TW202311597A - 短纖維處理劑、短纖維處理劑之水性液體、短纖維之處理方法、短纖維之製造方法以及短纖維 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於改善附著有短纖維處理劑之短纖維於濕潤時的摩擦特性,並改善短纖維處理劑的耐熱性。短纖維處理劑實質上不含有機磷酸酯化合物,且含有下述脂肪酸類(A)以及非離子界面活性劑(B)。脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~6之脂肪酸、碳原子數1~6之羥基脂肪酸以及該等之鹽類之至少一者。
Description
本發明是關於短纖維處理劑、短纖維處理劑之水性液體、短纖維之處理方法、短纖維之製造方法以及短纖維。
例如,在合成纖維之紡絲延伸步驟及精加工步驟中,從降低纖維的摩擦之觀點來看,可進行使纖維表面附著纖維處理劑的處理。
先前,已知專利文獻1~4中公開的纖維用油劑。
專利文獻1公開了摻合烷基磷酸酯的鉀鹽與具有碳原子數8~18之烷基的烷基胺類或於取代烷基胺類加成環氧乙烷之化合物的磷酸中和物而成之纖維用油劑。
專利文獻2公開了含有有機磷酸酯鹽與氧伸烷基(oxyalkylene)聚合物之纖維用油劑。
專利文獻3公開了含有烷基磷酸酯鉀鹽、石蠟與陽離子界面活性劑之纖維用油劑。
專利文獻4公開了含有烷基磷酸酯鉀鹽與聚氧伸烷基烷基醚(polyoxyalkylene alkyl ether)之纖維用油劑。
專利文獻1:日本專利特開昭60-224867號公報
專利文獻2:日本專利特開平3-174067號公報
專利文獻3:日本專利特開平6-108361號公報
專利文獻4:日本專利特開2008-063713號公報
然而,要求進一步改善附著有短纖維處理劑之短纖維於濕潤時的摩擦特性與進一步改善短纖維處理劑的耐熱性。
用於解決上述課題之短纖維處理劑實質上不含有機磷酸酯化合物,其要點在於含有下述脂肪酸類(A)以及非離子界面活性劑(B)。脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~6之脂肪酸、碳原子數1~6之羥基脂肪酸以及該等之鹽類之至少一者。
上述短纖維處理劑中,較佳藉由ICP光譜法檢測出之磷量為2000 ppm以下。
上述短纖維處理劑較佳該脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~4之脂肪酸、分子內具有1個羥基的碳原子數1~4之羥基脂肪酸、以及該等之鹼金屬鹽之至少一者。
上述短纖維處理劑中,較佳相對於該非離子界面活性劑(B)之總質量,至少含有50質量%以上的下述非離子界面活性劑(B1)。非離子界面活性劑(B1)為相對於1莫耳之單元或二元醇,以3~30莫耳的比例加成碳原子數2~4之環氧烷(alkylene oxide)的化合物。
上述短纖維處理劑中,較佳若將該脂肪酸類(A)以及該非離子界面活性劑(B)的含有比例合計為100質量份,則以0.001質量份以上且10質量份以下之比例含有該脂肪酸類(A),以90質量份以上且99.999質量份以下之比例含有該非離子界面活性劑(B)。
上述短纖維處理劑中,較佳該短纖維為聚酯短纖維。
上述短纖維處理劑中,較佳該短纖維用於製造機紡紗。
上述短纖維處理劑中,較佳該短纖維處理劑用於紡絲延伸步驟。
用於解決上述課題的短纖維處理劑之水性液體的要點在於含有該短纖維處理劑以及水。
用於解決上述課題的短纖維之處理方法的要點在於,對短纖維施予混合了該短纖維處理劑以及水的短纖維處理劑之水性液體。
用於解決上述課題的短纖維之製造方法的要點在於,在紡絲延伸步驟中,對短纖維施予混合了該短纖維處理劑以及水的短纖維處理劑之水性液體。
用於解決上述課題的短纖維的要點在於,附著有該短纖維處理劑。
根據本發明,可改善附著有短纖維處理劑之短纖維於濕潤時的摩擦特性,並且改善短纖維處理劑的耐熱性。
<第一實施方式>
對於將本發明的短纖維處理劑(以下也僅稱為處理劑)具體化之第一實施方式進行說明。
本實施方式的處理劑含有下述脂肪酸類(A)以及非離子界面活性劑(B)。
(脂肪酸類(A))
脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~6之脂肪酸、碳原子數1~6之羥基脂肪酸以及該等之鹽類之至少一者。
藉由脂肪酸類(A)為上述化合物,可減低附著有處理劑之短纖維於濕潤時的摩擦。換言之,可改善濕潤時的摩擦特性。又,可改善處理劑的耐熱性。
構成脂肪酸類(A)的碳原子數1~6之脂肪酸可適當舉例如公知者,可為飽和脂肪酸,也可為不飽和脂肪酸。又,其可為直鏈狀者,也可為具有支鏈結構者。又,其可為單元脂肪酸或二元脂肪酸。
作為碳原子數1~6之脂肪酸的具體例,可列舉包括甲酸、乙酸(醋酸)、丁酸、丙酸(甲基乙酸)、戊酸、己酸、丁二酸(琥珀酸)等。
構成脂肪酸類(A)的碳原子數1~6之羥基脂肪酸的例子可適當舉例如公知者,可為飽和羥基脂肪酸,也可為不飽和羥基脂肪酸。又,其可為直鏈狀者,也可為具有支鏈結構者。又,其可為單元脂肪酸或二元羥基脂肪酸。
作為碳原子數1~6之羥基脂肪酸的具體例,可列舉包括羥基乙酸、羥基丙酸(乳酸)、羥基丁酸、羥基戊酸、羥基己酸、檸檬酸、2, 3-二羥基二酸(酒石酸)等。
作為構成上述脂肪酸類(A)的鹽類,可適當舉例公知者,較佳為金屬鹽。作為金屬鹽,可舉例如鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽。該等之中,更佳為鹼金屬鹽。
作為構成鹼金屬鹽之鹼金屬,可列舉例如鈉、鉀、鋰等。
作為構成鹼土金屬鹽之鹼土金屬,可列舉例如鈣、鎂、鈹、鍶、鋇等。
上述脂肪酸類(A)較佳為選自碳原子數1~4之脂肪酸、分子內具有1個羥基的碳原子數1~4之羥基脂肪酸、以及該等之鹼金屬鹽之至少一者。藉由脂肪酸類(A)為上述化合物,可進一步改善處理劑的耐熱性。
又,藉由脂肪酸類(A)為碳原子數1~4之脂肪酸的鹼金屬鹽、或分子中具有1個羥基的碳原子數1~4之羥基脂肪酸的鹼金屬鹽,能夠進一步改善濕潤時的摩擦特性。
作為該等脂肪酸類(A),可單獨使用一種脂肪酸類(A),也可適當組合使用兩種以上的脂肪酸類(A)。
(非離子界面活性劑(B))
作為非離子界面活性劑(B),可列舉例如對醇或羧酸加成環氧烷之化合物、對羧酸類與多元醇的酯化合物加成環氧烷之醚、酯化合物等。以下,該等化合物也稱為(聚)氧伸烷基衍生物。
作為上述醇或羧酸,可為直鏈狀或具有支鏈的脂肪族之醇或羧酸,也可為芳香族之醇或羧酸。又,可為飽和之醇或羧酸,也可為不飽和之醇或羧酸。又,可為單元或二元以上之醇或羧酸。
非離子界面活性劑(B)相對於其總質量,較佳至少含有50質量%以上的下述非離子界面活性劑(B1)。非離子界面活性劑(B1)為相對於1莫耳之單元或二元醇,以3~30莫耳的比例加成碳原子數2~4之環氧烷的化合物。
藉由非離子界面活性劑(B)含有50質量%以上的非離子界面活性劑(B1),可進一步改善處理劑的潤濕性。
作為上述碳原子數2~4之環氧烷的具體例,例如可列舉環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。
環氧烷的加成莫耳數是指相對於投入原料中的1莫耳之醇化合物或羧酸化合物之環氧烷的莫耳數。
環氧烷可單獨使用一種環氧烷,也可適當組合使用兩種以上的環氧烷。於應用兩種以上的環氧烷之情形時,其加成形式可為嵌段加成(block addition)、無規加成(random addition)、以及嵌段加成與無規加成的組合之任一者,並未特別限定。
作為非離子界面活性劑(B)的(聚)氧伸烷基衍生物之具體例,例如可列舉聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烯基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯烯基酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧伸烷基烷基胺基醚、聚氧伸烷基烯基胺基醚、聚氧伸烷基烷基胺基醚與無機酸之鹽、以及聚氧伸烷基烯基胺基醚與無機酸之鹽等。
作為這些(聚)氧伸烷基衍生物,可單獨使用一種(聚)氧伸烷基衍生物,也可適當組合使用兩種以上(聚)氧伸烷基衍生物。
處理劑實質上不含有機磷酸酯化合物。此處,「實質上不含」是指容許以雜質等級包含有機磷酸酯化合物之態樣。雜質等級之含有量例如為藉由ICP光譜法測定處理劑時檢測出的磷量,換言之,P元素的濃度較佳為2000 ppm以下,更佳為1000 ppm以下。
藉由實質上不含有機磷酸酯化合物,在使用處理劑製造短纖維時,能夠更容易地進行廢液處理。
作為有機磷酸酯化合物,例如可列舉烷基磷酸酯、烯基磷酸酯、具有聚氧伸烷基之烷基磷酸酯或烯基磷酸酯、該等之鹽類等。構成烷基磷酸酯的烷基或構成烯基磷酸酯的烯基並無特別限定,例如可為直鏈狀,也可為具有支鏈結構者。又,支鏈結構中的分支位置並無特別限定,例如可為α位為分支的位置,也可為β位為分支的位置。
烷基或烯基的碳原子數並未特別限定,例如可列舉碳原子數1~30者。
作為烷基的具體例,例如可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、二十基、異丁基、異戊基、異己基、異庚基、異辛基、異癸基、異十一基、異十二基、異十三基、異十四基、異十五基、異十六基、異十七基、異十八基、異二十基等。
作為烯基的具體例,例如可列舉丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、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、異丁烯基、異戊烯基、異己烯基、異庚烯基、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、異二十烯基等。
構成有機磷酸酯化合物的磷酸並未特別限定,可為正磷酸(orthophosphoric acid),也可為二磷酸等聚磷酸。
於含有有機磷酸酯鹽作為有機磷酸酯化合物之情形時,作為鹽類例如可列舉磷酸酯胺鹽、磷酸酯金屬鹽等。
作為金屬鹽,例如可列舉鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽。作為構成鹼金屬鹽的鹼金屬之具體例,例如可列舉鈉、鉀、鋰等。作為構成鹼土金屬鹽的鹼土金屬,可列舉對應於第2族元素的金屬,例如鈣、鎂、鈹、鍶、鋇等。
構成胺鹽的胺可以是一級胺、二級胺及三級胺之任一者。作為構成胺鹽之胺的具體例,例如可列舉(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、二甲基月桂胺等脂肪族胺、(2) 苯胺、N-甲基苄胺、吡啶、𠰌林、哌𠯤、該等之衍生物等的芳香胺類或雜環胺、(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)聚氧乙烯月桂基胺基醚、聚氧乙烯硬脂醯胺基醚等聚氧伸烷基烷基胺基醚、(5)氨等。
於含有加成了環氧烷鏈之有機磷酸酯化合物的情形,可列舉碳原子數2~4的環氧烷。作為環氧烷的具體例,例如可列舉環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。環氧烷的加成莫耳數之下限被適當設定,例如為0.1莫耳以上。該加成莫耳數之上限被適當設定,例如為50莫耳以下。再者,環氧烷的加成莫耳數表示相對於投入原料中的脂肪族醇化合物1莫耳之環氧烷的莫耳數。
環氧烷可單獨使用一種環氧烷,也可適當組合使用兩種以上的環氧烷。於應用兩種以上的環氧烷之情形,該等之加成形式可為嵌段加成、無規加成、以及嵌段加成與無規加成的組合之任一者,並未特別限定。
(含有量)
處理劑中,較佳若將脂肪酸類(A)及非離子界面活性劑(B)的含有比例合計為100質量%,則以0.001質量份以上且10質量份以下之比例含有脂肪酸類(A),以90質量份以上且99.999質量份以下之比例含有非離子界面活性劑(B)。
本實施方式之一態樣中,處理劑中的脂肪酸類(A)的含有量例如相對於100質量份之處理劑為0.01質量份以上、0.05質量份以上、0.1質量份以上、0.2質量份以上、0.5質量份以上、1質量份以上、2質量份以上、或5質量份以上。同處理劑中的脂肪酸類(A)的含有量又例如相對於100質量份之處理劑為11質量份以下、5質量份以下、2質量份以下、1質量份以下、0.5質量份以下、0.2質量份以下、0.1質量份以下或0.05質量份以下。
本實施方式之一態樣中,處理劑中的非離子界面活性劑(B)的含有量例如相對於100質量份之處理劑為89質量份以上、95質量份以上、98質量份以上、99質量份以上、99.5質量份以上、99.8質量份以上、99.9質量份以上、或99.95質量份以上。同處理劑中的非離子性界面活性劑(B)的含有量又例如相對於100質量份之處理劑為99.99質量份以下、99.95質量份以下、99.9質量份以下、99.8質量份以下、99.5質量份以下、99質量份以下、98質量份以下、或95質量份以下。
再者,各成分之含有量的測定方法並無特別限定,例如離子成分之含有量的測定方法可採用以下方法。將處理劑於105℃加熱2小時,獲得非揮發組份。以純水充分稀釋使該非揮發組份中之離子成分的含有量成為500 ppm以下。使用稀釋液進行離子層析。
對第一實施方式的短纖維處理劑之作用及效果進行說明。
(1-1)第一實施方式的短纖維處理劑含有已定之脂肪酸類(A)以及非離子界面活性劑(B),實質上不含有機磷酸酯化合物。因此,可改善附著有處理劑的短纖維於濕潤時之摩擦特性。例如,在短纖維等之製造中作為延伸步驟處理劑應用於絲束片材(towsheet)的延伸步驟之情形時,能夠減低纖維與金屬之摩擦,以均勻的厚度使絲束變薄擴展。藉此,可改善生產率與品質。此外,改善了處理劑的耐熱性。
(1-2)脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~4之脂肪酸、分子內具有1個羥基的碳原子數1~4之羥基脂肪酸、以及該等之鹼金屬鹽之至少一者。藉由脂肪酸類(A)為上述化合物,可進一步改善處理劑的耐熱性。
(1-3)非離子界面活性劑(B)相對於其總質量,含有至少50質量%以上的下述非離子界面活性劑(B1)。非離子界面活性劑(B1)為相對於1莫耳之單元或二元醇,以3~30莫耳的比例加成碳原子數2~4之環氧烷的化合物。
藉由非離子界面活性劑(B)含有50質量%以上之上述非離子界面活性劑(B1),可進一步改善處理劑的潤濕性。
<第二實施方式>
接著,對將本發明的短纖維之處理方法及本發明的短纖維之製造方法具體化之第二實施方式進行說明。
本實施方式的短纖維之處理方法中,其特徵在於對短纖維施予含有第一實施方式的短纖維處理劑及水的短纖維處理劑之水性液體(以下也稱為水性液體)。又,本實施方式的短纖維之製造方法的特徵在於,在紡絲延伸步驟中,對短纖維施予上述水性液體。
較佳將第一實施方式之處理劑添加於水而製備水性液體。作為水性液體的製備方法,例如使用將處理劑添加於水以將非揮發組份濃度設為0.01質量%以上且10質量%以下之方法。再者,非揮發組份是從將對象物於105℃下熱處理2小時以充分除去揮發性物質而獲得之絕對乾物質的質量求得。
作為將處理劑添加於水的方法,可適當採用公知的方法,但較佳經由下述步驟一及下述步驟二。藉由該方法,於處理劑為乳液形態之情形時,可進一步改善乳液的穩定性。
步驟一是將處理劑添加於第一水,製備非揮發組份濃度超過2質量%且10質量%以下的短纖維處理劑之水性液體的母液之步驟。又,進行稀釋之水的溫度並未特別限定。
進而,步驟一中,較佳將第一水加熱至60~95℃,添加處理劑且進行攪拌。藉由該方法,於處理劑為乳液形態之情形時,可進一步改善乳液的穩定性。
步驟二是將第二水添加於步驟一所製備之短纖維處理劑的水性液體之母液,製備非揮發組份濃度為0.01質量%以上且2%質量以下的水性液體之步驟。
短纖維的處理方法是對短纖維施予如上所述獲得之水性液體的方法。又,短纖維的製造方法是在例如紡絲或延伸步驟、精加工步驟等中對短纖維施予如上所述獲得之水性液體的方法。
施予水性液體之短纖維的類型被並未特別限定。其原因在於藉由施予短纖維的水性液體,最終短纖維處理劑會覆蓋短纖維表面,改善摩擦特性。作為施予水性液體的短纖維,可列舉合成纖維、天然纖維、再生纖維等。
作為合成纖維的具體例,並未特別限定,例如可列舉(1)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalat)、聚乳酸、含有該等聚酯樹脂而成的複合纖維等聚酯纖維、 (2)尼龍6、尼龍66等聚醯胺纖維、(3)聚丙烯酸、改質聚丙烯腈等聚丙烯酸纖維、(4)聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴纖維等。作為天然纖維或再生纖維的具體例,可列舉棉纖維、經漂白處理之棉纖維、黏液嫘縈、強力嫘縈纖維、高強力嫘縈纖維、高濕潤彈性嫘縈纖維、溶劑紡絲嫘縈纖維、多元腦纖維、銅氨嫘縈纖維(cupra fiber)、醋酸纖維等。該等之中,較佳應用於在製造步驟中尤其需要賦予纖維間的摩擦特性之聚酯纖維或聚烯烴纖維。
短纖維通常相當於所謂的棉狀纖維(staple),且不包含通常稱為長絲(filament)的長纖維。短纖維的長度只要是本技術領域中符合短纖維者,則未特別限定,例如較佳為100 mm以下。該等之中,較佳應用於聚酯短纖維。又,短纖維較佳用於製造機紡紗。
對於使水性液體附著於短纖維的比例並未特別限定,但較佳對於短纖維,以最終固體成分成為0.1質量%以上且3質量%以下的比例使水性液體附著。藉由該構成,能夠有效地發揮各成分的功效。又,使水性液體附著之方法並未特別限定,根據短纖維的種類、形態、用途等,可採用公知的方法,例如輥供油法、使用計量泵的引導供油法、浸漬供油法、噴霧供油法等。
可使用公知之方法對施予了水性液體之短纖維進行乾燥處理。藉由乾燥處理,可獲得水等溶劑揮發,且附著有處理劑所含之成分的短纖維。
針對第二實施方式的短纖維之處理方法的作用及效果進行說明。本實施方式中,除了第一實施方式的效果外,還具有以下效果。
(2-1)本實施方式的短纖維之處理方法中的水性液體之製備方法,例如可使用將添加劑添加於水,使非揮發組份濃度為0.01質量%以上且10質量%以下之方法。因此,於處理劑為乳液形態時,可改善乳液的穩定性。又,由於可藉由將預先製備的處理劑與水混合來製備作為施予形態之水性液體,因此與在使用時由試劑調配的方法相比,可容易地製備水性液體。
(2-2)又,於經由將處理劑添加於水以製備非揮發組份濃度超過2質量%且10質量%以下之短纖維處理劑的水溶液之母液的步驟之情形時,可進一步改善乳液的穩定性。藉此,可有效地發揮各成分的效能,而不會降低成分對短纖維的均勻附著性。
再者,上述實施方式可如下述般變更。上述實施方式以及下述變更例可在技術上不矛盾的範圍內相互組合而實施。
上述實施方式之各處理劑或水性液體中,在不損害本發明之效果的範圍內,為了保持處理劑或水性液體的品質,可進一步摻合其他溶劑、穩定劑、抗靜電劑、黏合劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等用於一般處理劑等之成分。
(聚)氧伸烷基衍生物內,於(聚)氧伸烷基苯基醚中,從環境特性的觀點來看,較佳短纖維處理劑中的聚氧乙烯壬基苯基醚的量為少量。具體而言,較佳於短纖維處理劑中為1質量%以下,更佳為實質上不含有。實質上不含有是指不另外摻合聚氧乙烯壬基苯基醚,未排除在各原料中作為雜質而含有之少量的聚氧乙烯壬基苯基醚。根據上述實施方式的短纖維處理劑之構成,即使為含有少量聚氧乙烯壬基苯基醚之短纖維處理劑,也能夠藉由脂肪酸類(A)改善摩擦特性。
關於上述實施方式的短纖維之處理方法中的水性液體之製備方法,從提升製造短纖維時之消泡性、纖維之紡織性能等觀點來看,較佳於選自製備水性液體的上述步驟一及步驟二之任一步驟中,進一步添加聚矽氧。作為聚矽氧組合物的具體例並未特別限定,例如較佳為聚二甲基矽氧烷、聚氧乙烯改質聚矽氧等。作為添加聚矽氧組合物的步驟,從水性液體的穩定性之觀點來看,更佳為步驟二。
本實施方式的處理劑雖是單獨作為處理劑而使用,但不限於此態樣。例如,可在使用時與其他處理劑混合而使用。也可將其他處理劑作為第一處理劑使用,而將本實施方式的處理劑作為第二處理劑。作為第一處理劑,可含有例如上述有機磷酸酯化合物。可在第一處理劑與第二處理劑之一者或兩者中含有上述脂肪酸類(A)。
以下,為了更具體地說明本發明之構成及效果而列舉實施例等,但本發明並未限定於該等實施例。再者,以下實施例及比較例之說明中,若未特別限定,份是指質量份,%是指質量%。
試驗類別1(處理劑之製備)
處理劑使用表1、2所示之各成分,藉由下述製備方法進行製備。
脂肪酸類(A)使用表1所示之A-1至A-8、a-1、a-2。
脂肪酸類(A)的種類、碳原子數、羥基數分別示於表 1之「脂肪酸類(A)」欄、「碳原子數」欄、「羥基數」欄。
【表1】
類別 | 脂肪酸類(A) | 碳原子數 | 羥基數 |
A-1 | 醋酸鉀 | 2 | 0 |
A-2 | 丙酸鉀 | 3 | 0 |
A-3 | 乳酸鉀 | 3 | 1 |
A-4 | 醋酸 | 2 | 0 |
A-5 | 乳酸 | 3 | 1 |
A-6 | 琥珀酸 | 4 | 0 |
A-7 | 己酸鉀 | 6 | 0 |
A-8 | 檸檬酸鉀 | 6 | 1 |
a-1 | 油酸鉀 | 18 | 0 |
a-2 | 月桂酸鉀 | 12 | 0 |
(實施例1)
如表2所示,秤量各成分使醋酸鉀(A-1)為0.1份、聚氧乙烯(10 莫耳)月桂基醚(B-1)為99.9份。將該等攪拌混合而製備實施例1的處理劑。
(實施例2~50、比較例1~3)
與實施例1之處理劑同樣地,藉由以表2所示之比例含有各成分的方式製備實施例2~50及比較例1~3之處理劑。
脂肪酸類(A)的種類與含有量以及非離子界面活性劑(B)的種類與含有量分別示於表2之「脂肪酸類(A)」欄和「非離子界面活性劑(B)」欄。
【表2】
類別 | 脂肪酸類(A) | 非離子界面活性劑(B) | 磷含有量 (三階段評估) | 特性 | ||||
種類 | 質量份 | 種類 | 質量份 | 濕潤時的摩擦特性 | 潤濕性 | 耐熱性 | ||
實施例1 | A-1 | 0.1 | B-1 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例2 | A-1 | 0.1 | B-4 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例3 | A-1 | 0.1 | B-7 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例4 | A-1 | 0.1 | B-10 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例5 | A-2 | 0.1 | B-2 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例6 | A-2 | 0.1 | B-5 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例7 | A-2 | 0.1 | B-8 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例8 | A-2 | 0.1 | B-11 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例9 | A-3 | 0.1 | B-3 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例10 | A-3 | 0.1 | B-6 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例11 | A-3 | 0.1 | B-9 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例12 | A-3 | 0.1 | B-12 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例13 | A-2 | 0.01 | B-1 | 99.99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例14 | A-3 | 0.01 | B-2 | 99.99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例15 | A-1 | 0.05 | B-3 | 99.95 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例16 | A-2 | 0.05 | B-4 | 99.95 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例17 | A-3 | 0.5 | B-5 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例18 | A-1 | 0.5 | B-6 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例19 | A-2 | 1 | B-7 | 99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例20 | A-3 | 1 | B-8 | 99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例21 | A-1 | 2 | B-9 | 98 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例22 | A-2 | 2 | B-10 | 98 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例23 | A-3 | 2 | B-11 | 98 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例24 | A-1 | 0.01 | B-11 | 99.99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例25 | A-2 | 0.01 | B-12 | 99.99 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例26 | A-3 | 0.05 | B-13 | 99.95 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例27 | A-3 | 0.05 | B-14 | 99.95 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例28 | A-3 | 0.5 | B-15 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例29 | A-1 | 0.5 | B-16 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例30 | A-3 | 0.5 | B-17 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例31 | A-2 | 0.5 | B-18 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例32 | A-3 | 0.5 | B-19 | 99.5 | ○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例33 | A-3 | 0.5 | B-20 | 99.5 | ○○ | ◎ | ◎ | ◎ |
實施例34 | A-4 | 0.1 | B-12 | 99.9 | ○○○ | ○ | ◎ | ◎ |
實施例35 | A-5 | 0.2 | B-13 | 99.8 | ○○○ | ○ | ◎ | ◎ |
實施例36 | A-6 | 0.5 | B-14 | 99.5 | ○○○ | ○ | ◎ | ◎ |
實施例37 | A-7 | 1 | B-15 | 99 | ○○○ | ○ | ◎ | ○ |
實施例38 | A-8 | 5 | B-16 | 95 | ○○○ | ○ | ◎ | ○ |
實施例39 | A-1 | 11 | B-18 | 89 | ○○○ | ○ | ◎ | ◎ |
實施例40 | A-2 | 0.1 | B-21 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例41 | A-3 | 0.5 | B-22 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例42 | A-3 | 2 | B-23 | 98 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例43 | A-3 | 5 | B-24 | 95 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例44 | A-2 | 0.1 | B-25 | 99.9 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例45 | A-3 | 0.5 | B-26 | 99.5 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例46 | A-1 | 1 | B-27 | 99 | ○○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例47 | A-3 | 0.1 | B-28 | 99.9 | ○○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例48 | A-1 | 0.5 | B-30 | 99.5 | ○ | ◎ | ○ | ◎ |
實施例49 | A-5 | 0.5 | B-27 | 99.5 | ○○○ | ○ | ○ | ◎ |
實施例50 | A-8 | 0.1 | B-27 | 99.9 | ○○○ | ○ | ○ | ○ |
比較例1 | - | - | B-1 | 100 | ○○○ | × | ◎ | ◎ |
比較例2 | a-1 | 10 | B-29 | 90 | ○○○ | ○ | ◎ | × |
比較例3 | a-2 | 5 | B-1 | 95 | ○○○ | × | ◎ | × |
表2記載之非離子界面活性劑(B)詳細如下。
(非離子界面活性劑(B))
B-1:聚氧乙烯(10 莫耳)月桂基醚
B-2:聚氧乙烯(8 莫耳)油基醚
B-3:聚氧乙烯(10 莫耳)C12-13 醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10 莫耳)= 70/30
B-4:聚氧乙烯(15莫耳)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=50/50
B-5:聚氧乙烯(5莫耳)油基醚/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=70/30
B-6:聚氧乙烯(15莫耳)C12-13醇/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8,n為氧乙烯單元數,m為氧丙烯單元數,以下相同)C12-13醇=70/30
B-7: 聚氧乙烯 (10莫耳) C12-13 醇 / (聚氧乙烯) (聚氧丙烯) (n+m=8) C12-13醇 =50/50
B-8:聚氧乙烯(15莫耳)C12-13醇/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=10)硬脂基醚=50/50
B-9:(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n + m=10)C12-13醇/α-十二烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)/硬脂基胺(聚氧乙烯)(7莫耳)= 50/30/20
B-10:α-十三烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8)/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)=65/35
B-11:聚氧乙烯(10莫耳)硬脂基醚/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=12)C11-14醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)=20/40/ 40
B-12:α-十三烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=14)/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(4莫耳)/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯) (10莫耳) = 60/20/20
B-13:α-十二烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=10)/聚氧乙烯(3莫耳)C12-14醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳))/硬脂基胺(聚氧乙烯) (5莫耳)=50/10/30/10
B-14:聚氧乙烯(10莫耳)C12-13醇/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=30/30/40
B-15:聚氧乙烯(6莫耳)癸基醚/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8)十三烷基醚/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)=40/20/40
B-16:聚氧乙烯(9莫耳)月桂基醚/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=7)癸基醚/α-十二烷基氨基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=20/30/50
B-17:聚氧乙烯 (9莫耳) 月桂基醚/(聚氧乙烯) (聚氧丙烯) (n+m=7)癸基醚/(聚氧乙烯) (聚氧丙烯)(n+m=8)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=20/30/5/45
B-18:聚氧乙烯(10莫耳)C11-14醇/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=7)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)/椰子油脂酸-聚氧乙烯 (7莫耳) =30/30/30/10
B-19:聚氧乙烯(9莫耳)月桂基醚/聚氧乙烯(10莫耳)十二烷基胺基醚與磷酸之鹽=90/10
B-20:聚氧乙烯(10莫耳)C12-13醇/(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8)C12-13醇/聚氧乙烯(10莫耳)十二烷基胺基醚與磷酸之鹽=45/45/10
B-21:聚氧乙烯(10莫耳)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(10莫耳)=40/60
B-22:α-十三烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=8)/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(15莫耳)= 35/65
B-23: 聚氧乙烯(3莫耳)C12-14醇/聚氧乙烯聚氧丙烯 (n+m=20) 硬化蓖麻油=30/70
B-24:α-十二烷基-ω-羥基(聚氧乙烯)(7莫耳)/聚氧乙烯(10莫耳)油酸酯=20/80
B-25:(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(n+m=35)C12-13醇/α-十二烷基胺基-ω-羥基(聚氧乙烯)(18莫耳)=30/70
B-26: 聚氧乙烯 (7莫耳) 月桂基醚/聚氧乙烯 (10莫耳)油酸酯=10/90
B-27:聚氧乙烯(10莫耳)月桂基醚/椰子油脂酸-聚氧乙烯(10莫耳)/十二烷基磺酸鈉=10/80/10
B-28:α-癸基-ω-羥基(聚氧乙烯)(6莫耳)/椰子油脂酸-聚氧乙烯(10莫耳)/聚氧乙烯(15莫耳)十二烷基胺基醚與磷酸之鹽=30/60/10
B-29:聚氧乙烯聚氧丙烯(n+m=20)硬化蓖麻油/十二烷基磺酸鈉=90/10
B-30:聚氧乙烯(10莫耳)十二烷基胺基醚與磷酸之鹽
試驗類別2(處理劑的水性液體之製備)
將試驗類別1中製備的處理劑加入加熱至約70℃的離子交換水,同時進行攪拌。使其完全溶解,製備處理劑的5%水性液體。
試驗類別3(評估)
針對實施例1~50及比較例1~3的處理劑,按照以下的說明順序分別評估處理劑的磷含有量、附著有處理劑的纖維之濕潤時的摩擦特性、處理劑的潤濕性、以及處理劑的耐熱性。
(處理劑的磷含有量)
秤取試驗類別1所製備之處理劑 0.1 g,以蒸餾水稀釋使總量為100 g。藉由ICP光譜法測量該稀釋液。藉由與已知濃度的市售標準樣品之強度值進行比較,求出作為處理劑中所含之磷含有量的P元素濃度。藉由下述三階段之基準評估磷含有量的結果示於表2的「磷含有量(三階段評估)」欄。
磷含有量的評估基準
○○○:磷含有量≦1000 ppm
○○:1000 ppm <磷含有量≦2000 ppm
○:2000 ppm <磷含有量
(濕潤時的摩擦特性)
將試驗類別2所製備之處理劑的5%水性液體於以約25℃之離子交換水稀釋,製備0.35%水性液體。將所製備之0.35%水性液體80 mL放入長60 mm×寬230 mm×高20 mm的金屬桶中。
準備長30 mm×寬90 mm×高45 mm、重1 kg的矩形板狀重物。使用雙面膠帶將與底面尺寸相同的聚酯紡絲黏合不織布(polyester spunbonded nonwoven fabric)貼附於該重物的底面。於裝有0.35%水性液體的桶上以貼附有不織布的底面側成為下側之方式放置重物。
使用具備最大負載能力為50 N的測力計(load cell)之拉伸試驗機(島津製作所(股份有限公司)製造,Autograph AGS-X),在20℃×60% RH之環境下,以水平速度100 mm/分的條件進行拉動重物之拉伸試驗。將以下述基準評估濕潤時的摩擦特性之結果示於表2的「 濕潤時的摩擦特性」欄。
再者,藉由上述方法評估濕潤時的纖維與金屬之間的摩擦特性。具體而言,藉由上述方法評估紡絲步驟、拉伸步驟中的纖維與金屬製輥的摩擦特性。上述摩擦特性的評價在製備0.35%水性液體後之12小時內進行。
濕潤時的摩擦特性之評估基準
◎(良好):使用不含脂肪酸類(A)的比較例1之0.35%水性液體測得的摩擦力N與使用各例之0.35%水性液體測得的摩擦力M之比M/N為0.98以下之情形
○(可):上述M/N比大於0.98且為0.99以下之情形
×(不可):上述M/N比大於0.99之情形
(處理劑的潤濕性)
準備以未施予處理劑的聚對苯二甲酸乙二醇酯製成之短纖維製作的不織布。將以上述濕潤時的摩擦特性評估所製備的0.35%水性液體5 μL滴於不織布,測定至完全滲透為止的時間。根據下述基準評估處理劑的潤濕性之結果示於表2的「潤濕性」欄。
處理劑的潤濕性之評估基準
◎(良好):未達150秒而浸透之情形
○(可):150秒以上且未達180秒而浸透之情形
×(不可):180秒以上而浸透之情形
(處理劑的耐熱性)
以乾燥後之質量為約2 g的方式秤取各實施例及比較例所記載的短纖維處理劑,於105℃使水分乾燥。測量乾燥後的質量,設為初始質量。進而,於200℃加熱15小時,測定此時的殘渣率(%)(加熱後的質量/初始質量)。將以下述基準評估處理劑的耐熱性之結果示於表2的「耐熱性」欄。
處理劑的耐熱性之評估基準
◎(良好):殘渣率未達35%之情形
○(可):殘渣率為35%以上且未達50%之情形
×(不可):殘渣率為50%以上之情形
本發明的短纖維處理劑實質上不含有機磷酸酯化合物。此外,本發明的短纖維處理劑可改善附著有短纖維處理劑之短纖維於濕潤時的摩擦特性。又,可改善短纖維處理劑的潤濕性與耐熱性。
Claims (12)
- 一種短纖維處理劑,其實質上不含有機磷酸酯化合物,該短纖維處理劑之特徵在於含有下述脂肪酸類(A)以及非離子界面活性劑(B),該脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~6之脂肪酸、碳原子數1~6之羥基脂肪酸以及該等之鹽類之至少一者。
- 如請求項1記載的短纖維處理劑,其中藉由ICP光譜法檢測出之磷量為2000 ppm以下。
- 如請求項1或2記載的短纖維處理劑,其中該脂肪酸類(A)為選自碳原子數1~4之脂肪酸、分子內具有1個羥基的碳原子數1~4之羥基脂肪酸、以及該等之鹼金屬鹽之至少一者。
- 如請求項1至3中任一項記載的短纖維處理劑,其相對於該非離子界面活性劑(B)之總質量,至少含有50質量%以上的下述非離子界面活性劑(B1),該非離子界面活性劑(B1)為相對於1莫耳之單元或二元醇,以3~30莫耳的比例加成碳原子數2~4之環氧烷的化合物。
- 如請求項1至4中任一項記載的短纖維處理劑,其中若將該脂肪酸類(A)以及該非離子界面活性劑(B)的含有比例合計為100質量份,則以0.001質量份以上且10質量份以下之比例含有該脂肪酸類(A),以90質量份以上且99.999質量份以下之比例含有該非離子界面活性劑(B)。
- 如請求項1至5中任一項記載的短纖維處理劑,其中該短纖維為聚酯短纖維。
- 如請求項1至6中任一項記載的短纖維處理劑,其中該短纖維用於製造機紡紗。
- 如請求項1至7中任一項記載的短纖維處理劑,其中該短纖維處理劑用於紡絲延伸步驟。
- 一種短纖維處理劑之水性液體,其特徵在於含有請求項1至8中任一項記載的短纖維處理劑以及水。
- 一種短纖維之處理方法,其特徵在於,對短纖維施予混合了請求項1至8中任一項記載的短纖維處理劑以及水的短纖維處理劑之水性液體。
- 一種短纖維之製造方法,其特徵在於,在紡絲延伸步驟中,對短纖維施予混合了請求項1至8中任一項記載的短纖維處理劑以及水的短纖維處理劑之水性液體。
- 一種短纖維,其特徵在於,附著有請求項1至8中任一項記載的短纖維處理劑。
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