合成纤维用处理剂及其用途的制作方法

文档序号:12580078阅读:521来源:国知局

本发明涉及合成纤维用处理剂及其用途。更详细来说,涉及包装的外观(卷曲形状)良好、因此纤维的解舒性优异的合成纤维用处理剂、使用了该处理剂的合成纤维长丝纱线以及假捻加工纱的制造方法。



背景技术:

近年来,合成纤维的生产进一步高速化,另一方面,低纤度(denier)化后的合成纤维、多纤维化后的合成纤维、以及异形截面化后的合成纤维等新形态的合成纤维的生产有逐渐增加的倾向。

通常来说,合成纤维用处理剂以平滑剂作为主体,由乳化剂、抗静电剂等构成。现有的合成纤维用处理剂在乳化剂和抗静电剂等方面特别下功夫,能够某种程度上抑制加热器污染、绒毛断纱、静电产生(专利文献1和专利文献2)。

但是,对于赋予现有的合成纤维用处理剂而成的合成纤维,在合成纤维的制造工序的最后工序中,在将纱卷成线轴状(チーズ状)包装时,筒子纱滑落、产生蛛网(日语:綾落),凸边变大,存在包装外观变差的倾向。

此外,如果对外观差的包装进行解舒并供给到下一个工序,则该解舒不能顺畅进行,存在断纱发生频率增加的倾向。此外,在对因纤维处理剂的影响而被坚实地紧固的包装进行解舒的情况下,成为单层纱(日语:単巻き)、断纱的原因。

这样,现有的合成纤维用处理剂中尚不存在包装外观和解舒性同时优异的处理剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-70420号公报

专利文献2:日本特开2009-13553号公报



技术实现要素:

发明欲解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种包装外观和解舒性优异的合成纤维用处理剂。此外,还提供使用了该合成纤维用处理剂的合成纤维长丝纱线、合成纤维的制造方法。

用于解决问题的技术手段

本发明人反复进行深入研究,结果发现,只要是包含特定的聚氧亚烷基烷基醚(A)、并呈现特定的运动粘度的合成纤维用处理剂,就可以解决上述课题,至此完成了本发明。

即,本发明的合成纤维用处理剂,是含有由下述通式(1)表示的聚氧亚烷基烷基醚(A)的合成纤维用处理剂,所述处理剂的不挥发成分的浓度为10重量%的水溶液在25℃时的运动粘度为2.0~3.0mm2/s,

R1O-[(PO)a/(EO)b]-H (1)

其中,R1表示碳原子数为14或15的支链烷基;PO表示氧亚丙基,EO表示氧亚乙基;a和b表示各自的平均加成摩尔数,a=1~100、b=1~100;[(PO)a/(EO)b]是a摩尔PO与b摩尔EO进行无规加成而成的聚氧亚烷基。

优选还含有由下述通式(2)所示的聚醚(B)。

R2O-[(PO)c/(EO)d]-H (2)

其中,R2表示氢原子、碳原子数为1~13或16~24的支链烷基、或者碳原子数1~24的直链烷基;PO表示氧亚丙基,EO表示氧亚乙基;c和d表示各自的平均加成摩尔数,c=1~100、d=1~100;[(PO)c/(EO)d]是c摩尔PO与d摩尔EO进行无规加成而成的聚氧亚烷基。

优选所述聚氧亚烷基烷基醚(A)和所述聚醚(B)的利用凝胶渗透色谱(GPC)测定算出的分子量为200~12000。

优选所述聚氧亚烷基烷基醚(A)和所述聚醚(B)在处理剂的不挥发成分中所占的合计重量比例为3~99重量%。

优选所述合成纤维用处理剂还含有从含P原子的阴离子表面活性剂和含S原子的阴离子表面活性剂中选出的至少一种。

优选所述合成纤维用处理剂还含有改性有机硅。

优选所述合成纤维用处理剂是摩擦假捻用。

本发明的合成纤维长丝纱线是使上述合成纤维用处理剂附着于(原料)合成纤维长丝纱线而成。

本发明的假捻加工纱的制造方法包括上述合成纤维长丝纱线进行加热,以进行延伸,并进行假捻加工的工序。

发明效果

本发明的合成纤维用处理剂的包装外观和解舒性优异,因此,被赋予了该处理剂的合成纤维长丝纱线的包装外观和解舒性优异。本发明的假捻加工纱的制造方法使用该合成纤维长丝纱线,因此包装外观和解舒性优异。

具体实施方式

针对本发明的合成纤维用处理剂,以下进行详细说明。

[合成纤维用处理剂]

本发明的合成纤维用处理剂的特征在于,含有由上述通式(1)表示的聚氧亚烷基烷基醚(A),并且在25℃时10%浓度水溶液的运动粘度为2.0~3.0mm2/s。

一般来说,合成纤维用处理剂通常在合成纤维长丝的纺纱工序或延伸工序中赋予,并采用利用辊或喷嘴等向被高速纺纱的(原料)合成纤维长丝供给(oiling,供油)仅由不挥发成分构成的处理剂、或将不挥发成分用低粘度矿物油稀释后的处理剂、或将不挥发成分在水中乳化后的水系处理剂的方法。

使用本发明的合成纤维用处理剂时,本申请的课题即包装外观和解舒性优异的理由尚无定论,推测如下。

由于本发明的合成纤维用处理剂的水溶液的运动粘度较低,因此,无论辊供油或喷嘴供油中涉及的辊和导引件的材质如何,水溶液都能够顺畅地向高速移动(日语:走行)的纱转移,并且,即使在不与辊或喷嘴接触的侧面,水溶液也能均匀浸透。因此,处理剂快速均匀地附着在纤维上,因此,纤维制造工序中的工序通过性优异,在卷绕成包装的工序中纱也丝毫不产生混乱。

对于本发明的合成纤维用处理剂,上述处理剂的不挥发成分浓度为10重量%的水溶液在25℃时的运动粘度是2.0~3.0mm2/s,优选2.0~2.9mm2/s,更优选2.0~2.8mm2/s,进一步优选2.1~2.7mm2/s,特别优选2.1~2.6mm2/s。如果小于2.0mm2/s,则处理剂的粘度变得过低,在供油工序中会发生处理剂的飞散。另一方面,如果超过3.0mm2/s,则可能无法快速均匀地附着在纤维上,因此包装外观变差。

需要说明的是,上述处理剂的不挥发成分浓度为10重量%的水溶液是指,包含离子交换水90重量份和处理剂的不挥发成分10重量份,且被溶解或乳化后的状态的水溶液。外观为透明的情况居多,但是也可以是半透明。

需要说明的是,本发明的不挥发成分是指,在105℃下对处理剂进行热处理,除去溶剂等挥发成份,达到恒量时的绝干成分。

运动粘度的测定如下进行:将约10g试样放入坎农-芬斯克(Cannon-Fenske)粘度计中,在已将温度调节到25℃的恒温槽中保持15分钟。然后,测定试样通过粘度计的标线之间的流出时间(秒),将该流出时间乘以粘度计系数后的值作为运动粘度。

本发明的处理剂的10%浓度的pH优选为5.5~8.0,更优选6.0~7.8,进一步优选6.2~7.5。在小于5.5或超过8.0时,存在处理剂分解的情况。

本发明的处理剂的10%浓度水溶液的透过率优选为95%以上,更优选97%以上,进一步优选98%以上。优选的上限值为100%。在小于95%时,水溶液缺乏稳定性,储藏时水溶液可能分离,因此不能够均匀附着,无法得到本申请的效果。

在本发明的合成纤维用处理剂中,必须含有由后述通式(1)表示的聚氧亚烷基烷基醚(A)。

上述聚氧亚烷基烷基醚(A)在上述处理剂的不挥发成分中所占的重量比例优选为2~98重量%,更优选10~80重量%,进一步优选15~70重量%,最优选20~60重量%。如果不足2重量%,则水溶液的运动粘度不会降低,因此存在无法提高包装外观和解舒性的情况,如果超过98重量%,则导致纤维对金属间摩擦增大,牵扯到绒毛、断纱的增加。

后述的聚氧亚烷基烷基醚(A)和后述的聚醚(B)在处理剂的不挥发成分中所占的合计重量比例的下限值优选为3重量%,更优选为20重量%,进一步优选为50重量%,特别优选为70重量%。如果不足3重量%,则纤维对纤维间的摩擦增大,存在无法提高包装外观和解舒性的情况。

后述的聚氧亚烷基烷基醚(A)和后述的聚醚(B)在处理剂的不挥发成分中所占的合计重量比例的上限值优选为100重量%,更优选为99重量%以下,进一步优选为97重量%以下,特别优选为95重量%以下,最优选为90重量%以下。

(聚氧亚烷基烷基醚(A))

聚氧亚烷基烷基醚(A)(以下,称为烷基醚(A))是本发明的必需成分。上述烷基醚(A)的结构由上述通式(1)表示。

通式(1)中,R1表示碳原子数14或15的支链烷基。如果是13以下和16以上的支链烷基或者14或15的直链烷基,则无法得到适当的处理剂运动粘度,因此无法得到本申请的效果。

a表示聚氧亚丙基的平均加成摩尔数,是1~100,优选为3~80,更优选为5~60,进一步优选为8~40,特别优选为10~30。如果不足1,则熔点上升,因此操作性差。另一方面,如果超过100,则纤维处理剂的摩擦变高,工序通过性降低,包装外观变得不佳。

b表示聚氧亚乙基的平均加成摩尔数,是1~100,优选为5~80,更优选10~60,进一步优选15~40,特别优选20~30。如果不足1,则亲水性降低,乳化能力变差,因此合成纤维用处理剂的水溶液稳定性差。另一方面,如果超过100,则纤维处理剂的摩擦增大,工序通过性降低,包装外观变得不佳。

[(PO)a/(EO)b]表示a摩尔PO与b摩尔EO无规加成而成的聚氧亚烷基,是包括以下方式的概念。

(方式1)

在首先仅加成b1摩尔EO之后,使a摩尔PO与(b-b1)摩尔EO比率以一定的比率进行加成。

(方式2)

在首先仅加成b1摩尔EO之后,使a摩尔PO与(b-b1)摩尔EO比率以下述条件1变化,同时进行加成。

(方式3)

在首先仅加成b1摩尔EO之后,使a摩尔PO与(b-b1)摩尔EO比率以下述条件2变化,同时进行加成。

b1优选1~10,更优选1~6,进一步优选2~4。如果超过10,则EO比率降低,水溶液的运动粘度上升,导致可能无法得到本发明的效果。

(方式4)

在首先仅加成a1摩尔PO之后,使(a-a1)摩尔PO与b摩尔EO比率以一定比率加成。

(方式5)

在首先仅加成a1摩尔PO之后,使(a-a1)摩尔PO与b摩尔EO比率以下述条件1变化,同时进行加成。

(方式6)

在首先仅加成a1摩尔PO之后,使(a-a1)摩尔PO与b摩尔EO比率以下述条件2变化,同时进行加成。

a1优选1~10,更优选1~6,进一步优选2~4。如果超过10,则PO比率增加,水溶液的稳定性变差,因此可能无法得到本发明的效果。

(方式7)

使a摩尔PO与b摩尔EO比率以一定的比率加成。

(方式8)

使a摩尔PO与b摩尔EO比率以下述条件1变化,同时进行加成。

(方式9)

使a摩尔PO与b摩尔EO比率以下述条件2变化,同时进行加成。

其中,本发明的[(PO)a/(EO)b]不包括下述的方式10。

(方式10)

(1)首先,加成b'摩尔EO。(2)使a”摩尔PO与b”摩尔EO比率以一定比率加成。(3)仅加成b”'摩尔EO。

条件1

一种环氧烷加合物的制造方法,当以环氧乙烷和环氧丙烷的供给开始时为T0、以环氧乙烷和环氧丙烷的供给结束时为T100、且T0与T100之间的时间T1和T2存在T0<T1<T2<T100和(T2-T1)/T100=0.01的关系时,

将在T0、T100、T1、T2的各个时间点供给的环氧乙烷与环氧丙烷的重量比作为[PO/EO]T0、[PO/EO]T100、[PO/EO]T1和[PO/EO]T2,且同时满足下述数学式(B)~(D)。

0<[PO/EO]T0<1 (B)

1<[PO/EO]T100<100 (C)

0.8<[PO/EO]T2/[PO/EO]T1<10 (D)

条件2

一种环氧烷加合物的制造方法,当以环氧乙烷和环氧丙烷的供给开始时为T0、以环氧乙烷和环氧丙烷的供给结束时为T100、且T0与T100之间的时间T1和T2存在T0<T1<T2<T100和(T2-T1)/T100=0.01的关系时,

将T0、T100、T1、T2的各个时点供给的环氧乙烷与环氧丙烷的重量比作为[EO/PO]T0、[EO/PO]T100、[EO/PO]T1和[EO/PO]T2,且同时满足下述数学式(B)'~(D)'。

0<[EO/PO]T0<1 (B)′

1<[EO/PO]T100<100 (C)′

0.8<[EO/PO]T2/[EO/PO]T1<10 (D)′

在方式1~3中,首先仅加成EO,因此,与方式4~6相比,通过使作为亲水基的EO直接加成在烷基上,从而亲水性增加,因此,合成纤维用处理剂的水溶液稳定性优异。因此,处理剂均匀附着于纤维,从而容易发挥本发明的效果。

在方式4~6中,首先仅加成PO,因此,与方式1~3相比,通过使作为疏水基的PO直接加成在烷基上,从而润湿性变良好,因此具有容易均匀附着的特点。

在方式7中,能够以任意比率设定PO与EO,由此比较容易控制烷基醚(A)的熔点、浊点、分子量、粘度这样的物性。此外,合成中的PO与EO的比率通常是一定的,由此能够缩短合成所需要的时间。

在方式2、方式5和方式8中,越接近烷基醚(A)的末端羟基侧,PO比率越上升,因此增加了纤维间摩擦,包装外观变良好。

在方式3、方式6和方式9中,越接近烷基醚(A)的末端羟基侧,EO比率越上升,因此,导致纤维对金属间摩擦降低,牵扯到绒毛和断纱的减少。

方式10中,由于无规体以亲水性EO和亲水性EO封链,或者由于表面张力高、水溶液的运动粘度也变高,因此包装的外观难以变好。

根据测定上述烷基醚(A)的13C-NMR谱和1H-NMR谱而得到的图表,读取下述分别定义的NPO-PO、NPO2、NEO-R、NR、NEO-OH、NPO-OH、N1OH和N2OH

NPO-PO:属于形成PO-PO键后的PO的伯碳的13C-NMR谱的积分值的和

NPO2:属于PO的仲碳的13C-NMR谱的积分值的和

NEO-R:属于直接与R基形成醚键后的EO的碳的13C-NMR谱的积分值的和

NR:属于R基的α位碳的13C-NMR谱的积分值的和

NEO-OH:属于与末端羟基直接成键的EO的碳的13C-NMR谱的积分值的和

NPO-OH:属于直接与末端羟基成键的PO的碳的13C-NMR谱的积分值的和

N1OH:属于伯羟基的已成键的亚甲基的质子的1H-NMR谱的积分值的和

N2OH:属于仲羟基的已成键的亚甲基的质子的1H-NMR谱的积分值的和

然后,针对将得到的读取值分别代入下述算式(I)~(IV):

Er(%)=100×NPO-PO/(NPO-PO+NPO2) (I)

EEO-R(%)=100×NEO-R/NR (II)

EEO-OH(%)=100×NEO-OH/(NEO-OH+NPO-OH) (III)

EOH(%)=100×N2OH/(N1OH+N2OH) (IV)

而得到的无规化指数Er、直接与R基成键的氧亚乙基的百分率EEO-R、直接与末端羟基成键的氧亚乙基的百分率EEO-OH以及端羟基的2级化(仲羟基化)率EOH的参数,聚氧亚烷基烷基醚(A)的各方式优选分别满足下述内容。

(方式1)

优选1≤Er≤45、EEO-R=100、26≤EEO-OH≤74和26≤EOH≤74,更优选10≤Er≤35、EEO-R=100、40≤EEO-OH≤70和38≤EOH≤70。

(方式2)

优选1≤Er≤45、EEO-R=100、1≤EEO-OH≤49和51≤EOH≤99,更优选10≤Er≤35、EEO-R=100、10≤EEO-OH≤40和65≤EOH≤95。

(方式3)

优选1≤Er≤45、EEO-R=100、51≤EEO-OH≤99和1≤EOH≤49,更优选10≤Er≤35、EEO-R=100、65≤EEO-OH≤95和10≤EOH≤40。

(方式4)

优选1≤Er≤45、EEO-R=0、26≤EEO-OH≤74和26≤EOH≤74,更优选10≤Er≤35、EEO-R=0、40≤EEO-OH≤70和38≤EOH≤70。

(方式5)

优选1≤Er≤45、EEO-R=0、1≤EEO-OH≤49和51≤EOH≤99,更优选10≤Er≤35、EEO-R=0、10≤EEO-OH≤40和65≤EOH≤95。

(方式6)

优选1≤Er≤45、EEO-R=0、51≤EEO-OH≤99和1≤EOH≤49,更优选10≤Er≤35、EEO-R=0、65≤EEO-OH≤95和10≤EOH≤40。

(方式7)

优选1≤Er≤45、26≤EEO-R≤74、26≤EEO-OH≤74和26≤EOH≤74,更优选10≤Er≤35、38≤EEO-R≤50、40≤EEO-OH≤70和38≤EOH≤70。

(方式8)

优选1≤Er≤45、51≤EEO-R≤99、1≤EEO-OH≤49和51≤EOH≤99,更优选10≤Er≤35、65≤EEO-R≤95、10≤EEO-OH≤40和65≤EOH≤95。

(方式9)

优选1≤Er≤45、1≤EEO-R≤49、51≤EEO-OH≤99和1≤EOH≤49,更优选10≤Er≤35、10≤EEO-R≤35、65≤EEO-OH≤95和10≤EOH≤40。

上述烷基醚(A)的重均分子量为200~12000,优选500~5000,特别优选1000~3000。重均分子量不足200的情况下,在假捻加工工序中进行热处理时,由于低分子量而产生发烟,可能成为加热器污染的原因。在重均分子量超过12000的情况下,由于高分子量造成的粘度增大,从而在将处理剂附着到合成纤维后,动摩擦系数增大,存在包装外观不够的情况。

需要说明的是,重均分子量是指,使用Tosho公司制造的高速凝胶渗透色谱装置HLC-8220GPC,以试样浓度3mg/cc注入昭和电工株式会社制造的分离柱KF-402HQ、KF-403HQ,并使用RI检测器测出的最大峰值。

[烷基醚(A)的制造方法]

作为烷基醚(A)的制造方法,没有特别限定,能够采用公知的方法。例如,本发明的聚氧亚烷基烷基醚的制造方法是,对下述由通式(A)表示的醇,按照上述(方式1)~(方式9),如下地进行制造。

R3OH(A)

(其中,式中,R3表示碳原子数14或15的支链烷基。)

(方式1)

对于仅供给b1摩尔环氧乙烷进行加成反应的工序(以下,称为第一段)、以及在第一段之后供给a摩尔环氧丙烷和(b-b1)摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(以下,称为第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式2)

对于仅供给b1摩尔环氧乙烷进行加成反应的工序(第一段)、以及在第一段之后按照条件1供给a摩尔环氧丙烷和(b-b1)摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式3)

对于仅供给b1摩尔环氧乙烷进行加成反应的工序(第一段)、以及在第一段之后按照条件2供给a摩尔环氧丙烷和(b-b1)摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式4)

对于仅供给a1摩尔环氧丙烷进行加成反应的工序(第一段)、以及在第一段之后供给(a-a1)摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式5)

对于仅供给a1摩尔环氧丙烷进行加成反应的工序(第一段)、以及在第一段之后按照条件1供给(a-a1)摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式6)

对于仅供给a1摩尔环氧丙烷进行加成反应的工序(第一段)、以及在第一段之后按照条件2供给(a-a1)摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷进行无规加成反应的工序(第二段),可以连续进行,直至第一段和第二段为止,也可以随时回收各工序中得到的加合物,继续进行反应。

(方式7)

通常地按照一定比率供给a摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷、进行无规加成反应的工序。

(方式8)

按照条件1供给a摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷、进行无规加成反应的工序。

(方式9)

按照条件2供给a摩尔环氧丙烷和b摩尔环氧乙烷、进行无规加成反应的工序。

作为烷基醚(A)的制造方法,例如,可以列举如下。

向能搅拌、能温度调节并附带有环氧烷进料箱、氮供给管、压力调整阀的高压釜内,与碱催化剂(例如,苛性钾、苛性钠)一起投入碳原子数14或15的支链醇,并在对混合体系内进行氮置换后,在80~130℃下进行1~3小时脱水操作。接着,以上述(方式1)~(方式9)的方式,在表压0.1~0.4MPa、反应温度80~180℃下投入环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)等环氧烷(AO),进行加成聚合反应。然后,对得到的烷基醚进行回收。这样,能够合成烷基醚(A)。需要说明的是,为了使烷基醚的重均分子量变大,可以使用回收后的烷基醚来代替碳原子数14或15的支链醇,反复进行2~5次与上述同样的工序。

[聚醚(B)]

聚醚(B)由上述通式(2)表示。聚醚(B)是通过与上述聚氧亚烷基烷基醚(A)并用,从而产生烷基分布以提高处理剂的相溶性,因此容易得到本发明的效果的成分。

通式(2)中,R2表示氢原子、碳原子数1~13或16~24的支链烷基、或者碳原子数1~24的直链烷基。R2优选氢原子、或碳原子数1~13或16~24的直链或支链的烷基。R2优选还含有碳原子数14或15的直链烷基。PO表示氧亚丙基、EO表示氧亚乙基。c和d表示各自的平均加成摩尔数,c=1~100、d=1~100。[(PO)c/(EO)d]是c摩尔PO与d摩尔EO无规加成而得到的聚氧亚烷基。

c表示聚氧亚丙基的平均加成摩尔数,为1~100,优选3~80,更优选5~60,进一步优选8~40,特别优选10~30。如果小于1,则熔点升高,因此操作性差。另一方面,如果超过100,则纤维处理剂的摩擦增高,工序通过性降低,包装外观变得不佳。

d表示聚氧亚乙基的平均加成摩尔数,为1~100,优选5~80,更优选10~60,进一步优选15~40,特别优选20~30。如果小于1,则亲水性降低,乳化力变差,因此合成纤维用处理剂的水溶液的稳定性差。另一方面,如果超过100,则纤维处理剂的摩擦增大,工序通过性降低,包装外观变得不佳。

[聚醚(B)的制造方法]

作为聚醚(B)的制造方法,没有特别限定,可以采用公知的方法。

作为聚醚(B)的制造方法,例如可以列举如下。

向能搅拌、能温度调节并附带有环氧烷进料箱、氮供给管、压力调整阀的高压釜内,与碱催化剂(例如,苛性钾、苛性钠)一起投入初始原料醇(一元醇和/或二元醇),并在对混合体系内进行氮置换后,在80~130℃下进行1~3小时脱水操作。接着,以期望的比率,在表压0.1~0.4MPa、反应温度80~180℃下投入环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)等环氧烷(AO)(同时投入EO、PO的无规型),进行加成聚合反应。然后,对得到的聚醚化合物进行回收。这样,能够合成聚醚化合物(B)。需要说明的是,为了使聚醚的重均分子量变大,使用回收后的聚醚化合物来代替初始原料醇,反复进行2~5次与上述同样的工序。

作为一元醇,可以举出脂肪族一元醇。从成本、反应性和作为合成纤维用处理剂的平滑性的观点考虑,优选脂肪族一元醇。一元醇优选伯醇或仲醇,更优选伯醇。此外,作为从一元醇中除去羟基而得到的残留基团即烃基,可以是直链状,也可以是支链状,可以饱和,也可以不饱和。从纤维用处理剂在低温保管时的产品稳定性的点考虑,一元醇的碳原子数优选4~24(其中,除14和15的支链醇以外),更优选8~22(其中,除14和15的支链醇以外),进一步优选8~18(其中,除14和15的支链醇以外)。

作为一元醇,例如可以举出:丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、鲸蜡醇、硬脂醇、十九烷醇等饱和脂肪族醇;丁烯基醇、戊烯基醇、辛烯基醇、癸烯基醇、十二烯基醇、十三烯基醇、十五烯基醇、油醇、二十碳烯基醇、亚麻醇等不饱和脂肪族醇、甲基环己基醇、乙基环己基醇、丙基环己基醇、辛基环己基醇、壬基环己基醇、金刚醇等环状脂肪族醇等。

其中,优选丁醇、辛醇、壬醇、癸醇、十二烷醇、十三烷醇、鲸蜡醇、硬脂醇、十九烷醇、油醇,更优选丁醇、辛醇、癸醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇。

作为二元醇,可以举出:乙二醇、丙二醇、丁二醇、壬二醇等碳原子数2~9的烷二醇(アルキレングリコール);二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等聚烷二醇等。这些中,从用于产生聚醚化合物(B)的反应的容易程度、成本的点考虑,优选二乙二醇、三乙二醇。

上述聚醚(B)的重均分子量为200~12000,优选500~5000,特别优选1000~3000。在重均分子量不足200的情况下,在假捻加工工序中进行热处理时,低分子量会产生发烟,有可能造成加热器污染。在重均分子量超过12000的情况下,高分子量会造成粘度的增大,从而在将处理剂附着到合成纤维后,动摩擦系数增大,存在包装外观变得不佳的情况。

(含有P原子的阴离子表面活性剂、含有S原子的阴离子表面活性剂)

本发明的处理剂如果进一步含有从含有P原子的阴离子表面活性剂和含有S原子的阴离子表面活性剂中选出的至少1种,则抗静电性优异,从而包装外观和解舒性提高,因此优选。

含有P原子的阴离子表面活性剂没有特别限定,例如可以举出:烷基磷酸酯(以下简称为磷酸酯)的金属盐/或胺盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯的金属盐/或胺盐。可以举出:月桂基磷酸酯钾盐(ラウリルホスフェートカリウム塩)、月桂基磷酸酯钠盐、辛基磷酸酯钾盐、辛基磷酸酯钠盐等。

含有S原子的阴离子表面活性剂没有特别限定,例如可以举烷基磺酸盐。这些抗静电剂可以根据需要单独使用或者适当并用2种以上。

(改性有机硅(日语:変性シリコーン))

本发明的处理剂如果还包括改性有机硅,则纤维-纤维之间摩擦适度降低,从而提高包装外观和解舒性,因此优选。

作为改性有机硅,没有特别限定,可以举出:EO改性有机硅、PO/EO改性有机硅、烷基改性有机硅、酯改性有机硅、甲醇改性有机硅、环氧改性有机硅、羧基改性有机硅、巯基改性有机硅。从与上述聚氧亚烷基烷基醚(A)的相溶性优异、因此容易得到本发明的效果的观点考虑,优选EO改性有机硅或PO/EO改性有机硅。

此外,本发明的合成纤维用处理剂在不损害本发明的效果的范围内,根据需要还可以包括润滑剂、乳化剂、浸透剂、抗静电剂(其中,除了含有P原子的阴离子表面活性剂和含有S原子的阴离子表面活性剂以外)等。从更加表现出纤维的集束性提高或油膜强化这样的特性的点考虑,这些润滑剂、乳化剂、浸透剂、抗静电剂等在处理剂的不挥发成分中所占的合计重量比例优选50重量%以下,更优选40重量%以下,进一步优选30重量%以下,最优选20重量%以下。

作为润滑剂,没有特别限定,能够采用公知的润滑剂。例如,可以举出:油酸甲酯、棕榈酸丁酯、硬脂酸丁酯、油酸丁酯、月桂酸异辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、油酸异辛酯、油酸月桂酯、异十三烷基硬脂酸酯、十六烷基硬脂酸酯、异硬脂基油酸酯、油基辛酸酯、油基月桂酸酯、油基棕榈酸酯、油基硬脂酸酯、油基油酸酯等脂肪酸酯化合物(一元醇与一元羧酸的酯);二乙二醇二月桂酸酯、二乙二醇二油酸酯、己二醇二月桂酸酯、己二醇二油酸酯、新戊二醇二月桂酸酯、三羟甲基丙烷三辛酸酯、三羟甲基丙烷三月桂酸酯、三羟甲基丙烷三棕榈酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、甘油三油酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、季戊四醇四油酸酯等多元醇与一元羧酸的酯;二油基马来酸酯、二异十三烷基己二酸酯、二鲸蜡基己二酸酯、二油基己二酸酯、二辛基癸二酸酯、二月桂基癸二酸酯、二硬脂基癸二酸酯、二辛基壬二酸酯、二硬脂基壬二酸酯、二辛基邻苯二甲酸酯、三辛基偏苯三酸酯等多元羧酸与一元醇的酯;对NEODOL 23(Shell公司制造的合成醇)加成了2摩尔环氧乙烷后的物质与月桂酸的酯、对辛醇加成了2摩尔环氧乙烷后的物质与月桂酸的酯、对NEODOL 23加成了2摩尔环氧乙烷后的物质与己二酸的二酯、对异十三烷醇加成了2摩尔环氧丙烷后的物质与月桂酸的酯、环氧乙烷与环氧丙烷的嵌段或无规共聚物的两末端或一个末端被羧酸封链后得到的聚合物等的加成了环氧烷后的醇与羧酸的醚酯等。

这些中,从与烷基醚(A)和聚醚(B)的相容性优异、从而容易发挥本发明的效果的观点考虑,优选醚酯。

需要说明的是,醚酯是指,具有聚氧亚烷基烷基醚与脂肪酸形成酯键后的结构的化合物。

根据需要,这些润滑剂可以适当并用2种以上。润滑剂在处理剂的不挥发成分中所占的重量比例的下限值优选为0重量%,更优选1重量%,进一步优选3重量%。润滑剂在处理剂的不挥发成分中所占的重量比例的上限值优选30重量%,更优选20重量%,进一步优选15重量%,特别优选10重量%。

为了使处理剂的水溶液更加稳定、为了辅助对纤维的附着性、或者为了能够从已附着有处理剂的纤维对处理剂进行水洗,也可使用乳化剂、浸透剂。作为乳化剂、浸透剂,没有特别限定,可以采用公知的物质。例如,可以列举重均分子量为300以上且小于1000的、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等。并且还可以举出:聚氧乙烯月桂基氨基醚、聚乙二醇单月桂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇二油酸酯、甘油单油酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯甘油单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯蓖麻油醚、聚氧乙烯氢化蓖麻油醚等非离子表面活性剂等。根据需要,这些乳化剂、浸透剂可以单独使用或适当并用2种以上。乳化剂、浸透剂在处理剂的不挥发成分中所占的重量比例没有特别限定,优选为0.1~40重量%,进一步优选为5~30重量%。需要说明的是,这些乳化剂、浸透剂也可以用于对纤维纱线赋予抗静电性、赋予润滑性、集束性(日语:集束性)。

除了以上叙述的润滑剂、乳化剂、浸透剂、抗静电剂等成分以外,根据需要,还可以使用抗氧化剂、防腐剂、防锈剂、消泡剂等成分。

本发明的合成纤维用处理剂具有适当的水溶液运动粘度,因此包装的外观良好,由此,如果被用在对包装外观有特别要求的摩擦假捻,容易得到本发明的效果。

从下述观点出发,本发明的合成纤维用处理剂在作为合成纤维的摩擦假捻用处理剂时特别适合。

通常,假捻加工纱(Draw Texturing Yarn,以下简称为DTY)通过下述方法得到:在赋予了摩擦假捻用处理剂、生产部分取向纱(PartiallyOriented Yarn,以下称为POY)之后,接着,通过加热装置(加热器)对纱线进行加热,通过假捻装置对纱线边进行加捻边拉伸。

此外,近年来,作为使用了该方式的加工纱的种类,附加值高的细旦尼尔纱、全消光纱、光亮异形截面纱这样的特殊纱的生产存在增加的倾向。通常这些特殊纱已知在纤维与辊、纤维与引导件、纤维与假捻单元、纤维之间产生摩擦,从而容易产生纤维的集束不良/张力改变/抗静电不良等问题。

即,针对近年来生产已逐渐增加的容易引起纤维的集束不良、张力改变等的品种,需要能够改善这些问题的处理剂。

本发明的合成纤维用处理剂具有适当的水溶液运动粘度,因此不易产生集束不良和张力改变,因此,包装的外观良好,由此在作为合成纤维的摩擦假捻用处理剂时特别适合。

通常从输送成本、处理剂的稳定性的观点考虑,本发明的合成纤维用处理剂作为其不挥发成分在处理剂中所占的重量比例为80重量%以上的处理剂,被移送到向合成纤维长丝赋予的工厂。对于本发明的处理剂,处理剂的稳定性非常好,能够防止外观不良和成分分离。其结果,处理剂能够均匀附着到合成纤维,能够对制纱工序和后加工工序中出现的问题进行大幅改善。

本发明的合成纤维用处理剂优选还含有外观调整剂。通过外观调整剂能够提高处理剂的稳定性。外观调整剂是在合成纤维的制造工序中利用热处理来挥发/除去的成分。外观调整剂在处理剂整体中所占的重量比例优选为0.1~20重量%,进一步优选3~12重量%。如果外观调整剂的重量比例超过20重量%,则作为纤维用处理剂的性能变差,在合成纤维的假捻加工纱的生产中,无法降低假捻加工工序中发生的绒毛、断纱、白粉、染色斑的加工缺陷,反而有可能增加加工缺陷。

作为外观调整剂,没有特别限定,能够采用公知的物质。作为外观调整剂,可以举出水和低级醇。例如,能够举出:水、乙二醇、丙二醇、异丙二醇、甘油、丁基二乙二醇等。这些中,优选水、乙二醇、甘油。外观调整剂根据需要能够单独使用或者适当并用2种以上的物质。

本发明的合成纤维用处理剂可以由仅包含不挥发成分的上述成分构成,也可以由不挥发成分和外观调整剂构成,也可以是用低粘度矿物油将不挥发成分稀释后的物质,也可以是将不挥发成分在水中乳化后的水溶液。如果是将不挥发成分在水中乳化后的水溶液,不挥发成分的浓度优选为5~20重量%,更优选为6~15重量%,进一步优选为8~12重量%,最优选10重量%。

针对本发明的合成纤维用处理剂的制造方法,没有特别限定,能够采用公知的方法。处理剂通常通过将构成的上述各成分以任意顺序混合来制造。

对于本发明的合成纤维用处理剂,从处理剂的运动粘度是适当的值、容易发挥本发明的效果的观点考虑,多元醇脂肪酸酯的含量相对于处理剂的不挥发成分优选为10重量%以下,更优选6重量%以下,进一步优选小于2重量%,特别优选1重量%以下,最优选0重量%。

(合成纤维长丝纱线)

本发明的合成纤维长丝纱线是已将本发明的合成纤维用处理剂附着到(原料)合成纤维长丝纱线的纱线,在合成纤维的假捻加工纱的生产中,能够降低假捻加工工序中产生的绒毛、断纱、白粉、染色斑的加工缺陷,也能够延长加热器的清扫周期。合成纤维用处理剂的不挥发成分的附着量相对于(原料)合成纤维长丝优选为0.1~1.0重量%,更优选为0.2~0.8重量%,进一步优选为0.3~0.6重量%。

作为将本发明的合成纤维用处理剂赋予到(原料)合成纤维长丝的方法,没有特别限定,能够采用公知的方法。通常,在合成纤维长丝的纺纱工序或延伸工序中赋予,可以举出通过辊供油、喷嘴供油等对(原料)合成纤维长丝供给仅含有不挥发成分的处理剂、将不挥发成分用低粘度矿物油稀释后的处理剂、或者将不挥发成分在水中乳化后的水系处理剂的方法等。

本发明的合成纤维用处理剂特别适合聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维等合成纤维的假捻加工用途。作为聚酯纤维,可以举出:以对苯二甲酸乙二酯作为主要构成单元的聚酯(PET)、以对苯二甲酸丙二酯(トリメチレンエチレンテレフタレート)作为主要构成单元的聚酯(PTT)、以对苯二甲酸丁二酯(ブチレンエチレンテレフタレート)作为主要构成单元的聚酯(PBT)、以乳酸作为主要构成单元的聚酯(PLA)等,作为聚酰胺纤维,可以举出:尼龙6、尼龙66等,作为聚丙烯纤维,可以举出聚丙烯等。

[假捻加工纱的制造方法]

本发明的假捻加工纱的制造方法包括对已附着上述本发明的合成纤维用处理剂的合成纤维长丝纱线进行加热、以延伸并进行假捻加工的工序,能够减少在假捻加工工序中产生的绒毛、断纱、白粉、染色斑的加工缺陷,也能够延长加热器的清扫周期。作为假捻加工的方法,没有特别限定,能够采用公知的方法。例如,可以举出WO2009/034692号公报记载的方法等。

作为假捻加工条件,没有特别限定,从能够更好地发挥效果的点考虑,优选使用将合成纤维长丝纱线直接与热源的热板接触地加热的接触类型(热板接触加热方式)的假捻加工机,进行假捻加工。所涉及的热板接触加热方式的假捻加工机是指,加热器温度为160℃~230℃,加热器长度为150cm~250cm,合成纤维长丝纱线与加热器板的表面接触地移动。加工速度通常为500~1000m/min,优选600~800m/min。

【实施例】

以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但并不限于此处记载的实施例。需要说明的是,文中和表中示出的百分数(%)如果没有特别限定,则表示“重量%”。在实施例和比较例中,各评价根据以下所示的方法进行。

首先,如下地得到制造例1~9和制造比较例1~9的聚氧亚烷基烷基醚POA-1~9和POA-D1~9。

<制造例1>

向能搅拌、能温度调节且带有环氧烷进料箱、氮供给管、压力调整阀的3L高压釜内,投入221g作为醇的C14-15支链醇、3.5g作为碱催化剂的苛性钾。在对高压釜内进行氮置换后,一边搅拌一边在100~110℃下进行1小时脱水操作。接着,以期望的摩尔比率,在表压0.0~0.4MPa、反应温度140~150℃下,投入环氧乙烷132g作为第一段,投入1160g环氧丙烷与880g环氧乙烷的混合物作为第二段,进行约15小时加成聚合反应。其后,以5.3g乳酸对得到的聚氧亚烷基烷基醚进行中和处理,并回收。这样,得到聚氧亚烷基烷基醚(POA-1)。

在制造例2~9和制造比较例1~9中,除了变更表1和表2记载的各例的醇、环氧乙烷与环氧丙烷的加成摩尔数、加成形式(方式)以外,与制造例1同样地,得到POA-2~9和POA-D1~9(表1和表2)

表1

表2

<25℃时10%浓度水溶液的运动粘度>

(10%浓度水溶液的制备方法)

首先,在100mL容量的玻璃烧杯中装满88.9g的25.0℃的离子交换水。接着,向搅拌下的离子交换水中,投入实施例1(不挥发成分90%的物质)中制成的合成纤维用处理剂11.9g(25.0℃),继续搅拌30分钟,从而制备均匀的10%浓度水溶液。得到的10%浓度水溶液的外观是无色透明,透过率为99.1%。

在实施例2~9、比较例1~9中,除了改变离子交换水和合成纤维用处理剂的投入量以外,采用与上述同样的方法,制备10%浓度水溶液。

10%浓度水溶液的运动粘度的测定如下:将大约10g试样放入坎农-芬斯克粘度计,在已将温度调节到25℃的恒温槽中保持15分钟。其后,测定试样通过粘度计的标线间的流出时间(秒),将该流出时间乘以粘度计系数后的值作为运动粘度。

10%浓度水溶液的运动粘度μ=f×t

(factor:0.0102,流出时间:t[sec])

需要说明的是,10%浓度水溶液是指,由90重量份离子交换水和10重量份处理剂的不挥发成分构成且已被溶解或乳化后状态的水溶液。通常,将已被乳化的状态的水溶液称为乳液(emulsion),但本发明的处理剂的10%浓度水溶液多数情况下是透明的,因此以水溶液的表述方式统一记载。因此,在10%浓度水溶液中,包括外观透明的水溶液和半透明或不透明的乳液的概念。

需要说明的是,本发明的不挥发成分是指,将处理剂在105℃下进行热处理,除去溶剂等挥发成分,在达到恒量时的绝干成分。

<透过率>

在实施例和比较例中制备的合成纤维用处理剂的透过率利用株式会社日立制作所制造的分光光度计U-1900Spectrophotometer进行测定。测定条件规定为波长750nm、测定温度25℃。如果透过率为95%以上,则容易发挥作为合成纤维用处理剂的均匀性和稳定性。最优选的透过率为100%。

(实施例1~10、比较例1~10)

在实施例1~10中,对表3和表4中记载的配合成分进行混合搅拌,制备合成纤维用处理剂。需要说明的是,表3和表4中的聚醚1~3是以下的聚醚。

聚醚1:PO/EO=50/50,重均分子量5000无规型

聚醚2:PO/EO=25/75、重均分子量2000无规型

聚醚3:PO/EO=50/50的聚氧亚烷基癸基醚,重均分子量800无规型

接着,向制成的合成纤维用处理剂中加水,制备不挥发成分的重量比例为10重量%的水溶液。接着,对用挤出机从金属口吐出、冷却固化后的、含有氧化钛2.5%的聚对苯二甲酸乙二酯全消光纱线,使用计量泵装置,以喷嘴供油的方式,赋予处理剂不挥发成分的附着量为0.6重量%的水溶液,对130dtex/72f(130デシテックス/72フィラメント)的POY进行纺纱,以3100m/min的速度进行卷曲,从而得到14kg卷曲线轴(日语:捲きチーズ)。接着,使用得到的POY,通过热板接触加热方式即假捻加工机,在下述的假捻加工条件下,使延伸假捻加工连续运转10天,得到假捻加工纱(DTY)。按照以下方法,进行包装外观、假捻加工断纱、接触加热器污染、白粉产生量、针织物染色斑的评价。将其结果示于表3和表4。

需要说明的是,表3和表4中的不挥发成分和挥发成分的数值是重量份。

<假捻加工条件>

作为热板接触加热方式的假捻加工机的延伸假捻条件

假捻加工机:帝人制机株式会社制造HTS-15V

加工速度:1000m/min

延伸比(DR):1.60

加捻装置:三轴磨盘摩擦方式1-5-1

(导引盘1个-工作(聚氨酯)盘5个-导引盘1个)

磨盘速度/纱速度(D/Y):1.8

过量率:3%

第一加热器(加捻侧)温度:200℃

第二加热器(解捻侧)温度:室温

加工天数:10天

<包装外观>

对130dtex/72f的POY进行纺纱,以3100m/min的速度进行卷曲,得到14kg卷曲线轴,之后,目测判断包装的外观,如下进行评价。

◎:没有凸出、蛛网(日语:綾落)、端面绒毛

○:只有1~2处有端面绒毛

△:出现蛛网,也有端面绒毛

×:产生凸出、蛛网、端面绒毛

<解舒性>

使用东丽工程株式会社制造的包装分析器PA-701,对130dtex/72f的POY的解舒张力(解舒条件:1000m/min,10分钟)进行评价。异常张力、张力的变动幅度越大,包装的卷曲形状越差,牵扯到后加工性不佳。

◎:没有观察到异常张力,张力稳定(2g以下)

○:张力的改变幅度在2g以上~4g以下

△:确认有异常张力

×:存在异常张力,发生断纱

<假捻加工断纱>

在进行延伸假捻加工后,如下评价断纱次数。断纱次数越多,越容易产生绒毛。

◎:0次

○:1~2次

△:3~4次

×:5次以上

<接触加热器污染>

在进行延伸假捻加工后,目测观察加热器的污染状况,如下进行评价。

◎:加热器未被污染

○:加热器仅一部分被污染

△:加热器约一半被污染

×:加热器全部被污染

<白粉产生量>

在进行延伸假捻加工后,目测假捻磨盘和其周边的白粉产生量,如下进行评价。

◎:加工10天后没有白粉

○:加工10天后一部分有白粉

△:加工5天后产生并堆积白粉

×:从加工开始起,就产生并堆积白粉

<针织物染色斑>

在进行延伸假捻加工后,利用小池机械株式会社制作所制造的圆编机,将得到的加工纱制作筒状针织物,进行聚酯针织布的染色处理。如下地对得到的针织布的染色性进行评价。

◎:无染色斑

○:有1~2处染色斑

△:确认有3处以上的染色斑

×:确认有多处染色斑,也有染色线条

表3

表4

由表3可知,实施例1~9中,由于赋予了本发明的含有由上述通式(1)表示的聚氧亚烷基烷基醚(A)的合成纤维用处理剂、即在25℃时的10%浓度水溶液的运动粘度为2.0~3.0mm2/s的合成纤维用处理剂,因此包装外观和解舒性优异。

另一方面,由表4可知,比较例1~9中,在烷基不同的聚氧亚烷基烷基醚的情况下(比较例1~4、比较例6~9)、在即使烷基相同但是嵌段体的情况下(比较例5),10%浓度水溶液的运动粘度不在2.0~3.0mm2/s的范围,因此,无法解决包装外观或解舒性中的任何问题。

产业实用性

赋予本发明的合成纤维用处理剂而成的合成纤维由于包装外观或解舒性优异,因此,在后加工工序中,能够提高生产效率,并进行品质优异的加工。

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