CN1954115A - 纤维处理用油剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纤维处理用油剂,将该纤维处理用油剂用于弹性纤维生产时,纤维之间的抗胶着性良好,并且在长时间内纤维处理用油剂随天数推移的稳定性良好。本发明的纤维处理用油剂是用于由高分子材料(a)形成的纤维的纤维处理用油剂,其特征在于,该(a)的片材表面在25℃的水接触角为60°以下,而将该纤维处理用油剂涂布于该(a)的片材表面后,片材表面在25℃的水接触角为70°~180°。

Description

纤维处理用油剂
技术领域
本发明涉及纤维用油剂,更具体地说,本发明涉及下述纤维处理用油剂,该纤维处理用油剂在制造聚氨酯弹性纤维时用于纺丝工序中,以得到纤维之间的胶着性较弱、解舒性优异的聚氨酯弹性纤维。
背景技术
以往,作为聚氨酯弹性纤维的制造方法,有熔融纺丝、干式纺丝、湿式纺丝等方法,但在上述所有方法中,纤维之间的胶着性较大,因而存在后加工工序中的解舒性较差的问题。
此外,近年,在弹性纤维的生产方面,对于通过使解舒速度高于以往来提高生产性的需求日渐增加。在经编用途中的整经工序中特别要求高速解舒性。若解舒性较差,则整经时产生断丝等,生产性显著降低。因此,对于聚氨酯性弹性纤维用油剂,急需开发出能够解决这些问题的弹性纤维用油剂。
作为弹性纤维生产时的纺丝工序中所使用的纤维处理用油剂,有提案提出了在该油剂中添加抗胶着剂而得到的油剂。作为该抗胶着剂,有提案提出了悬浮有固体金属皂的纤维处理用油剂(专利文献1、2)、配合有聚醚改性硅酮的纤维处理用油剂(专利文献3~5)、配合有硅酮树脂的纤维处理用油剂(专利文献6~7)等。
但是,对于专利文献1~2中提出的油剂,该固体成分随着天数的推移在油剂中发生凝聚-沉降等,分散稳定性较差,因而当油剂在使用时,难以均匀附着于丝上,不能发挥充分的抗胶着性,在后加工工序中由于张力改变等原因,存在产生断丝等的问题。
此外,在专利文献3~7所提出的油剂中,所得到的油剂均匀透明,且油剂随天数推移的稳定性优异,但是该油剂不能得到充分的抗胶着效果;而为了得到充分的抗胶着效果,就必须增加抗胶着剂的添加量,因而存在油剂的粘度增加、对丝的均匀附着性不充分的问题,此外还存在所使用的硅酮类抗胶着剂价格昂贵的问题。
专利文献1:特公昭41-286号公报
专利文献2:特公昭40-5557号公报
专利文献3:特公昭61-459号公报
专利文献4:特开平2-127569号公报
专利文献5:特开平6-41873号公报
专利文献6:特公昭63-12197号公报
专利文献7:特开平8-74179号公报
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种纤维用油剂,该纤维用油剂用于制造纤维时,纤维之间的抗胶着性优异。本发明还提供下述纤维用油剂,该纤维用油剂随天数推移的稳定性得到提高,并且在使用时不会产生抗胶着剂的凝聚-沉降的问题、对丝的附着不均匀的问题等,能够稳定地生产纤维。
本发明人为了得到上述纤维处理用油剂而进行了精心研究,结果发现,调制该纤维处理用油剂,使得由纤维材料形成的片材经该油剂处理后,片材表面在25℃的水接触角为70°~180°,由此可解决上述问题,从而达成本发明。
即,本发明提供纤维处理用油剂,其是用于由高分子材料(a)形成的纤维的纤维处理用油剂,其特征在于,该(a)的片材表面在25℃的水接触角为60°以下,并且将该纤维处理用油剂涂布于该(a)的片材表面后,片材表面在25℃的水接触角为70°~180°;本发明提供弹性纤维的处理方法,该方法包括,在纺丝工序中提供相对于弹性纤维为0.1质量%~12质量%的该纤维处理用油剂,并根据需要进行精炼;本发明还提供弹性纤维,该弹性纤维通过上述处理方法进行了处理。
具体实施方式
本发明中,作为高分子材料(a),可举出例如聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚碳酸酯、尼龙等的分子内具有极性高的基团(例如,酰胺基、酯基、脲基、氨酯基)的高分子材料。
这些(a)的片材表面在25℃的接触角的上限为60°以下,若从材料可从市场获得的方面考虑,其下限为10°以上。
作为由(a)形成的纤维,例如可以为下述物质:聚氨酯弹性纤维、聚酯弹性纤维、聚酰胺弹性纤维、聚碳酸酯弹性纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等。其中优选为聚氨酯弹性纤维、聚酯弹性纤维、聚酰胺弹性纤维、聚碳酸酯弹性纤维等弹性纤维,进一步优选为聚氨酯弹性纤维、聚酰胺弹性纤维,特别优选为聚氨酯弹性纤维。
能够适用本发明的纤维处理用油剂的弹性纤维的纤度无特别限定,通常为10分德士(dtx)~2500分德士(dtx),优选为11dtx~1870dtx(分德士:デシテツクス,decitex,亦简称为dtex)。
作为本发明中所使用的纤维处理用油剂,当将其涂布于上述高分子材料(a)的片材表面后,片材表面在25℃的水接触角(°)为70~180,从纤维之间的抗胶着性和解舒性的方面考虑,优选上述接触角为75~120的纤维处理用油剂、特别优选上述接触角为75~100的纤维处理用油剂。
本发明中,接触角是通过下述方法测定的值。
[接触角测定方法]
(1)测定用片材的制造
在20cm×25cm的表面平滑的玻璃板周围,用两面胶带等粘贴宽为1cm、厚为0.1cm的卡纸制的外框架,向中心部的凹陷部(18cm×23cm、深度为0.1cm、体积约为41cm3)轻轻地流入100份该纤维所使用的树脂的40质量%溶液(例如,二甲基甲酰胺(DMF)溶液等),扩散成全部均匀的状态。将其静置为水平状,室温(约20℃)下自然干燥24小时,然后再在温度调节至60℃的减压干燥机内干燥2小时(压力约为6kPa)。干燥后,室温(约20℃)下放置24小时,接着使用切刀等切成6cm×3cm的大小,从玻璃板轻轻地剥离,由此可以得到高分子材料(a)的测定用片材(a1)。
然后,将10μl本发明的纤维处理用油剂滴加到通过上述方法得到的测定用片材上,以另一块测定用片材进行夹持,使所滴加的油剂涂布扩散至全部片材,然后在玻璃板上施加压力使夹持压力为20g/cm2,保持该状态在循环风干燥机中于70℃下调温1小时。然后,剥离重合的2块片材,制得测定用片材(a2)。
(2)接触角的测定
对于上述(a1)(例如,厚度约为200μm、6cm×3cm),在温度为25℃、相对湿度为65%的条件下将该片材调温3小时后,在该条件下使用自动接触角测度仪(协和界面科学(株)社制,“CA-Z型”),在水附着于测定用片材表面上之后立即测定接触角。对于(a2)以相同的操作来进行测定。
作为本发明中的纤维用油剂,从抗胶着性方面考虑,优选含有选自由硅油(A1)和烃类润滑油(A2)组成的组中的基础油(A)、抗胶着剂(B)以及表面活性剂(C)。
作为硅油(A1),可以使用聚二甲基硅氧烷、以及将聚二甲基硅氧烷的一部分以碳原子数为2~20的烷基和/或苯基取代而得到的物质等。
作为烃类润滑油(A2),可以使用矿物油及其精制油、氢化油、分解油等。
其中优选25℃时的粘度为1mm2/s~1000mm2/s的基础油。进一步优选该粘度为2mm2/s~500mm2/s、特别优选为3mm2/s~200mm2/s的基础油。
作为(A),可以分别单独为(A1)、(A2),也可以为混合物。优选为单独的(A2)、以及(A1)和(A2)的混合物,进一步优选为(A1)和(A2)的混合物。当(A)为混合物时,优选(A1)的含量(质量%)相对于(A1)+(A2)的合计质量为5~80,进一步优选为10~70,特别优选为20~50。
作为抗胶着剂(B),可以举出分子内具有至少1个羧基和/或羧酸酯基的化合物。
作为上述的化合物,可以举出高级脂肪酸(盐)(B1)、含有羧基和/或羧酸酯基的聚合物(B2)。
作为(B1)中的高级脂肪酸,通常可以举出碳原子数为5~40、优选碳原子数为6~30、更优选碳原子数为8~24、进一步优选碳原子数为12~24、特别优选为碳原子数为16~22的饱和或不饱和的高级脂肪酸。作为高级脂肪酸的具体例子,例如可以举出正戊酸、异戊酸、辛酸(octanoicacid)、己酸、羊脂酸(caprylic acid)、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、异硬脂酸、二十二烷酸、油酸、反油酸、芥子酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸等。其中优选为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸和二十二烷酸,特别优选为硬脂酸。这些脂肪酸既可以单独使用,也可以混合至少2种来使用。
(B1)中,羧基可以形成金属盐,作为形成金属盐的金属,优选为碱金属(锂、钠、钾等);碱土类金属(钡、钙、镁等);IIB族金属(例如,锌等);过渡金属(镍、铁、铜、锰、钴、银、金、铂、钯、钛、锆、镉等);IIIB族金属(例如,铝盐等);IVB族金属(锡、铅等)以及镧系金属(镧、铈等)等,进一步优选为碱金属、碱土类金属和IIIB族金属,特别优选为碱上类金属,其中优选为镁。
作为(B1)的高级脂肪酸盐的具体例子,例如可以举出:月桂酸锂盐、月桂酸钠盐、月桂酸钾盐、肉豆蔻酸锂盐、肉豆蔻酸钠盐、肉豆蔻酸钾盐、棕榈酸锂盐、棕榈酸钠盐、棕榈酸钾盐、硬脂酸锂盐、硬脂酸钠盐、硬脂酸钾盐、异硬脂酸锂盐、异硬脂酸钠盐、异硬脂酸钾盐、二十二烷酸锂盐、二十二烷酸钠盐、二十二烷酸钾盐、二月桂酸镁盐、二月桂酸钙盐、二月桂酸钡盐、二肉豆蔻酸镁盐、二肉豆蔻酸钙盐、二肉豆蔻酸钡盐、二棕榈酸镁盐、二棕榈酸钙盐、二棕榈酸钡盐、二硬脂酸镁盐、二硬脂酸钙盐、二硬脂酸钡盐、二异硬脂酸镁盐、二异硬脂酸钙盐、二异硬脂酸钡盐、二(二十二烷酸)镁盐、二(二十二烷酸)钙盐、二(二十二烷酸)钡盐、棕榈酸硬脂酸镁盐、棕榈酸硬脂酸钙盐、棕榈酸硬脂酸钡盐等。其中特别优选为硬脂酸的碱土类金属盐,最优选为二硬脂酸镁盐。而且,市售的二硬脂酸镁盐等中,可以混有一部分未反应的硬脂酸氢氧化镁盐作为杂质,该级别的二硬脂酸镁盐亦可用于本发明。
上述高级脂肪酸或其金属盐的高级脂肪酸(盐)(B1),既可以单独使用,也可以混合至少2种来使用。
作为含有羧基和/或羧酸酯基的聚合物(B2),例如可以举出:将分子内具有至少1个羧基和/或羧酸酯基的单体(X)与根据需要使用的其它单体(Y)(共)聚合而得到的聚合物(B2-1);在聚合物的分子内导入羧基和/或羧酸酯基而得到的聚合物(B2-2)等。
作为上述单体(X),例如可以举出:不饱和一元羧酸[例如,(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、烯丙基乙酸等];不饱和二元羧酸及其酸酐[例如,马来酸(马来酸酐)、富马酸、衣康酸(衣康酸酐)、柠康酸(柠康酸酐)等]以及它们的金属盐。
其中,优选为(甲基)丙烯酸、马来酸(马来酸酐)、富马酸、衣康酸(衣康酸酐)以及它们的金属盐,更优选为(甲基)丙烯酸、马来酸(马来酸酐)以及它们的金属盐。
作为能够与单体(X)共聚的其它单体(Y),例如可以举出下述的水溶性不饱和单体(Y1)、水不溶性不饱和单体(Y2)。
作为水溶性不饱和单体(Y1),例如可以举出非离子性单体(Y1-1)、阳离子性单体(Y1-2)、单体(X)之外的阴离子性单体(Y1-3)。
作为(Y1-1),例如可以举出:
(Y1-1a):(甲基)丙烯酸酯衍生物[(甲基)丙烯酸羟基乙酯、二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度为3~50)单(甲基)丙烯酸酯、聚甘油(聚合度为1~10)单(甲基)丙烯酸酯、2-氰基乙基(甲基)丙烯酸酯等];
(Y1-1b):(甲基)丙烯酰胺衍生物[(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等];
(Y1-1c):上述之外的含有氮原子的乙烯基单体[丙烯腈、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、乙烯基咪唑、N-乙烯基琥珀酰亚胺、N-乙烯基咔唑等]等以及它们的混合物等。
作为(Y1-2),例如可以举出:
(Y1-2a):含有氮原子的(甲基)丙烯酸酯衍生物[N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N-吗啉代乙基(甲基)丙烯酸酯等];
(Y1-2b):含有氮原子的(甲基)丙烯酰胺衍生物[N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺等];
(Y1-2c):具有氨基的乙烯基化合物[乙烯基胺、乙烯基苯胺、(甲基)烯丙基胺、对氨基苯乙烯等];
(Y1-2d):具有胺酰亚胺基的化合物[1,1,1-三甲基胺(甲基)丙烯酰亚胺、1,1-二甲基-1-乙基胺(甲基)丙烯酰亚胺、1,1-二甲基-1-(2’-苯基-2’-羟基乙基)胺(甲基)丙烯酰亚胺、1,1,1-三甲基胺(甲基)丙烯酰亚胺等];
(Y1-2e):上述之外的含有氮原子的乙烯基单体[2-乙烯基吡啶、3-乙烯基哌啶、乙烯基吡嗪、乙烯基吗啉等]等和其盐(例如,盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、甲基氯盐、二甲基硫酸盐和苄基氯盐等)以及它们的混合物等。
作为(Y1-3),例如可以举出:
(Y1-3a):不饱和磺酸{碳原子数为2~20的脂肪族不饱和磺酸(乙烯基磺酸等)、碳原子数为6~20的芳香族不饱和磺酸(苯乙烯磺酸等)、含有磺酸基团的(甲基)丙烯酸酯[磺基烷基(碳原子数为2~20)(甲基)丙烯酸酯[2-(甲基)丙烯酰氧基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丙烷磺酸、3-(甲基)丙烯酰氧基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基丁烷磺酸、4-(甲基)丙烯酰氧基丁烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基-2,2-二甲基乙烷磺酸、对(甲基)丙烯酰氧基甲基苯磺酸等]、含有磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺[2-(甲基)丙烯酰氨基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氨基丙烷磺酸、3-(甲基)丙烯酰氨基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氨基丁烷磺酸、4-(甲基)丙烯酰氨基丁烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰氨基-2,2-二甲基乙烷磺酸、对(甲基)丙烯酰氨基甲基苯磺酸等]、烷基(碳原子数为1~20)(甲基)烯丙基磺基琥珀酸酯[甲基(甲基)烯丙基磺基琥珀酸酯等]等};
(Y1-3b):(甲基)丙烯酰基聚氧化烯(碳原子数为1~6)硫酸酯[(甲基)丙烯酰基聚氧乙烯(聚合度为2~50)硫酸酯等]等和它们的盐[碱金属盐(锂、钠、钾等)、碱土类金属盐(镁、钙等)、铵盐和胺(碳原子数为1~20)盐等]以及它们的混合物。
作为水不溶性不饱和单体(Y2),例如可以为下述物质:
(Y2-1):碳原子数为4~23的(甲基)丙烯酸酯[碳原子数为1~20的脂肪族醇和脂环醇的(甲基)丙烯酸酯,例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、碳原子数为4~20的含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯{例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等}等];
(Y2-2):聚丙二醇(聚合度为2~50)[单烷基(碳原子数为1~20)醚、单环烷基(碳原子数为3~12)醚或单苯基醚]不饱和羧酸单酯[一元醇或二元醇的氧化丙烯(下文简称为PO)加成物,例如,一元醇(碳原子数为1~20)PO加成物的(甲基)丙烯酸酯[ω-甲氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、ω-乙氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、ω-丙氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、ω-丁氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、ω-环己基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、ω-苯氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等]、二元醇(碳原子数为1~20)PO加成物的(甲基)丙烯酸酯[ω-羟乙基(聚)氧丙烯单(甲基)丙烯酸酯等]等];
(Y2-3):碳原子数为2~30的不饱和烃单体[碳原子数为2~30的烯烃{例如,乙烯、丙烯、碳原子数为4~30(优选为4~12、进一步优选为4~10)的α-烯烃(例如,1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯等)等}、碳原子数为4~30(优选为4~18、进一步优选为4~8)的二烯{例如,丁二烯、异戊二烯、环戊二烯、11-十二碳二烯等}、碳原子数为8~30的具有芳基的烯烃{例如,苯乙烯、1-甲基苯乙烯等}等];
(Y2-4):不饱和醇[乙烯醇、(甲基)烯丙醇]的碳原子数为2~20的羧酸酯(例如,乙酸乙烯酯等)等;
(Y2-5):含卤单体(例如,氯乙烯)等以及它们的混合物。
上述的其它单体(Y)中,从容易与上述(X)共聚的方面以及与基础油(A)的亲和性方面考虑,优选为(Y1-1)、(Y2-1)、(Y2-2)、(Y2-3),进一步优选为(Y2-1)、(Y2-3),特别优选为(Y2-3),最优选为(Y2-3)内的碳原子数为2~30的烯烃。
此外,这些单体(Y)可以任意地混合来与(X)共聚。
上述(B2-1)中的单体(X)的比率(摩尔%)相对于单体(X)、(Y)的总摩尔数通常为10~100,优选为20~80,进一步优选为30~70。
作为(B2-1)的制造方法,可以利用公知的自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。例如,可以使用上述单体(X),并根据需要使用其它的单体(Y),然后利用聚合催化剂,并根据需要利用聚合溶剂(例如,有机溶剂、水等)和链转移剂等,进行聚合,由此制造(B2-1)。
作为聚合催化剂,可以使用公知的聚合催化剂,作为自由基聚合催化剂,例如可以举出:过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化氢-Fe2+盐和偶氮化合物。
作为阳离子聚合催化剂,例如可以举出质子酸(例如,硫酸、磷酸、高氯酸等)、路易斯酸(例如,三氟化硼、氯化铝、四氯化钛、四氯化锡等)等,作为阴离子聚合催化剂,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、丁基锂、吡啶、Ziegler催化剂和Ziegler-Natta催化剂(例如,(C2H5)3Al-TiCl4等)等。
作为(B2-2),例如可以举出将聚烯烃(a0)改性并导入羧基和/或羧酸酯基而得到的聚合物,羧基和/或羧酸酯基既可以与(a0)直接键合,也可以通过有机基团来键合,该聚合物含有1次改性聚烯烃(aI)和高次改性(2次改性、3次改性等)聚烯烃(aII)。
对于(a0),可以使用下述物质:通过使碳原子数为2~30(优选为2~12、进一步优选为2~10)的烯烃或二烯烃中的1种或至少2种的混合物进行(共)聚合而得到的聚烯烃(聚合法);以及通过高分子量聚烯烃的热降解法得到的低分子量聚烯烃(热降解法)。
作为碳原子数为2~30的烯烃或二烯烃,可以使用上述所举出的烯烃或二烯烃,其中,优选为乙烯、丙烯、碳原子数为4~12的α-烯烃、丁二烯和异戊二烯,进一步优选为乙烯、丙烯、碳原子数为4~8的α-烯烃和丁二烯,特别优选为乙烯、丙烯和丁二烯。
作为高分子量聚烯烃,可以使用碳原子数为2~30(优选为2~12、进一步优选为2~10)的烯烃中的1种或至少2种的混合物的(共)聚合物等。碳原子数为2~30的烯烃可以使用与上述相同的烯烃,其中,优选为乙烯、丙烯和碳原子数为4~12的α-烯烃,特别优选为丙烯和乙烯。
通过热降解法得到的低分子量聚烯烃,可以通过例如特开平3-62804号公报所记载的方法等容易地得到。通过聚合法得到的聚烯烃可以用公知的方法制造,例如,可以通过在自由基聚合催化剂、金属氧化物催化剂、Ziegler催化剂和Ziegler-Natta催化剂存在下进行(共)聚合反应的方法等容易地得到。作为自由基聚合催化剂,可以使用公知的自由基催化剂,例如可以举出上述的自由基催化剂。作为金属氧化物催化剂,例如可以举出使氧化铬附着于氧化硅-氧化铝载体上而得到的金属氧化物催化剂等。作为Ziegler催化剂和Ziegler-Natta催化剂,例如可以举出上述的Ziegler催化剂和Ziegler-Natta催化剂等。
(a0)的数均分子量(Mn)优选为800~20000,进一步优选为1000~10000,特别优选为1200~6000。若Mn在该范围内,则从抗胶着性和油剂的粘度方面考虑更优选。而且,(a0)、(aI)和(aII)的Mn通过凝胶渗透色谱法用下述的测定装置和测定条件进行测定。
测定装置(Waters制150C-V,色谱柱:PLgel MIXED-B,检测器:RI)
测定条件溶剂:邻二氯苯(下文简称为DCB)
进样量:100μl
温度:135℃
流速:1ml/min
标准曲线:聚苯乙烯
作为一次改性聚烯烃(aI),例如可以举出通过下述方法得到的聚烯烃。
(1)将(a0)直接氧化得到的聚烯烃。
(2)将(a0)加氢甲酰化,然后氧化得到的聚烯烃。
(3)将(a0)用α,β-不饱和羧酸(酸酐)[α,β-不饱和羧酸和/或其酸酐;以下以相同的表示方式进行记载]改性而得到的聚烯烃。
(4)将(a0)氢硼化,然后氧化,再用α,β-不饱和羧酸(酸酐)改性而得到的聚烯烃。
此外,作为高次改性(二次改性、三次改性等)聚烯烃(aII),例如可以举出:将通过上述(1)~(4)得到的一次改性聚烯烃进一步用内酰胺或氨基羧酸、和/或内酯或羟基羧酸改性而得到的聚烯烃;以及上述聚烯烃的至少2种的混合物。
(1)中的直接氧化是基于氧和/或臭氧的氧化,可以利用例如J.Org.Chem.42卷、3749页(1977)、美国专利第3692877号说明书中所记载的方法进行,得到羧基直接键合于(a0)的改性聚烯烃。
(2)中的反应可以利用通过羰基合成(在钴羰基催化剂的存在下使一氧化碳和氢气反应)进行加氢甲酰化后氧化的方法来进行;例如,利用Tetrahedron Lett.1979年,399页记载的方法进行,得到羧基直接键合于(a0)的改性聚烯烃。
(3)中的基于α,β-不饱和羧酸(酸酐)的改性可以如下进行:在(a0)的末端双键上,用溶液法或熔融法的任意一种方法进行α,β-不饱和羧酸和/或其酸酐的热加成(烯反应),以此进行所述改性。使α,β-不饱和羧酸(酸酐)与(a0)反应的温度通常为170℃~230℃。在(a0)的末端上所加成的α,β-不饱和羧酸(酸酐)可以为1个或接枝聚合至少2个。
在(4)中,将(a0)氢硼化、氧化并进一步用α,β-不饱和羧酸(酸酐)进行改性,该反应可以利用例如Macromolecules,32卷2525页(1999年)记载的方法进行。在(a0)的末端上通过1个醚氧原子所键合的α,β-不饱和羧酸(酸酐)可以为1个或接枝聚合至少2个。
作为上述(3)和(4)的改性中所使用的α,β-不饱和羧酸(酸酐),可以使用与上述单体(X)相同的化合物,其中优选为富马酸、马来酸(马来酸酐),特别是马来酸(马来酸酐)。
改性时所使用的α,β-不饱和羧酸(酸酐)的量(质量%)相对于(a0)的质量通常为0.5~40,优选为1~30。α,β-羧酸(酸酐)的加成分子数相对于每1个(a0)的末端双键通常为1个~10个,优选为1个~8个。
作为上述高次改性中所使用的内酰胺,可以举出碳原子数为6~12的内酰胺,例如,己内酰胺、庚内酰胺、月桂内酰胺、十一内酰胺;作为氨基羧酸,可以举出碳原子数为2~12的氨基羧酸,例如,甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等的氨基酸,ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸;作为内酯,可以举出与上述内酰胺相当的内酯(己内酯等);作为羟基羧酸,可以举出碳原子数为2~12的脂肪族羟基羧酸,例如,乙醇酸、乳酸、ω-氧基己酸、ω-氧基庚酸、ω-氧基辛酸、ω-氧基壬酸、ω-氧基癸酸、11-氧基十一烷酸、12-氧基十二烷酸。
其中优选碳原子数为6~8的内酰胺和碳原子数为8~12的氨基羧酸,特别是己内酰胺和12-氨基十二烷酸。相对于一次改性聚烯烃的羧基的摩尔数,高次改性中所使用的内酰胺或氨基羧酸、和/或内酯或羟基羧酸的用量(摩尔当量)优选为1~10或更多,更优选为1(等摩尔)。
(B2-2)的酸价(mgKOH/g)通常为1~500,优选为50~400,特别优选为100~350。从与纤维的附着性方面考虑,若酸价在该范围内则优选。
从油剂的粘度方面考虑,(a0)之外的上述(B2)的数均分子量优选为800~30000,更优选为1000~15000,特别优选为1500~7000。
上述含有羧基和/或羧酸酯基的聚合物(B2),既可以单独使用,也可以混合至少2种来使用。
此外,作为(B),也可以并用(B1)和(B2)。作为上述(B),优选为硬脂酸的碱土类金属盐,更优选为硬脂酸镁盐。
(B)的体积平均粒径(nm)并无特别限定,但是从喷嘴给油方式下的纤维的生产稳定性、纤维处理用油剂随天数推移的稳定性方面考虑,优选为1~2000,进一步优选为5~300,特别优选为10~100。
体积平均粒径用动态光散射法{表面活性剂评价-试验法(日本油化学会),212页(2002)}、X线小角散射法等测定,本发明中的体积平均粒径是用动态光散射法测定的值。
本发明中,表面活性剂(C)为除了抗胶着剂(B1)之外的表面活性剂,溶解度参数(下文简称为SP值)优选为7~10.5,进一步优选为7.5~10,特别优选为8~9.5。若该参数在上述范围内,则基础油(A)和抗胶着剂(B)的相容性良好,并且纤维处理用油剂随天数推移的稳定性提高。
其中,SP值如下所示,用凝聚能密度和分子体积的比的平方根表示。
[SP值]=(ΔE/V)1/2
式中,ΔE表示凝聚能密度,V表示分子体积。该值是通过Robert F.Fedors等人的计算而得到的,如Polymer engineering and science,第14卷,147页~154页(1974)中所记载。
(C)是选自由除了抗胶着剂(B1)之外的阴离子表面活性剂(C1)和阳离子表面活性剂(C2)组成的组中的至少1种。
作为阴离子表面活性剂(C1),例如可以举出磺酸(盐)(C1-1)、羧酸(盐)(C1-2)、硫酸酯(盐)(C1-3)、磷酸酯(盐)(C1-4)。
作为磺酸(盐)(C1-1),例如可以举出碳原子数为1~24的醇的磺基琥珀酸(单、二)酯(盐)(C1-1A)、碳原子数为8~24的α-烯烃的磺酸化物(盐)(C1-1B)、具有碳原子数为8~14的烷基的烷基苯磺酸(盐)(C1-1C)、石油磺酸酯(盐)(C1-1D)。而且,构成(C1-1A)、(C1-1B)的疏水基既可以来源于天然物,也可以是合成的。其中,优选为下述通式(1)所示的(C1-1A)。
Figure A20058001565900161
上述通式中,R1、R2各自独立地表示碳原子数为1~24的烷基、碳原子数为2~24的烯基。A表示碳原子数为2~4的亚烷基。M表示氢原子、碱金属原子、铵或烷醇胺。m、n和m+n各自独立地表示0或1~10的整数。
在R1、R2中,作为碳原子数为1~24的烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出:甲基、乙基、正丙基或异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基(ヘキコシル,heneicosyl)、二十二烷基、2-乙基癸基等。
在R1、R2中,作为碳原子数为2~24的烯基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出:正丙烯基或异丙烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、2-乙基癸烯基等。
R1、R2中,优选碳原子数为3~24的烷基,进一步优选碳原子数为5~18的烷基,特别优选为碳原子数为8~12的烷基。它们可以相同或不同。
作为A,可以举出乙烯基、丙烯基、丁烯基。其中,优选为乙烯基、丙烯基。A为多个时,它们可以相同或不同,可以为嵌段状或无规状。
m、n和m+n分别优选为0或1~6的整数,进一步优选为0或1~3的整数。
若m和n在上述范围内,则与基础油(A)的相容性优异。
作为M的碱金属原子,可以举出钾、钠等,作为烷醇胺,可以举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺等。作为上述M,优选为碱金属原子。上述(C1-1A)可以是M为至少2种的混合物。
作为通式(1)所示的磺基琥珀酸酯阴离子表面活性剂(C1-1A)的具体例子,可以举出:磺基琥珀酸二-2-乙基己酯钠、磺基琥珀酸十六烷基硬脂酯钾、聚氧乙烯二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠的氧化乙烯(下文简称为EO)6摩尔加成物(m=n=3)等。
作为羧酸(盐)(C1-2),可以举出下述通式(2)所示的醚羧酸阴离子表面活性剂。构成它们的脂肪酸和醇可以来源于天然物,也可以是合成的,而且羧基或羟基的键合位置既可以在烃基的末端上,也可以在侧链上。
R3-O-(AO)p-CH2COOM    (2)
上述通式中,R3表示碳原子数为1~24的烷基、烯丙基或碳原子数为2~24的烯基;A表示碳原子数为2~4的亚烷基;M表示氢原子、碱金属原子、铵或烷醇胺;p表示0或1~10的整数。通式中,R3的碳原子数为1~24的烷基、碳原子数为2~24的烯基的具体例和优选例与上述R1、R2相同。A和M与通式(1)中的A和M相同。p为0或1~10的整数,优选为1~6。
若p在所述范围内,则与基础油的相容性优异。
作为通式(2)所示的醚羧酸阴离子表面活性剂(C1-2)的具体例子,可以举出:辛醇羧甲基化钠盐、癸醇羧甲基化钠盐、月桂醇羧甲基化钠盐、异十二烷醇和异十三烷醇的羧甲基化钠盐以及十三烷醇羧甲基化钠盐、辛醇3摩尔EO加成物的羧甲基钠盐、月桂醇4摩尔EO加成物的羧甲基化钠盐、异十三烷醇3摩尔EO加成物的羧甲基化钠盐、异十二烷醇和异十三烷醇3摩尔EO加成物的羧甲基化钠盐、十三烷醇5摩尔EO加成物的羧甲基化钠盐、以及十二烷醇羧甲基化物、十二烷醇2.5摩尔EO加成物的羧甲基化物等。
作为它们的具体的优选例,可以举出:辛基醚乙酸钠、癸基醚乙酸钠、十二烷基醚乙酸钠、十三烷基醚乙酸钠、聚氧乙烯辛基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、聚氧乙烯十二烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、聚氧乙烯十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)以及聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)等。
作为硫酸酯(盐)(C1-3),可以举出:高级醇硫酸酯(盐)[碳原子数为8~18的脂肪醇的硫酸酯(盐)](C1-3a)、高级烷基醚硫酸酯(盐)[碳原子数为8~18的脂肪醇的1摩尔~10摩尔EO加成物的硫酸酯(盐)](C1-3b)、硫酸化油(将天然的不饱和油脂或不饱和蜡直接硫酸化并中和而得到的物质)(C1-3c)、硫酸化脂肪酸酯(将不饱和脂肪酸的低级醇酯硫酸化并中和而得到的物质)(C1-3d)、硫酸化烯烃(将碳原子数为12~18的烯烃硫酸化并中和而得到的物质)(C1-3e)等。
作为(C1-3)的具体的优选例,可以举出土耳其红油、硫酸化牛脂、硫酸化花生油、硫酸化油酸丁酯盐、硫酸化蓖麻油酸丁酯盐等。
作为磷酸酯(盐)(C1-4),例如可以举出:碳原子数为8~24的高级醇的磷酸(单、二)酯(盐)(C1-4a)、碳原子数为8~24的高级醇的AO加成物的磷酸(单、二)酯(盐)(C1-4b)等。而且,构成它们的高级醇可以来自天然物,也可以是合成的。其中优选碳原子数为8~18的高级醇的AO加成物的磷酸(单、二)酯(盐)。
作为(C1-4b)所使用的AO,可以举出EO、氧化丙烯(下文简称为PO)和氧化丁烯。其中优选为EO和PO。此外,作为相对于1摩尔高级醇的AO的加成摩尔数,通常为1摩尔~50摩尔,优选为1摩尔~20摩尔。
作为(C1-4)的具体的优选例,可以举出辛醇磷酸单酯钾盐、辛醇磷酸二酯二钾盐、月桂醇磷酸单酯单钾盐、月桂醇磷酸二酯二钾盐、异硬脂醇5摩尔EO加成物的磷酸单酯钾盐、异硬脂醇5摩尔EO加成物的磷酸二酯二钾盐等。
阴离子表面活性剂(C1)为盐的形式时,通常为钠盐、钾盐、铵盐和烷醇胺(单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺等)盐。其中优选为钠盐、钾盐、烷醇胺盐。
作为优选的阳离子表面活性剂(C2),可以举出通式(3)所示的季铵盐型阳离子表面活性剂(C2-1)和通式(4)所示的胺盐型阳离子表面活性剂(C2-2)等。
Figure A20058001565900191
上述通式中,R4、R5、R6各自独立地表示选自下述的基团:碳原子数为1~24的烷基或羟烷基、烯丙基、碳原子数为2~24的烯基、聚氧化烯基(烯基的碳原子数为2~4)和式R8-T-R9-所示的基团(R8是从碳原子数为1~24的脂肪酸除去COOH基而得到的残基,R9是碳原子数为1~4的亚烷基或羟基亚烷基,T表示-COO-或-CONH-);R7是碳原子数为1~24的烷基或羟基烷基、碳原子数为2~24的烯基或聚氧化烯基(烯基的碳原子数为2~4),R4、R5和R6中的任意2个可以相键合并与N一起形成杂环或脂环化合物;Q表示无机酸阴离子或有机酸阴离子,QH表示无机酸或有机酸。
在R4、R5、R6中,作为碳原子数为1~24的烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出:甲基、乙基、正丙基或异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、2-乙基癸基等。
在R4、R5、R6中,作为碳原子数为2~24的烯基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出:正丙烯基或异丙烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、2-乙基癸烯基等。
在R4、R5、R6中,作为碳原子数为1~24的羟烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以为:羟甲基、羟乙基、羟正丙基或羟异丙基、羟丁基、羟己基、羟辛基、羟癸基、羟基十二烷基、羟基十四烷基、羟基十六烷基、羟基十八烷基等。
在R4、R5、R6中,作为聚氧化烯基,例如可以举出:二乙烯化氧基、二丙烯化氧基、二丁烯化氧基、三乙烯化氧基、四丙烯化氧基等。
其中更优选碳原子数为8~24的烷基或羟烷基、碳原子数为8~24的烯基。
作为R4、R5和R6中的任意2个相键合并与N一起形成的杂环、脂环化合物,可以举出例如咪唑啉环、咪唑环、吡啶环、嘧啶环、哌啶环、吗啉环等。
在R7中,作为碳原子数为1~24的烷基、烯基、羟烷基或聚氧化烯基,与在R4、R5、R6所举出的基团相同。其中优选碳原子数为1~4的烷基或羟烷基。
作为构成残基R8的碳原子数为1~24的脂肪酸,可以为直链状、支链状的任意一种,可以举出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、异硬脂酸、二十二烷酸、2-乙基己酸等。其中优选碳原子数为6~24的脂肪酸,更优选碳原子数为6~12的脂肪酸。
在R9中,作为碳原子数为1~4的亚烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,可以举出亚甲基、亚乙基、正亚丙基或异亚丙基、亚丁基等;作为碳原子数为1~4的羟基亚烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,可以举出羟基亚甲基、羟基亚乙基、羟基正亚丙基或羟基异亚丙基、羟基亚丁基等。
其中优选碳原子数为1~4的亚烷基,更优选碳原子数为2~3的亚烷基。
作为通式(3)中形成阴离子Q-的酸QH以及通式(4)中的QH,可以举出下述化合物。
(q1)无机酸
氢卤酸(盐酸、溴酸、碘酸等)、硝酸、碳酸、磷酸等;
(q2)有机酸
(q2-a)烷基硫酸酯
硫酸甲酯、硫酸乙酯等碳原子数为1~4的烷基硫酸酯;
(q2-b)烷基磷酸酯
磷酸二甲酯、磷酸二乙酯等碳原子数为1~8的单烷基和/或二烷基的磷酸酯;
(q2-c)碳原子数为1~30的脂肪族一元羧酸
饱和一元羧酸(其残基在构成R8的脂肪酸中进行了列举的饱和一元羧酸等)、不饱和一元羧酸(丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸等)、以及脂肪族羟基羧酸(oxycarbolic acid,如乙醇酸、乳酸、羟基丁酸、羟基己酸、蓖麻油酸、羟基硬脂酸、葡萄糖酸等);
(q2-d)碳原子数为7~30的芳香族或杂环一元羧酸
芳香族一元羧酸(苯甲酸、萘甲酸、肉桂酸等)、芳香族羟基羧酸(水杨酸、对羟基苯甲酸、扁桃酸等)、以及杂环一元羧酸(吡咯烷酮羧酸等);
(q2-e)2价~4价的多元羧酸
碳原子数为2~30的直链状或支链状的脂肪族多元羧酸[饱和多元羧酸(草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等)、碳原子数为4~30的不饱和多元羧酸(马来酸、富马酸、衣康酸等)];碳原子数为4~20的脂肪族羟基多元羧酸(苹果酸、酒石酸、柠檬酸等);碳原子数为8~30的芳香族多元羧酸[二元羧酸[酞酸、异酞酸、对酞酸、2,6-萘二甲酸、联苯二甲酸(2,2’-、3,3’-和/或2,7-体)等]、三元或四元羧酸(偏苯三酸、均苯四酸等)];含硫的碳原子数为4~30的多元羧酸(硫代二丙酸等);
(q2-f)碳原子数2~30的氨基酸
天冬氨酸、谷氨酸、半胱胺酸等氨基酸;
(q2-g)有机酸改性硅酮
二有机聚硅氧烷的甲基的一部分被-RCOOH基和/或-RSO3H基取代而得到的有机酸。R是碳原子数为2~5的亚烷基。残余的甲基也可以被苯基、碳原子数为2~20的烷基或-(CH2)1-Ph(Ph表示苯基,1表示1~4的整数)基取代。
(q2-h)脂肪族醇(碳原子数为8~24)的羧甲基化物
辛醇的羧甲基化物、癸醇的羧甲基化物、月桂醇的羧甲基化物和十三烷醇(协和发酵制等)的羧甲基化物等;
(q2-i)脂肪族醇(碳原子数为8~24)的1摩尔~20摩尔EO和/或PO加成物的羧甲基化物、辛醇的3摩尔EO加成物的羧甲基化物、月桂醇的2.5摩尔EO加成物的羧甲基化物、异硬脂醇的3摩尔EO加成物的羧甲基化物和十三烷醇的2摩尔EO加成物的羧甲基化物等;
其中,进一步优选为硫酸甲酯、硫酸乙酯、己二酸、葡萄糖酸、异硬脂酸、25℃时的粘度为10~8000(进而为20~5000、特别是为30~1000)mm2/s的羧基当量为300~8000(进而为400~4000、特别是为500~1500)的羧基改性硅酮、以及月桂醇的1摩尔~5摩尔EO加成物的羧甲基化物。特别优选为异硬脂酸。
作为季铵盐型阳离子表面活性剂(C2-1),优选为烷基(碳原子数为1~30)三甲基铵盐(例如,十二烷基三甲基氯化铵等无机酸盐;十二烷基三甲基异硬脂酸铵盐、十二烷基三甲基铵羧基改性硅酮盐等有机酸盐等)、二烷基(碳原子数为1~30)二甲基铵盐[例如,二癸基二甲基氯化铵、二辛基二甲基溴化铵等无机酸盐;二癸基二甲基异硬脂酰铵、二(二癸基二甲基铵)己二酸盐、二癸基二甲基铵羧基改性硅酮盐、二癸基二甲基月桂醇铵的1摩尔~5摩尔EO加成物的羧甲基化物的盐等有机酸盐等]、含有氮环的季铵盐(例如,十六烷基氯化吡啶等)、含有聚(加成摩尔数为2~15)氧化烯基(碳原子数为2~4)链的季铵盐[例如,聚(加成摩尔数为3)氧乙烯三甲基氯化铵等]、烷基(碳原子数为1~30)酰胺烷基(碳原子数为1~10)二烷基(碳原子数为1~4)甲基铵盐(例如,硬脂酰胺乙基二乙基甲基硫酸甲酯铵等)等。
其中,进一步优选为烷基三甲基铵的有机酸盐,特别优选为二烷基二甲基铵的有机酸盐。
作为胺盐型阳离子表面活性剂(C2-2),可以优选使用将叔胺用无机酸(例如,盐酸、硝酸、硫酸、氢碘酸等)或有机酸(例如,乙酸、甲酸、草酸、乳酸、葡萄糖酸、己二酸、烷基硫酸等)进行中和而得到的产物。例如可以举出下述物质的无机酸盐或有机酸盐等:碳原子数为3~90的脂肪族叔胺(例如,三乙基胺、乙基二甲基胺、二癸基甲基胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、月桂酰胺丙基二甲基胺等)、碳原子数为3~90的脂环(含有含氮杂环)叔胺(例如,N-甲基吡咯烷、N-甲基哌啶、N-甲基吗啉、4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑、4,4’-二吡啶基等)、含有碳原子数为3~90的羟烷基的叔胺(例如,三乙醇胺单硬脂酸酯、N-硬脂酰胺乙基二乙醇胺等)等。
其中,进一步优选为脂肪族胺的无机酸盐和有机酸盐。
这些表面活性剂(C)中,优选为(C1-1a)、(C1-2)、(C2-1)、(C2-2),特别优选为(C1-2)。
这些(C)既可以单独使用,也可以混合至少2种来使用。
本发明的纤维处理用油剂中,从抗胶着性和平滑性的方面考虑,(A)的含量(质量%)相对于(A)+(B)+(C)的合计质量优选为70~99.6,进一步优选为75~98,特别优选为80~97.5。若在该范围内,则平滑性优异,即使对11分德士~22分德士(dtx)等的细丝进行纺丝时,也不必担心会产生断丝等问题。
(B)的含量(质量%)相对于(A)+(B)+(C)的合计质量优选为0.3~10,进一步优选为0.5~5.0,特别优选为1.0~4.0。该含量若在该范围内,则抗胶着性良好,纤维处理用油剂总体随天数推移的粘度增大较小,即使对11dtx~22dtx等的细丝进行纺丝时,也不必担心会产生断丝等问题。
(C)的含量(质量%)相对于(A)+(B)+(C)的合计质量优选为0.1~20,进一步优选为1~18,特别优选为2~15。该含量若在该范围内,则以喷嘴给油方式进行生产时,(B)不会在喷嘴中阻塞,可以稳定地进行纺丝,可以改善断丝等问题,所以更优选。
此外,从纤维处理用油剂随天数推移的稳定性和抗胶着性的方面考虑,(B)和(C)的配合质量比((B)/(C))优选为90/10~1/99,进一步优选为85/15~5/95,特别优选为67/33~10/90。该质量比若在该范围内,则平滑性优异,可以以喷嘴给油方式稳定地进行生产。
本发明的纤维处理用油剂在25℃时的粘度通常为1mm2/s~500mm2/s。优选为2mm2/s~100mm2/s,进一步优选为3mm2/s~50mm2/s。上述粘度若在该范围内,则平滑性优异,并且纺丝工序中的纤维处理用油剂的飞散减少,操作环境不会变差。
本发明的纤维处理用油剂在25℃时的浊度无特别限定,但是从喷嘴给油方式下的生产稳定性、纤维处理用油剂随天数推移的稳定性方面考虑,上述浊度优选小于等于20mg/L,更优选小于等于15mg/L,特别优选小于等于10mg/L。从测定限度的方面考虑,浊度的下限优选为0.01mg/L。
浊度可以用积分球式光电光度法(JIS K0101-1998、9.4.积分球浊度)测定。
本发明的纤维处理用油剂,除了(A)、(B)、(C)之外,也可以根据需要含有其它的成分(D)。作为(D),可以举出例如(B)之外的抗胶着成分(D1)、抗静电成分(D2)、柔软成分(D3)、以及除此之外的添加剂(D4)。此外,也可以含有后述的溶解助剂(E)。
可以追加配合(D1)至不损害本发明的纤维处理用油剂的性能的程度,通过追加可以增大抗胶着效果。
作为(D1),例如可以举出下述物质:常温下为固体的硅酮(D11)、聚醚改性硅酮(D12)、除此之外的抗胶着剂(D13),以及并用上述物质中的至少2种的混合物。此处,常温下为固体指的是25℃时为固体。
作为常温(25℃)时为固体的硅酮(D11),可以举出分子内含有3官能性硅氧烷单元或4官能性硅氧烷单元的聚有机硅氧烷(硅酮树脂)等,例如可以举出支链度较高的三维结构的固体聚合物[例如,含有2官能性硅氧烷单元(D单元)和3官能性硅氧烷单元(T单元)为主要构成成分的DT树脂、含有1官能性硅氧烷单元(M单元)和4官能性硅氧烷单元(Q单元)为主要构成成分的MQ树脂、仅含有T单元的聚有机倍半硅氧烷等]。
上述硅酮(D11)优选重均分子量(通过凝胶渗透色谱得到的,简称为Mw)为1000~100000的甲基硅酮树脂和含有Mw为1000~100000的氨基改性有机聚硅氧烷的树脂,进一步优选Mw为1500~30000的甲基硅酮树脂。
作为聚醚改性硅酮(D12),例如可以为下述通式(5)所示的聚醚改性硅酮等。
Figure A20058001565900251
通式中,R10、R11、R12和R13中的至少1个为含有聚氧化亚烷基链的基团。其余的可以为甲基、碳原子数为2~20的烷基、苯基或碳原子数为1~5的烷氧基。
作为聚氧化亚烷基,为通式-A1-O-(A2-O)s-R14所示的基团,其中,R14是氢原子或碳原子数为1~30的烷基;A1是碳原子数为1~5的亚烷基;A2为碳原子数为1~4的亚烷基,A1和A2可以相同或不同,可以为嵌段状或无规状。s表示1~100的整数。a、b分别为1~10000的整数。
(D1)的配合量(质量%)相对于纤维处理用油剂的重量优选小于等于4,进一步优选小于等于2。此外,该(D1)的配合量相对于100质量份的(B)优选小于等于200质量份,进一步优选小于等于100质量份。
作为抗静电成分(D2),例如可以举出两性表面活性剂(D21)、非离子表面活性剂(D22)。
作为(D21),可以使用甜菜碱型两性表面活性剂、氨基酸型两性表面活性剂、磺酸盐型两性表面活性剂等。
作为优选的(D21),例如可以举出下述通式(6)、(7)或(8)所示的物质以及上述物质至少2种的混合物。
通式(6)中,R15、R16、R17各自独立地表示下述基团,该基团选自碳原子数为1~30的烷基或羟烷基、碳原子数为2~24的烯基、聚氧化亚烷基(亚烷基的碳原子数:2~4)、以及通式R19-T-R20-所示的基团(R19是从碳原子数为1~30的脂肪酸除去COOH基而得到的残基,R20是碳原子数为1~4的亚烷基或羟基亚烷基,T表示-COO-或-CONH-);R18表示碳原子数为1~4的亚烷基或羟基亚烷基;X-表示COO-或SO3-。
Figure A20058001565900262
Figure A20058001565900263
上述通式(7)、通式(8)中,R21表示碳原子数为1~30的烷基或羟烷基、碳原子数为2~24的烯基;R22表示碳原子数为1~4的亚烷基或羟亚烷基;R23表示氢原子或通式-R’COOL1/r所示的2价基团;R’表示氢原子、碳原子数为1~30的烷基或碳原子数为2~24的烯基。L为氢原子、碱金属、碱土类金属或胺阳离子,L为多个时可以相同或不同;r表示L的价数,为1或2。
在R15、R16、R17、R21和R23中,碳原子数为1~30的烷基、以及碳原子数为2~30的烯基的具体例,与上述R1、R2相同,优选的基团也相同。在R15、R16、R17和R21中,碳原子数为1~30的羟烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出:羟甲基、羟乙基、羟基正丙基或羟基异丙基、羟丁基、羟己基、羟辛基、羟癸基、羟基十二烷基、羟基十四烷基、羟基十六烷基、羟基十八烷基等。
在R15、R16和R17中,作为聚氧化亚烷基,可以举出通式R24-(OA3)t-所示的基团(R24是氢原子或碳原子数为1~4的烷基,A3是碳原子数为2~4的亚烷基,t为2~15的整数)。作为碳原子数为2~4的亚烷基A3,例如可以举出1,2-亚乙基、1,2-和1,3-亚丙基、以及1,2-、2,3-、1,3-和1,4-亚丁基等。碳原子数为1~4的烷基R24可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出甲基、乙基、正或异丙基、丁基等。
在R19-T-R20-所示的基团中,构成残基R19的碳原子数为1~30的脂肪酸,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、异硬脂酸、二十二烷酸、2-乙基己酸等。其中优选碳原子数为6~24的脂肪酸,更优选碳原子数为8~12的脂肪酸。
在R20中,碳原子数为1~4的亚烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出亚甲基、亚乙基、正亚丙基或异亚丙基、亚丁基等,碳原子数为1~4的羟基亚烷基,可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以为羟基亚甲基、羟基亚乙基、羟基正亚丙基或羟基异亚丙基、羟基亚丁基等。其中优选碳原子数为1~4的亚烷基。
其中,优选R15和R21是碳原子数为6~24的烷基或羟烷基、碳原子数为2~24的烯基、以及R19CONHR20-基。R16、R17是碳原子数为1~24的烷基或羟烷基、碳原子数为2~24的烯基,R’为氢原子、碳原子数为1~30的烷基或碳原子数为2~24的烯基。
在R18和R22中,作为碳原子数为1~4的亚烷基和羟基亚烷基,可以举出与R20相同的基团,优选的基团也相同。
通式(6)的X-中,优选为COO-。
R23为氢原子或-R’-COOL1/r基。作为通式(7)、通式(8)的表面活性剂,-优选R23为氢原子的表面活性剂和R23为-R’-COOL1/r基的表面活性剂的混合物。
作为L的碱金属,可以举出锂、钾、钠等;作为碱土类金属,可以举出钙、镁等;作为胺基阳离子,可以举出单、二或三乙醇胺阳离子;2-乙基己基胺阳离子等。L中优选为氢原子和碱金属。
作为通式(6)所示的甜菜碱型两性表面活性剂,例如可以举出:烷基(碳原子数为1~30)二甲基甜菜碱、烷基(碳原子数为1~30)酰胺烷基(碳原子数为1~4)二甲基甜菜碱、烷基(碳原子数为1~30)二羟基烷基(碳原子数为1~30)甜菜碱、以及磺基甜菜碱型的两性表面活性剂。其中优选为烷基二甲基甜菜碱、烷基酰胺烷基二甲基甜菜碱。
作为通式(7)所示的氨基酸型两性表面活性剂,例如可以举出:丙氨酸型[烷基(碳原子数为1~30)氨基丙酸型、烷基(碳原子数为1~30)亚氨基二丙酸型等]两性表面活性剂、甘氨酸型[烷基(碳原子数为1~30)氨基乙酸型等]两性表面活性剂。其中优选为烷基氨基丙酸型两性表面活性剂、烷基亚氨基二丙酸型两性表面活性剂。
作为通式(8)所示的磺酸盐型两性表面活性剂(氨基磺酸型两性表面活性剂),例如可以举出烷基(碳原子数为1~30)牛磺酸型两性表面活性剂等。
作为非离子表面活性剂(D22),例如可以举出下述通式(9)所示的非离子表面活性剂。
Figure A20058001565900281
上述通式中,R25是碳原子数为1~24的烷基,具体例和优选的基团与上述R1、R2的烷基相同。作为R26,可以举出碳原子数为1~5的烷基(甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基等)。R26中优选碳原子数为1~3的烷基。R25和R26可以相同或不同。作为R27,可以举出氢原子或碳原子数为1~3的烷基(甲基、乙基、丙基、异丙基)。通式(9)所示的非离子表面活性剂(D22)可以是R27为至少2种的混合物。AO与通式(1)中的相同。通式(9)中的(AO)q优选为EO单独加成、EO和PO的嵌段加成,特别优选为EO单独加成。q为0或1~10的整数,优选为1~6。
若q在该范围内,则与基础油的相容性优异。
通式(9)所示的(D22)的具体例是碳原子数为3~33的仲醇的EO和/或PO加成物,作为优选的具体例,例如可以为仲醇(碳原子数为13)的3摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为13)的5摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为13)的7摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为13)的9摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为15)的3摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为15)的5摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为11)的5摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为18)的5摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为24)的5摩尔EO加成物、仲醇(碳原子数为18)的3摩尔EO和2摩尔PO的嵌段加成物、仲醇(碳原子数为24)的5摩尔EO和3摩尔PO的嵌段加成物等。
(D22)可以单独使用或使用至少2种。
使用这些抗静电成分(D2)时,(D2)的含量(质量%)相对于纤维处理用油剂的质量优选为0~12,进一步优选为0.1~10。
作为柔软成分(D3),例如可以举出环氧改性硅酮(D31)、氨基改性硅酮(D32)和羧基改性硅酮(D33)。
(D31)是上述通式(5)中R10、R11、R12、R13中的至少1个为含有环氧基的基团的化合物。其余的可以为甲基、碳原子数为2~20的烷基、苯基或碳原子数为1~5的烷氧基。a、b为1~1000的整数。
作为含有环氧基的基团,可以举出下述通式(10)所示的基团(通式中,R28是碳原子数为1~4的亚烷基),例如为缩水甘油基。
Figure A20058001565900291
(D32)是上述通式(5)中R10、R11、R12、R13中的至少1个为含有-R29-NH(R30NH)nH基的基团(R29是碳原子数为1~5的亚烷基,R30是碳原子数为1~4的亚烷基,n为0或1~3的整数)的化合物。其余的可以为甲基、碳原子数为2~20的烷基、苯基或碳原子数为1~5的烷氧基。此外,a、b为1~10000的整数。
(D33)是上述通式(5)中R10、R11、R12、R13中的至少1个为含有-R31-COOL1/r基的基团[R31是碳原子数为1~5的亚烷基,L和r与上述通式(7)相同]的化合物。其余的可以为甲基、碳原子数为2~20的烷基、苯基或碳原子数为1~5的烷氧基。a、b为1~10000的整数。
(D31)~(D33)中,碳原子数为2~20的烷基可以为直链状、支链状的任意一种,例如可以举出乙基、正丙基或异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、2-乙基癸基等。
作为碳原子数为1~5的烷氧基,例如可以举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基或异丙氧基、丁氧基等。
作为碳原子数为1~4的亚烷基,可以举出在R18中所举出的基团,作为碳原子数为5的亚烷基,可以举出1,2-、1,3-、1,4-、2,3-和2,4-亚戊基。
使用这些柔软成分时,(D3)的含量(质量%)相对于纤维处理用油剂的质量优选为0~12,进一步优选为0.1~10。
作为上述以外的添加剂(D4),可以使用通常纤维处理用油剂中所使用的成分,可以举出抗氧化剂(位阻酚、位阻胺等)、紫外线吸收剂等。使用这些添加剂时,(D4)配合量(质量%)相对于纤维处理用油剂的质量优选为0~5,进一步优选为0~2。
本发明的纤维处理用油剂,可以在将抗胶着剂(B)溶解于溶解助剂(E)的状态下,与基础油(A)、表面活性剂(C)等混合来制造。
作为溶解助剂(E),例如可以举出:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、新戊醇、2-乙基己醇等1元醇;乙二醇、丙二醇、丁二醇等2元醇;己烷、戊烷等脂肪族烃;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类;甲苯、二甲苯等芳香族烃;二甲基甲酰胺、二甲亚砜等高极性溶剂;氯仿、四氯化碳等卤化烃等,它们既可以单独使用,也可以使用至少2种。
而且,在基础油(A)中使用烃类润滑油(A2)时,可以使(E)为(A)的至少一部分。(E)可以原样存在于本发明的油剂中,也可以通过反萃取等除去。
作为本发明的纤维处理用油剂的制造方法,可以举出下述方法。
方法(1):将(B)和(A2)、(C)一起加入能够调温、搅拌的反应槽中,进行加热(50℃~100℃),搅拌至透明(浊度小于等于20mg/L)。然后,一边搅拌一边根据需要加入(A1),冷却至室温(20℃~40℃)。
方法(2):将(A2)和(C)加入能够调温、搅拌的反应槽中,进行加热(40℃~100℃),边搅拌边将另外熔融(100℃~250℃)或溶解于溶解助剂(E)中的(B)滴加至反应槽内,然后一边搅拌一边根据需要加入(A1),冷却至室温(20℃~40℃)。
其中,从所得到的本发明纤维用油剂随天数推移的稳定性和抗胶着性的方面考虑,更优选为(1)的方法。
此外,作为(B)使用上述金属盐时,可以使用预先形成金属盐的物质,也可以在用上述方法制造时或制造后与其它的金属盐(例如,上述金属氧化物、氯化物等)反应,形成金属盐。
用上述方法得到的纤维处理用油剂可以直接作为本发明的纤维处理用油剂,但是也可以根据需要在投入(A1)的同时添加(D)或(E)来制造本发明的纤维处理用油剂。
为了均匀附着、防止辊缠绕,本发明的纤维处理用油剂的粘度在25℃时优选为1mm2/s~500mm2/s。
粘度用下述方法测定。
[粘度的测定方法]
将20g纤维处理用油剂样品加入至乌氏(Ubbelohde)粘度计,在恒温水槽中将样品油剂调温至25±0.5℃。30分钟后,通过乌氏法测定粘度。
对于纤维处理用油剂的提供方式,通常可以在非含水的状态下使用,但是也可以根据需要作为水乳化物来使用。
非含水的状态指的是直接(直接给油)或用稀释剂(有机溶剂、低粘度矿物油等)稀释而成的状态等。对稀释比率不特别限定,但是本发明的纤维处理用油剂的质量[非挥发成分的合计质量]相对于稀释后的稀释油剂的总质量通常为1质量%~80质量%,优选为5质量%~70质量%。
作为有机溶剂,例如可以举出与上述溶解助剂(E)相同的有机溶剂。作为低粘度矿物油,例如可以举出25℃时的粘度小于1mm2/s的液体石蜡或精制锭子油。
用作水乳化物时,可以用公知的方法来进行乳化,例如,可以根据需要将本油剂与乳化剂混合,通过在水中乳化来得到。
作为乳化剂,不必根据(A)、(C)等的种类特别进行添加,例如,可以使用上述阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂等。
使用不符合上述各成分的乳化剂时,乳化剂的量(质量%)相对于配合乳化剂后的纤维处理用油剂(非挥发成分)的总质量优选为0~50。
作为乳化中所使用的乳化机,可以使用具有搅拌机的乳化槽或球磨机、Gaulin均质器、均质分散机和珠磨机等。
对乳液的浓度不特别限定,但是纤维处理用油剂的质量(质量%)相对于乳化后乳液的总质量优选为0.01~30,进一步优选为0.2~20。
本发明的弹性纤维的处理方法含有下述操作:在纺丝工序中提供相对于弹性纤维为0.1质量%~12质量%的上述纤维处理用油剂,并根照需要进行精炼。
本发明的纤维处理用油剂可以在弹性纤维的纺丝工序(例如,200m/min~1200m/min)中,在纺出后直至卷取丝的任意位置上,以喷嘴或辊给油方式提供给丝。给油的纤维处理用油剂的温度通常为10℃~80℃,优选为15℃~60℃。
本发明的纤维处理用油剂,通常以该纤维处理用油剂的非挥发成分相对于弹性纤维为0.1~12(进一步优选为0.5~10,特别优选为1~8)质量%的方式进行提供。
用本发明的纤维处理用油剂处理后的弹性纤维经过后加工工序(例如,空气包纱(air span yarn)工序、包覆(covering)工序、空气包覆(aircovering)工序、编织工序、整经工序、精炼工序、染色工序和精加工工序等),制成最终制品。
而且,弹性纤维与诸如尼龙纤维或聚酯纤维等其它的合成纤维混纺使用。因此,本发明的纤维处理用油剂在提供后,大都与其它的合成纤维的纺丝油剂一起被洗涤、除去。精炼工序中,进行水类精炼或溶剂精炼。
作为最终制品,可以广泛地适用于衣料[例如,连裤袜、袜子、内衣(inner foundation,如胸罩、腹带、紧身衣裤(body suit)等)、外套(夹克、便裤等)、运动服(泳衣、紧身衣(leotard)、滑雪裤等)]以及适用于产业材料(例如,纸尿布、腰带等)等。
将本发明的纤维处理用油剂用于制造纤维时,纤维之间的抗胶着性优异,此外该纤维处理用油剂随天数推移的稳定性优异,可均匀地附着于纤维表面,由此发挥出能够维持稳定的高速解舒性的效果。因此,特别是将本发明的纤维处理用油剂作为胶着性较高的聚氨酯弹性纤维处理用油剂是非常有效的。
下文通过实施例来对本发明进行更详细的说明,但是本发明不限于这些实施例。另外,文中和表中的份表示质量份(有效成分)。
[制造例1]
将71.2份Mn为2500、密度为0.89的由热降解法得到的低分子量聚丙烯的粉末分散于500ml的四氢呋喃(THF)中,加入6.5份的9-硼二环壬烷,在55℃加热搅拌5小时。将温度降低至45℃,在液体中通入30ml氧气,加入22.3份马来酸酐,反应16小时。然后,将反应溶液加入至5L的2-丙醇中,滤出固体,得到酸改性聚丙烯[酸价为335.1,Mn为3000,每1分子的羧基个数为16.0]。
实施例1~4和比较例1~3
以表1所述的配合处方混合各成分,调制本发明和比较例的纤维用油剂。
[实施例1]
在70℃~80℃将1份二硬脂酸镁、2份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、4份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、2份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和60份液体石蜡混合1小时。然后,加入31份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制实施例1的纤维处理用油剂。
[实施例2]
在70℃~80℃将2份二硬脂酸镁、3份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、6份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、3份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和68份液体石蜡混合1小时。然后,加入18份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制实施例2的纤维处理用油剂。
[实施例3]
在80℃~90℃将4份二硬脂酸镁、3份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、8份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、4份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和64份液体石蜡混合1小时。然后,加入17份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制实施例3的纤维处理用油剂。
[实施例4]
在60℃~70℃将1.0份α-烯烃/马来酸酐共聚物{三菱化学(株)社制,“ダイャカルナ30L”,Mn约为3000,酸价(mgKOH/g)为120~140}、2份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、4份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、2份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和60份液体石蜡混合1小时。然后,加入31份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制实施例4的纤维处理用油剂。
[实施例5]
在60℃~70℃将1.0份制造例1中制造的酸改性聚丙烯、2份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、4份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、2份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和60份液体石蜡混合1小时。然后,加入31份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制实施例5的纤维处理用油剂。
[比较例1]
在60℃~70℃将4份聚醚改性硅酮{信越化学(株)社制,“KF-351”}和65份液体石蜡混合1小时。然后,加入31份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制比较例1的纤维处理用油剂。
[比较例2]
在70℃~80℃将1份二硬脂酸镁、0.2份聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)、0.4份聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)、0.2份二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐和80.2份液体石蜡混合1小时。然后,加入18份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制比较例2的纤维处理用油剂。
[比较例3]
在115℃~120℃将2份二硬脂酸镁和93份液体石蜡混合1小时。然后,加入5份聚二甲基硅氧烷,冷却至30℃,调制比较例3的纤维处理用油剂。
在聚氨酯纤维的干式纺丝法中,以辊给油方式提供实施例1~5、比较例1~3的纤维处理用油剂,使得纤维处理用油剂附着量相对于纤维(filament)质量为6质量%,以600m/min的速度卷取成筒子纱,得到40D(44.4dtx)的聚氨酯纤维。
进一步地,进行了在上述中得到的聚氨酯纤维的胶着性试验、纤维处理用油剂随天数推移的稳定性试验。性能评价结果如表1所示。而且,表中的水接触角是如下得到的:将该纤维溶解于DMF中使浓度为40质量%后,按照上述方法成型为片状物,使用该片状物按照上述方法涂布该纤维处理用油剂,测定接触角(不涂布纤维处理用油剂的片材表面的水接触角为50°)。此外,利用后述方法使用乌氏粘度计测定的25℃时的纤维处理用油剂的粘度、用日本电色工业公司制的Water Analyzer-2000测定的25℃时的纤维处理用油剂的浊度如表1所示。
[表1]
                          实施例               比较例
  1   2   3   4   5   1   2   3
    <配合处方>
    聚二甲基硅氧烷(份)   31   18   17   31   31   31   18   5
    液体石蜡(份)   60   68   64   60   60   65   80.2   93
    二硬脂酸镁(份)   1   2   4   -   -   -   1   2
    α-烯烃/马来酸酐共聚物(份)   -   -   -   1   -   -   -   -
    酸改性聚丙烯(份)   -   -   -   -   1   -   -   -
    聚醚改性硅酮(份)   -   -   -   -   -   4   -   -
    表面活性剂-1(份)(SP=8.1)   2   3   3   2   2   -   0.2   -
    表面活性剂-2(份)(SP=9.4)   4   6   8   4   4   -   0.4   -
    表面活性剂-3(份)(SP=8.2)   2   3   4   2   2   -   0.2   -
    <性能评价>
    水接触角(°)   80   90   95   75   75   65   65   60
    胶着性   ○   ○   ○   ○   ○   ×   ×   ×
    粘度(mm2/s)   15.2   16.1   18.4   20.3   19.4   17.7   12.7   14.9
    浊度(mg/L)   1.8   4.5   5.0   4.5   6.4   3.0   27.2   489
  纤维处理用油剂随天数推移的稳定性     -5℃   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ×   ×
    25℃   ○   ○   ○   ○   ○   ○   △   ×
    50℃   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ×
实施例1~5和比较例1~3中得到的纤维处理用油剂的粘度的测定方法、浊度的测定方法、随天数推移的稳定性试验和提供有所得到的纤维处理用油剂的纤维的胶着性试验法如下所示。
<粘度的测定方法>
将20g纤维处理用油剂样品加入乌氏粘度计,在恒温水槽中将样品纤维处理用油剂调温至25℃。30分钟后,通过乌氏法测定粘度。
<浊度的测定方法>
将调温至25℃的纤维处理用油剂样品加入至长为10mm的比色杯(cell)中,使用日本电色工业株式会社制的Water Analyzer-2000,用积分球式光电光度法进行测定。
<纤维处理用油剂随天数推移的稳定性试验>
将100g调制后的纤维处理用油剂加入到145ml的玻璃瓶中,在-5℃、25℃、50℃的恒温槽中静置30天后,肉眼观察纤维处理用油剂的外观,与刚刚调制后的纤维处理用油剂的外观进行比较,以下述基准进行判定。
-判定标准-
○:无变化。
△:虽然没有出现层分离或沉降物,但是浑浊(haze)程度大于刚刚调制之后的纤维处理用油剂。
×:出现层分离或沉降物。
<胶着性试验>
将在纺丝工序中卷取的筒子纱于50℃老化2周,使用老化后的纤维,利用可变倍率(牵引速度和卷取速度的比率能够改变)的牵引卷取装置,以50m/min的速度输送丝时,求算丝不会由于胶着导致缠绕而能够进行卷取的最低速度,以下述基准进行判定。
-判定标准-
○:速度为50~65
×:速度大于等于66
而且,表1中的各成分如下所示。
聚二甲基硅氧烷:KF96-10CS{信越化学工业社制:粘度为10mm2/s(25℃)}
液体石蜡:流パン60S{三光化学(株)制:粘度15mm2/s(25℃)}
表面活性剂-1:聚氧乙烯异十三烷基醚乙酸钠(3摩尔EO加成物)
表面活性剂-2:聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)
表面活性剂-3:二癸基二甲基铵-聚氧乙烯十二烷基醚乙酸(2.5摩尔EO加成物)盐
由表1可知,具有本发明规定范围的接触角的纤维处理用油剂(实施例1~5)的抗胶着性非常优异。与此相对,比较例1~3中,不能满足胶着性。此外,实施例的纤维处理用油剂随天数推移的稳定性也优异。
产业上的可利用性
由于本发明的纤维处理用油剂使得纤维之间的抗胶着性优异,而且本发明的纤维处理用油剂随天数推移的稳定性也优异,生产弹性纤维时,在以喷嘴给油方式的纺丝工序中,喷嘴不会阻塞,可以稳定地进行操作。此外,在辊给油方式和喷嘴给油方式的任意一种纺丝方法中,都具有能够减少断丝等故障的优异特征,特别适用于小分德士纤维的高速纺丝工序。

Claims (10)

1.一种纤维处理用油剂,其是用于由高分子材料(a)形成的纤维的纤维处理用油剂,该纤维处理用油剂的特征在于,该(a)的片材表面在25℃的水接触角为60°以下,并且将该纤维处理用油剂涂布于该(a)的片材表面后,片材表面在25℃的水接触角为70°~180°。
2.如权利要求1所述的纤维处理用油剂,其特征在于,其含有选自由硅油(A1)和烃类润滑油(A2)组成的组中的至少1种基础油(A)、抗胶着剂(B)以及表面活性剂(C)。
3.如权利要求2所述的纤维处理用油剂,其特征在于,所述(B)含有分子内具有至少1个羧基和/或羧酸酯基的化合物。
4.如权利要求1~3任意一项所述的纤维处理用油剂,其中,所述纤维处理用油剂在25℃的浊度为20mg/L以下。
5.如权利要求2~4任意一项所述的纤维处理用油剂,其中,所述(B)是硬脂酸的碱土类金属盐。
6.如权利要求2~5任意一项所述的纤维处理用油剂,其中,所述(C)是下述通式(2)所示的醚羧酸阴离子表面活性剂;
R3-O-(AO)p-CH2COOM                         (2)
通式(2)中,R3表示碳原子数为1~24的烷基、烯丙基或碳原子数为2~24的烯基;A表示碳原子数为2~4的亚烷基;M表示氢原子、碱金属原子、铵或烷醇胺;p表示0或1~10的整数。
7.如权利要求2~6任意一项所述的纤维处理用油剂,其中,所述(A)含有所述(A1)和(A2);相对于(A1)+(A2)的合计质量,(A1)的含量为5质量%~80质量%;相对于(A)+(B)+(C)的合计质量,所述(A)的含量为70质量%~99.6质量%,所述(B)的含量为0.3质量%~10质量%,所述(C)的含量为0.1质量%~20质量%。
8.如权利要求1~7任意一项所述的纤维处理用油剂,其中,所述纤维是弹性纤维。
9.一种弹性纤维的处理方法,该处理方法包括下述操作:在纺丝工序中提供相对于弹性纤维为0.1质量%~12质量%的权利要求8所述的纤维处理用油剂,并根据需要进行精炼。
10.一种弹性纤维,该弹性纤维采用权利要求9所述的处理方法进行了处理。
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