CN102191586A - 聚酯原料着色线、布料以及纤维制品 - Google Patents

Abstract

聚酯纤维的染色方法，一直存在由于原料树脂的本来特性和物性产生的白化、颜色的均匀性、染着性、牢固度等几个问题。因此考虑到发色性、制造成本、高额且大规模的初期投资、对环境负荷的减轻，提供简易的、设备简便并且能大幅节水的、能大幅减轻对环境产生负荷的原料着色方法。用爆炸粉碎或微粉碎机将颜料或着色剂粉碎到5nm～100nm的尺寸，通过比现有技术大幅地减少混合率实现快速均等的分散率，不需要为聚酯树脂的溶融提供特别的条件就能得到聚酯线。这种方法既能节约工业用水，也能大幅减少工业排水对环境造成的负荷。

Description

聚酯原料着色线、布料以及纤维制品

技术领域

本发明涉及在使用以聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)为原料的所谓聚酯线、聚酯纤维的、强度好、质地优良度、尺寸稳定性等有用性优良的纤维作为布料、纤维制品时，能够使不可避免的染色加工变得前所没有的简便的技术。另外，本发明还涉及使非常有用的原来染色困难的聚酯纤维变得更加牢固且不使成本和设备费用增大，废弃物和用水量也非常少的响应环保时代的要求的技术。

背景技术

以前在原料阶段往聚酯树脂里混入染料和颜料，着色后纺织成线的技术众所周知。(专利文献1)

另外，到了纺成线后的阶段乃至用这个线织造成纺织物或者编织物之后，在高温高压的环境下用分散染料染色的技术也众所周知。(专利文献2)

更进一步，事先以高混合率往溶融温度低的聚酯树脂里加入颜料或者染料，颗粒化后作为母料，按一定混合比率加入到作为主原材料的别的聚酯树脂中，保证染料和颜料尽早分散和染色的均匀性的技术也众所周知。(专利文献3)

另外，向染料里附加正电荷，向被染色线加入负电荷的通过电结合的所谓阳离子染色的染色技术也被大家熟知。(专利文献4)

可是，以前的聚酯纤维具有以下问题，和以聚烯烃树脂作为主原料的纤维一样，以染色困难的聚酯树脂作为原料，用现有技术会产生聚酯纤维的染色不充分的所谓白化，从某个角度看没有白色光泽。特别是在浓色调的黑色中，这个现象特变显著。

作为解决白化的对策，不仅需要高浓度的染料色，大量的能源和水，成本高，还有对环境产生的负荷也大的问题。

另外，在阳离子染色中需要有使染料带正电荷，线带负电荷的工序，有所谓使染料母料化的染色方法需要长的工序和高成本的问题。

【现有技术文献】

【专利文献1】

特开2004-250824

发明名称“增粘化聚酯树脂用干式热染色材料以及染色方法”

【专利文献2】

特开2005-273122发明名称“聚酯布帛的染色方法”

【专利文献3】

特开2009-185409发明名称“原着聚对苯二甲酸丙二醇酯系聚酯纤维的制造方法”

【专利文献4】

特开2004-190147发明名称“聚酯的染色方法”

聚酯纤维的染色方法虽然经过先人许多研究和改良，并且作为不是天然纤维的合成纤维，它的世界的普遍性得到了许多生产者和消费者在成本和物性方面的支持，但是它的染色方法仍然有几个问题。因此，发明者在考虑到发色性、成本、高额的初期投资、大量的工业用水等环境负荷的基础上，尝试进一步提高原料着色技术，形成了本发明。

现在，一般的在高温高压下利用分散染料的染色中，有发色性不能令人满意的问题。还有这样的宿命，如果用染料对光的折射率高的有白化特性的聚酯线染色，即使染料自身有颜色，由于染料的透明性，如果光从光的折射率高的聚酯所在的角度照过来，色彩也不能反映到那里。特别是黑色等浓色，这样的负面效应明显。

利用注定具有白化现象的染料的染色，即使是用着色的效果好以及能实现纤细的颜色的电结合作机理的阳离子染色，也不能解决同样的问题。

另外，使颜料吸附在母料上，按一定比例配合到作为主原料的聚酯树脂中，尝试原料着色的技术，虽然提高颜料的分散性并且通过少量颜料就能实现稳定的颜色，但是必须有先制作母料的工序以及必须花费成本。

在现有技术采用的利用颜料的聚酯原料着色技术中使用的颜料的尺寸，大概在2微米或者再稍小一些。

颜料本身没有透明性，能够遮光，因此能解决引起染料染色所具有的白化现象的问题，但在均匀的分散性方面有问题，在颜色的再现性方面存在问题，并且根据要求的颜色不同，按重量比需要从5到40的高颜料混合率。

即使对于聚酯线的代表原料之一的聚对苯二甲酸乙二醇酯来说，颜料也是异物，并且异物的混入率越高，由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的聚酯线的本来的物理性能就越被破坏，难以做出更细的线，即使能做出来，也会留下强度不足的问题。

发明内容

因此，为了解决利用上述染料的染色或染料乃至颜料的原料着色所具有的问题，同时为了实现目标颜色，发明者开发了混合率可更少的、利用颜料的原料着色聚酯线。

最初的颜料是不溶于水或溶剂的有色微粒子状的无机物或有机化合物，同展色料混合后为涂饰幕或成形物上色，染料应该区别于一般情况下溶于水或者溶剂的颜料。

本发明中使用的是颜料，例如有彩色颜料的黄色氧化铁，钛黄，红色氧化铁，群青，绀青，钴青，菜红色，硫化钙等；还例如有炭黑，黑铅，铁黑，荧光颜料，铝或青铜的金属粉等。

另外，被允许作为食品添加物使用的着色剂也行，即使用这种着色剂按现有技术对聚酯线染色，也只能得到染不上或者不耐洗涤不耐摩擦的牢固度低的产品。

但是，如果是本发明的技术，为了直接和食品接触乃至保存，聚酯线构成的安全的布料和袋子等也可以使用。

关于颜料或着色剂的纳米程度粉碎，虽然通过爆破粉碎能够得到，但是为了进一步使粒子的大小均一化、粒度分布更好，有了利用星形粉碎机ZRS(Ashizawa Finetech ltd.制)的方法。

粉碎的颜料的粒度在5nm～5000nm的范围，优选在10nm～100nm范围，并且基本不用担心粒度分布大，其特别整齐。

另外，往聚酯树脂里加入被粉末化到纳米程度的颜料时，混合率在0.2～3重量％足够，更优选在0.25～2.5重量％。颜料即使不被母料化，粉碎到10～100nm程度的颜料或着色剂，在这样令人吃惊的低混合率下，也能实现快速均等的分散。

颜料混入时的聚酯树脂的温度，和制造通常的聚酯线时一样，在200℃～400℃的程度，没有必要设定特别的温度。纺线时的管嘴(纺口孔)的形状，不仅仅是圆形，Y字型、W字型、星型等所谓的异型断面线也能制造。

使用本发明的聚酯原料着色线，解决了由聚酯树脂所具有的作为负特性的染色难的问题，用非常少的颜料或着色料就能染出鲜艳的色彩，并且能提供牢固度高的线以及使用这些线而得的纺织物或编织物、无纺布等布料。

另外，和用分散染料的高压染色相比，不仅初期设备非常便宜简便，应时代的要求能大幅节约工业用水，而且也能大幅削减工业排水对环境造成的负荷。

具体实施方式

在这里，为了更详细说明本发明，举一个例子。

用螺旋式溶融挤压机在200℃～400℃的温度下使聚对苯二甲酸乙二醇酯溶融，一面用计量用螺旋进料机轻量地把粉碎到10～100nm的炭黑按2.3重量％添加，一面对按400g/分从圆断面纺线金属口吐出的线条，从金属口下面4cm的位置开始，用25℃到28℃的冷却用空气吹，得到未延伸线。这时候可以发现，在溶融了炭黑的聚对苯二甲酸乙二醇酯内，均匀分散非常快。

随后用50℃/90℃的2段温水延伸法把得到的未延伸线拉长至2.0～2.5倍，以纤度为1.5旦尼尔的染成黑色的聚酯线得到丝束。

按3.8mm长均等把所述丝束切断，得到黑色聚酯纤维，把它装到梳理机上进行梳条化，得到纱支为40支左右的原料着色纺制的聚酯线，把这些纺线追捻500次，用针织品编织机编成小鹿编(内外纵横交错，做成小鹿模样的编织方法)。

原料着色后的黑色聚酯长纤维线的纤度均一性没有问题，用短纤维化的黑色纤维纺出的线编成的小鹿编布料的摩擦牢固度很优秀，能达到4～5级。

另外，这种小鹿布料是上面没有所谓划擦或损伤的染斑和色斑，作为布料是A级别品。

产业上的利用可能性

微粉碎到10～100纳米大小的颜料或着色剂和那些通常使用的尺寸的不一样，不但表现出均等快速的分散性，而且用非常少的量就能产生充分的着色效果。

不但不需要特别的设备，用更加简易的设备，不需要特别的温度条件和环境设定就能提供牢固度高的聚酯长纤维和聚酯短纤维。

总之，能够提供一种纤维，对于那些用沉重设备进行超大量生产而制造均质的聚酯线、希望能降低成本的现有的后染色用的聚酯线来说，现在不需要其后染色所需要的设备和工序，就能使牢固性高并且不但防止白化，废水量也大幅节约，能使工业排水对环境产生的负荷大幅减少，合乎当今时代要求的生态学。

另外，设备简便这件事，弥补了在要求多彩颜色的色彩一致的纤维产业中原料着色聚酯线必须大量生产和产生在库损耗两种现有的弱点。

Claims (3)

1.一种聚酯线，其特征在于，所述聚酯线通过向聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中添加粒度为10nm到500nm的细微粉末化的颜料或者着色剂，实施原料着色而获得。

2.一种纺织线，其特征在于，根据权利要求1所述的实施了原料着色而得的聚酯线至少作为所述纺织线的构成原料的一部分。

3.一种布料或者无纺布、以及纤维制品，其特征在于，根据权利要求1或权利要求2得到的线至少作为所述布料或者无纺布的构成原料的一部分，并且所述布料或者无纺布作为所述纤维制品的构成原料的一部分。