本发明涉及聚酯系合成纤维用处理剂、使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法及由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
背景技术：
以往，作为聚酯系合成纤维用处理剂，提出了使用烷基磷酸酯钾盐的各种油剂。对于该处理剂，提出了(1)烷基磷酸酯钾盐和烷基氨基醚型非离子的磷酸中和物的双组分系统(例如参照专利文献1)、(2)烷基磷酸酯钾盐和高分子量聚氧乙烯化合物的双组分系统(例如参照专利文献2)、(3)烷基磷酸酯钾盐、石蜡乳化物和阳离子型表面活性剂的三组分系统(例如参照专利文献3)等方案。但是，这些以往的聚酯系合成纤维用处理剂存在乳化稳定性、耐热性、纺织工序中的梳理工序的抗静电性和并条工序的耐浮渣(scum)堆积性不足的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60-224867号公报
专利文献2：日本特开平3-174067号公报
专利文献3：日本特开平6-108361号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题
本发明要解决的问题在于，提供同时满足乳化稳定性、耐热性、纺织工序中的梳理工序的抗静电性和并条工序的耐浮渣堆积性，并且不会发生纤维强度的经时下降的聚酯系合成纤维用处理剂、使用该处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法、以及由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
用于解决问题的方案
本发明人为解决上述问题进行了研究，结果发现以特定比例含有特定的三种组分而成的聚酯系合成纤维用处理剂正好合适。
即，本发明涉及聚酯系合成纤维用处理剂，其特征在于以40~80质量%的比例含有下列烷基磷酸酯类、以10~50质量%的比例含有下列表面活性剂、以及以0.01~10质量%的比例含有分子中具有碳原子数12~22的烷基的一元脂肪醇，这些成分共计100质量%。另外，本发明还涉及使用该聚酯系合成纤维用处理剂的聚酯系合成纤维的处理方法、由该处理方法得到的聚酯系合成纤维。
烷基磷酸酯类：选自分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯及其盐中的至少一种，酸值为0.01~80KOHmg/g。
表面活性剂：选自聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烯基醚、聚氧亚烷基烷基酯、聚氧亚烷基烯基酯、聚氧亚烷基烷基苯基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚、聚氧亚烷基烯基氨基醚、聚氧亚烷基烷基氨基醚与无机酸的盐、以及聚氧亚烷基烯基氨基醚与无机酸的盐中的至少一种。
首先，对本发明所述的聚酯系合成纤维用处理剂(以下称为本发明的处理剂)进行说明。用于本发明的处理剂的烷基磷酸酯类选自分子中具有碳原子数12~22的烷基的烷基磷酸酯及其盐，其中可列举出例如十二烷基磷酸酯、十四烷基磷酸酯、十六烷基磷酸酯、鲸蜡硬脂基(cetostearyl)磷酸酯、十八烷基磷酸酯、异硬脂基磷酸酯、二十二烷基磷酸酯以及它们的碱金属盐等。其中，作为烷基磷酸酯类，优选分子中具有碳原子数16~18的烷基的烷基磷酸酯类，其中可列举出例如十六烷基磷酸酯、鲸蜡硬脂基磷酸酯、十八烷基磷酸酯以及它们的碱金属盐等。这些烷基磷酸酯类通过脂肪族一元醇与磷酸酐所代表的磷酸化剂的反应而得到，进而通过其后与碱金属氢氧化物的中和反应而得到，所用的脂肪族一元醇可为单一成分也可为2种以上的混合物。另外，通常烷基磷酸酯类为包括单酯、二酯和含P-O-P键的聚合物的混合物，其组成比率没有特别限制。作为烷基磷酸酯的碱金属盐，可列举出钠盐、钾盐等，优选为钾盐。对于合成原料中所含的杂质，只要在常规原料标准内即可接受。其中例如氢氧化钾中所含的钠成分、磷酸化剂之一即磷酸酐中所含的重金属或砷化合物等各种杂质和副产物是符合的。
用于本发明的处理剂的烷基磷酸酯类的酸值为0.01~80KOHmg/g。如果酸值过高，则容易引起乳化不良，而如果酸值过低，则容易引起纤维强度的经时下降。本发明中酸值是指，将烷基磷酸酯类溶解于乙醇/二甲苯＝1/2(体积比)的混合溶剂中，装配在电位滴定仪上，用0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液进行滴定，由下列数学式1计算出的值；
[数学式1]
数学式1中，
f：0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液的系数(factor)
S：试样采取量(g，固体成分换算量)
R：直到拐点的0.1mol/L的氢氧化钾甲醇标准溶液的使用量(mL)。
作为用于本发明的处理剂的表面活性剂，可例举出：1)2-乙基己醇、月桂醇、十四醇、十六醇、硬脂醇、油醇等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪族一元醇与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)醚；2)辛酸、十二烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、芥酸、蓖麻油酸等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪酸与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)酯；3)辛基苯酚、壬基苯酚等烷基酚与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基苯基醚；4)辛胺、月桂胺、硬脂胺、油胺等碳原子数8~18的饱和或不饱和脂肪族胺与烯化氧进行加成反应而得到的聚氧亚烷基烷基(或烯基)氨基醚；5)如上所述的聚氧亚烷基烷基(或烯基)氨基醚与例如磷酸之类的无机酸的盐等。对于以上例示的任一表面活性剂，作为聚氧亚烷基(polyoxyalkylene)没有特别限制，优选氧化烯基(oxyalkylene)的平均重复数为2~150，还优选氧化烯基仅为氧化乙烯基或为氧化乙烯基与氧化丙烯基的混合。
作为用于本发明的处理剂的分子中具有碳原子数12~22的烷基的一元脂肪醇，可列举出：1)月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、鲸蜡硬脂醇、硬脂醇、山萮醇等直链醇；2)异十三醇、异硬脂醇等支链醇。其中，作为一元脂肪醇，优选碳原子数16~18的一元脂肪醇，其中可列举出十六醇、硬脂醇以及它们的混合物。
组成本发明的处理剂的各成分的比例为：上述烷基磷酸酯类40~80质量%、上述表面活性剂10~50质量%、以及分子中具有碳原子数12~22的烷基的一元脂肪醇0.01~10质量%，这些成分共计100质量%，其中优选为：烷基磷酸酯类40~80质量%、表面活性剂10~50质量%、以及分子中具有碳原子数12~22的烷基的一元脂肪醇0.01~6质量%，这些成分共计100质量%，更优选为：烷基磷酸酯类50~70质量%、表面活性剂25~45质量%、以及分子中具有碳原子数12~22的烷基的一元脂肪醇0.01~4质量%，这些成分共计100质量%。
接着，对本发明所述的聚酯系合成纤维的处理方法(以下称为本发明的处理方法)进行说明。本发明的处理方法是使本发明的处理剂附着于聚酯系合成纤维，使本发明的处理剂达到0.01~0.5质量%的方法。附着工序可为纺丝工序、拉伸工序、卷曲工序等的任一工序，优选在纺丝工序、卷曲工序之前或之后进行附着。附着方法可为浸渍给油法、喷雾给油法、辊给油法、使用计量泵的引导给油法(ガイド給油法)等的任一方法，优选为浸渍给油法、喷雾给油法或辊给油法。
最后，对本发明所述的聚酯系合成纤维(以下称为本发明的合成纤维)进行说明。本发明的合成纤维是由本发明的处理方法得到的聚酯系合成纤维。作为合成纤维，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维等聚酯系合成纤维，其中优选聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
发明的效果
根据以上说明的本发明，具有同时满足乳化稳定性、耐热性、纺织工序中的梳理工序的抗静电性和并条工序的耐浮渣堆积性，并且不会发生纤维强度的经时下降的效果。
实施例
以下，为了使本发明的构成和效果更加具体而列举实施例等，但本发明并不限于这些实施例。应予说明，以下实施例和比较例中，份是指质量份，另外%是指质量%。
试验类别1(聚酯系合成纤维用处理剂的水成液的制备)
・聚酯系合成纤维用处理剂(实施例1)的水成液的制备
将十八烷基磷酸酯钾盐(酸值10KOHmg/g)(A-1)66.5份、α-壬基苯基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10，n为氧化乙烯单元的数量，以下相同)与α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)的70:30(质量比)的混合物(B-1)30份、以及硬脂醇(C-1)3.5份放入烧杯中，充分混合，加入加热至80℃的规定量的一半量的离子交换水，搅拌使其完全溶解。溶解后，一口气加入剩余的一半量的离子交换水搅拌均匀，制成聚酯系合成纤维用处理剂(实施例1)的5%水成液。
・聚酯系合成纤维用处理剂(实施例2~10和比较例1~6)的水成液的制备
与聚酯系合成纤维用处理剂(实施例1)的5%水成液的制备方法同样，制成聚酯系合成纤维用处理剂(实施例2~10和比较例1~6)的5%水成液。制成的水成液中各例的聚酯系合成纤维用处理剂的内容汇总示于表1。
[表1]
。
表1中，
A-1：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝10KOHmg/g)
A-2：鲸蜡硬脂基磷酸酯钾盐(酸值＝5KOHmg/g)
A-3：十六烷基磷酸酯钾盐(酸值＝10KOHmg/g)
A-4：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝25KOHmg/g)
A-5：二十二烷基磷酸酯钾盐(酸值＝10KOHmg/g)
A-6：十二烷基磷酸酯钾盐(酸值＝50KOHmg/g)
a-7：辛基磷酸酯钾盐(酸值＝20KOHmg/g)
a-8：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝90KOHmg/g)
a-9：十八烷基磷酸酯钾盐(酸值＝0KOHmg/g)。
B-1：α-壬基苯基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)＝70/30
B-2：α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)/α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(聚氧丙烯)(m＋n＝10，m为氧化丙烯单元的数量)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)＝25/25/50(质量比)的混合物
B-3：α-十二烷基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)与磷酸的盐＝50/50(质量比)的混合物
B-4：椰子油脂肪酸-聚氧乙烯(n＝10)/α-十二烷基氨基-ω-羟基(聚氧乙烯)(n＝10)＝50/50(质量比)的混合物
b-5：聚乙二醇(数均分子量：1000)。
C-1：硬脂醇
C-2：鲸蜡硬脂醇
C-3：鲸蜡醇
C-4：山萮醇
C-5：月桂醇
c-6：辛醇。
试验类别2
・乳化稳定性的评价
对于试验类别1中制备的各例的聚酯系合成纤维用处理剂的5%水成液，用肉眼观察其稳定性，按照以下标准进行评价。结果汇总示于表2。
乳化稳定性的评价标准
◎：完全无浑浊，均匀，稳定性极好
○：稍有浑浊，但整体稳定性良好
×：产生沉淀和悬浮物，稳定性不良。
・耐热性的评价
对于试验类别1中制备的各例的聚酯系合成纤维用处理剂的5%水成液，取10g放入陪替氏培养皿(シャーレ)内，105℃下干燥2小时后，用肉眼观察加热至180℃时的发烟状况，按照以下标准进行评价。结果汇总示于表2。
耐热性的评价标准
◎：几乎未发烟
○：稍有发烟，但在不成问题的水平
×：明显出现发烟。
试验类别3(处理剂对聚酯短纤维的附着及其评价)
・处理剂对聚酯短纤维的附着
将试验类别1中制备的各例的聚酯系合成纤维纺织用处理剂的5%水成液进一步用离子交换水稀释，制成2%水成液。采用喷雾给油法使制成的2%水成液附着于制棉工序中得到的纤度1.3×10-4g/m(1.2旦尼尔)、纤维长38mm的半无光(semidull)聚酯短纤维，使得作为聚酯系合成纤维用处理剂的附着量达到0.15%，用80℃的热风干燥机干燥2小时后，在25℃×40%RH的气氛下调节湿度一夜，得到附着有聚酯系合成纤维用处理剂的已处理聚酯短纤维。
・梳理工序的抗静电性的评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，在25℃×40%RH的气氛下供于盖板梳棉机(丰和工业社制)，在纺丝速度＝140m/分钟的条件下使其通过。对纺出的梳理纤维网的静电进行测定，按照以下标准判定抗静电性。结果汇总示于表2。
抗静电性的评价标准
◎：静电产生量小于0.3kV
○：静电产生量为0.3kV以上且小于0.6kV
×：静电产生量为0.6kV以上。
・并条工序的耐浮渣堆积性的评价
使用上述所得的已处理聚酯短纤维10kg，供于盖板梳棉机(丰和工业社制)，得到粗梳条子。将所得的粗梳条子在30℃、70%RH的气氛下供于PDF型并条机(石川制作所社制)，在纺丝速度＝250m/分钟的条件下使其反复5次通过。用肉眼判定PDF型并条机的橡胶辊、粗纱机(reducer)和凝棉导管(trumpet)各部分的浮渣程度，按照以下标准评价耐浮渣堆积性。结果汇总示于表2。
堆积性的评价标准
◎：几乎无浮渣堆积
○：略微有浮渣堆积，但在不成问题的水平
×：明显出现浮渣堆积。
・纤维强度的评价
使用强伸度测定仪对上述所得的已处理聚酯短纤维的初始强度进行测定，另外，使用强伸度测定仪对同一纤维在30℃、70%RH的气氛下放置3个月的3个月后的强度进行测定。将3个月后的强度与初始强度进行比较，按照以下标准评价纤维强度。结果汇总示于表2。
纤维强度的评价标准
◎：相对于初始强度为95%以上的强度
×：相对于初始强度为小于95%的强度。
[表2]
。
与表1对应的表2的结果也表明，根据本发明，具有同时满足乳化稳定性、耐热性、纺织工序中的梳理工序的抗静电性和并条工序的耐浮渣堆积性，并且不会发生纤维强度的经时下降的效果。