聚氨酯弹性纤维用处理剂和聚氨酯弹性纤维的制作方法

专利名称：聚氨酯弹性纤维用处理剂和聚氨酯弹性纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚氨酯弹性纤维用处理剂和聚氨酯弹性纤维。
背景技术：
在纺纱工序中，弹性纤维在赋予了处理剂之后，卷取为筒子纱形状，形成络筒体。弹性纤维由于具有粘弹性，因此是易于胶着的纤维。特别是在络筒体的内层部，由于卷取时施加的压力，胶着经时性地进行。因此，使用弹性纤维络筒体时，变得解舒不良，引起断头。从络筒体卷取纱而加工成织轴或织物时，在上述那样的络筒体的内层部与外层部的胶着程度存在较大差异的情况下，即在均匀解舒性差的情况下，内层部的解舒张力与外层部的解舒张力之差会变大。结果是，引起织轴形状不良、织物品质的下降。
弹性纤维用处理剂使用硅酮油、矿物油、酯油等疏水性的基质成分。因此，抗静电性不充分。若抗静电性不充分，则将弹性纤维与棉纱交织时，由于静电，飞花会吸附在弹性纤维上，堵塞在吸纱口，在吸纱口引起断头。其结果是存在必须常常进行清扫的问题。在并轴工序中，由于静电而导致纱彼此接近，引起断头、织轴形状不良。为了加工工序中的操作性稳定化，需要平滑性。专利文献I中，作为防止胶着的方法，提出了使用在聚二甲基硅氧烷或矿物油中分散有高级脂肪酸金属皂的处理剂的方法。但是，该处理剂中，高级脂肪酸金属皂经时性地发生凝集，分离沉降而变得不均匀。将变得这样的不均匀的处理剂赋予弹性纱时，由于高级脂肪酸金属皂不均匀地附着在弹性纱上，因此不能得到均匀的平滑性、抗胶着性。另外，由于络筒体的内层部与外层部的胶着的程度有很大差异，因此有时在后加工中产生断头、或者织物的品质下降。另外，高级脂肪酸金属皂的凝集物在工序中变成渣滓，需要定期的清扫。进而，该处理剂有时由于纤维与纤维间的摩擦低，而导致经常会造成络筒体的形状不良，抗静电性也不充分，有时在后加工中会产生飞花吸附。作为抗静电剂，提出了 在处理剂中使用磷酸烷基酯的碱金属盐的方法(专利文献2)，在处理剂中使用磷酸烷基酯的碱金属盐和磷酸烷基酯胺盐的方法(参照专利文献3)，在处理剂中使用有机磺酸化合物或有机硫酸化合物的方法(参照专利文献4)，在处理剂中使用磺基琥珀酸盐类的方法(参照专利文献5)等。但是，这些抗静电剂的极性非常强，因此在由疏水性成分形成的处理剂的基质成分中的溶解性差，不均匀地附着在弹性纱上。因此，有时不能得到均匀的抗静电性，有时后加工中渣滓从弹性纱上脱落。另外，对于平滑性、抗胶着性有不良影响，对弹性纱进行后加工时，有时引起断头。另外，由于有机磺酸、有机硫酸是强酸，碱金属为强碱，因此对络筒体进行湿热处理时，这些强酸、强碱游离，有时引起纱强度劣化。专利文献专利文献I :日本特公昭37-4586号公报专利文献2 :日本特开平4-146276号公报专利文献3 :日本特开平9-49167号公报
专利文献4 :日本特开平11-61651号公报专利文献5 :日本特开平10-298864号公报

发明内容
发明要解决的课题本发明的目的在于，解决上述以往技术所具有的问题，提供能够赋予稳定且优良的抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性、平滑性、生产率的聚氨酯弹性纤维用处理剂和被赋予了该处理剂的聚氨酯弹性纤维。解决课题的方法本发明人等为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现，只要是含有基质成分(A)、并还含有特定的酸性磷酸酯盐(B)的聚氨酯弹性纤维用处理剂，就可以解决本申请课 题。即，本发明提供一种聚氨酯弹性纤维用处理剂，其含有选自硅酮油、矿物油和酯油中的至少I种基质成分(A)，以及2族元素金属的二价阳离子的酸性磷酸酯盐(B);上述酸性磷酸酯盐(B)具有酸性羟基，该酸性羟基与该2族元素金属的二价阳离子的摩尔比为95/5 5/95，上述酸性磷酸酯盐(B)在处理剂整体中所占的重量比例为0. 001 60重量％。上述2族元素金属的二价阳离子优选选自Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+中的至少I种。上述酸性磷酸酯盐是酸性磷酸酯(C)与选自2族元素金属、2族元素金属的氢氧化物、2族元素金属的氧化物和2族元素金属的碳酸盐中的至少I种成分(D)发生反应的生成物，上述酸性磷酸酯(C)的酸性羟基与上述成分⑶的摩尔比优选为100/5 100/95。上述酸性磷酸酯(C)优选下述通式(I)所表示的化合物。
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1,厂 P- (OH) r(I)(式⑴中的R1表示碳数为I 30的烃基。X表示碳数2 4的亚烷基，以XO表示亚氧烷基。a表示亚氧烷基的加成摩尔数，且为0或I 15的整数。b和c分别为I或2,且为满足b+c = 3的整数。)进而，本发明人等发现，对于在基质成分(A)中以特定的比例配合酸性磷酸酯(C)和成分(D)而成的聚氨酯弹性纤维用处理剂而言，也能够解决本申请课题。即，本发明提供一种聚氨酯弹性纤维用处理剂，是配合选自硅酮油、矿物油和酯油中的至少I种基质成分(A)，酸性磷酸酯(C)，选自2族元素金属、2族元素金属的氢氧化物、2族元素金属的氧化物和2族元素金属的碳酸盐中的至少I种成分(D)而成的处理剂，其中，上述酸性磷酸酯(C)的酸性羟基与上述成分(D)的摩尔比为100/5 100/95，上述酸性磷酸酯(C)和上述成分(D)的总量在处理剂整体中所占的重量比例为0. 001 60重量％。上述2族元素金属优选为选自Be、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少I种。上述酸性磷酸酯(C)优选为上述通式(I)所表示的化合物。本发明的处理剂优选还含有选自烷基改性硅酮、酯改性硅酮、聚醚改性硅酮、甲醇改性硅酮、羧基改性硅酮、氨基改性硅酮、氨基改性硅酮的有机磷酸酯中和物和硅酮树脂中的至少一种成分，该成分在处理剂整体中所占的重量比例为0. 01 10重量％。本发明的聚氨酯弹性纤维是对聚氨酯弹性纤维自身赋予了 0. I 15重量％的上述的处理剂而得的纤维。发明的效果本发明的聚氨酯弹性纤维用处理剂可以对聚氨酯弹性纤维赋予稳定且优良的抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性、平滑性、生产率。本发明的聚氨酯弹性纤维被赋予了本发明的处理剂，因此具有稳定且优良的抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性、平滑性、生产率。


图I是说明辊静电产生量的测定方法的示意图。图2是说明编织张力的测定方法和静电产生量的测定方法的示意图。 图3是说明纤维间摩擦系数的测定方法的示意图。图4是说明解舒速度比和渣滓的测定方法的示意图。图5是说明纱强度的测定方法的示意图。
具体实施例方式本发明的聚氨酯弹性纤维用处理剂(以下，有时称为处理剂)含有基质成分(A)，还含有特定的酸性磷酸酯盐(B)。另外，本发明的处理剂也是配合基质成分(A)、酸性磷酸酯(C)和成分(D)而成的处理剂。以下，详细地说明。[基质成分⑷]本发明的基质成分(A)是选自硅酮油、矿物油和酯油中的至少I种。因此，作为基质成分，可以并用I种或2种以上。作为硅酮油，没有特别限制，例如，可举出聚二甲基硅氧烷、聚烷基硅氧烷、聚烷基苯基硅氧烷等。可以使用I种或并用2种以上。硅酮油的数均分子量，优选700以上，更优选800 4000，进一步优选1000 3000。娃酮油的粘度(25°C )优选为5 50mm2/s,更优选为6 40mm2/s,进一步优选为9 30mm2/s。硅酮油的硅氧烷键(SiOR2R3 :R2、R3分别独立地表示有机基团)的键合量优选为10 55，更优选12 45，进一步优选14 40。R2、R3的有机基团为碳数I 24的烃基，可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戍基、异戍基、己基、环丙基、环己基、苯基、苄基等，特别优选甲基、苯基。硅酮油在基质成分整体中所占的比例优选为40重量％以上，更优选50重量％以上，进一步优选60重量％以上。小于40重量％时，有时纱的平滑性不足。作为矿物油，没有特别限制，可举出机油、锭子油、液体石蜡等。其中，作为矿物油，从臭气的发生少的理由出发，优选液体石蜡。矿物油可以使用I种或并用2种以上。矿物油的粘度(25°C )优选为5mm2/s以上,更优选5 50mm2/s,进一步优选5 30mm2/s。粘度(25°C )小于5mm2/s时，有时会使纱溶胀，因此不优选。矿物油在基质成分整体中所占的比例没有特别限制，优选为40重量％以上，更优选为50重量％以上，进一步优选为60重量％以上。矿物油小于40重量％时，有时与酸性磷酸酯盐(B)的相溶性变差。作为酯油，没有特别限制，可举出由脂肪酸和醇制造的酯。作为酯油，例如，可例示由选自下述的脂肪酸和醇而制造的酯，也可以不是以下述脂肪酸、醇为原料的酯。酯油可以使用I种或并用2种以上。就脂肪酸而言，对于其碳数、支链的有无、价数等没有特别限制，可以为高级脂肪酸，也可以为环状的脂肪酸，还可以是含有芳香族环的脂肪酸。作为上述脂肪酸，例如，可举出辛酸、2-乙基己酸、癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕榈酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、花生酸、山嵛酸、二十四酸、己二酸、癸二酸、苯甲酸等。就醇而言，对于其碳数、支链的有无、价数等没有特别限制，可以为高级醇，也可以为环状的醇，也可以为含有芳香族环的醇。作为上述醇，例如，可举出辛基醇、2-乙基己醇、癸醇、月桂醇、肉豆蘧醇、鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇、乙二醇、己烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、脱水山梨糖醇等。酯油的粘度(25°C)优选为5mm2/s以上,更优选为5 50mm2/s,进一步优选为5 30mm2/s。粘度(25°C )小于5mm2/s时，有时会使纱溶胀，因此不优选。 酯油在基质成分整体中所占的比例没有特别限制，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。酯油超过50重量％时，有时纱的平滑性不足。[酸性磷酸酯盐⑶]本发明的聚氨酯弹性纤维用处理剂必须含有2族元素金属的二价阳离子的酸性磷酸酯盐⑶。酸性磷酸酯盐⑶可以是I种，也可以是2种以上的混合物。本发明的酸性磷酸酯盐⑶具有酸性羟基。即，酸性磷酸酯盐⑶具有酸性羟基的氢原子被2族元素金属的二价阳离子取代的基团并且具有未被2族元素金属的二价阳离子取代的酸性羟基。通过具有酸性羟基的氢原子被二价阳离子取代的基团，从而发挥优良的解舒性和抗静电性。可以认为，通过同时以规定的比例含有未被取代的酸性羟基，从而显示出在基质成分中的溶解性优异，使解舒性和抗静电性达到稳定且均匀，后加工中发生脱落的渣滓也少这样的特性。酸性磷酸酯盐(B)中所含的酸性羟基和2族元素金属的二价阳离子的摩尔比(酸性羟基的摩尔数(H)/2族元素金属的二价阳离子的摩尔数(I))优选为95/5 5/95，更优选为90/10 30/70，进一步优选85/15 40/60，特别优选80/20 50/50。摩尔比(H/I)超过95/5时，抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性的效果变得不充分，有时纱强度劣化。摩尔比(H/I)小于5/95时，有时与基质成分的相溶性变得不充分，后加工中产生渣滓，或者不能得到均匀的解舒性，或者平滑性不足。此外，未中和时(H/I为100/0)，即使用不构成盐的酸性磷酸酯时，纱强度容易进一步劣化。另外，由于产生纱的溶胀，因此有时在后加工时发生断头，或者发生平滑性不足。另外，有时抗胶着性、抗静电性、平滑性的效果变得不充分。另一方面，完全中和时(H/I为0/100)，即使用了不具有酸性羟基的磷酸酯盐时，由于与基质成分的相溶性不足，因此有时在后加工中变得容易产生渣滓，或者解舒性变得不均匀。除此之外，有时抗胶着性、抗静电性的效果不能充分发挥。另外，有时对金属摩擦提高，平滑性变得不足。作为本发明的酸性磷酸酯盐⑶中所含的2族元素金属的二价阳离子，优选选自Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+中的至少I种。从对于人体的安全上的观点出发，更优选Mg2+、Ca2+、Sr2+。
此外，在酸性磷酸酯盐为包含Na+、K+、NH4+等一价阳离子的盐时，与本发明的酸性磷酸酯盐(B)相比，与基质成分的相溶性低，由于相溶性不充分，因此后加工中容易产生渣滓。另外，这些盐与本发明的酸性磷酸酯盐(B)相比，解舒性、平滑性、抗静电性的效果差。本发明的酸性磷酸酯盐(B)是使酸性磷酸酯(C)与选自2族元素金属、2族元素金属的氢氧化物、2族元素金属的氧化物和2族元素金属的碳酸盐中的至少I种成分(D)反应的生成物。这时的酸性磷酸酯(C)的酸性羟基与上述成分(D)的摩尔比(酸性磷酸酯(C)的酸性羟基的摩尔数/成分⑶的摩尔数)优选为100/5 100/95，更优选100/10 100/70，进一步优选100/15 100/60，特别优选100/20 100/50。 该摩尔比大于100/5时，抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性的效果变得不充分，有时纱强度劣化。该摩尔比小于100/95时，与基质成分的相溶性变得不充分，有时后加工中产生 渣滓，或者不能得到均匀的解舒性，或者平滑性不足。 作为酸性磷酸酯(C)，优选上述通式⑴所表示的化合物。通式⑴中，R1为碳数处于I 30的范围的烃基。R1的碳数超过30时，使用酸性磷酸酯(C)制造的酸性磷酸酯盐⑶在基质成分中的溶解性不足。R1的碳数优选为4 22，进一步优选为6 20，特别优选为8 18。作为烃基，可举出可以具有支链的饱和或不饱和的脂肪族烃基，可以具有取代基的芳香族烃基，或环状脂肪族烃基。从使用酸性磷酸酯(C)制造的酸性磷酸酯盐(B)在基质成分中的溶解性的观点出发，与直链状烃基相比，R1优选为具有支链的烃基。更优选具有支链的碳数为4 22的烃基。作为亚氧烷基X0，优选亚氧乙基、亚氧丙基、亚氧丁基，优选分子中具有I 15个上述亚氧烷基。分子中的亚氧烷基XO超过15个时，使用该酸性磷酸酯(C)制造的酸性磷酸酯盐(B)在基质成分中的溶解性不足。更优选分子中的亚氧烷基的个数为I 5个。上述通式(I)所表示的酸性磷酸酯(C)，根据式中的b和c的组合，可以分为下述通式(2)所表示的酸性磷酸单酯(C-I)和下述通式(3)所表示的酸性磷酸二酯(C-2)。
权利要求
1.一种聚氨酯弹性纤维用处理剂， 其含有选自硅酮油、矿物油和酯油中的至少I种基质成分A以及2族元素金属的二价阳离子的酸性磷酸酯盐B， 所述酸性磷酸酯盐B具有酸性羟基，该酸性羟基与该2族元素金属的二价阳离子的摩尔比为95/5 5/95， 所述酸性磷酸酯盐B在处理剂整体中所占的重量比例为O. OOl 60重量％。
2.如权利要求I所述的处理剂，其中，所述2族元素金属的二价阳离子为选自Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+ 和 Ba2+ 中的至少 I 种。
3.如权利要求I或2所述的处理剂，其中， 所述酸性磷酸酯盐是使酸性磷酸酯C和选自2族元素金属、2族元素金属的氢氧化物、2族元素金属的氧化物和2族元素金属的碳酸盐中的至少I种成分D反应而得的生成物， 所述酸性磷酸酯C的酸性羟基与所述成分D的摩尔比为100/5 100/95。
4.如权利要求3所述的处理剂，其中，所述酸性磷酸酯C为下述通式(I)所表示的化合物，
5.一种聚氨酯弹性纤维用处理剂，其是配合选自硅酮油、矿物油和酯油中的至少I种基质成分A，酸性磷酸酯C，以及选自2族元素金属、2族元素金属的氢氧化物、2族元素金属的氧化物和2族元素金属的碳酸盐中的至少I种成分D而制成的， 所述酸性磷酸酯C的酸性羟基与所述成分D的摩尔比为100/5 100/95， 所述酸性磷酸酯C和所述成分D的总量在处理剂整体中所占的重量比例为O. 001 60重量％。
6.如权利要求5所述的处理剂，其中，所述2族元素金属为选自Be、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少I种。
7.如权利要求5或6所述的处理剂，其中，所述酸性磷酸酯C为下述通式(I)所表示的化合物，
8.如权利要求I 7中任一项所述的处理剂,其还含有选自烧基改性娃酮、酯改性娃酮、聚醚改性娃酮、甲醇改性娃酮、羧基改性娃酮、氨基改性娃酮、氨基改性娃酮的有机磷酸酯中和物和硅酮树脂中的至少一种成分，该成分在处理剂整体中所占的重量比例为O.Ol 10重量％。
9.一种聚氨酯弹性纤维,其中,对聚氨酯弹性纤维自身赋予了 O. I 15重量％的权利要求I 8中任一项所述的处理剂。
全文摘要
本发明的目的在于解决以往技术所具有的问题，提供能够赋予稳定且优良的抗胶着性、均匀解舒性、抗静电性、平滑性、生产率的聚氨酯弹性纤维用处理剂和被赋予了该处理剂的聚氨酯弹性纤维。本发明的聚氨酯弹性纤维用处理剂，含有选自硅酮油，矿物油和酯油中的至少1种基质成分(A)以及2族元素金属的二价阳离子的酸性磷酸酯盐(B)，上述酸性磷酸酯盐(B)具有酸性羟基，该酸性羟基与该2族元素金属的二价阳离子的摩尔比为95/5～5/95，上述酸性磷酸酯盐(B)在处理剂整体中所占的重量比例为0.001～60重量％。
文档编号D06M13/292GK102770596SQ201180010560
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年2月25日
发明者平松雅之, 松井冷子, 柴野道宏 申请人:松本油脂制药株式会社