CN101040080A - 用于聚（乳酸）基纤维的分散性染料 - Google Patents
用于聚（乳酸）基纤维的分散性染料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及含有黄色和/或红色和/或蓝色成分的分散性染料在染色聚(乳酸)纤维或聚(乳酸)基纤维中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及分散性染料在染色聚(乳酸)纤维或聚(乳酸)基纤维的用途，所述聚乳酸基纤维包含聚(乳酸)纤维与其它纤维的纤维混合物，例如芳香族聚酯纤维。
背景技术
聚(乳酸)纤维是非石油基纤维，其中以源自植物的碳氢化合物作为原料，并且其可在自然环境中被降解成水与二氧化碳，从而在生态系统中再循环。因此，其在自然环境中为优良的材料，可作为石油耗尽时的替代材料以及促进资源再利用。此外，当与其它生物可降解材料(如脂肪族聚酯)比较时，聚(乳酸)基纤维具有高的熔融点与玻璃化转变温度，且其强度与一般用途的芳香族聚酯相同，因而，可预期其将来广泛用作实用性纤维。已考虑将该纤维应用在工业资源材料，室内与家居资源材料以及作为衣物用途的纤维上，可为薄膜、片状、跨度结合(span-bonded)材料、树脂以及纤维的形式。并且制造商正进行快速发展以扩展此应用的范围(例如，可参照日本未审查专利申请案H8-311781与2003-49374)。
当染色的新材料被广泛应用在汽车内部装璜或内部应用时，需要有使该材料染成具有良好耐光色牢度的染料，但目前还没有出现能达到满意结果的染料。
发明内容
本发明基于对上述实际状况的了解而希望提供特别用于聚(乳酸)基纤维上可具有良好耐光色牢度的分散性染料，该染料在三原色染料中的耐光色牢度具有良好的平衡，三原色染料个别不同程度褪色后形成绿色、橙色、棕色与灰色。
通过在许多存在有用于聚(乳酸)基纤维上可具有比较好的耐光色牢度与上色性(build-up)染料的染料以及这些染料的组合中选择和比较，本发明的分散性染料符合上述需要，并且特别具有良好的耐光色牢度与染色特性。
本发明公开一种黄色成分和/或红色成分和/或蓝色成分在染色聚(乳酸)纤维或聚(乳酸)基纤维中的用途，所述黄色成分包含至少一种选自结构式(1)、(2)、(3)、(4)与(5)的染料，
其中R1是(C1-C3)烷基与R2是(C4-C7)烷基；
其中n是0或1；
其中R3是(C1-C3)烷基或2-羟乙基；
所述红色成分包含至少一种选自结构式(6)与(7)的染料，
R4与R5其中之一是氢，另一个是羟基乙氧基乙基、羟基丁氧基丙基、乙酰氧基乙氧基乙基或乙酰氧基丁氧基丙基；
其中R6是氢或甲基；
所述蓝色成分包含至少一种选自结构式(8)、(9)与(10)的染料，
R7与R8其中之一是硝基，另一个是羟基，以及R9是氢、氯或2-羟乙基；
其中R10是甲氧基丙基、乙氧基丙基或甲氧基乙氧基丙基；
本发明提供了分散性染料与分散性染料的混合物，其在聚(乳酸)纤维上染色具有良好的耐光色牢度。
在上述(1)至(10)结构式染料的定义中，(C1-C3)烷基可为直链或支链形式，优选为甲基、乙基、正丙基与异丙基。
(C4-C7)烷基也可为直链或支链形式，优选为正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基或庚基。
结构式(8)的染料，R9优选是氢原子或2-羟乙基。
本发明中，优选结构式(1)至(10)的染料中仅有一种被用于染色聚(乳酸)纤维或聚(乳酸)基纤维。
但是，特别优选为使用一种含有2种或3种各为黄色、红色与蓝色染料的混合物。
此外，特别优选也可使用一种含黄色成分(其包含至少一种选自结构式(1)、(3)与(4)的染料)、红色成分(其包含至少一种选自结构式(6)的染料)与蓝色成分(其包含至少一种选自结构式(8)的染料)的混合物。
特别优选也可为一种或多种选择自结构式(1)至(10)的染料与紫外线吸收剂共同使用。该紫外线吸收剂对本领域技术人员是已知的，文献中亦有记载，并可从市场上购得。该紫外线吸收剂为三嗪基-、苯并三唑系或二苯酮基的紫外线吸收剂。例如瑞士Ciba SpecialtyChemistry公司，商品名Cibafast的产品。
结构式(1)至(10)的染料是不可溶的或微溶于水，因而为了使用本发明染料混合物染色聚(乳酸)基纤维，制备这样的染液或印染浆，其中染料以微粒形式分散于含水介质中，该介质以萘磺酸/甲醛缩合物、高级醇脂肪酸酯、高级烷基苯磺酸酯等作为分散剂，再以浸染法、轧染法或印染法完成染色。最佳为浸染法。如果为浸染，常用的染色处理方法，如高温染色法、载体染色法、热溶胶染色法等方法都可使用，在聚(乳酸)纤维或纤维混合物上可得到良好的染色。与聚酯纤维比较，聚(乳酸)纤维在热与碱性条件下会较为脆弱，因而最佳条件为染液pH值在由4.0至5.0范围与三嗪基-、苯并三唑基或二苯酮基紫外线吸收剂共同使用，在高温由110℃至120℃下染色15至30分钟。
本发明中的聚(乳酸)基纤维可被理解为包含聚(乳酸)纤维与其它纤维的混合物。其它纤维优选为芳香族聚酯纤维，例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯纤维。最优选为对苯二甲酸丙二酯纤维与聚(乳酸)纤维的混合物。
实施方式
本发明用实施例与比较例作如下更实际的说明，但本发明的范围并不局限于此。
实例1至19
具有下列结构式(1-1)、(1-2)、(1-3)、(2-1)、(2-2)、(3)、(4-1)、(4-2)、(5)、(6)、(7-1)、(8-1)、(8-2)、(8-3)、(8-4)、(9-1)、(9-2)、(9-3)与(10)的染料各自与其2倍重量的萘磺酸/甲醛缩合物混合，由常用方式微细研磨并干燥得到分散性染料。含有5克聚(乳酸)的纤维(由日本Toray公司制造)被浸入到染浴中，染浴制备方法是依JIS L 0808所定的标准染料浓度，若为单色，则量出配制约1/2N染色材料所需分散性染料的量，若为混合色，则为总浓度约1/3N的染色材料，就5克聚(乳酸)纤维而言，加入CibaSpecialty Chemistry公司制造的三嗪基″Cibafast P″作为紫外线吸收剂，与2％(o.w.f)的染料促进剂，以及醋酸/醋酸钠pH缓冲溶液(pH值4.5)至染液中，再以不含盐的水加至100毫升，通过将染浴维持在110℃温度达30分钟而完成染色。将染色的材料在150毫升的水中还原洗涤，水中含有2克/升亚硫酸氢钠，2克/升碳酸钠与1克/升Clariant公司制造的Hostapal LFB Conc.，将温度维持在65℃达10分钟。
其中R4与R5定义如前文所述
根据Toyota Automobile公司耐光色牢度的测试规定测量每种染色材料的耐光色牢度，结果如表1。
另外，耐光牢度的测试使用Suga Testing Machine公司的高能氙褪色计作为测试设备在以下的条件下完成：黑盘温度为73±3℃，以38周期(182小时)的照明方法(即每周期3.8小时照明时间/1个小时的暗场时间)照射。以脲烷衬层的测试布料来进行测试。以JIS L 0804灰度褪色标准来评估等级。
表1
| 实例 | 结构式 | 染色布料的色调 | 耐光色牢度(等级) |
| 1 | (1-1) | 黄色 | 3-4+ |
| 2 | (1-2) | 黄色 | 3-4 |
| 3 | (1-3) | 黄色 | 3-4 |
| 4 | (2-1) | 黄色 | 4+ |
| 5 | (2-2) | 黄色 | 4-5 |
| 6 | (3) | 黄色 | 4+ |
| 7 | (4-1) | 黄色 | 4 |
| 8 | (4-2) | 黄色 | 3-4 |
| 9 | (3)与(4-2)以1∶1混合的混合物 | 黄色 | 3-4+ |
| 10 | (5) | 黄色 | 3+ |
| 11 | (6) | 红色 | 4- |
| 12 | (7) | 红色 | 3+ |
| 13 | (8-1) | 蓝色 | 3-4+ |
| 14 | (8-1)与(8-2)以8∶2混合的混合物 | 蓝色 | 3-4 |
| 15 | (8-3) | 蓝色 | 3-4 |
| 16 | (8-4) | 蓝色 | 3-4 |
| 17 | (9-1)与(9-2)以1∶1混合的混合物 | 蓝色 | 3-4 |
| 18 | (9-3) | 蓝色 | 3-4 |
| 19 | (10) | 蓝色 | 3-4 |
比较例1-6
将聚(乳酸)基纤维以如同实施例1至19的方法染色，使用由下列结构式的黄色成分(A-1)与(A-2)、红色成分(B-1)与(B-2)以及蓝色成分(C-1)与(C-2)制成的分散性染料来染色，该分散性染料在聚酯纤维上有优良的耐光色牢度。
(B-1)为以下两种染料以1∶1混合的混合物
这些染料的耐光色牢度测试的结果如表2。
表2
| 实例 | 结构式 | 染色布料的色调 | 耐光色牢度(等级) |
| 1 | (1-1) | 黄色 | 2 |
| 2 | (A-2) | 黄色 | 2- |
| 3 | (B-1) | 红色 | 1-2 |
| 4 | (B-2) | 红色 | 2+(蓝色改良的颜色) |
| 5 | (C-1) | 蓝色 | 1-2 |
| 6 | (C-2) | 蓝色 | 1-2 |
表1与2中清楚显示由实施例1至19得到的染色材料与由比较例1至6得到的染色材料作比较，前者有非常好的耐光色牢度。
实例20至31
以下实例来染色：使用表3中的分散性染料的混合物，此混合物由前文中结构式[1-1]、[2-2]、[3]、[4-1]、[4-2]、[5]、[6]、[8-1]、[8-3]、[9-1]、[9-2]与[10]的染料制成。以Hibana Chemical公司制造的苯并三唑基Sunlife LP250产品作为紫外线吸收剂。在下列表中混合量的数值是以重量％(wt％)为单位。
| 结构式 | 实施例 | |||||||||||
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | |
| (1-1) | 40 | 16 | 36 | |||||||||
| (2-2) | 3 | 5 | ||||||||||
| (3) | 16 | 25 | ||||||||||
| (4-1) | 50 | 21 | 23 | 31 | 39 | |||||||
| (4-2) | 24 | 23 | 23 | 48 | ||||||||
| (5) | 23 | |||||||||||
| (6) | 18 | 13 | 17 | 14 | 17 | 17 | 13 | 10 | 17 | 61 | 41 | |
| (8-1) | 32 | 26 | 59 | 25 | 27 | 34 | 31 | 69 | 59 | |||
| (8-3) | 54 | 30 | 54 | |||||||||
| (9-1)和(9-2)以1∶1的混合物 | 5 | 4 | ||||||||||
| (10) | 7 | |||||||||||
| 染色布料的色调 | 棕色 | 棕色 | 灰色 | 灰色 | 棕色 | 灰色 | 棕色 | 灰色 | 棕色 | 绿色 | 橙色 | 紫色 |
| 耐光色牢度 | 3-4- | 3 | 3-4 | 3+ | 3-4 | 3-4 | 2-3 | 3 | 3-4- | 3-4- | 3-4- | 3-4- |
比较例7至13
将聚(乳酸)基纤维以与实施例20至31相同的方法染色，但是使用实施例20至31的染料以及表4中的染料(A-1)、(1-2)、(B-1)、(B-2)、(C-1)与(C-2)。
表4
| 结构式 | 比较例 | ||||||
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
| [1-1] | |||||||
| [2-2 | |||||||
| [3] | 8 | ||||||
| [4-1] | |||||||
| [4-2] | |||||||
| [5] | |||||||
| [6] | 23 | 12 | |||||
| [8-1] | 43 | 60 | 33 | ||||
| [8-3] | 45 | ||||||
| [9-1]与[9-2]以1∶1混合的混合物 | 5 | 10 | |||||
| [10] | 5 | ||||||
| [A-1] | 48 | 77 | 50 | 45 | |||
| [A-2] | 63 | 42 | |||||
| [B-1] | 9 | 4 | 5 | 17 | |||
| [B-2] | 22 | 16 | |||||
| [C-1] | 10 | 15 | |||||
| [C-2] | 19 | 4 | |||||
| 染色布料的色调 | 棕色 | 灰色 | 棕色 | 灰色 | 棕色 | 灰色 | 棕色 |
| 耐光色牢度 | 1-2 | 2- | 1 | 1-2 | 1-2 | 1-2 | 1 |
实施例32
以实例20的方法染色，但实施例20中的纤维替换成聚(乳酸)纤维/聚对苯二甲酸丙二酯纤维(50/50重量％)混合物，染色条件改变成温度120℃，40分钟，紫外线吸收剂改变为Hibana Chemical公司的二苯酮基Sunlife LPS855产品。结果使得到的染色材料的耐光色牢度为优良的等级4。
Claims (7)
1.一种黄色成分和/或红色成分和/或蓝色成分在染色聚(乳酸)纤维或聚(乳酸)基纤维的用途，所述黄色成分包含至少一种选自结构式(1)、(2)、(3)、(4)与(5)的染料，
其中R1是(C1-C3)烷基，R2是(C4-C7)烷基；
其中n是0或1；
其中R3是(C1-C3)烷基或2-羟乙基；
所述红色成分包含至少一种选自结构式(6)与(7)的染料，
其中R4与R5其中之一是氢，另一个是羟基乙氧基乙基、羟基丁氧基丙基、乙酰氧基乙氧基乙基或乙酰氧基丁氧基丙基；
其中R6是氢或甲基；
所述蓝色成分包含至少一种选自结构式(8)、(9)与(10)的染料，
其中R7与R8其中之一是硝基，另一个是羟基，以及R9是氢、氯或2-羟乙基；
其中R10是甲氧基丙基、乙氧基丙基或甲氧基乙氧基丙基；
2.权利要求1的用途，其中使用一种选自结构式(1)至(10)的染料。
3.权利要求1的用途，其中使用一种含有2种或3种各为黄色、红色和蓝色成分的混合物。
4.权利要求1的用途，其中使用下述混合物，该混合物含有：包含至少一种结构式(1)、(3)与(4)染料的黄色成分，包含至少一种结构式(6)染料的红色成分，和包含至少一种结构式(8)染料的蓝色成分。
5.权利要求1至4中任一项的用途，其中结合使用紫外线吸收剂。
6.权利要求1的用途，其中包括聚(乳酸)混合物的聚(乳酸)基纤维被染色，并使用了芳香族聚酯纤维。
7.一种由权利要求1至6中任一项用途制成的染色的聚(乳酸)基纤维材料。
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