專利名稱：紡織纖維的潤滑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織纖維處理領(lǐng)域，具體地涉及輔助紡絲組合物或整理組合物的用途，和尤其涉及用于潤滑紡織纖維如紡絲纖維的醚羧酸鹽的用途。
現(xiàn)有技術(shù)紡織纖維處理領(lǐng)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，一方面使得可制造紡織纖維，和另一方面，使得可加速隨后的獲得最終紡織產(chǎn)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(dǎo)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，對于這些組合物來說，希望許多其它特征，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(yīng)當(dāng)熱穩(wěn)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，以及提供纖維潤濕性能和在水中可溶或可乳化。
可容易地看出，單一物質(zhì)幾乎不可能提供這么多的要求，纖維的現(xiàn)代制劑于是一般包括其組分提供纖維制造中所需效果的各種產(chǎn)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、潤濕劑、抗氧劑、殺蟲劑、腐蝕抑制劑和/或pH調(diào)節(jié)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、硅氧烷、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(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物等。
在現(xiàn)有技術(shù)中描述了用于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，它由基于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公開了基于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公開了基于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公開了基于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，其基于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，隨后在長鏈磷酸酯存在下，用環(huán)氧乙烷季化而獲得。
最后，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(lǐng)域的技術(shù)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公開了洗凈纖維素纖維的方法，該方法包括在介于75至140℃的溫度下用水，用介于0.5至10°Be的堿性水溶液洗滌這些纖維素纖維，所述堿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(shù)和M表示選自氫、堿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是大于19的數(shù)。
最后，國際專利申請WO A-9851852公開了預(yù)處理紡織紗線的潤濕劑，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是介于4至18的數(shù)，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(xiàn)有技術(shù)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(fā)現(xiàn)，醚羧酸鹽令人驚奇地顯示出用于紡織纖維的潤滑性能，其類似于或好于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(lǐng)域已知的一些紡織纖維潤滑劑對環(huán)境更友好。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是醚羧酸鹽潤滑紡織纖維，優(yōu)選紡絲纖維的用途。
本發(fā)明的額外目的是潤滑紡織纖維的方法。
發(fā)明描述本發(fā)明公開了用于潤滑紡織纖維的醚羧酸鹽的用途。
在本發(fā)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是介于0.3至50的數(shù)，-X是氫、堿金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
優(yōu)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(yōu)選其中n是介于0.3至20，更優(yōu)選介于0.5至15的通式(I)的醚羧酸鹽。
最后，還優(yōu)選其中X是氫或堿金屬的通式(I)的醚羧酸鹽。
含有6-22個碳原子，優(yōu)選12-18個碳原子的脂族烴鏈，優(yōu)選衍生于天然來源的脂肪和油，以及合成甘油三酯。優(yōu)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(yōu)選衍生于椰子油、棕櫚油和橄欖油的酰基。
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(chǎn)方法包括兩步，第一步在熟練本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的正常反應(yīng)條件下，使具有所需烴鏈長度的醇與環(huán)氧乙烷反應(yīng)。另外，事先乙氧化的醇也可用作起始試劑。然后，在還原劑，如硼氫化鈉存在下，使該乙氧化醇與強堿，如氫氧化鈉或鉀反應(yīng)，形成相應(yīng)的醇鈉或醇鉀。使該產(chǎn)物與單氯乙酸鈉反應(yīng)，形成相應(yīng)鹽形式的醚羧酸鹽?？赏ㄟ^用硫酸或鹽酸洗滌，將該鹽轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的酸。
根據(jù)本發(fā)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、潤濕劑、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(shù)的貢獻)(ISBN84-605-6437-1)中公開了這些添加劑。
基于醚羧酸鹽的含水潤滑劑組合物的pH優(yōu)選介于6.0至8.5，更優(yōu)選介于6.5至8.0。
在本發(fā)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(yōu)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是介于0.3至50的數(shù)，優(yōu)選介于0.3至20，更優(yōu)選介于0.5至15，-X是氫、堿金屬、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(yè)中常見的是，為了紡絲纖維，在紡織纖維離開紡絲頭之后，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于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，以便對于每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(zhì)。
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，所述稀釋可采用硬水、半硬水或軟水。
在本發(fā)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(yōu)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(yōu)選是紡絲纖維，所述紡絲纖維可以是化學(xué)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(xué)來源的纖維上。
根據(jù)本發(fā)明，化學(xué)來源的纖維定義為就生產(chǎn)方式來說，是通過物理或化學(xué)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(xué)來源的纖維的實例是-丙烯酸類、聚酰胺、聚酯和聚氨酯；而合成來源的纖維是，-乙酸纖維素和人造絲，其屬于纖維素來源。
天然來源的纖維的實例是-來自植物來源的棉；和-屬于動物來源的駝毛、開士米、蠶絲和羊毛。
優(yōu)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(xué)來源的纖維。
下述實施例擬提供本領(lǐng)域的技術(shù)人員足夠清楚和完整的本發(fā)明的解釋。它們決不能解釋為限制本發(fā)明的范圍。
實施例實施例1紡織纖維的潤滑對于表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(tài)摩擦系數(shù)和“粘-滑(stick-slip)”(S/S)。表2示出了這些參數(shù)值。
表1示出了本發(fā)明的潤滑劑(LF.1-LF.10)和對比例。
使用Rothschild F-Meter型號R-1188測定系數(shù)。輸入張力設(shè)定為0.15N。
測定纖維/陶瓷的動態(tài)摩擦系數(shù)所使用的摩擦材料是環(huán)形陶瓷部件。另外，采用50、100和200mm/min的速度和180°的接觸角。
當(dāng)測定纖維/纖維(F/F)的動態(tài)摩擦系數(shù)時，速度設(shè)定為1mm/min和接觸角為360°。
“粘-滑現(xiàn)象”(S/S)，一種低速摩擦的特征現(xiàn)象，計算為纖維/纖維動態(tài)摩擦系數(shù)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(相對于纖維重量的活性產(chǎn)物)施加在連續(xù)的復(fù)絲聚酯纖維(150/30)上。
在施加之前，洗凈(scoure)聚酯纖維，以除去它可能含有的任何痕量雜質(zhì)。
在測定動態(tài)摩擦系數(shù)之前，洗凈的聚酯長絲樣品在20℃和60％的相對濕度下調(diào)節(jié)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(tài)摩擦系數(shù)(μ)

1在50mm/min下測定的動態(tài)摩擦系數(shù)F/K2在100mm/min下測定的動態(tài)摩擦系數(shù)F/K3在200mm/min下測定的動態(tài)摩擦系數(shù)F/K4在1mm/min下測定的動態(tài)摩擦系數(shù)F/K5在1mm/min下測定的動態(tài)摩擦系數(shù)F/F的“粘-滑”實驗結(jié)果表明，使用本發(fā)明的潤滑劑(LF.1-LF.10)提供纖維/陶瓷(F/K)的動態(tài)摩擦系數(shù)低于通過對比例獲得的那些。
因此，可得出結(jié)論，與在對比例中使用的潤滑劑相比，本發(fā)明的潤滑劑允許改進的纖維滑動并降低纖維和機器部件之間的摩擦。
另外，采用本發(fā)明的潤滑劑獲得的纖維/纖維(F/F)的動態(tài)摩擦系數(shù)和“粘-滑”(S-S)值表明，當(dāng)它們與相應(yīng)于對比例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(yīng)于對比例4和5的那些相比，可預(yù)期本發(fā)明的潤滑劑具有較好的手感性能。
權(quán)利要求
1.醚羧酸鹽潤滑紡織纖維的用途。
2.權(quán)利要求1的用途，其特征在于醚羧酸鹽具有通式(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是介于0.3至50的數(shù)，-X是氫、堿金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
3.權(quán)利要求2的用途，其特征在于，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(quán)利要求2和3的用途，其特征在于，在通式(I)的醚羧酸鹽中，n是介于0.3至20，優(yōu)選介于0.5至15的數(shù)。
5.權(quán)利要求2-4任何一項的用途，其特征在于，在通式(I)的醚羧酸鹽中，X是氫或堿金屬。
6.前述任何一項權(quán)利要求的用途，其特征在于，紡織纖維是紡絲纖維。
7.前述任何一項權(quán)利要求的用途，其特征在于，紡織纖維具有化學(xué)或天然來源。
8.前述任何一項權(quán)利要求的用途，其特征在于，紡織纖維具有化學(xué)來源，優(yōu)選合成來源。
9.潤滑紡織纖維的方法，其特征在于，它包括使所述紡織纖維與醚羧酸鹽接觸。
10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于醚羧酸鹽具有通式(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是介于0.3至50的數(shù)，-X是氫、堿金屬、銨陽離子、烷醇銨陽離子或C6-C22烷基銨陽離子。
11.權(quán)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(yōu)選10-2000體積倍而形成。
12.權(quán)利要求9-11的方法，其特征在于，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、潤濕劑、粘合劑、軟化劑和乳化劑。
13.權(quán)利要求9-12的方法，其特征在于，對于每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范圍為0.05g至5g具有100％活性物質(zhì)的含水潤滑劑組合物。
14.權(quán)利要求9-13的方法，其特征在于，紡織纖維是紡絲纖維。
15.權(quán)利要求9-14的方法，其特征在于，紡織纖維具有化學(xué)或天然來源。
16.權(quán)利要求9-15的方法，其特征在于，紡織纖維是具有化學(xué)來源，優(yōu)選合成類型的纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了醚羧酸鹽用于潤滑紡織纖維，優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)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