DE60107671T2

DE60107671T2 - Verfahren zur behandlung von textilien, welche hochvernetzte acrylpolymere enthalten vor der färbung; verfahren zur färbung von textilien; vor der färbung behandeltes textilprodukt; sowie textilprodukt

Info

Publication number: DE60107671T2
Application number: DE60107671T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Shiotani; Takamasa Sakamoto; Takeshi Ogino
Original assignee: SAKAREN CO Ltd KYOTO; Mizuno Corp; Sakaren Co Ltd
Current assignee: SAKAREN CO Ltd KYOTO; Mizuno Corp; Sakaren Co Ltd
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: CN1230587C; DE60107671D1; CN1392910A; WO2002022942A1; US20020059683A1; CA2393241A1; JPWO2002022942A1; JP4209671B2; EP1277877B1; TW539788B; US6695889B2; CA2393241C; EP1277877A1; EP1277877A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorfärbebehandlungsverfahren und ein Färbeverfahren für Faserprodukte, die hochvernetzte Polyacrylfasern aufweisen. Diese Erfindung betrifft auch ein vorbehandeltes Faserprodukt und ein Faserprodukt, die durch diese Verfahren erhalten wurden.
Kürzlich wurde eine Anzahl von Funktionswaren mit Sauberkeit und Behaglichkeit entwickelt. Unter ihnen wird einem Faserprodukt, in das hochvernetzte Polyacrylfasern gemischt sind, um antibakterielle und desodorierende Eigenschaften zu verleihen (z. B. US-Patente Nr. 5 853 879 und Nr. 5 292 822), besondere Aufmerksamkeit gewidmet.
Die hochvernetzte Polyacrylfaser hat eine besondere chemische Struktur, die ein Carboxylat enthält. Da diese chemische Struktur eine pH-Pufferkapazität und solche Funktionen wie antibakterielle und desodorierende Eigenschaften bereitstellen kann, wird erwartet, dass ein Faserprodukt, das diese Art Fasern enthält, in breiteren Anwendungen dienlich sein kann. Die pH-Kontrollkapazität macht jedoch gleichzeitig das Färben derartiger Faserprodukte äußerst schwierig. Daher wurden diese Faserprodukte auf die folgenden Arten gefärbt.

(1) Säure oder Alkali wird vorab zu einer Farbstofflösung in einer ausreichenden Menge zugegeben, um die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser zu hemmen. Dann wird ein zu färbender Gegenstand in die mit Säure oder Alkali versetzte Farbstofflösung eingetaucht und darin gefärbt.
(2) Säure oder Alkali wird gleichzeitig mit der Färbebehandlung eines Faserprodukts, das hochvernetzte Polyacrylfasern aufweist, in passender Weise portionsweise zu einer Farbstofflösung zugegeben. Während die Säure oder das Alkali die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfasern unterdrückt, können andere in das Faserprodukt eingemischte Fasern gefärbt werden.

In dem Verfahren (1) sollte die Menge an Säure oder Alkali jedesmal, wenn sich die Färbebedingungen ändern (z. B. die Art von gemischten Fasern, das Mischungsverhältnis, die Art der Farbstoffe, die Farbstoff-Konzentration, das Flotten-Verhältnis), angepaßt werden. Eventuell sind die Farbstofflösungen instabil und bewirken Färbeflecken. Der Farbton der sich ergebenden Produkte ist instabil, schlecht reproduzierbar und von einer Färbepartie zur anderen stark unterschiedlich.
Die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser ist in Abhängigkeit von der Art von Fasern, die mit der hochvernetzten Polyacrylfaser zu mischen sind, variabel. Daher ist es in dem Verfahren (2) schwierig, Säure oder Alkali passend portionsweise zuzugeben, und daher schwierig, den pH zu kontrollieren. Das Verfahren (2) führt in ähnlicher Weise zu Färbeflecken und offensichtlicher Farbton-Ungleichmäßigkeit, weshalb es für eine kommerzielle Produktion ungeeignet ist.
Wie oben beschrieben ist es äußerst schwierig, ein Faserprodukt, das hochvernetzte Polyacrylfasern aufweist, zu färben. Im Lichte dieses Themas wird die vorliegende Erfindung durch intensive Forschungen, um ein Färbeverfahren zu finden, das ein gewünschtes gefärbtes Produkt einfach und konstant liefern kann, erzielt.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Vorfärbebehandlungsverfahren für Faserprodukte, wie Garne, Webwaren und Strickwaren, die hochvernetzte Polyacrylfasern aufweisen. Dieses Verfahren umfaßt einen Vorbehandlungsschritt des Eintauchens des Faserprodukts in eine saure Lösung und des Behandelns des Faserprodukts bei einer hohen Temperatur und einem erhöhten Druck. Der Vorbehandlungsschritt wird bevorzugt bei einer hohen Temperatur im Bereich von 105 bis 140° C und bei einem erhöhten Druck im Bereich von 1,5 bis 2 atm durchgeführt. Das Vorfärbebehandlungsverfahren kann außerdem den Schritt des Waschens des vorbehandelten Faserprodukts mit Wasser und den Schritt des Trocknens des gewaschenen Faserprodukts aufweisen.
Ein vorbehandeltes Faserprodukt der vorliegenden Erfindung wird durch das Vorfärbebehandlungsverfahren, wie oben erwähnt, erhalten.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Färbeverfahren für Faserprodukte, die hochvernetzte Polyacrylfasern aufweisen. Diese Färbeverfahren umfaßt die Schritte des Durchführens des oben erwähnten Vorfärbebehandlungsverfahrens und danach des konventionell Färbens der mit den hochvernetzten Polyacrylfasern gemischten Fasern.
Ein Faserprodukt der vorliegenden Erfindung wird durch das obige Färbeverfahren erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfasern während der Färbebehandlung unterdrückt. In der Zwischenzeit können die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern gemischten Fasern in einem stabilen Farbton gefärbt werden. Es sollte beachtet werden, dass bei den hochvernetzten Polyacrylfasern ihre pH-Pufferkapazität zeitweilig unterdrückt wird, d. h. nur während der Färbebehandlung. Nach der Färbebehandlung erholt sich die unterdrückte pH-Pufferkapazität rechtzeitig für die Endbehandlung des Faserprodukts. Als ein Ergebnis ist das fertige Faserprodukt ein in einem stabilen Farbton gefärbtes Produkt hoher Qualität und zeigt die Eigenschaften, die von den hochvernetzten Polyacrylfasern stammen, wie Feuchtigkeitabsorptionsvermögen, antibakterielle Eigenschaften und desodorierende Eigenschaften. Bei der hohen Funktionalität und der ausgezeichneten Freiheit im Design kann das Faserprodukt in weitem Umfang bei Bekleidungsanwendungen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird hierin im folgenden detailliert beschrieben.
Zu Faserprodukten, wie sie in dieser Erfindung bezeichnet werden, gehören Garne, Garnkombinationen, Webwaren aus Garnkombinationen, Wirkwaren und ungewebter Stoff, in denen jeweils hochvernetzte Polyacrylfasern mit einer oder mehreren Arten von Fasern, die ausgewählt sind aus synthetischen Fasern wie Polyesterfasern, Polyamidfasern und Polyacrylfasern, Regeneratcellulosefasern einschließlich Naßcellulosefasern (z. B. Rayon, Cuprofasern und Polynosic-Fasern) und Trockencellulosefasern (z. B. Tencel, Lyocell); Baumwolle, Hanf, Wolle und Seide, mischversponnen oder gemischt sind.
Diese Faserprodukte werden beispielsweise in Unterwäsche, Socken, Handschuhen, Schals, und auch in Sportkleidung, Herrenbekleidung, Produkten im Zusammenhang mit Nachtwäsche und Bettwäsche (z. B. Pyjamas, Futonbezüge, Bettbezüge, Handtücher, Bettlaken, Kissenbezüge), Vorhängen, Sitzbezügen, Autositzbezügen, Polsterbezügen, Produkten im Zusammenhang mit architektonischer Ausschmückung, Schuh-Innensohlen und Schuhfutter verwendet.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet die hochvernetzte Polyacrylfaser eine Faser, die aus einer Acrylfaser durch teilweises Hydrolysieren ihrer Nitrilgruppe, um eine Amidogruppe und eine Carbonsäure-Gruppe zu erzeugen, die wiederum, beispielsweise mit Hydrazinen, teilweise vernetzt werden, hergestellt wurde. Nach der Vernetzungsbehandlung mit Hydrazinen erhöht sich der Stickstoffgehalt normalerweise um 1,0 – 10,0 Gew.%. Die Carbonsäure-Gruppe wird in einer Menge von 1,0 – 5,0 mmol/g eingeführt, während die Amidogruppe in den verbleibenden Anteil eingeführt wird. Diese Faser hat eine pH-Pufferkapazität, um den pH konstant zwischen 7,5 und 8,0 zu halten und besitzt auch Feuchtigkeitsabsorptionsvermögen, antibakterielle Eigenschaften, desodorierende Eigenschaften und dergleichen.
Der Vorbehandlungsschritt weist bevorzugt die Schritte auf des Herstellens einer Behandlungslösung für die hochvernetzte Polyacrylfaser mit einer Säurekonzentration von 0,02 – 0,06 mol/l, des Eintauchens eines Faserprodukts in die Behandlungslösung und des Behandelns des Faserprodukts in der Behandlungslösung, bevorzugt bei 105° C – 140° C, und bevorzugt unter 1,5 – 2 atm, für eine Dauer von 10 – 80 Minuten.
Bei diesem Vorbehandlungsschritt umfassen Säuren für die Behandlungslösung übliche anorganische Säuren und organische Säuren, bevorzugt organische Säuren mit einer hohen Pufferkapazität. Zu typischen Beispielen der organischen Säuren gehören Essigsäure, Zitronensäure und Äpfelsäure. Insbesondere Essigsäure ist erwünscht hinsichtlich Kosten und Verarbeitbarkeit.
Die Säurekonzentration der Behandlungslösung liegt bevorzugt in dem Bereich von 0,02 mol/l – 0,06 mol/l. Bei einer Konzentration von niedriger als 0,02 mol/l können Na-Ionen in der endständigen Carboxylgruppe nicht ausreichend durch Wasserstoff substituiert werden. Andererseits verbessert sich die Wirkung nicht mehr, wenn die Konzentration 0,06 mol/l überschreitet.
Während des Vorbehandlungsschritts wird die Temperatur der Behandlungslösung bevorzugt auf zwischen 105 – 140° C, bevorzugter zwischen 135 – 140° C, eingestellt. Wenn die Temperatur niedriger als 105° C ist, können Na-Ionen in der endständigen Carboxylgruppe der hochvernetzten Polyacrylfaser nicht ausreichend durch Wasserstoff substituiert werden. Andererseits bewirkt eine Temperatur über 140° C eine Verschlechterung der hochvernetzten Polyacrylfaser, die gelb werden oder hart werden kann.
Außerdem liegt bei dem Vorbehandlungsschritt der auf die Behandlungslösung ausgeübte Druck bevorzugt in dem Bereich von 1,5 atm – 2 atm. Bei einem Druck unter 1,5 atm können Na-Ionen in der endständigen Carboxylgruppe der hochvernetzten Polyacrylfaser nicht ausreichend durch Wasserstoff substituiert werden. Dennoch verbessert sich das Ergebnis nicht mehr, selbst wenn der Druck auf über 2 atm erhöht wird.
Die Behandlungszeit in dem Vorbehandlungsschritt kann bevorzugt auf zwischen 10 Minuten und 80 Minuten festgelegt werden. Bei weniger als 10 Minuten kann das endständige Carboxylat in der hochvernetzten Polyacrylfaser nicht in einer zufriedenstellenden und gleichmäßigen Weise durch Wasserstoff substituiert werden. Andererseits ist es eine Zeitverschwendung, die Behandlung über 80 Minuten hinaus, die Zeit, zu der die Substitutionsreaktion am Ende beendet ist, fortzusetzen.
Dem oben erwähnten Vorbehandlungsschritt folgt der Wasch-Schritt des Waschens des vorbehandelten Faserprodukts mit Wasser. Das Waschverfahren ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, sofern es in der Lage ist, die Säure wegzuwaschen, die sich während des Vorbehandlungsschritts auf den Fasern, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern gemischt sind, abgeschieden hat. Beispielsweise kann das Faserprodukt in einem Wasserbad tauchgewaschen werden oder mit Spritzwasser gewaschen werden, während es unter eine Dusche transportiert wird.
Dem Wasch-Schritt folgt der Trocknungs-Schritt des Trocknens des gewaschenen Faserprodukts. Das Trocknungsverfahren ist gleichermaßen nicht in besonderer Weise eingeschränkt, sofern es in der Lage ist, das Faserprodukt, das in dem Wasch-Schritt naß wurde, zu trocknen. Das Trocknungsverfahren umfaßt Heißlufttrocknung, Wärmetrocknung, Solartrocknung und Lufttrocknung, um einige wenige zu nennen.
Das vorbehandelte Faserprodukt umfaßt jedes Produkt, das nach dem Vorbehandlungsschritt, dem Wasch-Schritt oder dem Trocknungs-Schritt erhalten wurde.
Es ist jedoch wichtig, festzustellen, dass das vorbehandelte Faserprodukt sofort nach dem Vorbehandlungs-Schritt gefärbt werden sollte. Ansonsten verschlechtert die Säure, die auf dem vorbehandelten Faserprodukt abgeschieden bleibt, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern gemischten Fasern. Wenn das vorbehandelte Faserprodukt den Wasch-Schritt durchgemacht hat, wo die abgeschiedene Säure abgewaschen wird, ist es nicht notwendig, das vorbehandelte Faserprodukt augenblicklich zu färben. Dennoch sollte das gewaschene Faserprodukt, noch im nassen Zustand, nicht für eine lange Zeit liegen gelassen werden, um die Entwicklung von Schimmel zu vermeiden. Aus diesen Gründen ist es bevorzugt, wenn das Faserprodukt zu einer anderen Fabrik versandt wird oder vor der Färbebehandlung eine Zeit lang liegen gelassen wird, das vorbehandelte Faserprodukt dem Trocknungs-Schritt zu unterziehen.
Jedes der obigen vorbehandelten Faserprodukte kann in einer konventionellen Weise, wie sie auf die Fasern, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern in dem vorbehandelten Faserprodukt gemischt sind, angewendet wird, gefärbt werden.
In einem konventionellen Färbeverfahren kann von üblichen Farbstoffen und Hilfsstoffen, die für die gemischten Fasern verwendet wurden, Gebrauch gemacht werden, völlig unabhängig von der Anwesenheit der hochvernetzten Polyacrylfasern. Beispielhafte Färbeverfahren sind Tauchfärben (Beständigkeitsgarnfärben (resisted yarn dyeing), Färben von Kreuzspulen, Färben von Wirkwaren, Färben von Webwaren, Produktfärbung), Durchlauffärben, Drucken und Transferdruck.
Für Durchlauffärben, Drucken und Transferdruck ist es wünschenswert, das vorbehandelte Faserprodukt, das nach dem Trocknungsschritt erhalten wird, zu verwenden, so dass die darauf abgeschiedene Säure und Feuchtigkeit die Färbebehandlung nicht stören können. Im Gegensatz dazu ist es im Falle des Tauchfärbens kein Nachteil, das vorbehandelte Faserprodukt nach dem Vorbehandlungsschritt oder dem Wasch-Schritt zu verwenden, weil vor der Färbebehandlung üblicherweise die Seifungsbehandlung ausgeführt wird. Als ein Beispiel führt die Tabelle in 1 allgemeine Färbebedingungen beim Tauchfärben auf der Basis der Art von Fasern, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern in dem vorbehandelten Faserprodukt gemischt sind, auf.
Wie oben beschrieben kann das vorbehandelte Faserprodukt in einer konventionellen Weise, die für die Fasern verwendet wird, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern in dem vorbehandelten Faserprodukt gemischt sind, gleichmäßig und stabil gefärbt werden.
Bei jedem der obigen traditionellen Färbeverfahren versteht es sich, dass es die Seifungsbehandlung vor dem Färben und die Nachbehandlung nach dem Färben beinhaltet.
Die Seifungsbehandlung kann entweder mit einer Wasserstoff-Bleiche oder mit einer Chlor-Bleiche, je nach Art der gemischten Fasern, kombiniert werden. Bei einer Seifungsbehandlung gehen beispielsweise das Seifen und die Wasserstoff-Bleiche der Färbebehandlung voraus. In einem anderen Fall können die Seifungsbehandlung und die Färbebehandlung mehrere Male wiederholt werden (z. B. in der Reihenfolge Seifen, Färben, Wasserstoff-Bleiche und Färben). In manchen Fällen kann die Seifungsbehandlung ganz weggelassen werden.
Die Nachfärbebehandlung wird durchgeführt, um den unverbrauchten Farbstoff auf der Oberfläche des Faserprodukts zu entfernen. Die Nachfärbebehandlung wird entsprechend der Art von gemischten Fasern festgelegt, weit sie auf verschiedene Arten gefärbt wurden. Um einige Beispiele zu geben, Reduktionsreinigung ist geeignet, wenn Polyesterfasern oder kationische färbbare Polyesterfasern gemischt werden. Neutralisation und Seifung werden kombiniert, wenn Cellulosefasern oder Polyester/Cellulosefasern gemischt werden. Wenn der unverbrauchte Farbstoff entfernt ist, wird das Faserprodukt mit Behandlungen wie Fixierung, Weichmachungsausrüstung und Trocknung, wie erforderlich, fertiggestellt.
In dem sich ergebenden Faserprodukt ist die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser während der Färbebehandlung eingeschränkt. Bemerkenswerterweise dauert diese Wirkung nur zeitweilig und nicht dauerhaft. Daher werden die inhärenten Eigenschaften der hochvernetzten Polyacrylfaser während der Färbebehandlung unterdrückt, aber im Laufe der Nachfärbebehandlung und dergleichen nach dem Färben zurückgewonnen. Als eine Folge ist das fertige Faserprodukt fest gefärbt, ohne das Feuchtigkeits-Absorptionsvermögen, die antibakteriellen Eigenschaften, die desodorierenden Eigen schaften und andere Qualitäten, die der hochvernetzten Polyacrylfaser zuzuschreiben sind, zu opfern.
1 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für konventionelle Färbebedingungen für Tauchfärben auf der Basis der Art von Fasern, die mit den hochvernetzten Polyacrylfasern in dem vorbehandelten Faserprodukt gemischt sind, zeigt.
2 ist eine Tabelle, die Meßergebnisse von pH-Schwankungen in Vorbehandlungslösungen, die unter verschiedenen Bedingungen bei der Vorfärbebehandlung verwendet wurden, zeigt.
3 ist eine Tabelle, die Meßergebnisse von pH-Schwankungen in Farbstofflösungen, die in der Färbebehandlung unter verschiedenen Bedingungen verwendet wurden, zeigt.
4 ist eine Tabelle, die Ergebnisse der Reproduzierbarkeitsprüfung und der Gleichmäßigkeitsprüfung nach der Färbebehandlung unter verschiedenen Bedingungen zeigt.
5 ist eine Tabelle, die Meßergebnisse von pH-Schwankungen in Farbstofflösungen sowie Ergebnisse der Reproduzierbarkeitsprüfung und der Gleichmäßigkeitsprüfung in dem Fall, in dem der zu färbende Gegenstand nicht mit Essigsäure vorbehandelt wird, zeigt.
6 ist eine Tabelle, die pH-Meßergebnisse, die zu Rate gezogen werden können, um den Grad der Wiedergewinnung der pH-Pufferkapazität nachzuprüfen, in Verbindung mit dem Vorliegen oder Fehlen der Reduktionsbehandlung nach dem Färben zeigt.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Nun wird die vorliegende Erfindung mittels Beispielen genauer beschrieben.
Unter Verwendung einer Wirkmaschine (22G × 30"⌀) wurden Einzelgarne (Garnzahl 30), die durch gleichmäßiges Mischverspinnen der hochvernetzten Polyacrylfaser (15%) und eines Polyesters (85%) erhalten wurden, verwoben, um eine Rolle Wirkware, die etwa 10 kg, 220 g/m² wog, herzustellen. Diese Wirkware wurde in eine Spritzfärbemaschine eingetaucht, bei 90° C gespült und mit Wasser gewaschen. Danach wurde die Ware in einem Trockner getrocknet, um einen zu färbenden Gegenstand zu ergeben.
Vorfärbebehandlung
Essigsäure-Behandlungslösungen wurden in neun Konzentrationsstufen hergestellt: 0,0057 mol/l, 0,0113 mol/l, 0,0227 mol/l, 0,0340 mol/l, 0,0453 mol/l, 0,0567 mol/l, 0,0680 mol/l, 0,0907 mol/l und 0,1133 mol/l.
In einem Färbetestgerät (MINI-COLOR, hergestellt von TEXAM CO., LTD.) wurde der zu färbende Gegenstand (10 g) in jede der Essigsäure-Behandlungslösungen bei einem Flotten-Verhältnis von 1:20 gebracht. Nach 10 Minuten Eintauchen wurde jede Behandlungslösung über eine Zeitdauer von 20 Minuten auf 60° C erhitzt, bei welcher Temperatur die Behandlung 30 Minuten lang fortgesetzt wurde. Danach wurde jeder zu färbende Gegenstand aus dem Färbetestgerät herausgenommen und mit Wasser gewaschen. So wurde ein vorbehandelter, zu färbender Gegenstand erhalten, der der Vorfärbebehandlung mit Essigsäure unterzogen worden war.
Im Laufe dieses Verfahrens wurde der pH der Behandlungslösung jeder Essigsäure-Konzentration im Ausgangsbad, in dem Bad 10 Minuten nach Eintauchen des zu färbenden Gegenstands, und in dem Fertigstellungsbad gemessen.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle in 2 angegeben.
Zusätzlich wurden ähnliche vorbehandelte zu färbende Gegenstände mittels der obigen Vorfärbebehandlung erhalten, mit der Ausnahme, dass die Behandlungstemperatur in 100° C und 130° C geändert wurde. Der pH der Behandlungslösung jeder Essigsäure-Konzentration wurde in dem Ausgangsbad, in dem Bad 10 Minuten nach Eintauchen des Gegenstands und in dem Fertigstellungsbad gemessen.
Im Falle der Behandlung bei 100° C wurde die Behandlungslösung zuerst über einen Zeitraum von 30 Minuten auf 100° C aufgeheizt. Dann wurde jeder zu färbende Gegenstand darin 30 Minuten lang bei 100° C behandelt. Schließlich wurde die Behandlungslösung zur Messung des pH in dem Fertigstellungsbad auf 80° C abgekühlt.
Für die Behandlung bei 130° C wurde die Behandlungslösung zuerst über einen Zeitraum von 50 Minuten auf 130° C aufgeheizt. Dann wurde jeder zu färbende Gegenstand darin 30 Minuten lang bei 130° C behandelt. Schließlich wurde die Behandlungslösung zur Messung des pH in dem Fertigstellungsbad auf 80° C abgekühlt.
Die Messergebnisse sind in der Tabelle in 2 angegeben.
Färbebehandlung
Jeder der vorbehandelten zu färbenden Gegenstände und eine Farbstofflösung für Polyesterfasern wurden in ein Färbetestgerät (MINI-COLOR, hergestellt von TEXAM CO., LTD.) bei einem Flotten-Verhältnis von 1:20 eingespeist. Der vorbehandelte Gegenstand wurde 10 Minuten lang in der Farbstofflösung eingeweicht. Dann wurde die Farbstofflösung über einen Zeitraum von 50 Minuten auf 135° C erhitzt, bei welcher Temperatur die Färbebehandlung 30 Minuten lang bewirkt wurde. Danach wurde die Farbstofflösung langsam abgekühlt und der Gegenstand wurde sorgfältig mit Wasser gewaschen.
Entsprechend der Essigsäure-Konzentration, die für die Vorfärbebehandlung vorgeschrieben war, wurde der pH jeder Farbstofflösung in dem Ausgangsbad, in dem Bad 10 Minuten nach Eintauchen der vorbehandelten zu färbenden Gegenstände und in dem Fertigstellungsbad, in dem die Lösung nach Beendigung des Färbens auf 50° C abgekühlt wurde, gemessen.
Nach der Färbebehandlung wurde der gefärbte Gegenstand in das Färbetestgerät (MINI-COLOR, hergestellt von TEXAM CO., LTD.) gebracht und in eine Reduktionsbehandlungslösung bei einem Flotten-Verhältnis von 1:20 eingetaucht. Nach 10 Minuten Eintauchen wurde die Reduktionsbehandlungslösung in 10 Minuten auf 80° C erhitzt, um die Reduktionsbehandlung zu bewirken. Nach der Reduktionsbehandlung wurde der gefärbte Gegenstand in das Färbetestgerät (MINI-COLOR, hergestellt von TEXAM CO., LTD.) gebracht und in eine Weichmachungs-Behandlungslösung bei einem Flotten-Verhältnis von 1:20 eingetaucht. Nach 10 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur wurde eine Reihe von Färbeschritten mit Zentrifugalextraktion und Heißlufttrocknung beendet.
Für jede Vorbehandlungslösung, die hinsichtlich der Essigsäure-Konzentration unterschiedlich war, wurde die oben beschriebene Färbebehandlung wiederholt, um fünf vorbehandelte Gegenstände zu färben. Die gefärbten Gegenstände wurden visuell hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit der Färbung geprüft und in vier Gütegrade eingeteilt (hervorragend, gut, mittelmäßig und schlecht).
Für die Farbstofflösung wurde ein grauer Dispersionsfarbstoff hergestellt durch Mischen von 0,014% owf (on weight of fiber, auf der Basis des Fasergewichts) blauem Dispersionsfarbstoff (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 0,0044% owf rotem Dispersionsfarbstoff (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und 0,003% owf gelbem Dispersionsfarbstoff (hergestellt von Mitsubishi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha). Davon abgesehen wurde ein Lösungsgemisch von einem Liter hergestellt durch Zugeben von 1 g/l ows (on weight of substrate, auf der Basis des Substratgewichts) Dispergiermittel (IONET R-1, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.) und 0,00453 mol/l Essigsäure. Die Farbstofflösung wurde erhalten durch Einspeisen des grauen Dispersionsfarbstoffs und 200 cc des Lösungsgemischs in das Färbetestgerät.
Als die Reduktionsbehandlungslösung wurde ein Lösungsgemisch von einem Liter hergestellt durch Zugeben von 2 g Natriumhydroxid, 2 g Hydrosulfit und 1 g Aktivator (Detergens). Bei Gebrauch wurden 200 cc dieses Lösungsgemischs in das Färbetestgerät eingespeist. Für die Weichmachungsbehandlungslösung wurden 3 g Polyethylenwachs-Weichmachungsmittel zugegeben, um ein Lösungsgemisch von einen Liter zu ergeben. In ähnlicher Weise wurden 200 cc des Lösungsgemischs in das Färbetestgerät gegeben.
Die Tabellen in 3 und 4 zeigen die Ergebnisse der pH-Messung, der Reproduzierbarkeitsprüfung und der Gleichmässigkeitsprüfung.
Vergleichsbeispiele
In Vergleichsbeispielen wurden die zu färbenden Gegenstände nicht mit Essigsäure vorbehandelt. Jeder der nicht vorbehandelten Gegenstände und eine Farbstofflösung für Polyesterfasern wurden in das Färbetestgerät (MINI-COLOR, hergestellt von TEXAM CO., LTD.) bei einem Flotten-Verhältnis von 1:20 eingespeist. Nach 10 Minuten Eintauchen wurde die Farbstofflösung in 50 Minuten auf 135° C erwärmt, bei welcher Temperatur die Färbebehandlung 30 Minuten lang bewirkt wurde. Danach wurde die Farbstofflösung langsam abgekühlt und der Gegenstand wurde sorgfältig mit Wasser gewaschen.
Entsprechend der Essigsäure-Konzentration wurde der pH der Farbstofflösung in dem Ausgangsbad, in dem Bad 10 Minuten nach dem Eintauchen der zu färbenden Gegenstände und in dem Fertigstellungsbad, wo die Lösung nach der Vollendung des Färbens auf 50° abgekühlt wurde, gemessen.
Nach der Färbebehandlung wurden die gefärbten Gegenstände der Reduktionsbehandlung und der Weichmachungsbehandlung, wie oben erwähnt, unterzogen. Danach wurde eine Reihe von Färbeschritten mit Zentrifugalextraktion und Heißlufttrocknung beendet.
Für jede Farbstofflösung, die sich in der Essigsäure-Konzentration unterschied, wurde diese Färbebehandlung wiederholt, um fünf nicht vorbehandelte Gegenstände zu färben. Die gefärbten Gegenstände wurden visuell hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit der Färbung geprüft und in vier Gütegrade eingeteilt (hervorragend, gut, mittelmäßig und schlecht).
Was die Farbstofflösungen betrifft, wurde die Konzentration der Essigsäure in neun Stufen eingestellt: 0,0057 mol/l, 0,0113 mol/l, 0,0227 mol/l, 0,0340 mol/l, 0,0453 mol/l, 0,0567 mol/l, 0,0680 mol/l, 0,0907 mol/l und 0,1133 mol/l. Die Lösungen für die Reduktionsbehandlung und die Weichmachungsbehandlung waren ähnlich den oben erwähnten.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle in 5 gezeigt.
Bei der Urteilsbildung aus dem nach der Vorbehandlung gemessenen pH scheint die Essigsäure-Vorbehandlung bei niedrigen Temperaturen (60° C, 100° C) in der Lage zu sein, die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser zu unterdrücken. Tatsächlich jedoch gewinnt die hochvernetzte Polyacrylfaser ihre ursprüngliche pH-Pufferkapazität während der Färbebehandlung bei 135° C zurück. Da sich der pH der Färbelösung vor und nach der Färbebehandlung in einem breiten Bereich verschiebt, ist es schwierig, die Färbebehandlung unter stabilen pH-Bedingungen auszuführen. Jedenfalls fehlt den gefärbten Gegenständen die Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit des Farbtons.
Die Essigsäure-Vorbehandlung bei einer hohen Temperatur (130° C) versagt immer noch dabei, die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser einzuschränken, wenn die Vorbehandlungslösung eine niedrige Essigsäure-Konzentration (0,0113 mol/l oder niedriger) hat. In diesem Fall verschiebt sich der pH in dem Färbebad beträchtlich während der Färbebehandlung bei 135° C. Im Gegensatz dazu bleibt das Färbebad, wenn die Vorbehandlung unter Verwendung einer Essigsäurelösung in einer Konzentration von 0,0227 mol/l oder höher durchgeführt wird, während der Färbehandlung bei 135° C stabil, wobei es bloß leichte pH-Schwankungen zeigt. Mit einem stabilen Färbebad können die Produkte in einem stabilen Farbton gefärbt werden.
Andererseits kann die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser nicht genügend verringert werden, wenn die Essigsäure-Vorbehandlung vor der Färbebehandlung ausgelassen wird. Daher schwankt der pH in dem Färbebad während der Färbebehandlung bei 135° C drastisch, unabhängig von der Essigsäure-Konzentration in der Farbstofflösung. Die sich ergebenden gefärbten Gegenstände haben keine Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit im Farbton.
Von den gemäß den obigen Färbebehandlungen gefärbten Gegenständen wurden jene mit wünschenswerten Ergebnissen hinsichtlich Wiedergewinnung der pH-Pufferkapazität, die während der Färbebehandlung unterdrückt wurde, getestet.
Für diesen Test wurden Proben hergestellt durch Schneiden der gefärbten Gegenstände mit wünschenswerten Ergebnissen (d. h. der nach der Vorbehandlung bei 130° C gefärbten Gegenstände) auf 15 mm × 15 mm (etwa 0,05 g).
Jede Probe wurde in 0,5 ml Testlösung in einem pH-Meßgerät (Zwillings-pH-Meßgerät, hergestellt von Horiba Ltd.) eingeweicht. Der pH wurde nach 1, 3, 5 und 10 Minuten gemessen, um seine Veränderung nachzuprüfen.
Zum Vergleich wurde unter Verwendung von Gegenständen, die nach der Vorbehandlung bei 130° C gefärbt wurden, die aber nicht durch die Reduktionsbehandlung und die nachfolgenden Nachfärbebehandlungen hindurch gegangen waren, die Veränderung des pH in gleicher Weise getestet.
Als die Testlösung wurden Essigsäure bei pH 4,9 und Natrium-tripolyphosphat bei pH 9,1 verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle in 6 zusammengestellt.
Wie aus den Ergebnissen in der Tabelle in 6 offensichtlich ist, erholt sich die pH-Pufferkapazität der hochvernetzten Polyacrylfaser, die während der Färbebehandlung unterdrückt wird, sogar ohne die Reduktionsbehandlung nach dem Färben in einem gewissen Ausmaß. Aber die Reduktionsbehandlung bringt die pH-Pufferkapazität mit weiterer Sicherheit zurück.

Claims

Verfahren zur Vorfärbebehandlung eines Faserprodukts, das hoch vernetzte Polyacrylfasern aufweist, wobei das Verfahren einen Vorbehandlungsschritt des Eintauchens des Faserprodukts in eine saure Lösung und des Behandelns des Faserprodukts bei hoher Temperatur und erhöhtem Druck aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Polyacrylfasern erhältlich sind durch Vernetzen mit einem Hydrazin dergestalt, dass der Stickstoffgehalt der Faser um 1 bis 10 Gew.% erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Vorbehandlungsschritt bei 105 bis 140° C und einem Druck im Bereich von 152 kPa bis 203 kPa (1,5 bis 2 atm) durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, das außerdem den Schritt des Waschens des vorbehandelten Faserprodukts mit Wasser aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, das außerdem den Schritt des Trocknens des gewaschenen Faserprodukts aufweist.
Verfahren zum Färben eines Faserprodukts, das hoch vernetzte Polyacrylfasern aufweist, wobei das Verfahren die Schritte des Durchführens des Vorfärbebehandlungs-Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und, danach, des Färbens der Fasern des Faserprodukts aufweist.
Vorbehandeltes Faserprodukt, das durch das Vorfärbebehandlungs-Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 erhältlich ist.
Faserprodukt, das durch das Färbeverfahren gemäß Anspruch 6 erhältlich ist.