CN1329583C - 经过染色和整理的莱奥塞尔织物的生产方法 - Google Patents

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Abstract

制备了具有干净、柔软整理效果的染色和整理的莱奥塞尔织物，在其方法中，在湿处理步骤中进行纤化，然后染色。此步骤在高温高压下进行，采用羧酸水溶液，可除去纤化过程中产生的不需要的较长纤维末端。乙酸和甲酸是优选的羧酸。纤化和染色步骤的处理过程均可用空气喷染机对织物绳进行。

Description

经过染色和整理的莱奥塞尔织物的生产方法
发明领域
本发明涉及莱奥塞尔(lyocell)织物的染色和整理。
在此说明书中，术语“莱奥塞尔织物”是指由包含莱奥塞尔纤维的短切纤维纱机织或针织而成的织物。这种纱可仅包含莱奥塞尔纤维，也可包含莱奥塞尔纤维与一种或多种其他类型的纤维组成的混合物，所述其他类型的纤维是纤维素类型的或非纤维素类型的，如棉、粘胶、麻、聚酯和尼龙。此外，此织物中还可有不含莱奥塞尔纤维的纱，例如上述其他类型的纤维的纱及其混合物。
莱奥塞尔纤维是利用已知的溶纺方法，通过喷丝头将纤维素溶液挤出到凝固浴中产生的。因此，莱奥塞尔纤维的另一个名称是溶纺纤维素纤维。这种方法见述于US-A-4246221中，用作溶剂的是水溶性叔胺N-氧化物，特别是N-甲基吗啉N-氧化物。莱奥塞尔纤维不同于其他人造纤维素纤维，后者是通过将纤维素形成可溶化学衍生物，然后将此衍生物的溶液挤出到浴槽中，重新析出纤维素纤维挤出物来制备的。包括高强度莫代尔类型在内的粘胶纤维都是用后一种方法制备的。
发明背景
众所周知，莱奥塞尔纤维在剧烈的染色和整理过程中容易发生纤化，但已经有许多方法可用来处理这个问题。如果想避免纤化问题，莱奥塞尔织物的染色和整理可用较为温和的方法进行，如平幅织物的轧染，树脂整理过程用交联剂在染色织物上进行，以保护纤维免得后续洗烫过程中发生纤化。
对付莱奥塞尔纤维的这种纤化趋向的另一种方法是处理纤维，除去织物表面上较长的突出纤维端，由此改变其外形，该种较长的突出纤维端是在纤化过程的第一阶段形成的(所谓的“初级纤化”)，它会产生起毛效果，往往非常粗糙。另一方面，在纤化过程中形成的短小原纤维(所谓的“次级纤化”)也进一步发展。这种短小原纤维产生了“干净”的表面整理效果，也就是说基本上不产生毛糙的效果，表面上的较短小原纤维还能产生柔软的感觉，这叫做“柔软整理”。如果短小原纤维充分形成，纤维表面的柔软感觉将更强烈，此柔软整理称作毛桃手感整理。
这种对付纤化倾向的一个方法实例见述于WO-A-95/30043，涉及用酸催化剂和可用的交联剂，如N-羟甲基树脂进行后处理，除去在染色过程中形成的初级纤化产物。另一个例子见述于WO-A-97/30204，它是在染色之前，用次氯酸钠或过氧化氢等氧化剂的水溶液，在高温下对莱奥塞尔织物进行预处理。另一个例子见述于GB-A-2314568，涉及借助染色机自身，如喷染机，用强无机酸如硫酸对莱奥塞尔织物进行30-120分钟的延伸处理，然后清洗织物，开始在机器中进行染色步骤。上述每一种方法都难以控制，无法产生稳定的结果，它们当中没有一种投入了充分规模的商业生产。
解决此问题的另一种方法见述于WO-A-02/103104，涉及在染色中纤化起步之前对莱奥塞尔织物进行一种预处理。此预处理包括让织物浸渍酸或酸供体，如柠檬酸或氯化镁的水溶液，然后在120-220℃的气体气氛中对浸渍织物进行热处理，引发酸或酸供体的作用。此方法比较有效，但需要采用气体热处理，这通常意味着要用到拉幅炉，它是是许多织物处理方法要避免的步骤。
商业上比较成功的一个方法是对莱奥塞尔织物进行一种后处理，此前对莱奥塞尔织物进行了湿处理操作，引起了纤化。在此后处理中，在织物上施涂纤维素酶溶液，除去在初级纤化过程中产生的突起纤维末端。所需次级纤化在后面的步骤中进行，例如在染色过程中(若此过程靠后的话)，或者在后面用旋转翻滚机进行清洗和干燥的步骤中，在织物表面上产生柔软整理的效果。
纤维素酶处理可成功地从织物表面上清除初级纤化过程中产生的长纤维末端，但就材料成本和处理时间而言，代价都太大。
发明详述
本发明提供了生产染色和整理的莱奥塞尔织物的方法，使之具有干净和感觉柔软的整理效果。该方法包括对莱奥塞尔织物进行，利用机械作用使织物表面产生纤化的湿处理，然后对织物进行染色，接着进行翻滚处理，产生干净的、感觉柔软的整理效果，其特征在于纤化引发步骤在高于常压的条件下进行，用羧酸水溶液作为湿处理液体，其温度高于该溶液在常压下的沸点。
莱奥塞尔织物较好以织物绳的形式进行加工，也可以布匹或衣物的形式处理织物。在每种情况下，所用设备都应当能够加压，以便在纤化引发步骤达到所需温度。纤化引发步骤和染色步骤宜使用同一设备。
可用于纤化引发步骤的设备的一个例子是个喷染机，其中织物绳在空气或液体喷流作用下循环送过处理液，所述空气或喷流可加强对织物绳的机械作用。在绳子被强有力地推向机械表面时，此机械作用是弯曲挠曲力和研磨冲击力。同一喷染机可用于后面的染色步骤。
宜采用空气喷染机。合适的商用机械包括Thies Airstream、Thies LuftRoto、Hisaka AJ-1、Krantz Aerodye和Then AFS。
若莱奥塞尔织物是布匹形式或衣物形式，所用设备可以是用于此目的的传统封闭染色容器，如转鼓式染色机。机械部件的旋转引起作用在机械内部湿衣物或布匹上的机械力，产生所需的纤化。
在纤化引发步骤中所用的湿处理液体是羧酸水溶液，宜为低级脂肪羧酸，例如6-8个碳原子的羧酸，合适的化合物包括乙酸、甲酸、柠檬酸和酒石酸。优选化合物是乙酸和甲酸。
湿处理液体中所用羧酸水溶液的浓度、处理温度和时间彼此相关，这样才能在纤化引发步骤中得到最佳结果。若处理温度升高，处理时间延长，则浓度宜降低。一般地，由于商业和操作原因，宜将处理温度和处理时间保持在合理范围内。纤化引发步骤中特别合适的处理温度在120-140℃范围内，此温度范围内合适的处理时间在30-80分钟范围内。在此这些处理条件下，湿处理液中羧酸的浓度通常在0.2-50g/l(克/升)范围内。在此较宽范围内，羧酸的种类影响着所用羧酸的浓度。例如，对于乙酸，特别合适的浓度范围是2-50g/l，更宜为3-10g/l。对于甲酸，特别合适的浓度范围是0.2-4g/l，宜为0.4-1.2g/l。乙酸和甲酸在本发明方法中都十分有效。但是就流体处理而言，用甲酸有一个优点，即其化学需氧量较低。
整个处理时间包括起始阶段，湿处理液体在此期间受热到所需处理温度。容器中的压力要相应升高，以达到此温度。在处理结束时还有一个停工阶段，湿处理液体在此期间冷却，用水清洗织物，然后进入染色步骤。这些时间段加起来至少跟处理阶段一样长，此步总体时间可以是60-160分钟。
在此步施加在湿织物上的机械作用引起织物表面发生纤化。这种纤化是所谓的初级纤化，产生的是较长的突起纤维末端，若这些长纤维末端保留在原来位置上，将在织物表面上产生碍眼的毛糙效果。用羧酸和高温同时处理的效果是基本上削弱了这些纤维末端的强度，从而便于在处理过程中将它们从织物表面除去。
许多纤维末端似乎在羧酸处理过程中就得到清除，剩下的纤维末端在后面的染色和整理步骤中从织物表面上擦掉。一般地，染色后保留的纤维末端是与织物表面不相连的棉绒，可在织物翻滚步骤中从织物表面去掉。
若莱奥塞尔织物的纱经过了上浆或润滑，以便于机织或针织，则在进行本发明处理之前，可对织物进行退浆或煮练操作。这种退浆或煮练操作可以是传统操作，织物用煮练液处理织物，除去所上的浆或润滑剂。
对莱奥塞尔织物的另一种可能处理是用氢氧化钠水溶液进行的所谓苛化处理。如果合适的话，此步骤应当在进行本发明处理之前，而在任何脱浆或煮练步骤之后进行。进行苛化处理是为了增强织物在湿态下的柔韧性。它应用于莱奥塞尔织物的一个过程见述于EP-A-0749505。苛化处理还能提高织物的可染性，而羧酸处理可能会抑制此性质。苛化处理的另一个效果是可将织物收紧在其结构中，这有利于降低织物在后面的湿处理过程中收缩的倾向。苛化处理之后，应当先用热水后用冷水彻底清洗织物，以清除残余苛性钠。
在纤化引发步骤结束时清洗织物之后，较好用同一设备进行染色。如果处理的是织物绳，此设备宜为喷染机，更宜为空气喷染机。然后所要做的是在机器中加入染槽，并开始循环染色。此染色循环可以是对莱奥塞尔织物进行的传统染色方法，采用常规操作条件、常规染料和染料液配方，包括基于直接染料、还原染料、硫染料和活性染料的配方。
对于包含莱奥塞尔纤维和聚酯纤维混合物的莱奥塞尔织物，聚酯纤维用分散染料染色，并用独立于莱奥塞尔纤维染色过程的标准程序进行。在本发明方法中，研究发现不需要这样一个额外的用分散染料进行的染色步骤，因为它可与纤化引发步骤合并起来。在染槽中的羧酸含量高于用分散染料对聚酯纤维进行染色时遇到的羧酸含量，也不会妨碍织物的良好质量，甚至不会妨碍织物中聚酯组分的染色。相反，分散染液的存在不会干扰纤化引发步骤的作用。
清洗除去任何未固着的染料后，可对经染色的织物进行常规整理，包括进行柔软整理。这可在染色和清洗步骤之后进行，中间无需对织物进行干燥。
在此阶段，染色织物的表面尚未获得所需的干净柔软整理效果，外观上凹凸不平，可能还附着了一些棉绒。为了得到所需的整理效果，可对织物进行翻滚处理，有时称作打击处理，可让织物表面上平滑绒毛中较短的所谓次级纤化纤维竖起来。此处理宜以干燥处理的形式进行，即无需另加液体，它可以是对织物进行最后干燥的步骤。
衣物和布匹可在旋转翻滚机中进行翻滚处理。织物绳中的织物可在织物绳翻滚器中进行翻滚处理，如Biancalani Airo翻滚器。
在50-150℃空气中，织物绳的翻滚处理时间通常不超过30-50分钟。
用本发明方法制得的干莱奥塞尔织物是具有干净柔软整理效果的干燥织物。织物表面上均匀、柔软的细毛使织物，具有令人舒服的手感和精细外观，有时称作霜化效果。当所形成的细毛比较多时，织物表面可具有类似于毛桃的触感整理效果。
如前所述，莱奥塞尔织物可以是机织或针织织物。在两种情况下，本发明方法均宜在绳形而不是平幅织物上进行。与此不同，机织织物所需的任何预处理，如脱浆、煮练和苛化处理，最好在平幅织物上进行。但是，如果需要煮练针织织物，可在绳形织物上进行。这样就有可能在整个处理过程中处理同一绳形针织织物，因此这是一个很大的优点。
本发明通过下面的实施例加以阐述。在所有实施例中，要处理的莱奥塞尔织物中的莱奥塞尔纤维是Tencel有限公司生产的TENCEL(注册商标)纤维。
实施例1
莱奥塞尔织物包含基重为179gsm(克每平方米)的机织织物，它由支数为1/30Ne的纱按照3×1的方式斜织而成。所述纱包含100％TENCEL莱奥塞尔纤维。
用装有非离子清洗剂和碳酸钠水溶液的煮练槽在90℃下平幅煮练此织物。
然后将经脱浆的织物形成织物绳，将其装入空气喷染机。所述机器为Thies旋转翻滚机，经Theis改进后，在该机器中除进行非染翻滚处理以外，还可进行染色过程，这样该机器更加适用于试验工作。该机器在高于常压的压力下工作。
然后在机器中加入纤化引发步骤所用的处理液。它是包含6.4g/l乙酸(100％)和2.0g/l A-Lube(一种润滑剂)的水溶液。纤化引发步骤接着在封闭机器中进行，将织物绳送进处理液，然后接受空气喷头的机械作用。在此步骤中，以2℃/min的速度将处理液加热到130℃，在高于常压下保持此温度45分钟。将处理液冷却到50℃后机器停止操作。
然后在机器中对织物绳进行一系列清洗：
在40℃用水清洗两次，每次15分钟；然后在装有2g/l苏打灰、2g/l A-Lube和2g/l Sandoclean SPJ(清洗剂)的水槽中，在30℃的温度下中和清洗30分钟；接着按照规定再用水洗两次。
然后在同一机器中用热尽染迁移(hot exhaust migration)法对经过处理的织物绳进行染色，染色过程用水染浴进行6小时，该水染浴包含：
3％(基于织物重量)Procion Navy H-EXL染料(Procion是Dystar AG的商标)；
60g/l硫酸钠；
20g/l苏打灰；
2％(基于织物重量)A-Lube。
染色和清洗之后，在柔软整理浴中处理织物。这是含有0.5g/l Hansasoft2707(微硅酮柔软剂)、1g/l Edunine CSA(阳离子柔软剂)和1g/l乙酸(40％)的水浴。柔化操作在40℃进行20分钟。
在本实施例的上述所有湿处理步骤中，在改进型Thies旋转翻滚机中所用绳速为400m/min。
然后拉出柔软整理浴，机器先干运行对织物进行干燥，然后在空气喷射的推动下进行干翻滚或打击。将空气温度逐渐升高到140℃，同时监测空气湿度，以完成干燥。当织物干燥好后，机器在120℃的空气中干转20分钟，接着在70℃空气中干转15分钟，整个干转过程中绳速为900m/min。
在处理结束时，从机器中取出织物绳，完全展开至幅宽，检查织物表面。它均匀地染成了丰满海军蓝色，表面看上去很干净，有所需的手感和外观上的柔感表面整理效果。处理非常充分，具有摸上去像毛桃那样的整理特征。
实施例2
重复实施例1中所述程序，所用的莱奥塞尔织物是基重为200gsm的机织织物，它由支数为1/32Ne的纱按照2×1的方式斜织而成。所述纱包含60wt％TENCEL莱奥塞尔纤维和40wt％棉纤维。
所得染色织物均匀地染成了丰满海军蓝色，表面看上去很干净，有所需的手感和外观上的柔感表面整理效果。处理非常充分，具有摸上去像毛桃那样的整理特征。
实施例3
所用的莱奥塞尔织物是基重为240gsm的针织织物，它由支数为1/42Ne的纱针织成交错结构，所述纱包含100％TENCEL莱奥塞尔纤维。
将织物做成绳，用实施例1所述程序处理，不同之处是无需进行煮练操作。所得织物均匀地染了色，表面看上去很干净，有所需的手感和外观上的柔感表面整理效果。
实施例4、5和6
用三种不同的针织织物重复实施例3所述程序：
实施例4：由支数为1/30Ne的纱针织成的基重为170gsm的单一运动衫结构，所述纱包含97.5wt％TENCEL莱奥塞尔纤维和2.5wt％莱卡弹性丝(莱卡是杜邦公司的商标)。
实施例5：由支数为1/14Ne的纱针织成的基重为200gsm的结构，所述纱包含100％TENCEL莱奥塞尔纤维。
实施例6：由支数为1/14Ne的纱针织成的基重为230gsm的Pontide Roma结构，所述纱包含100％TENCEL莱奥塞尔纤维。
三种针织织物都得到均匀染色，表面看上去很干净，具有柔感表面整理效果。
实施例7
在实验室实施本发明方法，检验在该方法的纤化引发步骤中对聚酯/莱奥塞尔混和织物中的聚酯组分进行染色的可能性。
莱奥塞尔织物样品是机织织物，它包含由100％TENCEL莱奥塞尔纤维组成的、支数为1/30Ne的经纱和由100％聚酯纤维组成的、支数为1/53Ne的纬纱。TENCEL/聚酯总体混和比为70∶30(重量比)。
煮练除去浆料后，在实验室旋转染色机Roaches Rotadyer中处理织物样品。将样品和水处理液同时装入染色管，所述水处理液包含6.4g/l乙酸、1.0ml/l(微升/升)DS-14(一种清洗剂)和1.0％(基于织物重量)DispersolNavy XF(用来给聚酯纬纱进行染色的分散染料)，处理液与织物的比例为20∶1(重量比)。然后将染色管装入机器进行处理。处理液的温度设定为50℃，保持5分钟，然后以1.5℃/min的速度升高到130℃。处理液在130℃和高压下保持45分钟，然后冷却到80℃。
然后从染色管中取出织物样品，用水彻底清洗，再装入染色管，对TENCEL纤维组分进行染色。所用水性染色液体包含1％(基于织物重量)Procion NavyH-EXL、40g/l硫酸钠和3g/l Ludisol(一种氧化剂)。液体与织物之比为20∶1。
织物样品用Roaches旋转染色机染色，采用热尽染迁移法，先将织物放入染浴助剂中，在50℃保持5分钟，然后在液体中加入染料。接着以1.5℃/min的速度将温度升高到95℃，处理液在95℃保持30分钟，然后冷却到80℃。接着在染浴中加入碳酸钠，使其浓度达到15g/l，染浴温度在80℃再保持45分钟。
从染色管中取出经过染色的织物样品，用水清洗，然后在包含2g/lSandopur SR(一种清洗剂)的95℃水溶液中清洗20分钟，再用水清洗，然后在空气中干燥。
干燥织物样品在装有2％(基于织物重量)Hansasoft 2707和3g/l Sandacid(缓冲乙酸)的水性软化浴中进行软化。软化浴在Tupesa染衣机中施加到织物上，温度为40℃，时间为20分钟。然后在滚筒式干衣机中将织物甩干，温度为80℃，时间为50分钟，接着冷却20分钟。
所得织物均匀地染成了海军蓝色，具有干净的柔感表面整理效果。柔软整理效果不如前面那些实施例所述商业规模试验中所获得整理效果那样突出，但足以表明，有可能将用羧酸处理和用分散染料处理织物中的聚酯组分结合起来。
实施例8
重复实施例7所述程序，所用纺织莱奥塞尔织物包含由65wt％TENCEL莱奥塞尔纤维和35wt％粘胶人造纤维组成的、支数为1/30Ne的经纱和由100％聚酯纤维组成的、支数为1/57Ne的纬纱。总体混和比为46TENCEL∶25粘胶人造丝∶29聚酯(重量比)。
在程序结束时，按照实施例7所述织物处理标准对莱奥塞尔织物进行染色和整理。
实施例9
所用莱奥塞尔织物是基重为240gsm的针织织物，它由100％TENCEL莱奥塞尔纤维针织成交错结构。将织物做成绳，装入中试液体喷染机中(Colora机)。该机器在高于常压的压力下操作。
将纤化引发步骤中所用的处理液装入机器，它是包含0.8g/l甲酸(100％)和4g/l A-Lube(润滑剂)的水溶液。将此处理液加热到50℃。机器在封闭条件下操作，织物绳通过处理液的喷射送入机器。在此步骤中，以1.5℃/min的速度将处理液加热到130℃，在该温度下保持45分钟，压力高于常压。然后将处理液冷却到50℃，再关闭机器的操作。
清洗织物绳，在同一喷染机中进行染色和柔软整理，所用试剂配方和条件与实施例1相同。
在这一系列操作结束时，从喷染机中取出织物绳，装入实施例1所述改进型Thies旋转翻滚机中，如实施例1所述进行干打击操作。
从旋转翻滚机中取出后，将织物完全展开，进行检查。它染色均匀，表面看上去均匀干净，从手感和外观上看具至幅宽有所需的柔感表面。

Claims (21)

1.一种制备经染色和整理的莱奥塞尔织物的方法，该织物具有干净和触感柔软的整理，所述方法包括：对莱奥塞尔织物进行湿处理，采用机械作用使织物表面产生纤化，然后对织物进行染色，接着进行翻滚处理，产生干净的、触感柔软的整理，其特征在于，纤化引发步骤在高于常压的条件下进行，用羧酸水溶液作为湿处理液体，其温度高于该溶液在常压下的沸点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，莱奥塞尔织物以织物绳的形式处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，纤化引发步骤在喷染机中进行。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，喷染机是空气喷染机。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，莱奥塞尔织物是布匹或衣物。
6.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，羧酸是低级脂肪羧酸。
7.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，湿处理液中羧酸的浓度在0.2-50g/l范围内。
8.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，羧酸是乙酸。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，湿处理液中乙酸的浓度在2-50g/l范围内。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，湿处理液中乙酸的浓度在3-10g/l范围内。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，羧酸是甲酸。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，湿处理液中甲酸的浓度在0.2-4g/l范围内。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，湿处理液中甲酸的浓度在0.4-1.2g/l范围内。
14.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，纤化引发步骤在120-140℃之间的温度下进行。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在指定温度范围内的处理时间为30-80分钟。
16.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，纤化引发步骤和后面的染色步骤在同一设备中进行。
17.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，莱奥塞尔织物包含莱奥塞尔纤维与聚酯纤维的混合物，聚酯纤维在纤化引发步骤中用分散染料染色。
18.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，莱奥塞尔织物是针织织物，它以织物绳形式处理，并以织物绳形式煮练，所用设备与后面的纤化引发和染色步骤中相同。
19.如权利要求1-5中任何一项所述的方法，其特征在于，形成干净、柔软整理效果的翻滚处理是干处理。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，翻滚处理是对织物绳形式的莱奥塞尔织物用织物绳翻滚机进行。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，翻滚处理在50-150℃空气中进行30-50分钟。
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