CN1311357A - 聚酯织物 - Google Patents

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马丁纳·奥本胡贝尔
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Abstract

一种包括至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷的聚酯织物。

Description

聚酯织物
本发明涉及含有聚酯的织物。
众所周知者，用聚硅氧软化剂整理机织布、针织品或无纺(非织造)布等纺织品可产生一舒适、柔软手感。
氨基官能聚硅氧烷具有最佳的柔软手感。该等官能聚硅氧烷绝大多数可以微-或粗-乳化液的形式自市场上购得。
用作整理聚酯织物时，该等氨基官能聚硅氧烷具有严重缺点。其特别重大的缺失是对染色及印花耐洗性的破坏。
本发明的目的在克服既有技术的缺点。
本发明可实现此目的。
本发明提供的聚酯织物，其特征为包括至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷。
经发现，若所用软化剂是乳化液，该等乳化液的聚硅氧烷部分包括习知的氨基聚硅氧烷，而且依照本发明，该等氨基聚硅氧包含烷基多苷作为乳化剂时，则该上述缺点完全消失。
聚酯织物可能包括聚酯与棉、毛或其他材料的混合物(混纺织物)或仅包括聚酯，所制成的机织布、针织品或无纺布是用作衣服、桌布、覆盖物、帐蓬、运输器具，例如：布袋、帆布背包等。
通常聚酯织物是染以或印以分散染料且在高压及130℃温度下施以染色固色处理。
该等有机聚硅氧烷优选是有机聚硅氧烷(a)，该等有机聚硅氧烷(a)在硅-碳相连的烃基上具有极性基，例如：氨基、铵基、环氧基、羟基、酰胺基、巯基、羧基及/或磺酸基、其盐类或酯类。
该等有机聚硅氧烷(a)优选具有化学通式(Ⅰ)
          RnR＇mSiO(4-n-m)/2    (Ⅰ)
其中
R优选是相同或不同、经取代或未经取代的烃基或在每种情况下均是具有1至18个碳原子烃氧基、氢原子或羟基，
R＇优选是相同或不同硅-碳相连、经取代及含有极性基的烃基，
n是0、1、2或3的整数，
m是0、1、2或3的整数，
及n+m总和的平均值为1.8至2.2且m具有合适的值以使该聚有机硅氧烷具有至少一个R＇基。
n+m总和的平均值优选为1.9至2.1。
烃基R的实例以烷基为佳，例如：甲基、乙基、正-丙基、异丙基、正-丁基、异-丁基、叔-丁基、正-戊基、异-戊基、新戊基、叔-戊基；己基，例如：正-己基；庚基，例如：正庚基；辛基，例如：正辛基及异辛基，例如：2,2,4-三甲基戊基；壬基，例如：正壬基；癸基，例如：正-癸基；十二基，例如：正-十二基；十八基，例如：正-十八基；烯基，例如：乙烯基，烯丙基及5-己烯-1-基；环烷基，例如：邻-、间-、对-甲苯基，二甲苯基及乙苯基；芳烷基，例如：苯甲基，α-苯乙基及β-苯乙基。
经取代或未经取代烃氧基R的实例优选是：经由一氧原子直接与一硅原子相连、依照前述实例经取代或未经取代的R基，尤其具有1至18个碳原子的烷氧基，特别是：甲氧基、乙氧基、正-丙氧基、异丙氧基及苯氧基。属于经取代或未经取代烃氧基的R基以不超过5％为佳。
优选的氨-官能R＇基的实例是具有化学通式(Ⅱ)的基
      -R1-[NR2(CH2)a]bNHR2    (Ⅱ)
且与无机酸或羧酸反应可制得其铵盐，其中
R1优选是一两价C1-至C18-烃基，
R2优选是一氢原子或经氟取代、氯取代或溴取代的C1-至C18-烃基，
a是2、3、4、5或6及
b是0、1、2、3或4。
两价C1-至C18-烃基R1的优选实例是饱和的直链或分枝链或环烯基，例如：亚甲基、亚乙基以及亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、2-甲基亚丙基、环型亚己基及亚十八基、或不饱和的亚烯基或亚芳基，例如：亚己烯基及亚苯基，其中亚正-丙基及2-甲基亚丙基最为优选。
烃基R2的优选实例是R的实例。经卤素-取代的烃基R3的实例是卤烷基，例如：3,3,3-三氟-正-丙基，2,2,2,2’2’,2’-六氟异丙基、七氟异丙基及卤芳基，例如：邻-、间-、及对-氯苯基。
在前述化学通式(Ⅱ)中，优选
R1是一两价C2-至C6-烃基，
R2   是一氢原子、一甲基或环己基，
a    是2或3及
b    是0或1。
最优选的是直线型聚二甲基硅氧烷，其可包含的R基不超过5％C1-至C3-烷氧基或终端羟基以及甲基。在该等聚二甲基硅氧烷中R1基优选是
    H2N(CH2)2NH(CH2)3-,H2N(CH2)2NHCH2CH(CH3)CH2-，
可与前述氨-官能烃基反应生成对应铵官能基的优选无机酸是：盐酸、过氯酸、硫酸、亚硫酸、硝酸、亚硝酸、氢氟酸、磷酸、二磷酸及多磷酸。优选的合适羧酸实例是：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、柠檬酸、三氯乙酸、二氯乙酸及氯乙酸、三氟乙酸、氰乙酸、苯乙酸、苯甲酸、间-及对-硝基苯甲酸、乙二酸、丙二酸及乳酸。其中以由乙酸制得的铵官能烃基最为优选。
优选的氨官能基实例是：γ-乙酰基酰胺基丙基、部分或全部乙酰化的β-氨基乙基-γ-氨基丙基。
环氧-官能R＇基的实例是具有化学通式(Ⅲ)及(Ⅳ)的基
Figure A0110370000062
Figure A0110370000071
其中A是一烷基、烷氧基烷基、芳香基或烷芳基。
优选环氧官能R′基的实例是
Figure A0110370000072
特别优选的环氧官能R′基是
Figure A0110370000073
环氧-官能有机聚硅氧烷(a)的优选环氧化物数为0.5至0.001(当量/100克)，尤以0.2至0.01(当量/100克)更为优选。环氧-官能有机聚硅氧烷的环氧化物数是指100克有机聚硅氧烷(a)内所含环氧化物的当量数(例如：环氧化物基的摩尔数)。
优选羧基-官能R2基的实例是具有化学通式(Ⅴ)的基
         -X-(COOH)p    (Ⅴ)
及其与碱反应所制得的盐类，其中
X是一直线型、分枝型脂族、芳香或混合脂族及芳香烃基，该等基的碳结构可能由两价的硫、氧或羧酸酯基间断及
p是1或2
特别优选的羧基官能R′基是下列诸基
-(CH2)4-10-COOH，
-CH2CH(CH3)COOH，
-(苯基)-COOH，
-CH2CHR3-S-CH2-COOH，
其中R3优选是一氢原子、一甲基或乙基，
-(CH2)3O-(C=O)-(CH2)2-COOH，
Figure A0110370000081
特别优选的羧基-官能R′基是下列诸基
-(CH2)10-COOH，
-CH2CH(CH3)COOH，及
-(CH2)2-S-CH2-COOH。
与包括R′基的羧基官能有机聚硅氧烷反应的优选碱实例是：氨、胺、碱金属及碱土金属的氢氧化物，例如：氢氧化锂(LiOH)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化铷(RbOH)、氢氧化铯(CsOH)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化锶(Sr(OH)2)及氢氧化钡(Ba(OH)2)。
羧基-官能有机聚硅氧烷(a)的优选酸值为1至100(毫克KOH/克)，尤以5至50更优选及10至30量优选。羧基-官能有机聚硅氧烷(a)的酸值是指中和1克羧基-官能有机聚硅氧烷(a)内所含游离酸需要氢气化钾的毫克数。
R以甲基、乙基、苯基、甲氧基及/或乙烯基较为优选。由于获得较为容易，R基的50％为甲基较佳，尤以R基的至少80％为甲基最佳。
在工业上，可能用一种有机众硅氧烷(a)，尤以具有化学通式(Ⅰ)的有机采硅氧烷(a)；亦可能使用许多种有机聚硅氧烷。
乳化液内所用的有机聚硅氧烷(混合物)优选是液体。尤其本发明方法中断用的有机聚硅氧烷，在25℃温度下的粘度各为100毫帕斯卡·秒至1,000,000毫帕斯卡·秒。
制造本发明乳化液内优选使用的铵-官能有机聚硅氧烷(a)所用的氨基，官能有机聚硅氧烷，其胺值以0.1至3.0为佳，尤以0.2至0.9更佳。一氨基官能物质的胜值是由滴定1克氨基-官能物质所耗1含量浓度盐酸的立方厘米数而测得。
举例言之，有用的烷基多苷包含具有化学通式(Ⅵ)的欧洲专利EP-A418479烷基多苷
        R″-O-Zo    (Ⅵ)
其中
R″是一直线型或分枝型、饱和或不饱和的烷基，平均以具有8至24个碳原子者为佳，尤以8至16个碳原子更佳，及
Zo是一低聚糖苷基，平均o=1至10个(尤以1至5个更佳)己糖或戊糖单元或其混合物。
特别优选的烷基多苷具有一平均8至14个碳原子的饱和烷基且平均糖苷化程度n为1.1至3。
本发明更提供一处理聚酯织物的方法，其中包括应用至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷。
聚酯织物的处理以采用一种水性乳化液为佳，该水性乳化液的主要成分为
a)100份重量比的有机聚硅氧烷(该等有机聚硅氧烷的硅-碳连接的氩碳基上优选有一极性基)及
b)优选高达150份重量比的烷基多苷。
该等有机聚硅氧烷及烷基多苷具有以上所示的意义。
与聚二甲基硅氧烷油类、聚二苯基硅氧炕油类及烷基多苷类的水性乳化液不同的是：本发明所用的乳化液对异质电解质(例如：镁盐及钛盐)的稳定性高于用烷基聚乙二醇醚作为乳化剂的对应乳化液者。
本发明所用乳化液含有较少量的乳化剂，尤其每100份重量比含有极性基的有机聚硅氧烷(a)为5至100份重量比烷基多苷(b)。
本发明所用乳化液具有一不连续油相(其中含有极性基的有机聚硅氧烷(a))及一连续水相。
有机聚硅氧烷(a)及连续水相的比例变化范围甚广，视乳化液内的预期固体含量及本发明所用微乳化液而定。有机聚硅氧烷(a)占乳化液总重量的比例以20至70％重量比为佳，尤以40至60％重量比更佳。
本发明所用乳化液的平均粒径以不超过1微米为佳，尤以不超过300毫微米更佳。本发明所用微乳化液的平均粒径以不超过150毫微米为佳，尤以不超过20毫微米更佳。在本申请全文中“乳化液”一词亦包含微乳化液。“微乳化液”一词仅涉及平均粒径不超过150毫微米的透明或光清澈的乳化液。以往来曾述及用烷基多苷作为乳化剂的有机聚硅氧烷微乳化液。
举例言之，本发明所用乳化液(尤其微乳化液)亦可能包含辅助界面活性剂(使用量以0至30份重量比为佳，尤以不起过20份重量比更佳，均是以100份重量比有机聚硅氧烷(a)为准)以减小粒径及减少烷基多苷(b)的需求量。
辅助界面活性剂是中等摩尔质量的极性化合物，例如：具有4至8个碳原子的优选醇类，合适的乙二醇醚类、胺类、酯类或酮类。
特别合适的辅助界面活性剂优选实例是：1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-庚醇、2-庚酵、3-庚醇、4-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇及4-辛醇；甘二醇一甲基、一乙基及一丁基醚；1-氨基丁烷、2-氨基丁烷、2-氨基-2-甲基丙烷、1-氨基戊烷、2-氨基戊烷、1-氨基己烷、1-氨基庚烷及1-氨基辛烷；乙酸乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、戊酯、异戊酯及己酯；丙酸甲酯、乙酯及叔丁酯；丁酸甲酯、乙酯、丙酯及丁酯；2-丁酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-己酮、3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2-辛酮及3-辛酮。
更优选辅助界面活性剂的实例是：上述具有C5-至C8-链实例中的1-烷醇类、甘二醇-丁基醚、甘二醇二甲基醚及甘二醇二乙基醚、乙醚丙酯、丁酯及戊酯以及2-戊酮。
最优选辅助界面活性剂的实例是：1-戊醇、1-己醇及1-辛醇、甘二醇-丁基醚、甘二醇二甲基醚及乙酸丁酯。
本发明所用乳化液除含有有机众硅氧烷(a)、烷基多苷(b)、水及选择性界面活性剂之外，亦可能包含若干添加剂。该等特别优选添加剂的实例是：杀细菌剂、杀真菌剂、除藻剂、杀微生物剂、香味剂、腐蚀抑制剂、染料、颜料、稠化剂及填料。本发明所用乳化液内添加剂的含量以0至1％重量为佳，尤以0至0.2％重量比更佳(均是以制妥乳化液的总重量为基准)。
本发明所用乳化液全部成分的混合作用，可利用乳化器或连同低剪力搅拌、依照任何顺序实施。但优选的程序是：首先将有机跟硅氧烷(a)、烷基多苷(b)及水制成一均匀混合物，随后在不施加高剪力的情况下，将辅界面活性剂及添加剂(假若使用)搅入该混合物内。
施于各成分或混合物的压力优选是(大气)压力，该压力可能因诸成分的混合作用面升高；对应的环境温度优选是(室)温，该温度可能因诸成分的混合作用而升高。
本发明所用乳化液内优选包含的铵基-官能有机聚硅氧烷(a)可藉添加无机酸或羧酸于对应氨基-官能有机众硅氧烷内制得。将酸添加于有机采硅氧烷(a)内的工作可在使用有机泵硅氧烷(a)之前实施。
但在利用特别优选氨基-及/或铵基官能有机采硅氧烷(a)以制备本发明所用乳化液的特别优选具体实施例内，藉添加上述无机酸及/或羧酸(尤其乙酸)，于混合有机聚硅氧烷(a)、烷基多苷(b)及水的过程中即就地产生铵-官能基。
原则上本发明所用乳化液可用前此制备乳化液所用的任何紊流混合器制得。可用的混合器实例是：搅拌器，例如：叶片、条棒、锚状、栅状、螺杆、旋浆、碟状、叶轮、涡轮、行星式等搅拌器。单-及双-螺杆混合器、混合涡轮器、胶体研磨器、超音波混合器、直排混合器、泵、均化器，例如：高压、涡轮及环圈均化器。
不同式样的聚酯(PES)是用习知灵敏的不同染料，在温度130℃及无载体的情况下施以印花或喷染，历时30至45分钟。染色后，藉轧染法或浸染法散以不同聚硅氧软化剂。继之，在185℃温度下加以烘干及热固，历时60秒钟。随后在60℃温度下，将所制试样连同一多灵纤维条带(乙酸酯、棉花、尼龙6.6；聚酯、聚丙烯腈及羊毛)施以CA4马克仕及史宾塞耐洗试验。
评估的标准均是依照灰标(德国工业标准DIN 54002)测定各种不同织物的着色度及染色织物的色调变化。评定的结果共分为1至5等，其中5等最佳及1等最差。在此评估作业中，将乙酸酯及尼龙的着色度加以测定，盖因该等底布(被染物)最具表现力。
以下所有百分率皆是重量比。
所用软化剂(WM)为：
WM1：乳状乳化液，含有33％氦基聚硅氧(胺值为0.3，粘度为1000，具有结构单元Si-C33H6-NH-C2H4-NH2)及6％脂族醇乙氧基化物(C13含氧醇，具有6至8个环氧乙烷单元)，平均粒径约为130毫微米。
WM2：微乳化液，含有33％氨基聚硅氧(如同WM1)，13％脂族醇乙氧基化物(C13脂族醇，具有6至8个环氧乙烷单元)及5％辅乳化剂(丁基甘二醇)，平均粒径约为30毫微米。
WM3：粗乳化液，含有35％氨基聚硅氧(胺值为0.15，粘度为5000，结构请参阅WM1)，4％脂族醇乙氧基化物(C13脂族醇，具有10个环氧乙烷单元)，平均粒径约为180毫微米。
WM4：浓缩乳化液，含有40％氨基聚硅氧烷(如同WM1)，6％脂族醇乙氧基化物(C13脂族醇，具有3个环氧乙烷单元)，18％AEPO(壬基酚，具有10个环氧乙烷单元)及6％辅乳化刮(丁基乙二醇)，平均粒径为25毫微米(经以1∶5稀释后)。
WM5：所发明的乳化液，包括17％氨基聚硅氧烷(胺值为0.6，粘度为1000，结构单元请参阅WM1),6％烷基多苷，每个分子附有1.8个糖单元的C8至C10烷基，粒径约为250毫微米。
实施例1：
将具有下列配方的印花浆均匀地印在聚酯织物(PES长丝或丝状纤维)上：
500克分散储备液＋卡尔康
20克染料：大爱尼克斯红EFB(代斯塔尔)
2克磷酸一钠
15克伊加纳耳PS(克拉菌特澄清剂)
463克其他成分
1公斤
藉施以热溶胶将该印花加以固色(210℃,60秒钟)，之后在60℃温度下加以清洗。继之用5克/升的碱及3克/升的亚硫酸氢盐予以还原澄清，随后在80℃温度下加以清洗。于一轧染机上，用软化剂将该试样加以整理(上浆)至纤维吸液率达到65％：
A)15克/升软化剂1
B)15克/升软化剂2
C)15克/升软化剂4
D)15克/升软化剂5
E)15克/升软化剂5
F)水
G)未经处理者
在185℃温度下，依序将A至G的试样加以烘干及热固着，历时60秒钟。
依照上述C4A的方法，将该等试样连同该多重纤维条带加以洗涤。
CA=粘胶(液)纤维
CO=棉花
PA6.6=尼龙-6.6
PES=聚酯
结果：
 A     B    C     D     E     F     G
色调变化 4-5   4-5  4-5   4-5   4-5   4-5  4-5
粘胶纤维 2-3     2  1-2     3     3     3  3-4
棉花 4-5     4  3-4     5     5     5    5
尼龙-6.6 2-3     2  1-2     3     3     3  3-4
聚酯 4-5     4  3-4     5     5     5    5
实施例2：
利用由代斯塔尔大爱尼克斯系列形成的下列染料组合物(习知该等组合物固化极为快速)将聚酯织物[由卷曲变形纱(加工纱)制成，染色前未固化]加以喷染；
红色：大爱尼克斯黄4G 0.23％+大爱尼克斯红SE 3B 051％+大爱尼克斯红K2B 0.54％
黑色：大爱尼克斯橙K3G 0.12％+大爱尼克斯红S2G 0.2％+大爱尼克斯黑RXNFS 200％其中的3.5％
该染色工作是在有1克/升分散剂PN及2克/升乙酸纳存在、温度130℃及氢标值4.5(用乙酸设定)的情况下实施，历时45分钟。
还原澄清工作(后处理)是用5克/升NaOH38℃波美度及3克/升亚硫酸氢钠、在80℃温度下实施，历时15分钟。
在程序1内，于一轧染机上，在氢标值为6.0的情况下，用下列液体整理该等试样至纤维吸液率达到65％：
A)15克/升软化剂1
B)15克/升软化剂2
C)15克/升软化剂4
D)15克/升软化剂5
E)15克/升软化剂5
F)水
G)未经处理者
程序2是在60℃温度下以浸染法实施，历时20分钟。
A)1.5％软化剂1
B)1.5％软化剂2
C)1.5％软化剂4
D)1.5％软化剂5
E)3.0％软化剂5
F)水
G)未经处理者
依照惯例，在185℃温度下，将其烘干及热固，历时1分钟。连同DW多重纤维条带，依照所述方式，施以马克仕及史宾塞洗涤测得下列诸值：
染红 轧染/浸染法
A B C D E F G
粘胶纤维 2-3/2-3 2/2 1-2/1-2 3/3 3/3 3/3 3/3
棉花 5/5 4-5/4-5 4/4 5/5 5/5 5/5 5/5
尼龙-6.6 3/3-4 2-3/2-3 2/2 4/4 4/4 4/4 4/4
聚酯 4-5/4-5 4/4 3-4/3-4 5/5 5/5 5/5 5/5
染黑 轧染/浸染法
A  B  C  D  E  F  G
粘胶纤维 2-3/3  2/2  1-2/2  3-4/3-4  3-4/3-4  3-4/3-4  3-4/3-4
棉花 4-5/4-5  4/4  3-4/3-4  4-5/4-5  4-5/4-5  4-5/4-5  5/5
尼龙-6.6 3/4  2-3/3  2/2  4/4-5  4/4-5  4/4-5  4-5/4-5
聚酯 4-5/4-5  3-4/3-4  3/3  4-5/4-5  4-5/4-5  4-5/4-5  5/5
实施例3：
将实施例2的程序重复一遍，用0.98％的大爱尼克斯深蓝KR+大爱尼克斯黑KB0.31％将聚酯织物染蓝。该等试样在程序Ⅰ中施以轧染及在程序Ⅱ中施以浸染。所用软化剂为：
A)15克/升或1.5％软化剂1
B)15克/升或1.5％软化剂2
C)15克/升或1.5％软化剂3
D)15克/升或1.0％软化剂4
E)15克/升或3.0％软化剂5
F)水
G)未经处理者
轧染工作是经实施至纤维吸液率达到65％。浸染工作是在温度60℃及氢标值为6的情况下实施，历时20分钟。热固工作是依照惯例在185℃温度下实施，历时1分钟。
结果(蓝)轧染/浸染法
   A    B     C      D      E      F     G
粘胶纤维     3/3   2-3/3     3/3     2/2     4/4     4/4     4/4
    棉花     4/4     4/4     4/4  3-4/3-4  4-5/4-5  4-5/4-5 4-5/4-5
尼龙-6.6   2-3/3   2-3/3   3/2-3     2/2  3-4/3-4  3-4/3-4     4/4
    聚酯     4/4     3/3     4/4     3/3  4-5/4-5  4-5/4-5  4-5/4-5
由该等实验系列所得的明显结果及结论是：
与经水处理的织物相较，经本发明软化剂处理的试样的耐洗度实质上并未恶化。
相反地，传统式软化剂产生的劣化作用高达2个等级，并且发现等级劣化作用与乙氧化乳化剂具体含量间的相互关系。

Claims (6)

1、一种含有聚酯的织物，其特征为包括至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷。
2、根据权利要求1的含有聚酯的织物，其中包括一分散性染料或印花颜料。
3、根据权利要求1或2的含有聚酯的织物，其中该有机聚硅氧烷是一氨基-官能有机聚硅氧烷。
4、根据权利要求1至3中之一项或多项的含有聚酯的织物，其中有机聚硅氧烷与该烷基多苷的重量比为10∶1至0.5∶1。
5、一种用以处理如权利要求1至4中之一的含有聚酯的织物的方法，其中包括应用至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷。
6、根据权利要求5的方法，其中所用的至少一种有机聚硅氧烷及至少一种烷基多苷是呈乳化液的形式。
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