CN1124043A - 可被分散染料染色的再生纤维素纤维及含这种纤维的纺织品 - Google Patents
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Abstract
公开了可用分散染料染色的新型再生纤维素纤维。这种再生纤维素纤维中掺混着10%至40%(重量)平均粒度为0.05至5μm的聚酯细粒或苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒。掺混使用再生纤维素纤维和聚酯纤维的产物可以形成同色性优异的染色产物,而且因为两种纤维能同时染色,所以染色效率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及可被分散染料染色的再生纤维素纤维和制造这种纤维的方法,以及含这种纤维的纺织品。更具体地说,本发明涉及含这种纤维及聚酯纤维的纺织品和将这种产品染色的方法。
技术背景
在此以前,以粘胶人造丝和铜铵人造丝为代表的再生纤维素纤维是用直接染料、活性染料或阴丹士林染料染色。用其它染料(例如分散染料)不能将再生纤维素纤维染色。
但是,用迄今用过的这些染料染色一直不能令人满意。例如,直接染料在某些颜色的色牢度方面不能令人满意,用活性染料染色虽然得到的色牢度良好,但是活性染料价格昂贵,而且因为必须用碱在高pH和高温下染色很长时间,所以生产率有问题。另外,阴丹士林染料的缺点是价贵,而且因为可使用的颜色有限,所以缺乏通用性。
正如从阳离子化或阴离子化中看到的,研究改进再生纤维素纤维的着色力的历史是漫长的,但是从中得到的方法未能提供令人满意的色牢度,而且还由于向纤维中加入各种化合物而造成纤维强度的显著降低,因此缺乏实用性,现在尚未工业化。
因此,虽然迄今已作了各种努力来改进再生纤维素纤维的着色力,但是当把色牢度和纤维的物理性质考虑在内进行评价时,还没有得到完全满意的结果。
另一方面,再生纤维素纤维近年来已频繁地与诸如聚酯纤维等合成纤维一起使用,以便在外衣中最好地利用再生纤维的优良吸湿性和独特触感。
但是如上所述,再生纤维素是用直接染料或活性染料染色,而聚酯纤维是用分散染料染色。因此,当含有再生纤维素纤维和聚酯纤维的织物或针织品被染色时,就存在聚酯纤维应该用分散染料染色而再生纤维素纤维应该用活性染料或直接染料染色的麻烦。
虽然这种染色方法是目前实际采用的方法,但是将再生纤维素纤维染色要花费很长时间,目前的状况是每天每台染色机最多只能作三批染色处理。另一方面,当聚酯纤维单独用分散染料染色时,一台染色机每天可以进行9批染色处理。
在含再生纤维素纤维和聚酯纤维的机织物或针织品上的染色处理能力比在只含聚酯纤维的机织物或针织品上低得多,因此前者的染色成本较高。较高的染色成本是含再生纤维素纤维和聚酯纤维的机织物或针织品的竞争地位比只含聚酯纤维的机织物或针织品变弱的原因之一。
根据上述说法,如果得到能象聚酯纤维一样用分散染料染色的再生纤维素纤维,上述的染色时间方面的困难会同时解决,即使这样,也还没有象本发明一样地设想和强调制造可用分散染料实际染色的再生纤维素纤维。
另外,还已知有一种不是基于将纤维染色的纺前染色纤维(它包括向再生纤维的纺丝溶液中加入各种无机颜料)和一种向纺丝溶液中加入预先着色的有机细粒以改进无机颜料的缺点并进行纺丝的方法。但是,这些方法比较麻烦,因为纺丝溶液要预先着色,而且很难均匀着色。另外,因为无机和有机颜料的颜色种类有限,所以它们的通用性都差,例如,在含有再生纤维素纤维和合成纤维(例如聚酯纤维)的纺织品中,几乎不可能使两种纤维匹配成相同的颜色。
另外,英国专利GB 2008126A公开了一种向再生纤维素纤维中加入聚苯乙烯细粒以便消光的方法。但是,聚苯乙烯实际上不一定能被分散染料染色,而在上述专利文献中并未提出制造可用分散染料染色的再生纤维素纤维。另外,聚苯乙烯细粒的加入量少到至多为5%(重量),因此,即使这种细粒能被分散染料染色,也不能认为再生纤维素纤维是可用分散染料染色的纤维。
本发明的首要目的是以廉价和高生产率提供再生纤维素纤维,它当然是可以用已用于再生纤维素的常规的直接染料或活性染料染色,而且可以用分散染料以优良的色牢度染色,既不发生常规染色法中的上述问题,也不造成纤维强度的大幅度降低。
本发明的第二个目的是提供这样的再生纤维素纤维,当它与合成纤维(例如聚酯纤维)一起使用时,能够与合成纤维一起只用分散染料在同一染浴中同时染色,而且适于制备具有符合需要的同色性质的纺织品。
另外,本发明的第三个目的是提供一种染色方法,当再生纤维素纤维与聚酯纤维一起用分散染料染色时,此方法能保证两种纤维之间的高度同色性。
发明的公开
本发明提供了含10-40%(重量)聚合物细粒的再生纤维素纤维和含有用分散染料染色的上述纤维的纤维,该聚合物细粒的平均粒度为0.05-5μm,它可用分散染料染色,耐洗色牢度(等级)为三级或更高。本发明还提供了含有再生纤维素纤维与聚酯纤维的纺织品,以及含有用分散染料染色的上述两种纤维的纺织品,所述的再生纤维素纤维含有10-40%(重量)的聚合物细粒,其平均粒径为0.05-5μm并可用分散染料染色。
附图的简要说明
图1是表示本发明的纤维截面实例的扫描电镜照片。由照片可知,聚合物细粒无规地分散,不在纤维截面上形成过大的聚集体。
实施本发明的最佳方式
在本发明中,再生纤维素纤维是指用粘胶液作为主要纺丝溶液得到的人造丝纤维(以后只简称粘胶人造丝)和铜铵人造丝纤维,包括长纤维和短纤维。本来就可用分散染料染色的纤维素纤维,例如二醋酯纤维和三醋酯纤维,不是本发明的对象。
本发明中的纺织产品不仅包括短纤维、短纤纱、长丝纱,形成复丝的丝条、机织物、针织物和非织造织物,以及使用它们的布料、生活用品、工业材料、杂品和日用品,而且还包括其中至少一部分使用了本发明的再生纤维素纤维的纺织产品。
重要的是本发明的再生纤维素纤维含有占它重量10-40%的可用分散染料染色的聚合物细粒。
可用分散染料染色的聚合物(以后有时只简称原料聚合物)是指在下述的标准条件下吸尽率为60%或更高的聚合物,包括例如聚酰胺(如尼龙6和尼龙66)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯聚合物、丙烯腈-苯乙烯聚合物和聚氨酯。从原料聚合物用分散染料染色时的可染性和色牢度考虑,优选使用热塑性聚合物,例如聚酯聚合物和丙烯酸聚合物。
当本发明的再生纤维素纤维与诸如聚酯纤维等合成纤维一起使用时,考虑到两种纤维染色后的同色性,优选使用聚酯聚合物细粒作为原料聚合物。但是,因为某些种类的聚酯塑性细粒被粘胶液中的碱迅速分解,而且有可能在粘胶液内分解,所以当使用聚酯时,最好事先检验它的溶解度和分解性,而当使用高溶解度和/或高分解性的聚合物时,要采取延缓聚酯分解的措施,例如使从加入粘胶液内到纺丝的间隔尽可能短,以及在加入后于低温下处理粘胶液。
如上所述,最好是使用有良好色牢度的聚合物细粒,本发明的再生纤维素纤维常常比原料聚合物的色牢度要好,即使当聚合物细粒本身的色牢度不那么好时也是如此,这大概是因为这些细粒是以嵌埋在再生纤维素中的状态被分散。
本发明中使用的聚合物细粒的平均粒度为0.05至5μm。在尺寸更小的情形,虽然不经常造成成丝性能和纤维物理性能的降低,但是容易产生被染料的可染性和/或色牢度降低的问题,而且聚合物细粒容易由于干洗时的有机溶剂处理而结团,这与构成细粒的聚合物种类有关。因此,粒度的低限优选为0.1μm,特别是0.2μm。另一方面,当平均粒度超过5μm时,会引起纺丝板堵塞并常常造成起毛,从而不能稳定地纺丝,另外,最终形成的纤维的强度和伸长率低,而且韧性显著下降。
当纤维的物理性质被认为是特别重要时,细粒的平均粒度的上限以3.5μm为宜,优选2.5μm,特别是1.5μm。另外,当考虑最终形成的纤维的白度或泛黄度时,最好是使用平均粒度为1μm或更细的细粒。
这种聚合物细粒可以用例如制备细粒的物理方法制备,包括用已知的粉碎机将聚合物小片或粉末冷冻粉碎成细粒,或采用聚合技术,例如在可聚合的单体的聚合过程中形成粒子的方法,或者从制成小滴的聚合物溶液中形成粒子的方法。
制造细粒的方法可以根据所用粒子的平均粒径的量级来选择。但是实际上,对于某些种类的聚合物,将它们粉碎成微米至亚微米大小是极其困难的,或者即使采用聚合技术也不可能制备细粒。
例如,当采用聚合技术时,为了得到平均粒度为0.05至1μm的细粒,最好是采用乳液聚合法、无皂乳液聚合法和接种乳液聚合法,而对于1至5μm的粒子,最好是使用接种乳液聚合法,两阶段溶胀法和分散聚合法及类似方法。
这些聚合物细粒可以是实心细粒或空心细粒。当使用空心细粒时,可以同时实现高的遮盖性和节省纤维重量。
本发明的再生纤维素纤维必须含这种聚合物细粒10%至40%(重量)。当含量低于此低限值时,纤维中的染料量没有充分保证,因此着色性变差,不可能得到深度染色的产品。另一方面,当含量超过40%(重量)时,在纺丝时容易起毛,而且纤维的物理性能显著下降。从纤维的物理性能和纤维中的染料量能覆盖从浅染色到深染色的大范围染色之间的平衡考虑,优选的含量低限是15%(重量),高限是30%(重量)。只要该含量落在上述范围内,聚合物细粒的种类不限于一种,可以混合使用含两种或多种不同种类聚合物的聚合物细粒,或者可以将含单一种类聚合物但有不同粒度分布的聚合物细粒一起使用。
图1是说明本发明纤维的截面实例的扫描电镜照片。由图可见,聚合物细粒无规地分散在纤维的截面上,不形成过大的聚集体。通常,截面示于图1中的粘胶人造丝具有在凝固时形成的皮芯结构,靠近纤维表面的皮部分由比核部分更小的细晶体构成,沿截面方向有细微的结构变化。因此,不能保证在凝固过程中含有聚合物细粒的粘胶液会凝固成其中的聚合物细粒以均匀分散在纤维截面内的状态存在的纤维。但是,如图1所示,它们实际上是无规分散的,这就防止和减小了如果细粒不均匀分布并且主要存在于芯部分时预期会发生的纤维物理性能的降低。
另外,在本发明的再生纤维素纤维中,当聚合物细粒的比例增加时,观察到一部分聚合物细粒突出到纤维表面之上,或是凸出的细粒脱落形成火山口状的中空部分,从而产生表面变粗的纤维结构,结果使纤维的光泽变得柔和。采取这种纤维表面结构的本发明的再生纤维素纤维的静摩擦系数(纤维-纤维)高达约0.32或更高,与常见的纱线卷装相比,卷装稳定性优越。另一方面,它的纤维-金属静摩擦系数约为0.28或更小,低于不加细粒情形下的纤维的静摩擦系数(约0.32),因此本发明的再生纤维素纤维具有优良的特性,例如在假捻时销子的磨蚀(边界润滑)不那么成为问题。另外,它的动摩擦系数(纤维-金属)约为0.33或更小,比不加细粒的纤维的动摩擦系数(约0.5)低,因此本发明的再生纤维素纤维具有在通常的加工速度下的加工步骤中很少发生磨蚀问题的效果。
另一方面,为了制造本发明的能用分散染料染色而又保持常见人造丝的光泽的纤维,最好是有目的地采用一种纺丝法以便得到表面上不存在细粒的纤维。例如,这可以通过一种包括按制备皮芯型共轭纤维的方法进行双组分纺丝来做到,使用含聚合物细粒的粘胶作为芯组分,不含细粒的粘胶作为皮组分。但是如上所述,在这种情况下如果不把细粒含量做成相当低,则纤维的物理性能可能降低。还有一种情况,利用粒度极小的细粒来代替纺成皮芯结构,可以保持人造丝特有的光泽。具体地说,使用平均粒度为0.5μm或更小的细粒时,得到了色泽光亮的纤维,因此,可以选择具有符合要求的粒度的细粒。
另外,在本发明中,也可以纺成一种只在皮组分中有意加入聚合物细粒的皮芯型共轭纤维,或者纺成一种并列型共轭纤维。
本发明的其中掺混有这种细粒的再生纤维素纤维对于分散染料显示出与常见的聚酯纤维相类似的染色性质,以及良好的染料吸收性质。染料的吸收量可以根据染色条件(例如采用深色染色还或浅色染色)适当确定,但是本发明的再生纤维素纤维以每克纤维用0.1mg或更多的分散染料染色为宜,优选1mg或更多,最好是4mg或更多。纤维中的染料量不宜低于0.1mg/g,因为即使对于浅色染色的情形,该量也不能获得充分的着色性质。染料承载量的上限没有关键意义,因为它随所用的染料变化很大,但是考虑到在深色染色中染料的有效用量,最好是200mg/g或更少。
关于纤维中染料量的测定方法,染色后的纤维和染色前的纤维的测定方法不同,例如,在用单独一种染料染色的产品的情形中,纤维中的染料量可以用下述方式测定:将预定量的纤维用57%的吡啶水溶液进行索格利特萃取,用57%的吡啶水溶液将萃取液稀释以便调节到适当的染料浓度,用分光光度计[日立307型颜色分析仪,日立公司制造]在最大吸收波长处测定吸光度,将此吸光度用于另外准备的校正曲线。
至于未染色的纤维,承载量可以按照后面叙述的方法测定。
在本发明的纤维中,聚合物细粒本身可用分散染料染色,但是被不能用分散染料染色的纤维素分子所包围,因此形成了分散染料分子不能与细粒直接接触的纤维结构。虽然细粒能被分散染料染色的原因并不清楚,但是估计再生纤维素纤维在染色处理期间被水溶胀,纤维素的分子运动变活泼,分散染料的分子透过纤维素排列变松的部位,结果细粒被染料分子染色。考虑到至今尚未尝试过用分散染料将再生纤维素纤维染色,这一现象实在是出乎预料的。另外,当用分散染料染色的纤维被洗涤时(水洗),纤维会再次溶胀并处在染料容易除去的环境,即使这样,染料仍牢固地粘附在细粒上,纤维显示出三级以上的优良的色牢度,这一事实的确也出乎意料。
本发明的可用分散染料染色的再生纤维素纤维被称作“分散染料可染的”再生纤维素纤维,此外,还包括它在染色后的良好的耐洗色牢度。具体地说,本发明的再生纤维素纤维在下述的条件(以后有时只简称标准染色条件)显示出60%或更高的染料吸尽率,优选70%或更高,以及三级以上的耐洗牢度。更理想的是,除了上述性质以外,本发明的再生纤维素纤维的干洗色牢度升华色牢度和耐碳弧灯光色牢度都在三级以上。<染色条件>
染料:Sumikaron Brill红 3%(按纤维重量)
SE-2BF
(Sumitomo化学有限公司制造)
辅助剂: Disper TL 1g/l
Ultra MT Level 1g/l
浴比: 1∶50
染色温度和时间: 120℃×40分钟
(温度在30分钟内从40℃升到120℃;在120℃下保
持40分钟)
还原清洗:NaOH 1g/l,Na2S2O4 1g/l和Amiladin
(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.产品)1g/l,
80℃×20分钟。
水洗:30分钟
干燥:60℃×10分钟
本发明中分散染料的吸尽率是纤维在标准染色条件下染色时用以下方法测得的数值。
吸尽率(%)=[(S0-S1)/S0]×100
S0:将染色之前的染料溶液用丙酮水溶液(丙酮/水=1∶1,体积)按规定的稀释度稀释配制成染料溶液,用分光光度计[日立307型颜色分析仪,日立有限公司制造)在最大吸收波长处测定的吸光度。
S1:将染色后的残余染料溶液或必要时用丙酮水溶液(丙酮/水=1∶1,体积)按规定稀释度稀释配制成的溶液用分光光度计在最大吸收波长处测定的吸光度。
另外,当进行稀释时,最好是稀释到最大吸光度为0.6左右。有时染色前的染料溶液要进行稀释,而残余的染料溶液不必稀释,因为染料浓度低。在这种情形,必须将染色前染料溶液的稀释度乘以染色后残余染料溶液的吸光度,由这样得到的数值计算吸尽率。
如上所述,本发明的一个特点是纤维在各种色牢度试验中都显示出极好的坚牢度。这种色牢度与常用的聚酯纤维处在完全同样优良的色牢度水平。此外,除了色牢度之外,本发明的纤维显示出二级或更高、特别是三级或更高的耐湿磨色牢度。
本发明中的上述各种色牢度是按照以下方法测定的。耐洗色牢度:
JIS(日本工业标准)L0844-1986(A-2方法)
(使用短纤维和尼龙布作为配属布)耐干洗色牢度:
JIS L0860-1974
(使用短纤维和尼龙布作为配属布)耐升华色牢度:
JIS L0850-1975(B-2方法)
(热压的温度和时间分别为160℃和60秒,使用聚酯布作为配
属布)使用碳弧灯时的耐光色牢度:
JIS L0842-1988
(使用第三种曝光法作为曝光方法)耐湿磨色牢度:
JIS L0849-1971(使用II型试验机)
下面叙述本发明的再生纤维素纤维的制备方法。
向纤维中加入聚合物细粒可以在纺丝溶液自喷丝板中喷出之前的任何步骤中进行。虽然可以将聚合物细粒本身直接加到纺丝溶液中,但在采用这种方法时细粒有聚结倾向,因此,最好是预先制备好细粒的水分散体,将此分散体加到纺丝溶液中以达到预定的浓度,将混合物混匀。另外,也可以不另外制备这种水分散体,而是从一开始就制备其中掺混有预定浓度的细粒的纺丝溶液。
在制造含不同浓度细粒的各种等级的纤维时,更合理的做法是分别制备水基分散体,将分散体加到一系列纺丝溶液中以便与各等级匹配,将混合物混匀。
制备水基分散体时应小心地进行,以避免其中的细粒聚沉,为此,最好制备细粒浓度范围为10%到50%(重量)、尤其是15%到30%(重量)的水基分散体。
另外,为了使细粒在分散体或纺丝溶液中稳定地分散,最好使用分散助剂。例如,在粘胶人造丝作为再生纤维素纤维纺丝时,最好加入占细粒重量15-30%的非离子型分散助剂,例如聚氧乙烯烷基氨基醚。
本发明的再生纤维素纤维可以按以下步骤制备:将细粒加到纺丝溶液中,用分散手段(例如搅拌装置)将细粒充分分散和混合,在消泡与脱气后使分散体自喷丝板流入再生浴中形成纱,拉伸纱线并以预定速度将纱线收卷。
虽然在加入后进行充分搅拌和混合对于细粒在纺丝溶液中的均匀分散很重要,尤其是在本发明中,但是使用过度搅拌的纺丝溶液进行纺丝并不理想,因为成丝性能降低。纺丝溶液的消泡在纺丝中也很重要,如果不充分消泡,则妨碍稳定的纺丝。因此,最好使用按标准方式消泡16-30小时或真空消泡1-24小时后的纺丝溶液。
下面以再生纤维素纤维是粘胶人造丝的情形作为实例叙述本发明的制备方法。用通常的方法制备的粘胶人造丝的湿强度低至1克/旦以下,当在粘胶液中加入第三组分进行纺丝时,强度常常进一步降低,因此在很多情形得不到可以实用的纤维。
在本发明中,为了防止所得纤维的强度降低,纤维的湿强度以控制到0.4克/旦以上为宜,最好是0.45克/旦或更高,这可以通过将粘胶液的碱浓度调节到6.5-8%(重量)(尤其是7-7.5%(重量))并将拉伸比调节到15-25%来实现。
当碱浓度超过8%时,由于凝固和再生的延缓,容易发生诸如纺丝速度下降和煮练不充分等问题。另一方面,在碱浓度低于6.5%时,很难使湿强度落在本发明的范围内。至于粘胶液的老化程度和粘度,可以采用已知的条件,例如可以采用老化度为8至15cc、粘度为20至60泊的条件。
另外,凝固与再生浴的成分是例如硫酸8-12%、硫酸钠13-30%、硫酸锌0-2%,浴温一般为45至65℃。
在制备本发明的纤维时,向粘胶中加入和分散细粒注意以下几点很重要。
(1)在粘胶液、碱水溶液和细粒水基分散体中进行的搅拌都应使泡沫吸入量最低。
(2)当混合水基细粒分散体时,最好以400转/分以上的高速及不吸入空气的最大转数下进行搅拌。
(3)最好将水基细粒分散体加到浓度尽量低的碱水溶液中,当使用纺丝前即刻混合的方法配制一个浓稠的溶液时,最好是将分散体尽可能慢地加到20%或更低、特别是15%或更低的碱水溶液中。
(4)因此,最好先混合碱水溶液和粘胶液以便校正碱浓度,然后逐渐地加入水基细粒分散体。
(5)加入到粘胶液中的水基细粒分散体的浓度最好也尽量低。细粒浓度以30%或更低为宜,优选25%或更低。
(6)从分散体稳定性的角度考虑,进行的混合最好使得在加入到粘胶液中后细粒浓度能为15%或更低,特别是10%或更低。
(7)因为在含有大量为增加细粒分散性而使用的分散助剂时消泡性能会降低,所以最好以低速进行搅拌,以便使整个液体可以运动,泡沫容易向液体的上部运动。
至于制备装置本身,可以使用至今已知的粘胶人造丝制备装置。具体地说,可以使用离心纺丝机、筒管型纺丝机、Nelson连续纺丝机、滚筒型连续纺丝机、Kuljian连续纺丝机、工业型连续纺丝机、Oscar-Kohorn连续纺丝机、网眼型连续纺丝机等。纺丝速度一般为50-400米/分,至于煮练、水洗和干燥条件,可以原样采用至今已知的条件。
当进行200米/分或更高的高速纺丝时,最好使用连续管型纺丝装置。
在以上说明中,虽然列举了其中的粘胶液碱浓度与拉伸比与常用条件不同的实例,但是本发明的再生纤维素纤维不仅限于根据这种方法得到的纤维。例如,在制备非粘胶人造丝的再生纤维素纤维时,通过改变纺丝速度和/或拉伸比可以达到目的。另外,当选择使用在有机溶剂中不溶解的聚合物细粒时,本发明的技术可以用于用溶剂纺丝法得到的纤维素纤维,该方法包括将纤维素溶于有机溶剂中并进行纺丝。
与饼丝相比,用连续纺丝机制备得到的人造丝在丝的长度方向几乎不存在不均匀性,适合于做服装。另一方面,关于本发明中粘胶人造丝的制备,在用离心纺丝机制备饼丝的情形,用分散染料染色造成外层不均匀,中间层和内层则大有改进。
当把饼丝(约600g)按重量沿丝的长度方向等分成11份时,相应于最外层和最内层的丝段分别称为层0和层10,上述饼丝的外层、中间层和内层分别称为层0、层5和层10。以上各层内的丝都被作为同一层的丝处理。各层之间得色量的差别(R)可以这样测定:使用配色电子计算机(Suga公司,日本,SM-4型S&M配色电子计算机)对于用各层丝制得的织物染色得到的产品用Hanter方法(测定L、a和b)测定彩色强度与标准白板(X:78.73,Y:81.56,Z:98.38)的差值,从最大测定值中减去最小测定值。
在本发明的人造丝饼丝中,此R值变成2或更小,特别是1.5或更小。但是,为了使内层与外层的得色量之间的差值(R)象本发明中一样小,当指定丝饼中包含的细粒含量平均值为n时,沿饼丝长度方向分散与掺混的细粒最好处在n±0.1n的范围内。为此,重要的是将细粒均匀地分散在纺丝溶液(粘胶纺丝原液)中,具体地说,如上所述,在加入细粒后进行充分的搅拌和混合很重要。但是,应当注意,当用含有因过度搅拌而产生的空气的纺丝溶液纺丝时,成丝性能会降低。
为了实现均匀分散,不能忽略细粒尺寸的影响。这就是说,由于纺丝粘胶溶液和细粒之间的比重不同而产生浓度梯度,就这一点而言,粒度小的细粒会如上所述地更稳定和更难分离。总之,在加入细粒后的搅拌与消泡期间必须使细粒的聚结少并保持均匀分散状态,因此,需要采用适中的搅拌条件和在消泡期间以低速搅拌。
适中的搅拌意味着不会由于过分高速的搅拌而将大量泡沫带入粘胶液中,而是以吸入粘胶液中的泡沫尽可能少的最高速度进行搅拌。
另外,在真空消泡和标准消泡期间必须以40到50转/分的低速进行搅拌,以便平稳地进行消泡,同时使细粒的分散稳定性变好。特别是,当粘胶纺丝溶液和细粒之间的比重差异大时,或者当粒子尺寸大时,假如不进行这种低速搅拌,在浓稠分散体槽中容易发生细粒的分离。在成丝之后沿丝的长度方向上细粒的含量变得不恒定,结果造成染色差异。
如上所述,通过选择聚合物细粒、细粒的大小、细粒的加入量以及对抗由于加入和控制细粒含量引起的物理性能降低的防范措施,有可能制造出内层和外层之间无染色差异的人造丝饼丝,但是最好是在制造人造丝饼丝时进一步增强至今采用的纤度补尝器和均匀染色导纱补尝器。这种补尝器是一种使人造丝饼丝的内层与外层在细度、物理性质及染色方面的差异尽可能小的装置,上述差异是由于在饼丝离心轧液时离心力随时间的变化造成的。通常,逐渐增高速度可以使细度方面的差别减小,而逐渐增大导丝角则可使物理性质和染色方面的差别减小。
但是,随着由外层向内层的变化,纺丝速度和张力趋向于增加,而纱线起毛和绷断也趋于增加,因此,最好不要使补尝器增强太多。
根据本发明,即使完全不给予补偿器,也得到良好的结果,与内层与外层之间的染色差别几乎无关。
如上所述,本发明的再生纤维素纤维可用分散染料染色,这一特点在再生纤维素纤维和合成纤维(例如聚酯纤维)共存的纺织品中显示出最大效果。对于两种纤维如何在纺织品中共存并无特别限制。例如,两种纤维可以作为按照各种方法得到的共轭形式的纱线共存,这些方法包括通过加捻、交织处理、塔斯纶卷曲变形处理等方式交缠,并线后假捻,在高支数纺纱中并线,混合纺丝等;或者以织物的形式共存,其中的纱线根据交替针织和交替机织等方法结合,各纱线独立和分别地使用。
不言而喻,可以根据所要求的制作物,在针织或机织之前进行通常施用于纱线的加捻,但在交替机织的情形中,最好避免对再生纤维素纤维进行强加捻(1500转/米或更多)和使用所形成的纱线作为机织织物的全部经纱和全部纬纱,因为不能获得收缩稳定性。但是,这不适用于共轭纱线。
纺织品中聚酯纤维与再生纤维素纤维的比例可以根据二者的共轭形式和用途而进行各种改变。
主要由再生纤维素组成的纺织品更为可取,因为可以充分利用这种纤维的独特触感和功能(吸湿性、防静电性等)。
另一方面,聚酯纤维在与再生纤维素纤维结合成纱线时,起着增加强度和形状稳定性的重要作用,而这正是再生纤维素的缺点。在设计这种纺织品时,聚酯纤维的比率宜为30-50%(重量)。假如少于30%(重量),可能会造成对外衣来说强度太低的情况,或者由于洗涤收缩率高而不能获得形状稳定性。另一方面,在高于50%(重量)时,可能会造成与只用聚酯纤维制成的机织织物和针织品的触感差别不明显。
在本发明中,虽然可以将纺织品中的再生纤维素纤维和聚酯纤维染成不同的颜色,但是,利用两种纤维均可用同一分散染料染色的特性,可以得到具有优异同色性的纺织品。
本发明中提到的同色性△E*是采用以下的测定体系测定△L*、△a*和△b*,并将这些数值用于以下公式而自染色的纺织品中的再生纤维素纤维和聚酯纤维测得的一个数值。在本发明中,当△E*值为4或更低时,所试验的纺织品被认为具有优异的同色性。当△E*超过4时,不同颜色的感觉逐渐变得肉限可见。<测定体系>
SICOMUC 20(Sumika分析中心公司制造)
Macbeth分光光度计(光源D65)
按下述测定模式进行测定:测定光透过样品,采用宽2mm、长20mm的狭缝。
用这种测定体系可以进行一段纱线的色度测量,但若有必要,也可以用多段纱线进行色度测量(n=5,在0.1克/旦负荷下取样)。 其中△L*、△a*和△b*分别代表CIE 1976 L*a*b*颜色说明书规定的L*差值、a*差值和b*差值。
用于本发明的纺织品的聚酯纤维包括由聚对苯二甲酸亚烷基酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)构成的纤维。这种聚对苯二甲酸亚烷基酯可以是有20%(摩尔)或更少的至少一种下述组分作为第三组分与之共聚的聚对苯二甲酸乙二醇酯;二羧酸组分,例如间苯二甲酸、5-金属磺化间苯二甲酸、萘二甲酸、己二酸和癸二酸;二元醇组分,例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、壬二醇、环己烷二甲醇和双酚∶多氧化亚烷基二醇组分,例如二甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇;多元醇组分,例如季戊四醇。这些聚酯可以单独使用或者两个或更多个组合使用。这些聚酯可以含有无机物细粒,例如二氧化钛、二氧化硅、氧化铝和硫酸钡,以及赋予各种功能的添加剂。
聚酯纤维的截面不限于圆形截面,也可以是三角形截面、扁平截面、十字形截面、Y形截面、T形截面、C形截面等,可以根据用途自由选择。另外,在本发明的效果不受损害的情况下,本发明的纤维可以是并列型或皮芯型共轭纤维,或者是在纤维的长度方向上有纤度变化的厚薄型纤维。
聚酯纤维的细度可以根据用途适当设定,并无特别限制,但是,当考虑含有再生纤维素纤维的共轭纱线时,最好使用单根纤维的细度约为0.5至6旦的聚酯纤维,以便得到细度约为20-150旦的纱线。
下面叙述本发明的纺织品的染色方法。
聚酯纤维和再生纤维素纤维用分散染料的可染性(染色起始温度、吸收率等)不总是相同。当不要求聚酯纤维和再生纤维素纤维具有同色性时,聚酯纤维和再生纤维素纤维之间在可染性方面有某种程度的下同并不会造成不便。但是,当需要二者之间具有同色性时,预先了解每种纤维对要使用的染料的可染性很重要。具体地说,当把分散染料的吸尽率都在60%或更高、尤其是70%或更高的再生纤维素纤维和聚酯纤维组合时,容易得到中等深度、特别是深度的颜色。
另外,为了得到4或更低△E*,最好在100至135℃的温度范围内进行染色,此温度可进一步选择成两种纤维的分散染料吸尽率差别能在15%以下,优选在10%以内,特别是5%以内。
但是,有时必须根据所用的原料聚合物对条件作进一步的限制。
例如,当含20%(重量)的苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(HP91、OP62、OP84等,Rohm&Haas公司制造)的粘胶人造丝单独染色时,染色温度和染料吸尽率之间的关系与常见的聚酯长丝(全取向丝)单独染色时接近相同(浴比=1∶50)。但是,当这些纤维在同一浴中同时染色时,在染色温度为100℃或更低时人造丝染色更深,而在温度超过120℃时情况相反,人造丝染色较浅,两种纤维之间的异色性变得突出。原因是染料从人造丝迁移到聚酯纤维上。
在这种场合,为了检验染料的迁移和确保同色性,降低浴比、缩短染色时间和选择染料是有效的手段。因为要使含人造丝和聚酯丝的纺织品实现同色性的条件还随染料的品种而有各种变化,所以很难设定普遍适用的条件,但是,通常染色温度为120±5℃,染色时间为15-20分钟,浴比为1∶5至1∶3。至于分散染料,最好使用分子量较大的SE型或S型,而当多种染料混用时,最好使用一种作为主染料,其它染料用少量,并进行配色。
根据聚合物细粒的种类,有时会有甚至在100℃以下也实现同色性的情形。但是在这样的温度下染色的纺织品在上述的色牢度方面不足。另外,在使用具有上述分散染料吸尽率的纤维的本发明中,温度高过135℃只会消耗大量热能,并非特别必要。
在染色中使用的染色机根据纺织品的形式而有所不同,但是只要是用于用分散染料将聚酯纤维染色的染色机,任何染色机均可使用而无特殊问题。
以上的染色条件主要是在较低的浴比下用通常的浸染法实现两种纤维的同色性的条件。但是,即使在低浴比的情形中,当染色方法是常用的方法时,水与作为要染色的材料的纺织品的用量比必定变大,已经粘着在再生纤维素纤维上的染料分子在染色处理期间容易迁移到聚酯纤维上去。
因此,在含有再生纤维素纤维和聚酯纤维的纺织品用分散染料染色时,为了提高同色性,最好用100-140℃的饱和水蒸汽进行热处理,使得上面已带有分散染料的纺织品中的含水量为纤维重量的100%或更少,当染料以这样一种方式承载在纺织品上时,染料从再生纤维素向聚酯纤维的迁移变少,从而得到同色性极佳的纺织品。
在用饱和水蒸汽加热时,当含水量超过纺织品重量的100%时,再生纤维素纤维容易因过量水的存在而发生过度溶胀,曾经吸附在再生纤维素纤维中的聚合物细粒上的分散染料会从细粒上脱离,迁移到聚酯纤维一边并承载于其上。
控制水相对于纺织品的量的方法随染色方法而各不相同,大致可分成浸染法和纺织品印染法两种情形。当采用浸染法时,可以通过下述方法将水量调节到100%或更少,例如将作为要染色的材料的纺织品引入染浴,用挤压辊(例如轧液机)挤出过量的染液(水)以便将水量调节到100%或更少。但是,当水量减少时,挤压辊存在着机械极限,在从纺织品中挤出过量的染液(水)时有时会形成挤压不匀,这种不匀性成为染色不匀的原因,因此,必须使水量大体上为30%或更多。
另一方面,在纺织品印染的情形(印花)中,因为纺织品是用含有分散染料的彩色糊状组合物印染并在100℃或更高的温度下干燥的,在纺织品被放入汽蒸机或类似装置中之前水量已变成为纺织品重量的100%或更少,因此,不会象上述情形中一样发生那么多两种纤维由于过量水存在而争夺染料的问题。
无论是浸染还是纺织品印染,对纺织品进行热处理都很重要,在热处理中分散染料于热处理的100-140℃饱和水蒸汽气氛中附着在纤维表面上,再生纤维素纤维因高温饱和水蒸汽的存在而适度溶胀,分散染料的分子穿透分子排列变松的纤维,扩散到纤维内部,结果容易地被承载在聚合物细粒上。
在100℃以下的常压汽蒸、用饱和度小于100%的过热蒸汽高温汽蒸和热溶胶染色等情形中,很难实现本发明的目的。
当饱和水蒸汽的温度低于100℃时,再生纤维素纤维和聚酯纤维用分散染料的可染性降低,难以得到深颜色,这是不希望发生的。另一方面,在饱和水蒸汽的温度高于140℃的情形中,再生纤维素纤维退化变质,纤维强度下降,这也是不希望发生的。为得到具有良好的耐光色牢度的再生纤维素纤维染色产物,就优选的饱和水蒸汽的温度而言,低限为120℃,高限为135℃。
用饱和水蒸汽进行热处理的时间以10到50分钟为宜,特别是20到40分钟。
在按照这种方法染色的纺织品中,承载在再生纤维素纤维上的分散染料的量A和承载在聚酯纤维上的分散染料的量B之间的关系A/B变成0.70或更大。因此,纺织品具有能实现优良的同色性的特点。从纺织品中取出再生纤维素纤维和聚酯纤维,对它们采用上述方法处理,可以测定纤维A和B上的各自的染料量。
当两种纤维上的承载比A/B的值小时,亮区与暗区的差别变得明显,因此,此比值宜为0.75或更高。另外,因为在此比值太大时不能获得同色性,所以此比值宜为1.3或更小。
用饱和水蒸汽的这种热处理可以用一种已知的高压汽蒸法(HP)进行,可以使用间歇式或连续式装置作为汽蒸机。具体地说,可以使用印染用的箱型汽蒸机、代代科汽蒸机、立式汽蒸机等,空气染整机则可以使用Hisaka Seisaku-sho公司制造的CUT-AJ型空气染整机。
特别是,当所要的是具有较软触感的纺织品桃皮型的原纤化或者A/B值在0.90或更高时,用空气染整机在饱和水蒸汽中进行加热是有效的。
实施例
下面用实施例更具体地说明本发明,但是本发明不受它们的限制。
在本发明中,平均粒度、1克纤维素纤维上承载的分散染料量、湿强度和细粒含量按照以下方法测定。
(1)平均粒度
关于在纤维截面中观察到的放大5000至20000倍的细粒,当它们的形状是真正的圆形或接近圆形时,测量其直径;当形状不是圆形时,测量其主轴。对5个或更多的截面进行这种测量,然后计算所有这些测量值的平均值。至于细粒分散体,用使用激光的Micro-track粒度测定装置测定粒度分布,其最大峰值处的粒度(MV值)定义为平均粒度。
(2)纤维中的染料量
按照上述的吸尽率测定法测定纤维中的染料量,采用以下公式,将染色前染液中的染料浓度定义为D{每克被染物的染料重量(mg)}。
纤维中的染料量(mg/g)=(S0-S1)×D/S0
当使用染液时,最好使用单一染料的染液。
(3)湿强度
将纤维样品浸在室温下的水中2分钟,在20厘米/24秒的拉伸速度下使用验丝计测定潮湿状态下的最终强度值,将此测定值除以重量细度得到湿强度。
(4)细粒含量(相对于纤维素的加入率)
将预先称重的再生纤维素纤维样品溶于碱性水溶液或铜铵溶液中,用聚四氟乙烯制的薄膜过滤器或超滤膜将溶液过滤,将滤出的聚合物细粒干燥称重,然后计算每单位重量纤维中的细粒含量。实施例1
向粘胶液(纤维素浓度8.0%,碱浓度6.0%)中加入350克/升浓碱溶液,将混合物混合,逐渐加入含7%(重量)TiO2的15%聚对苯二甲酸乙二醇酯细粒(平均粒度3.5μm)的水基分散体,用980转/分的高速搅拌器搅拌和混合该混合物,进行调节,使纤维中的细粒加入率能达到20%,碱浓度为7.0%,进行真空消泡2小时以得到纺丝溶液。
然后,将纺丝溶液以9.35毫升/分的量经过0.07mm×40孔的喷丝板流入凝固-再生浴(H2SO4=155克/升;ZnSO4=4.22克/升;Na2SO4=250克/升:浴温=60℃)中,使用已知的连续纺丝机以100米/分的纺丝速度和18%的拉伸比将所形成的丝拉出,煮练、干燥、收卷。所得的丝的重量细度为102.2旦,干强度为1.38克/旦,湿强度为0.56克/旦。
这种纱线在标准染色条件下的染料吸尽率为78.3%。
用小型圆筒型针织机将丝制成织物,在浴比为1∶50和owf(占织物重量)为3%的条件下用分散染料Sumikaron蓝S-3RF染色60分钟,在80℃下用含1克/升NaOH、1克/升Na2S2O4和1克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造)的溶液还原清洗20分钟,然后进行洗涤(30分钟)和干燥(60℃×10分钟)。
结果,织物被染成深色,纤维中的染料量为25.7毫克/克,耐洗色牢度(变色和褪色)为第5级,耐光色牢度(变色和褪色)为第4级,耐升华色牢度(变色和褪色)为第4级,耐湿磨色牢度第3至第4级,因此色牢度优异。这与常见的人造丝针织品的色牢度完全不同。另外,所得的针织品的分散染料吸尽率为85.7%。实施例2
向与实施例1中相同的粘胶液中加入350克/升浓碱溶液,将混合物混合,逐渐加入苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(HP91,Rohm&Haas公司制造,平均粒度1μm)的27.5%水基分散体,用1000转/分的高速搅拌器搅拌和混合该混合物,进行调节以便使纤维素中的细粒加入率为20%,碱浓度为7.0%,静置消泡一昼夜以得到纺丝溶液。
然后使此纺丝溶液以11.9毫升/分的流出量从0.07mm×40孔的喷丝板流入凝固-再生浴(此凝固-再生浴的组成和温度与实施例1中相同),用已知的离心纺丝机纺丝速度以90米/分的和20%的拉伸比下将所形成的丝拉出。绕在纺丝罐上、煮练、干燥。所得的丝的重量细度为131.4旦,干强度为1.50克/旦,湿强度为0.65克/旦。
这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为85.1%。
用小型圆筒式针织机将丝制成织物,在浴比为1∶50、owf为3%的条件下于130℃下用分散染料Sumikaron蓝S-3RF染色60分钟,按与实施例1相同的方式进行还原清洗、洗涤和染色。
结果,织物被染成深色,纤维中的染料量为25.9毫克/克,耐洗色牢度(变色和褪色)为第4到5级,耐干洗色牢度(变色和褪色)为第4到5级、耐光色牢度(变色和褪色)为第4级,耐升华色牢度(变色和褪色)为第4级,耐湿磨色牢度第3级,色牢度良好。另外,分散染料的吸尽率在此条件下为86.3%。实施例3
向与实施例1相同的粘胶液中加入350克/升的浓碱溶液,在500转/分的转速下搅拌混合物15分钟,加入25%的苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(OP62,Rohm&Haas公司制造,平均粒度0.45μm)分散体,调节该混合物使细粒相对于纤维素的加入率为15%、碱浓度为7.0%,以500转/分的转速再搅拌1小时。然后将混合物在50转/分的低速搅拌下真空消泡一昼夜。
随后将此纺丝溶液以10.45毫升/分的流出量(常用流出量的95%,因为有5%的轻质率)自0.07mm×40孔的喷丝板流入到凝固-再生浴中(凝固-再生浴的组成与实施例1中相同:浴温为50℃),所形成的丝用常用的离心罐式辊筒型纺丝机以100米/分的纺丝速度、150mm的浸渍长度和18%的拉伸比卷绕,煮练并干燥。在纺丝期间,为调节内层和外层之间的纤度,施用7.5%的增速率,但导丝调节保持恒定的12°以得到均匀染色。至金属纺丝板和过滤器发生堵塞时的天数约为10天,这是纺丝平滑度的反映。
所形成的丝的平均细度为109.7旦,干强度为1.37克/旦,湿强度为0.63克/旦。细粒含量的平均值及内层与外层的细粒含量之差分别为14.4%和1.2%。内层与外层用分散染料染色时染色浓度之差(R)为0.7,染色浓度的上述差值降低到用直接染料对人造丝染色时染色浓度差值(2.7)的四分之一左右。这种丝在标准条件下的染料吸尽率为85.2%。另外,这种饼丝的耐洗色牢度、耐干洗色牢度、耐升华色牢度和耐光色牢度分别达到第3级或更高。
另外,在用直接染料染色的情形,最内层的颜色最深,而在用分散染料染色时,最内层染色不深。
饼丝中各层的细度、物理性质、染色浓度和细粒含量示于表1中。
表1
实施例4
细度 | 干强度 | 干拉伸率 | 湿强度 | 湿拉伸率 | 染色浓度 | 细粒含量 | |||
直接染料 | 分散染料 | ||||||||
实施例3 | 外层中间层内层 | 108.2110.1110.2 | 1.501.301.31 | 18.119.824.8 | 0.670.640.58 | 25.628.228.7 | 65.765.668.4 | 57.257.256.5 | 13.714.914.6 |
平均 | 109.7 | 1.37 | 20.8 | 0.63 | 27.5 | 66.6 | 57.1 | 14.4 | |
R | 2.5 | 0.19 | 6.4 | 0.09 | 3.1 | 2.7 | 0.7 | 1.2 |
按照与实施例3中相同的方式制备人造丝饼丝,不同的是纤维素中的聚合物细粒加入量为30%,使用0.07mm×30孔的喷丝板,流出量设定为6.12毫升/分。在这种情形,金属纺丝板和过滤器大约8天后发生堵塞。
所形成的丝的平均细度为65.7旦,干强度为1.20克/旦,湿强度为0.48克/旦。这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为88%。细粒含量的平均值和内层与外层的细粒含量差分别为27.8%和1.9%。用分散染料染色时内层与外层之间染色浓度之差(R)为1.5,上述染色浓度差(R)降低到用直接染料对人造丝染色时染色浓度差(3.1)的一半左右。
在用直接染料染色的情形,最内层染色最深,而在用分散染料染色的情形,最内层染色不深。另外,这种饼丝的耐洗色牢度、耐干洗色牢度、耐升华色牢度和耐光色牢度都达到第3级或更高。实施例5
按照与实施例3相同的方式制备人造丝饼丝,但是使用平均粒度为4.0μm的丙烯酸树脂细粒,细粒对纤维素的加入量为15%,采用0.07mm×30孔的喷丝板,流出量设定为6.47毫升/分。在这种情形,金属纺丝板和过滤器在大约5天后发生堵塞。
所形成的丝的平均细度为70.0旦,干强度为1.16克/旦,湿强度为0.45克/旦。这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为81.6%。细粒含量的平均值和内层与外层的细粒含量之差分别为14.5%和1.4%。用分散染料染色时内层与外层之间的染色浓度差(R)为1.0,与用直接染料在人造丝上染色时的染色浓度差值(R)5.5相比染色浓度差显著降低。
在用直接染料染色的情形,最内层染色最深,而在用分散染料染色的情形,最内层染色不深。实施例6
向与实施例1中相同的粘胶液中加入350克/升的浓碱液,将混合物混匀,逐渐加入苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(OP62,Rohm&Haas公司制造,平均粒径0.45μm)的27.5%水基分散体,用500转/分的高速搅拌器搅拌并混合该混合物,进行调节使细粒对纤维素的加入率为25%,碱浓度为7.5%,静置消泡一昼夜,得到纺丝溶液。
然后,使该纺丝溶液经过一个0.07mm×40孔的喷丝板以7.95毫升/分的速度流入凝固-再生浴(凝固-再生浴的组成和温度与实施例1相同),用已知的离心纺丝机在100米/分的纺丝速度和18%的拉伸比下拉丝,卷绕在纺丝罐上、煮练并干燥。所得的丝的重量细度为82.5旦,干强度为1.46克/旦,湿强度为0.61克/旦。
这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为87.4%。
用小型圆筒式针织机将丝制成织物,在用分散染料Kayaron聚酯黑2R-SF在浴比为1∶30、owf为18%的条件下于将织物在130℃下染色60分钟,用含1.5克/分NaOH、41.5克/升Na2S2O4和1.5克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造)的溶液在85℃还原清洗20分钟,然后洗涤30分钟,在60℃下干燥10分钟。
结果,织物被染成极深的颜色,纤维中的染料量为177毫克/克,耐洗色牢度(变色和褪色)为第4-5级,耐干洗色牢度(变色和褪色)为第4-5级,耐光色牢度(变色和褪色)为第4-5级,耐升华色牢度(变色和褪色)为第4-5级,湿磨色牢度为第4级,性能良好。另外,此条件下染料吸尽率为98.3%。实施例7
向与实施例1中相同的粘胶液中加入350克/升浓碱溶液,将混合物混匀,逐渐加入甲基丙烯酸甲酯聚合物细粒(平均粒度0.3μm)的15%水基分散体,用1020转/分的高速搅拌器搅拌和混合该混合物,进行调节使纤维素中细粒加入率为20%,碱浓度为7.3%,静置消泡一昼夜,得到纺丝溶液。
然后,使此纺丝溶液以7.02毫升/分的速度自0.07mm×30孔的喷丝板流入凝固-再生浴(组成和温度与实施例1中的相同),使用已知的离心纺丝机以100米/分的纺丝速度和18%的拉伸比将所形成的丝拉出,卷绕在纺丝罐上、煮练、干燥。所得之丝的重量细度为67.7旦,干强度为1.61克/旦,湿强度为0.77克/旦。
这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为83.1%。
用小型圆筒式针织机将丝制成织物,将该织物在浴比为1∶50、owf为3%的条件下用分散染料Sumikaron蓝S-3RF在130℃下染色60分钟,然后在与实施例1相同的条件下进行还原清洗、洗涤和干燥。
结果,织物被染成深色,纤维中的染料量为26.9毫克/克,耐洗色牢度(变色和褪色)为第4-5级,耐干洗色牢度(变色和褪色)为第4-5级,耐光色牢度(变色和褪色)为第4级,耐升华色牢度(变色和褪色)为第4级,耐湿磨色牢度为第3级,性能良好。另外,在此条件下分散染料的吸尽率为89.7%。对照实施例1
向与实施例1中相同的粘胶液中加入350克/升浓碱溶液,将混合物混匀,逐渐加入苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(OP62,Rohm&Haas公司制造,平均粒度0.45μm)的25.0%水基分散体,用500转/分的高速搅拌器搅拌和混合该混合物,进行调节,使细粒对纤维素的加入率为0.5%,碱浓度为6.0%,静置一昼夜消泡,得到纺丝溶液。
然后使纺丝溶液以9.35毫升/分的流出速度自0.07mm×40孔的喷丝板流入凝固-再生浴(凝固-再生浴的组成和温度与实施例1的相同)中,用已知的离心纺丝机以100米/分的纺丝速度和18%的拉伸比拉丝,卷绕在纺丝罐上、煮练、干燥。所得到的纱线的重量细度为96.4旦,干强度为1.61克/旦,湿强度为0.78克/旦。
此纱线在标准染色条件下的染料吸尽率为8.8%。对照实施例2
按照与对照实施例1相同的方式进行纺丝、拉伸、卷绕、煮练和干燥,不同之处是细粒对纤维素的加入量为2%。
所得的丝的重量细度为95.7旦,干强度为1.58克/旦,湿强度为0.76克/旦。
这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为15%。对照实施例3
按照与对照实施例1相同的方式进行纺丝、拉伸、卷绕、煮练和干燥,但是细粒对纤维素的加入量为5%,流出量为8.88毫升/分。所得之丝的重量细度为92.9旦,干强度为1.55克/旦,湿强度为0.71克/旦。
这种丝在标准染色条件下的染料吸尽率为50.1%。实施例8
向与实施例1相同的粘胶液中加入350克/升的浓碱液,将混合物混匀,逐渐加入由对苯二甲酸乙二醇酯与10%(摩尔)的间苯二甲酸共聚组成的聚酯细粒(平均粒度3.5μm)的15%水基分散体,使用980转/分的高速搅拌器搅拌与混合该混合物,将混合物调节成纤维素中细粒加入率为20%、碱浓度为7.0%,真空消泡2小时,得到纺丝溶液。
然后使此纺丝溶液以9.35毫升/分的流出速度自0.07mm×40孔的喷丝板流入凝固-再生浴(凝固-再生浴的组成和温度与实施例1中的相同)中,用已知的连续纺丝机以100米/分的纺丝速度和18%的拉伸比将所形成的丝拉出,煮练、干燥并收卷。所得之丝的重量细度为102.3旦,干强度为1.38克/旦,湿强度为0.56克/旦。
该丝用20号的圆筒式针织机进行针织,在上述的标准染色条件下染色。结果,染料承载量为24.0毫克/克,分散染料吸尽率为80%。
染色后织物的色牢度如下:
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级
将上述的可用分散染料染色的人造丝和用常用的纺丝和拉伸方式(纺丝速度1000米/分,拉伸比3.5倍,拉伸温度65℃,定形温度140℃)自含0.2%TiO2的聚对苯二甲酸乙二醇酯得到的75旦/24单丝的聚酯长丝进行交织长丝组合(人造丝速度300米/分,空气压力2千克/cm2),以得到共轭结合的长丝纱线。就此而言,当只用上面所用的同一种75旦/24单丝的聚酯长丝经过圆筒式针织得到的织物在上述标准染色条件下染色时,染料吸尽率为82%。
然后,把上述的共轭结合的长丝纱线于400转/分下加捻(S加捻),用所形成的丝作为经纱和纬纱编织成平纹织物。将此织物煮练、松弛,然后在与上述相同的条件下染色,只是浴比改成1∶15。在染色之后,将织物拆散得到丝段,将丝段分别解缠,分成聚酯长丝和人造丝,在负载0.1克/旦下取样,测定各样品的L*、a*和b*,由此计算△E*。所得的△E*为3.0,只要目测观察织物,人造丝和聚酯丝不可分辨,可以认为颜色相同。
染色的织物的色牢度如下,与聚酯正好处于同一水平。
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级实施例9
将实施例8中得到的平纹机织物在下列条件下用其中将三原色混掺的染料染色。
染料:Dianix黄UN-SE 200 1%owf
Dianix红UN-SE 1%owf
Dianix蓝UN-SE 1%owf
辅助剂:Disper TL 1克/升
Ultra MT Level 1克/升
浴比: 1∶10
染色温度和时间:温度在30分钟内从40℃增至130℃,在130℃下保持40分钟然后降温。在染色之后,在80℃下进行还原清洗20分钟(1克/升NaOH、1克/升Na2S2O4和1克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造),洗涤30分钟,在60℃下干燥10分钟。
当按照与实施例8中相同的方式目测观察染色后的织物时,织物呈单色外观,同色性高,无混合色,按照与实施例8中相同的方式测得△E*为2.6。
对于只用人造丝或聚酯丝经圆筒式针织机制成的针织品,在此条件下测得两种丝的染料吸尽率分别为91.5%和93%。另外,此实施例的织物的色牢度良好,结果如下所示。
耐洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4-5级实施例10
将实施例2中得到的人造丝与聚酯丝进行交织长丝组合,然后按与实施例8相同的方式机织。接着用与实施例8中相同的方式染色,只是染色时的浴比和染色温度分别改为1∶5和20分钟。染色后,将织物拆解得到丝段,将丝段分别解缠,分成聚酯长丝和人造丝,各在0.1克/旦的负载下取样,测定各样品的L*、a*和b*,由此计算△E*。得到的△E*值为3.8,只要是目测观察织物,人造丝和聚酯丝不可分辨,可以认为颜色相同。
染色的织物的色牢度如下,它与聚酯正好处于同一水平。
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级实施例11
按照与实施例2相同的方式得到粘胶人造丝,不同之处在于使用苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(OP62,Rohm&Haas公司制造,平均粒度0.45μm)作为聚合物细粒,细粒在纤维素中的加入率调节成30%。所得到的丝的重量细度为130旦,干强度为1.45克/旦,湿强度为0.56克/旦。此种丝的分散染料吸尽率为88%。将此丝和实施例8中使用的同一聚酯长丝按照与实施例8相同的方式进行长丝组合与机织,将所得织物在以下条件下染色:
染料:Sumikaron海军蓝S-2GL 8%owf
浴比: 1∶5
辅助剂:Disper TL 1克/升
Ultra MT Level 1克/升
染色温度和时间:120℃×20分钟(温度在30分钟内从40℃升至120℃,在120℃下保持20分钟)。
还原清洗:80℃×20分钟(1克/升NaOH、1克/升Na2S2O4和1克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造)),洗涤30分钟,干燥60℃×10分钟。
染色后的织物的△E*为2.5,织物具有单色外观,显示出同色性。在此条件下仅在人造丝和仅在聚酯丝中的染料量分别为63毫克/克和60毫克/克。另外,本实施例的织物的各种色牢度优异,列出如下:
耐洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级实施例12
按照与实施例10中相同的方法将实施例10中的织物染色与精整,但是使染色浓度为0.3%owf,省去还原清洗,从而得到浅色染色的织物,具有△E*为2.2的高同色性和单色的外观。在这种条件下仅在人造丝和仅在聚酯丝中的染料量分别为1.2毫克/克和1.3毫克/克。另外,本实施例的织物的各种色牢度优异,如下所示:
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第3-4级实施例13
在以下条件下将实施例10中的纤维染色并精整,结果得到△E*为2.7的高同色性的染色织物,它有单色的外观。
染料:Kayaron聚酯黑2R-SF 12%owf
浴比: 1∶30
辅助剂:Disper TL 1克/升
Ultra MT Level 1克/升
染色温度和时间:120℃×20分钟(温度在30分钟内从40℃升至120℃,在120℃下保持20分钟)。
还原清洗:80℃×20分钟(1克/升NaOH、1克/升Na2S2O4和1克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造)),洗30分钟,干燥60℃×10分钟。
仅在人造丝和仅在聚酯丝中的染料量分别为93毫克/克和91毫克/克。另外,如下所示,本实施例的织物的各种色牢度优良。
耐洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第4-5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级对照实施例4
按照与实施例8中相同的方式进行长丝组合、机织和染色,不同之处在于使用的粘胶人造丝(干强度1.6克/旦,湿强度0.78克/旦,分散染料吸尽率5%)是按照完全与实施例8相同的方式得到的,只是纤维素中的细粒加入量为0.5%,同时浴比为1∶50。结果,该聚酯丝被充分染色,而人造丝几乎不染色。虽然将染色温度升高到135℃,结果仍然相同。因此,发现当细粒的加入率低到上面采用的数值时,不可能得到深染色的产品。实施例14到18和对照实施例5到7
将与实施例2中相同的纺丝溶液以6.8毫升/分的流出速度从与实施例2相同的喷丝板流入到与实施例2相同的凝固-再生浴中,所形成的丝用已知的连续纺丝机以90米/分的纺丝速度和20%的拉伸比拉出、煮练、干燥并收卷。所得之丝的细度为75旦,干强度为1.60克/旦,湿强度为0.67克/旦。用圆筒针织机将所得的丝制成针织品,在标准染色条件下染色,发现该织物的分散染料吸尽率为85.1%。
按照与实施例8中相同的方式将该长丝和聚对苯二甲酸乙二醇酯长丝(75旦/24单丝)进行交织长丝组合(丝速:300米/分,空气压力:2千克/平方厘米),得到共轭结合的长丝。将这种共轭结合的长丝以300转/米加捻(S加捻),用所形成的丝作为经纱和纬纱机织成平纹织物。将这种聚酯/再生纤维素共轭织物煮练、脱浆、预定形、浸在上面使用的同样染液中,挤压到表2所示的染液含量(%),然后在表2所示温度的饱和蒸汽中进行高压汽蒸20分钟或进行常压汽蒸。
所用的聚酯长丝在标准染色条件下的分散染料吸尽率为82.1%。
将染色的织物拆解,得到丝段,将丝段分别解缠,分成聚酯长丝和再生纤维素纤维。将预定重量的长丝和纤维均用57%的吡啶水溶液进行索氏萃取。用57%的吡啶水溶液将各萃取液稀释到预定浓度,用分光光度计在最大吸收波长处测定吸光度,从另外准备的校正曲线读出承载的染料量,计算出再生纤维素纤维和聚酯纤维的承载量之比A/B。另外,目测判断染色产物中明暗区之间的差别,检验构成织物的两种纤维之间的同色性。织物染色后纵向的撕裂强度按照JIS-L-1096用摆锤法测定。结果示于表2中。
当本发明规定的染液的含量范围、饱和蒸汽的温度、承载量之比A/B等得到满足时,可以得到在同色性、撕裂强度等方面性能优异的染色产物。
本发明实施例的织物的各种色牢度如下:
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级
表2
实施例19至20和对照实施例8至9
水量(%) | 饱和蒸汽温度(℃) | 常压热水的温度(℃) | 纤维中的染料量(mg/g) | 承载量之比A/B | 同色性 | 纵向撕裂强度(g) | ||
A | B | |||||||
实施例14实施例15实施例16实施例17实施例18 | 8080406095 | 130110130130130 | ----- | 14.211.613.213.712.9 | 15.815.413.814.815.6 | 0.90.750.950.930.83 | 良好良好良好良好良好 | 580600585580575 |
对照实施例5对照实施例6对照实施例7 | 8012080 | -130145 | 90-- | 1.710.811.8 | 4.319.218.2 | 0.40.560.65 | 差差稍差 | 600550200 |
向与实施例1中相同的粘胶液中加入预定量的350克/升的浓碱溶液,将混合物搅拌,逐渐加入苯乙烯-丙烯酸聚合物细粒(OP62,Rohm&Haas公司制造,平均粒度0.45μm)的水基分散体,用1000转/分的高速搅拌器搅拌并混合该混合物,纤维素中细粒的加入率调节为5%、15%、30%或50%,碱浓度调节到7.0%,静置消泡一昼夜,得到纺丝溶液。
然后,使该纺丝溶液以6.9毫升/分的排流量自一个0.07mm×40孔的喷丝板流入到凝固-再生浴(凝固-再生浴的组成和温度与实施例1中的相同)中,用已知的连续纺丝机以90米/分的纺丝速度和约20%的拉伸比将所形成的丝拉出,煮练、干燥并收卷。所形成的四种丝(75旦/40单丝)的干强度从最低加入量者开始依次为1.55克/旦、1.50克/旦、1.41克/旦和1.25克/旦,湿强度依次为0.71克/旦、0.63克/旦、0.51克/旦和0.35克/旦。
这些丝在标准染色条件下的分散染料吸尽率从最低加入量者开始依次为46.9%、85.2%、89.7%和97.8%。
随后,使用与实施例8中同样的聚酯长丝(75旦/24单丝)和上述的一种再生纤维素长丝(75旦/40单丝)进行交织长丝组合(丝速:300米/分,空气压力:2千克/cm2)以得到共轭结合的长丝。将共轭结合的长丝以300转/米加捻(S加捻),所形成的丝作为经纱和纬纱织成平纹机织物。
将这些织物煮练、脱浆、预定形、浸入在上面使用的同样染液中并挤压到染液合量为90%,进行堆置,然后立即将织物放在空气染整机中,在130℃饱和蒸汽的循环空气流中保持20分钟。对于每种染包产物,都按实施例14中的相同方式分析在再生纤维素纤维与聚酯纤维上承载量之比A/B。结果示于表3中。
不言而喻,当本发明中规定的聚合物细粒含量范围得到满足时,可以得到同色性和撕裂强度等性能优异的染色产物。
本发明实施例的织物的各种色牢度如下:
耐洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐干洗色牢度(变色和褪色) 第5级
耐升华色牢度(变色和褪色) 第5级
耐光色牢度(变色和褪色) 第4级
表3
实施例21和对照实施例10到12
细粒加入率(%) | 纤维的染料量(mg/g) | 承载量之比A/B | 同色性 | 纵向撕裂强度(g) | ||
A | B | |||||
实施例19实施例20 | 1530 | 13.114.4 | 16.915.6 | 0.780.89 | 良好良好 | 650620 |
对照实施例8对照实施例9 | 550 | 6.2- | 23.8- | 0.26- | 差- | 600200 |
向与实施例1中相同的粘胶液中加入260克/升的氢氧化钠溶液,搅拌该混合物,逐渐加入平均粒度为4μm的聚酯细粒的30%水基分散体,该聚酯细粒由其中共聚了10%(摩尔)间苯二甲酸的聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。用980转/分的高速搅拌器搅拌和混合该混合物,将纤维素中的细粒加入率调整成5%、20%,碱浓度调节至7.0%,真空消泡2小时,得到纺丝溶液。
然后使此纺丝溶液以9.35毫升/分的排流速度经由一个0.07mm×40孔的喷丝板流入凝固-再生浴(凝固-再生浴的组成和温度与实施例1相同)中,所形成的丝用已知的连续纺丝机以100米/分的纺丝速度和大约18%的拉伸比拉出,煮练、干燥和收卷。所形成的两类丝(103旦/40单丝)的干强度在加入率为20%的丝为1.38克/旦,加入率为5%的丝为1.48克/旦;它们的湿强度在加入率为20%时为0.56克/旦,加入率为5%时为0.67克/旦。
这些丝在标准染色条件下的分散染料吸尽率:加入率为20%的丝为78%,加入率为5%的丝为46%。
随后,使用与实施例14中相同的聚酯长丝(75旦/24单丝)和一种上述再生纤维素长丝(103旦/40单丝)进行交织长丝组合(丝速:300米/分,空气压力:2kg/cm2)以得到共轭结合的长丝。将这种共轭结合的长丝以300转/米加捻(S加捻),用所形成的丝作经纱和纬纱织成平纹机织物。将形成的各织物煮练、脱浆、预定形,用下面的色浆印色,在110℃下干燥处理3分钟,然后用温度示于表4中的饱和蒸汽进行高压汽蒸或常压汽蒸40分钟,或者用过饱和蒸汽进行高温汽蒸7分钟。
经过这一干燥处理几乎除掉了色浆中的水。[色浆的组成]
贮备浆:SANPRINT AFP
(Sansho公司制造),20% 550份(100%owp)
染料:Sumikaron Brill红SE-2BF 50份(5%owp)
酒石酸(50%) 5份
氯酸钠 3份
水 392份
随后进行洗涤和还原清洗(1克/升NaOH、1克/升Na2S2O4和1克/升Amiladin(Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司制造,70℃×20分),干燥。将这些织物的印色部分拆解,将所得的丝段解捻并分离成聚酯长丝和再生纤维素纤维,测定它们各自的染料承载量,计算出再生纤维素纤维和聚酯纤维上承载量之比A/B。另外,构成织物的两种纤维之间的同色性通过目测染色产物亮区与暗区之间的差别来判断。结果示于表4。
本发明实施例及对照实施例的织物的各种色牢度如下。
实施例21 | 对照实施例10 | 对照实施例11 | 对照实施例12 | |
耐洗色牢度(变色和褪色) | 第5级 | 第5级 | 第4级 | 第5级 |
耐干洗色牢度(变色和褪色) | 第5级 | 第5级 | 第4级 | 第5级 |
耐升华色牢度(变色和褪色) | 第5级 | 第5级 | 第5级 | 第5级 |
耐光色牢度(变色和褪色) | 第5级 | 第3级 | 第2级 | 第3级 |
工业应用性
本发明的纤维是可用分散染料染色的再生纤维素纤维,它的色牢度优异,纤维强度的降低被降至最小。当它与聚酯纤维一起使用时,本发明的纤维可以与聚酯纤维一起在同一浴中同时只用分散染料染色,适合制备同色性符合要求的纺织品,非常适合于制做外衣。
表4
细粒加入率(%) | 汽蒸条件 | 纤维上的染料量(mg/g) | 承载量之比A/D | 同色性 | 纵向撕裂强度(g) | ||
A | B | ||||||
实施例21 | 20 | 饱和蒸汽温度110℃ | 17.5 | 22.4 | 0.78 | 良好 | 580 |
对照实施例10 | 5 | 饱和蒸汽温度130℃ | 2.6 | 7.4 | 0.35 | 差 | - |
对照实施例11 | 20 | 90℃常压汽蒸 | 4.3 | 10.7 | 0.4 | 差 | - |
对照实施例12 | 20 | 170℃过热蒸汽 | 7.8 | 17.2 | 0.45 | 差 | - |
Claims (5)
1.再生纤维素纤维,所述纤维含10%至40%(重量)聚合物细粒,该聚合物细粒的平均粒度为0.05~5μm,可用分散染料染色,上述再生纤维素纤维的耐洗色牢度为第3级或更高。
2.根据权利要求1的再生纤维素纤维,所述纤维可用分散染料染色。
3.一种含再生纤维素纤维和聚酯纤维的纺织品,该再生纤维素纤维中含有10%至40%(重量)平均粒度为0.05至5μm的可用分散染料染色的聚合物细粒。
4.一种含再生纤维素纤维和聚酯纤维的纺织品,两种纤维都用分散染料染色,其中再生纤维素纤维含10%至40%(重量)的平均粒度为0.05至5μm并可用分散染料染色的聚合物细粒。
5.根据权利要求4的纺织品,其中再生纤维素纤维和聚酯纤维的同色性△E*为4或更小。
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