TW202242221A - 合成纖維用處理劑及合成纖維 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種能夠兼顧處理劑的耐熱性提升與保存時的穩定性提升的合成纖維用處理劑及賦予有該合成纖維用處理劑的合成纖維。本發明的合成纖維用處理劑含有平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、包含磷酸酯化合物(C1)的離子界面活性劑(C)、及脂肪酸(D)。磷酸酯化合物(C1)包含選自分別由特定的化學式所示的磷酸酯P1、P2、P3及P4之至少一者,當磷酸酯P1~P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為7%以下。
Description
本發明是關於一種含有特定的磷酸酯化合物等的合成纖維用處理劑及附著有該合成纖維用處理劑的合成纖維。
一般而言,在合成纖維的紡紗延伸步驟中,從降低摩擦、降低斷絲等纖維損傷的觀點而言,有時會在合成纖維的表面進行附著合成纖維用處理劑的處理。
目前已知有專利文獻1、2所揭示的合成纖維用處理劑。專利文獻1揭示一種於平滑劑中含有特定的磷酸酯或其有機胺鹽、非離子界面活性劑等的合成纖維用處理劑。專利文獻2揭示一種含有特定的有機磺酸化合物、有機磷酸酯化合物、非離子界面活性劑等的合成纖維用處理劑。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1: 日本特開2015-038260號公報
專利文獻2: 日本特開2016-084566號公報
發明所欲解決之課題
然而,以往的合成纖維用處理劑中,有時候例如處理劑在保存時會隨著時間的經過而有異物析出等,存在處理劑的保存穩定性不足的問題。特別是要兼顧處理劑的耐熱性提升與保存時的穩定性提升會有困難。
用以解決課題之手段
本發明者為了解決上述課題而進行研究,結果發現在合成纖維用處理劑中配合平滑劑、非離子界面活性劑、脂肪酸、及特定的磷酸酯化合物的構成效果尤佳。
為了解決上述課題,本發明的一形態的合成纖維用處理劑的重點在於:含有平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、包含下述磷酸酯化合物(C1)的離子界面活性劑(C)、及脂肪酸(D)。
磷酸酯化合物(C1)包含選自下述化學式(1)所示的磷酸酯P1、下述化學式(2)所示的磷酸酯P2、下述化學式(3)所示的磷酸酯P3、及下述化學式(4)所示的磷酸酯P4之至少一者,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為7%以下。
化1
化學式(1)中,
R
1為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
1及M
2分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
m為2或3的整數。
化2
化學式(2)中,
R
2及R
3分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
3為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
n為2或3的整數。
化3
化學式(3)中,
R
4為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
4及M
5分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。
化4
化學式(4)中,
R
5及R
6分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
6為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為5%以上50%以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為5%以下,及上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為10%以上45%以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述脂肪酸(D)包含碳數8以上24以下的1元脂肪酸。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述合成纖維用處理劑中的上述脂肪酸(D)的含有比例為0.01質量%以上3質量%以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:進而包含醇類化合物(E),上述合成纖維用處理劑中的上述醇類化合物(E)的含有比例為0.001質量%以上5質量%以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述平滑劑(A)包含選自下述完全酯化合物(A1)、含硫酯化合物(A2)、及下述部分酯化合物(A3)之至少一者。
完全酯化合物(A1)為選自碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的完全酯化合物、及碳數8以上24以下的1元醇與碳數3以上10以下的多元脂肪酸所形成的完全酯化合物之至少一者。
部分酯化合物(A3)為碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的部分酯化合物。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述平滑劑(A)包含上述完全酯化合物(A1),上述合成纖維用處理劑中的上述完全酯化合物(A1)的含有比例為30質量%以上70質量%以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述平滑劑(A)包含上述含硫酯化合物(A2)。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述完全酯化合物(A1)及上述含硫酯化合物(A2)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述含硫酯化合物(A2)=1/1以上100/1以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述平滑劑(A)包含上述部分酯化合物(A3)。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:上述完全酯化合物(A1)及上述部分酯化合物(A3)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述部分酯化合物(A3)=1/1以上10000/1以下。
上述合成纖維用處理劑,亦可為:藉由離子色層分析法從合成纖維用處理劑檢測的磷酸離子的濃度為200ppm以下。
為了解決上述課題,本發明的其他形態提供一種合成纖維,其重點在於:附著有上述合成纖維用處理劑。
發明功效
根據本發明,能夠兼顧合成纖維用處理劑的耐熱性提升與保存時的穩定性提升。
<第1實施方式>
以下針對本發明之具體化的第1實施方式,即合成纖維用處理劑(以下稱為處理劑)進行說明。本實施方式的處理劑含有平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、包含磷酸酯化合物(C1)的離子界面活性劑(C)、及脂肪酸(D)。
(平滑劑(A))
平滑劑(A)可列舉例如矽油、礦物油、聚烯烴、酯油等。平滑劑(A)會賦予合成纖維平滑性。
矽油的具體例並無特別限制,可列舉例如二甲基聚矽氧、苯基改質聚矽氧、胺基改質聚矽氧、醯胺基改質聚矽氧、聚醚改質聚矽氧、胺基聚醚改質聚矽氧、烷基改質聚矽氧、烷基芳烷基改質聚矽氧、烷基聚醚改質聚矽氧、酯改質聚矽氧、環氧基改質聚矽氧、甲醇改質聚矽氧、巰基改質聚矽氧、聚氧伸烷基改質聚矽氧等。該等矽油可適當地採用市售品。
礦物油可列舉例如芳香族系烴、石蠟系烴、環烷系烴等。更具體而言,可列舉例如心軸油、流動石蠟等。該等礦物油可適當地採用市售品。使用礦物油的動黏度為在40℃為5mm
2/s以上的物品。
聚烯烴可適用能夠使用作為平滑成分的聚-α-烯烴。聚烯烴的具體例可列舉例如1-丁烯、1-己烯、1-癸烯等聚合而獲得的聚-α-烯烴等。聚-α-烯烴可適當地採用市售品。
酯油並無特別限制,可舉出從脂肪酸與醇類所製造的酯油。酯油可列舉例如從後述之具有奇數或偶數的烴基的脂肪酸與醇類所製造的酯油。
作為酯油的原料的脂肪酸,其碳數、有無支鏈、價數等並無特別限制,此外,可為例如高級脂肪酸、具有環的脂肪酸、具有芳香族環的脂肪酸。作為酯油的原料的醇類,其碳數、有無支鏈、價數等並無特別限制,此外,可為例如高級醇類、具有環的醇類、具有芳香族環的醇類。
酯油較佳為包含選自完全酯化合物(A1)、含硫酯化合物(A2)、及部分酯化合物(A3)之至少一者。此外,酯油更佳為包含含硫酯化合物(A2)。藉由該構成能夠抑制張力變動。此外,酯油更佳為包含下述部分酯化合物(A3)。藉由該構成能夠抑制焦油。
完全酯化合物(A1)為選自以下完全酯化合物之至少一者:碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的完全酯化合物、及碳數8以上24以下的1元醇與碳數3以上10以下的多元脂肪酸所形成的完全酯化合物。其中,酯化合物(A1)中的多元脂肪酸並不包含硫二丙酸或二硫二丙酸等分子中包含硫原子的二元酸。
部分酯化合物(A3)為碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的部分酯化合物。
具有鏈狀結構的多元醇可舉出不具有環狀結構的多元醇,鏈狀結構可為直鏈狀者,亦可為具有支鏈結構者。碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇的具體例可列舉例如甘油、二甘油、新戊四醇、山梨醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、丁三醇、戊三醇、己三醇等。
碳數8以上24以下的1元脂肪酸可適當地採用公知者,其可為飽和脂肪酸,亦可為不飽和脂肪酸。此外,可為直鏈狀者,亦可為具有支鏈結構者。上述飽和脂肪酸的具體例可列舉例如辛酸(羊脂酸)、壬酸、癸酸(羊蠟酸)、十二烷酸(月桂酸)、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十六烷酸(棕櫚酸)、十八烷酸(硬脂酸)、二十烷酸(花生酸)、二十二烷酸(俞樹酸)、二十四烷酸等。上述不飽和脂肪酸的具體例可列舉例如肉豆蔻油酸、棕櫚油酸、油酸、牛油酸、二十烯酸、亞油酸、α亞麻酸、γ亞麻酸、花生油酸等。
碳數8以上24以下的1元醇可適當地採用公知者,其可為飽和脂肪族1元醇,亦可為不飽和脂肪族1元醇。此外,可為直鏈狀者,亦可為具有支鏈結構者。碳數8以上24以下的1元醇的具體例可列舉例如辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十一烷醇、二十二烷醇、二十三烷醇、二十四烷醇等直鏈烷醇;異辛醇、異壬醇、異癸醇、異十二烷醇、異十三烷醇、異十四烷醇、異十五烷醇、異十六烷醇、異十七烷醇、異十八烷醇、異十九烷醇、異二十烷醇、異二十一烷醇、異二十二烷醇、異二十三烷醇、異二十四烷醇等支鏈烷醇;十四烯醇、十六烯醇、十七烯醇、十八烯醇、十九烯醇等直鏈烯醇等。
碳數3以上10以下的多元脂肪酸可適當地採用公知者,其可為飽和脂肪酸,亦可為不飽和脂肪酸,亦可為芳香族羧酸。碳數3以上10以下的多元脂肪酸的具體例可列舉例如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、富馬酸、馬來酸、烏頭酸等脂肪族羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三甲酸等芳香族羧酸等。
完全酯化合物(A1)的具體例可列舉例如三羥甲基丙烷三油酸酯、二異硬脂基己二酸酯、及椰子油、菜種油、葵花籽油、大豆油、蓖麻油、芝麻油、棕櫚油、魚油、牛油等天然油脂等。
含硫酯化合物(A2)的具體例可列舉例如二辛基硫代二丙酸酯、二異月桂基硫代二丙酸酯、二月桂基硫代二丙酸酯、二異鯨蠟基硫代二丙酸酯、二異硬脂基硫代二丙酸酯、二油基硫代二丙酸酯、辛基硫代二丙酸酯、異月桂基硫代二丙酸酯、月桂基硫代二丙酸酯、異鯨蠟基硫代二丙酸酯、異硬脂基硫代二丙酸酯、油基硫代二丙酸酯、辛基巰基丙酸酯、硬脂基巰基丙酸酯、三羥甲基丙烷參(巰基丙酸酯)、二辛基二硫代二丙酸酯等。
部分酯化合物(A3)的具體例可列舉例如三羥甲基丙烷單油酸酯、甘油單油酸酯、二甘油二月桂酸酯、三羥甲基丙烷二油酸酯、甘油二油酸酯等。
處理劑中的完全酯化合物(A1)的含有比例的下限可適當地選擇,較佳為30質量%以上,更佳為35質量%以上。該含有比例的上限可適當地選擇,較佳為70質量%以下,更佳為65質量%以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。藉由限定於該範圍,能夠進而提升本發明的效果。
處理劑中,完全酯化合物(A1)及含硫酯化合物(A2)的含有比率較佳為:以質量比表示為完全酯化合物(A1)/含硫酯化合物(A2)=1/1以上100/1以下。藉由限定於該範圍能夠抑制張力變動。
處理劑中,完全酯化合物(A1)及部分酯化合物(A3)的含有比率較佳為:以質量比表示為完全酯化合物(A1)/部分酯化合物(A3)=1/1以上10000/1以下。藉由限定於該範圍能夠抑制焦油的堆積。
亦可使用上述酯油以外的酯油。該酯油的具體例可列舉例如(1)辛基棕櫚酸酯、油基月桂酸酯、油基油酸酯、異十三烷基硬脂酸酯、異二十四烷基油酸酯等脂肪族一元醇與脂肪族單羧酸所形成的酯化合物;(2)苯甲基油酸酯、苯甲基月桂酸酯、雙酚A二月桂酸酯等芳香族醇與脂肪族羧酸所形成的酯化合物。
該等平滑劑(A)可單獨使用一種類的平滑劑,或適當組合使用二種以上的平滑劑。
(非離子界面活性劑(B))
非離子界面活性劑(B)可列舉例如醇類或羧酸類加成環氧烷而成者、羧酸類與多元醇所形成的酯化合物加成環氧烷而成的醚・酯化合物、作為胺化合物的烷基胺類加成環氧烷而成者、羧酸類與碳數3以上6以下且具有環狀結構的多元醇等所形成的部分酯化合物等。該等非離子界面活性劑(B)可單獨使用一種類的非離子界面活性劑,亦可適當組合使用二種以上的非離子界面活性劑。
作為非離子界面活性劑(B)的原料所用的醇類的具體例可列舉例如(1)甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十一烷醇、二十二烷醇、二十三烷醇、二十四烷醇、二十五烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇、二十九烷醇、三十烷醇等直鏈烷醇;(2)異丙醇、異丁醇、異己醇、2-乙基己醇、異壬醇、異癸醇、異十二烷醇、異十三烷醇、異十四烷醇、異十五烷醇、異十六烷醇、異十七烷醇、異十八烷醇、異十九烷醇、異二十烷醇、異二十一烷醇、異二十二烷醇、異二十三烷醇、異二十四烷醇、異二十五烷醇、異二十六烷醇、異二十七烷醇、異二十八烷醇、異二十九烷醇、異三十烷醇等支鏈烷醇;(3)十四烯醇、十六烯醇、十七烯醇、十八烯醇、十九烯醇等直鏈烯醇;(4)異十六烯醇、異十八烯醇等支鏈烯醇;(5)環戊醇、環己醇等環狀烷醇;(6)酚、壬酚、苯甲醇、單苯乙烯化酚、二苯乙烯化酚、三苯乙烯化酚等芳香族系醇等。
作為非離子界面活性劑(B)的原料所用的羧酸類的具體例可列舉例如(1)辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸等直鏈烷基羧酸;(2)2-乙基己酸、異十二烷酸、異十三烷酸、異十四烷酸、異十六烷酸、異十八烷酸等支鏈烷基羧酸;(3)十八碳烯酸、十八碳二烯酸、十八碳三烯酸等直鏈烯基羧酸;(4)安息香酸等芳香族系羧酸等。
作為非離子界面活性劑(B)的原料所用的環氧烷的具體例可列舉例如環氧乙烷、環氧丙烷等。環氧烷的加成莫耳數可適當地設定,較佳為0.1莫耳以上60莫耳以下,更佳為1莫耳以上40莫耳以下,最佳為2莫耳以上30莫耳以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。其中,環氧烷的加成莫耳數表示相對於裝填的原料中醇類或羧酸類1莫耳的環氧烷的莫耳數。當使用多種類的環氧烷時,可為嵌段加成物,亦可為無規加成物。
作為非離子界面活性劑(B)的原料所用的多元醇的具體例可列舉例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙烷二醇、1,2-丁烷二醇、1,3-丁烷二醇、1,4-丁烷二醇、2-甲基-1,2-丙烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、2,5-己烷二醇、2-甲基-2,4-戊烷二醇、2,3-二甲基-2,3-丁烷二醇、甘油、2-甲基-2-羥甲基-1,3-丙烷二醇、三羥甲基丙烷、去水山梨醇、新戊四醇、山梨醇等。
作為非離子界面活性劑(B)的原料所用的烷基胺的具體例可列舉例如甲胺、乙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、十八烷胺、十八烯胺、椰子胺等。
非離子界面活性劑(B)的具體例可列舉例如對油醇1莫耳加成環氧乙烷(以下稱為EO)10莫耳而成者、對異十三烷醇1莫耳加成EO 10莫耳而成者、對異十三烷醇1莫耳無規加成EO 10莫耳與環氧丙烷(以下稱為PO)10莫耳而成者、對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 10莫耳而成者、對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 20莫耳後以油酸3莫耳進行酯化而成的化合物、對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 25莫耳後以己二酸進行交聯,再以硬脂酸進行末端酯化而成的化合物(平均分子量5000)、去水山梨醇單油酸酯、去水山梨醇三油酸酯、聚乙二醇(平均分子量600)與油酸所形成的二酯、聚乙二醇(平均分子量400)與月桂酸所形成的二酯、聚乙二醇(平均分子量600)與油酸所形成的單酯、對月桂胺1莫耳加成EO 3莫耳而成者、對月桂胺1莫耳加成EO 10莫耳而成者等。
處理劑中的非離子界面活性劑(B)的含量可適當地設定,較佳為5質量%以上70質量%以下,更佳為10質量%以上65質量%以下,最佳為20質量%以上60質量%以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。藉由限定於該數値範圍,能夠進而提升本發明的效果。
(磷酸酯化合物(C1))
磷酸酯化合物(C1)包含選自下述化學式(1)所示的磷酸酯P1、下述化學式(2)所示的磷酸酯P2、下述化學式(3)所示的磷酸酯P3、及下述化學式(4)所示的磷酸酯P4之至少一者。
化5
化學式(1)中,
R
1為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
1及M
2分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
m為2或3的整數。
該等磷酸酯P1可單獨含有一種類的磷酸酯P1,亦可含有二種以上的磷酸酯P1。
構成R
1的烷基可為直鏈的烷基亦可為具有支鏈結構的烷基。構成R
1的烯基可為直鏈的烯基亦可為具有支鏈結構的烯基。
構成R
1的直鏈的烷基的具體例可列舉例如辛基、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、二十烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基等。
構成R
1的具有支鏈結構的烷基的具體例可列舉例如異辛基、異壬基、異癸基、異十一烷基、異十二烷基、異十三烷基、異十四烷基、異十五烷基、異十六烷基、異十七烷基、異十八烷基、異二十烷基、異二十二烷基、異二十三烷基、異二十四烷基等。
構成R
1的直鏈的烯基的具體例可列舉例如辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、二十烯基、二十二烯基、二十三烯基、二十四烯基等。
構成R
1的具有支鏈結構的烯基的具體例可列舉例如異辛烯基、異壬烯基、異癸烯基、異十一烯基、異十二烯基、異十三烯基、異十四烯基、異十五烯基、異十六烯基、異十七烯基、異十八烯基、異二十烯基、異二十二烯基、異二十三烯基、異二十四烯基等。
構成對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基之碳數8以上24以下的脂肪族醇類的具體例,可舉出作為上述酯油的原料所舉出之脂肪族1元醇的具體例。
環氧烷的具體例可舉出環氧乙烷、環氧丙烷。其中,環氧烷的加成莫耳數表示相對於裝填的原料中脂肪族醇類1莫耳的環氧烷的莫耳數。當使用多種類的環氧烷時,可為嵌段加成物,亦可為無規加成物。
構成R
1之對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基的具體例,可列舉例如2-乙基己醇加成2莫耳EO而成者、正辛醇無規加成2莫耳EO與2莫耳PO而成者、月桂醇加成3莫耳EO而成者、異月桂醇加成3莫耳EO而成者、異月桂醇無規加成3莫耳EO與3莫耳PO而成者、鯨蠟醇加成3莫耳EO而成者、異鯨蠟醇加成3莫耳EO而成者、油醇加成4莫耳EO而成者、異硬脂醇加成4莫耳EO而成者、油醇加成3莫耳EO而成者、油醇無規加成4莫耳EO與4莫耳PO而成者、異十四烯醇加成5莫耳EO而成者等,去除羥基後的殘基。
M
1及M
2分別表示氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。其中,由於鹼土金屬為2價,故“鹼土金屬(1/2)”表示在M
1或M
2中加成1/2莫耳。鹼金屬的具體例可列舉例如鈉、鉀、鋰等。鹼土金屬的具體例可列舉例如鎂、鈣等。
有機胺的具體例可列舉例如(1)甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、N-N-二異丙基乙胺、丁胺、二丁胺、2-甲基丁胺、三丁胺、辛胺、月桂胺、二甲基月桂胺等脂肪族胺;(2)苯胺、N-甲基苯甲胺、吡啶、嗎啉、哌嗪、該等衍生物等芳香族胺類或雜環胺;(3)單乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、二丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、辛基二乙醇胺、月桂基二乙醇胺等烷醇胺;(4)3-胺基丙烯等芳胺;(5)聚氧乙烯月桂基胺醚、聚氧乙烯硬脂基胺醚等聚氧伸烷基烷基胺醚等。
鏻的具體例可列舉例如四甲鏻、四乙鏻、四丁鏻、四辛鏻、二丁基二己鏻、三己基四癸鏻、三乙基辛鏻、三苯基甲鏻等四級鏻等。
磷酸酯P2如下述化學式(2)所示。
化6
化學式(2)中,
R
2及R
3分別為碳數8以上24以下的烷基、或碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
3為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
n為2或3的整數。
該等磷酸酯P2可單獨使用一種類的磷酸酯P2,亦可適當組合使用二種以上的磷酸酯P2。
構成R
2或R
3的烷基可為直鏈的烷基亦可為具有支鏈結構的烷基。構成R
2或R
3的烯基可為直鏈的烯基亦可為具有支鏈結構的烯基。
構成R
2或R
3的烷基的具體例可舉出構成化學式(1)的R
1的烷基所例示者。構成R
2或R
3的烯基的具體例可舉出構成化學式(1)的R
1的烯基所例示者。
構成R
2或R
3之對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下加成的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基的具體例,可採用化學式(1)的R
1所列舉的具體例。
M
3的具體例可舉出化學式(1)的M
1或M
2所例示者。
磷酸酯P3如下述化學式(3)所示。
化7
化學式(3)中,
R
4為碳數8以上24以下的烷基、或碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
4及M
5分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。
該等磷酸酯P3可單獨使用一種類的磷酸酯P3,或適當組合使用二種以上的磷酸酯P3。
構成R
4的烷基可為直鏈的烷基亦可為具有支鏈結構的烷基。構成R
4的烯基可為直鏈的烯基亦可為具有支鏈結構的烯基。
構成R
4的烷基的具體例可據出構成化學式(1)的R
1的烷基所例示者。構成R
4的烯基的具體例可舉出構成化學式(1)的R
1的烯基所例示者。
構成R
4的對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基的具體例,可採用化學式(1)的R
1所列舉的具體例。
M
4或M
5的具體例可舉出化學式(1)的M
1或M
2所例示者。
磷酸酯P4如下述化學式(4)所示。
化8
化學式(4)中,
R
5及R
6分別為碳數8以上24以下的烷基、或碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
6為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。
該等磷酸酯P4可單獨使用一種類的磷酸酯P4,亦可適當組合使用二種以上的磷酸酯P4。
構成R
5或R
6的烷基可為直鏈的烷基亦可為具有支鏈結構的烷基。構成R
5或R
6的烯基可為直鏈的烯基亦可為具有支鏈結構的烯基。
構成R
5或R
6的烷基的具體例可舉出構成化學式(1)的R
1的烷基所例示者。構成R
5或R
6的烯基的具體例可舉出構成化學式(1)的R
1的烯基所例示者。
構成R
5或R
6的對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基的具體例,可採用化學式(1)的R
1所列舉的具體例。
M
6的具體例可舉出化學式(1)的M
1或M
2所例示者。
磷酸酯化合物(C1)是適用如下者:在鹼性過量中和前處理時的P核NMR測定中,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為7%以下。
上述「鹼性過量中和前處理」意指對烷基磷酸酯化合物添加過量的鹼的前處理。其中,鹼的具體例並無特別限定,可列舉例如有機胺、鹼金屬或鹼土金屬的氫氧化物等。此外,可與合成磷酸酯鹽時所使用的鹼相同,亦可不同。有機胺的具體例可舉出構成上述磷酸酯鹽的有機胺所例示者。鹼金屬或鹼土金屬的氫氧化物的具體例可列舉例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂等。
31P-NMR的測定中,能夠藉由進行該「鹼性過量中和前處理」,從而清楚地區分出磷酸酯P1~P4所歸屬的波峰,而可計算下述數學式(1)~數學式(4)之各化合物所歸屬的P核積分比例。其中,後述實施例欄中
31P-NMR的測定是對磷酸酯化合物添加能夠將觀測波峰分開的量的鹼來進行鹼性過量中和處理。
上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例如下述數學式(1)所示。上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例如下述數學式(2)所示。上述磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分比例如下述數學式(3)所示。上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例如下述數學式(4)所示。
數學式(1)中,
P1_P%表示磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例,
P1_P表示磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分値,
P2_P表示磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分値,
P3_P表示磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分値,
P4_P表示磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分値。
數學式(2)中,
P2_P%表示磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例,
P1_P表示磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分値,
P2_P表示磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分値,
P3_P表示磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分値,
P4_P表示磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分値。
數學式(3)中,
P3_P%表示磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分比例,
P1_P表示磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分値,
P2_P表示磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分値,
P3_P表示磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分値,
P4_P表示磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分値。
數學式(4)中,
P4_P%表示磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例,
P1_P表示磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分値,
P2_P表示磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分値,
P3_P表示磷酸酯P3所歸屬的P核NMR積分値,
P4_P表示磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分値。
當磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2時,較佳為:上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為5%以上50%以下。藉由限定於該範圍能夠進而提升本發明的效果。
當磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2時,較佳為:上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為5%以下、及上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為10%以上45%以下。藉由限定於該範圍能夠進而提升本發明的效果。
當磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2時,更佳為:上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為5%以下、及上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為15%以上40%以下。藉由限定於該範圍能夠進而降低張力變動。其中,亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。
磷酸酯化合物(C1)是藉由如下方式獲得:作為原料醇類的碳數8以上24以下的飽和脂肪族醇類或不飽和脂肪族醇類與例如五氧化二磷進行反應而獲得烷基磷酸酯,然後視情況用氫氧化鉀、胺等鹼將烷基磷酸酯進行中和或過中和。上述合成方法的情形,磷酸酯化合物通常為化學式(1)所示的磷酸酯P1、化學式(2)所示的磷酸酯P2、化學式(3)所示的磷酸酯P3、及化學式(4)所示的磷酸酯P4的混合物。該等混合物之中,磷酸酯P1在保存中特別容易分解,而容易生成無機磷酸及其鹽。尤其是當處理劑中含水時會很明顯。由於無機磷酸及其鹽從處理劑析出會進而使處理劑的耐熱性降低,故對製絲有不良影響。為了使上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例成為7%以下,較佳為在磷酸化步驟之前藉由對原料進行脫水處理,或在磷酸化步驟中使用惰性氣體環境等方法一邊避免與水分的接觸一邊進行反應,特佳為避免使用已潮濕的五氧化二磷。亦可添加水至磷酸酯化合物(C1),加熱至100℃左右使其分解,從而減少上述磷酸酯P1的含有比例。此時,通過磷酸酯P1的加熱分解會生成無機磷酸及其鹽。從耐熱性提升的觀點而言,較佳為將無機磷酸及其鹽從處理劑中去除。可適用公知的純化技術,例如吸附處理將該等去除。此外,磷酸酯化合物(C1)亦可將化學式(1)所示的磷酸酯P1、化學式(2)所示的磷酸酯P2、化學式(3)所示的磷酸酯P3、及化學式(4)所示的磷酸酯P4混合調製。
處理劑中的磷酸酯化合物(C1)的含量可適當地設定,在未以中和劑形成鹽的狀態下,較佳為0.1質量%以上10質量%以下,更佳為0.3質量%以上5質量%以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。藉由限定於該數値範圍,能夠進而提升本發明的效果。此外,藉由限定於該範圍能夠更有效地發揮抗靜電性等處理劑的機能。
(離子界面活性劑(C))
處理劑亦可包含磷酸酯化合物(C1)以外的離子界面活性劑(C)。磷酸酯化合物(C1)以外的離子界面活性劑(C)可適當地採用公知者。離子界面活性劑可舉出陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、兩性界面活性劑。
陰離子界面活性劑的具體例可列舉例如(1)月桂基磺酸鹽、肉豆蔻基磺酸鹽、鯨蠟基磺酸鹽、油醇磺酸鹽、硬脂基磺酸鹽、十四烷基磺酸鹽、α-烯烴磺酸、十二烷基苯磺酸鹽、2級烷基磺酸鹽等脂肪族磺酸鹽或芳香族磺酸鹽;(2)月桂基硫酸酯鹽、油醇硫酸酯鹽、硬脂基硫酸酯鹽等脂肪族醇類的硫酸酯鹽;(3)聚氧乙烯月桂醚硫酸酯鹽、聚氧伸烷基(聚氧乙烯、聚氧丙烯)月桂醚硫酸酯鹽、聚氧乙烯油醚硫酸酯鹽等脂肪族醇類加成有選自EO及PO中至少一種的環氧烷者的硫酸酯鹽;(4)蓖麻油脂肪酸硫酸酯鹽、芝麻油脂肪酸硫酸酯鹽、松香油脂肪酸硫酸酯鹽、大豆油脂肪酸硫酸酯鹽、菜種油脂肪酸硫酸酯鹽、棕櫚油脂肪酸硫酸酯鹽、豬油脂肪酸硫酸酯鹽、牛油脂肪酸硫酸酯鹽、鯨油脂肪酸硫酸酯鹽等脂肪酸的硫酸酯鹽;(5)蓖麻油的硫酸酯鹽、芝麻油的硫酸酯鹽、松香油的硫酸酯鹽、大豆油的硫酸酯鹽、菜種油的硫酸酯鹽、棕櫚油的硫酸酯鹽、豬油的硫酸酯鹽、牛油的硫酸酯鹽、鯨油的硫酸酯鹽等油脂的硫酸酯鹽;(6)月桂酸鹽、油酸鹽、硬脂酸鹽、十二烯基琥珀酸鹽等脂肪酸鹽;(7)二辛基磺基琥珀酸鹽等脂肪族醇類的磺基琥珀酸酯鹽等。陰離子界面活性劑的相對離子可列舉例如鉀鹽、鈉鹽等鹼金屬鹽、銨鹽、三乙醇胺等烷醇胺鹽等。
陽離子界面活性劑的具體例可列舉例如月桂基三甲銨氯化物、鯨蠟基三甲銨氯化物、硬脂基三甲銨氯化物、山崳基三甲銨氯化物、二癸基二甲銨氯化物等。
兩性界面活性劑的具體例可舉出例如甜菜鹼型兩性界面活性劑等。
該等離子界面活性劑(C)可單獨使用一種類的離子界面活性劑,亦可適當組合使用二種以上的離子界面活性劑。
(脂肪酸(D))
脂肪酸(D)為飽和或不飽和的鏈狀單羧酸,但不包含碳數6以下之具有羥基的羥基脂肪酸。脂肪酸(D)中,其碳數、有無支鏈等並無特別限制。從更有效率地展現本發明的效果的觀點而言,脂肪酸(D)較佳為碳數8以上24以下的1元脂肪酸。
飽和脂肪酸的具體例可列舉例如2-乙基己酸、辛酸(羊脂酸)、壬酸、癸酸(羊蠟酸)、十二烷酸(月桂酸)、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十六烷酸(棕櫚酸)、十八烷酸(硬脂酸)、二十烷酸(花生酸)、二十二烷酸(俞樹酸)、二十四烷酸等。上述不飽和脂肪酸的具體例可列舉例如肉豆蔻油酸、棕櫚油酸、油酸、牛油酸、二十烯酸、亞油酸、α亞麻酸、γ亞麻酸、花生油酸、蓖麻油酸等。此外,亦可為源自天然物的脂肪酸。源自天然物的脂肪酸的具體例可列舉例如蓖麻油脂肪酸、芝麻油脂肪酸、松香油脂肪酸、大豆油脂肪酸、菜種油脂肪酸、棕櫚油脂肪酸、豬油脂肪酸、牛油脂肪酸、鯨油脂肪酸、椰子油脂肪酸等。
該等脂肪酸(D)可單獨使用一種類的脂肪酸,亦可適當組合使用二種以上的脂肪酸。
處理劑中的脂肪酸(D)的含有比例的下限並無特別限定,較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上。此外,處理劑中的脂肪酸(D)的含有比例的上限並無特別限定,較佳為3質量%以下,更佳為2質量%以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。藉由限定於該範圍,能夠更有效率地展現本發明的效果。
除此之外,處理劑中亦可包含不屬於脂肪酸(D)的其他的羧酸。其他的羧酸可舉出檸檬酸、乳酸、蘋果酸等碳數6以下的羥基酸、多元脂肪酸等。
(醇類化合物(E))
處理劑亦可進而包含醇類化合物(E)。醇類化合物(E)具有進而提升處理劑的耐熱性的作用。醇類化合物(E)可列舉例如1元醇、多元醇等。1元醇可列舉例如低級醇、高級醇等。多元醇可舉出2~4價的多元醇。藉由該化合物,可抑制處理劑析出物脫落在加熱輥上,及焦油的堆積等。
1元醇中有無不飽和鍵並無特別限制,可為具有直鏈狀或分岐鏈狀的烴基的醇類,亦可為具有環的醇類。當為具有分岐鏈狀的烴基的醇類時,其支鏈位置並無特別限制。此外,可為第1級醇,亦可為第2級或第3級醇。1元醇的具體例可列舉例如甲醇、乙醇、丙醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、鯨蠟醇、硬脂醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇、油醇、異丙醇、2-乙基己醇、異十二烷醇、異十三烷醇、異肉豆蔻醇、異鯨蠟醇、異硬脂醇、異二十四烷醇等。
2元醇(二醇)的具體例可列舉例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙烷二醇、1,2-丁烷二醇、1,3-丁烷二醇、1,4-丁烷二醇、2-甲基-1,2-丙烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、2,5-己烷二醇、2-甲基-2,4-戊烷二醇、2,3-二甲基-2,3-丁烷二醇、二乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇與聚丙二醇的共聚物等。
3或4元醇的具體例可列舉例如甘油、二甘油、新戊四醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、丁三醇、戊三醇、己三醇等。
該等醇類化合物(E)可單獨使用一種類的醇類化合物,亦可適當組合使用二種以上的醇類化合物。該等之中以穩定性提升的觀點而言較佳為多元醇。
處理劑中的醇類化合物(E)的含有比例可適當地設定,較佳為0.001質量%以上5質量%以下,更佳為0.01質量%以上3質量%以下,最佳為0.05質量%以上2.9質量%以下。亦可為上述上限及下限任意組合的範圍。藉由限定於該範圍,得以進而提升穩定性,並進而抑制焦油的堆積。
(其他)
處理劑中,藉由離子色層分析法從處理劑檢測的磷酸離子的濃度較佳為200ppm以下,更佳為150ppm以下。藉由限定於該範圍,可抑制處理劑或焦油堆積在加熱輥上。
<第2實施方式>
接著,針對本發明之具體化的合成纖維的第2實施方式進行說明。本實施方式的合成纖維附著有第1實施方式的處理劑。使處理劑附著於合成纖維時的處理劑的形態,亦可為被稀釋溶劑稀釋過的稀釋溶液,例如低黏度礦物油溶液、有機溶劑溶液、水性液等方式來賦予。根據第1實施方式的處理劑,能夠特別提升被低黏度礦物油等非極性溶劑稀釋過的處理劑的保存穩定性。合成纖維可通過以下步驟獲得:於例如紡紗或延伸步驟等將水性液等處理劑的稀釋溶液附著於合成纖維。附著於合成纖維的稀釋液亦可藉由延伸步驟、乾燥步驟將稀釋溶劑蒸發。將處理劑附著於合成纖維只要是在紡紗步驟中進行則其時序並無特別限制。藉由將其使用在延伸或熱處理步驟中具有通過150℃以上的滾筒的步驟的製造設備,或將其使用在像這樣的步驟中,則更能夠期待發明的效果。
本實施方式之賦予有處理劑的合成纖維的具體例並無特別限制,可列舉例如(1)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乳酸、含有該等聚酯系樹脂而形成的複合纖維等聚酯系纖維;(2)耐綸6、耐綸66等聚醯胺系纖維;(3)聚丙烯酸、改質丙烯酸等聚丙烯酸系纖維;(4)聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系纖維等。該等之中較佳為適用於聚酯系纖維、聚醯胺系纖維。
將處理劑附著於合成纖維的比例並無特別限制,較佳為使處理劑相對於合成纖維附著0.1質量%以上3質量%以下(不含水等溶劑)的比例。根據該構成,能夠進而提升本發明的效果。此外,使處理劑附著的方法並無特別限制,可採用例如滾筒式給油法、使用計量泵的導引給油法、浸漬給油法、噴霧給油法等公知的方法。
針對本實施方式的處理劑及合成纖維的作用及效果進行說明。
本實施方式的處理劑中含有平滑劑、非離子界面活性劑、脂肪酸、及特定的磷酸酯化合物。如此一來,處理劑的耐熱性會提升,並且處理劑的保存穩定性也會提升。結果特別是能夠抑制磷酸酯P1的分解所產生之源自無機磷酸或其鹽的析出物與其沉澱、以及製絲中產生的焦油等。
此外,能夠降低被賦予處理劑的移動絲與滾筒之間擦過的張力,也就是摩擦的變動及焦油的產生。
其中,上述實施方式亦可變更如下。上述實施方式及以下的變更例能夠在技術上不矛盾的範圍內互相組合實施。
・在不損害本發明的效果的範圍內,上述實施方式的處理劑也能夠進一步配合用以維持處理劑品質的穩定化劑、抗靜電劑、黏著劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等通常可用於處理劑的成分。
・在不損害本發明的效果的範圍內,上述實施方式的處理劑也能夠進而包含水。從提升處理劑的穩定性的觀點而言,水的含量較佳為超過0質量%且為4質量%以下。
實施例
以下為了更具體地說明本發明的構成及效果而舉出實施例等,但本發明並不局限於該等實施例。其中,以下的實施例及比較例的說明中,份表示質量份,%表示質量%。
試驗類別1(磷酸酯化合物(C1)的合成)
各實施例、各比較例的處理劑所用的磷酸酯化合物是藉由如下所示的方法進行合成。
・磷酸酯化合物(P-1)的合成
作為原料醇類的異鯨蠟醇是使用已於105℃進行減壓脫水後者。將異鯨蠟醇填充至4口燒瓶中,於氮氛圍下緩慢地投入五氧化二磷,並於70±5℃攪拌3小時進行磷酸化反應。利用管柱色層分析法將磷酸化物進行純化,接著與作為中和劑的二丁基乙醇胺混合,並於50℃攪拌1小時從而合成出磷酸酯化合物(P-1)。二丁基乙醇胺的填充量是從磷酸化物的量與其酸價(用1mol/L的KOH溶液滴定所求得之在約pH11的滴定終點的酸價)及二丁基乙醇胺的鹼價計算求出(二丁基乙醇胺的填充量=磷酸化物的填充量×酸價/鹼價)。
・磷酸酯化合物(P-2~P-7、rP-1、rP-2)
磷酸酯化合物(P-2~P-7)是使用作為原料醇類的表1所記載的原料,以與P-1相同的方法進行合成。其中,磷酸酯化合物(rP-1、rP-2)的磷酸化反應是在大氣下進行,原料之五氧化二磷在試藥瓶開封後完全投入前是置於大氣下(室溫:約27℃,相對濕度:約80%)(投入開始至投入結束需要約30分鐘)。磷酸酯化合物(rP-1)的中和是將磷酸化物裝填至氫氧化鉀水溶液中並進行攪拌,將其自然乾燥後再供處理劑使用。
處理劑中所配合之構成磷酸酯化合物(P-1~P-7、rP-1、rP-2)的烷基的原料醇類、及用來形成鹽的中和劑(鹼)分別示於表1的「原料醇類」欄、「中和劑」欄。
・P核NMR測定方法
對上述方式所合成的各磷酸酯化合物(C1)0.10g添加作為鹼的月桂胺0.15g並加以攪拌進行前處理。此外,使用
31P-NMR求出磷酸酯P1~P4所歸屬的各P核NMR積分値。
其中,P核NMR積分比例是使用
31P-NMR(VALIAN公司製的商品名MERCURY plus NMR Spectrometor System、300MHz)的測定値。其中,溶劑是使用氘代氯仿。根據上述數學式(1)~數學式(4),求出磷酸酯P1~P4所歸屬的各P核NMR積分比例(%)。各磷酸酯化合物(C1)從數學式(1)~數學式(4)所算出的値與配合有該等各磷酸酯化合物(C1)的處理劑的P核NMR積分比例相等。
磷酸酯化合物中藉由P核NMR測定所求出的磷酸酯P1~P4的各P核NMR積分比例(%)分別示於表1的「P核NMR積分比例(%)」欄。
表1
磷酸酯 化合物 (C1) | 原料醇類 | 中和劑 | P核NMR積分比例(%) | 穩定性 | |||
P1 | P2 | P3 | P4 | ||||
P-1 | 異鯨蠟醇 | 二丁基乙醇胺 | 0.0 | 26.3 | 40.2 | 33.5 | 〇 |
P-2 | 油醇 | 硬脂胺EO 15莫耳加成物 | 0.8 | 22.4 | 38.4 | 38.4 | 〇 |
P-3 | 異硬脂醇 | 月桂胺EO 6莫耳加成物 | 4.3 | 37.2 | 30.6 | 27.9 | 〇 |
P-4 | 異二十四烷醇 | 辛胺EO 12莫耳加成物 | 2.3 | 12.5 | 45.2 | 40.0 | 〇 |
P-5 | 油醇EO3莫耳加成物 | 月桂胺EO 6莫耳加成物 | 1.4 | 16.3 | 41.5 | 40.8 | ○ |
P-6 | 油醇 | 硬脂胺EO 10莫耳加成物 | 0.0 | 0.0 | 66.4 | 33.6 | 〇 |
P-7 | 異月桂醇EO 3莫耳 PO 3莫耳無規加成物 | 月桂胺EO 6莫耳加成物 | 0.1 | 4.5 | 48.5 | 46.9 | 〇 |
rP-1 | 異二十四烷醇 | 氫氧化鉀 | 9.4 | 39.3 | 27.6 | 23.7 | × |
rP-2 | 異鯨蠟醇 | 月桂胺EO 10莫耳加成物 | 7.6 | 26.8 | 35.4 | 30.2 | × |
試驗類別2(處理劑的調製)
各實施例、各比較例所用的處理劑是使用表2、3所示的各成分,並藉由下述調製方法調製而成。
將作為平滑劑(A)之三羥甲基丙烷三油酸酯(L-1)30份(%)、菜種油(L-3)30份(%)、二異硬脂基硫代二丙酸酯(LS-1)2份(%)、三羥甲基丙烷二油酸酯(pL-1)1份(%)、作為非離子界面活性劑之對異十三烷醇1莫耳無規加成EO 10莫耳與PO 10莫耳而成者(N-3)5份(%)、對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 10莫耳而成者(N-4)14份(%)、對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 20莫耳後以油酸3莫耳進行酯化而成的化合物(N-5)14份(%)、對月桂胺1莫耳加成EO 3莫耳而成者(N-12)1份(%)、作為離子界面活性劑之磷酸酯化合物(P-1)1.5份(%)、2級烷磺酸鈉(C=14~17)(S-1)1.2份(%)、作為脂肪酸(D)之菜種脂肪酸(F-3)0.1份(%)、及作為醇類化合物(E)之乙二醇(AL-11)0.2份(%)充分地混合均勻,調製出實施例1的處理劑。
實施例2~20及比較例1~5中,以與實施例1相同的方式調製出混合有如表2、3所示的比例之平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、離子界面活性劑(C)、脂肪酸(D)、醇類化合物(E)的處理劑。其中,實施例3、4、5、6、9、11中除了表2的原料以外,添加相對於處理劑100份為0.8份的比例之1,3,5-三(4-t-丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯甲基)異三聚氰酸作為抗氧化劑。
此外,將處理劑中的磷酸離子藉由如下條件的離子色層分析法進行測定。結果示於表2、3的「磷酸離子濃度」欄。
正確地量取試料1g(亦包含揮發成分),一邊攪拌一邊少量地添加10%的2-丙醇水溶液,並以100mL量瓶製作定容的溶液。將製作的水溶液1mL通過ODS(矽膠與十八烷基化學鍵結)前處理匣,然後使用於離子色層分析。藉由如下的離子色層分析條件進行檢測。利用相對於已知濃度的標準液的波峰面積比來測定檢測量,並換算出磷酸離子(PO
4 3-)的量。
<離子色層分析條件>
裝置:東曹公司製 IC2001 suppressor使用
分析管柱:東曹公司製 TSKgel SuperIC-AZ 內徑4.6mm×長度75mm
保護管柱:東曹公司製 TSKgel guardcolumn SuperIC-AZ、內徑4.0mm×長度10mm
溶離液:4.8mmol的Na
2CO
3,2.8mmol的NaHCO
3之23容量%甲醇水溶液
流量:0.6mL/min。
此外,各例的處理劑中的平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、離子界面活性劑(C)、脂肪酸(D)、醇類化合物(E)的種類及含有比例分別示於表2、3的「平滑劑(A)」欄、「非離子界面活性劑(B)」欄、「離子界面活性劑(C)」欄、「脂肪酸(D)」、「醇類化合物(E)」欄。
此外,各例的處理劑中的完全酯化合物(A1)與含硫酯化合物(A2)的質量比、及完全酯化合物(A1)與部分酯化合物(A3)的質量比分別示於表2、3的「含有比率(A1)/(A2)」欄、「含有比率(A1)/(A3)」欄。
表2、3所記載的平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、離子界面活性劑(C)、脂肪酸(D)、醇類化合物(E)的詳細如下。
(平滑劑(A))
L-1:三羥甲基丙烷三油酸酯
L-2:二異硬脂基己二酸酯
L-3:菜種油
LS-1:二異硬脂基硫代二丙酸酯
LS-2:二油基硫代二丙酸酯
pL-1:三羥甲基丙烷二油酸酯
pL-2:甘油二油酸酯
eL-1:辛基棕櫚酸酯
(非離子界面活性劑(B))
N-1:對油醇1莫耳加成EO 10莫耳而成者
N-2:對異十三烷醇1莫耳加成EO 10莫耳而成者
N-3:對異十三烷醇1莫耳無規加成EO 10莫耳與PO 10莫耳而成者
N-4:對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 10莫耳而成者
N-5:對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 20莫耳後以油酸3莫耳進行酯化而成的化合物
N-6:對硬化蓖麻油1莫耳加成EO 25莫耳後以己二酸進行交聯,再以硬脂酸進行末端酯化而成的化合物(平均分子量5000)
N-7:去水山梨醇單油酸酯
N-8:去水山梨醇三油酸酯
N-9:聚乙二醇(平均分子量600)與油酸所形成的二酯
N-10:聚乙二醇(平均分子量400)與月桂酸所形成的二酯
N-11:聚乙二醇(平均分子量600)與油酸所形成的單酯
N-12:對月桂胺1莫耳加成EO 3莫耳而成者
N-13:對月桂胺1莫耳加成EO 10莫耳而成者
(離子界面活性劑(C))
S-1:2級烷磺酸鈉(C=14~17)
S-2:二辛基磺基琥珀酸鈉
S-3:十二烷基苯磺酸鉀鹽
S-4:α-烯烴磺酸鈉
(脂肪酸(D))
F-1:辛酸
F-2:油酸
F-3:菜種脂肪酸
F-4:棕櫚脂肪酸
rF-1:檸檬酸
rF-2:乳酸
(醇類化合物(E))
AL-1:異鯨蠟醇
AL-3:油醇
AL-5:甘油
AL-6:二甘油
AL-7:聚乙二醇(平均分子量200)
AL-8:聚乙二醇(平均分子量400)
AL-9:聚丙二醇(平均分子量400)
AL-10:聚氧乙烯丙二醇(PO 1莫耳、EO 4莫耳)
AL-11:乙二醇
AL-12:丙二醇
試驗類別3(處理劑及合成纖維的評價)
・穩定性的評價
調製實施例1的處理劑以及實施例1的處理劑中的磷酸酯化合物(P-1)被變更為表1所記載之其他磷酸酯化合物(P-2~7、rP-1、rP-2)的處理劑。其中,調整磷酸化合物的配合量,使處理劑中所包含的磷的物質的量皆與配合磷酸化合物(P-1)時的量相同。將該等分別放入試樣瓶中各100g。接著,於其中添加1g的蒸餾水。將試樣瓶於70℃靜置3日,觀察在試樣瓶底部是否有重新析出源自無機磷酸的粒子狀的物質,並利用下述的基準判定穩定性。結果示於表1的「穩定性」欄。
○(尚可):無析出
×(不良):有析出
・張力變動的評價
將各處理劑視情況以離子交換水或有機溶劑之稀釋劑均勻地稀釋,成為15%溶液。利用oiling滾筒式給油法將上述溶液以不揮發成分成為3.0質量%的賦予量賦予至1000 dtex、192 filament、固有黏度0.93的聚對苯二甲酸乙二酯纖維(無給油絲)上,然後將稀釋劑乾燥而成為試驗絲。
將試驗絲以初期張力1.5kg、絲速度1.0m/分的條件與表面溫度250℃的消光鉻針接觸並於其上移動,測定消光鉻針接觸後的紗絲的張力値。記錄移動20分鐘後的張力値開始至上升10%的時間點的移動時間,利用如下基準進行評價。結果示於表2、3的「張力變動」欄。
○○(良好):6小時以上
○(尚可):3小時以上未達6小時
×(不良):未達3小時
・焦油的評價
觀察張力變動試驗中經過6小時後在消光鉻針上所堆積的焦油,利用如下基準評價處理劑的耐熱性。結果示於表2、3的「焦油」欄。
○○(良好):幾乎未觀察到焦油
○(尚可):稍微觀察到茶色的焦油
×(不良):觀察到較濃的茶色或黑色的焦油
從表1~3的各實施例的評價結果可明確得知,經過確認根據本發明的處理劑可使保存穩定性優異,並可降低張力變動與焦油。
本發明也包含以下的態樣。
(附錄1)
一種合成纖維用處理劑,其特徵在於:
含有平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、包含下述磷酸酯化合物(C1)的離子界面活性劑(C)、及脂肪酸(D),
上述平滑劑(A)包含下述完全酯化合物(A1)及下述部分酯化合物(A3),上述完全酯化合物(A1)及上述部分酯化合物(A3)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述部分酯化合物(A3)=1/1以上10000/1以下,
磷酸酯化合物(C1)包含選自下述化學式(1)所示的磷酸酯P1、下述化學式(2)所示的磷酸酯P2、下述化學式(3)所示的磷酸酯P3、及下述化學式(4)所示的磷酸酯P4之至少一者,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為7%以下,
化9
化學式(1)中,
R
1為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
1及M
2分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
m為2或3的整數,
化10
化學式(2)中,
R
2及R
3分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
3為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
n為2或3的整數,
化11
化學式(3)中,
R
4為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
4及M
5分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
化12
化學式(4)中,
R
5及R
6分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基,
M
6為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻,
完全酯化合物(A1)為選自碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的完全酯化合物、及碳數8以上24以下的1元醇與碳數3以上10以下的多元脂肪酸所形成的完全酯化合物之至少一者,
部分酯化合物(A3)為碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的部分酯化合物。
(附錄2)
如附錄1所述的合成纖維用處理劑,其中上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為5%以上50%以下。
(附錄3)
如附錄1或2所述的合成纖維用處理劑,其中上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為5%以下,及上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為10%以上45%以下。
(附錄4)
如附錄1~3中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中上述脂肪酸(D)包含碳數8以上24以下的1元脂肪酸。
(附錄5)
如附錄1~4中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中上述合成纖維用處理劑中的上述脂肪酸(D)的含有比例為0.01質量%以上3質量%以下。
(附錄6)
如附錄1~5中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中進而包含醇類化合物(E),上述合成纖維用處理劑中的上述醇類化合物(E)的含有比例為0.001質量%以上5質量%以下。
(附錄7)
如附錄1~6中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中上述平滑劑(A)進而包含含硫酯化合物(A2)。
(附錄8)
如附錄1~7中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中上述合成纖維用處理劑中的上述完全酯化合物(A1)的含有比例為30質量%以上70質量%以下。
(附錄9)
如附錄7所述的合成纖維用處理劑,其中上述完全酯化合物(A1)及上述含硫酯化合物(A2)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述含硫酯化合物(A2)=1/1以上100/1以下。
(附錄10)
如附錄1~9中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中藉由離子色層分析法從合成纖維用處理劑檢測的磷酸離子的濃度為200ppm以下。
(附錄11)
一種合成纖維,其特徵在於:附著有附錄1~10中任一項所述的合成纖維用處理劑。
Claims (14)
- 一種合成纖維用處理劑,其特徵在於: 含有平滑劑(A)、非離子界面活性劑(B)、包含下述磷酸酯化合物(C1)的離子界面活性劑(C)、及脂肪酸(D), 磷酸酯化合物(C1)包含選自下述化學式(1)所示的磷酸酯P1、下述化學式(2)所示的磷酸酯P2、下述化學式(3)所示的磷酸酯P3、及下述化學式(4)所示的磷酸酯P4之至少一者,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為7%以下, 化1 化學式(1)中, R 1為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基, M 1及M 2分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻, m為2或3的整數, 化2 化學式(2)中, R 2及R 3分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基, M 3為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻, n為2或3的整數, 化3 化學式(3)中, R 4為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基, M 4及M 5分別為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻, 化4 化學式(4)中, R 5及R 6分別為碳數8以上24以下的烷基、碳數8以上24以下的烯基、或對碳數8以上24以下的脂肪族醇類1莫耳加成總計1莫耳以上20莫耳以下的碳數2以上3以下的環氧烷而成者去除羥基後的殘基, M 6為氫原子、鹼金屬、鹼土金屬(1/2)、有機胺鹽、銨、或鏻。
- 如請求項1所述的合成纖維用處理劑,其中 上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為5%以上50%以下。
- 如請求項1或2所述的合成纖維用處理劑,其中 上述磷酸酯化合物(C1)包含上述磷酸酯P2,當上述磷酸酯P1、上述磷酸酯P2、上述磷酸酯P3、及上述磷酸酯P4所歸屬的P核NMR積分比例的總計設為100%時,上述磷酸酯P1所歸屬的P核NMR積分比例為5%以下,及上述磷酸酯P2所歸屬的P核NMR積分比例為10%以上45%以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 上述脂肪酸(D)為包含碳數8以上24以下的1元脂肪酸者。
- 如請求項1~4中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 上述合成纖維用處理劑中的上述脂肪酸(D)的含有比例為0.01質量%以上3質量%以下。
- 如請求項1~5中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 進而包含醇類化合物(E),上述合成纖維用處理劑中的上述醇類化合物(E)的含有比例為0.001質量%以上5質量%以下。
- 如請求項1~6中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 上述平滑劑(A)包含選自下述完全酯化合物(A1)、含硫酯化合物(A2)、及下述部分酯化合物(A3)之至少一者, 完全酯化合物(A1)為選自碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的完全酯化合物、及碳數8以上24以下的1元醇與碳數3以上10以下的多元脂肪酸所形成的完全酯化合物之至少一者, 部分酯化合物(A3)為碳數3以上6以下且具有鏈狀結構的多元醇與碳數8以上24以下的1元脂肪酸所形成的部分酯化合物。
- 如請求項7所述的合成纖維用處理劑,其中 上述平滑劑(A)包含上述完全酯化合物(A1),上述合成纖維用處理劑中的上述完全酯化合物(A1)的含有比例為30質量%以上70質量%以下。
- 如請求項8所述的合成纖維用處理劑,其中 上述平滑劑(A)包含上述含硫酯化合物(A2)。
- 如請求項9所述的合成纖維用處理劑,其中 上述完全酯化合物(A1)及上述含硫酯化合物(A2)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述含硫酯化合物(A2)=1/1以上100/1以下。
- 如請求項8~10中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 上述平滑劑(A)包含上述部分酯化合物(A3)。
- 如請求項11所述的合成纖維用處理劑,其中 上述完全酯化合物(A1)及上述部分酯化合物(A3)的含有比率以質量比表示為上述完全酯化合物(A1)/上述部分酯化合物(A3)=1/1以上10000/1以下。
- 如請求項1~12中任一項所述的合成纖維用處理劑,其中 藉由離子色層分析法從合成纖維用處理劑檢測的磷酸離子的濃度為200ppm以下。
- 一種合成纖維,其特徵在於: 附著有請求項1~13中任一項所述的合成纖維用處理劑。
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