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紡織纖維的潤滑的製作方法

2023-10-09 04:45:59 2

專利名稱:紡織纖維的潤滑的製作方法
技術領域:
本發明涉及紡織纖維處理領域,具體地涉及輔助紡絲組合物或整理組合物的用途,和尤其涉及用於潤滑紡織纖維如紡絲纖維的醚羧酸鹽的用途。
現有技術紡織纖維處理領域使用改進其操作和處理的組合物。
被稱為輔助紡絲組合物或整理組合物的這些組合物,一方面使得可製造紡織纖維,和另一方面,使得可加速隨後的獲得最終紡織產品所使用的紡絲和織造過程。
輔助紡絲組合物通常提供潤滑,因此降低纖維之間和長絲與紡絲機的導向元件之間的摩擦。另外,這些輔助紡絲組合物防止形成靜電和在相鄰的纖維之間賦予微小的粘合。
另外,對於這些組合物來說,希望許多其它特徵,如其與著色劑的相容性或良好的可生物降解性。除了前述要求以外,纖維整理組合物應當熱穩定和不腐蝕,必須容易施加和從纖維上除去,和必須生理相容,以及提供纖維潤溼性能和在水中可溶或可乳化。
可容易地看出,單一物質幾乎不可能提供這麼多的要求,纖維的現代製劑於是一般包括其組分提供纖維製造中所需效果的各種產品的混合物。
纖維整理組合物一般包括潤滑劑以及乳化劑、抗靜電劑、潤溼劑、抗氧劑、殺蟲劑、腐蝕抑制劑和/或pH調節劑。
通常通過使纖維或紗線與纖維整理組合物接觸,從而施加輔助紡絲組合物,所述纖維整理組合物包括含至少一種潤滑劑的溶液或乳液。這些組合物可噴灑或者直接施加到纖維或紗線上。
這些輔助紡絲組合物中各組分的典型實例是合成甾醇、脫水山梨醇酯、矽氧烷、聚醚、磷酸的酯、季化脂肪胺、脂肪酸烷醇胺、乙氧化脂肪酸、醚羧酸酯,和環氧乙烷與環氧丙烷的嵌段共聚物等。
在現有技術中描述了用於紡織纖維的各種潤滑劑。因此,例如美國專利A-2079108公開了纖維潤滑劑,它由基於長鏈脂肪酸的部分酯和多元醇的纖維素衍生而來。
英國專利A-1098315公開了基於C6-C18醇的乙氧化酯和五氧化磷的紡織纖維潤滑劑。
英國專利A-1113607公開了基於烷屬烴礦物油和不飽和醇的磷酸酯的紡織纖維用潤滑劑組合物。
美國專利A-3907689和A-3951825公開了基於有機酯的混合物的處理紡織纖維的組合物,它可含有乙氧化脂肪酸類的蠟。
美國專利A-3926816公開了紡織纖維的潤滑劑組合物,它包括a)磷酸烷酯鈉或鉀,b)脂肪酸烷酯,c)聚氧乙烯化月桂醚,和d)聚氧乙烯化十三烷醚。
美國專利A-4615816公開了聚氧亞烷基醚聚碳酸酯作為紡織纖維的潤滑劑。
美國專利A-4624793公開了聚丙烯纖維的潤滑劑組合物,其基於乙氧化的直鏈仲醇和直鏈或支鏈乙氧化醇的磷酸酯。
國際專利申請WO A-9414756公開了為降低纖維之間的摩擦和所生成的靜電荷而使用的季化脂肪酸的三乙醇胺酯鹽,它通過用三乙醇胺或用三乙醇胺乙氧化物酯化脂肪酸,隨後在長鏈磷酸酯存在下,用環氧乙烷季化而獲得。
最後,至少在美國專利A-5654038、A-5576470、A-5314718、A-5263308和A-5240743中公開了醚羧酸烷酯作為紡織纖維潤滑劑的用途。
另外,熟練本領域的技術人員已知處理紡織纖維的醚羧酸鹽的用途。因此,例如CH專利A-324665公開了洗淨纖維素纖維的方法,該方法包括在介於75至140℃的溫度下用水,用介於0.5至10°Be的鹼性水溶液洗滌這些纖維素纖維,所述鹼性水溶液含有下式的化合物作為基本成分R-(OC2H4)n-O-CH2COOM其中R表示C8-C20飽和或不飽和脂族基團、C8-C25烷基苯基或氫化烷基苯基,n是2-20的數和M表示選自氫、鹼金屬或銨中的陽離子。
美國專利A-3043648公開了快速染色纖維的方法,該方法包括在尤其含有下式的聚乙二醇醚羧酸的水溶液中使這些纖維染色R3-O(C2H4O)x-CH2COOH其中R3表示C18H35、烷基苯基C8-C12和二烷基苯基C8-C12中的基團,x是大於19的數。
最後,國際專利申請WO A-9851852公開了預處理紡織紗線的潤溼劑,它含有i)通式的醚羧酸鹽R-(CnH2nO)x-CH2COOM(I)其中R表示具有8-22個碳原子的直鏈烷基,M是氫或陽離子,n為2或3,和x是介於4至18的數,ii)通式的烷氧化脂肪醇R-O-(CnH2nO)x-H其中R、n和x具有與以上相同的含義。
然而,現有技術沒有公開或暗示為潤滑紡織纖維而使用醚羧酸鹽。
本文作者已發現,醚羧酸鹽令人驚奇地顯示出用於紡織纖維的潤滑性能,其類似於或好於常用潤滑劑所顯示的那些潤滑性能。另外,這些醚羧酸鹽比本領域已知的一些紡織纖維潤滑劑對環境更友好。
發明目的本發明的目的是醚羧酸鹽潤滑紡織纖維,優選紡絲纖維的用途。
本發明的額外目的是潤滑紡織纖維的方法。
發明描述本發明公開了用於潤滑紡織纖維的醚羧酸鹽的用途。
在本發明的一個具體實施方案中,這些醚羧酸鹽由通式(I)定義R-(OCH2CH2)n-O-CH2COOX(I)
其中-R表示飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C6-C22脂族烴鏈,-n是介於0.3至50的數,-X是氫、鹼金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
優選地,在通式(I)的醚羧酸鹽中,R表示飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C12-C18脂族烴鏈。
還優選其中n是介於0.3至20,更優選介於0.5至15的通式(I)的醚羧酸鹽。
最後,還優選其中X是氫或鹼金屬的通式(I)的醚羧酸鹽。
含有6-22個碳原子,優選12-18個碳原子的脂族烴鏈,優選衍生於天然來源的脂肪和油,以及合成甘油三酯。優選的脂肪和油包括棕櫚油、椰子油、向日葵油、菜籽油、蓖麻油、橄欖油、豆油和動物油如牛油、骨油、魚油、這些的硬化和半硬化油。特別優選衍生於椰子油、棕櫚油和橄欖油的醯基。
可例如如德國專利申請DE-A-4224362或歐洲專利申請EP-A-0580263中所述,獲得通式(I)的醚羧酸鹽。生產方法包括兩步,第一步在熟練本領域的技術人員已知的正常反應條件下,使具有所需烴鏈長度的醇與環氧乙烷反應。另外,事先乙氧化的醇也可用作起始試劑。然後,在還原劑,如硼氫化鈉存在下,使該乙氧化醇與強鹼,如氫氧化鈉或鉀反應,形成相應的醇鈉或醇鉀。使該產物與單氯乙酸鈉反應,形成相應鹽形式的醚羧酸鹽。可通過用硫酸或鹽酸洗滌,將該鹽轉化成相應的酸。
根據本發明,水溶液形式的醚羧酸鹽用作紡織纖維的潤滑劑。潤滑紡織纖維所使用的醚羧酸鹽水溶液也可尤其含有添加劑如抗靜電劑、潤溼劑、粘合劑、軟化劑和乳化劑。
在Revitextil S.L.出版的「Una aportacióna la tecnologíadel ensimaje」(對整理技術的貢獻)(ISBN84-605-6437-1)中公開了這些添加劑。
基於醚羧酸鹽的含水潤滑劑組合物的pH優選介於6.0至8.5,更優選介於6.5至8.0。
在本發明的另一實施方案中,提供潤滑紡織纖維的方法,該方法包括使紡織纖維與醚羧酸鹽接觸。在優選的實施方案中,這些醚羧酸鹽具有通式(I)R-(OCH2CH2)n-O-CH2COOX(I)其中-R表示飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C6-C22脂族烴鏈,-n是介於0.3至50的數,優選介於0.3至20,更優選介於0.5至15,-X是氫、鹼金屬、銨陽離子或烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
在紡織品工業中常見的是,為了紡絲纖維,在紡織纖維離開紡絲頭之後,在紡織纖維上施加含水潤滑劑組合物。例如通過滾筒或通過具有合適施加裝置的劑量泵施加溫度介於15至90℃的潤滑劑組合物。
通常以非常稀的形式施加含水潤滑劑組合物,以便對於每100g紡織纖維來說,含水潤滑劑組合物的施加量為0.05g至5g 100%的含水潤滑劑組合物的活性物質。
可直接或者通過稀釋濃的含水潤滑劑組合物,從而獲得非常稀形式的這些含水潤滑劑組合物,所述稀釋可採用硬水、半硬水或軟水。
在本發明的潤滑紡織纖維的方法中,使紡織纖維與足量含水潤滑劑組合物接觸,所述含水潤滑劑組合物通過在水中稀釋醚羧酸鹽2-10000,優選10-2000倍而形成。
另外,這些含水潤滑劑組合物施加在其上的紡織纖維優選是紡絲纖維,所述紡絲纖維可以是化學或天然來源。更具體地說,這些含水潤滑劑組合物施加在化學來源的纖維上。
根據本發明,化學來源的纖維定義為就生產方式來說,是通過物理或化學方法獲得的纖維,所述纖維包括纖維素和合成纖維,正如Wiley-Interscience(ISBN 0-471-02093-X)出版的「Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology」,第3版,第10卷中所述。化學來源的纖維的實例是-丙烯酸類、聚醯胺、聚酯和聚氨酯;而合成來源的纖維是,-乙酸纖維素和人造絲,其屬於纖維素來源。
天然來源的纖維的實例是-來自植物來源的棉;和-屬於動物來源的駝毛、開士米、蠶絲和羊毛。
優選地,含有醚羧酸鹽的潤滑劑組合物施加在其上的紡織纖維是合成類型的化學來源的纖維。
下述實施例擬提供本領域的技術人員足夠清楚和完整的本發明的解釋。它們決不能解釋為限制本發明的範圍。
實施例實施例1紡織纖維的潤滑對於表1所述的潤滑劑來說,獲得纖維/陶瓷(F/K)和纖維/纖維(F/F)的動態摩擦係數和「粘-滑(stick-slip)」(S/S)。表2示出了這些參數值。
表1示出了本發明的潤滑劑(LF.1-LF.10)和對比例。
使用Rothschild F-Meter型號R-1188測定係數。輸入張力設定為0.15N。
測定纖維/陶瓷的動態摩擦係數所使用的摩擦材料是環形陶瓷部件。另外,採用50、100和200mm/min的速度和180°的接觸角。
當測定纖維/纖維(F/F)的動態摩擦係數時,速度設定為1mm/min和接觸角為360°。
「粘-滑現象」(S/S),一種低速摩擦的特徵現象,計算為纖維/纖維動態摩擦係數的平均最大值和平均最小值之差。
表1所述的潤滑劑以0.5wt%的濃度(相對於纖維重量的活性產物)施加在連續的復絲聚酯纖維(150/30)上。
在施加之前,洗淨(scoure)聚酯纖維,以除去它可能含有的任何痕量雜質。
在測定動態摩擦係數之前,洗淨的聚酯長絲樣品在20℃和60%的相對溼度下調節24小時。
表1.-紡絲整理潤滑劑(LF)

1C12-C14重量比為70∶30的月桂酸類烴鏈。
2FOSFODET20M是鉀鹽形式的月桂醇的磷酸酯(單酯對二酯的重量比=80∶20),由KAO Corporation S.A.銷售。
3FOSFODET20D是鉀鹽形式的月桂醇的磷酸酯(單酯對二酯的重量比=50∶50),由KAO Corporation S.A.銷售。
4SURFAGENE FJZ 903是乙氧化的C16-C18醇的磷酸酯(單酯對二酯的重量比=80∶20),由KAO Chemicals GmbH銷售。
表2.-動態摩擦係數(μ)

1在50mm/min下測定的動態摩擦係數F/K2在100mm/min下測定的動態摩擦係數F/K3在200mm/min下測定的動態摩擦係數F/K4在1mm/min下測定的動態摩擦係數F/K5在1mm/min下測定的動態摩擦係數F/F的「粘-滑」實驗結果表明,使用本發明的潤滑劑(LF.1-LF.10)提供纖維/陶瓷(F/K)的動態摩擦係數低於通過對比例獲得的那些。
因此,可得出結論,與在對比例中使用的潤滑劑相比,本發明的潤滑劑允許改進的纖維滑動並降低纖維和機器部件之間的摩擦。
另外,採用本發明的潤滑劑獲得的纖維/纖維(F/F)的動態摩擦係數和「粘-滑」(S-S)值表明,當它們與相應於對比例1-3的潤滑劑相比時,一般使用這些潤滑劑賦予改進的纖維之間的粘合(較高的「粘-滑」)。然而,另一方面,太高的「粘-滑」值對纖維的柔軟度具有負面影響,這是因為賦予纖維「cracant」感。因此,與相應於對比例4和5的那些相比,可預期本發明的潤滑劑具有較好的手感性能。
權利要求
1.醚羧酸鹽潤滑紡織纖維的用途。
2.權利要求1的用途,其特徵在於醚羧酸鹽具有通式(I)R-(OCH2CH2)n-O-CH2COOX (I)其中-R表示飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C6-C22脂族烴鏈,-n是介於0.3至50的數,-X是氫、鹼金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
3.權利要求2的用途,其特徵在於,在通式(I)的醚羧酸鹽中,R是飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C12-C18脂族烴鏈。
4.權利要求2和3的用途,其特徵在於,在通式(I)的醚羧酸鹽中,n是介於0.3至20,優選介於0.5至15的數。
5.權利要求2-4任何一項的用途,其特徵在於,在通式(I)的醚羧酸鹽中,X是氫或鹼金屬。
6.前述任何一項權利要求的用途,其特徵在於,紡織纖維是紡絲纖維。
7.前述任何一項權利要求的用途,其特徵在於,紡織纖維具有化學或天然來源。
8.前述任何一項權利要求的用途,其特徵在於,紡織纖維具有化學來源,優選合成來源。
9.潤滑紡織纖維的方法,其特徵在於,它包括使所述紡織纖維與醚羧酸鹽接觸。
10.權利要求9的方法,其特徵在於醚羧酸鹽具有通式(I)R-(OCH2CH2)n-O-CH2COOX(I)其中-R表示飽和或不飽和、直鏈或支鏈的C6-C22脂族烴鏈,-n是介於0.3至50的數,-X是氫、鹼金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
11.權利要求9和10的方法,其中與纖維接觸的醚羧酸鹽是含水潤滑劑組合物形式,所述含水潤滑劑組合物通過在水中稀釋醚羧酸鹽2-10000體積倍,優選10-2000體積倍而形成。
12.權利要求9-11的方法,其特徵在於,除了別的添加劑之外,含水潤滑劑組合物另外含有抗靜電劑、潤溼劑、粘合劑、軟化劑和乳化劑。
13.權利要求9-12的方法,其特徵在於,對於每100g紡織纖維來說,與紡織纖維接觸的含水潤滑劑組合物的用量範圍為0.05g至5g具有100%活性物質的含水潤滑劑組合物。
14.權利要求9-13的方法,其特徵在於,紡織纖維是紡絲纖維。
15.權利要求9-14的方法,其特徵在於,紡織纖維具有化學或天然來源。
16.權利要求9-15的方法,其特徵在於,紡織纖維是具有化學來源,優選合成類型的纖維。
全文摘要
本發明公開了醚羧酸鹽用於潤滑紡織纖維,優選紡絲纖維的用途。這些醚羧酸鹽具有通式(I),R-(OCH
文檔編號C10M173/00GK1738939SQ200380108694
公開日2006年2月22日 申請日期2003年12月17日 優先權日2002年12月18日
發明者B·諾蓋斯洛佩茲, 安倍裕, H·梅耶 申請人:Kao股份有限公司

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