CN1154429A - 使用活性染料的纱线连续染色方法和进行该方法的设备 - Google Patents

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CN1154429A CN 96112736 CN96112736A CN1154429A CN 1154429 A CN1154429 A CN 1154429A CN 96112736 CN96112736 CN 96112736 CN 96112736 A CN96112736 A CN 96112736A CN 1154429 A CN1154429 A CN 1154429A
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R·安德林
M·穆黑德勒
D·蒂保勒特
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Abstract

本发明涉及纤维素纤维纱线用活性染料连续染色的方法和涉及进行该方法的设备。该方法主要包括以下步骤：使用在水溶液中的至少一种纤维—反应活性染料和在水溶液中的至少一种碱性试剂来浸渍连续从一个或几个支架(1)高速退绕并再绕在一个或几个支架(3)上的纱线，和固定染料。本发明尤其适用于染纤维素纤维的技术领域。

Description

使用活性染料的纱线连续染色方法和进行该方法的设备
本发明属于纺织品的技术领域，更具体地说属于染色技术领域和尤其属于纺织纱的染色技术领域，和涉及使用活性染料的纤维素纤维纱的连续染色方法。
本发明还提供进行该方法的设备。
纱线染色用的各种方法和设备都是已知的。
因此，例如，绞纱染色方法是已知的，其中从筒管上的纺纱辊释放出来的和再绕在锥形筒管上的纱线在摇纱机上退绕，为的是获得绞形式的纱线，在筒管的运输过程中作进一步的处理。每一绞然后在不同的点上手工连接，每一绞的两端结扎在一起。所得到的绞然后放在染色经轴上，连接到滑架并传输到染色装置。染色后，洗涤各绞，在脱水器中脱除多余的水，然后通过以下两种方式干燥绞：或者在热空气贯通循环式烘箱中干燥，或者让它们连续通过干燥隧道。在这一干燥过程后，将绞再次放在缠绕装置上，再绕在可用于针织或织造的锥形筒管上。
这一染色方法就染液的纤维间渗透作用而言它得到可接受的结果，但必须需要许多的处理操作，导致较长的工艺时间(对该材料不利)和导致高的生产成本。
卷装染色方法也是已知的，其中从筒管上的纺纱辊释放出来的纱线被再绕到锥形或圆柱形筒管上，筒管的边缘任意性地通过加压弄圆，为的是能够使染液随后较好地循环至筒管的内部。
根据这一实施方案，另一处理操作在于将筒管堆积在染色设备的材料支架的多孔柱上，在此之后将这一材料支架放入高压釜中和染液通过泵加压注射到高压釜内。在预定的时间之后，排出染液，将洗涤水注入高压釜中。然后从高压釜取出材料支架，将筒管放入脱水器中除去多余的水。
在这一操作之后，筒管在干燥室内分批干燥或在高频烘箱中连续干燥。干燥后，纱线重新卷绕。
多余的水还可以借助于称作高速干燥器的装置来除去，其中包括材料支架和筒管的装置经真空泵抽空和然后在高压釜中借助于空气或蒸汽增压。在这种情况下，不再需要附加的干燥处理。
与前述的方法一样，这样的卷装染色方法需要许多操作员干预并延续较长的时间，结果该方法的成本偏高。
另一方面，这些传统的卷装染色或绞纱染色方法无法生产出特殊的纱线，如印花纱线，“间隔”纱线，单色或多色斑点纱线，或纤维部分浸渍的纱线，例如水洗型、环染粗斜棉布型或石洗粗斜棉布型。
而且，当染纤维素纤维，植物纤维如棉、亚麻等，或化学纤维如醋酯纤维和粘胶纤维时，已知的染色方法需要消耗大量的水，即在200-300升/公斤染色的纱线的范围内。
消耗如此大量的水存在两个缺点：不仅增加消耗水的成本，而且在排放前需处理富含染料和残留的化学助剂的水。
然而，对于纤维素纤维使用的染料，常规的试剂必须作如下考虑，当用于制备染液时它们需要添加大量的盐，即在80-100克/升染液范围内，其中只有60-70％的混合物在染色过程中固着和剩余的30-40％的混合物在洗涤过程中排放并代表了主要的污染源，需要对废水进行特殊的彻底处理。
此外，当以卷装形式和在较小程度上以绞纱形式染色时，纱线的多个退绕和再绕操作对纱线产品的质量有不利影响，包括：一方面，损失重量，和另一方面，损失纱线的韧度和伸长。
这类设备也是已知的，其中纺织纱线的连续染色方法是通过如下方式进行的：连续浸渍移动的纱线，然后转移至运输装置，该装置带动纱线通过含有在常压或升高的压力下的蒸汽或热空气的室。这一方法(称作热固定法)能够使染料固定在构成该纱线的纤维上。
这类设备有可能使基于聚酰胺、聚酯、聚丙烯和丙烯酸类纤维和羊毛和纤维混纺物的纱线染色，与以卷装或绞形式的处理方法相比显著减少了能量和水的消耗。
这些连续处理方法仅仅利用酸性染料、分散染料或碱性染料。
本发明的目的是减少这些缺点，通过提供用于以纤维素纤维为基础的纱线的连续染色的一种方法和一种设备，据此得以在获得最佳固定效果和花色的前提下大量节约染料，能够获得例如印花纱线，“间隔”纱线，单色或多色斑点纱线，或纤维部分浸渍的纱线，例如水洗型、环染粗斜棉布型或石洗粗斜棉布型。
所以，本发明提供了基于纤维素纤维的纱线的连续染色方法，它包括以下步骤：
a)使用在水溶液中的至少一种纤维-反应活性染料和在水溶液中的至少一种碱性试剂来浸渍连续从一个或几个支架高速退绕并再绕在一个或几个支架上的纱线，和
b)固定染料。
根据本发明的一个特征，纱线首先用在水溶液中的至少一种纤维-活性染料浸渍，然后用在水溶液中的至少一种碱性试剂浸渍。
根据本发明的一个实施方案，纱线首先用在水溶液中的至少一种碱性试剂浸渍和然后用在水溶液中的至少一种纤维-反应活性染料浸渍。
根据本发明的另一实施方案，纱线也能够用一种或多种单独使用的或以混合物使用的染料以含有至少一种纤维-反应活性染料和至少一种碱性试剂的一种或多种染液形式染色。
根据本发明的另一特征，通过贮存包括已用染液浸渍过的纱线的支架来固定染料。
根据本发明的另一实施方案，也能够在浸渍后通过用热气、尤其热空气处理纱线，或通过用饱和的或过热的蒸汽处理纱线来直接固定染料。
本发明还提供了实施该方法的设备，它主要包括：从一个或几个支架连续高速退绕纱线(长丝)的装置，用一种或几种单独使用的或以混合物使用的染料以一种或多种染液形式浸渍退绕纱线的装置，将处理过的纱线再绕在一个或多个其它支架上的装置，以及固定染料的试剂。
通过下面的叙述可以更好地理解本发明，这些叙述内容是指优选的实施方案，它仅仅作为非限制性的实施例给出并参考附加的示意图进行解释，其中：
图1是实施本发明方法的设备的侧视图，
图2是显示可能的实施方案：洗涤/脱水和干燥操作的侧视图，
图3-9和12是浸渍装置的不同实例的截面视图，
图10是可与图4(或图12，分别地)的浸渍装置一起使用的雾化喷嘴的一个实例的大比例截面视图，和
图11是由本发明的方法处理过的纱线的放大比例的截面视图。
根据本发明，和尤其如附图中的图1所示，基于纤维素纤维的纱线的连续染色的方法优选包括以下几个步骤：
在浸渍装置2中用在水溶液中的至少一种纤维-反应活性染料和在水溶液中的至少一种碱性试剂浸渍纱线，纱线连续高速地从一个或几个支架1退绕并再绕在一个或几个其它支架3上，和固定染料。
该方法通过一设备来实施，该设备主要包括：连续高速退绕纱线、包括一个或几个支架1的装置，用一种或多种染料浸渍退绕的纱线的装置2，将处理过的纱线再绕、包括一个或几个其它支架3的装置，和固定染料的试剂4。
纱线的退绕、再绕和处理速率优选是至少100m/min，尤其至少250m/min和最优选至少300m/min。上限例如是1000m/min和尤其600m/min。
纱线的退绕、再绕和处理速率优选是在100m/min和1000m/min之间，优选在250m/min和600m/min之间。
包括一个或几个支架1的纱线退绕装置在附图中没有详细给出，并可按已知的方式由包括锭子(支持纱线筒管或卷装筒)的机架组成。还有可能从支架如经轴退绕纱线。同样，再绕装置能够由包括多个锭子的卷绕机组成或由单个支架如纱线辊组成。因此，例如，纱线能够从一个筒管退绕和再绕到另一个筒管上，从一个或多个筒管退绕和再绕到纱线辊上，从一个纱线辊退绕和再绕到另一个纱线辊上，或从一个纱线辊退绕和再绕到一个或多个筒管上。
在染液中使用的染料是活性染料，它们适合于染纤维素材料，如选自单-，二-或多偶氮染料，金属配合物偶氮染料或含有至少一个反应活性基团的蒽醌，酞菁，甲或二噁嗪染料。还有，这些染料优选含有至少一个磺基。
应理解反应活性基团是指能够与纤维反应并能够与纤维素的羟基或与羊毛或丝的氨基、羧基、羟基和巯基反应或者与合成聚酰胺的氨基或羧基(如果存在的话)反应形成共价化学键的基团。一般来说，反应活性基团直接或通过桥接单元键接于染料基团。合适的反应活性基团的例子是含有至少一个能够从脂族、芳族或杂环族基团上消除的取代基的那些或者其中这些基团含有能够与纤维材料反应的基团如卤代三嗪基、卤代嘧啶基或乙烯基的那些。
合适的脂族反应活性基团的例子是具有以下通式的那些：-NH-CO-Y                      (1)，-SO2-Z                        (1a)，-W-亚烷基-E-亚烷基’-SO2-Z    (1c)，其中W是式-SO2-NR1-，-CONR1-或-NR1CO-的基团，R1是氢，未取代的或羟基-，磺基-，硫酸根合-，羧基-或氰基取代的C1-C4烷基或通式
Figure A9611273600113
的基团，R是氢，羟基，磺基，硫酸根合，羧基，氰基，卤素，C1-C4烷氧基羰基，C1-C4链烷酰氧基，氨基甲酰基或基团-SO2-Z，Z是乙烯基或基团-CH2-CH2-U1和U1是离去基团，Y是通式-CH(hal)-CH2-hal或-C(hal)＝CH2的基团和hal是卤素，E是基团-O-或-N(R2)-，R2是氢或C1-C4烷基，亚烷基和亚烷基’相互独立地是C1-C6亚烷基，和亚芳基是未取代的或磺基-，羧基-，C1-C4烷基-，C1-C4烷氧基-或卤素取代的亚苯基或亚萘基。
优选的脂族反应活性基团是通式(1)和(1a)-(1d)的那些，尤其是通式(1)，(1a)-(1c)的那些和优选通式(1)，(1a)和(1b)的那些。特别优选的是通式(1)和(1a)的那些，尤其是通式(1a)的那些。
合适的杂环反应活性基团优选是以下通式的1，3，5-三嗪基团其中R3是氢或未取代的或羧基-、氰基-、羟基-、磺基-或硫酸根合取代的C1-C4烷基，X是能够作为阴离子消除的基团，和V是以下通式的基团：
Figure A9611273600131
其中R，R1，R3，E，W，Z，Y，亚烷基，亚烷基’和亚芳基如上所述，和t是0或1。
离去基团U1的例子包括-Cl，-Br，-F，-OSO3H，-SSO3H，-OCO-CH3，-OPO3H2，-OCO-C6H5，-OSO2-C1-C4烷基或-OSO2-N(C1-C4烷基)2。优选地，U1是通式-Cl，-OSO3H，-SSO3H，-OCO-CH3，-OCO-C6H5或-OPO3H2的基团，尤其-Cl或-OSO3H，特别优选-OSO3H。
亚烷基和亚烷基’相互独立地是，例如，亚甲基，亚乙基，1，3-亚丙基，1，4-亚丁基，1，5-亚戊基或1，6-亚己基或它们的支化异构体。
优选地，亚烷基和亚烷基’是C1-C4亚烷基和特别优选亚乙基。
R优选是氢或基团-SO2-Z，其中Z具有上述定义和优选定义。特别优选R是氢。
R1优选是氢，C1-C4烷基或基团-亚烷基-SO2-Z，其中亚烷基和Z各自如上所定义。特别优选R1是氢或C1-C4烷基，尤其氢。
R3优选是氢或C1-C4烷基，特别优选氢。
亚芳基优选是1，3-或1，4-亚苯基，它是未取代的或被例如磺基，甲基，甲氧基或羧基所取代。
E优选是-NH-和特别优选-O-。
W优选是通式-NHCO-或尤其通式-CONH-的基团。
X是，例如，氟，氨，溴，磺基，C1-C4烷基磺酰基或苯基磺酰基和优选氯或尤其氟。
Hal优选是氯或溴，尤其溴。
其它合适的反应活性基团是通式(2)的那些，其中V是非反应性取代基或尤其是能够作为阴离子消除的基团。
能够作为阴离子消除的基团V例如是氟，氯，溴，磺基，C1-C4烷基磺酰基或苯基磺酰基和优选氯或尤其氟。
作为非反应性取代基的基团V能够是，例如，羟基，C1-C4烷氧基，C1-C4烷硫基，氨基，N-C1-C4烷基氨基或N，N-二C1-C4烷基氨基，其中烷基是未被取代的或被例如磺基、硫酸根合、羟基、羧基或苯基取代，或它能够是环已基氨基，吗啉代，或N-C1-C4烷基-N-苯基氨基或苯基氨基或萘基氨基，其中苯基或萘基是未被取代的或被例如C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，羧基，磺基或卤素所取代。
合适的非反应性取代基V的例子是氨基，甲基氨基，乙基氨基，β-羟基乙基氨基，N，N-二-β-羟基乙基氨基，β-磺基乙基氨基，环己基氨基，吗啉代，邻-，间-或对-氯苯基氨基，邻-，间-或对-甲基苯基氨基，邻-，间-或对-甲氧基苯基氨基，邻-，间-或对-磺基苯基氨基，二磺基苯基氨基，邻-羧基苯基氨基，1-或2-萘基氨基，1-磺基-2-萘基氨基，4，8-二磺基-2-萘基氨基，N-乙基-N-苯基氨基，N-甲基-N-苯基氨基，甲氧基，乙氧基，正-或异丙氧基和羟基。
作为非反应性取代基，V优选是氨基，N-C1-C4烷基氨基，在它的烷基部分上没有被取代或被羟基、硫酸根合或磺基所取代，或者是吗啉代，苯基氨基或N-C1-C4烷基-N-苯基氨基，其中每一苯基是未取代的或被磺基、羧基、甲基或甲氧基取代。特别优选的定义是苯基氨基或N-C1-C4烷基-N-苯基氨基，其中每一苯基是未取代的或被磺基、羧基、甲基或甲氧基取代。
这里和下面，通式(3a)-(3f)的优选基团是通式(3a)-(3d)和(3f)的那些基团，尤其通式(3c)-(3d)和(3f)的那些基团，优选通式(3c)和(3f)的那些基团。特别优选的是通式(3c)的那些基团。
优选的通式(2)的杂环反应性取代基是其中X是氟和V具有上述定义和优选情况的或者X是氯和V是通式(3a)-(3f)的基团的那些基团。
优选的杂环反应活性基团进一步是以下通式的那些
Figure A9611273600141
其中基团X1中的一个是能够作为阴离子消除的基团和另一基团X1是具有以上对于作为非反应性取代基的V所给出的定义和优选情况或者是通式(3a)(3f)的基团或能够作为阴离子消除的基团，X2是阴性取代基，和R3独立地如上所定义。
能够作为阴离子消除的基团X1优选是氯或尤其氟。合适的基团X2的例子是硝基，氰基，C1-C4烷基磺酰基，羧基，氯，羟基，C1-C4烷氧基磺酰基，C1-C4烷基亚磺酰基，C1-C4烷氧基羰基或C2-C4链烷酰基，X2的优选的定义是氯，氰基和甲基磺酰基，尤其氯。特别优选地，至少一个基团X1是氟或通式(3a)-(3f)的基团。非常优选地，一个基团X1是氟和另一个基团X1是氟或氯，而X2具有上述定义和优选情况。
对于本发明的方法来说特别优选的是含有通式-SO2-Z或-NH-CO-Y的基团的或含有三嗪或嘧啶基团的那些反应活性基团，其中至少一个取代基是氟。
特别优选的反应活性基团是通式(1)和(1a)-(1d)的那些，尤其通式(1)和(1a)-(1c)的那些基团，和通式(2)的反应活性基团，其中X是氟和V具有上述定义和优选情况，或其中X是氯和V是通式(3a)-(3f)的基团，和通式(4)的反应活性基团，其中至少一个基团X1是氟，或通式(3a)-(3f)的基团，尤其其中X1是氟和另一基团X1是氟或氯和X2具有上述定义和优选情况的那些反应活性基团。
非常优选的反应活性基团是通式(1)，(1a)和(1b)的那些，尤其通式(1)和(1a)的那些，和优选通式(1a)的那些，和通式(2)的反应活性基团，其中X是氟或氯和V是通式(3a)-(3f)的基团，和通式(4)的反应活性基团，其中X1是氟和另一基团X1是氟或氯和X2具有上述定义和优选情况。
特别理想的反应活性基团是通式(1)，(1a)-(1f)和(2)的那些，其中各基团具有上述定义和优选情况。
活性染料，除了反应活性基团以外，还能够含有在有机染料中常见的取代基，取代基键接于它们的基本骨架上。
活性染料的此类取代基的例子包括：具有1-4个碳原子的烷基，如甲基，乙基，丙基，异丙基或丁基，其中烷基可以进一步被例如羟基、磺基或硫酸根合取代；具有1-4个碳原子的烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基或丁氧基，烷基有可能进一步被例如羟基、磺基或硫酸根合所取代；苯基，它是未被取代的或被C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、卤素、羧基或磺基所取代；具有1-8个碳原子的酰基氨基，尤其链烷酰基氨基，例如乙酰基氨基或丙酰基氨基；苯甲酰基氨基，在它的苯环上没有被取代或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素或磺基所取代；苯基氨基，在它的苯环上没有被取代或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素或磺基所取代；N，N-二-β-羟基乙基氨基；N，N-二-β-硫酸根合乙基氨基；磺基苄基氨基；N，N-二磺基苄基氨基；在烷氧基上具有1-4个碳原子的烷氧基羰基，如甲氧基羰基或乙氧基羰基；具有1-4个碳原子的烷基磺酰基，如甲基磺酰基或乙基磺酰基；三氟甲基；硝基；氨基；氰基；卤素，如氟、氯或溴；氨基甲酰基；在烷基上有1-4个碳原子的N-烷基氨基甲酰基，如N-甲基氨基甲酰基或N-乙基氨基甲酰基；氨磺酰基；N-单-或N，N-二烷基氨磺酰基，每个烷基具有1-4个碳原子，如N-甲基氨磺酰基，N-乙基氨磺酰基，N-丙基氨磺酰基，N-异丙基氨磺酰基或N-丁基氨磺酰基，其中烷基可以进一步被例如羟基或磺基所取代；N-(β-羟基乙基)氨磺酰基；N，N-二-(β-羟基乙基)氨磺酰基；N-苯基氨磺酰基，它是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素，羧基或磺基所取代；脲基；羟基；羧基；磺基甲基或磺基。该活性染料优选含有至少一个磺基或硫酸根合基团，尤其1-6个这类基团和优选2-6个这类基团。
合适的活性染料的例子包括以下通式的那些
      A1-U                (5)其中A1是单偶氮，二偶氮，多偶氮，金属配合物偶氮，蒽醌，酞菁，甲或二噁嗪染料的基团和U是反应活性基团，这里和下面的反应活性基团U具有上述定义和优选情况。还有，基团A1能够含有一个或多个其它的反应活性基团U，它们相互之间可以相同或不同。在染料中的反应活性基团的总数优选是1-3个，更优选1或2个，和最优选2个。
合适的活性染料的其它实例是以下通式的那些其中R4，R5，R6和R7相互独立地是氢或取代的或未取代的C1-C4烷基，X1’和X2’是卤素，B1是芳族或脂族桥接单元或通式-N(R5)-B1-N(R6)-的基团是哌嗪基，和A2和A3相互独立地具有以上对于A1所给出的定义。
作为烷基的基团R4，R5，R6和R7是直链或支链。该烷基能够进一步被例如羟基、磺基、硫酸根合、氰基或羧基取代。例子包括下面的基团：甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲丁基或叔丁基和相应的羟基-，磺基-，硫酸根合-，氰基-或羧基取代的基团。优选的取代基是羟基，磺基或硫酸根合，尤其羟基或硫酸根合，和优选羟基。
优选地，R4，R5，R6和R7是氢或C1-C4烷基，尤其氢。
X1’和X2’，相互独立地，优选是氯或氟，尤其氟。
优选的脂族桥接单元B1例如是C2-C12亚烷基，尤其C2-C6亚烷基，亚烷基可以被1，2或3个选自-NH-，-N(CH3)-或尤其-O-的基团所间断并且是未取代的或被羟基、磺基、硫酸根合、氰基或羧基所取代。对于B1所给出的亚烷基的优选取代基是羟基，磺基或硫酸根合，优选羟基。
合适的脂族桥接单元B1的其它实例是C5-C9亚环烷基，如，亚环己基。如果需要，上述亚环烷基能够被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基，尤其C1-C4烷基取代。脂族桥接单元B1进一步包括亚甲基亚环己基亚甲基，它是未取代的或在亚环己基上被C1-C4烷基取代。
作为通式-N(R5)-B1-N(R6)-的基团的哌嗪基例如是以下通式的基团
Figure A9611273600172
芳族桥接单元B1例如是C1-C6亚烷基亚苯基或亚苯基，其中每一个是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基所取代或者是以下通式的基团其中苯环I和II是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基所取代，和L是直接的键或C2-C10亚烷基，该亚烷基可以被1，2或3个氧原子间断，或L是通式-CH＝CH-，-N＝N-，-NH-，-CO-，-NH-CO-，-NH-CO-NH-，-O-，-S-，或-SO2-的桥接单元。作为芳族桥接单元，B1优选是亚苯基，它可以如上所述被取代。优选地，对于B1给出的芳族桥接单元是未取代的或被磺基取代。
优选地，B1是C2-C12亚烷基，它可以被1，2或3个选自-NH-，-N(CH3)-或-O-的基团所间断并且是未取代的或被羟基、磺基、硫酸根合、氰基或羧基所取代；或者是C5-C9亚环烷基，C1-C6亚烷基亚苯基或亚苯基，其中每一个是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基所取代；或者B1是通式(7)的基团，其中苯环I和II是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基所取代和L是直接的键或C2-C10亚烷基，它可以被1，2或3个氧原子所间断，或L是通式-CH＝CH-，-N＝N-，-NH-，-CO-，-NH-CO-，-NH-CO-NH-，-O-，-S-或-SO2-的桥接单元；或者通式-N(R5)-B1-N(R6)-的基团是以下通式的哌嗪基团
Figure A9611273600182
特别优选地，B1是C2-C12亚烷基，它可以被1，2或3个-O-所间断并且是未取代的或被羟基、磺基、硫酸根合、氰基或羧基取代，或是亚苯基，它是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，磺基，卤素或羧基所取代。
非常优选地，B1是C2-C12亚烷基，尤其C2-C6亚烷基，它可以被1，2或3个-O-间断并且是未取代的或被羟基取代。
特别理想的通式(6)的活性染料是其中基团X1’和X2’中至少一个是氟或X1’和X2’是氯和基团A2和A3中至少一个含有反应活性基团的那些。
作为A1，A2和A3的合适的单偶氮，多偶氮或金属配合物偶氮染料基团优选包括以下这些：
以下通式的单-或二-偶氮染料基团
D-N＝N-(M-N＝N)u-K-    (8)或
-D-N＝N-(M-N＝N)u-K    (9)其中D是来自苯或萘系列的二偶氮组分的基团，M是来自苯和萘系列的中间组分的基团，K是来自苯、萘、吡唑啉酮、6-羟基吡啶-2-酮或乙酰乙酰芳基酰胺(acetoacetarylamide)系列的偶合组分的基团和u是0或1，其中D、M和K可以携带偶氮染料常见的取代基，例如C1-C4烷基或C1-C4烷氧基(如果需要，它们可以进一步被羟基、磺基或硫酸根合取代)，或卤素，羧基，磺基，硝基，氰基，三氟甲基，氨磺酰基，氨基甲酰基，氨基，脲基，羟基，磺基甲基，C2-C4链烷酰基氨基，苯甲酰基氨基(它是未取代的或在苯环上被C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、卤素或磺基取代)，或苯基(它是未取代的或被C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、卤素、羧基或磺基取代)，以及纤维-反应活性基团。也合适的是从通式(8)和(9)的染料衍生而来的金属配合物，它们尤其是来自苯和萘系列的1∶1铜配合物偶氮染料，其中铜原子连接于各自处在偶氮桥的邻位的两侧的一个可与金属化合的基团，例如羟基。如果通式(8)或(9)的染料基团携带反应活性基团，后者具有上述定义和优选情况。
通式(8)和(9)的染料基团优选是以下通式的那些：
Figure A9611273600191
其中(R8)0-3代表0-3个选自C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C2-C4链烷酰基氨基，脲基，氨磺酰基，氨基甲酰基，磺基甲基，卤素，硝基，氰基，三氟甲基，氨基，羟基，羧基和磺基的相同的或不同的取代基，(R9)0-2代表0-2个选自羟基，氨基，N-单C1-C4烷基氨基，N，N-二C1-C4烷基氨基，C2-C4链烷酰基氨基和苯甲酰基氨基的相同的或不同的取代基，和(U)0-2代表0-2个相同的或不同的反应活性基团；其中(R9)0-2和(U)0-2如上所定义；其中(R10)0-3和(R11)0-3相互独立地代表0-3个选自C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素，羧基和磺基的相同的或不同的取代基，和(U)0-2如上所定义；其中R12和R14相互独立地是氢，C1-C4烷基或苯基，和R13是氢，氰基，氨基甲酰基或磺基甲基；其中(R16)0-3代表0-3个选自C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素，羧基和磺基的相同的或不同的取代基，(R15)0-3和(R17)0-3相互独立地具有对于(R8)0-3所给出的定义，和(U)0-2如上所定义；其中(R15)0-3，(R17)0-3和(U)0-2如上所定义和(R18)0-2代表0-2个选自C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素，羧基，磺基，羟基，氨基，N-单C1-C4烷基氨基，N，N-二C1-C4烷基氨基，C2-C4链烷酰基氨基和苯甲酰基氨基的相同的或不同的取代基。
合适的甲染料基团A1，A2和A3的例子是以下通式的那些其中(U)0-2如上所定义和苯环不含任何其它的取代基或者进一步被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，C1-C4烷基磺酰基，卤素或羧基取代。
合适的酞菁染料基团A1，A2和A3的例子是以下通式的那些其中Pc是金属酞菁的基团，尤其铜酞菁或镍酞菁的基团，W’是-OH和/或-NR20R20，R20和R20’相互独立地是氢或C1-C4烷基，烷基是未取代的或被羟基或磺基取代，R19是氢或C1-C4烷基，A是亚苯基，它是未取代的或被C1-C4烷基，卤素，羧基或磺基所取代，或者是C2-C6亚烷基，和k是1-3。
合适的二噁嗪染料基团A1，A2和A3的例子是以下通式的那些
Figure A9611273600221
其中A’是亚苯基，它是未取代的或被C1-C4烷基，卤素，羧基或磺基所取代，或者是C2-C6亚烷基，r，s，v和v’相互独立地各自是0或1，和Z如上所定义。
合适的蒽醌染料基团A1，A2和A3的例子是以下通式的那些其中G是亚苯基，它是未取代的或被C1-C4烷基，C1-C4烷氧基，卤素，羧基或磺基所取代，或者是亚环己基，亚苯基亚甲基或C2-C6亚烷基。
通式(10a)-(10f)和(11)-(14)的上述染料基团优选各自含有至少一个磺基，尤其1-4个磺基，和优选1-3个磺基。
合适的反应活性基团U尤其是具有上述优选情况的上述反应活性基团。
优选的是通式(10a)-(10f)，(11)和(14)的染料基团，尤其通式(10a)-(10f)和(11)的那些，和优选通式(10a)-(10f)的那些。
活性染料是已知的或者能够类似于已知的制备方法合成，如重氮化、偶合和缩合反应。
染液中染料的量可以作为所需要的颜色浓度的函数在大范围内变化，并且例如是至多100g/l染液，优选10g/l-70g/l，尤其10g/l-50g/l染液。
建议使用具有低至中等的纤维亲合性的染料。根据本发明使用的染液能够含有一种或几种染料。
用于固定活性染料的碱性试剂包括，例如，碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，尤其Na2CO3，NaHCO3，K2CO3或KHCO3，碱金属氢氧化物，尤其NaOH或KOH，氨，有机铵盐，例如甲酸铵，乙酸铵或酒石酸铵，三氯乙酸钠，硼砂，磷酸盐如磷酸三钠，聚磷酸盐或硅酸钠或上述碱性试剂中的两种或多种的混合物。作为碱性试剂，建议使用氢氧化钠和硅酸钠的水溶液混合物。
除了染料和碱性试剂以外，染液还可含有其它普通的添加剂，例如润湿剂，增溶剂，例如ε-己内酰胺或聚乙二醇，渗透促进剂，电解质，例如氯化钠或硫酸钠，和配合剂如尿素或甘油。
在染料和碱性试剂吸附之后，通过热方法或通过低温方法将染料固定在基于纤维素纤维的纱线上。
如果通过加热进行固定，使用蒸汽或保持在较高的温度下的方法或绝热方法是可能的。
纤维素纤维纱线的实例包括棉纱，尤其丝光棉纱和/或漂白棉纱，或者未漂白的纱线，它们可以由本发明的方法进行染色，而无需预先洗涤。这样的染色操作不能通过使用迄今已知的染色材料来进行。基于纤维素的混纺纱，例如棉/聚酰胺混纺纱或尤其棉/聚酯混纺纱也是合适的。合适的纱线还包括粘胶材料，例如Tencel或Lyocell，和与棉的相应的混纺纤维，例如棉/Lycra(聚氨酯弹性体)。
根据本发明的方法有可能高速染纤维素纱线，即高产率。此外，有可能生产出显示特殊效果的纱线，如印花纱线，“间隔”纱线，单色或多色斑点纱线，或纤维部分浸渍的纱线，例如水洗型、环染粗斜棉布型或石洗粗斜棉布型。这些不同的效果迄今只能通过几种不同颜色的纤维在纺丝过程中混纺获得，但不能由染色方法获得。
浸渍装置2(例如参见图1)包括一种或多种染液，其中在纱线通过装置2的过程中浸渍纱线。在离开该装置之后，存在于纱线上的染液扩散入构成这一纱线的纤维的内部。这些染液的主要组分，即活性染料和碱性试剂(它们在水溶液中)，能够装在单独的容器中或作为混合物装在一个容器中。将该染料和碱性试剂各自装在单独的容器中可确保染液的高稳定性并避免定期置换后者(因为碱性试剂引起水解)。
在染液以混合物形式施用时，即活性染料和碱性试剂存在于水溶液中时，有可能将两溶液装在单独的贮存罐中和在施用前在中间的缓冲贮存罐中混合它们。以这种方式，只有少量的染液随着时间的推移受水解的影响并能够除去或置换(如果需要的话)，尤其在染色循环长期停滞时。
用染液浸渍纱线可以按这样一种方式加以调节：纱线的染液吸收率是在15-100wt％之间，优选约15-80wt％之间和最优选约15-50wt％之间。在这一浸渍中，在纱线离开浸渍装置2之后，染液能够扩散至纤维的内部。
浸渍优选在5-95℃，尤其10-80℃之间的温度下进行。特别优选这一温度是10-70℃，尤其15-60℃。特别理想的是温度在15-50℃之间，尤其15-40℃之间。当进行这一处理时，在浸渍过程中不仅待浸渍的纱线的温度，而且染液的温度对应于上述温度中的一种。较好的是浸渍在室温下进行，例如在15-40℃下，这使得在浸渍步骤前和尤其在浸渍步骤中完全不需要使用加热装置。优选地，上述优选情况也适用于将纱线绕在一个或几个支架3上的步骤。
也有利的是一种方法的变化形式，其中纱线在浸渍操作(浸渍装置2)之前在高温下进行处理。这一处理例如能够在支架1之前或之后进行。优选地，在高温下连续进行处理。该处理例如能够在一供有热气或优选热蒸汽的室内进行。在这一室内让纱线循环。这一室能够设在支架1和浸渍装置2之间。另外，或作为另一种情况，这一室能够设在浸渍装置2和支架3之间。
在缠绕之后，各纱线在装置4中贮存。在贮存过程中，因在装置2中浸渍而吸附在纱线上的色料会扩散到纱线的纤维中。这一处理称作低温固定，它在本发明的方法中是优选的。这一类型的固定作用会引起纤维中的染料固定下来，这取决于纱线的质量和类型和取决于所选择的染料，固色度在大约80-95％之间，相对于着色物质而言。
染料在纱线上的低温固定作用(通过贮存浸渍过的和缠绕的纱线来进行)是在室温下进行的，例如在10-40℃之间的温度下，尤其在15-35℃之间的温度下。低温处理的时间取决于所使用的染料并可在大范围内变化，时间在3-24小时范围内，优选4-10小时，特别优选6-8小时。
在高温下的相应的固定处理也是可能的，其中通过在含有浸渍过的和缠绕的纱线的贮存装置(4)中，在高于40℃的温度，尤其至多70℃和优选至多60℃的温度下贮存，将染料固定在纤维素纤维纱线上。这一处理的时间取决于所使用的染料并可在大范围内变化。优选地，这一处理的时间是至多3小时，尤其0.5-3小时，优选1-3小时。
根据本发明的设备的进料取决于预定的要求或预定的生产速率并能够用任何线性纤维密度或类型的单根纱线或几根纱线按不同形式进行。
因此，一根或多根纱线能够从多个支架1或单个支架退绕并再绕在多个支架3或单个支架上。然而，从多个支架1退绕和再绕在单个支架3上和反之亦然都是可能的。而且，在从支架1退绕之前，还能够进行准备性操作，该操作主要在于从卷装筒再绕。
根据本发明的一个特征，在离开贮存装置4之后，纱线无需中间洗涤操作就可直接干燥并且本身可以直接用于织造或针织织物。在这种情况下，所得到的纺织品在织造或针织后或在包装操作之后洗涤、脱水和干燥。在这种情况下，未固定的染料和碱，硅酸盐和其它助剂通过洗涤操作从织造的织物、针织的织物或纺织最终产品中除去。这一操作程序对于丝绒纤维材料是理想的。
这一干燥操作同样能够在高压釜中借助于饱和的或加压的蒸汽来进行，在隧道形式的提供了高频或红外能量的室中进行或在提供了热空气或热气体的隧道中进行，然后同时进行固定。
如果干燥在高压釜中用蒸汽进行，已用染液浸渍过的纺织纱线在一室内用(如果需要)过热蒸汽，在98-210℃之间，较好在100-180℃之间，优选在102-120℃之间的操作温度下进行处理。
如果通过保持在高温下进行该处理，浸渍过的基于纤维素的纱线在润湿条件下在高压釜中保持1-120分钟，例如在80-102℃之间的温度下。
染料由绝热方法的固定能够在有或没有中间干燥处理的情况下进行，例如在100-210℃之间，较好在120-200℃之间和尤其在140-180℃之间的温度下。取决于处理温度，绝热时间在20秒和5分钟之间，优选在30秒和60秒之间。
根据本发明的另一特征，在离开贮存装置4之后，纱线也能够从中间机架5退绕和然后洗涤，以及，例如，在干燥装置7中进行干燥之前，在洗涤和脱水装置6中高速运动的同时连续脱水，在此之后纱线再绕在新的支架8上(图1)。
实施这一方法的装置具有中间机架5，它与从支架1上退绕纱线的装置差不多，和新的再绕支架8由类似于将纱线再绕在一个或多个支架3上的装置的一种装置来带动。
附图中的图2显示了根据本发明的方法的实例和根据本发明的装置的实例，其中离开贮存装置4的支架3在高压釜9中进行洗涤操作和在高速干燥器9’中进行纱线的干燥操作，纱线然后从支架3再绕到在再绕装置11中的新的支架10上。在这种情况下，支架3能够排列在材料支架的多孔柱上，以便它们在高压釜9中通过逆流循环加以洗涤，在此之后材料支架被转移至高速干燥器9’，在其中通过对构成高速干燥器9’的室施加压力和借助于材料支架的多孔柱通过支架3上的纱线抽吸空气得以从支架上的纱线除去水分。
再绕在支架8或10上的纱线是这样的纱线，它们已经不含染液的多余的染料和其它组分，并且就在它们的基础上生产的染色品而言具有完美的稳定性，即不再有洗掉染料的任何风险，以及它们适合用于织造或针织，不再需要织造或针织织物的后洗涤。
这些纤维素纤维纱线然后具有的水分含量例如为8-12％，在标准纺织品环境中，也就是说在22℃和相对湿度65％下。
如图3所示，浸渍装置2能够由染液槽12和装置16组成，其中染液槽通过进给泵13保持在恒定的液面，该泵连接于含有染液14的贮存罐(如果需要，它由热源15加热)，待浸渍的纱线在染液中借助于从动滚轮来退绕，和装置16用来通过使用压缩空气(它的压力可以调节)将纱线上的多余染料挤除，整个装置排列在室17内，该室用来回收挤除的染料和设置了纱线能够通过的开孔。这样一种浸渍装置的实例尤其适合于使用染料和碱性试剂的混合物形式的染液的混合染色。
挤除装置16由一罐组成，罐上提供了两个开孔，带有染液的纱线可以通过该开孔并承受超大气压力。作为在罐(纱线通过该罐)中产生超大气压力的结果，保留在纱线上的主要部分的染液从纱线上挤除并通过罐的开口排出。这使得有可能在装置2的出口获得染液吸收率为15-100wt％的纱线，吸收率可根据在装置16中使用的空气压力来调节。
图4示出了浸渍装置2的实例，其中该装置包括几个用来纵向引导和支持每一纱线的装置18，至少一个将染液雾化和喷射到移动的纱线上的喷嘴19，用来挤除多余的染液的装置20，和用来连续提供染液的装置21，该装置21连通于雾化和喷射嘴19和连通于用来接收多余的雾化的和/或挤除的染液的槽22，这一槽22形成构成浸渍装置2的室的底部。通过设置一系列的雾化和喷射嘴19，取决于所需要的效果，能够获得纱线的增强浸渍效果，结果染液渗透入构成该纱线的纤维内和纤维之间的作用能够最优化(如果需要)。
通过使用这一装置，有可能改变染液的喷射压力、喷嘴排数和这些喷嘴离纱线的距离，以及喷嘴的直径和它们相对于移动纱线的雾化或喷射角度，这样，在纱线上能够获得不同的环染或芯染水平。
而且，借助于根据图4(或图12，分别地)的这一浸渍装置，能够单独进行活性染料和碱性试剂的喷射，后者在活性染料之前或之后喷射。结果，染料和碱性试剂不预先混合，从而避免染料被碱性试剂的任何水解。为此，特别理想的是首先用活性染料的水溶液和然后用碱性试剂浸渍纱线。在这种情况下，返回用来接收多余的染液的槽中的多余染料不会被碱性试剂污染并不会发生水解，从而确保染液的长期稳定性。
用于挤除多余染液的装置20优选是供移动纱线用的支持平台23的形式，该平台稍高于纱线的水平进给路线并在纱线的上游侧装备了斜面23’或圆弧和装备了吹压缩空气用的喷嘴24，该喷嘴将空气喷射到纱线上。因此，由于借助于平台23轻微地受迫改变纱线的方向和吹压缩空气，有可能借助于机械和气力驱除的结合，在改变方向的部位通过喷嘴24除去或挤除多余的染液。
挤除装置20当然能够代替挤除装置16用于根据图3的浸渍装置的实施方案中，反之亦然。
为了促进纱线的高效浸渍和然后染液以最佳方式扩散入构成纱线的各纤维中，有利的是根据图4的浸渍装置2装有多个雾化和喷射嘴19。
根据本发明的另一实施方案，同样有可能在纱线的下方，与每一雾化和喷射嘴19成直角设置支持板25用来保持纱线。这一实例示于附图的图4，与喷嘴19成直角。
以这种方式，纱线被固定就位和受到保护不发生任何偏差，该偏差使纱线离开相应的喷嘴19，从而通过喷射确保更好地浸渍和染液更好地渗透入纤维中。
事实上，喷射到纱线上的染液的动能显示出最佳的效果，如果纱线停留在固定的支架上和如果染料的喷射能够击中纱线而没有纱线移开的可能性。
引导和保持装置18可避免在水平面上偏出纱线的纵轴的任何偏离。
附图的图4(或图12，分别地)还示出了本发明的另一实施方案，其中至少两个雾化和喷射嘴19相对于待染色或处理的纱线的运动纵轴来说是直径方向上相对的。在这一实施方案中，染液在每一对喷嘴19的直角浸渍和渗透在纤维之间和进入纤维内的作用因两相对的喷射流的动能的相加而被最优化。
根据本发明的另一实施方案，在附图中没有示出，还有可能在浸渍装置2中提供一系列汽化喷嘴19，在各喷嘴之间插入由平台23形成的挤除装置20，和吹空气喷嘴24。这样一种实施方案使得有可能让各运动纱线进行连续的机械浸渍和脱水操作，导致纱线用染液更好地浸渍，从而导致最优化和促进染液浸渍和扩散通过所有的纤维和进入所有纱线纤维的内部，这取决于所需要的效果。
根据本发明的另一特征，喷嘴19也能够设计成压电喷嘴(drop-on-demand型)，热喷嘴(喷泡型)或有连续或偏斜喷流的高频喷嘴形式。附图的图10通过举例示出了高频喷嘴19’，其中高频液滴产生器38释放液滴通过进料装置39，检测器40和致偏器41，致偏器41将液滴导向纱线42或导向回收装置43。以这种方式能够非常准确地施用染液。
附图的图5示出了浸渍装置2的另一实例，其中染料贮存罐26通过进料管道和泵27连接于由纵向管形成的加压浸渍通道28，用于每一纱线或用于多根纱线，纱线在纵向通过纵向管，用来挤除多余的染液的装置29设置在这一通道28的下游，从加压通道28排出的和来自挤除装置29的染液在构成装置2的室的底部被回收并通过管道30返回贮存罐26。
根据本发明的一个特征，加压通道28能够设计成管形，它特别适合于染单一的纤维，或设计成矩形长盒形式，用于染片状或条状的多重纤维。这一通道的截面和长度能够以这样一种方式进行选择：纱线与染液的接触时间能够作为纱线速度的函数来变化，和在该通道中循环的染液的相对速度能够相对于在该同一通道中的纱线速度来变化。所有这些因素能够影响染液与纱线和构成该纱线的纤维的接触效果。
还有可能使加压染液按一定间隔到达通道28，为的是考虑到染液和纱线的不同速度，归因于这样的事实：在纱线运动方向的上游，纱线和加压染液的速度相加，而在下游它们相减。
根据本发明的另一特征，加压浸渍通道28能够在其内表面(在纱线运动方向平行延伸)提供粗糙部分或障碍或表面形变。后者产生染液的非层状流，和如此获得的湍流有利于形成强烈的局部压力和搅拌作用(它也有利于纱线)，导致快速高质量的浸渍，如果需要这一效果的话。
在根据图5的实施方案中，挤除装置29能够由加压罐组成，载有染液的纱线通过它，或由平台和吹气喷嘴的结合体组成。而且，由于在浸渍过程中纱线在加压下浸入染液，组成纱线的纤维快速地和紧密地被染液包围，结果在浸渍过程中更有效地开始了色料扩散入纤维中的作用。此外，在通道28(它为管的形式或为不同的形式)中的运动纱线和染液之间的相对速度增强了构成纱线的纤维的均匀的浸渍作用。
附图的图6示出了浸渍装置2的另一实施方案，其中后者为由两个水平的圆柱体和在圆柱体端部的一列横向防漏凸缘31’组成的浸渍轧液机31的形式，两圆柱体沿它们的表面线相互接触并在它上面恒定供给染液，纱线在圆柱体之间通过而被浸渍。
根据本发明的另一实施方案，如附图的图9所示，也有可能设计接触浸渍鼓32形式的浸渍装置2，该鼓浸入染液并通过接触将染料施加在纱线上，由从动滚轮33或类似装置在该鼓圆周的一部分上引导纱线，这些从动滚轮33相对于鼓32的位置是可以调节的。
因此，有可能通过从动滚轮33从鼓32移开或靠近鼓32改变纱线的浸渍程度，这样得以实现纱线与鼓32的较长的或较短的，较大的或较少的接触作用，该鼓在旋转过程中已夹带一定量的染液。还有可能通过调节鼓32的旋转速度和因而调节纱线相对于该鼓的相对速度来改变浸渍程度。对相对速度的这一调节作用能够通过改变鼓32的旋转方向来增强。其原因是，在鼓32的旋转方向与纱线的运动方向相反的情况下，后者对由鼓夹带的染液的膜施加浸渍作用，导致染液更好地渗透入纱线纤维中。
最后，通过调节染液的粘度，能够改变运动纱线的染液吸收率。
根据图9的装置非常适合于进行纱线的环染型部分浸渍或仅仅浸渍纱线周边的一部分。如果纱线与鼓32只有轻微的接触和鼓32稍微用染液进行涂覆，事实上有可能只浸渍纱线圆周表面上的一部分。
附图的图11，它示出了根据本发明的处理过的纱线的放大规模的截面视图，很好地说明了纱线较低部分的外围纤维上的纱线的部分浸渍作用。表面上浸渍过的纤维因而以粗厚的轮廓示出，而未染色的纤维以细线示出。
在芯染的情况下，尤其通过根据图3-6和12的浸渍2可获得，所有构成纱线的纤维用染液浸渍，染液在被吸附在纤维的周围后扩散入它们内部。
根据本发明的另一实施方案，和如附图的图7a的截面视图所示，浸渍装置2同样由装有多个喷涂器的染色机组成，每一喷涂器专配不同的染液和每一喷涂器按相同或不同长度顺序连续地释放不同染料的点料。这样的浸渍装置尤其能够生产具有各种花色效果的纱线，如已知名称为“单色或多色间隔纱”，印花型的纱线或斑点型的纱线或水洗或粗斜棉布型的纱线。
为此目的使用的、包括多个喷涂器的染色机已公开于FR-A-2,650,311和FR-A-2,719,058。
附图的图7a示出了这一机器的喷涂器的可能设计。因此，加入到包括多个喷嘴的雾化装置34中的染液借助于这些喷嘴通过在盘36(图7b)中提供的缝隙35连续喷出，各喷嘴与一根或多根纱线的运动轴成直角，该盘在喷嘴和纱线的通路之间延伸并经安装后沿垂直轴37旋转。因此，通过驱动盘36和装置34的喷嘴，有可能以或多或少规则的间隔和经预定的时间将给定的染液的点料喷射在纱线上。通过使用连续的喷涂器(每一个连通于不同的染液)，喷涂器相互保持同步，因而有可能生产出具有单色间隔，多色间隔，印花或斑点型的或水洗或粗斜棉布型的花色效果的特殊纱线。
不同染液的这类连续喷涂也能够通过使用旋转涡轮或使用板喷射染料来进行。在这种情况下，涡轮可以是在FR-A-2,650,311中描述的类型；即，它可以是在周边装有多个相同或不同截面的开口或染料喷射嘴的中空圆柱体形式，这一涡轮经安装后沿一个轴旋转，该轴平行于纱线的运动轴延伸，和通过这些不同的喷嘴喷射出染液。这使得有可能在运动的纱线上产生色斑，色斑的尺寸和间隔对应于涡轮的开口或喷嘴的几何形状和排列。
附图的图8示出了本发明的一个实施方案，其中浸渍装置2被分成几个纱线浸渍室2’。通过这样一个实施方案，多重纱线能够用不同的染料同时处理，用一组组的纱线进行，每一纱线对应于一个或多个室2’。在这种情况下，事实上有可能供给每一室2’或一组室2’不同的染液，这取决于需要。
如果使用包括多个室的装置，所获得的不同纱线当然必须进行单独的洗涤操作。
洗涤和脱水装置6可以具有与浸渍装置2类似的结构，如在图3-5中的各种实施方案所显示的那样，其中染液槽和雾化和喷射嘴仅供给水，或含有洗涤剂产品的水，和借助于从纱线中除去水的挤除装置进行脱水操作。
在干燥后，纱线能够加以洗涤，例如通过在60-80℃之间的温度下用含有皂或一种或几种洗涤剂的溶液处理纱线。可对运动的纱线连续进行洗涤或在纱线缠绕在筒管上的同时处理纱线。
如果洗涤和脱水装置6由一系列的雾化和喷射嘴组成，理想的是，由这些喷嘴实施的洗涤是通过逆流洗涤来进行，再利用连续来自最后的洗涤喷嘴的洗涤水，这可从纱线的前进方向观察到，一直到第一洗涤喷嘴，随后排出和处理残留的水。事实上，在这一实施方案中，足以在最后喷嘴回收来自处理操作的洗涤水，这可在纱线的前进方向上观察到，和将它再注入倒数第二个喷嘴和一直到第一个喷嘴。这一洗涤水然后逐渐富含残留的染料和相关的化学产品并可用于连续洗涤纱线而不会影响洗涤的质量。这会大大节约洗涤水。在这种情况下，在最后的喷嘴之后安装的挤压装置进行纱线的脱水。
通过在不同的洗涤喷嘴之间插入挤除装置20，有可能通过机械挤压作用使洗涤作用最佳化，这使得纱线更易受到另一次润湿。
干燥装置7(没有详细示出)最好以隧道的形式，纱线通过该隧道，和向该隧道提供加压的热空气或热气体。这一干燥装置7使得有可能获得具有为后来的用途所需要的相对水分含量的一种或几种纱线。如果装置7被设计成隧道的形式，有利的是它装有障碍物或粗糙的区域，它们对干燥空气或干燥气体湍流的形成和纱线的振动有利，从而使干燥作用最佳化。
根据本发明的另一实施方案，在附图中没有示出，干燥装置7也能够是室的形式，用来在拉伸辊上通过形成连续的环来聚集纱线，这一室经受循环热空气或热气体的处理。
根据本发明的另一实施方案(在附图中没有示出)，干燥装置7也能够为隧道形式，纱线通过该隧道和为它提供高频或红外能量辐射。
根据本发明的另一实施方案(在附图中没有示出)，同样有可能通过在缠绕过程中吹热空气或让筒管通过高频或红外干燥隧道来干燥处理过的纱线。
通过本发明，有可能用活性染料高速地(即大约600m/min或更高)连续染一根或几根纤维素纤维纺织纱线，同时大大节约染料，即显著地减少染料排放到洗涤水中，以及显著节约能量和减少水的消耗。
此外，通过本发明的方法和本发明的设备，构成每一纱线的纤维集束体的均匀浸渍和染料在纤维上和内部的固定使得有可能获得更亮丽色调和更高的耐洗涤，耐磨性和耐晒性能等。
根据本发明的方法染色的纱线不太遭受机械应力并且它们的物理和机械性能如规则性、耐受性和伸长性能保持在较高的水平。
而且，根据本发明的方法和根据本发明的设备使得有可能减少中间处理的需要，与现有的染色设备相比显著减少了设备的空间需要。
结果，进行本发明方法的总体成本也减少，与普通已知的染色方法和现有的设备相比而言。
不言而喻，本发明并不限于上述和在附图中示出的实施方案。在不超出本发明的保护范围的前提下作各种变化，尤其就各种基元的设计或技术上的等同替代而言，仍是可能的。
下面的实施例用来解释本发明。
实施例1：
未染色的漂白的丝光处理过的棉纱线以500m/min的速率从贮存支架退绕下来和用喷嘴喷射染液，在此之后多余的染料通过气力除去，和纱线然后再绕在新的支架上。
染液的组成：
30g/l的以下通式的染料：
Figure A9611273600331
70ml/l的硅酸钠38°波美度21ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润湿剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基己酯)，磷酸二(2-乙基己酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
再绕的浸渍过的纱线然后在室温下贮存8小时，这导致染料固定在纤维上。用热水洗涤和随后的干燥得到显示出良好性能的染成亮红色色调的纱线。
实施例2：
未染色的漂白的丝光处理过的棉纱线以500m/min的速度从贮存支架退绕下来和用喷嘴喷射染液，和纱线然后再绕在新的支架上。在染料喷嘴和运动纱线之间，安装一多孔盘，它的作用是使染液仅仅以预定的和连续的间隔喷射到纱线上。
染液的组成：
30g/l的以下通式的染料：
Figure A9611273600341
70ml/l的硅酸钠38°波美度21ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润湿剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基己酯)，磷酸二(2-乙基己酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
再绕的浸渍过的纱线然后在室温下贮存8小时，这导致染料固定在纤维上。然后用含有2g/l洗涤剂(含有丙烯酸共聚物和非离子表面活性剂)和1g/l酯化磷衍生物和水溶性聚合物的制剂的一种水溶液在高温(约60-80℃)下洗涤纱线，干燥染色的纱线。这得到印花型的纱线，在该纱线上未染色的部分和亮黄色色调的部分交替出现。
实施例3：
未染色的漂白的丝光处理过的棉纱线以500m/min的速度从贮存支架退绕下来和用喷嘴喷射三种染液，和纱线然后再绕在新的支架上。在各染料喷嘴和运动纱线之间，安装一多孔盘，它的作用是使各种染液仅仅以预定的、同步的和连续的间隔喷射到纱线上，多孔盘的同步化和角速度与移动纱线的速度有关。
染液的组成：
染液1：30g/l的实施例1通式的红色染料70ml/l的硅酸钠38°波美度21ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润湿剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基已酯)，磷酸二(2-乙基已酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
染液2：
30g/l的以下通式的染料70ml/l的硅酸钠38°波美度21ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润湿剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基己酯)，磷酸二(2-乙基己酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
染液3：
70g/l的以下通式的染料
Figure A9611273600361
70ml/l的硅酸钠38°波美度34ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润湿剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基己酯)，磷酸二(2-乙基己酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
再绕的浸渍过的纱线然后在室温下贮存8小时，这导致染料固定在纤维上。然后用含有2g/l洗涤剂(含有丙烯酸共聚物和非离子表面活性剂)和1g/l酯化磷衍生物和水溶性聚合物的制剂的一种水溶液在高温(约60-80℃)下洗涤纱线，干燥染色的纱线。这得到多色纱线，其中染成红色、蓝色和黑色的部分和具有所使用的三种染料的混合物的不同色调的部分交替出现。
实施例4：
未染色的漂白的未洗涤的棉纱线以500m/min的速度从贮存支架退绕下来和用喷嘴喷射染液，和纱线然后再绕在新的支架上。在染料喷嘴和运动纱线之间，安装一多孔盘，它的作用是使染液仅仅以预定的和连续的间隔喷射到纱线上。
染液的组成：0.5g/l的实施例1通式的红色染料11g/l的实施例3的通式的蓝色甲染料70ml/l的硅酸钠38°波美度15ml/l的氢氧化钠溶液36°波美度3g/l的阴离子润温剂3g/l的渗透促进剂(一种水溶液，它含有具有端烷基的乙氧基化的线性C9-C11脂肪族醇，蓖麻油/聚乙二醇醚，石蜡油，马来酸双(2-乙基己酯)，磷酸二(2-乙基己酯)和氢氧化钠作为主要成分)。
再绕的浸渍过的纱线然后在室温下贮存6-8小时，这导致染料固定在纤维上。然后用含有2g/l洗涤剂(含有丙烯酸共聚物和非离子表面活性剂)和1g/l酯化磷衍生物和水溶性聚合物的制剂的一种水溶液在高温(约60-80℃)下洗涤纱线，干燥染色的纱线。这得到具有特殊效果的蓝色纱线，它适用于织造织物，该织物用于由靛蓝方法染色的粗斜棉布型的蓝色工作裤。取决于对浸渍喷嘴施加的压力，这导致在纱线上不同的负载量(取决于喷嘴的通量和染液离开染浴的速率)(％浸渍率)，能够获得不同的环染水平，这会得到纱线已石洗到不同程度的效果。

Claims (20)

1.一种用于基于纤维素纤维的纱线的连续染色方法，它包括以下步骤：
a)使用在水溶液中的至少一种纤维-反应活性染料和在水溶液中的至少一种碱性试剂来浸渍连续从一个或几个支架(1)高速退绕并再绕在一个或几个支架(3)上的纱线，和
b)固定染料。
2.一种根据权利要求1的方法，其中纱线首先用至少一种在水溶液中的纤维-反应活性染料和然后用至少一种在水溶液中的碱性试剂浸渍。
3.一种根据权利要求1的方法，其中纱线首先用至少一种在水溶液中的碱性试剂和然后用至少一种在水溶液中的纤维-反应活性染料浸渍。
4.一种根据权利要求1的方法，其中纱线用一种或多种单独使用的或以混合物使用的染料以含有至少一种纤维-反应活性染料和至少一种碱性试剂的一种或多种染液形式浸渍。
5.一种根据权利要求1的方法，其中染料的固定是通过贮存包括已用染液浸渍过的纱线的支架来进行。
6.一种根据权利要求1的方法，其中染料的固定是在浸渍后通过用热气体、尤其用热空气处理纱线，或通过用饱和的或过热的蒸汽处理纱线，来直接进行。
7.一种根据权利要求1的方法，其中纱线的退绕、再绕和处理速度是至少100m/min，优选至少250m/min。
8.一种根据权利要求1的方法，其中在染液中使用的染料是选自单偶氮，二偶氮，多偶氮，金属配合物偶氮，蒽醌，酞菁，甲或二噁嗪染料的活性染料，这些染料含有至少一种以下通式的反应活性基团：-NH-CO-Y    (1)，-SO2-Z      (1a)，-W-亚烷基-E-亚烷基’-SO2-Z    (1c)，
Figure A9611273600031
Figure A9611273600033
Figure A9611273600034
Figure A9611273600035
其中W是通式-SO2-NR1-，-CONR1-或-NR1CO-的基团，R1是氢，未取代或羟基-，磺基-，硫酸根合-，羧基-或氰基取代的C1-C4烷基或通式
Figure A9611273600036
的基团，R是氢，羟基，磺基，硫酸根合，羧基，氰基，卤素，C1-C4烷氧基羰基，C1-C4链烷酰氧基，氨基甲酰基或基团-SO2-Z，Z是乙烯基或基团-CH2-CH2-U1和U1是离去基团，Y是通式-CH(hal)-CH2-hal或-C(hal)＝CH2的基团和hal是卤素，E是基团-O-或-N(R2)-，R2是氢或C1-C4烷基，亚烷基和亚烷基’相互独立地是C1-C6亚烷基，和亚芳基是未取代的或磺基-，羧基-，C1-C4烷基-，C1-C4烷氧基-，或卤素取代的亚苯基或亚萘基，R3是氢或未取代的或羧基、氰基、羟基、磺基或硫酸根合取代的C1-C4烷基，X是能够作为阴离子消除的基团，和V是非反应性取代基，能够作为阴离子消除的基团或以下通式的基团：
Figure A9611273600041
其中R，R1，R3，E，W，Z，Y，亚烷基，亚烷基’和亚芳基如上所定义，和t是0或1，基团X1中的一个是能够作为阴离子消除的基团和另一基团X1是非反应性取代基，能够作为阴离子消除的基团或者是通式(3a)-(3f)的基团，和X2是阴性取代基。
9.一种根据权利要求8的方法，其中在通式(2)的反应活性基团中X是氟和V如权利要求8中所定义，或X是氯和V是通式(3a)-(3f)的基团，和在通式(4)的反应活性基团中至少一个基团X1是氟或通式(3a)-(3f)的基团。
10.一种根据权利要求1-9中任何一项的方法，其中用于固定活性染料的碱性试剂包括碱金属碳酸盐，碱金属碳酸氢盐，碱金属氢氧化物，氨，有机铵盐，三氯乙酸钠，硼砂，磷酸盐，聚磷酸盐或硅酸钠，或上述碱性试剂中两种或多种的混合物。
11.一种根据权利要求1的方法，其中通过在含有浸渍过的和已缠绕的纱线的贮存装置(4)中于室温下贮存3-24小时，优选4-10小时和特别优选6-8小时由低温方法将染料固定在纤维素纤维纱线上。
12.一种根据权利要求1的方法，其中通过在含有浸渍过的和已缠绕的纱线的贮存装置(4)中于高于40℃的温度下贮存至多3个小时的时间将染料固定在纤维素纤维纱线上。
13.一种根据权利要求1的方法，其中通过使用蒸汽或保持在高温下的热方法或通过绝热方法将染料固定在纤维素纤维纱线上。
14.一种根据权利要求1的方法，其中纤维素纤维线纱是棉纱，尤其丝光处理过的或漂白的棉纱。
15.一种根据权利要求1，11和12中任何一项的方法，其中离开贮存装置(4)的纱线在没有中间洗涤操作的情况下直接干燥。
16.一种根据权利要求1，11和12中任何一项的方法，其中离开贮存装置(4)的纱线从中间机架(5)上退绕，和然后在装置(7)中进行干燥之前，在纱线高速通过洗涤和脱水装置(6)的同时连续进行洗涤和脱水，在离开装置(7)之后纱线被再绕在新的支架(8)上。
17.一种根据权利要求1，11和12中任何一项的方法，其中离开贮存装置(4)的纱线支架(3)在高压釜(9)中进行洗涤操作和在高速干燥器(9’)中干燥纱线，纱线然后从支架(3)再绕在再绕装置(11)中的新支架(10)上。
18.一种根据权利要求1的方法，其中浸渍过的纱线在高压釜中的再绕支架(3)上借助于饱和的或加压的蒸汽来进行干燥，在隧道形式的提供了高频或红外能量的室中进行干燥或在提供了热空气或热气体的隧道中进行干燥，然后同时进行固定。
19.一种根据权利要求1的方法，其中浸渍是在5-95℃，尤其10-80℃的温度下进行。
20.一种用来实施权利要求1的方法的设备，它主要包括：
从一个或几个支架(1)连续高速退绕纱线的装置，
用一种或几种单独使用的或以混合物使用的染料以一种或多种染液形式浸渍退绕纱线的装置(2)，
将处理过的纱线再绕在一个或多个其它支架(3)上的装置，和
固定染料的试剂(4)。
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