CN101400741A - 用于染色纤维素织物的组合物 - Google Patents

Abstract

允许对纤维素例如棉、纤维素织物或衣服进行喷雾染色的组合物。该组合物包含润湿剂、碱、活性染料、增稠剂和水。如下制备本组合物：首先，将润湿剂、活性染料和水一起混合而形成第一溶液，然后，将增稠剂混合到首先溶液中而形成第二溶液，而后，在喷雾涂布到纤维素织物或衣服上之前在30分钟之内将碱混合或合并到第二溶液中。

Description

用于染色纤维素织物的组合物

发明背景

1.发明领域

[0001]本发明涉及纤维素织物的染色。更尤其是，本发明涉及用于在纤维素织物的两表面或一面上均匀提供、优选通过喷的染料的组合物。在不太优选的实施方案中，本发明涉及具有活性染料混合物的组合物，通过将组合物喷涂到织物上，该组合物可在纤维素坯布或洗净或漂白的织物的两面上提供均匀的颜色。

2.相关技术的说明

[0002]当今，织物是由许多种类的天然纤维制作的，例如棉、合成纤维或其任何组合。基本织物是原坯织物，为了对得到的织物和/或衣服提供所需要的颜色，需要对其进行染色。为了对织物染色，已经提出勒许多组合物和方法，然而，在材料成本以及时间方面，都证明其是昂贵的。

[0003]通常称为纱线染色的一种方法，包括将单纤维或纱线染色，而后将这些纤维缝纫或编织成织物。这种方法涉及的一个问题是纱线和有关衣服的库存控制。例如，纱线染色要求衣服制造商保持用于其产品的各种着色了的纱线的供应，其库存提高了成本。

[0004]另一种染色法通常称为批量染色(bulk dyeing)。在批量染色中，将未染色的纤维或纱线编织或织成本色织物或未染色的织物。随后将本色织物洗净或漂白，然后染色。然后将染色的织物用于制作所需要的产品，例如衣服。

[0005]一些常见的批量染色法包含瓮染色(vat dyeing)、经轴染色、喷射染色和浴法染色。瓮染色典型地由将一块织物浸渍在液体染料的瓮中组成。经轴染色由将一段织物缠绕在多孔经轴上组成。然后将经轴放入容器中，其中将液体染料泵送到经轴的中心，离开孔，并通过织物。喷射染色包括将织物放置在液体染料的高压、高温釜中。浴法染色包括将织物浸渍于包含在转鼓(rotating drum)中的染料浴中。

[0006]这种批量染色法相关的一个问题涉及织物，在将织物制成所需要的衣服期间，织物被切掉或除去。该被切掉的织物已经染色，因此包括染料的成本。这可导致由批量染色织物制作的衣服的商品成本增加。批量染色法的另一问题涉及在加工期间需要大量的水，这可以增加该批量染色织物的商品成本，以及具有对环境的不利影响和资源的侵蚀。

[0007]在衣服的制作中，批量染色织物的更显著的问题是消费者颜色喜好的不可预知性。在衣服行业，消费者可能从一种颜色改变为喜好另一种颜色，这种改变可以导致不需要的着色了的衣服的积压、和所需要着色了的衣服的延期交货状况。因此，由批量染色织物制作的衣服，不能证明足以满足消费者正在提高和改变的需求的灵活性。

[0008]对织物染色的其它方法包括将染料印刷到织物的表面上。这种方法通常用于将装饰图案施加到织物的表面上。这种印刷方法包括丝网印刷和喷墨印刷。尽管这些方法已经证明可用于从一种装饰图案迅速地改变为另一种装饰图案，但没有证明它们可用于织物或者完成的衣服的批量染色。

[0009]也许，对染色织物的一种成本有效的方法是喷雾染色。本文使用的喷雾染色包括常规喷雾以及雾化和静电涂布。然而，喷雾染色的问题是在衣服的两面上提供均匀的染色。通常，尝试实现这种均匀性需要在非常受控的环境中在织物或衣服的两面上进行喷雾染色。而且，织物或衣服必须在很高的位置上以向织物或衣服中的渗入、另外不存在任何被覆盖或接受不到喷雾的衣服。这很难实现，更不用说以成本有效的方式，特别是如果将衣服的两面进行喷雾染色。

[0010]因此，需要一种将纤维素织物，特别是坯布、洗净或漂白的织物染色的组合物和相应的方法，以在织物的两面提供均匀的颜色。尤其重要的是提供这种组合物，其可以在一个基本喷雾步骤或操作中不需要受控环境而将棉染成任何需要的颜色，并且没有上面提出的放置织物或衣服的问题，然而染料良好地渗入到织物或衣服。

本发明概述

[0011]本发明提供了允许对纤维素织物或衣服进行喷雾染色的组合物。

[0012]本发明也提供了允许对纤维素、例如棉、织物或衣服进行喷雾染色的组合物，使得衣服的两面具有相同的均匀的颜色或染色。

[0013]本发明进一步提供了允许均匀在织物或衣服的两表面上对纤维素织物或衣服进行均匀喷雾染色的组合物。

[0014]本发明更进一步提供了一种组合物，其允许均匀喷雾染色纤维素织物或衣服的两面或表面，由此遍及织物或衣服提供更均匀的染色，使得在织物或衣服的内部和表面上的印刷是相同的。

[0015]在不太优选的实施方案中，本发明仍进一步提供了组合物，其允许喷雾染色纤维素织物或衣服的一面，然而给衣服的两表面提供均匀的颜色或染色。

[0016]本发明也提供了制备组合物的方法，所述组合物可以通过喷雾，均匀地对纤维素织物或衣服的两表面染色。

[0017]本发明的这些及其它优点和益处，是通过阴离子型组合物提供的。该组合物包含润湿剂、碱、活性染料、水和增稠剂。在本发明的其它实施方案中，组合物可以包含下列的一种或多种：螯合剂、染色均染剂、抗还原剂、消泡剂和氯化钠。在初期的不太优选的实施方案中，组合物包含润湿剂、碱、活性染料和水。

[0018]本发明也提供了制备该组合物的方法，其包括：首先，将润湿剂、螯合剂(如果使用)、染料和水一起混合而形成第一溶液，其中染料良好地被溶解或被共混，然后将增稠剂加入和混合到第一溶液中而形成第二溶液。在优选实施方案中，形成第二溶液之后，在对织物涂布第二溶液之前，在30分钟之内，将碱合并到第二溶液中，或与第二溶液一起独立地涂布到织物上，优选喷雾。碱应该具有大约10.5和大约11.7之间的pH值。优选，碱是苏打灰、碳酸钾和磷酸钾的组合。

[0019]由下列详细说明和附加的权利要求，本领域技术人员可以理解和了解本公开的上述及其它优点和特征。

本发明的详细说明

[0020]本公开提供了组合物，其可以涂布于由纤维素材料制成的织物或衣服(以下简称“织物”)。该组合物提供了遍及织物的均匀的颜色，也就是在织物两面或表面以及遍及织物。织物可以是完全成品的衣服或其一部分，例如但不局限于：衬衣(shirt，)、裤子(pant)、内衣(underwear)、女裤(panty)、袜子(sock)、裙子(skirt)、女外套(dress)、短裤(short)、外套(coat)、套装(suit)，围巾(scarf)、手套(glove)和帽子(hat)和其它服饰品。同样织物可以是床单、毛巾、枕头套或任何其它纤维素制的材料。因此，本组合物可以高效率地和有效地对纤维素织物进行着色，该纤维素织物可以与非纤维素织物组合而形成成品衣服，或该纤维素织物可以制成完全成品的衣服。

[0021]术语纤维素具有其常规含义，因此包括棉和由大约100％棉制成的织物。纤维素材料可以是坯布、洗净或漂白的或其任意组合。

[0022]本组合物包含润湿剂或湿润剂、活性染料、碱、增稠剂和水。此外，该组合物可以包含下列的一种或多种：螯合剂、染色均染剂、消泡剂、抗还原剂和氯化钠。在不太优选的实施方案中，组合物可以包含润湿剂、活性染料、增稠剂和水。在本组合物中，各组分是阴离子型或非离子型的。

[0023]本组合物的润湿剂将染料输送到织物中，由此有助于将颜色固定到基材上。润湿剂是一种或多种表面活性剂的共混物。表面活性剂向织物提供洗涤特性(detergent property)。在共混物中的表面活性剂是阴离子型或非离子型的。此时，相信可以使用任何阴离子型或非离子型表面活性剂。优选的润湿剂或表面活性剂的共混物具有硫酸二钠盐和磷酸、三钠盐。在不太优选的实施方案中，润湿剂可以是二辛基磺基琥珀酸钠。

[0024]优选润湿剂以基于组合物的总g11，以大约为每升5克(g/l)至大约40g11的量存在。更优选，润湿剂以基于组合物的总g11的的大约5g11至大约20g11的量存在，最优选大约5g11。

[0025]在本组合物中使用活性染料。活性染料是冷或中间温度范围的活性染料。活性染料是在织物或衣服中与纤维反应形成共价键的染料。尽管可以使用许多活性染料，但尤其适于对纤维素织物或纤维例如棉染色的活性染料是偶氮染料、偶氮金属配合物和二噁嗪。优选，染料是偶氮金属配合物或二噁嗪。

[0026]活性染料以基于组合物的总g/I的大约10g/I至大约80g/I的量存在。精确的染料量是基于所需要颜色的色值和浓度。例如，用于织物的粉红颜色需要基于组合物的总g/I大约10g/I至大约20g/I染料。如果需要的颜色是品蓝，染料为基于组合物的总g/I的大约为40g/I至大约60g/I。

[0027]本组合物的所有实施方案都具有碱。本组合物的碱应该具有大约10.5和大约11.7之间的pH值。

[0028]优选碱是液体碱。优选液体碱是苏打灰、碳酸钾和磷酸钾的组合。

[0029]在另一个实施方案中，碱可以是硅酸盐、优选硅酸钠和苛性碱的组合。苛性碱优选氢氧化钠或碳酸钠。苛性碱可以是苏打灰。硅酸钠有助于漂白纤维素织物，并且可以稳定组合物。如果织物是原坯织物，优选，碱是硅酸钠和苛性碱的组合，或如果织物是成品织物，优选，苛性碱只是苏打灰。

[0030]在又一个实施方案中，为了获得明亮和淡的颜色，碱是硅酸钠和苛性碱也就是苏打灰的组合。硅酸钠和苛性碱的存在比例是大约2至大约1。因此，2份硅酸钠要保证有1份苛性碱。

[0031]当碱是硅酸钠和苛性碱的组合或只是苛性碱时，以基于组合物的总g/I的大约为3g/I至大约20g/I的量存在。更优选，碱以基于组合物的总g/I的大约5g/I至大约15g/I的量存在。对于深色，碱以基于组合物的总g/I的大约10g/l的量存在。

[0032]本组合物具有增稠剂。增稠剂对帮助提供在织物或衣服中的颜色的均染性来说是重要的，尤其在喷雾操作期间。相信增稠剂可以将染料分子在所喷雾织物上保持在悬浮液中。因此，如果在不存在增稠剂的条件下达到所需要的颜色的均染性，也许是由于喷雾条件，可以避免使用增稠剂。在喷雾中使用增稠剂可以控制粘度，确保均匀喷雾。

[0033]本组合物的增稠剂是丙烯酸共聚物、脂族聚酯聚氨酯或聚丙烯酸酯。增稠剂可以是丙烯酸共聚物。优选的丙烯酸共聚物具有大约2％至大约3％萘酚精(naphthol spirits)。优选的增稠剂是以商标Acraconz FN(Lanxess Corporation of Pittsburgh，PA)销售的丙烯酸共聚物。这种共聚物具有7至13％乙氧基化醇、大约1％十六烷和大约1％丙烯酰胺PI’N丙烯酸铵盐。

[0034]增稠剂以基于组合物的总g/I的大约5g/I至大约50g/I的量存在。最优选，增稠剂以基于组合物的总g/I的大约5g/I至大约20g/I的量存在。

[0035]本组合物均具有q.s.量的水。

[0036]任选地，本组合物可以具有一种或多种下列组分。第一种这种任选的组分是螯合剂。螯合剂与本组合物的所有其它组分类似，是阴离子型或非离子型的组分。对于本组合物的目的，螯合剂对于高碱性必须是稳定的。螯合剂用于从水中除去硬质金属(hard metal)，并且防止导致颜色不均匀的沉淀。它还可有助于稳定染色浴。因此，如果在织物或衣服或在水源中不存在矿物质例如硬质金属，在本组合物中可以不需要螯合剂。可以在本组合物中使用的螯合剂包括但不局限于：氨基酸衍生物的共混物或二亚乙基三胺五乙酸的五钠盐。

[0037]当存在螯合剂时，螯合剂以基于组合物的总g/I的大约1g/I至大约40g/I的量存在。更优选，螯合剂以基于组合物的总g/I的大约1g/I至大约20g/I的量存在，最优选大约6g/I。

[0038]任选的染料均染剂用于对组合物中的染料提供均匀性。因此，如果通过组合物本身单独或与所使用的喷雾法组合实现所需要的均匀性，就不需要染料均染剂。在本组合物中，由于增稠剂，似乎不需要染料均染剂。然而，本公开预见了有时可使用染料均染剂的可能性。

[0039]本组合物可以任选地具有消泡剂。当使用喷雾以涂布本组合物时，消泡剂起到消除所需要的不掺气液体的作用。可以在本组合物中使用的消泡剂包括但不局限于：石油馏分共混物、有机硅、石油馏分、烃或反应的硅氧烷。优选的消泡剂是石油馏分共混物。优选消泡剂以基于组合物的总g/I的大约0.1％g/I至大约0.5％g/I的量存在。

[0040]本组合物可以任选具有抗还原剂。

[0041]为了增加本组合物的效力，可以根据下列的方法配制和涂布本组合物。首先，将润湿剂、螯合剂(如果包括的话)、染料和水一起混合而形成第一溶液，其使染料良好地溶解或共混于其中。其次，将增稠剂加入和混合到第一溶液种，优选在高速搅拌器中，形成第二溶液。需要高速搅拌器将增稠剂剪切到共混物中。这种高速混合应该进行大约五(5)分钟至大约一(1)小时。而后，可以将碱混合到第二溶液中。或者，碱可以是独立的，并且可以在喷头处与第二溶液合并或混合。

[0042]将碱混合到第二溶液中、或与第二溶液合并之后在三十(30)分钟之内，必须将组合物涂布到纤维素织物。在涂布到织物或衣服的三十分钟之内，将碱与第二溶液合并、混合或共混是重要的，这是由于超过三十分钟染料分子可能水解。

[0043]将本组合物涂布到织物的另一种方法是将所有的组分同时混合，优选在直列式(in-line)喷头中混合。例如，将每种组分移动到其中具有拔塞钻(corkscrew)的套筒中，一起混合所有的组分，然后移动到喷头以将混合的本组合物发射到织物上。

[0044]使用任何喷嘴将组合物喷雾到织物的表面或面上。优选，喷嘴相对于织物的每个表面或面是可移动的，以使组合物的基本上匀净的涂层涂布到织物的表面。喷雾染色的一种优选的方法是公开在2003年6月23日申请的U.S.专利申请Ser.No.10/601,820中的方法；本文引入其作为参考。

[0045]有利的是，可以在大约一(1)至大约二十(20)秒钟内、优选在大约五(5)至大约二十(20)秒钟内，将组合物通过喷雾涂布到织物的两个表面或面上。当然，该时间取决于织物的尺寸，在上述时间范围内，较大的织物将需要更多的时间，较小的织物需要更少的时间。

[0046]应该认识到，本发明包括任何数目的喷嘴及其任何的放置。同样，喷嘴的头的尺寸可以变化。

[0047]有利的是，以省时高效的方式将本组合物涂布和附着到织物上。因此，与所有已知存在的染色方法相比较，降低了衣服的成本。

[0048]因此，避免了受控环境的使用且提供了给所有纤维素织物(包括坯布、洗净和漂白的纤维素织物)染色的能力的本组合物，由于可以容易地实现从一种颜色到另一种颜色的快速转换，因此有利于制造的灵活性。这显著的有利于制造商，这是由于它使库存控制成本和与现有方法的预染色纱和预染色衣服有关的问题最小化或基本上消除了这些问题。

[0049]本公开的组合物的其它益处包括比已知喷雾染色方法的耗水量低。同样，所使用的染料的量小于已知方法的使用量，这是由于涂布到表面的染料比任何已知的组合物更容易和迅速地渗入。因此，需要更少染料就可以实现完全染色。通过利用本组合物对纤维素织物进行喷雾染色所实现的另一个益处是可以有效地和高效率地制备小批量的某些颜料染色的织物。

[0050]但在不太优选的实施方案中，可以预期将本组合物仅仅喷雾到纤维素材料的一个面或表面上，并且通过利用喷雾和在组合物中的活性染料的混合物，组合物可以渗入通过全部的纤维素材料和另一面或表面。相信，活性染料的混合物，也就是两种或多种如上定义的活性染料，和良好的喷雾条件，将对整体纤维素材料和其两面上提供良好的均匀染色，即使仅仅喷雾到纤维素材料的一个表面上。

[0051]对织物涂布本组合物的益处是织物具有几乎类似于织物固有的高收缩。通过本组合物的涂布获得这种收缩降低随后的收缩。降低随后的收缩将改进织物的特性。

[0052]尽管已经参考一个或多个示范性实施方案描述了本公开，但本领域技术人员可以理解，可以不背离本公开范围地进行各种改变和用同等物代替其成分。此外，可以不背离其范围地进行许多改进，以使具体状况或材料适应本公开的教导。因此，本公开不打算限于以进行本发明的最佳方式形式所公开的具体实施方案，但本公开将包括所有落入附加权利要求范围的实施方案。

Claims (20)

1.用于染色纤维素材料的组合物，包含：

润湿剂；

碱；

活性染料；

增稠剂；和

水，

其中润湿剂、碱、活性染料和增稠剂是阴离子型或非离子型组分，且

其中，将组合物喷涂到纤维素材料的表面上，实现活性染料渗入到纤维素材料中，以便获得遍及纤维素材料的均匀的颜色。

2.权利要求1的组合物，其中增稠剂是丙烯酸共聚物。

3.权利要求2的组合物，其中丙烯酸共聚物具有2％至3％萘酚精。

4.权利要求2的组合物，其中增稠剂以基于组合物的总g/I的大约5g/1至大约50g/I的量存在。

5.权利要求1的组合物，其中纤维素材料是棉。

6.权利要求1的组合物，其中润湿剂是一种或多种表面活性剂的共混物。

7.权利要求6的组合物，其中一种或多种表面活性剂的共混物包括硫酸二钠盐和磷酸、三钠盐。

8.权利要求1的组合物，其中润湿剂以基于组合物的总g/I的大约5g/I至大约40g/I的量存在。

9.权利要求1的组合物，其中碱是苏打灰、碳酸钾和磷酸钾的组合。

10.权利要求9的组合物，其中碱以基于组合物的总g/I的大约3g/I至大约20g/I的量存在。

11.权利要求1的组合物，其中活性染料以基于组合物的总g/I的大约10g/I至大约80g/I的量存在。

12.权利要求1的组合物，其中活性染料是偶氮金属配合物或二噁嗪。

13.权利要求1的组合物，进一步包含螯合剂。

14.权利要求13的组合物，其中螯合剂以基于组合物的总g/I的大约1g/l至大约40g/I的量存在。

15.权利要求1的组合物，进一步包含一种或多种选自消泡剂、抗还原剂和氯化钠的组分。

16.权利要求1的组合物，其中纤维素材料形成基本上选自下列的服装：乳罩，衬衣，裤子、内衣、女裤、袜子、裙子、女外套、短裤、外套、套装，围巾、手套和帽子。

17.用于染色纤维素材料的组合物，基于组合物的总g//，包含：大约5g//至大约40g//量的润湿剂；大约3g//至大约20g//量的碱；大约10g//至大约80g//量的活性染料；大约5g//至大约50g//量的增稠剂；和余量的水，其中润湿剂、碱、活性染料和增稠剂是阴离子型或非离子型的组分。

18.权利要求17的组合物，进一步包含基于组合物的总g//的大约1g//至大约40g/I量的螯合剂。

19.权利要求17的组合物，其中碱是苏打灰、碳酸钾和磷酸钾的组合。

20.制备用于染色纤维素材料的组合物的方法，包括：将润湿剂、活性染料和水一起混合而形成良好溶解的溶液；将增稠剂混合到溶液中，持续大约五分钟至大约一小时而形成部分组合物；和将部分组合物喷雾到纤维素材料上的三十分钟之内，或者将碱混合到或共混到部分组合物，或者将其与部分组合物合并。