氨基醚的盐
C-6：二十二烷基磷酸酯与聚氧乙烯(m＋n＝4)辛基氨基醚的盐。
试验类别2(处理剂对聚酯短纤维的附着及其评价)
・处理剂对聚酯短纤维的附着
将试验类别1中制备的各例的聚酯系合成纤维纺织用处理剂的水成液用离子交换水稀释，制成2%水性乳液。采用喷雾法使制成的水性乳液作为聚酯系合成纤维纺织用处理剂附着于制棉工序中得到的纤度1.3×10-4g/m(1.2旦尼尔)、纤维长38mm的半无光(semidull)聚酯短纤维，使得其附着量达到0.15%，用80℃的热风干燥机干燥2小时后，在25℃×40%RH的气氛下调节湿度一夜，得到附着有聚酯系合成纤维纺织用处理剂的已处理聚酯短纤维。
・高速梳理工序中的纤维网均匀性的评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，在25℃×40%RH的气氛下供于盖板梳棉机(flat card，丰和工业社制)，在纺丝速度＝160m/分钟的条件下使其通过。按照以下标准判定纺出的梳理纤维网的外观形状。结果汇总示于表2。
纤维网的均匀性的评价标准
○○○：完全无不均，是均匀的
○○：略微出现不均，但不成问题
○：少量出现不均，但无太大问题
×：大量出现不均，产生问题。
・高速环锭纺织的并条工序中的耐绕辊性、耐浮渣堆积性、纱圈形成性的评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，供于盖板梳棉机(丰和工业社制)，得到粗梳条子(card sliver)。将所得的粗梳条子在25℃×40%RH的气氛下供于PDF型并条机(石川制作所社制)，在纺丝速度＝400m/分钟的条件下使其反复5次通过。按照以下标准判定对PDF型并条机的橡胶辊的耐绕辊性，橡胶辊、粗纱机(reducer)和凝棉导管(trumpet)各部分的耐浮渣堆积性和粗梳条子的纱圈形成性。结果汇总示于表2。
耐绕辊性的评价标准
○○○：对橡胶辊的卷绕圈数为0~4圈
○○：对橡胶辊的卷绕圈数为5~9圈
○：对橡胶辊的卷绕圈数为10~14圈
×：对橡胶辊的卷绕圈数为15圈以上。
耐浮渣堆积性的评价标准
○○○：几乎未出现浮渣
○○：略微出现浮渣
○：少量出现浮渣
×：明显大量出现浮渣。
纱圈形成性的评价标准
○○○：纱圈形成极好
○○：纱圈形成良好
○：纱圈形成整体大致良好
×：纱圈形成不良。
高速环锭纺纱工序中的耐浮渣堆积性的评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，供于盖板梳棉机(丰和工业社制)，得到粗梳条子。将所得的粗梳条子供于PDF型并条机(石川制作所社制)和粗纺机(丰田自动织机社制)，得到粗纱。将所得的粗纱在25℃×40%RH的气氛下供于环锭纺纱机(丰田自动织机社制)，在锭子转数＝20000rpm、捻数775T/m、供给粗纱＝0.59g/m、总牵伸＝40倍的条件下以20锤(錘)运转2小时。按照以下标准判定对气圈控制环(anti-node ring)的耐浮渣堆积性。结果汇总示于表2。
耐浮渣堆积性的评价标准
○○○：几乎未出现浮渣
○○：略微出现浮渣
○：少量出现浮渣
×：明显大量出现浮渣。
・高速转子式自由端纺织工序中的耐浮渣堆积性评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，供于盖板梳棉机(丰和工业社制)，得到粗梳条子。将所得的粗梳条子供于PDF型并条机(石川制作所社制)，得到熟条。使用所得的熟条，供于高速转子式自由端纺织机(シュラホースト社制)，在25℃×40%RH的气氛下、转子转数＝80000~130000rpm、纺丝速度＝160m/分钟的条件下运转1小时。按照以下标准判定自由端纺织机的转子内的耐浮渣堆积性。结果汇总示于表2。
对转子的耐浮渣堆积性的评价标准
○○○：几乎未出现浮渣堆积
○○：略微出现浮渣堆积
○：少量出现浮渣堆积
×：明显大量出现浮渣堆积。
[表2]
。
与表1对应的表2的结果也表明，根据本发明，具有能够充分应对近年来纺织工序的高速化，并同时满足高速梳理工序中的纤维网均匀性、高速环锭并条工序中的耐绕辊性、耐浮渣堆积性、纱圈形成性、高速环锭纺纱工序中的耐浮渣堆积性、以及高速转子自由端纺纱工序中的耐浮渣堆积性的效果。

Claims (7)

1.聚酯系合成纤维纺织用处理剂，其特征在于，
以10~90质量%的比例含有下列烷基磷酸酯碱金属盐、以5~80质量%的比例含有下列表面活性剂、以及以0.1~45质量%的比例含有下列烷基磷酸酯胺盐，这些成分共计100质量%，
烷基磷酸酯碱金属盐：分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯的碱金属盐，酸值为0.01~80KOHmg/g；
表面活性剂：选自聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烯基醚、聚氧亚烷基烷基酯、聚氧亚烷基烯基酯、聚氧亚烷基烷基苯基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚、聚氧亚烷基烯基氨基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚与无机酸的盐、以及聚氧亚烷基烯基氨基醚与无机酸的盐中的至少一种；
烷基磷酸酯胺盐：分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯与下列化学式1表示的有机胺的盐，
[化学式1]
化学式1中，
R1：选自碳原子数8~22的烷基、碳原子数8~22的烯基、以及碳原子数8~22的芳基
R2、R3：氢原子或甲基
m、n：满足1≤m＋n<100的整数。
2.根据权利要求1所述的聚酯系合成纤维纺织用处理剂，其中，烷基磷酸酯碱金属盐和烷基磷酸酯胺盐中的烷基为碳原子数16~18的烷基。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯系合成纤维纺织用处理剂，其中，以35~70质量%的比例含有烷基磷酸酯碱金属盐、以10~50质量%的比例含有表面活性剂、以及以3~40质量%的比例含有烷基磷酸酯胺盐，这些成分共计100质量%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚酯系合成纤维纺织用处理剂，其中，聚酯系合成纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
5.聚酯系合成纤维的处理方法，其特征在于，对聚酯系纤维赋予权利要求1至4中任一项所述的聚酯系合成纤维纺织用处理剂，使该处理剂达到0.01~0.5质量%。
6.聚酯系合成纤维，其特征在于，其是利用权利要求5所述的聚酯系合成纤维的处理方法得到的聚酯系合成纤维。
7.根据权利要求6所述的聚酯系合成纤维，其中，聚酯系合成纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
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