TW201842254A - 精練劑組合物及纖維製品之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種兼具良好之精練性、及排液量之降低或排液之低濃度化之精練劑組合物。 本發明之精練劑組合物係包含(A)非離子界面活性劑及(B)環狀脂肽生物界面活性劑而成。

Description

精練劑組合物及纖維製品之製造方法

本發明係關於一種精練劑組合物及纖維製品之製造方法。

於纖維之精練步驟中，以附著於纖維之油或蠟等之精練為目的，自先前以來一直使用聚氧乙烯烷基苯醚或聚氧乙烯烷基醚等非離子界面活性劑、高級醇硫酸酯鹽或烷基苯磺酸鹽等陰離子界面活性劑、或該等之混合物作為精練劑。 例如，專利文獻1中記載有以聚氧乙烯烷基芳基醚等非離子活性劑、脂肪酸之鹽及動植物油脂之硫酸化物之鹽作為必需成分，且以特定比率含有該等之精練劑組合物。 隨著近來地球環境保護意識之提高，而要求自精練步驟之排液量之降低或排液之低濃度化，但於專利文獻1之精練劑組合物中，無法兼具精練性、及排液量之降低或排液之低濃度化。 就環境保護之觀點而言，作為用於削減界面活性劑之使用量之技術，已知有於陰離子界面活性劑中組合環狀脂肽生物界面活性劑之方法(專利文獻2)。專利文獻2教導，若將陰離子界面活性劑與陽離子界面活性劑並用，則有生成不溶物而無法獲得界面活性作用之虞，故而環狀脂肽生物界面活性劑較佳為陰離子性，並且同時為陰離子性會帶來兩者並用之協同效應。因此，專利文獻2未提示使用非離子界面活性劑，又，亦未作為其用途揭示精練劑。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開平6-93558號公報 [專利文獻2]國際公開第2015/133455號

[發明所欲解決之問題] 本發明係鑒於上述先前技術所具有之問題而成者，其係以兼具良好之精練性、及排液量之降低或排液之低濃度化為目的而成者。 [解決問題之技術手段] 本發明者等人為了解決上述問題而反覆銳意研究，結果發現，藉由並用(A)非離子界面活性劑及(B)環狀脂肽生物界面活性劑，可以更少之精練劑使用量發揮良好之精練性，基於該見解而完成本發明。 本發明係一種精練劑組合物，其係包含(A)非離子界面活性劑及(B)環狀脂肽生物界面活性劑而成。 於本發明中，較佳為(A)非離子界面活性劑與(B)環狀脂肽生物界面活性劑之質量比為(A)非離子界面活性劑：(B)環狀脂肽生物界面活性劑=80：20~99.9：0.1。 又，本發明提供一種纖維製品之製造方法，其特徵在於：包括使用包含上述精練劑組合物之處理液對纖維進行處理之步驟。 [發明之效果] 根據本發明，可提供精練性優異之精練劑組合物。因此，於精練步驟中，可削減藥劑使用量，可獲得精練步驟中之大幅度節水效果及排水負荷降低效果。又，本發明之精練劑組合物尤其是聚矽氧成分、礦物油成分等液狀夾雜物之精練性優異，可較佳地用於精練包含聚胺酯纖維之纖維製品。

本發明之精練劑組合物係包含(A)非離子界面活性劑(以下，表示為(A)成分)及(B)環狀脂肽生物界面活性劑(以下，表示為(B)成分)而成。 作為(A)成分，例如可列舉：醇類、多環酚類、胺類、醯胺類、脂肪酸類、多元醇脂肪酸酯類、及油脂類之碳數2~3之環氧烷加成物等。 作為醇類，可列舉：碳數8~24之醇或烯醇等。 作為多環酚類，可列舉：1~4元之酚類、或對1~4元之酚類加成選自由碳數1~24之烷基、碳數2~24之烯基、及苯乙烯類(苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯)所組成之群中之至少一種而成之化合物等。作為1元酚類，可列舉：苯酚、異丙苯基苯酚、苯基苯酚、萘酚等。作為2元酚類，可列舉：鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S等。作為3元酚類，可列舉三羥基苯，作為4元酚類，可列舉四羥基苯。 作為胺類，可列舉：碳數8~44之脂肪族胺等。 作為醯胺類，可列舉：碳數8~44之脂肪酸醯胺等。 作為脂肪酸類，可列舉：碳數8~24之脂肪酸等。 作為多元醇脂肪酸酯類，可列舉：多元醇與碳數8~24之脂肪酸之縮合反應物。作為多元醇，例如可列舉：甘油、季戊四醇、山梨糖醇、山梨醇酐、單乙醇胺、二乙醇胺、及砂糖等。 作為油脂類，可列舉：植物性油脂、動物性油脂、植物性蠟、動物性蠟、礦物蠟、氫化油等。 該等中，較佳為分子中具有選自由碳數4~30之烷基、烯基、及多環苯酚基所組成之群中之至少一種之化合物，碳數更佳為4~24，進而更佳為12~18。烷基、烯基可為直鏈，亦可為支鏈。 又，該等中，較佳為醇類、多環酚類、脂肪酸類、及多元醇脂肪酸酯類之碳數2~3之環氧烷加成物，尤佳為醇類之碳數2~3之環氧烷加成物。 又，亦可使用Pluronic型、Tetronic型之化合物。 界面活性劑之HLB(Hydrophile Lipophile Balance，親水/油比值)並無特別限定，就精練性提高之觀點而言，HLB較佳為1.5~18之範圍內，尤其更佳為3~15之範圍內。 此處，HLB係基於Griffin之HLB者，可藉由下述式進行計算。此處，親水基係指環氧乙烷基。 HLB=(非離子界面活性劑中之親水基之分子量/非離子界面活性劑之分子量)×20 本發明之精練劑組合物含有環狀脂肽生物界面活性劑作為(B)成分。環狀脂肽生物界面活性劑係具有長鏈烷基等親油性基，具有界面活性作用之環狀肽。環狀脂肽生物界面活性劑係肽化合物，故而生物降解性極高，對生物或環境造成之影響較小。 作為環狀脂肽生物界面活性劑，只要為具有體積較大之環狀結構且顯示界面活性作用之肽化合物，則無特別限定，例如可列舉：表面活性素(Surfactin)、節活性素(Arthrofactin)、伊枯草菌素(Iturin)、沙雷濕潤素(Serrawettin)、地衣素(Lichenysin)、黏液菌素(Viscosin)。 本發明中，作為環狀脂肽生物界面活性劑，可較佳地使用下述式(I)所表示之化合物。 [化1]式(I)中，*表示光學活性點， X表示選自白胺酸、異白胺酸及纈胺酸中之胺基酸之胺基酸殘基， R表示碳數1~20之烷基， M表示氫、鹼金屬、鹼土類金屬、可經取代之銨。 X所表示之胺基酸殘基可為L體，亦可為D體，但就精練性提高之觀點而言，較佳為L體。 R所表示之碳數1~20之烷基係指碳數1~20之直鏈狀或支鏈狀之一價飽和烴基。其中，就精練性提高之觀點而言，較佳為碳數9~18之烷基，尤佳為碳數10~16之烷基。 R可經1個或2個以上之取代基取代。作為取代基，可列舉：胺基、羥基、苯基等芳基、具有碳數1~2之烷基之烷醯基、碳數2~3之烯基、碳數2~3之炔基、碳數1~3之烷氧基、硝基、鹵素原子等。 作為鹼金屬，並無特別限定，可列舉：鋰、鈉、鉀等。作為鹼土類金屬，並無特別限定，可列舉：鈹、鎂、鈣等。 作為可經取代之銨，可列舉：未取代銨、一取代銨、二取代銨、三取代銨及四取代銨。 作為銨之取代基，例如可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基等烷基、苄基、甲基苄基、苯基乙基等芳烷基、苯基、甲苯甲醯基、二甲苯基等芳基等有機基。作為可經取代之銨，更具體而言，可列舉：甲基銨、乙基銨、苄基銨、苯銨、二乙基銨、二環己基銨、吡咯烷鎓、嗎啉鎓、N-苄基-N-乙基銨、N-乙基苯銨、三乙基銨、四甲基銨、四乙基銨、吡啶鎓等。該等有機基亦可進而經1個或2個以上之取代基取代。2個M可相同，亦可不同。 (B)成分可單獨使用一種，又，亦可組合兩種以上使用。 (B)成分係天然界面活性劑，故而可自產生(B)成分之微生物本身或其培養液分離。例如通式(II)所表示之化合物可按照公知方法，培養微生物、例如屬於枯草桿菌之菌株，自其培養液分離。(B)成分可為精製品，亦可為未精製，例如直接使用培養液。又，亦可同樣地使用藉由化學合成法而獲得者。 (B)成分可以市售品之形式獲取，例如可列舉：Kaneka Surfactin(Kaneka股份有限公司製造)等。 就精練性提高之觀點而言，本發明之精練劑組合物較佳為(A)成分與(B)成分之質量比為(A)：(B)=50：50~99.9：0.1，更佳為80：20~99.9：0.1，進而更佳為95：5~99：1。 本發明之精練劑組合物可較佳地用於精練聚矽氧成分、礦物油成分等液狀夾雜物。 本發明之精練劑組合物可藉由將(A)成分與(B)成分混合而獲得。 本發明之精練劑組合物可為將(A)成分與(B)成分預先混合之單劑型，亦可為上述2種成分分別分開之雙劑型。 就操作之簡便性之觀點而言，本發明之精練劑組合物較佳為上述2種成分分散(以下，分散中包括乳化、溶解)於水性介質。 於成為將(A)成分與(B)成分預先混合之單劑型之情形時，本發明之精練劑組合物可藉由使(A)成分及(B)成分同時分散於水性介質，或藉由將使任意一成分分散於水性介質而成之分散液與使其他成分分散於水性介質而成之分散液混合而獲得。 於將該等成分分散於水性介質之情形時，可藉由將該等成分與水性介質混合攪拌而分散。於進行混合攪拌之情形時，可使用Milder、高速攪拌機、均質機、超音波均質機、均質攪拌機、珠磨機、微粒磨機、戴諾磨機(Dyno-mill)、Apex Mill、籃式磨機、球磨機、Nanomizer、Ultimizer、星爆等先前公知之乳化分散機。該等乳化分散機可使用一種，又，亦可組合兩種以上使用。 作為水性介質，較佳為水或水與混溶於水之親水性溶劑之混合溶劑。作為親水性溶劑，例如可列舉：甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、己二醇、甘油、乙二醇單丁醚、二乙二醇丁醚、SOLFIT、N-甲基吡咯啶酮、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸等。 上述分散液可直接用作處理液，亦可藉由以水性介質稀釋而製成處理液。 本發明之精練劑組合物中，除(A)成分及(B)成分以外，可包含精練劑中通常所添加之其他(C)成分。作為此種(C)成分，可列舉：除環狀脂肽生物界面活性劑以外之陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、兩性界面活性劑、螯合劑、酸、鹼等。 作為除環狀脂肽生物界面活性劑以外之陰離子界面活性劑，例如可列舉：月桂基硫酸鈉或聚氧乙烯月桂醚硫酸鈉等硫酸酯鹽型界面活性劑。作為陽離子界面活性劑，例如可列舉：氯化二硬脂基二甲基銨或氯化苄烷銨等四級銨鹽型界面活性劑。作為兩性界面活性劑，例如可列舉：月桂基二甲胺基乙酸甜菜鹼或椰子油脂肪醯胺丙基二甲胺基乙酸甜菜鹼等乙酸甜菜鹼型界面活性劑。該等可單獨使用一種，又，亦可組合兩種以上使用。 本發明之精練劑組合物中，亦可添加精練助劑。作為精練助劑，例如可列舉：丁二酸、戊二酸、丙二酸等二羧酸及該等之鹽；乙二胺四乙酸或羥基乙二胺乙酸等胺基羧酸及該等之鹽；正磷酸、三偏磷酸、焦磷酸、三聚磷酸等磷酸化合物及該等之鹽。作為鹽，可列舉：鈉鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽、或銨鹽。 作為精練助劑，亦可使用鹼劑，例如可列舉：氫氧化鈉、氫氧化鉀等氫氧化物；碳酸鈉、碳酸鉀、倍半碳酸鈉等碳酸鹽；硼酸鉀、硼酸鈉等硼酸鹽；硫酸氫鈉、硫酸氫鉀等硫酸氫鹽；矽酸鈉、偏矽酸鈉、矽酸鉀、偏矽酸鉀、沸石等無機鹼金屬鹽；甲酸鈉、乙酸鈉、草酸鈉等有機鹼金屬鹽；三乙胺等有機胺類。 若纖維或處理浴中存在鈣離子或鎂離子等多價金屬離子，則有環狀脂肽生物界面活性劑失去活性之虞。於此種情形時，較佳為調配用於捕捉多價金屬離子之螯合劑。 作為螯合劑，例如可列舉：EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，乙二胺四乙酸)、HEDTA(Hydroxyethyl Ethylene Diamine Triacetic Acid，羥乙基乙二胺三乙酸)、DTPA(Diethylene Triamine Pentaacetic Acid，二乙三胺五乙酸)、或該等之鹽；植酸、依替膦酸等膦酸及其鈉鹽等鹽類；草酸、檸檬酸、丙胺酸、二羥乙基甘胺酸、葡萄糖酸、抗壞血酸、丁二酸、酒石酸等有機酸、或其鹽；聚天冬胺酸、聚麩胺酸等聚胺基酸類；聚羧酸、聚馬來酸、或該等之鹽等。該等中，若考慮對環境造成之影響，則較佳為檸檬酸鈉等有機酸或其鹽。 本發明之精練劑組合物中，例如可調配：苯磺酸鹽或甲苯磺酸鹽等低級烷磺酸鹽等低溫穩定劑；2,6-二第三丁基對甲酚、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、2,5-二第三丁基對苯二酚、DL-α-生育酚等抗氧化劑；對羥基苯甲酸酯等防腐劑；香料；色素等。 其次，對纖維製品之製造方法進行說明。 本發明之纖維製品之製造方法係包括以包含上述精練劑組合物之處理液對纖維進行處理之步驟者。作為此種精練方法，並無特別限定，例如可適宜地使用分批式精練、連續式精練等先前公知之方法。 作為可用於分批式精練之精練機械，例如可列舉：噴射式染色機、經軸染色機、筒紗染色機、歐伯麥亞堆積式染色機、繩狀染色機、墊圈染色機等。 於分批式精練之情形時，浴比較佳為1：2~1：40，更佳為1：5~1：20。 作為精練條件，並無特別限制，例如較佳為於5~90℃下精練5~60分鐘，更佳為於20~90℃下精練20~50分鐘，進而更佳為於70~90℃下精練20~30分鐘。 就精練性提高之觀點而言，本發明之精練劑組合物較佳為以(A)成分與(B)成分之質量比成為(A)：(B)=50：50~99.9：0.1之方式添加於處理浴，更佳為以成為80：20~99.9：0.1之方式添加，進而更佳為以成為95：5~99：1之方式添加。 於本發明之纖維製品之製造方法中，處理浴中之(A)~(B)成分之合計濃度較佳為0.1~5 g/L，更佳為0.2~1 g/L。於並用(C)成分之情形時，較佳為於處理浴中(C)成分為0.05~0.5 g/L。 就精練性提高之觀點而言，處理浴之pH值較佳為5以上且未達10，尤其更佳為6~8之範圍內。 於本發明中，就精練性提高之觀點而言，較佳為利用包含本發明之精練劑組合物之處理液對纖維進行處理後，進行水洗步驟。 作為此種水洗步驟，並無特別限制，例如可進行分批式水洗、連續式水洗。其中，就精練效率之觀點而言，較佳為進行分批式水洗，較佳為於5~40℃下進行1~10分鐘，更佳為於20~40℃下進行3~5分鐘。 利用包含本發明之精練劑組合物之處理液對纖維進行處理後，可進行乾燥處理。作為乾燥處理之方法，並無特別限制，例如可使用：利用風乾、熱風之乾式乾燥；使用高溫蒸汽機(H.T.S.)、高壓蒸汽機(H.P.S.)之濕式乾燥；微波照射式乾燥等。該等乾燥方法可單獨使用一種，或亦可組合兩種以上使用。 作為乾燥條件，較佳為於100~180℃之範圍內1~30分鐘左右，尤其是關於乾燥溫度，更佳為100~170℃，進而更佳為100~140℃。於未達100℃之情形時，除有乾燥時間變長之傾向以外，有速乾效果變弱之傾向。於超過180℃之情形時，有產生基料之強度降低之傾向。 作為該纖維之素材，並無特別限制，可列舉：棉、麻、亞麻、紙漿、細菌纖維素纖維、蠶絲、羊毛等天然纖維；嫘縈、乙酸等半合成纖維；尼龍、聚酯、維尼綸、丙烯酸、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯等合成纖維；玻璃纖維、碳纖維等無機纖維及該等複合纖維、混紡纖維等。纖維之形態可為棉、紗、梭織物、針織物、不織布、縫製品等任一形態。 該等中，較佳為包含合成纖維(尤其是聚胺基甲酸酯)之合成纖維系纖維。此種合成纖維系纖維較佳為於纖維中包含合成纖維1質量%以上，更佳為包含5質量%以上，進而更佳為包含10質量%以上。 [實施例] 以下，列舉實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不受該等實施例任何限定。 於實施例及比較例中，使用以下所示之非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑。 非離子界面活性劑 Softanol 90(碳數12-14之合成二級醇之9莫耳環氧乙烷加成物，日本觸媒(股)製造) Tergitol 26L-9(碳數10-16之合成一級醇之9莫耳環氧乙烷加成物，Petronas公司製造) SINOPOL 1209(碳數16-18之天然醇之9莫耳環氧乙烷加成物，中日合成(臺灣)製造) 陰離子界面活性劑 Kaneka Surfactin(環狀肽型陰離子界面活性劑，Kaneka(股)公司製造) 直鏈烷基苯磺酸鈉鹽(BASF公司製造) 椰子油脂肪酸鈉鹽與硫酸化蓖麻油之質量比率1：1混合物 實施例1-1 (1) 將作為(A)非離子界面活性劑之Softanol 90、作為(B)陰離子界面活性劑之Kaneka Surfactin，以(A)成分與(B)成分之比率以質量比計為(A)：(B)=96：4，(A)成分與(B)成分之合計成為0.5 g/l之方式添加於水中而製成處理液。 以作為油成分之聚矽氧油(二甲基聚矽氧，於25℃下之動黏度為50 mm² /s)或礦物油(礦物油：ISO22級)成為0.5 g/l之方式添加於該處理液中而製成試驗液。將所獲得之試驗液於90℃下攪拌30分鐘後，目視冷卻至80℃時之試驗液之外觀，按照以下之標準評價乳化性。其結果示於表1。 S：未確認到油成分之懸浮、分離，外觀透明。 A：未確認到油成分之懸浮、分離，但外觀懸濁。 B：油成分之一部分懸浮、分離。 C：油成分懸浮、分離非常多。 判斷油脂上浮越少，又，外觀越透明，乳化性越良好，精練性越良好。 (2) 於上述處理液中浸漬尼龍/聚胺基甲酸酯混合物(尼龍/聚胺基甲酸酯=85/15、殘脂率=2.21%)，使用MINI-COLOR染色機(Rapid製造)，於浴比1：20、溫度80℃下進行5分鐘精練，其後，於20~30℃下進行2分鐘水洗。對所獲得之經處理過之試驗布，藉由以下之方法測定殘脂率(%)。其結果示於表1。 對經處理過之試驗布2 g，使用二乙醚(10 mL)，藉由快速殘脂提取裝置進行提取操作。提取對各經處理過之試驗布進行2次。自提取液蒸餾去除二乙醚，測定殘渣之質量，藉由以下之計算式求出殘脂率。 殘脂率(%)=(蒸餾去除提取溶劑後之殘渣質量/經處理過之試驗布之質量)×100 判斷殘脂率越小，精練性越良好。 (3) 對上述處理液，藉由作為臺灣之COD試驗方法之NIEA W515.54A進行測定。其結果示於表1。判斷COD越小，由排液所造成之對環境之影響越少，越良好。 實施例1-2~1-4、2-1~2-4、3-1~3-4、比較例1-1~1-6、2-1~2-6、3-1~3-7 除以表1~3所示之方式變更(A)成分及(B)成分之種類、質量比及使用量、以及油成分之種類以外，與實施例1-1同樣地進行操作，評價或測定乳化性、殘脂率、COD。其結果示於表1~3。 [表1] [表2] [表3] 由實施例與比較例之對比，可知於乳化性方面，本發明之精練劑組合物與先前之精練劑組合物相比，即便將使用量設為一半，亦明顯發揮同等以上之精練效果。 再者，可知聚胺基甲酸酯混纖維係難以精練所附著之污垢成分，精練試驗後之殘脂率不易出現較大之差異之素材。然而，可知於殘脂率方面，本發明之精練劑組合物與先前之精練劑組合物相比，殘脂率之數值水準降低，尤其是即便於將本發明之精練劑組合物之使用量設為先前之精練劑組合物之一半之情形時，殘脂率亦相同或其以下，故而本發明之精練劑組合物發揮相同或其以上之精練效果。 又，亦已知聚胺基甲酸酯混纖維係容易吸附界面活性劑之素材，(精練劑組合物中所含之)界面活性劑成分可混入而殘留於殘脂提取物中。根據比較使用本發明之精練劑組合物0.5 g/L之情形之殘脂提取物與使用先前之精練劑組合物1 g/L之情形之殘脂提取物於水中之乳化分散性所得的乳化性之試驗結果，可認為兩者之乳化性大致相同。即，可推測於使用本發明之精練劑組合物0.5 g/L之情形時，將精練步驟中無法精練之污垢成分藉由下一步驟進行乳化分散而防止染色步驟或精加工步驟中之困擾之效果與使用先前之精練劑組合物1 g/L之情形相同。 [產業上之可利用性] 本發明之精練劑組合物於纖維之精練步驟中可實質上削減精練劑使用量，進而可獲得大幅度節水效果及排水負荷降低效果，故而產業上有益。

Claims (3)

1. 一種精練劑組合物，其係包含(A)非離子界面活性劑及(B)環狀脂肽生物界面活性劑而成者。
2. 如請求項1之精練劑組合物，其中(A)非離子界面活性劑與(B)環狀脂肽生物界面活性劑之質量比為(A)非離子界面活性劑：(B)環狀脂肽生物界面活性劑=80：20~99.9：0.1。
3. 一種纖維製品之製造方法，其特徵在於：包括使用包含如請求項1或2之精練劑組合物之處理液對纖維進行處理之步驟。