CN111684124B - 聚酯系合成纤维用处理剂和聚酯系合成纤维 - Google Patents

聚酯系合成纤维用处理剂和聚酯系合成纤维 Download PDF

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Abstract

本发明提供聚酯系合成纤维用处理剂和附着有该聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维，该处理剂可提高纺丝工序中的丝束的集束性、并且可提高拉伸工序中的拉伸性，进而能够充分抑制纺织工序中的电气产生。作为聚酯系合成纤维用处理剂，使用以20～88.99质量％的比例含有特定的长链烷基磷酸酯盐、以1～10质量％的比例含有特定的短链烷基磷酸酯盐、以0.01～10质量％的比例含有特定的无机磷酸盐、以及以10～65质量％的比例(合计比例100质量％)含有非离子表面活性剂而成的处理剂。

Description

聚酯系合成纤维用处理剂和聚酯系合成纤维
技术领域
本发明涉及聚酯系合成纤维用处理剂和附着有该聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维。
背景技术
以往，作为聚酯系合成纤维处理剂，提出了含有有机磷酸酯碱金属盐、特定的蜡或线状聚有机硅氧烷、特定的非离子表面活性剂的处理剂(专利文献1)、含有有机磷酸酯碱金属盐、特定的蜡、特定的线状聚有机硅氧烷、特定的非离子表面活性剂的处理剂(专利文献2)、含有烷基磷酸酯的碱金属盐、特定的非离子表面活性剂、磷酸金属盐的处理剂(专利文献3)等。
另外还公开了含有特定的烷基磷酸酯钾盐、特定的烷基磷酸酯钾盐、以及选自聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烯基醚和聚氧亚烷基(烷基苯基)醚中的至少一种而成的纤维处理剂(专利文献4)、以特定的比例含有特定的烷基磷酸酯钾盐以及丙烯酸类树脂的纤维处理剂(专利文献5)。进一步公开了添加含有磷酸类的碱金属盐作为重要成分的合成纤维处理用油剂(专利文献6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-020971号公报
专利文献2：日本特开2002-030571号公报
专利文献3：日本专利第5796922号公报
专利文献4：日本特开2008-063713号公报
专利文献5：国际公开第2009/098845号
专利文献6：日本特开昭53-103099号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上述专利文献所例示，提出了各种纤维用处理剂。但是，作为高性能的处理剂，市场上迫切希望兼具纺丝工序中的优异的丝束集束性、拉伸工序中的优异的拉伸性、进而能够抑制纺织工序中的电气产生的聚酯合成纤维及其处理剂。
本发明是鉴于上述背景而完成的，其课题在于提供聚酯系合成纤维用处理剂以及附着有该聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维，该处理剂兼具纺丝工序中的优异的丝束集束性和拉伸工序中的优异的拉伸性、并且能够抑制纺织工序中的电气产生。
用于解决课题的手段
本发明人反复进行了深入研究，结果发现，通过使用以特定的比例含有特定的3种成分和非离子表面活性剂而成的聚酯系合成纤维用处理剂，能够解决本发明的课题，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种聚酯系合成纤维用处理剂和附着有该聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维，该处理剂的特征在于，其是以20～88.99质量％的比例含有下述的长链烷基磷酸酯盐、以1～10质量％的比例含有下述的短链烷基磷酸酯盐、以0.01～10质量％的比例含有下述的无机磷酸盐、以及以10～65质量％的比例含有非离子表面活性剂且上述比例合计为100质量％而成的。
长链烷基磷酸酯盐：烷基的碳原子数为16～18的烷基磷酸酯的碱金属盐。
短链烷基磷酸酯盐：烷基的碳原子数为4～8的烷基磷酸酯的碱金属盐。
无机磷酸盐：选自磷酸氢二金属盐和磷酸三金属盐中的至少一者。
首先对本发明的聚酯系合成纤维用处理剂(以下也称为本发明的处理剂)进行说明。本发明的处理剂是以特定的比例含有特定的3种成分和非离子表面活性剂而成的聚酯系合成纤维用处理剂。
作为供于本发明的处理剂中的长链烷基磷酸酯盐，可以举出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等烷基的碳原子数为16～18的烷基磷酸酯的碱金属盐。
作为供于本发明的处理剂中的短链烷基磷酸酯盐，可以举出正丁基磷酸酯碱金属盐、己基磷酸酯碱金属盐、辛基磷酸酯碱金属盐等烷基的碳原子数为4～8的烷基磷酸酯的碱金属盐。这些之中，优选正丁基磷酸酯碱金属盐、己基磷酸酯碱金属盐等烷基的碳原子数为4～6的短链烷基磷酸酯盐。
供于本发明的处理剂中的无机磷酸盐为选自磷酸氢二金属盐和磷酸三金属盐中的至少一者，其中优选磷酸氢二金属盐。具体地说，作为磷酸氢二金属盐，可以举出磷酸氢二钾盐、磷酸氢二钠盐等，作为磷酸三金属盐，可以举出磷酸三钾盐、磷酸三钠盐等。
作为供于本发明的处理剂的非离子表面活性剂，可以举出α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)、α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯聚氧丙烯(n+m＝10)、α-十二烷基氨基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)、α-壬基苯基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)、α-十二烷基氨基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)等。此处，n是指氧化乙烯单元的数目，n+m是指氧化乙烯单元的数目与氧化丙烯单元的数目的总数，以下同样。
本发明的处理剂是以20～88.99质量％的比例含有上述的长链烷基磷酸酯盐、以1～10质量％的比例含有短链烷基磷酸酯盐、以0.01～10质量％的比例含有无机磷酸盐、以及以10～65质量％的比例含有非离子表面活性剂且上述比例合计为100质量％而成的。无机磷酸盐的含有比例更优选为0.1～5.0质量％、进一步优选为0.3～3.0质量％。
本发明的处理剂可以进一步以小于本发明的处理剂整体的12质量％的比例含有选自下述蜡和下述线状聚有机硅氧烷中的物质。
蜡：选自由碳原子数16～22的脂肪族一元醇和碳原子数为6～22的脂肪族单羧酸得到的酯化合物和固体石蜡中的至少一者且熔点为50～120℃的物质。
线状聚有机硅氧烷：30℃的运动粘度为1×10-3～100×10-3m2/s的物质。
具体地说，作为蜡，可以举出十六烷基醇、硬脂醇、二十烷醇、山嵛醇等碳原子数16～22的脂肪族一元醇与己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸等碳原子数6～22的脂肪族单羧酸得到的酯化合物、熔点为65℃的固体石蜡等。另外，作为线状聚有机硅氧烷，可以举出30℃的运动粘度为10×10-3m2/s的聚二甲基硅氧烷、30℃的运动粘度为50×10-3m2/s的聚二甲基硅氧烷等。
本发明的处理剂的1质量％水溶液的表面张力优选小于45mN/m。表面张力可以将使用离子交换水制备的本发明的处理剂的1质量％水溶液供于垂直板法表面张力测定装置而求出。
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附着有本发明的处理剂的聚酯系合成纤维。
作为聚酯系合成纤维，可以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等，其中优选聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。本发明的处理剂附着于纤维的比例没有特别限制，优选使本发明的处理剂按照相对于纤维为0.01～0.5质量％的比例进行附着。另外，使本发明的处理剂附着的工序可以为纺丝工序、拉伸工序、卷曲工序等中的任一工序，优选使其在纺丝工序或卷曲工序之前或之后进行附着。附着方法可以为浸渍给油法、喷雾给油法、辊给油法、使用计量泵的引导给油法等中的任一方法，优选浸渍给油法、喷雾给油法或辊给油法。
发明的效果
根据本发明，发挥出能够提供兼具纺丝工序中的优异的丝束集束性和拉伸工序中的优异的拉伸性、并且能够抑制纺织工序中的电气产生的聚酯系合成纤维用处理剂和聚酯系合成纤维的优异效果。
附图说明
图1是以部分纵截面概略示出本发明的处理剂的评价中使用的试验装置的整体图。
具体实施方式
实施例
以下为了更具体地说明本发明的构成和效果，举出实施例等，但本发明并不受这些实施例的限定。需要说明的是，以下的实施例和比较例的说明中，份是指质量份，并且％是指质量％。
试验分组1(聚酯系合成纤维用处理剂的制备和表面张力的测定)
·实施例1
将十八烷基磷酸酯钾盐(A-1)69.0份、丁基磷酸酯钾盐(A-4)5.0份、磷酸氢二钾盐(B-1)1.0份、和α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)/α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯聚氧丙烯(n+m＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)＝25/25/50(质量比)的混合物(C-1)25.0份在搅拌下加入到被加热至80℃的规定量的一半的离子交换水中，使其完全溶解。溶解后，一次性加入余下的一半量的离子交换水，搅拌至均匀，制备合成纤维用处理剂的1％水性液200g。对该水溶液的pH进行测定，结果为9.0。将所制备的合成纤维用处理剂的1％水性液供至垂直板法表面张力测定装置(协和界面科学社制造的商品名KYOWA CBVPSURFACE TENSIONMETER)中，测定20℃的表面张力，该操作进行5次，计算出这样求出的5次测定值的平均值(mN/m)，结果为39.7mN/m。
·实施例2～15、参考例1和比较例1～13
与实施例1同样地按照表1中记载的内容制备实施例2～15、参考例1和比较例1～13的合成纤维用处理剂的1％水溶液各200g，对表面张力进行测定，计算出平均值。将也包括实施例1在内的各例的内容和表面张力的平均值汇总示于表1。需要说明的是，实施例2的水溶液的pH为8.4，另外比较例9的水溶液的pH为10.5。
[表1]
Figure BDA0002620760620000061
表1中，
A-1：十八烷基磷酸酯钾盐
A-2：十六烷基磷酸酯钾盐
A-3：月桂基磷酸酯钾盐
A-4：丁基磷酸酯钾盐
A-5：己基磷酸酯钾盐
A-6：聚氧乙烯(n＝7)十六烷基磷酸酯钾盐
B-1：磷酸氢二钾盐
B-2：磷酸三钾盐
B-3：磷酸氢二钠盐
C-1：α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)/α-十二烷基-ω-羟基聚氧乙烯聚氧丙烯(n+m＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)＝25/25/50(质量比)的混合物
C-2：α-壬基苯基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基聚氧乙烯(n＝10)＝70/30(质量比)的混合物
C-3：聚氧乙烯(n＝7)月桂基醚
C-4：聚氧乙烯(n＝10)月桂基醚/聚氧乙烯(n＝25)月桂基醚/聚氧乙烯(n＝5)油基醚/聚乙二醇(分子量1100)单月桂酸酯＝55/10/20/15
C-5：聚乙二醇(平均分子量400)单月桂酸酯
D-1：熔点为60℃的固体石蜡
D-2：熔点为61℃的硬脂酸硬脂酯
E-1：30℃的粘度为10×10-3m2/s的线状聚二甲基硅氧烷
试验分组2(聚酯系合成纤维用处理剂的评价)
对于试验分组1中制备的各例的聚酯系合成纤维用处理剂，如下进行丝束集束性、拉伸性和电气产生的评价，将结果汇总示于表2中。
·丝束集束性的评价
丝束集束性代用聚酯系合成纤维用处理剂的动态表面张力如下进行评价。将试验分组1中制备的各例的聚酯系合成纤维用处理剂的1％水溶液在20℃静置一夜后，使用动态表面张力测定装置(Chem-Dyne Reserch Corporation公司制造的商品名QC6000)，在25℃在65％RH的气氛下以5Bubble/秒的条件测定动态表面张力，按下述基准评价丝束集束性。
丝束集束性的评价基准
◎：动态表面张力小于40mN/m
○：动态表面张力为40mN/m以上且小于45mN/m
×：动态表面张力为45mN/m以上
·拉伸性的评价
使用图1中概略示出的试验装置，如下评价拉伸性。图1中，1为容器、2为聚酯系合成纤维用处理剂的1％水溶液、3为圆筒状的金属制摩擦体、4和5为自由辊、6为聚酯长丝，对于各例的聚酯系合成纤维用处理剂的1％水溶液，在图1的状态下使聚酯长丝6以50m/分钟的速度向图1中的箭头方向拉伸，在20℃的气氛下测定此时的自由辊4的上游部和自由辊5的下游部的张力T1和T2，根据T2/T1之比按照下述基准评价拉伸性。
拉伸性的评价基准
◎：T2/T1小于6.00
○：T2/T1为6.00以上且小于6.30
×：T2/T1为6.30以上
·电气产生的评价
将试验分组1中制备的各例的聚酯系合成纤维用处理剂的1％水性液进一步利用离子交换水稀释，制备聚酯系合成纤维用处理剂的0.5％水性液。使所制备的聚酯系合成纤维用处理剂的0.5％水性液按照以聚酯系合成纤维用处理剂计的附着量为0.15％的方式利用喷雾给油法附着于由制绵工序得到的细度为1.3×10-4g/m(1.2旦尼尔)、纤维长度为38mm的半无光的聚酯短纤维，利用80℃的热风干燥机干燥2小时后，在25℃×40％RH的气氛下进行一夜调湿，得到附着有聚酯系合成纤维用处理剂的处理后的聚酯短纤维。使用这样得到的处理后的聚酯短纤维10kg，在25℃×40％RH的气氛下供至盖板梳棉机(丰和工业公司制造)，使该纤维以纺出速度＝140m/分钟的条件通过。对于纺出后的梳理网的电气产生进行测定，按下述基准评价抗静电性。
电气产生的评价基准
◎：产生电量小于0.1kV
○：产生电量为0.1kV以上且小于0.3kV
×：产生电量为0.3kV以上且小于0.6kV
××：产生电量为0.6kV以上
[表2]
Figure BDA0002620760620000091
由与表1对应的表2的结果可知，根据本发明，具有兼具纺丝工序中的优异的丝束集束性和拉伸工序中的优异的拉伸性、并且能够抑制纺织工序中的电气产生的优异效果。
工业实用性
本发明的聚酯系合成纤维用处理剂作为聚酯系合成纤维用的处理剂是有用的。另外，本发明的聚酯系合成纤维能够以附着有上述聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维的形式利用。
符号的说明
1 容器
2 聚酯系合成纤维用处理剂的1％水溶液
3 圆筒状的金属制摩擦体
4,5 自由辊
6 聚酯长丝

Claims (6)

1.一种聚酯系合成纤维用处理剂，其特征在于，该处理剂是以20质量%～88.99质量%的比例含有下述的长链烷基磷酸酯盐、以1质量%～10质量%的比例含有下述的短链烷基磷酸酯盐、以0.01质量%～10质量%的比例含有下述的无机磷酸盐、以及以10质量%～65质量%的比例含有非离子表面活性剂且所述比例合计为100质量%而成的，
长链烷基磷酸酯盐：烷基的碳原子数为16～18的烷基磷酸酯的碱金属盐；
短链烷基磷酸酯盐：烷基的碳原子数为4～8的烷基磷酸酯的碱金属盐；
无机磷酸盐：选自磷酸氢二金属盐和磷酸三金属盐中的至少一者，
该处理剂的1质量%水溶液在20℃的表面张力小于45mN/m。
2.如权利要求1所述的聚酯系合成纤维用处理剂，其中，该处理剂进一步以小于整体的12质量%的比例含有选自下述蜡和下述线状聚有机硅氧烷中的物质，
蜡：选自由碳原子数16～22的脂肪族一元醇和碳原子数6～22的脂肪族单羧酸得到的酯化合物和固体石蜡中的至少一者且熔点为50～120℃的物质，
线状聚有机硅氧烷：30℃的运动粘度为1×10-3m2/s～100×10-3m2/s的物质。
3.如权利要求1或2所述的聚酯系合成纤维用处理剂，其中，所述无机磷酸盐的含有比例为0.1质量%～5.0质量%。
4.如权利要求1或2所述的聚酯系合成纤维用处理剂，其中，所述无机磷酸盐的含有比例为0.3质量%～3.0质量%。
5.如权利要求3所述的聚酯系合成纤维用处理剂，其中，所述无机磷酸盐的含有比例为0.3质量%～3.0质量%。
6.一种聚酯系合成纤维，其特征在于，其附着有权利要求1～5中任一项所述的聚酯系合成纤维用处理剂。
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