專利名稱：改性紡絲油劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于合成纖維的改性紡絲油劑。
背景技術(shù)：
在從噴絲板出來時(shí)，許多合成纖維需要施加紡絲油劑，以便進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)紗加工。因?yàn)榧徑z油劑可以在纖維上以極薄的層存在，所以紡絲油劑相當(dāng)于在纖維和諸如在拉伸或松弛等加工期間接觸纖維的導(dǎo)絲輥和輥等金屬表面之間的界面。
共同轉(zhuǎn)讓的美國專利3,940,544、4,019,990和4,108,781講述了包含分子量為300～1,000的聚亞烷基二醇的紡絲油劑。也參見美國專利4,351,738。
美國專利4,340,382講述了包含為嵌段共聚物的聚亞烷基二醇的紡絲油劑。不幸的是，包含聚亞烷基二醇嵌段共聚物的紡絲油劑在制造期間會在它們接觸的金屬表面上形成沉積物。
美國專利4,351,738、4,552,671和5,507,989講述了包含分子量大于1,000的聚亞烷基二醇的紡絲油劑。不幸的是，包含這類較高分子量的聚亞烷基二醇的紡絲油劑在制造期間也會在它們接觸的金屬表面上形成沉積物。
美國專利4,442,249講述了一種紡絲油劑，包含分子量大于1,000的環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物，和烷基酯或二烷基酯或三至六甘醇的多烷基酯潤滑劑，不幸的是，包含這類嵌段共聚物的紡絲油劑在制造期間也會在它們接觸的金屬表面上形成沉積物。
共同轉(zhuǎn)讓的美國專利3,681,244、3,781,202、4,348,517、4,351,738和4,371,658講述了聚氧乙烯蓖麻油在紡絲油劑中的應(yīng)用。
在本領(lǐng)域中需要不沉積的穩(wěn)定的紡絲油劑。
發(fā)明概述我們已開發(fā)了一種響應(yīng)本領(lǐng)域上述需要的紡絲油劑。本紡絲油劑組合物包含至少約10重量％的具有以下述通式組分(a)和(b)，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)；R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3式中，R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基或含1～22個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，x為0或1，R2可以在組分(a)或組分(b)內(nèi)變化并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，y為0或1～25，和z為0或1，在組分(a)中，x和z等于0，組分(a)的平均分子量小于或等于1,900，且若R2變化則組分(a)是無規(guī)共聚物；和在組分(b)中，至少x或z等于1，或者組分(b)是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜(complex)化合物；和最高達(dá)5重量％的組分(c)烷氧基化硅酮，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
本發(fā)明是有利的，因?yàn)榧徑z油劑基本上不沉積，并且是穩(wěn)定的。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下述內(nèi)容和所附權(quán)利要求將是顯而易見的。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述本紡絲油劑組合物的組分(a)具有下述通式R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3式中，R1和R3各自選自氫或含有1～22個(gè)碳原子的烷基，x和z為0，R2變化并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，和y為0或者1～25。組分(a)的平均分子量小于或等于1,900。
優(yōu)選地，組分(a)的平均分子量大于500。更優(yōu)選地，組分(a)的平均分子量小于約1,500。
優(yōu)選地，在組分(a)中，R1和R3各自選自氫或含1～10個(gè)碳原子的烷基，R2變化并選自氫和含有1或2個(gè)碳原子的烷基，和y為0或1～20。術(shù)語“R2變化”意指R2可以是氫和甲基、氫和乙基、或甲基和乙基。更優(yōu)選地，在組分(a)中，R1和R3各自選自氫或含有1～5個(gè)碳原子的烷基，R2選自氫和含1個(gè)碳原子的烷基，和y是零或1～16。
優(yōu)選的組分(a)是所謂的無規(guī)共聚物，更優(yōu)選地，是自環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷制備的無規(guī)共聚物。環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，形成混合的聚亞烷基二醇化合物。優(yōu)選的化合物是約30～約70重量％環(huán)氧乙烷和約30～約70重量％環(huán)氧丙烷的縮合產(chǎn)物，并用含1～4個(gè)碳原子的醇封端。有用的無規(guī)共聚物是市售的。
優(yōu)選地，組分(a)的存在量為至少約10重量％，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。更優(yōu)選地，組分(a)的存在量為至少約20重量％，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
本紡絲油劑的組分(b)具有下述通式R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3式中R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基或含1～22個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，x為0或1，R2可以變化并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，z為0或1，和至少x或z等于1。組分(b)可以是各組分的混合物或者可以是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜化合物。
優(yōu)選地，在組分(b)中，R1和R3各自選自氫或含1～18個(gè)碳原子的烷基或含1～18個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，R2不變化并選自氫或含1或2個(gè)碳原子的烷基，和y為5～25。更優(yōu)選地，在組分(b)中，x為1和z為0。
有用的復(fù)雜的酯是市售的。
最優(yōu)選的組分(b)是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的化合物，和最優(yōu)選的含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的化合物是乙氧基化的蓖麻油。
優(yōu)選地，組分(b)的存在量為至少約5重量％，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
組分(c)是烷氧基化硅酮。優(yōu)選地，烷氧基化硅酮具有帶有機(jī)聚亞烷基氧化物側(cè)鏈的硅氧烷主鏈。有用的烷氧基化硅酮是市售的。烷氧基化硅酮用量最高達(dá)約5重量％，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
本紡絲油劑可以用在任何合成纖維上。有用的合成材料包括聚酯和聚酰胺。有用的聚酯包括線形對苯二甲酸酯聚酯，即，含有2～20個(gè)碳原子的二醇和含有至少約75％對苯二甲酸的二羧酸組分的聚酯。二羧酸組分的其余部分，如果有的話，可以是任何適宜的二羧酸，例如癸二酸、己二酸、間苯二甲酸、磺酰基-4，4′-二苯甲酸、或2，8-二苯并呋喃二羧酸。二醇在鏈中可以含2個(gè)以上碳原子，例如二甘醇、丁二醇、1，10-癸二醇和雙-1，4-(羥甲基)環(huán)己烷。線形對苯二甲酸酯聚酯的例子包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、對苯二甲酸/5-氯間苯二甲酸乙二醇酯共聚物(85/15)、對苯二甲酸/5-磺基鈉間苯二甲酸乙二醇酯共聚物(97/3)、聚對苯二甲酸環(huán)己烷-1，4-二甲醇酯和對苯二甲酸/六氫對苯二甲酸-環(huán)己烷-1，4-二甲醇酯共聚物。這些起始物料是市售的。
其它有用的聚合物是由共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5,869,582所講述的共聚物。該共聚物包含(a)芳族聚酯第1嵌段，其具有(i)至少約0.6dl/g特性粘度，在60/40(按重量計(jì))苯酚和四氯乙烷混合物中進(jìn)行測定，和(ii)在280℃下至少約7000泊的牛頓熔體粘度，以毛細(xì)管流變儀測定；和(b)內(nèi)酯單體第二嵌段。所優(yōu)選的芳族聚酯的例子包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)、聚對苯二甲酸雙羥甲基環(huán)己烯酯、聚萘二甲酸雙羥甲基環(huán)己烯酯、其它的聚萘二甲酸亞烷基二醇酯或聚萘二甲酸亞環(huán)烷基二醇酯，以及除了對苯二甲酸乙二醇酯單元之外，含有諸如間苯二甲酸乙二醇酯、己二酸乙二醇酯、癸二酸乙二醇酯、對苯二甲酸1，4-亞環(huán)己基二亞甲基酯或其它對苯二甲酸亞烷基酯單元的混合聚酯。芳族聚酯的混合物也可以應(yīng)用。市售芳族聚酯可以使用。優(yōu)選的內(nèi)酯包括ε-己內(nèi)酯、丙內(nèi)酯、丁內(nèi)酯、戊內(nèi)酯和高級環(huán)內(nèi)酯。兩種或多種內(nèi)酯可以同時(shí)應(yīng)用。
有用的聚酰胺包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍6，10、尼龍6，12、尼龍4，6、其共聚物和其混合物。
合成纖維可以通過制造工業(yè)纖維的已知方法生產(chǎn)。例如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5,132,067和5,630,976講述制造尺寸穩(wěn)定的PET的方法。在合成纖維自噴絲板出來之后，本紡絲油劑可以通過包括油浴上油、噴霧上油、浸軋上油和給油輥上油的任何已知方法施加到合成纖維上。優(yōu)選地，本紡絲油劑應(yīng)用到合成紗線的量為約0.2～約1.5重量％，以合成紗線重量為基準(zhǔn)計(jì)。
以下實(shí)施例為舉例說明，并不構(gòu)成限制。
比較例A和發(fā)明實(shí)施例1～6比較例A和發(fā)明實(shí)施例1～6使用下表1所述的、市售的、具有下述通式的組分(a)和(b)。
R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3表I
對于比較例(下文縮寫為“Comp”)和本發(fā)明實(shí)施例(下文縮寫為“Ex”)1～6的每種紡絲油劑來說，紡絲油劑采用下表II所列組分和重量百分比來制造。在表II中，MW意指分子量，(b)-3是含有諸如下述組分的市售乙氧基化蓖麻油
測定每種紡絲油劑的穩(wěn)定性，并記錄在下表II中。
表II
發(fā)明實(shí)施例7制造含有50重量％上表I所列的、分子量為約270的組分(a)和45重量％上表I所列的組分(b)-2和5重量％硅酮的紡絲油劑，該紡絲油劑是穩(wěn)定的。
權(quán)利要求
1.一種紡絲油劑組合物，包含至少約10重量％的具有以下通式的組分(a)和(b)，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)；R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3式中所述R1和所述R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基或含1～22個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，所述x為0或1，所述R2可以在所述組分(a)或所述組分(b)內(nèi)變化，并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，所述y為0，或1～25，和所述z為0或1，在所述組分(a)中，所述x和z等于0和所述組分(a)的平均分子量小于或等于1,900，且如果R2變化則組分(a)是無規(guī)共聚物；以及在所述組分(b)中，至少所述x或所述z之一等于1或所述組分(b)是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜化合物；和最高達(dá)約5重量％的組分(c)乙氧基化的硅酮，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
2.權(quán)利要求1的紡絲油劑組合物，其中所述組分(a)的存在量為至少約10重量％，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
3.權(quán)利要求2的紡絲油劑組合物，其中所述組分(a)的存在量為至少約20重量％，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
4.權(quán)利要求3的紡絲油劑組合物，其中在所述組分(a)中，所述R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基。
5.權(quán)利要求4的紡絲油劑組合物，其中在所述組分(a)中，所述R1和R3各自選自氫或含1～10個(gè)碳原子的烷基，所述R2變化并選自氫和含1或2個(gè)碳原子的烷基，和所述y為0或1～20。
6.權(quán)利要求5的紡絲油劑組合物，其中在所述組分(a)中，所述R1和R3各自選自氫或含1～5個(gè)碳原子的烷基，所述R2選自氫和含1個(gè)碳原子的烷基，和所述y為0或1～16。
7.權(quán)利要求6的紡絲油劑組合物，其中所述組分(a)的平均分子量小于約1,500。
8.權(quán)利要求7的紡絲油劑組合物，其中所述組分(a)是無規(guī)共聚物。
9.權(quán)利要求1的紡絲油劑組合物，其中所述組分(b)的存在量為至少約5重量％，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
10.權(quán)利要求1的紡絲油劑組合物，其中所述組分(b)的存在量為至少約10重量％，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)。
11.權(quán)利要求1的紡絲油劑組合物，其中在所述組分(b)中，所述R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基或含1～22個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，所述R2可以變化并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，和至少所述x或z等于1。
12.權(quán)利要求1的紡絲油劑組合物，其中所述組分(b)是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜化合物。
13.權(quán)利要求12的紡絲油劑，其中所述含聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜化合物是乙氧基化的蓖麻油。
14.在其上具有權(quán)利要求1的紡絲油劑的紗線。
15.由權(quán)利要求14的紗線制造的纖網(wǎng)。
16.一種制造紗線的方法，包括下述步驟A.擠出聚合物以制造紗線；B.向所述紗線施加紡絲油劑，所述油劑包含至少約10重量％的具有以下通式的組分(a)和(b)，以所述紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)；R1-(CO)x-O-(CH(R2)-CH2-O)y-(CO)z-R3式中，R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基或含1～22個(gè)碳原子的亞烷基羥基基團(tuán)，x為0或1，R2可以在所述組分(a)或所述組分(b)內(nèi)變化和選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，y為0或1～25，z為0或1，在所述組分(a)中，x和z等于0和所述組分(a)的平均分子量小于或等于1,900，和如果R2變化則組分(a)是無規(guī)共聚物；和在所述組分(b)中，至少所述x或z之一等于1，或所述組分(b)是含10個(gè)以上聚氧乙烯單元的含有聚氧乙烯甘油酯的復(fù)雜化合物；和最高達(dá)約5重量％的組分(c)乙氧基化硅酮，以紡絲油劑組合物為基準(zhǔn)計(jì)；和C.拉伸所述紗線。
17.權(quán)利要求16的方法，其中在所述步驟A中，所述聚合物是聚酰胺。
18.權(quán)利要求16的方法，其中在所述步驟A中，所述聚合物是聚酯。
19.權(quán)利要求16的方法，其中在所述步驟B中，所述紡絲油劑施加到所述紗線上，其量為約0.2～約1.5重量％，以所述紗線的重量為基準(zhǔn)計(jì)。
20.權(quán)利要求16的方法，其中在所述步驟B中，在所述組分(a)中，所述R1和R3各自選自氫或含1～22個(gè)碳原子的烷基，所述x和z為0，所述R2可以變化并選自氫或含1～4個(gè)碳原子的烷基，和所述y為0，或1～25。
全文摘要
本紡絲油劑組合物包含至少約10重量%的通式為R
文檔編號D06M15/647GK1370250SQ00808187
公開日2002年9月18日 申請日期2000年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月7日
發(fā)明者R·克萊恩 申請人:聯(lián)合訊號公司