TWI652389B - 合成纖維用處理劑、經賦予該處理劑之合成纖維長絲紗及其製造方法、以及包含該合成纖維長絲紗之結構物 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供一種在製造合成纖維時使用的、能夠顯著減少絨毛、斷紗的發生、且耐熱性優異、不使生產環境惡化的合成纖維用處理劑。

本發明解決手段為一種合成纖維用處理劑，其需含有：具有由多元醇與直鏈脂肪酸形成酯鍵的結構之酯(A)，以及非離子表面活性劑(B)；其中，前述直鏈脂肪酸包含亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸，在全部直鏈脂肪酸中，亞油酸所占的比率為5至20重量%，亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸的合計所占的重量比率為95重量%以上，次亞麻油酸所占的重量比率為2重量%以下。

Description

合成纖維用處理劑、經賦予該處理劑之合成纖維長絲紗及其製造方法、以及包含該合成纖維長絲紗之結構物

本發明係關於合成纖維用處理劑及其利用。更詳細而言，係關於製造合成纖維時使用的、能夠減少絨毛、斷紗的合成纖維用處理劑、經賦予該處理劑的合成纖維長絲紗(filament yarn)、使用該處理劑的合成纖維長絲紗的製造方法、含有用該製造方法而得到的合成纖維長絲紗的纖維結構物。

近年來，正在進行合成纖維的多纖維複絲(High-multi)化、異形截面、高强度化、低收縮率化等高功能性的賦予。此外，在合成纖維的製造中，為了提高生產效率，進行了生產速度的高速化、熱處理的高溫化。生產速度的高速化，係有會增加對合成纖維的損傷，絨毛、斷紗增加的問題。此外，作為熱處理的高溫化，可以舉出為了彌補高速化造成對合成纖維的熱歷程不足、用於高強度化等高功能化之熱定型輥的高溫化。熱定型輥的高溫化會引起因合成樹脂用處理劑的熱劣化導致熱定型輥污染的增加，而有引起生產環境惡化、生產性降低的問題。

為解決該等問題，提出了如下的先前技術。例如，專利文獻1中，為了減少絨毛和斷紗，已提出使用硫代二丙酸酯之潤滑性優異的處理劑。使用硫代二丙酸酯的處理劑於纖維-金屬間、纖維-纖維間的磨擦低，耐熱性也比現有的潤滑劑好，能夠減少絨毛和斷紗。但是，近年來，隨著熱定型輥的高溫化，不僅發煙增加、作業環境惡化，對輥的污染也增加，需要頻繁地進行輥清潔，而難以得到高品質的纖維。

此外，專利文獻2中為了改善熱定型輥的污染，已提出使用雙酚A的環氧烷加成物的脂肪酸酯之處理劑。使用雙酚A的環氧烷加成物的脂肪酸酯之處理劑係耐熱性良好，但纖維-金屬間、纖維-纖維間的磨擦大，作為合成纖維用處理劑的必要特性之潤滑性差。其結果係在纖維製造步驟、加工步驟中纖維的損傷變大，絨毛、斷紗增加，無法滿足當今對纖維的高要求。

此外，專利文獻3中為了減少在延伸輥上積累的焦油的量、減少絨毛和斷紗，已提出使用二元酸之硫化二丙酸酯和抗氧化劑等的、碘價為4以下的纖維用處理劑。但是，專利文獻3的纖維用處理劑雖然具有防止焦油積累的效果，但是酯分子量小，因此纖維的保護不充分，反而有絨毛增加的問題。

如前述，傳統的合成纖維用處理劑無法應對這些問題，而迫切需求能夠高品質地生產近年來的高功能化纖維、且耐熱性優異、不使生產環境惡化的合成纖維 用處理劑。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開昭54-147214號公報

專利文獻2：日本特公昭47-29474號公報

專利文獻3：日本特開2009-235647號公報

本發明的目的在於提供一種合成纖維用處理劑、經賦予該處理劑的合成纖維長絲紗、使用該處理劑的合成纖維長絲紗的製造方法、包含用該製造方法得到的合成纖維長絲紗的纖維結構物，該合成纖維用處理劑係製造合成纖維時使用，能夠顯著減少絨毛、斷紗的產生，且耐熱性優異，不使生產環境惡化者。

本發明人為解決上述課題，進行了深入研究，結果發現，如果使用需含有特定的酯(A)和非離子表面活性劑的合成纖維用處理劑，就能夠顯著降低絨毛、斷紗的產生，顯著提高紗的品質，得到優異的製紗性。此外，發現該合成纖維用處理劑於熱處理時因焦油造成的輥污染減少，不使生產環境惡化。

亦即，本發明的合成纖維用處理劑需含有：具有由多元醇與直鏈脂肪酸形成酯鍵的結構之酯(A)，以及 非離子表面活性劑(B)；其中，前述直鏈脂肪酸包含亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸，在全部直鏈脂肪酸中，亞油酸所占的比率為5至20重量%，亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸的合計所占的重量比率為95重量%以上，次亞麻油酸所占的重量比率為2重量%以下。

前述酯(A)的碘價較佳為30至80。

在處理劑的不揮發成分中，前述酯(A)所占的重量比率較佳為10至70重量%，前述非離子表面活性劑(B)所占的重量比率為15至65重量%。

前述多元醇較佳為三元醇。

前述酯(A)的重量平均分子量較佳為500至1200。

前述非離子表面活性劑(B)較佳係包含從含有聚氧伸烷基(polyoxyalkylene)的羥基脂肪酸多元醇酯以及將該多元醇酯的至少一個羥基用脂肪酸封鏈後的酯中選出的至少一種非離子表面活性劑(B1)。

前述非離子表面活性劑(B1)在前述非離子表面活性劑(B)中所占的重量比率較佳為5至95重量%。

本發明的合成纖維長絲紗是對原料合成纖維長絲紗賦予上述的處理劑而得。

本發明的合成纖維長絲紗的製造方法，包括對原料合成纖維長絲紗賦予上述的處理劑的步驟。

本發明的纖維結構物包含藉由本發明的合成纖維長絲紗及/或本發明的製造方法所得到的合成纖維長絲紗。

在使用本發明的合成纖維用處理劑製造合成纖維時，能夠顯著減少絨毛、斷紗的產生。此外，本發明的合成纖維用處理劑的耐熱性優異，不使生產環境惡化。

根據本發明的製造方法，能夠顯著降低絨毛、斷紗的發生，而能夠製造紗品質優異的合成纖維長絲紗。此外，能夠得到焦油少且高品質的原紗。本發明的合成纖維長絲紗係絨毛、斷紗的發生少，紗品質優異。

本發明的纖維結構物因為使用高品質的原紗，故品質優異。

本發明的合成纖維用處理劑需含有特定的酯(A)和非離子表面活性劑(B)。以下，詳細說明。

[酯(A)]

酯(A)是本發明處理劑的必要成分，係具有由多元醇和直鏈脂肪酸形成酯鍵的結構之酯。在需僅使用具有由一元醇和直鏈脂肪酸形成酯鍵的結構之酯代替酯(A)時，雖然平滑性優異，但保護纖維的油膜強度弱，且絨毛增加。此外，在使用具有由多元醇和分枝脂肪酸形成酯鍵的結構之酯時，平滑性不足，絨毛增加。酯(A)可以單獨使用或2種以上併用。又，酯(A)是分子內沒有聚氧伸烷基的化合物。

構成酯(A)的直鏈脂肪酸是指碳骨架為直鏈 結構的脂肪族單羧酸。雖然直鏈脂肪酸中可以含有羥基脂肪酸，但如果含有羥基脂肪酸，則該處理劑作為平滑劑的作用不足，因此較佳係不含有羥基脂肪酸。

構成酯(A)的直鏈脂肪酸包括亞油酸、除去亞油酸之外的碳原子數14至22的直鏈脂肪酸(以下，稱為直鏈脂肪酸(a))，在全部直鏈脂肪酸中亞油酸所占的比率為5至20重量%，亞油酸和直鏈脂肪酸(a)的合計重量比率為95重量%以上。亦即，該脂肪酸實質上是由亞油酸和直鏈脂肪酸(a)所構成。

亞油酸在全部直鏈脂肪酸中所占的比率為5至20重量%，更佳係6至19重量%，又更佳係7至18重量%。當亞油酸的比率未達5重量%時，會變得無法得到充分的油膜強度，產生絨毛，無法得到高品質的纖維。另一方面，當亞油酸的比率超過20重量%時，處理劑的耐熱性惡化，發生輥污染，其結果係產生絨毛和斷紗。

直鏈脂肪酸(a)在全部直鏈脂肪酸中所占的比率為75至95重量%，更佳為76至94重量%，又更佳為77至93重量%。當該比率未達75重量%時，該酯之油膜強度不充分，分子量變大，而變得無法得到充分的平滑性。因此會產生絨毛、無法得到高品質的纖維。另一方面，當該比率超過95重量%時，亞油酸的含量不足，在這種情況下亦會油膜強度降低、產生絨毛。

此外，亞油酸和直鏈脂肪酸(a)的合計在全部直鏈脂肪酸中所占的重量比率為95重量%以上，較佳為96重量%以 上，更佳為97重量%。該比率未達95重量%時，不能得到充分的油膜強度，產生絨毛，無法得到高品質的纖維。

在全部直鏈脂肪酸中次亞麻油酸所占的重量比率較佳為2重量%以下，更佳為1重量%以下，又更佳為0.5重量%以下。當該重量比率超過2重量%時，處理劑的耐熱性惡化，產生輥污染，其結果係有產生絨毛、斷紗之虞。

又，各脂肪酸的重量比率可以使用氣相層析(SHIMADZU公司製造氣相層析-GC-2010、管柱：Agilent Technologies公司製造的DB-WAXETR)來進行定量。

此外，直鏈脂肪酸(a)可為飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸。直鏈脂肪酸(a)的碳原子數為14至22，又更佳為14至20。當碳原子數未達14時，則無法得到充分的油膜強度，產生絨毛。如果碳原子數超過22，則酯的平滑性不足，絨毛增加。

作為直鏈脂肪酸(a)，例如可以舉出：肉豆蔻酸、肉豆蔻油酸(myristoleic acid)、棕櫚酸、棕櫚油酸(palmitoleic acid)、硬脂酸、油酸、反式油酸(elaidic acid)、次亞麻油酸、二十碳烯酸、山萮酸等。

構成酯(A)的多元醇只要是二元以上的醇，就沒有特別限定。多元醇可以舉出：脂肪族多元醇、芳香族多元醇等。

作為脂肪族多元醇，可以舉出：乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6- 己二醇、新戊二醇、環己二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、丁四醇、二甘油、山梨醇酐、山梨醇、二(三羥甲基丙烷)、二季戊四醇、蔗糖等。

作為芳香族多元醇，可以舉出：雙酚A、雙酚Z、1,3,5-三羥基甲基苯等。

該等之中，從平滑性和因油膜強而減少絨毛的觀點而言，作為多元醇，較佳係2至4元醇，更佳係三元醇，又更佳係甘油、三羥甲基丙烷的脂肪族三元醇，特佳係甘油。如果是超過四元的醇，則有平滑性差，絨毛、斷紗增加，紗品質降低之虞。

酯(A)的碘價較佳為30至80，更佳為35至75，又更佳為40至75。當酯(A)的碘價未達30時，雖然能夠降低輥污染，但絨毛抑制效果會不充分。另一方面，當酯(A)的碘價超過80時，耐熱性惡化，其結果係絨毛、斷紗也會惡化。又，本發明的碘價係根據JIS K-0070進行測定。

酯(A)的酸價較佳為7以下，更佳為5以下，又更佳為3以下。當酯(A)的酸價超過7時，在熱處理時會大量地發煙、產生臭氣，而有造成使用環境惡化之情形。又，本發明的酸價係根據JIS K-0070進行測定。

酯(A)的羥值較佳為0.1至25，更佳為0.5至23，又更佳為1.0至20。當酯(A)的羥值未達0.1時，會有難以得到酯之情形。另一方面，當酯(A)的羥值超過25時，該處理劑作為平滑劑的作用會不充分，而有絨毛增加 之情形。又，本發明的羥值係根據JIS K-0070進行測定。

酯(A)的重量平均分子量較佳為500至1200，更佳為700至1000，又更佳為800至1000。當該重量平均分子量未達500時，油膜強度不充分，會有絨毛增加、熱處理時發煙增加之情形。另一方面，當該重量平均分子量超過1200時，平滑性不足絨毛變多，不僅不能得到高品質的纖維，還有在織造或編織步驟中品質變差之情形。又，本發明的重量平均分子量是使用TOSOH股份有限公司製造的高速凝膠滲透層析裝置HLC-8220GPC，以試樣濃度3mg/cc注入到昭和電工股份有限公司製造的分離管柱KF-402HQ、KF-403HQ，並根據用示差折射率檢測器測定的譜峰算出。

酯(A)通常使用市售的直鏈脂肪酸和多元醇，也可以使用以公知的方法合成而得到的物質。而且，也可以直接使用天然的果實、種子或者花等天然來源的天然酯之滿足酯(A)的結構的天然酯，視所需，也可以使用以公知的方法對天然酯進行精製，將精製後的酯進一步用公知的方法利用熔點差進行分離、再精製而得到的酯。酯(A)是天然酯或者由天然酯得到的酯，以未進行酯交換的酯為宜。詳細而言，作為酯(A)，較佳係是排除使脂肪酸與甘油反應而得到的合成酯、2種以上的天然酯(油脂)進行酯交換而得到的酯、混合天然酯、脂肪酸與甘油並無規地進行酯交換而得到的酯者。

[非離子表面活性劑(B)]

本發明的處理劑，除了需含有上述酯(A)，還需含有非離子表面活性劑(B)。藉由併用酯(A)和非離子表面活性劑(B)，提高處理劑的油膜強度，得到高的製紗性。非離子表面活性劑(B)可以單獨使用或2種以上併用。

從提高處理劑的油膜強度、得到高的製紗性的觀點而言，作為非離子表面活性劑(B)，較佳係必須包括：從含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯以及將含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯的至少一個羥基用脂肪酸封鏈後的酯中選出的至少一種非離子表面活性劑(B1)。

作為非離子表面活性劑(B1)以外的非離子表面活性劑，可以舉出：聚氧伸烷基多元醇醚、聚氧伸烷基多元醇脂肪酸酯、聚氧伸烷基脂肪族醇醚、聚烷二醇的脂肪酸酯、多元醇脂肪酸酯等。

(非離子表面活性劑(B1))

非離子表面活性劑(B1)在全體非離子表面活性劑(B)中所占的重量比率較佳為5至95重量%，更佳為8至93重量%，又更佳為10至91重量%。當該重量比率未達5重量%時，處理劑的油膜強度降低，絨毛增加，在乳液中使用本處理劑時穩定性會不足。另一方面，當該聚合比率超過95重量%時，有處理劑的平滑性不足，絨毛增加之情形。

作為非離子表面活性劑(B1)之一的含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯(以下，有時稱為聚羥基酯)，在結構上，是含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸和多元醇的酯，且在多元醇的羥基中有2個以上的羥基被酯化。由 此，含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯是具有複數個羥基的酯。

含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸係具有在脂肪酸的烴基上經由氧原子鍵結有聚氧伸烷基的結構，聚氧伸烷基之未與脂肪酸的烴基接合的一個末端為羥基。

作為聚羥基酯，例如可以舉出：碳原子數6至22(較佳係16至20)的羥基脂肪酸與多元醇的酯化物的環氧烷加成物。

作為碳原子數6至22的羥基脂肪酸，例如可以舉出：羥基辛酸、羥基癸酸、羥基月桂酸、羥基硬脂酸、蓖麻酸，較佳係羥基十八烷酸、蓖麻酸。作為多元醇，例如可以舉出：乙二醇、甘油、山梨醇、山梨醇酐、三羥甲基丙烷、季戊四醇等，較佳係甘油。作為環氧烷，可以舉出環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等碳原子數2至4的環氧烷。

環氧烷的加成莫耳數較佳為3至60，更佳為8至50。環氧乙烷在環氧烷中所占的比率較佳為50莫耳%以上，更佳為80莫耳%以上。

在加成2種以上的環氧烷的情況下，該等的加成順序沒有特別限定，加成型態可以為嵌段狀、無規狀之任意者。環氧烷的加成可以藉由公知的方法進行，惟通常是在鹼性催化劑的存在下進行。

聚羥基酯係例如可以藉由在通常條件下將多元醇和羥基脂肪酸(羥基單羧酸)進行酯化而得到酯化 物，接著使環氧烷與該酯化物進行加成反應從而製造。聚羥基酯也可以使用蓖麻油等天然來源的油脂或於其中添加有氫的硬化蓖麻油，再與環氧烷進行加成反應，從而適當地製造。

非離子表面活性劑(B1)也包括將上述聚羥基酯的至少一個羥基用脂肪酸封鏈後的酯。用於封鏈的脂肪酸的碳原子數較佳係6至24，更佳係12至18。脂肪酸中的烴基的碳原子數可以具有分佈，烴基可以為直鏈狀也可以具有分枝，可以為飽和或者不飽和，也可以具有多環結構。作為這樣的脂肪酸，例如可以舉出：月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、二十碳烯酸、山萮酸、二十四酸等。酯化的方法、反應條件等沒有特別限定，可以採用公知的方法、通常的條件。

作為非離子表面活性劑(B1)，例如硬化蓖麻油環氧乙烷加成物、蓖麻油環氧乙烷加成物、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物單油酸酯、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物二油酸酯、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物三油酸酯、蓖麻油環氧乙烷加成物三油酸酯、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物三硬脂酸酯、蓖麻油環氧乙烷加成物三硬脂酸酯；該等之中，從處理劑的相溶性、油膜強度、減少絨毛的觀點而言，較佳係硬化蓖麻油環氧乙烷加成物、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物三油酸酯、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物三硬脂酸酯。

(聚氧伸烷基多元醇醚)

聚氧伸烷基多元醇醚，是指具有相對於多元醇加成有 環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等環氧烷的結構的化合物。

作為多元醇，可以舉出：乙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二甘油、山梨醇酐、山梨醇、二(三羥甲基丙烷)、二季戊四醇、蔗糖等。該等之中，較佳係甘油、三羥甲基丙烷、蔗糖。

環氧烷的加成莫耳數，較佳為3至100，更佳為4至70，又更佳為5至50。此外，環氧乙烷在環氧烷中所占的比率較佳為50莫耳%以上，又更佳為80莫耳%以上。

聚氧伸烷基多元醇醚的重量平均分子量較佳為300至10000，更佳為400至8000，又更佳為500至5000。當該分子量未達300時，則會無法減少絨毛、斷紗的產生。另一方面，如果該分子量超過10000，則處理劑的磨擦變高，不僅無法減少絨毛、斷紗的產生，反而會使之惡化。

作為聚氧伸烷基多元醇醚，可以舉出：聚乙二醇、甘油環氧乙烷加成物、三羥甲基丙烷環氧乙烷加成物、季戊四醇環氧乙烷加成物、二甘油環氧乙烷加成物、山梨醇酐環氧乙烷加成物、山梨醇酐環氧乙烷環氧丙烷加成物、山梨醇環氧乙烷加成物、山梨醇環氧乙烷環氧丙烷加成物、二(三羥甲基丙烷)環氧乙烷加成物、二季戊四醇環氧乙烷加成物、蔗糖環氧乙烷加成物等，但是不限於此。

(聚氧伸烷基多元醇脂肪酸酯)

聚氧伸烷基多元醇脂肪酸酯，是指具有相對於多元醇加成有環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等環氧烷而得到的 化合物與脂肪酸形成酯鍵的結構之化合物。

作為多元醇，可以舉出：甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、丁四醇、二甘油、山梨醇酐、山梨醇、二(三羥甲基丙烷)、二季戊四醇、蔗糖等。該等之中，較佳係甘油、二甘油、山梨醇酐、山梨醇。

作為脂肪酸，可以舉出：月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻油酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、異十六酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反式油酸、亞油酸、次亞麻油酸、花生酸、二十碳烯酸、山萮酸、異二十二酸、芥酸、二十四酸(lignoceric acid)、異二十四酸(iso-tetracosanoic acid)等。

作為環氧烷的加成莫耳數，較佳為3至100，更佳係5至70，又更佳係10至50。此外，環氧乙烷在環氧烷中所占的比率較佳為50莫耳%以上，更佳為80莫耳%以上。

聚氧伸烷基多元醇脂肪酸酯的重量平均分子量較佳為300至7000，更佳為500至5000，又更佳為700至3000。當該分子量未達300時，則會有熱處理步驟發生發煙，環境惡化之情形。此外，會有無法減少斷紗的產生之情形。另一方面，如果該分子量超過7000，則處理劑的磨擦變高，會有不僅不能減少絨毛、斷紗的產生，反而惡化之情形。

作為聚氧伸烷基多元醇脂肪酸酯，可以舉出：甘油環氧乙烷加成物單月桂酸酯、甘油環氧乙烷加成物二月桂酸酯、甘油環氧乙烷加成物三月桂酸酯、三羥甲 基丙烷環氧乙烷加成物三月桂酸酯、山梨醇酐環氧乙烷加成物單油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷加成物二油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷加成物三油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷環氧丙烷加成物單油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷環氧丙烷加成物二油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷環氧丙烷加成物三油酸酯、山梨醇酐環氧乙烷環氧丙烷加成物三月桂酸酯、蔗糖環氧乙烷加成物三月桂酸酯等，但是不限於該等。

(聚氧伸烷基脂肪族醇醚)

聚氧伸烷基脂肪族醇醚是指具有相對於脂肪族一元醇加成有環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等環氧烷的結構的化合物。

作為聚氧伸烷基脂肪族醇醚，例如可以舉出：辛醇、2-乙基己醇、癸醇、月桂醇、十三醇、肉豆蔻醇、硬脂醇、異硬脂醇、油醇等脂肪族醇的環氧烷加成物。

作為環氧烷的加成莫耳數，較佳為1至100莫耳，更佳為2至70莫耳，又更佳為3至50莫耳。此外，環氧乙烷相對於全部環氧烷的比率較佳為20莫耳%以上，更佳為30莫耳%以上，又更佳為40莫耳%以上。

(聚烷二醇的脂肪酸酯)

聚烷二醇的脂肪酸酯是指具有聚乙二醇、聚環氧乙烷聚丙二醇與脂肪酸形成酯鍵的結構之化合物。聚烷二醇的重量平均分子量較佳為100至1000，更佳為150至800，又更佳為200至700。

作為聚烷二醇脂肪酸酯，可以舉出：聚乙 二醇單月桂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇單油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、聚乙二醇單硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙烯聚丙二醇單月桂酸酯、聚乙烯聚丙二醇二月桂酸酯、聚乙烯聚丙二醇單油酸酯、聚乙烯聚丙二醇二油酸酯等，但是不限於此。

(多元醇脂肪酸酯)

多元醇脂肪酸酯是具有由多元醇與脂肪酸形成酯鍵的結構之化合物，係排除上述多元醇脂肪酸酯(A)的化合物。

作為多元醇，可以舉出：乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、丁四醇、二乙二醇、二甘油、山梨醇酐、山梨醇、二(三羥甲基丙烷)、蔗糖等。該等之中，較佳係乙二醇、甘油、二甘油、山梨醇酐、山梨醇。

作為脂肪酸，可以舉出：月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻油酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、異十六酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、反式油酸、亞油酸、次亞麻油酸、結核菌硬脂酸(tuberculostearic acid)、異二十酸(iso-icosanoic acid)、鱈油酸(gadoleic acid)、二十碳烯酸、山萮酸、異二十二酸、芥酸、二十四酸等。

另外，該多元醇脂肪酸酯具有至少1個或2個以上羥基。

多元醇脂肪酸酯的重量平均分子量較佳為100至1000，更佳為200至800，又更佳為300至600。

作為脂肪酸酯，可以舉出：甘油單月桂酸酯、甘油二月桂酸酯、甘油單油酸酯、甘油二油酸酯、山 梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐二油酸酯、蔗糖單月桂酸酯、蔗糖二月桂酸酯等，但是不限於此。

[合成纖維用處理劑]

本發明的合成纖維用處理劑需含有上述酯(A)和非離子表面活性劑(B)。酯(A)在處理劑的不揮發成分中所占的重量比率較佳為10至70重量%，更佳為13至67重量%，又更佳為15至65重量%。當該重量比率未達10重量%時，會有不能充分減少絨毛的產生之情形。另一方面，當該聚合比率超過70重量%時，會有纖維集束性惡化、絨毛增加之情形。又，本發明的不揮發成分是指，在105℃下對處理劑進行熱處理以除去溶劑等並達到恒量時的絕乾(absolute dry)成分。

非離子表面活性劑(B)在處理劑中所占的重量比率較佳為15至65重量%，更佳為20至63重量%，又更佳為25至60重量%。當該重量比率未達15重量%時，會有處理劑的油膜強度降低、絨毛增加之情形。另一方面，當該重量比率超過65重量%時，會有酯成分的使用量減少而平滑性不足、絨毛增加之情形。

為了進一步發揮本發明的效果，酯(A)和非離子表面活性劑(B)的合計在處理劑中所占的重量比率較佳為30重量%以上，更佳為35重量%以上，又更佳為40重量%以上。

(其他成分)

對於本發明的合成纖維用處理劑，為了處理劑的乳 化、輔助對纖維的附著性、從纖維水洗掉處理劑、對纖維賦予抗靜電性、潤滑性、集束性等，也可以含有上述非離子表面活性劑(B)以外的表面活性劑。作為這樣的表面活性劑，可以舉出：烷基磷酸酯的金屬鹽或胺鹽、聚氧伸乙基烷基磷酸酯的金屬鹽或胺鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸皂等陰離子性表面活性劑；烷基胺鹽、烷基咪唑啉鹽、季銨鹽等陽離子性表面活性劑；月桂基二甲基甜菜鹼、硬脂基二甲基甜菜鹼等兩性表面活性劑等。該等表面活性劑可以單獨使用也可以2種以上併用。含有該等表面活性劑時，表面活性劑在處理劑的非揮發成分中所占的重量比率沒有特別限定，較佳為0.01至15重量%，更佳為0.1至10重量%。又，在此所謂的表面活性劑的重量平均分子量係未達1000者。

從提高耐熱性的觀點而言，本發明的合成纖維用處理劑還可以含有烷基磺酸鹽。作為烷基磺酸鹽，例如可以舉出：日本特開平8-120564號公報中記載的由式[I]表示的烷基磺酸鹽等。烷基磺酸鹽可以單獨使用，也可以2種以上併用。含有烷基磺酸鹽時，烷基磺酸鹽在處理劑的不揮發成分中所占的重量比率沒有特別限定，較佳為0.5至5.0重量%，更佳為1.5至4.0重量%。

此外，為了賦予耐熱性，本發明的合成纖維用處理劑還可以含有抗氧化劑。作為抗氧化劑，可以舉出：苯酚類、硫類、亞磷酸酯類等公知的物質。抗氧化劑可以單獨使用或者2種以上併用。在含有抗氧化劑時，抗 氧化劑在處理劑的不揮發成分中所占的重量比率沒有特別限定，較佳為0.1至5重量%，更佳係0.1至3重量%。

此外，本發明的合成纖維用處理劑還可以含有原液穩定劑(例如，水、乙二醇、丙二醇)。原液穩定劑在處理劑中所占的重量比率較佳為0.1至30重量%，更佳為1至20重量%。

此外，在不損害本發明的效果的範圍內，本發明的合成纖維用處理劑也可以含有硫代二丙酸與脂肪族醇的二酯化合物。

硫代二丙酸與脂肪族醇的二酯化合物是具有抗氧化能力的成分。藉由使用該二酯化合物，能夠提高處理劑的耐熱性。可以單獨使用或者2種以上併用。構成該二酯化合物的硫代二丙酸的分子量較佳為400至1000，更佳為500至900，又更佳為600至800。構成該二酯化合物的脂肪族醇可以為飽和也可以為不飽和。此外，脂肪族醇可以是直鏈狀，也可以具有分枝結構，但較佳係具有分枝結構者。脂肪族醇的碳原子數較佳為8至24，更佳為12至24，又更佳為16至24。作為脂肪族醇，例如可以舉出：辛醇、2-乙基己醇、癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、異鯨蠟醇、油醇和異硬脂醇等，該等之中，較佳係油醇、異硬脂醇。

本發明的合成纖維用處理劑可以由只包含不揮發成分的上述成分構成，也可以由不揮發成分和原液穩定劑構成，亦可以是用低黏度礦物油稀釋不揮發成分者，也可以是將不揮發成分於水中乳化而得的水系乳液。 當本發明的合成纖維用處理劑是將不揮發成分乳化於水中而得的水系乳液時，不揮發成分的濃度較佳為5至35重量%，更佳為6至30重量%。從均勻地賦予至纖維材料的觀點而言，用低黏度礦物油稀釋不揮發成分後處理劑的黏度(30℃)較佳為3至120mm²/s，又更佳係5至100mm²/s。

本發明的合成纖維用處理劑的製造方法沒有特別限定，可以採用公知的方法。合成纖維用處理劑係以任意或特定的順序添加混合構成處理劑的上述各成分來製造。

[合成纖維長絲紗的製造方法和纖維結構物]

本發明的合成纖維長絲紗的製造方法包括對原料合成纖維長絲紗賦予本發明的合成纖維用處理劑的步驟。賦予步驟沒有特別限定，可以使用公知的方法。通常，係在原料合成纖維長絲紗的紡紗步驟中賦予合成纖維用處理劑。賦予處理劑之後，藉由熱輥進行延伸、熱定型，捲收。如此，在賦予處理劑後，在不進行暫時捲收而是具有進行熱延伸的步驟時，可適合使用本發明的合成纖維用處理劑。熱延伸時的溫度，舉例的話，就聚酯、尼龍而言，如果是工業材料用，則估計為210至260℃，如果是衣料用，則估計為110至180℃。

賦予原料合成纖維長絲紗時的合成纖維處理劑如前前述，可以舉出：只含有不揮發成分的處理劑、經低黏度礦物油稀釋不揮發成分的處理劑、或者在水中將不揮發成分乳化而得的水系乳液處理劑等。作為賦予方法，沒有特別 限定，可以舉出：導軌供油、輥供油、浸泡供油、噴霧供油等。該等之中，從容易管理賦予量的觀點而言，較佳係導軌供油、輥供油。

相對於原料合成纖維長絲紗，合成纖維用處理劑的不揮發成分的賦予量較佳為0.05至5重量%，更佳為0.1至3重量%，又更佳為0.1至2重量%。當未達0.05重量%時，會有無法發揮本發明的效果之情形。另一方面，當超過5重量%時，會有處理劑的不揮發成分容易脫落在紗道上，熱輥上的焦油顯著增加，進而影響絨毛、斷紗之情形。

作為(原料)合成纖維長絲紗，可以舉出：聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚烯烴纖維等合成纖維的長絲紗。本發明的合成纖維用處理劑適合聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚烯烴纖維等合成纖維。作為聚酯纖維，可以舉出：以對苯二甲酸乙二酯為主要結構單元的聚酯(PET)、以對苯二甲酸丙二酯為主要結構單元的聚酯(PTT)、以對苯二甲酸丁二酯為主要結構單元的聚酯(PBT)、以乳酸為主要結構單元的聚酯(PLA)等，作為聚醯胺纖維，可以舉出：尼龍6、尼龍66等，作為聚烯烴纖維，可以舉出：聚丙烯、聚乙烯等。作為合成纖維長絲紗的製造方法，沒有特別限定，可以採用公知的方法。

(纖維結構物)

本發明的纖維結構物是含有用上述本發明的製造方法得到的合成纖維長絲紗者。具體而言，是使用經賦予本發 明的合成纖維用處理劑的合成纖維長絲紗，利用噴水式織機(water-jet loom)、噴氣式織機(air-jet loom)或劍桅式織機(rapier loom)織出的紡織品以及使用圓編機、經編機或緯編機編出的編織品。此外，纖維結構物的用途可以舉出：輪胎簾布股線(tire cord)、安全帶、氣囊、漁網、繩索等的工業材料、衣料用途等。製造紡織品、編織品的方法，沒有特別限定，可以採用公知的方法。

[實施例]

以下，根據實施例來說明本發明。本發明不限於在此記載的實施例。又，文中和表中的“%”意指“重量%”。

[實施例1至9、比較例1至9] (實施例1、7、9、比較例1、2的處理劑)

混合表4、5中記載的成分，攪拌至均勻，製備處理劑。將所製備的處理劑用碳原子數12至15的低黏度礦物油稀釋，製備不揮發成分濃度為70重量%的處理劑。

(實施例2至6、8、比較例3至9的處理劑)

混合表4、5中記載的成分，攪拌至均勻，製備處理劑。將所製備的處理劑緩緩投入到攪拌下的離子交換水中。投入後，攪拌60分鐘直至達到均勻狀態，製備不揮發成分濃度為18重量%的處理劑(O/W型乳液狀態)。

使用上述製備的各處理劑，以後述方法評估輥污染、絨毛、斷紗。又，表4至6中的數字表示處理劑的不揮發成分的重量份。此外，將表4至6中的酯(A)、 酯的詳細情況示於表1、2，將其他成分的詳細情況示於表3。

表1、2表示構成酯的直鏈脂肪酸的重量比率、構成酯的多元醇(Gly：甘油、TMP：三羥甲基丙烷、PE：季戊四醇)、酯的碘價、羥值、酸價、重量平均分子量。作為酯，係使用將天然來源的酯藉由公知的方法進行精製者，或使用將精製後的酯進一步藉由公知的方法利用熔點差分離、進行再精製而得到的通常市售的酯(酯A-1、A-2、X-1、X-8)，或者使用藉由公知的方法用通常市售的直鏈脂肪酸和多元醇進行合成而得者(酯A-3至A-8、X-2至X-7、X-9至X-11)。雖然列舉了使用下述合成方法的例子，但製備方法並沒有特別限定。此外，表1、2中的C後面的數字表示直鏈脂肪酸的碳原子數，F後面的數字表示直鏈脂肪酸中的雙鍵數。

將精製甘油9.8份、亞油酸(日油製亞油酸90)13.5份、油酸(日油製NAA-34)36.1份、硬脂酸(日油製NAA-180)40.6份進行混合，並混合對甲苯磺酸1.0份作為反應催化劑。在氮氣氣流下，升溫到210℃，反應1小時。接著，升溫到250℃後反應8小時。從反應後的酯中除去反應催化劑、未反應的脂肪酸，得到碘價60、酸價0.7、羥值5.2的酯A-6。

(輥污染)

對於1000丹尼(denier)、96長絲(filament)的無供油聚酯長絲(原絲)使用導軌供油法，以使不揮發成分的賦予量 達到0.6重量%之方式賦予上述製備的處理劑，並在溫度25℃、濕度65%的氣體環境下放置48小時，調節濕度。

藉由走紗法磨擦試驗機(Toray Engineering公司製造)使經調節濕度的原絲與250℃的磨擦體(梨面鍍鉻、直徑5cm)接觸，以負重500g、走紗速度200m/分鐘走紗24小時，用下述條件判定附著在磨擦體上的污染，評估輥污染。其結果示於表4、5。

○：沒有看到焦油化物，或焦油化物極少

×：看到明顯的焦油化物

(斷紗、絨毛)

在熔融紡紗步驟中，對於將聚酯聚合物熔融紡絲、冷卻固化而得的紗線使用導軌供油法，以使不揮發成分的賦予量達到0.6重量%之方式賦予上述製備的處理劑。

經賦予處理劑後的紗線不進行暫時捲收而是連續地進行延伸，並經由250℃的熱輥，延伸為5.1倍，得到1000丹尼、96長絲的聚對苯二甲酸乙二酯複絲。經延伸、熱定型的紗線係被卷起，而在快要卷起之前令紗線交織(interlace)，使長絲相互集束。交織係藉由噴嘴噴射高壓流體來進行，例如噴射高壓空氣。對於絨毛、斷紗，係藉由下述條件進行評估。其結果示於表4、5。

斷紗：對於各處理劑，用每1噸原紗的斷紗次數進行評估，少於1次為○，1次以上為×。

絨毛：用絨毛計數器檢查附著有各處理劑的紗的絨毛數，每百萬m的值少於1個為○，1個以上為×。

[實施例10至13、比較例10至16]

混合表6中記載的成分，攪拌到均勻，製備處理劑。將所製備的處理劑緩緩投入到攪拌下的離子交換水中。投入後，攪拌60分鐘，直到成為均勻狀態，製備不揮發成分濃度為16重量%的處理劑(O/W型乳液狀態)。使用所製備的處理劑，以後述方法，評估輥污染、絨毛、斷紗。

(輥污染)

以噴嘴供油法，對75丹尼、36長絲的無供油聚酯長絲(原絲)賦予上述所製備的處理劑，以使不揮發成分的賦予量達到0.7重量%之方式，在溫度25℃、濕度65%的氣體環境下放置48小時，調節濕度。

藉由走紗法磨擦試驗機(Toray Engineering公司製造)使經調節濕度的原絲與150℃的磨擦體(梨面鍍鉻、直徑5cm)接觸，以負重20g、走紗速度200m/分鐘走紗24小時，以下述條件判定附著在磨擦體上的污染，評估輥污染。其結果示於表6。

○：沒有看到焦油化物，或者極少

×：看到明顯的焦油化物

(斷紗、絨毛)

在熔融紡絲步驟中，使用噴嘴供油法，對將聚酯聚合物熔融紡絲、冷卻固化而得到的紗線以使不揮發成分的賦予量達到0.7重量%之方式賦予上述所製備的處理劑。

經賦予處理劑的紗線不進行暫時捲收而是連續地進行延伸，經由150℃的熱輥延伸為2.6倍，得到75丹尼、36 長絲的聚對苯二甲酸乙二酯複絲。延伸、熱定型後的紗線係被卷起，而在快要卷起之前令紗線交織，使長絲相互集束。交織係藉由噴嘴噴射高壓流體例如高壓空氣來進行。對於絨毛、斷紗，藉由下述條件進行評估，其結果示於表6。

斷紗：對各處理劑，用每1噸原絲的斷絲次數進行評估，少於1次為○，1次以上為×。

絨毛：用絨毛計數器檢查附著有各處理劑的紗的絨毛數，每百萬m的值少於1個為○，1個以上為×。

由表4至6可知，本發明的實施例1至13顯著降低斷紗、絨毛的發生。而且，輥污染少、耐熱性優 異、不使生產環境惡化。另一方面，比較例1至16中，斷紗評估、絨毛評估、輥評估中至少一者為差，而非能滿足所有評估者。

(產業上之可利用性)

本發明的合成纖維處理劑適於用在防水布(Tarpaulin)、輪胎簾布股線、安全帶、安全氣囊、漁網、繩索等工業材料、紡織品、編織品等衣料等所使用的合成纖維長絲紗。

Claims (10)

1. 一種合成纖維用處理劑，其需含有：具有由多元醇與直鏈脂肪酸形成酯鍵的結構之酯(A)，以及非離子表面活性劑(B)；其中，前述直鏈脂肪酸包含亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸，在全部的直鏈脂肪酸中，亞油酸所占的比率為5至20重量%，亞油酸和除了亞油酸之外的碳原子數為14至22的直鏈脂肪酸的合計所占的重量比率為95重量%以上，次亞麻油酸所占的重量比率為2重量%以下。
2. 如申請專利範圍第1項所述的合成纖維用處理劑，其中，前述酯(A)的碘價為30至80。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的合成纖維用處理劑，其中，在處理劑的不揮發成分中，前述酯(A)所占的重量比率為10至70重量%，前述非離子表面活性劑(B)所占的重量比率為15至65重量%。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的合成纖維用處理劑，其中，前述多元醇為三元醇。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述的合成纖維用處理劑，其中，前述酯(A)的重量平均分子量為500至1200。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述的合成纖維用處理劑，其中，前述非離子表面活性劑(B)包含從含有聚氧伸烷基的羥基脂肪酸多元醇酯以及將該多元醇酯的至少一個羥基用脂肪酸封鏈後的酯中選出的至少一種非離子表面活性劑(B1)。
7. 如申請專利範圍第6項所述的合成纖維用處理劑，其中，前述非離子表面活性劑(B1)在前述非離子表面活性劑(B)全體中所占的重量比率為5至95重量%。
8. 一種合成纖維長絲紗，其係於原料合成纖維長絲紗賦予申請專利範圍第1至7項中任一項所述的合成纖維用處理劑而得者。
9. 一種合成纖維長絲紗的製造方法，其係包含對原料合成纖維長絲紗賦予申請專利範圍第1至7項中任一項所述的合成纖維用處理劑的步驟。
10. 一種纖維結構物，其係包含申請專利範圍第8項所述的合成纖維長絲紗及/或藉由申請專利範圍第9項的製造方法得到的合成纖維長絲紗。