CN1330824C - 借助利用3－吲哚氧基的靛蓝对纺织材料的染色方法,以及利用该方法的设备 - Google Patents
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Abstract
通过3-吲哚氧基而用靛蓝对纺织物染色的方法，包括：a.使纱线F通过预洗涤设备(1)；b.使纱线通过由包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的槽(35)组成的染色设备(30)；c.使纱线通过包含一系列槽(41，42，43，44和45)的洗涤和预干燥设备(40)；d.使纱线通过包含槽(62)的上浆设备(60)而用靛蓝染料对纱线上浆；e.使纱线通过包含辊(71)的干燥设备(70)；和f.通过将纱线绕至卷筒上收集经纱。
Description
技术领域
本发明涉及借助利用3-吲哚氧基的靛蓝对纺织材料的染色方法，以及利用该方法的设备。
借助本方法，生产出了靛蓝染色的纺织纱，根据该纺织纱，随后能制得所谓劳动布织物，以用于生产制品，如蓝色牛仔裤。
背景技术
靛蓝是最古老已知染色的一种并且用来对纺织物如棉进行染色有数百年的历史。
EP-B-0692042描述了一种利用靛蓝对包含纤维素的纺织物的染色方法，在染色过程中，使用了通过催化氢化作用而制备的隐色(无色)靛蓝，在其吸收入纺织物中之后，通过空气氧化作用将转换成其颜料形式。
US-A-4283198描述了一种利用靛蓝对纤维素纤维进行染色的连续方法，其中，使纤维通过一系列包含染液的浸渍槽，所述染液包含：隐色靛蓝，连二亚硫酸钠和氢氧化钠。
US-A-3457022描述了一种利用靛蓝对棉纤维进行染色的方法，在该方法中，在65-85℃的温度将靛蓝施加至纱上，然后在低于40℃的温度施加靛蓝。
用靛蓝染色的蓝牛仔裤有洗涤时褪色的缺点。近年来，甚至有穿褪色蓝牛仔裤的时尚。为跟随这种时尚，工业上开发了相应的方法和系统，其中，通过促进经纱的褪色而增加并促进纺织物的褪色。这种染料的使用方法将有助于褪色和老化过程。但所有时尚均是短暂的并且只持续一定的时间。
EP9830005.1描述了利用靛蓝的染色方法，在该染色方法中，生产出了耐磨和耐褪色的劳动布织物。通过该方法，靛蓝将更深地渗透入纱中。在该专利申请之前的方法中，纱包含白色中央芯，靛蓝只对外部进行染色。在EP9830005.1的方法中，白色中央芯细得多。
发明内容
本发明的目的是生产耐磨且耐褪色的劳动布织物，并且对所得到的纱染色至这样的程度，即实际上不存在白色中央芯，并且甚至已使白色中央芯消失。
通过本发明的方法和设备，通过完全或基本上消除内部的白色芯，而实现了靛蓝对纱线的完全渗透，并因此消除由于洗涤所致的褪色而造成的织物老化。
直至现在，靛蓝不能彻底渗透纱线的原因之一仍然是其大分子：(靛蓝结构式)
靛蓝
然而，已知的是，靛蓝的合成是根据下列反应式通过两个3-吲哚氧基的氧化而得到的：
3-吲哚氧基 3-吲哚氧基 靛蓝
可以设想的是，3-吲哚氧基根据其酮互变结构进行反应。
通过本发明的方法，用3-吲哚氧基对待染色的纱进行浸渍，然后使3-吲哚氧基就地氧化以便得到靛蓝。
不希望被任何特定的理论束缚，假定3-吲哚氧基分子(比靛蓝分子更小)更深地渗透入纱线中，并且，由于就地使3-吲哚氧基氧化成靛蓝，所述靛蓝将在纱线的整个厚度上固着至纱线上，因此将没有白色芯。
根据本发明的对纺织物的染色方法，其为一种利用靛蓝对纺织物进行染色的方法，其特征在于，包含如下阶段：
a.通过使纱线通过预洗涤设备1而对其进行预洗涤，所述设备1包括有两个或若干个包含预洗涤液10，15的槽2；
b.通过使纱线通过由包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的槽35组成的染色设备30对其进行随后的染色，每一个槽均包含有3-吲哚氧基溶液，并且在从一个槽35至另一个槽的行程中，通过暴露至空气中纱线将发生氧化作用，使3-吲哚氧基转换成靛蓝，然后靛蓝通过浸渍而对纱线进行染色，暴露至空气中的氧化作用以这样的程度进行，即在从第一槽35至第八槽顺序的行程中，如果将第一槽和第二槽之间的氧化设定为值x，将顺序地得到下列值：
在第一槽和第二槽之间的氧化值＝x
在第二槽和第三槽之间的氧化值＝2x
在第三槽和第四槽之间的氧化值＝3x
在第四槽和第五槽之间的氧化值＝4x
在第五槽和第六槽之间的氧化值＝5x
在第六槽和第七槽之间的氧化值＝6x
在第七槽和第八槽之间的氧化值＝7x
在第八槽之后＝8x；
其中3-吲哚氧基溶液包含连二亚硫酸钠和氢氧化钠(NaOH)；
c.借助使纱线通过包含一系列槽41，42，43，44和45的洗涤和预干燥设备40而对其进行洗涤和预干燥，第一槽41包含水，槽42，43和44包含乙酸而槽45包含水，以致使，在最后槽中的pH值在6和7之间，并且在排出槽45时，通过使纱线在辊50之间通过而对其进行预干燥；
d.借助使纱线通过包含槽62的上浆设备60而对用靛蓝染料染色的纱线进行上浆，所述槽包含树脂掺混物，以便在纱线纤维上形成透明薄膜；
e.通过使纱线通过包含辊71的干燥设备70而对其进行干燥；
f.通过将纱线绕至卷筒72上而收集经纱。
本发明还提供一种染色设备，其特征在于，所述设备包括：
a)预洗涤设备1；
b)染色设备30；
c)洗涤和预干燥设备40；
d)上浆设备60；
e)干燥设备70；
其中，染色设备30包括有：包含3-吲哚氧基浴的8个串联的槽35，一连串涉及各槽的辊31，32，33，34，36和37，以如下方式排列在各槽之间的辊36，即在第一和第二槽35之间有一个辊36，在第二和第三槽之间有两个辊36，在第三和第四槽之间有三个辊36，以此类推，直至第八个槽35为止，在该槽之后还有八个辊36，这种排列的辊36使纱线在空气中的暴露周期渐渐增加，以致使，以如下方式进行氧化，即如果将第一槽35和第二槽之间的氧化设定为值x，那么将顺序得到下列值：
在第一槽和第二槽之间的氧化值＝x
在第二槽和第三槽之间的氧化值＝2x
在第三槽和第四槽之间的氧化值＝3x
在第四槽和第五槽之间的氧化值＝4x
在第五槽和第六槽之间的氧化值＝5x
在第六槽和第七槽之间的氧化值＝6x
在第七槽和第八槽之间的氧化值＝7x
在第八槽之后＝8x。
通过本发明的方法，通过包括其它的操作而改善了利用靛蓝对纱线进行染色而进行的常规操作。改善不仅在槽阶段，而且在氧化和预浸碱化阶段，从而帮助了纱线的吸收和浸渍能力。
在本发明的氧化过程中，第一阶段包括：在该氧化过程开始时在起始染料浴中的十分迅速的曝光，然后在各个浴之后渐渐地增加曝光时间，以便帮助3-吲哚氧基渗透入纱线中并实现就地氧化。
然后，在洗涤和再次碱浸之前，在特定的温度和压力条件下对纱线进行汽蒸。
所述方法的第二阶段包括：在染色纱线周围形成绝缘，以便使之耐洗涤，然后备用。为取得这样的效果，纱线首先必须通过酸浴的顺序操作而使之中和。
然后，使纱线彻底干燥，靛蓝将永久地固着并将拥有所需的特性。如上所述，通过本领域已知的方法得到的纱线由白色即非染色的中央芯和浸有靛蓝染料的外部组成。借助本发明的方法，中央的芯被靛蓝彻底染色。
附图说明
为更好地理解本发明，参考下面的附图：
图1示出了在本发明方法中使用的预洗涤设备的草图；
图2示出了本发明方法中使用的3-吲哚氧基染色设备的草图；
图3示出了本发明方法中使用的洗涤和预干燥设备的草图；
图4示出了本发明方法中使用的上浆设备的草图；
图5示出了本发明干燥设备和经纱形成设备的草图。
具体实施方式
下面将顺序地参考图1-5对本发明的方法进行描述。根据本发明的方法，首先，通过使纱线F从输送辊向前输送而进行预洗阶段，在输送辊上纱线将通过预洗涤设备1，该设备包括有两个或若干个包含预洗涤液10，15的槽2。通过辊3和4将纱线导入包含预洗涤液的第一槽2中，然后，当离开该洗涤液时，纱线在两个挤压辊之间通过，以除去过量的液体，然后通过辊6的引导，纱线再次浸入预洗涤液中。在离开该浴时，纱线在两个挤压辊7之间通过。然后通过导向辊8和9的引导，纱线浸入包含在第二槽2中的预洗涤液15中。通过在两个挤压辊12之间，在导向辊11，然后在挤压辊13之间顺序的操作，按照与通过第一槽相同的过程，使纱线输送通过第二槽。
预洗涤液包含吸收产品如FINBIL(Bozzetto公司生产)(商品名)，该产品是脂肪醇磷酸酯的衍生物。其在水溶液中的使用浓度为5-8克/升。该预洗涤浴用来浸渍纱线，以便帮助随后3-吲哚氧基的渗透。
在该预洗涤阶段之后，纱线达到真正的染色阶段，所述染色阶段在图2所示的染色设备中进行。
染色设备30由包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的槽35组成。由预洗涤设备向前的纱线F被导向辊31引导进入包含在第一槽35中的染液中，绕辊32运行并离开该染浴，从而在第一槽35的第一挤压辊34之间运行，绕辊33运行并返回至第一槽中的染液中，绕第一槽的第二辊32运行，以便离开该染浴，在第一槽的第二组挤压辊3 4之间通过。然后纱线沿辊36通过。在第二组挤压辊34和辊36之间的路程期间，浸渍的纱线被氧化并形成对纱线染色的靛蓝。在运行通过辊36之后，纱线进入包含在第二槽中的染液中，在该槽中，借助该第二槽的辊31，32和34，按照与第一槽相同的过程。在排出第二槽时，纱线不再按照在排出第一槽时那样绕一个辊36运行，而是绕两个辊36和一个辊37运行，以致使，在离开第二槽时暴露至空气中的行程将是离开第一槽时的行程的两倍，因此氧化作用也将多两倍。在运行通过辊36和37之后，纱线进入第三槽等，直至纱线到达第八槽，而且在离开各槽时，纱线绕辊36运行。应指出的是，如图2所示，在第三和第四槽之间，有三个辊36，在第四槽和第五槽之间有四个辊36，以此类推，直至离开第八槽为止，在离开第八槽时有8个辊36。因此，从第一槽至第八槽的行程中曝光时间将渐渐增加，因此，如果将第一槽和第二槽之间的氧化过程设定为值x，结果顺序地将是：
在第一槽和第二槽之间的氧化值＝x
在第二槽和第三槽之间的氧化值＝2x
在第三槽和第四槽之间的氧化值＝3x
在第四槽和第五槽之间的氧化值＝4x
在第五槽和第六槽之间的氧化值＝5x
在第六槽和第七槽之间的氧化值＝6x
在第七槽和第八槽之间的氧化值＝7x
在第八槽之后＝8x
染浴包含3-吲哚氧基的水溶液，该水溶液包含6-8％重量的纯3-吲哚氧基。
根据纱线的种类和质量，其通过染浴的速度为20-60米/分。
由于3-吲哚氧基在空气中容易与氧发生反应，因此，在3-吲哚氧基溶液施加至纱线上之前，必须固定槽35中3-吲哚氧基浴的稳定性。这将通过向浴中添加连二亚硫酸钠(Na2S2O4)和氢氧化钠(NaOH)的还原混合物而实现。在浴和大气的界面处还原浴根据下面方程式与氧发生反应
Na2S2O4+2NaOH+1/2O2→H2O+2Na2SO3
必要时，如果在大气中的氧化周期太长的话，可以通过通风系统施加压缩空气循环。
在图2中示出的例子包含8个槽，但显而易见的是，可通过使用两组，三组或多组8个槽的组重复该操作二次、三次或多次，因此取得在纱线内更多的3-吲哚氧基渗透。
借助该染色方法，使纱线获得了浓烈、深靛蓝的着色。
在纱线染色之后，借助图3示出的设备40进行洗涤和预干燥。使纱线顺序地通过被辊46，47和48引导的槽41至45。槽41包含水，并将50％的乙酸CH3COOH引入槽42，43和44中，以致使槽42包含20立方厘米/1的比例，槽43包含10立方厘米/1的比例，而槽44包含5立方厘米/1的比例。槽45再次包含水，最终的pH在6和7之间，优选为6.7。
在离开槽45时，正如从图3可以看出，通过绕辊50运行，而使纱线预干燥。
在对纱线洗涤和预干燥之后，用靛蓝染料对纱线进行上浆，从而增加随后借助使纱线通过上浆设备6 0而制得的织物的耐洗涤牢度和耐磨擦牢度，如图4所示。纱线通过包含树脂63掺混物的槽62，并借助导向辊64和挤压辊61引导通过该槽。
树脂掺混物的组成如下：
10-50克/升聚烷基胺季铵盐
10-50克/升氟代烃树脂
10-200克/升丙烯酸树脂
1-20克/升自动催化的聚硅氧烷
10-200克/升聚氨酯树脂
在所述的上浆操作中，在纱线纤维上形成透明薄膜，该薄膜使靛蓝固着至纱线上，借此增加了纱线的耐洗涤牢度。
在上浆阶段之后，借助示于图5中的设备70，通过使纱线绕辊71运行而对纱线进行干燥。所述干燥是在150-180℃之间进行的。
然后，将经纱绕在辊72上。
根据本发明的方法可利用各种纱，如棉，棉和尼龙，棉和聚酯等来进行。
利用本发明方法的方法和设备是优选的实施方案。应指出的是，还可以进行各种改进，还应理解的是，这些改进也在下面权利要求的范围之内。
Claims (16)
1.一种利用靛蓝对纺织物进行染色的方法，其特征在于，包含如下阶段：
a.通过使纱线通过预洗涤设备(1)而对其进行预洗涤，所述设备(1)包括有两个或若干个包含预洗涤液(10，15)的预洗涤槽(2)；
b.通过使纱线通过由包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的染色槽(35)组成的染色设备(30)对其进行随后的染色，每一个槽均包含有3-吲哚氧基溶液，并且在从一个染色槽至另一个染色槽的行程中，通过暴露至空气中纱线将发生氧化作用，使3-吲哚氧基转换成靛蓝，然后靛蓝通过浸渍而对纱线进行染色，暴露至空气中的氧化作用以这样的程度进行，即在从第一染色槽至第八染色槽顺序的行程中，如果将第一染色槽和第二染色槽之间的氧化设定为值x，将顺序地得到下列值：
在第一染色槽和第二染色槽之间的氧化值＝x
在第二染色槽和第三染色槽之间的氧化值＝2x
在第三染色槽和第四染色槽之间的氧化值＝3x
在第四染色槽和第五染色槽之间的氧化值＝4x
在第五染色槽和第六染色槽之间的氧化值＝5x
在第六染色槽和第七染色槽之间的氧化值＝6x
在第七染色槽和第八染色槽之间的氧化值＝7x
在第八染色槽之后＝8x；
其中3-吲哚氧基溶液包含连二亚硫酸钠和氢氧化钠；
c.借助使纱线通过包含一系列洗涤和预干燥槽(41，42，43，44和45)的洗涤和预干燥设备(40)而对其进行洗涤和预干燥，其中一系列洗涤和预干燥槽包含第一洗涤和预干燥槽(41)，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)，以及最后洗涤和预干燥槽(45)，其中第一洗涤和预干燥槽(41)包含水，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)包含乙酸而最后洗涤和预干燥槽(45)包含水，以致使，在最后槽中的pH值在6和7之间，并且在排出最后洗涤和预干燥槽(45)时，通过使纱线在辊(50)之间通过而对其进行预干燥；
d.借助使纱线通过包含上浆槽(62)的上浆设备(60)而对用靛蓝染料染色的纱线进行上浆，所述槽包含树脂掺混物，以便在纱线纤维上形成透明薄膜；
e.通过使纱线通过包含辊(71)的干燥设备(70)而对其进行干燥；
f.通过将纱线绕至卷筒(72)上而收集经纱。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在阶段a)期间，使用包含脂肪醇磷酸酯衍生物的预洗涤液。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在阶段a)期间，使用包含FIMBIL AS的预洗涤液。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，染色槽(35)中的染液由6-8％重量纯3-吲哚氧基的水溶液组成。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在阶段c)中，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)包含第一中间槽(42)、第二中间槽(43)、第三中间槽(44)，通过将20立方厘米/150％的乙酸添加至第一中间槽(42)中而得到第一中间槽(42)中的乙酸溶液，通过将10立方厘米/150％的乙酸添加至第二中间槽(43)中而得到第二中间槽(43)中的乙酸溶液，并且，通过将5立方厘米/150％的乙酸添加至槽第三中间(44)中而得到第三中间槽(44)中的乙酸溶液。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，在阶段d)期间的树脂掺混物包含如下物质的混合物：
10-50克/升聚烷基胺季铵盐
10-50克/升氟代烃树脂
10-200克/升丙烯酸树脂
1-20克/升自动催化的聚硅氧烷
10-200克/升聚氨酯树脂。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过使用16个或24个染色槽(35)而不是8个染色槽，使阶段b)重复若干次。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，纱线以20-60米/分的速度通过染液。
9.一种使用根据权利要求1染色方法的设备，其特征在于，所述设备包括：
a)预洗涤设备(1)；
b)染色设备(30)；
c)洗涤和预干燥设备(40)；
d)上浆设备(60)；
e)干燥设备(70)；
其中，染色设备(30)包括有：包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的染色槽(35)，一连串涉及各染色槽的辊(31，32，33，34，36和37)，其中一连串的辊包含两个染色槽之间的辊，以如下方式排列在各染色槽之间的辊，即在第一和第二染色槽之间有一个辊，在第二和第三染色槽之间有两个辊，在第三和第四染色槽之间有三个辊，以此类推，直至第八个染色槽为止，在该染色槽之后还有八个辊(36)，这种排列的辊使纱线在空气中的暴露周期渐渐增加，以致使，以如下方式进行氧化，即如果将第一染色槽和第二染色槽之间的氧化设定为值x，那么将顺序得到下列值：
在第一染色槽和第二染色槽之间的氧化值＝x
在第二染色槽和第三染色槽之间的氧化值＝2x
在第三染色槽和第四染色槽之间的氧化值＝3x
在第四染色槽和第五染色槽之间的氧化值＝4x
在第五染色槽和第六染色槽之间的氧化值＝5x
在第六染色槽和第七染色槽之间的氧化值＝6x
在第七染色槽和第八染色槽之间的氧化值＝7x
在第八染色槽之后＝8x。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于，预洗涤设备包含：
两个或若干个包含预洗涤液(10，15)的预洗涤槽(2)，将纱线引入预洗涤液(10)中的第一导向辊(3)，将纱线在第一两个挤压辊(5)之间导引的第二导向辊(4)，所述挤压辊将纱线引导至第三导向辊(6)，萃取过量液体的第二两个挤压辊(7)，将纱线引入第二槽(2)中洗涤液(15)中的第四导向辊(8)，将纱线引导至第三两个挤压辊(12)的第五导向辊(9)，使纱线再次进入预洗涤液(15)中的第六导向辊(11)以及在纱线排出第二槽(2)时使其干燥的第四两个挤压辊(13)。
11.根据权利要求9的设备，其特征在于，洗涤和预干燥设备(40)包含：一连串洗涤和预干燥槽(41，42，43，44和45)和与涉及各槽的辊(46，47和48)，其中一连串洗涤和预干燥槽包含第一洗涤和预干燥槽(41)，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)，以及最后洗涤和预干燥槽(45)，其中第一洗涤和预干燥槽(41)包含水，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)包含乙酸而最后洗涤和预干燥槽(45)包含水，以致使，在最后槽中的pH值在6和7之间，并且在排出最后洗涤和预干燥槽(45)时，有一连串对纱线进行干燥的染色辊(50)。
12.根据权利要求9的设备，其特征在于，上浆设备(60)包含：含树脂掺混物的上浆槽(62)。
13.根据权利要求9的设备，其特征在于，在通过使纱线通过预洗涤设备(1)而对其进行预洗涤过程中，所述设备(1)包括有两个或若干个包含预洗涤液(10，15)的预洗涤槽(2)。
14.根据权利要求9的设备，其特征在于，染色槽(35)含有染液，所述的染液包含：含6-8％重量纯3-吲哚氧基的3-吲哚氧基的水溶液。
15.根据权利要求11的设备，其特征在于，在借助使纱线通过包含一系列洗涤和预干燥槽(41，42，43，44和45)的洗涤和预干燥设备(40)而对其进行洗涤和预干燥阶段中，其中一系列洗涤和预干燥槽包含第一洗涤和预干燥槽(41)，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)，以及最后洗涤和预干燥槽(45)，其中第一洗涤和预干燥槽(41)包含水，中间洗涤和预干燥槽(42，43和44)包含乙酸而最后洗涤和预干燥槽(45)包含水，以致使，在最后槽中的pH值在6和7之间，并且在排出最后洗涤和预干燥槽(45)时，通过使纱线在辊(50)之间通过而对其进行预干燥；其中通过将20立方厘米/150％的乙酸添加至第一中间洗涤和预干燥槽(42)中而得到第一中间洗涤和预干燥槽(42)中的乙酸溶液，通过将10立方厘米/150％的乙酸添加至第二中间洗涤和预干燥槽(43)中而得到第二中间洗涤和预干燥槽(43)中的乙酸溶液，并且，通过将5立方厘米/150％的乙酸添加至第三中间洗涤和预干燥槽(44)中而得到第三中间洗涤和预干燥槽(44)中的乙酸溶液。
16.根据权利要求9的设备，其特征在于，通过使用16个或24个染色槽(35)而不是8个染色槽，可以使以下阶段重复若干次：
通过使纱线通过由包含3-吲哚氧基溶液的8个串联的染色槽(35)组成的染色设备(30)对其进行随后的染色，每一个槽均包含有3-吲哚氧基溶液，并且在从一个染色槽至另一个槽的行程中，通过暴露至空气中纱线将发生氧化作用，使3-吲哚氧基转换成靛蓝，然后靛蓝通过浸渍而对纱线进行染色，暴露至空气中的氧化作用以这样的程度进行，即在从第一染色槽至第八槽顺序的行程中，如果将第一染色槽和第二染色槽之间的氧化设定为值x，将顺序地得到下列值：
在第一染色槽和第二染色槽之间的氧化值＝x
在第二染色槽和第三染色槽之间的氧化值＝2x
在第三染色槽和第四染色槽之间的氧化值＝3x
在第四染色槽和第五染色槽之间的氧化值＝4x
在第五染色槽和第六染色槽之间的氧化值＝5x
在第六染色槽和第七染色槽之间的氧化值＝6x
在第七染色槽和第八染色槽之间的氧化值＝7x
在第八染色槽之后＝8x。
其中3-吲哚氧基溶液包含连二亚硫酸钠和氢氧化钠。
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