CN105658860A - 用于在地毯纱线上施用颜色和高性能化学物质的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于在纱重绕过程期间将染料和局部化学物质施用至单纱上的方法。所述方法不需要对下游针对成品地毯的对环境不利的染色和低PH化学处理方法。此外，可使用中性pH染料溶液取代现有技术的低pH染料溶液。经处理的单纱随后可被加捻、编织和簇绒，经加捻的纱线经历干燥条件，且经加捻的纱线随后被编织或编织并且簇绒为成品织物或地毯。本发明还公开系统、BCF纱线和由所公开方法处理的BCF纱线制造的地毯。

Description

用于在地毯纱线上施用颜色和高性能化学物质的设备和方法
技术领域
本发明涉及膨化连续长丝(BCF)地毯和相关纺织织物的处理施用方法，且具体地涉及用于在编织、针织或簇绒之前施用将染料和局部处理物(诸如染料和性能增强(即，抗污和/或抗染色)组合物)施用到BCF纱线上的方法。该方法不需要染色和以其它方式处理由BCF纱线制成的地毯和其它纺织品。因此，实现低库存开销且消除成本高且对环境不利的染色和低pH化学处理过程。本文中还公开用于将施用染料和性能增强组合物施用至BCF纱线的系统，和抗污和/或抗染色纱线，以及由所公开方法的BCF纱线制成的具有改进的抗染色和/或抗污性质的地毯。
背景技术
目前施用两种众所周知的方法对由合成纱线制成的地毯和其它织物着色。第一种方法涉及将无色的白色纱线转变成地毯，并且在染色浴中将地毯染色。这种方法被称作“酸染色法”。该酸染色法可为分批或连续染色操作。每个染色操作需要大量水、蒸汽来固定染料并加热以干燥地毯。此外，过量的染料和酸化性能增强溶液的收集和处置增加了制造成本且对废料管理和水处理设施带来额外负担。第二种方法在熔融纺丝过程期间将着色颜料添加至聚合物中。这种方法被称作“溶液染色法”。该溶液染色法是低成本操作，但与酸染色法相比，其对纤维制造商和地毯厂强加上不合需要的库存分配措施。为了满足消费者需求，因而，纤维制造商和地毯厂可能需要保持由溶液染色法生产的着色纱线的高成本库存。易变的生产需求和高库存成本可能影响库存灵活性，结果使得溶液染色地毯的颜色可用性不合需要地受到限制。
为了改进耐染色性和/或耐污性，使用局部化学物质来处理地毯和其它织物。对于尼龙地毯，传统上使用染色阻断剂(例如，酸性染料阻断剂)和具有含氟化学物质的抗污剂。对于聚酯地毯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(2GT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(3GT)地毯和聚丙烯地毯，作为地毯整理工艺的一部分，可将抗污化学物质局部施用到施用簇绒地毯上。聚酯和聚丙烯地毯通常不需要染色阻断剂处理，这是因为它们缺乏充当酸性染料染位点的胺端基而对酸性染料和着色剂具有固有的耐染色性。
在地毯厂的局部施用可采用尽染施用(exhaustapplication)施用和喷淋施用形式。已知尽染施用施用(即，在高(300至400重量％)纤维吸液率(wetpick-up)下的高给液量浸轧过程(flex-nipprocess))相比于抗污剂的纤维吸液率为10至20重量％的喷淋施用提供功效方面的施用改进。与喷淋施用相比，尽染施用施用施用通常使用更大量的水和能量来干燥和固化地毯。喷涂含氟化学物质产品被设计成相比于尽染施用施用使用较少的水和能量，但并没有赋予令人满意的抗污性质。
虽然在地毯行业中使用各种方法来对地毯进行染色和整理，一些规模大而一些规模小，但是大部分现今制造的地毯是在连续染料范围上染色和整理。这主要通过两种方式中的一种完成：在一种情况下，采用两阶段方法，其中首先将地毯汽蒸并且染色，汽蒸，冲洗，且提取出过量的水；随后施用染色阻断剂(SB)，再次将地毯汽蒸并且洗涤，然后以泡沫或液体喷雾剂的形式施用抗污含氟化学物质(FC)且最后干燥地毯。(参见，例如美国专利第5,853,814号；第5,948,480号和WO2000/000691)。在第二种稍微改进的情况(被称作共施用施用方法)下，也是首先将地毯汽蒸并且染色，再次汽蒸，冲洗并且提取；且随后在高纤维吸液率下一起施用SB和FC的混合物施用，在此之后将地毯和化学物质再次暴露来蒸汽处理以固定处理物，随后干燥。(参见，例如美国专利第6,197,378号和第5,520,962号)。在两种情况下，需要低pH溶液、过量的水和能量用于SB和FC来渗透地毯并且实现均匀的覆盖。总之，典型的方法如下：BCF纱线→加捻→热定形→簇绒→地毯→染色→染色阻断/抗污。
发明概要
出于环境和成本原因，期望降低染料溶液、染色阻断剂和局部抗污制剂，尤其是包含含氟化学物质的制剂的总用量。此外，还期望降低用于施用染色、抗染色和/或抗污组合物的水和低pH化学物质的量。因此，需要使用较少水、标称pH化学物质和较少能量施用来施用这些有利组合物的方法。
虽然期望开发一种消除用于施用抗染色和抗污组合物的现有地毯处理系统的方法；但是由于有益的原因，现有方法确实存在。首先，由于地毯的外观历来是取决于将羊毛或尼龙或甚至聚酯簇绒地毯染色成所需色泽的能力，所以不允许事先用可能干扰均匀染色过程的组合物诸如抗染色或抗污化学物质处理地毯。此外，该染色方法会倾向于去除局部处理化学物质，使其失效。
其次，如上所述，用性能增强制剂(诸如用于染色阻断和阻污的制剂)处理纱线或织物通常包括用蒸汽固着且尤其对于酸性染色织物可能还需要低pH。因此，在现有技术的多种方法中，认为以上述顺序处理地毯最为实用，其中使地毯成形，随后汽蒸并且染色，再次汽蒸，冲洗并且提取；且随后施用SB和FC，再次包括汽蒸和/或冲洗。
地毯早已由染色或着色纱线构造，这种构造以许多可能的方式处理，包括以下选项：进一步染色，和施用耐染色和/耐污组合物，并伴随使用蒸汽和冲洗水，施用如在上述方法中那样。
本文中公开的方面提供一种制造纺织织物，尤其是簇绒物品的方法，其无需染色和随后施用耐染色和耐污化学物质施用，因此避免与维持大量库存相关的成本以及伴随着这些大规模织物施用的蒸汽固着和冲洗而产生的废物。
如本文中公开，一种方法包括在纱线重绕过程期间，将一根或多根这样的纱线一起加捻或缆捻后立即将染料和局部化学物质施用到施用单纱染色或着色纱线。随后任选地将化学物质热定形至单纱上。然后可将经处理的单纱加捻、编织并且簇绒，经加捻的纱线经历干燥条件，且经加捻的纱线随后被编织或编织并且簇绒为成品织物或地毯。还公开新系统，其实现在加捻之后及在卷绕并热定形之前，将染料溶液和局部化学物质有效施用施用到纱线。
具体地，所公开方法使用位于经加捻的纱线卷绕轴下游和纱线卷绕器上游的机械加捻工艺内的染料溶液或局部化学物质组合物施用器。总之，所公开的方法将在纱线加捻期间或在纱线加捻之后的后端即大规模且浪费的染色阻断剂施用步骤移到前面。因此，地毯制造方法现变为：BCF纱线→加捻→染色→任选的SB/FC→热定形(任选地干燥热定形)→簇绒→地毯。令人意外地，所公开的方法在织物耐污性方面与现有技术方法同样有效或甚至更有效。此外，可使用中性pH染料溶液(4至7.5pH)代替现有技术的低pH染料溶液(1至3pH)。这降低了现有技术方法的环境影响。此外，由于包括阳离子型可染色聚酰胺或聚酯，未必需要施用染色阻断剂施用。换句话说，可在不牺牲耐染色性质的情况下有意识地排除染色阻断剂施用。
如上所述，所公开发明的方法是违背常理的，因为已知在热定形和簇绒之前(特别是在染色期间)处理地毯纱线可影响成品地毯的品质。此外，本发明的方法也是违背常理的，因为耐污组合物倾向于很难在常规线速度下均匀地施用到经加捻的纱线束上而无大量浪费[30至80根纱/分钟(ypm)]。此外，所公开的方法是违背常理的，因为纱重绕-加捻设备之前尚未接受在卷绕或重绕之前将局部化学物质施用至单纱或经加捻的纱线。然而，如下文所述，用经处理的BCF纱线制造的尼龙和聚酯地毯表现出下列期望的特征中的一个或多个：高于未进行这种处理的相同地毯的优异抗污性质。
·与现有技术方法状态至少相当的染色特征。
·与现有技术方法状态至少相当的防染色和防污性能。
·通过现有技术方法状态并未以其它方式产生的期望的美观属性。
在一个方面中，用于将处理物施用到施用BCF单纱或经加捻的BCF纱线的方法包括：
a.提供BCF单纱或经加捻的BCF纱线；
b.将所述纱线卷绕在卷绕轴上；
c.提供至少一个旋转辊，其包括用于提供处理物的多个芯；
d.使所述芯与所述处理物接触；
e.使所述BCF纱线与所述芯接触；和
f.使所述BCF纱线热定形。
在一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物或处理组合物处理经加捻的BCF纱线或BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线或BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在卷绕轴或重绕卷装(rewindpackage)上；和(c)在所述BCF纱线运动的同时及在所述BCF纱线接触和卷绕在所述卷绕轴或重绕卷装上之前，使所述BCF纱线与所述染料组合物或处理组合物接触。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
在另一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物或处理组合物处理经加捻的BCF纱线或BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线或BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在重绕卷装上；(c)在所述BCF纱线运动的同时；和在所述BCF纱线接触且卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；和(d)在使BCF纱线与所述染料组合物接触之后及在卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线热定形。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
本文中公开的发明提供一种制造纺织织物，尤其是簇绒品的方法，其无需染色和随后施用耐染色和耐污化学物质施用，因此避免与维持大量库存相关的成本以及伴随着这些大规模织物施用的蒸汽固着和冲洗产生的废物。如本文中公开，所述方法包括在纱重绕过程期间，将染料和局部化学物质施用至未染色单纱上。随后任选地将化学物质热定形至单纱上。随后可将经处理的单纱加捻、编织并且簇绒，或编织并且簇绒为成品织物或地毯。还公开新系统，其实现在加捻之后及在卷绕并热定形之前，将染料溶液和局部化学物质有效施用施用到纱线。
具体地，所公开方法使用位于机械重绕工艺内的染料溶液和/或性能增强组合物施用器。总之，所公开的方法将后端即大规模且浪费的染色阻断剂施用步骤移至单纱重绕工艺。因此，地毯制造方法现变为：BCF纱线→染色→任选的SB/FC→任选的热定形→任选的加捻→热定形(任选的干燥热定形)→簇绒→地毯。令人意外地，所公开的方法在织物耐污性方面与现有技术方法同样有效或甚至更有效。此外，可使用中性pH染料溶液(4至9pH)代替现有技术的低pH染料溶液(1至3pH)。这降低了现有技术方法的环境影响。
如上所述，所公开发明的方法是违背常理的，因为已知在热定形和簇绒之前(特别是在染色期间)处理地毯纱线可影响成品地毯的品质。此外，本发明的方法也是违背常理的，因为耐污组合物倾向于很难在常规线速度下均匀地施用到经加捻的纱线束上而无大量浪费[30至80根纱/分钟(ypm)]。此外，所公开的方法是违背常理的，因为现有技术纱重绕设备之前尚未接受在重绕之前将局部化学物质施用到施用单纱。然而，如下文所示，用经处理的BCF纱线制造的尼龙和聚酯地毯表现出下列期望的特征中的一个或多个下：
·与现有技术方法状态至少相当的染色特征。
·与现有技术方法状态至少相当的防染色和防污性能。
·通过现有技术方法状态并未以其它方式产生的所期望的美观属性。
在一个方面中，公开了用染料组合物处理BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在重绕卷装上；和(c)在所述BCF纱线运动的同时及在所述BCF纱线接触且卷绕在重绕卷装上之前，使所述BCF纱线与所述染料组合物接触。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
在另一个方面中，公开了用染料组合物处理BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在重绕卷装上；(c)在所述BCF纱线运动的同时及在所述BCF纱线接触且卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；和(d)在所述BCF纱线与所述染料组合物接触之后及在卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线热定形。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
在又一个方面中，公开了用染料组合物和至少一种性能增强组合物处理BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在重绕卷装上；(c)使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；(d)任选地使所述BCF纱线与第一性能增强组合物接触；和(e)在所述BCF纱线接触且卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线与第二性能增强组合物接触，其中在与所述染料、所述任选的第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触的同时所述BCF纱线处于运动中。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。任选的第一性能增强组合物可为染色阻断组合物，其由具有与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色的酸性部分的物质组成。适于本发明方法的化学物质的一般类别可包括任何阻断带正电荷的染料位点的化学物质。第二性能增强组合物可为抗污组合物，其包括高比表面能的化学物质或其它材料，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
在又一个方面中，公开了用染料组合物和性能增强组合物处理BCF单纱的方法。所述方法包括：(a)提供BCF单纱；(b)将所述BCF纱线卷绕在重绕卷装上；(c)使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；(d)任选地使所述BCF纱线与第一性能增强组合物接触；(e)使所述BCF纱线与第二性能增强组合物接触，其中在与所述染料、所述第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触的同时所述BCF纱线处于运动中；和(f)在使所述BCF纱线与所述染料、所述第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触之后及在卷绕在所述重绕卷装上之前，使所述BCF纱线热定形。上文公开染料组合物和性能增强组合物。
在又一个方面中，公开包括染料组分的未簇绒的BCF单纱，其中所述染料组分在使BCF纱线簇绒之前，存在于所述BCF单纱上。染料组分选自酸和分散染料成分。纱线可包括聚酰胺纤维和/或具有选自聚酯的聚合物组分。可将纱线簇绒并且制造为地毯或织物。
在又一个方面中，公开一种未簇绒的BCF单纱，其包括染料组分、抗污组分和任选的抗染色组分，其中在使BCF纱线簇绒之前，所述染料组分、抗污组分和任选的抗染色组分存在于所述BCF单纱上。染料组分选自酸和分散染料成分。抗污组分和任选的抗染色组分可选自上文公开的组合物。染色阻断剂组分任选地基于纤维重量以约0.5至约40ppm元素硫含量的数量存在。抗污组分基于纤维重量以约100ppm至约1000ppm元素氟含量的数量存在。纱线可包括聚酰胺纤维和/或具有选自聚酯的聚合物组分。可将纱线簇绒并且制造为地毯或织物。
在又一个方面中，公开了用于制造地毯的方法，其包括提供未簇绒的BCF单纱，其包括染料组分、任选的染色阻断剂组分和抗污组分，将所述BCF纱线簇绒及编织成所述地毯。由于在簇绒和编织之前染料和性能增强组分存在于BCF纱线上，因此不需要在现有技术方法状态下通过用酸化的染色阻断剂组合物和抗污组合物染色或处理来加工成品地毯。
在又一个方面中，公开了用于将染料组合物施用至BCF单纱的系统。所述系统包括：(a)纱线卷装，其传送单一纱线成员；(b)染料组合物施用器，其布置在所述纱线卷装的下游，其将所述染料组合物施用至所述单一纱线成员；和(c)重绕卷装，其接收经染色的单一纱线成员。染料组合物可由酸性染料或分散染料成分组成。
在又一个方面中，公开了用于将一种染料组合物和至少一种性能增强组合物施用至BCF单纱的系统。所述系统包括：(a)纱线卷装，其传送单一纱线成员；(b)染料组合物施用器，其布置在所述纱线卷装下游，其将所述染料组合物施用至所述单一纱线成员；(c)任选的第一性能增强组合物施用器，其布置在染料组合物施用器的下游，其将所述第一性能增强组合物施用至所述单一纱线成员；(d)第二性能增强组合物施用器，其布置在染料组合物施用器下游，其将所述第二性能增强组合物施用至所述单一纱线成员；和(e)重绕卷装，其安装在所述性能增强组合物施用器的下游，其接收经染色的单一纱线成员。染料组合物可由酸性染料或分散染料成分组成。任选的第一性能增强组合物可包括抗染色组合物，其具有具有与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色的酸性部分的物质。第二性能增强组合物可包括抗污组合物，其为高比表面能的化学物质或其它材料，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
在一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物处理经加捻的BCF纱线的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线；(b)将所述BCF纱线卷绕在卷绕轴上；和(c)使所述BCF纱线处于运动的同时并且在所述BCF纱线接触且卷绕在所述卷绕轴上之前，使所述BCF纱线与所述染料组合物接触。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
在另一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物处理经加捻的BCF纱线的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线；(b)在所述BCF纱线处于运动的同时，使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；及(c)在使所述BCF纱线与所述染料组合物接触之后，使所述BCF纱线热定形。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。
在又一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物和性能增强组合物处理经加捻的BCF纱线的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线；(b)将所述BCF纱线卷绕在卷绕轴上；(c)使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；(d)任选地使所述BCF纱线与包括染色阻断组合物的第一性能增强组合物接触；和(e)在所述BCF纱线接触并且卷绕在所述卷绕轴上之前，使所述BCF纱线与包括抗污组合物的第二性能增强组合物接触，其中在与所述染料、所述任选的第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触的同时所述BCF纱线处于运动中。染料组合物可由酸性染料组合物或分散染料组合物组成。染色阻断组合物可由具有与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色的酸性部分的物质组成。适于本发明方法的化学物质的一般类别可包括任何阻断带正电荷的染料位点的化学物质。抗污组合物可由高比表面能的化学物质或其它材料组成，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
在又一个方面中，公开了用一种或更多种染料组合物和性能增强组合物处理经加捻的BCF纱线的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线；(b)使所述BCF纱线与所述染料组合物接触；(c)任选地使所述BCF纱线与包括染色阻断组合物的第一性能增强组合物接触；(d)使所述BCF纱线与包括抗污组合物的第二性能增强组合物接触，其中在与所述染料、所述任选的第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触的同时所述BCF纱线处于运动中；及(e)在使所述BCF纱线与所述染料、所述任选的第一性能增强组合物和所述第二性能增强组合物接触之后，使所述BCF纱线热定形。上文公开了染料组合物和性能增强组合物。
在又一个方面中，公开了包括染料组分的经加捻的BCF纱线，其中在将BCF纱线簇绒之前，所述染料组分存在于所述经加捻的BCF纱线上。染料组分选自酸和分散染料成分。纱线可包括聚酰胺纤维和/或具有选自聚酯的聚合物组分。可将纱线簇绒并且制造为地毯或织物。
在又一个方面中，公开了未簇绒的经加捻的BCF纱线，其包括染料组分、抗污组分和任选的抗染色组分，其中在将BCF纱线簇绒之前，所述染料组分、抗污组分和任选的抗染色组分存在于所述经加捻的BCF纱线上。染料组分选自酸和分散染料成分。抗污组分和任选的抗染色组分任选自上文公开的组合物。染色阻断组分任选地基于纤维重量以约0.5至约40ppm元素硫含量的数量存在。抗污组分基于纤维重量以约100ppm至约1000ppm元素氟含量的数量存在。纱线可包括聚酰胺纤维和/或具有选自聚酯的聚合物组分。可将纱线簇绒并且制造为地毯或织物。
在又一个方面中，公开了制造地毯的方法，其包括提供未簇绒的经加捻的BCF纱线，其包括染料组分、任选的染色阻断剂组分和抗污组分，将所述BCF纱线簇绒及编织成所述地毯。由于在簇绒和编织之前染料和性能增强组分存在于BCF纱线上，因此不需要现有技术方法状态下通过用酸化的染色阻断剂组合物和抗污组合物染色或处理来加工成品地毯。
在甚至另一个方面中，公开了用于将染料组合物施用至BCF加捻纤维的系统。所述系统包括：(a)第一纱线卷绕装置，其传送由至少两个单独的纱线成员组成的单一纱线成员；(b)染料组合物施用器，其布置在所述第一纱线卷绕装置的下游，其将所述染料组合物施用至所述单一纱线成员；和(c)第二纱线卷绕装置，其接收经染色的单一纱线成员。染色组合物可由酸性染料或分散染料成分组成。
在甚至另一个方面中，公开了用于将一种染料组合物和至少一种性能增强组合物施用至BCF加捻纤维的系统。所述系统包括：(a)第一纱线卷绕装置，其传送由至少两个单独的纱线成员组成的单一纱线成员；(b)染料组合物施用器，其布置在所述纱线卷绕装置的下游，其将所述染料组合物施用至所述单一纱线成员；(c)任选的抗染色组分施用器，其布置在所述染料组合物施用器的下游，其将抗染色组合物施用至所述单一纱线成员；(d)抗污施用器，其布置在所述染料组合物施用器下游的，其将抗污组合物施用至所述单一纱线成员；和(d)第二纱线卷绕装置，其接收经染色的单一纱线成员。染色组合物可由酸性染料或分散染料成分组成。抗染色组合物可由具有与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色的酸性部分的物质组成。抗污组合物可由高比表面能的化学物质或其它材料组成，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
如上所述，所公开发明的方法是违背常理的，因为已知在热定形和簇绒之前(特别是在染色期间)处理地毯纱线可影响成品地毯的品质。此外，发明方法也是违背常理的，因为耐污组合物倾向于很难在常规线速度下均匀地施用到经加捻的纱线束上而无大量浪费。此外，所公开方法是违背常理的，因为纱线加捻设备之前尚未接受在卷绕之前将局部化学物质施用至经加捻的纱线。然而，如下文所述，用经处理的BCF纱线制造的尼龙地毯表现出高于未进行这种处理的相同地毯的优异抗污性质。
在一个方面中，公开了用包括抗污组分的抗污组合物处理经加捻的BCF纱线的方法。所述方法包括：(a)提供经加捻的BCF纱线；(b)在所述BCF纱线运动的同时，使所述BCF纱线与所述抗污组合物接触；及(c)使所述BCF纱线干燥热定形。抗污组合物可由高比表面能的化学物质或其它材料组成，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
在又一个方面中，公开了用于将抗污组合物施用至BCF加捻纤维的系统。所述系统包括：(a)第一纱线卷绕装置，其传送由至少两个单独的纱线成员组成的单一纱线成员；(b)抗污组合物施用器，其布置在所述纱线卷绕装置的下游，其将所述抗污组合物施用至所述单一纱线成员；(c)纱干燥热定形设备，其布置在所述抗污组合物施用器的下游；和(d)第二纱线卷绕装置，其接收所述单一纱线成员。抗污组合物可由高比表面能的化学物质或其它材料组成，例如赋予高比表面能性质(诸如针对水和油的高接触角)的含氟化学物质，或甚至具有类似性质的不含氟化学物质的颗粒材料。抗污组合物可进一步包括抗染色组分。
定义
虽然大多为精通本技术人员所熟悉，但为清楚起见提供下列定义。
OWF(基于纤维重量)：作为纤维重量的％施用的化学物质的量。
WPU(纤维吸液率)：在使地毯变干之前施用到地毯上的水和溶剂的量，其表示为纤维重量的％。
具体实施方式
公开了处理BCF单纱或经加捻的膨化连续长丝(BCF)纱线的方法，其包括在所述纱线处于运动的同时及在接触并将纱线卷绕或重绕至纱线卷装或纱线饼之前，使BCF纱线与染料和/或化学处理组合物接触。方法也可包括使BCF纱线与包括染色阻断剂和抗污组合物的一种或更多种性能增强组合物接触。
膨化连续长丝(BCF)纱以高水平的三维卷曲(诸如其可通过使用喷射式蓬松加工或填塞箱实现)与其它纺织纱线区分。卷曲使得BCF尤其适合用作地毯纱线。然而，与非卷曲纱线相比，膨化使将染料或其它化学处理物施用至纱线内的纤维更具挑战性。
公开了用于处理经加捻的BCF纱线的方法，其包括在所述纱线处于运动的同时，并且在接触及将纱线卷绕至卷绕轴或卷绕器以形成纱线卷装或纱线饼之前，使所述BCF纱线与染料或处理组合物接触。方法还可包括或可选地包括使BCF纱线与包括染色阻断剂和抗污组合物的一种或更多种性能增强组合物接触。
染料或处理组合物组分适于按大约10至约100upm(包括约30至约80ypm)连续施用至经加捻的BCF纱线上。染色阻断剂组分包括抗染色组分且适于以10至50％(优选地15％至30％)的纤维吸液率连续施用至BCF单纱或经加捻的纱线上。抗污组合物包括抗污组分且适于以介于大约5重量％与大约50重量％之间(包括介于大约10重量％与大约30重量％之间，大约20重量％至约30重量％及大约10重量％至约20重量％)的纤维吸液率连续施用至BCF单纱或经加捻的纱线上。任选地在于热定形之前使纱线和或染料或性能增强处理组合物以及一种或更多种性能增强组合物接触之后，使BCF单纱或经加捻的纱线热定形并且变形。热定形温度范围可从约125℃至约200℃，包括从约160℃至约195℃。热定形停留时间范围可从约0.5至约4分钟，包括从约0.5至约3分钟及从约0.5至约1分钟。
用于所公开的染料组合物中的染料组分是酸染料或分散染料。酸染料组分为本领域技术人员所熟知且是含有一个或多个有机发色团部分的水溶性离子物质。酸染料通常以粉末形式提供且不同酸染料可组合使用以依据方法条件(诸如每种所选染料组分的使用率、所采用的一种或更多种酸性助剂的使用率和基材在染色区中的停留时间)实现精确界定的颜色选择。适当的酸染料组合物的实例是橙色3G、红色2B和蓝色4R。分散染料组分同样为本领域技术人员所熟知且是含有一个或多个有机发色团部分的水不溶性非离子物质。分散染料以与分散剂组合的糊状形式或以粉末形式提供。不同的分散染料可组合使用以依据方法条件(诸如每种所选分散染料组分的使用率、所采用的特定分散剂和衬底在染色区中的停留时间)实现精确界定的颜色选择。适当分散染料组合物的实例是分散红色60、分散黄色86和分散紫色33。
用于所公开染色阻断剂组合物中的抗染色组分具有携带酸性部分的组分，所述酸性部分与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色。适于本发明方法的化学物质的一般类别可包括任何阻断带正电荷的染料位点的化学物质。染色阻断剂可以各种形式获得，诸如合成鞣剂、磺化酚醛清漆、磺化芳族醛缩合产物(SAC)和/或以下的反应产物：甲醛、酚醛树脂、被取代的酚醛树脂、硫代酚醛树脂、砜、被取代的砜、烯烃、支链烯烃、环烯烃、磺化烯烃、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酐和有机磺酸的聚合物或共聚物。其通过依据特定化学物质使甲醛、苯酚、聚甲基丙烯酸、马来酸酐和磺酸反应而制备。此外，染色阻断剂通常是水溶性的且通常渗透纤维，而抗污剂(通常是含氟化学物质)是涂布纤维表面的水不溶性分散物。超过一种染色阻断剂可用于抗染色组合物中。
染色阻断剂的实例包括但不限于：苯酚甲醛聚合物或共聚物，诸如CEASESTAIN和STAINAWAY(来自AmericanEmulsionsCompany,Inc.,Dalton,Ga.)、MESITOL(来自BayerCorporation,RockHill,N.C.)、ERIONAL(来自CibaCorporation,Greensboro,N.C.)、INTRATEX(来自Crompton&KnowlesColors,Inc.,Charlotte,N.C.)、STAINKLEER(来自Dyetech,Inc.,Dalton,Ga.)、LANOSTAIN(来自LenmarChemicalCorporation,Dalton,Ga.)和SR-300,SR-400和SR-500(来自E.I.duPontdeNemoursandCompany,Wilmington,Del.)；甲基丙烯酸聚合物，诸如SCOTCHGARDFX系列地毯保护剂(来自3MCompany,St.PaulMinn.)；磺化脂肪酸(来自RocklandReact-Rite,Inc.,Rockmart,Ga)和抗染色化学物质(来自加拿大的ArrowStarLLC,Dalton和Tri-Tex)。
用于所公开抗污组合物中的抗污组分赋予高比表面能性质，诸如针对水和油的高接触角(例如，水和油在通过其处理的表面上“结成水珠”)。抗污组分可包括含氟化学物质分散剂，所述分散剂可主要为阳离子型或阴离子型，包括选自由以下组成的组的分散剂：脲基甲酸酯含氟化学物质、聚丙烯酸酯含氟化学物质、氨基甲酸酯含氟化学物质、碳化二亚胺含氟化学物质、胍含氟化学物质、非调聚含氟化学物质和结合C2至C8化学物质的含氟化学物质。可选地，含氟化学物质可具有一个或多个带有小于或等于八个氟化碳(包括小于或等于六个氟化碳)的单体重复单元。示例性含氟化学物质抗污组分包括：DuPontTLF10816和10894；DaikinTG2511和DuPontTM RCP。非氟化抗污组分可包括：硅酮、倍半硅氧烷和硅烷改性微粒、有机硅烷改性微粒和烷基化微粒、阴离子型非氟化表面活性剂和阴离子型助水溶性非氟化表面活性剂，包括磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐和羧酸盐。(见美国专利第6,824,854号，其以引用的方式并入本文中)。超过一种抗污组分可用于抗污组合物中。
染料组合物适于在经加捻的BCF纱线或单纱处于运动的同时并且在接触卷绕轴或卷绕器之前接触纱线。此外，染料组合物可为中性pH(例如，4至9，包括5.5至7.5)，这是因为在施用组合物之后可将纱线任选地热定形。所述方法不需要严苛的低pH化学物质；去离子水适用于所公开方法。
染色阻断剂组合物适于在经加捻的BCF纱线或单纱处于运动的同时并且在接触卷绕轴或卷绕器之前接触纱。此外，染色阻断剂组合物可为中性pH(例如，6至8)，这是因为在施用组合物之后可将纱线任选地热定形。所述方法不需要严苛的低pH化学物质。
抗污组合物也可具有任选的染色阻断剂组分，其包括与聚合物胺端基结合且保护其不被酸性染料染色剂染色的酸性部分。适于本发明方法的化学物质的一般类别可包括任何阻断带正电荷的染料位点的化学物质。染色阻断剂可以各种形式获得，诸如合成鞣剂、磺化酚醛清漆、磺化芳族醛缩合产物(SAC)和/或甲醛、酚醛树脂、被取代的酚醛树脂、硫代酚醛树脂、砜、被取代的砜、烯烃、支链烯烃、环烯烃、磺化烯烃、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酐和有机磺酸的聚合物或共聚物。其通常通过依据特定化学物质使甲醛、苯酚、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐及有机磺酸反应而制备。此外，染色阻断剂通常是水溶性的且通常渗透纤维，而抗污剂(通常是含氟化学物质)是涂布纤维表面的水不溶性分散物。还可使用单独的施用器在抗污剂之后施用染色阻断剂。
染色阻断剂的实例包括但不限于：苯酚甲醛聚合物或共聚物，诸如BarshieldK-9(来自ApolloChemicalCo.,Graham,NC)、RM(来自PeachStateLabs,Rome,GA)、FX-369(来自3MCompany,St.Paul,MN)和Zelan8236,(来自E.I.duPontdeNemoursandCompany,Wilmington,DE)；甲基丙烯酸的聚合物和共聚物，诸如FX-657和FX-661(来自3MCompany,St.Paul,MN)；马来酸酐的聚合物和共聚物，诸如SR-500(来自E.I.duPontdeNemoursandCompany,Wilmington,DE)和抗染色化学物质，其来自ArrowStarLLC(Dalton,GA),TANATEXChemicals(Dalton,GA)和Tri-TexCo.,Inc.(Saint-Eustache,Qc,Canada)。
常见染色阻断剂使用磺化部分作为化学物质的一部分，其导致经过处理的纤维上存在硫。硫含量的范围基于纤维重量可在约50ppm(具有5％染色阻断剂)至约1ppm(具有0.1％染色阻断剂)的范围内。因此，基于上述染色阻断剂浓度，基于纤维重量的硫含量将在约0.5ppm至约40ppm(包括约1ppm至约30ppm，约5ppm至约20ppm，及约5ppm至约10ppm)范围内。可通过x射线衍射或其它方法测定硫含量。
染料、处理物或抗污组合物适于在经加捻的BCF纱线处于运动的同时并且在接触卷绕轴或热定形之前接触纱。此外，抗污组合物可为中性pH(例如，6至8)，这是因为在施用组合物之后可将纱线任选地热定形。所述方法不需要严苛的低pH化学物质。
接触可通过将湿成分施用至干燥基材的任意适当装置执行，包括但不限于施用垫、轧辊、湿芯、浸槽、喷雾器及弥雾器。
例如，棉芯可堆叠在一起以形成所要厚度(例如，1/2”至3”)且浸没在染色浴中用于以恒定流速将染料溶液输送至移动的纱线。芯厚度的选择是基于待实现所要色浓度及颜色一致性所需的最佳芯及纱线接触时间。另一个选择是使用多组芯吸施用台。第一芯吸施用台将基色施用至纱线且第二芯吸施用台将第二颜色或性能增强化学物质施用至纱线上。每个芯吸施用台可由一个或多个芯制造。
另一个选择是使用覆盖有芯的一个、两个或更多个旋转辊将染料溶液或其它处理物输送至纱线。在此，纱线在两个旋转辊之间通过。可能接触一个辊或在两个或更多个旋转辊之间通过。辊表面上的芯可通过一个或多个从圆柱形辊的内部向外表面延伸的径向定向的毛细管处理来供应。芯可位于表面的一部分中或可均匀分布在整个表面。在需要对纱线长度的局部部分进行处理的情况下，将选择具有一部分芯的辊(意味着存在芯不存在的辊表面的区段)。在需要沿着纱线的整个长度进行处理的情况下，将选择具有均匀分布遍及表面的芯的辊。具有不同芯构造的不同辊的组合可用于为纱线提供额外效果。染料或化学处理物可根据需要随机施用或跨BCF纱线的整个长度均匀施用。
在需要化学处理物(诸如抗污或抗染色组合物)的情况下，其可经由除包括芯的至少一个旋转辊以外的施用器施用。在施用时，抗污剂可在染料之后施用。
BCF纱线的纱线线速度将大于包括芯的辊的表面速度。例如，BCF纱线可具有大约比旋转辊的表面速度高大约20m/min至约800m/min的速度。BCF纱线的纱线线速度可为大约50m/min至约1000m/min，包括大约100至约800m/min。至少一个旋转辊的速度可为大约5m/min至约200m/min，包括大约50m/min至约100m/min。
为了控制接触纱线的染料溶液或其它处理物的量，通过使用泵计量纱。此允许染料或化学处理物精确施用至所要量。量可在纱线的长度范围内变化。
此外，多个辊可串联使用。例如，一个辊可将第一颜色施用至移动纱线的一侧且另一个辊可将第二颜色施用至纱线的另一侧上以形成独特的双色纱线。此外，可使用两组轧辊。第一组可施用基色且第二组可施用第二颜色或性能增强化学物质至纱线上。可使用上述选择的任意组合来制造具有多种颜色、色浓度及具有各种高性能化学物质的纱线。
本文中公开的方面提供设备和方法，其提供节能及环保的方式来将液体染料和/或高性能化学物质施用至地毯纤维上。这可用于制造单色或多色地毯纤维且具有BCF单纱或经加捻的纱线。颜色变化可沿着纤维束的末端和/或跨纤维束。其也可用于制造白色可染地毯纤维，其具有间断的深色或浅色可染色性。
一些方面的设备包括串联配置的一个或多个旋转辊。旋转辊的表面覆盖有芯，其能够将液体染料或高性能化学物质从旋转辊的中心均匀且连续地转移至旋转辊的表面。地毯纤维环绕在辊周围以按比旋转辊的表面速度快得多的处理速度来使染料或高性能化学物质上染。可包括横向导向器来跨处理方向振动纤维以促进染料上染。
每个辊可被部分覆盖以提供染料至移动纤维上的间断施用。通过改变辊转速、被覆盖部分的位置和宽度，可以非常低的纤维吸液率(10至30％)制造具有不同颜色和颜色区段的纤维。颜色变化可沿着和/或跨纤维束。
这种装置可与热定形机(诸如Superba或Suessen)耦接，以固化染料、高性能化学物质且同时使加捻定形。这种装置提供非常高效的方式来以非常低的纤维吸液率将染料施用至纤维上。无需在染色及热定形期间或之后增加额外的冲洗和干燥步骤。
由所公开方法提供的优点包括：(1)沿着纱束末端和/或跨纱束的深色或浅色酸性可染色性变化；(2)沿着末端的颜色变化；和(3)跨纱束的多个颜色。
抗污组合物的纤维吸液率介于大约5重量％与大约50重量％之间(包括介于大约10重量％与大约30重量％之间，大约20重量％至约30重量％，和大约10重量％至约20重量％)。如果使用基于氟的抗污组分，那么所得经加捻的BCF纱线基于纤维重量可具有约100ppm至约1000ppm的元素氟，包括约100至约500ppm元素氟，约200至约400ppm的素氟和约100ppm至约300ppm元素氟。如果抗污组合物进一步包括染色阻断剂，那么其基于纤维重量以约500ppm至约4％存在，包括约1000ppm至约3％，约0.5％至约2％和约0.5％至约1％。
染色阻断剂组合物的纤维吸液率基于纤维重量以约500ppm至约4％存在，包括约1000ppm至约3％，约0.5％至约2％和约0.5％至约1％。常见染色阻断剂使用磺化部分作为化学物质的一部分，其导致经过处理的纤维上存在硫。硫含量的范围基于纤维重量可在约50ppm(具有5％染色阻断剂)至约1ppm(具有0.1％染色阻断剂)。因此，基于上述染色阻断剂浓度，基于纤维重量的硫含量将在约0.5ppm至约40ppm元素硫(包括约1ppm至约30ppm元素硫，约5ppm至约20ppm元素硫，和约5ppm至约10ppm元素硫)范围内。可通过x射线衍射或其它方法测定硫含量。
性能增强可进一步包括选自由以下组成的组的一个或多个组分：调味剂、抗微生物剂、抗真菌剂、芳香剂、耐漂白剂、软化剂和UV稳定剂。
BCF单纱或经加捻的纱线可由聚酰胺纤维制造，诸如由尼龙6,6、尼龙6、尼龙4,6、尼龙6,10、尼龙10,10、尼龙12、其共聚物和其混合物制造。此外，BCF单纱或经加捻的纱线也可具有额外聚合物组分，诸如聚酯组分。额外聚合物组分可在制造聚酰胺纤维(例如，聚酰胺/聚酯纤维)之前与聚酰胺一起并入(通过熔融共混或共聚)，或可为单独的纤维，其与聚酰胺纤维加捻以制造经加捻的BCF纱线。但是阳离子型可染色尼龙、聚酯和丙烯酸纤维也可一起或单独使用。
当本发明的BCF纱线中只存在阳离子型可染色尼龙和/或聚酯时，无需使用染色阻断剂。换句话说，将染色阻断剂从方法中排除，进一步精简和降低了这些化学物质的成本和环境暴露。适当的阳离子型可染色尼龙可为任何上文提及的尼龙组合物，诸如尼龙6或尼龙66，其已用磺酸基间苯二甲酸钠盐改性为共聚单体，诸如磺酸基间苯二甲酸。
如上所述，BCF纱线可用聚酰胺和/或聚酯聚合物组分制造。已发现所公开方法的预料以外的好处，即，虽然与已知的尽染方法相比施用少量抗污组合物，但是在纱线表面上实现高抗污组分含量，诸如氟。此外，在所公开发明的方法中施用的抗污组合物可为基于含氟化学物质或基于不含氟化学物质或可为含氟化学物质或含氟聚合物材料与不含氟耐污材料的混合物。
所公开方法可应用于无需后续染色的纱线，其具有颜料或在加捻之前包括在其组合物中的颜料。着色纱线可由酸性溶液染色以及分散的阳离子型和阴离子型染色纤维制作。适用于所述方法的纱线可进一步包括固有耐染色性，通过基础组合物(如在聚酯情况下)或通过在纱的聚合物组合物中包含强酸官能团(如在尼龙的情况下)。所公开方法使用染色纱线或着色纱线(即，有色纱线)消除了对于后续染色的需要并且能够产生具有改善的库存灵活性、改善的颜色选择、耐染色且耐污的着色地毯，而不需要如在现有技术耐污化学物质施用下实施的染色和性能增强化学物质。
在于所公开方法中采用固有耐染色及有色纱线的情况下，消除染色和将SB/FC施用至簇绒地毯的所有成本。如上文可见，这不仅减少了制造具有优异性能属性的地毯的成本，而且通过减少水、蒸汽和能量消耗而使地毯制造的环境影响最小化。
通过自身或与非处理纤维和纱线共混，用所公开方法的不同方面制造的经加捻的BCF纱线可簇绒并且制成地毯或织物。用经加捻的BCF纱线制作的地毯展现5或更高的拒油等级和5或更高的拒水等级。
可选地，所公开方法还可有利地用于可在地毯成形之后从差异染色和整理中得到式样优势的某些过程。例如，可任选地将所公开发明的耐污或耐染色的经加捻的纱线在染色之前夹杂未处理纱簇绒为地毯，因此形成美观的选择。
进一步公开了用于将抗污组合物施用至经加捻的BCF纱线的系统。所述系统包括：(a)第一纱线卷绕装置，其传送由至少两个单独的纱线成员组成的单一纱线成员；(b)抗污组合物施用器，其布置在所述第一纱线卷绕装置的下游，其将所述抗污组合物施用至所述单一纱线成员；(c)纱干燥热定形设备；和(d)第二纱线卷绕装置，其接收单一纱线成员。第一纱线卷绕装置可为卷绕辊或卷绕轴，其可将至少两个单独的纱线成员加捻为单一纱线成员。单一纱线成员可为单根长丝或纤维或由多根长丝或纤维制造的纱线。施用器可为将湿成分施用至干燥基材的任意适当装置，包括但不限于施用垫、轧辊、湿芯、浸槽、喷雾器及弥雾器。组合物的纤维吸液率介于大约5重量％与大约50重量％之间，包括介于大约10重量％与大约30重量％之间，大约20重量％至约30重量％及大约10重量％至约20重量％。如果使用基于氟的抗污组分，那么所得经加捻的BCF纱线基于纤维重量可具有约100至约1000ppm元素氟，包括约100至约500ppm元素氟，约200至约400ppm的元素氟和约100ppm至约300ppm元素氟。如果抗污组合物进一步包括染色阻断剂，那么其基于纤维重量以约500ppm至约4％存在，包括约1000ppm至约3％，约0.5％至约2％和约0.5％至约1％。系统还可包括安装在热定形设备前方的假捻设备和填塞箱。假捻设备可为用于阻止长丝断裂的纱线保持单元。变形单元可为填塞箱。热定形设备可为Suessen单元。第二纱线卷绕装置可为卷绕器。
可选地，所公开方法可被修改为在经加捻的BCF纱线被缠绕之后及在热定形之前包括染料施用、任选的抗染色剂施用和/或抗污剂施用。例如，经加捻的BCF纱线从卷芯或卷装上展开，接触染料施用器，接触任选的抗染色施用器，并且接触抗污施用器，随后经历热定形方法以锁定纱线加捻、染色、抗污和任选的抗染色。
如果使用基于氟的抗污组分，那么基于纤维重量可具有约100ppm至约1000ppm元素氟，包括约100至约500ppm元素氟，约200至约400ppm元素氟和约100ppm至约300ppm元素氟。如果抗污组合物进一步包括染色阻断剂，那么其基于纤维重量以约500ppm至约4％存在，包括约1000ppm至约3％，约0.5％至约2％和约0.5％至约1％。系统还可包括安装在热定形设备前方的假捻设备和填塞箱。假捻设备可为用于阻止长丝断裂的纱线保持单元。变形单元可为填塞箱。热定形设备可为Suessen单元。第二纱线卷绕装置可为卷绕器。
在缆捻方法中，以7000rpm的锭轴速度进料的筒子架纱和罐纱穿过抗气圈装置并且至卷绕辊上。从此处，经加捻的纱线卷绕至卷绕器上。
所公开方法的另一个方面包括两个或更多个处理物，诸如染料施用器和抗染色剂/抗污剂施用器。在这个方面中，以7000rpm的锭轴速度进料的筒子架纱和罐纱穿过抗气圈装置并且至卷绕辊上。染料施用器被布置在卷绕辊下游，其将第一处理物，即染料组分施用至经加捻的纱线。抗污/抗染色施用器被安置在染料施用器下游，其将抗污/抗染色组分施用至经染色、经加捻的纱线。从此处，将经加捻和经处理的纱线卷绕至卷绕器上。
在适当的热定形方法中，使经缆捻的BCF纱线进入假捻单元，接着进入圈条器或填塞箱、预膨化器，并且最终进入热定形室以产生热定形纱线。
在所公开方法的一个方面中，其中在热定形之前将经缆捻的BCF纱线染色，经缆捻的BCF纱线进入染料施用器(或其它处理物施用器)，接着进入假捻单元、圈条器或填塞箱、预膨化器，并且最终进入热定形室以产生经染色、热定形纱线。
在缆捻方法中，以7000rpm的锭轴速度进料的筒子架纱和罐纱穿过抗气圈装置并且至卷绕辊上。从此处，将经加捻的纱线卷绕至卷绕器上。
在所公开方法的一个方面中，以7000rpm的锭轴速度进料的筒子架纱和罐纱穿过抗气圈装置并且至卷绕辊上。染料施用器被布置在卷绕辊下游，其将染料组分或其它处理物施用至经加捻的纱线。从此处，将经加捻和经染色的纱线卷绕至卷绕器上。
所公开方法的另一个方面包括两个或更多个处理物，诸如染料施用器和抗染色/抗污施用器。在这个方面中，以7000rpm的锭轴速度进料的筒子架纱和罐纱穿过抗气圈装置并且至卷绕辊上。染料施用器被安置在卷绕辊下游，其将第一处理物，即染料组分施用至经加捻的纱线。抗污/抗染色施用器被布置在染料施用器下游，其将抗污/抗染色组分施用至经染色、经加捻的纱线。从此处，将经加捻和经处理的纱线卷绕至卷绕器上。
在适当的热定形方法中，使经缆捻的BCF纱线进入假捻单元，接着进入圈条器或填塞箱、预膨化器，并且最终进入热定形室，以产生热定形纱线。
在所公开方法的一个方面中，其中在热定形之前将经缆捻的BCF纱线染色，经缆捻的BCF纱线进入染料施用器(或其它处理物施用器)，接着进入假捻单元、圈条器或填塞、预膨化器，并且最终进入热定形室，以产生经染色、热定形纱线。
所公开方法是违背常理的且令人意外地得到在制成地毯或织物时，含有可接受的染色和性能增强性质的纱线。将预期对如上所述的方法进行重排会对下游地毯制造工艺有害且导致低质量的地毯。因此，下文报道的结果是令人意外的且在预期以外的。
本发明的特征和优点由下列实例更全面地示出，所述实施例提供用于说明的目的且不得解释为以任意方式限制本发明。
实施例
测试方法
酸性染料染色测试。
使用修改自美国纺织品化学师与染料师协会(AmericanAssociationofTextileChemistsandColorists，AATCC)方法175-2003,“StainResistance:PileFloorCoverings.”的程序评估酸性染料染色抗性。根据制造商的指示通过混合樱桃味粉末(Kraft/GeneralFoods,Northfield,IL/WhitePlains,N.Y.，一种特别含有FD&C红色40号的粉末混合饮料)而制备9重量％的染色水溶液。将地毯样本(4x6英寸)放置在平坦的非吸收性表面上。将空心的2英寸(5.1cm)直径的塑料杯子紧贴放置在地毯样本上方。将20mL染色溶液倒入杯子中且使溶液被完全吸收至地毯样本中。将杯子移除且使被染色的地毯样本静置24小时。在孵育后，在冷自来水下彻底清洗被染色的样本，通过离心力移除过量水且在空气中干燥样本。目视检查地毯样本并且将其根据AATCC方法175-2003中描述的FD&C红色40号染色标度确定其染色等级。使用1至10标度测量染色阻断抗性。不可检测的测试染色被赋予值10。
拒油和拒水测试
将下列液体用于拒油测试：
等级 液体组合物
1 Kaydol(矿物油)
2 65％/35％Kaydol/正十六烷
3 正十六烷
4 正十四烷
5 正十二烷
6 正癸烷
将下列液体用于拒水测试：
排斥性测试程序
从3mm的高度将5滴等级1的液体滴至地毯表面上。如果在10后，五滴中有四滴仍可见为球体至半球体，那么给予地毯通过等级。用更高等级的液体重复测试。样本的排斥性等级是用于通过排斥性测试的最高等级液体。具有等级4或更高等级的地毯具有良好的抗污性质。在未进行抗污处理的情况下，多数尼龙地毯在拒油和拒水方面具有等级1。
实施例1
将尼龙66酸性可染色的纱线(来自Invista的996-426TS)的四端一起缆捻以形成约4000但尼尔经缆捻的纱线。在覆盖本发明棉芯(图1)的一对旋转辊上处理这种纱线。将浅色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄NW23g/l、红S-RL4.52g/l、黑2S-CP0.88g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)从中心泵抽出来并且均匀分散在顶部辊的芯中。将暗色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄色NW9.57g/l、红色S-RL13.4g/l和黑色2S-CP26.1g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)从中心泵抽并且均匀分散在底部辊的芯中。两个辊(直径18英寸)按大约60mpm(米/分钟)的表面速度旋转。按315mpm处理4000但尼尔尼龙66酸性可染色的纱线，首先在顶部和底部辊上使染料上染且随后在Suessen上于200℃下热定形60秒。经染色和热定形的纱线具有沿着纤维和跨纤维的浅色和深色的有趣的精妙混合。将测试的纱线转换为1/8计、1/4英寸绒头高度、25盎司圈绒地毯。成品地毯具有独特的美观，其具有许多颜色的流束，非常类似于仿古东方地毯。
实施例2
在Volkman上将来自Invista(1245-296A)的1245但尼尔19dpf酸性可染色的空心长丝纱线的两端缆捻(5.5tpi)。在本发明的一对旋转辊上处理经缆捻的纱线(单端)(图1)。将暗色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄色NW9.57g/l、红色S-RL13.4g/l和黑色2S-CP26.1g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)用在顶部辊上且将浅色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄色NW23g/l、红色S-RL4.52g/l、黑色2S-CP0.88g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)用在底部辊上。针对顶部辊和底部辊，将染料溶液流速控制在大约0.013加仑/小时。用胶带挡住大约50％顶部辊(9至3点钟)和50％底部辊(12至6点钟)以防止染料被移动的纤维(约350ypm)吸收。按大约68mpm的表面速度旋转两个辊(直径18英寸)。在间断的染料施用后，在Superba上用129℃的饱和蒸汽将经缆捻的纱线热定形30秒且缠绕在管上。其是有趣的多色纱线，具有不同色度的浅色、中间色和暗色的区段。
实施例3
在Volkman上将由阳离子可染色聚合物制成的1245但尼尔19dpf浅麦色溶液染色的尼龙66纱线(Invista的1245-C289)的两端缆捻(5.5tpi)。在本发明的一对旋转辊上处理这种经缆捻的纱线的四端。将浅色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄色NW23g/l、红色S-RL4.52g/l、黑色2S-CP0.88g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)用在顶部辊上。在处理方向上按大约141mpm的表面速度旋转顶部辊。将暗色预金属化的染料(Dystar的Isolan黄色NW9.57g/l、红色S-RL13.4g/l和黑色2S-CP26.1g/l、ArrowEngineering的ArrowperseCX15g/l，pH4.5)用在底部辊上。在处理方向上按大约183mpm的表面速度旋转底部辊。用胶带挡住大约50％顶部辊(9至3点钟)和50％底部辊(12至6点钟)以防止染料被移动的纤维(约280mpm)吸收。在间歇性的染料施用后，在Superba上用138℃的饱和蒸汽将经缆捻的纱线热定形30秒且缠绕在管上。成品纱具有有趣的多色间隔染色外观，具有不同色度的浅色、中间色和暗色的区段。颜色间隔从1/2至10英寸变化。
实施例4
这个实施例的制作类似于实例3，除了在两个辊上无阻挡外。这个项目单独且跨纱线束具有精妙的颜色变化。
实施例5
在Volkman上将1100但尼尔、6dpf聚酯BCF的两端缆捻(5.5tpi)。在本发明的一对旋转辊上处理这种经缆捻的纱线的四端。将浅色分散染料(Dystar的Dianix黄色E-3GE9.5g/l、红色E-FB8.4g/l和蓝色ER-AM4.0g/l，pH4.5)用在顶部辊上且将暗色分散染料(Dystar的Dianix黄色E-3GE23.7g/l、红色E-FB13.7g/l和蓝色ER-AM6.2g/l，pH4.5)用在底部辊上。在处理方向上按大约141mpm的表面速度旋转顶部辊。在处理方向上按大约183mpm的表面速度旋转底部辊。用胶带挡住大约50％顶部辊(9至3点钟)和50％底部辊(12至6点钟)以防止染料被移动的纤维(约280mpm)吸收。在间歇性的染料施用后，在Superba上用143℃的饱和蒸汽将经缆捻的纱线热定形30秒且缠绕在管上。成品纱具有有趣的多色空间染色外观，具有不同色度的浅色、中间色和暗色的区段。颜色间隔从1/2至12英寸变化。
实施例6
这个实例的制作类似于实例5，除了在两个辊上无阻挡外。这个物品单独且跨纱束具有精妙颜色变化。
实施例7
在本发明的一对旋转辊上处理经缆捻的腈纶短纱的四端。将金色阳离子染料(Maxilon黄色GL2.66g/l,、Sevronliq.YCN15.99g/l、Permacryl蓝色NCN1.66g/l)用在顶部辊上且将暗绿色阳离子染料(Maxilon黄色GL2.46g/l、Sevronliq.YCN30g/l、Permacryl蓝色NCN20.7g/l)用在底部辊上。在处理方向上按大约141mpm的表面速度旋转顶部辊且在处理方向上按大约183mpm的表面速度旋转底部辊。在染料施用后，在Superba上用115C的饱和蒸汽将短腈纶纱热定形30秒且缠绕在管上。成品纱具有不同色度的黄色至绿色的有趣混合。
上文已参考所公开的处理方法、经处理的纤维、地毯、织物和用于将抗污组合物施用至BCF纱线上的系统的不同方面描述本发明。他人在阅读和理解上文详细描述时将想到明显的修改和变更。本发明旨在被解释为包括所有这些修改和变更，前提是其在权利要求书的范围内。

Claims (28)

1.一种用于将处理物施用至BCF单纱或经加捻的BCF纱线的方法，其包括：
a.提供BCF单纱或经加捻的BCF纱线；
b.将所述纱线卷绕在卷绕轴上；
c.提供至少一个旋转辊，其包括用于提供处理物的多个芯；
d.使所述芯与所述处理物接触；
e.使所述BCF纱线与所述芯接触；及
f.使所述BCF纱线热定形。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括第二旋转辊或多个旋转辊。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理物包括选自由以下组成的组：染料组合物、抗污组合物、抗染色组合物和其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个旋转辊包括均匀分布在所述至少一个旋转辊的纱线接触表面上的芯。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个旋转辊包括仅在所述至少一个旋转辊的所述纱线接触表面的选择区段中的芯。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个旋转辊包括不存在芯的所述纱线接触表面的一部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线按大约50m/min至约1000m/min的纱线线速度处理。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个旋转辊具有大约5m/min至约200m/min的表面速度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线的速度比所述至少一个旋转辊的表面速度高大约20m/min至约800m/min。
10.根据权利要求3所述的方法，其中染料跨且沿着所述BCF纱线的整个长度随机施用。
11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述至少一个旋转辊后方的用于抗污组合物的施用器。
12.根据权利要求3所述的方法，其中所述抗污组合物选自由以下组成的组：含氟化学物质、硅酮、倍半硅氧烷、硅烷改性微粒、有机硅烷改性微粒、烷基化微粒、阴离子表面活性剂和阴离子助水溶物。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述抗污组合物具有约3至约8的pH。
14.根据权利要求3所述的方法，其中所述含氟化学物质具有小于或等于6个氟化碳。
15.根据权利要求3所述的方法，其中所述抗污组合物进一步包括选择由以下组成的组的组合物：调味剂、抗微生物剂、抗真菌剂、芳香剂、耐漂白剂、软化剂和UV稳定剂。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述抗污组合物进一步包括抗染色组合物。
17.根据权利要求3所述的方法，其中所述抗染色组合物选自由以下组成的组：合成鞣剂、磺化酚醛清漆、磺化芳族醛缩合产物(SAC)和/或甲醛、酚醛树脂、被取代的酚醛树脂、硫代酚醛树脂、砜、被取代的砜、烯烃、支链烯烃、环烯烃、磺化烯烃、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酐和有机磺酸的聚合物或共聚物。
18.根据权利要求3所述的方法，其中所述抗染色组合物基于纤维重量以约500ppm至约4％存在。
19.根据权利要求3所述的方法，其中所述抗污组合物进一步包括选自由以下组成的组的组合物：染料助剂、螯合剂、pH控制剂和表面活性剂。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述热定形在约125℃至约200℃的温度下执行。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线包括选自由以下组成的组的至少一种纤维：聚酰胺纤维、聚酯纤维、丙烯酸纤维和其组合。
22.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线包括尼龙。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线包括聚酯。
24.根据权利要求1至5所述的方法，其中所述抗污组合物基于纤维重量以大约100ppm元素氟至约1000ppm元素氟存在。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触施用是通过选自由施用垫、湿芯、浸槽、喷雾器和弥雾器组成的组的装置进行。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述BCF纱线在与所述抗污组合物接触前被染色或着色。
27.根据权利要求3所述的方法，其中横向导向器跨处理方向振动纤维以促进染料上染。
28.根据权利要求1所述的方法，其中计量泵通过多个毛细管从所述至少一个旋转辊内将所述处理物供应至所述芯。
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