JP2005517826A - カチオン染色された繊維およびそれを含有する物品 - Google Patents

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Abstract

染色された心/鞘ポリアミド含有繊維が開示されている。さらに、染色された心/鞘ポリアミド含有繊維を製造する方法が開示されている。染色された心/鞘ポリアミド含有繊維を含有する物品もまた開示されている。

Description

発明の分野
本発明は、染色された繊維およびそのような繊維を製造する方法に関する。本発明は、さらに、染色された繊維を含有する製造物品に関する。
発明の背景
ポリアミド繊維は、比較的、安価であり、かつ、望ましい特性の組み合わせ、例えば、快適性、保温性、および、広範な色彩、図柄およびテキスチャーへの加工容易性を提供する。その結果、ポリアミド繊維は、例えば、カーペット、ドレープ生地、外装材料および被服を含め、多種多様な家庭用および商業用物品に広範に使用されている。ポリアミド繊維から製造されるカーペットは、住居用および商業用用途の両者について一般になじみの床被覆材である。
心/鞘２成分ポリアミド含有繊維は、公知である。Antonに対するU.S.特許No．4,075,378は、ポリアミド心およびポリアミド鞘を含有する心/鞘２成分ポリアミド繊維を開示している。心ポリアミドが、酸可染性であるのに対し、鞘ポリアミドは、スルホン化により、塩基可染性である。心/鞘および/またはその他のタイプの２成分繊維を開示するその他の特許としては、Hoyt et al.に対するU.S.特許No．5,445,884；Davis et al.に対するU.S.特許No. 3,679,541；Fujii et al.に対するU.S.特許No. 3,645,819；Brayfordに対するU.S.特許No. 3,616,183；および、Bannermanに対するU.S.特許No. 2,989,798が挙げられる。
横断面が非円形である繊維もまた公知である。例えば、Hollandに対するU.S.特許Nos. 2,939,202および2,939,201は、トリローバル(trilobal)な断面を有する繊維を記載している。
ポリアミド繊維は、染色されて、例えば、布帛およびカーペットを含め(これらに限定されるものではないが)多くのテキスタイルに使用するのに適した多種多様な色を生ずる。ポリアミド繊維の均一な染色または均染性は、長年にわたって多くの注目を受けている問題である。繊維、布帛またはカーペットの染色均一性または均染性を改善するための努力において、特異な染料および繊維の組み合わせが使用されてきた。幾つかの改善がなされたが、テキスタイル業界、特に、カーペット業界の者によっては、染色均一性におけるさらなる改善が望まれる。
当分野で必要とされるものは、染色均一性または均染性の改善を含め、優れた染色特性を有するポリアミド繊維である。当分野でまた必要とされるものは、優れた染色均一性または均染性を有するポリアミド繊維を製造する方法である。
発明の概要
本発明は、新規染色されたポリアミド繊維を発見することにより、上記考察した困難および問題に取り組むものである。ポリアミド繊維は、１つ以上の特異なカチオン染料を使用して染色することができ、優れた染色均一性または均染性を生ずる。
本発明は、さらに、ポリアミド繊維を染色する方法に係る。本発明の１つの実施態様において、染色されたポリアミド繊維は、ポリアミド繊維を少なくとも１つのカチオン染料と接触させることにより製造される。ポリアミド繊維は、繊維として染色することができ、あるいは、布帛またはカーペットに組み込まれた後染色されてもよい。
本発明は、なおさらに、単独または他の繊維との組み合わせであってもよい複数の染色されたポリアミド繊維を含有するテキスタイルを含む製造物品に係る。本発明の１つの実施態様において、製造物品としては、カーペットが挙げられる。
本発明のこれらおよびその他の特徴および長所は、開示する実施態様の以下の詳細な説明および特許請求の範囲の請求項を見れば明らかとなるであろう。
発明の詳細な説明
本発明は、改善された染色均一性または均染性と色彩堅牢性とを有する新規な染色されたポリアミド繊維に係る。染色されたポリアミド繊維は、心繊維部分；鞘繊維部分；および、前記心繊維部分に化学的に結合された１つ以上のカチオン染料を含む。本発明を記載するために本明細書で使用される用語の説明を以下に示す。
本明細書で使用する場合、“"染色された(dyed)”とは、当分野で公知の検討しつくされたかまたは検討し続けられている染色法によって実施される実在の着色法の結果をいい、１つ以上の着色された化学物質(すなわち、染料)が、高温で材料(例えば、繊維)に化学的に結合される。
本明細書で使用する場合、“owf”とは、“繊維の重量に基づく(on the weight of the fiber)”ことをいい、繊維を染色するために使用される染料の量を記載するために使用される。例えば、0.005％owfの染料Aは、染料Aの量が染色される繊維の総重量の0.005%が繊維を染色するために使用されることに等しいことを意味する。
本明細書で使用する場合、染料または染色の“均一性”または“均染性”とは、繊維または布帛の染料被覆面積の度合いおよび精度をいう。均一にまたは均染的に染色された繊維の特性としては、繊維を染料または染料の組み合わせで連続的に被覆すること；および、染色の不良、例えば、しみおよび繊維間での変動がないことが挙げられる。
本明細書で使用する場合、“鞘(sheath)”および“心(core)”とは、２成分繊維の構造上の構成部分をいい、鞘構成部分は、繊維の心構成部分の少なくとも一部を覆う外側のカバーを形成する。典型的には、鞘は、繊維の心構成部分全体を覆う。
本発明で使用されるポリアミド繊維構成部分および適したカチオン染料を以下詳細に説明する。
I. ポリアミド繊維
本発明のポリアミド繊維は、心/鞘繊維構造を有し、繊維の心構成部分の少なくとも一部は、鞘構成部分により覆われている。望ましくは、本発明のポリアミド繊維は、約９７重量%〜約１０重量%の心部分および約３重量%〜約９０重量%の鞘部分を含有する。さらに望ましくは、本発明のポリアミド繊維は、約９７重量%〜約７０重量%の心部分および約３重量%〜約３０重量%の鞘部分を含有する。なおさらに望ましくは、繊維は、約９７重量%〜約８５重量%の心部分および約３重量%〜約１５重量%の鞘部分を含有する。なおさらに望ましくは、繊維は、約９７重量%〜９０重量%の心部分および約３重量%〜１０重量%未満の鞘部分を含有する。
A．心繊維構成部分
心は、いずれの繊維形成ポリアミドまたはコポリアミドから形成してもよい。心に使用するのに適した繊維形成ポリアミドとしては、ポリマー骨格鎖の一体部分として、繰返しアミド基(-CO-NR-)〔式中、Rは、アルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニル部分であり、これは、さらに、例えば、スルホナート基(これに限定されるものではない)を含む基で置換されていてもよい。〕を有するポリアミドが挙げられるが、これに限定されるものではない。このようなポリアミドの例としては、限定するつもりはないが、ホモポリアミドおよびコポリアミドが挙げられ、これらは、ラクタムまたはアミノカプロン酸の重合；または、ジアミン類、ジカルボン酸類またはラクタム類のいずれかの置換可能な混合物からの共重合製品によって得られる。
心は、塩基可染性のポリアミドであってもよく、例えば、ポリアミド形成モノマーがアニオン基、例えば、スルホン化されたモノマーの存在で重合される時に製造される。このようなポリアミドおよびそれを形成する方法は、当業者周知であり、概して、繰返し単位(または混合モノマー出発材料である場合にはモノマー)中に１５個以下の炭素原子を有するポリアミドの類に入る。さらに望ましくは、ポリアミドは、例えば、ナイロン６およびナイロン６/６中におけるように、繰返し単位中に７個未満の炭素原子を有するであろう。その他のポリアミド、例えば、ナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン６/１２、ナイロン６/１０等も、ポリアミドが塩基可染性ポリアミドである限り、使用することができる。なおさらに望ましくは、心ポリアミドは、ナイロン６またはナイロン６/６である。
塩基可染性心ポリアミドは、また、酸可染性であってもよい。心ポリアミドは、望ましくは、アミン末端基含量約５ミリ当量/kg(meq/kg)〜約１００ミリ当量/kg未満、さらに望ましくは、約２０〜約５０ミリ当量/kgを有するのがよい。
B． 鞘繊維構成部分
繊維の鞘部分は、ナイロン６に関して、室温で移染を阻止する繊維形成ポリマーを含む。適当なポリマーとしては、ポリオレフィン類(例えば、ポリプロピレン、ポリブチレン等)、繊維形成ポリスチレン、繊維形成ポリウレタンおよびある種のポリアミド類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。望ましくは、鞘は、心ポリマーと本来化学的に相溶性であり、かつ、非可染性であるポリマーを含む。さらに望ましくは、鞘は、構造：
(a) 〔-NH-（CH2）x-NH-C(O)-（CH2）y-C(O)-〕n
〔式中、xおよびyは、同一または異なる整数であってもよく、望ましくは、約４〜 約３０であり、xおよびyの合計は、約８より大きく、さらに望ましくは、xおよび yの合計は、約９〜約２０であり、なおさらに望ましくは、xおよびyの合計は、約 ９〜約１８であり、nは、望ましくは、約４０より大である。〕
(b) 〔-NH-（CH2）z-C(O)-〕m
〔式中、ｚは、整数であり、望ましくは、約９〜約３０であり、さらに望ましくは、 約９~約２０であり、なおさらに望ましくは、約９〜約１５であり、mは、望ましく は、約４０より大である。〕
(c) １つ以上のスルホネート、ハロゲネート、脂肪族または芳香族官能基で置換さ れたポリマーを含む(a)または(b)の誘導体；および、
(d) (a)、(b)および(c)のコポリマーおよびブレンド；
を有するポリアミド類からなる群より選択されるポリアミドポリマーである。
望ましくは、ポリマーは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、フルオロアルキル、フルオロアルケニル、フルオロアルキニル、フルオロアリール、クロロアルキル、クロロアルケニル、クロロアルキニル、クロロアリール等のような約８０%より大の非カルボニル骨格または置換基炭素を有し、かつ、極性置換基、例えば、ヒドロキシ、アミノ、スルホキシル、カルボキシル、ニトロキシル、または、水素結合しうるその他のこのような官能基を有しない。適当な繊維形成ポリアミドは、鞘ポリアミドとして使用することができ、このような例としては、ナイロン６/１０、ナイロン６/１２、ナイロン１０、ナイロン１１およびナイロン１２が挙げられるが、これらに限定されるものではない。繊維形成鞘ポリアミドは、スルホン化することもできるが、望ましくは、実質的にスルホネートを含まない。なおさらに望ましくは、鞘ポリマーは、ナイロン６/１２である。場合によっては、鞘ポリアミド構成部分は、約３０ミリ当量/kg未満の滴定可能なアミン末端基濃度を有するのがよい。ポリマーが、アミン末端基ブロックされている場合、有用なアミン末端基ブロック剤としては、ラクトン類、例えば、カプロラクトン類およびブチロラクトン類が挙げられる。
II. ポリアミド繊維を製造する方法
繊維の鞘は、望ましくは、ポリアミド繊維の心を実質的または完全に覆っているであろう。心/鞘繊維を形成するための方法は、当業者公知である。心/鞘繊維を形成する１つの望ましい方法は、Hillsに対するU.S.特許No. 5,162,074に記載されており、この特許は、その中に教示されている２成分紡糸技術についてその全体を参考とすることによってここで組み込む。心/鞘配置は、偏心または同心であってもよい。
本発明の繊維は、望ましくは、マルチローバル(multilobal)である。トリローバル(trilobal)断面がさらに望ましい。また、繊維は、１つ以上の内部気孔空間、例えば、中心軸気孔を含有するのがよいかもしれない。
本発明で使用される繊維は、連続ファイバーまたはステープル長さのファイバーであってもよく、単独またはその他の繊維との混合物であってもよい。繊維は、嵩高い連続フィラメントヤーンとして特に有用である。
繊維を製造し、その繊維に所望される特性を付与するためには、一般的な溶融紡糸および後処理技術が使用される。繊維は、公知の方法、例えば、スタファボックスクリンプ加工(stuffer-box crimping)、ギヤークリンプ加工(gear-crimping)、エッジクリンプ加工(edge-crimping)、偽撚りけん縮(false-twist texturing)および熱媒液ジェットバルキング(hot-fluid jet bulking)によりきめをつけて嵩高いヤーンを製造することができる。数本の末端は、多様に組み合わされ、慣用的な技術に従うレベルで撚られ、例えば、繊維群は、合わさってヤーンになることができる。ヤーンは、撚り合わす(すなわち、合わせて撚る)ことができる。望ましくは、ヤーンは、ヒートセットされる。
本発明で使用される繊維が撚り合わされヒートセットされる場合は、特に望ましく、特に有益である。当業者であれば理解されるであろうが、“撚り合わさった(cabled)”とは、合わせて撚られたヤーンをいう。撚り合わせおよびヒートセットは、当分野で慣用的に使用されるいずれかの方法に従い達成することができる。撚り合わせまたはヒートセットする方法は、本発明の利点に不可欠であるとは考えられない。
ポリアミドヤーンは、ヒートセットの間に収縮してもよい。本発明のヤーンは、いずれかの慣用的な方法、例えば、Superbaヒートセット(すなわち、スチームヒートセット)、オートクレーブヒートセット(すなわち、スチームヒートセット)およびSuessenヒートセット(すなわち、高温空気ヒートセット)によりヒートセットすることができるが、これらの方法に限定されるものではない。望ましくは、本発明のポリアミドヤーンは、同様に製造されるが、心ポリアミド構成部分のみからなるヤーンのスチームヒートセット収縮値に関して、約７０%以下のスチームヒートセット収縮値を有する。スチームヒートセットプロセスおよびスチームヒートセット収縮を測定する方法は、Readerに対して発行され、BASF Corporation(Mt.Olive, NJ)に譲渡されたU.S.特許No. 6,132,839に開示され、この特許の開示は、その全体を参考とすることによってここで組み込む。
III. 染料
本発明の上記した繊維は、単独または非カチオン染料との組み合わせにて、１つ以上のカチオン染料で染色することができ、優れた均染性を達成することができる。ポリアミド繊維は、例えば、かせ染色(skein dyeing)で布帛またはカーペットに組み込む前に染色することができるか、または、繊維は、布帛またはカーペットへの組み込み後に染色することができる。多種多様なカチオン染料が、本発明での使用に考えらえるが、優れた均染性は、カチオン染料の適切な組み合わせ使用によって達成することができる。
A. カチオン染料
望ましくは、ポリアミド繊維は、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７およびベーシックブルー２１から選択される１つ以上のカチオン染料を使用して染色されるが、これらの染料に限定されるものではない。ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７およびベーシックブルー２１から選択される１つ以上のカチオン染料の上記したポリアミド繊維との組み合わせ使用が優れた均染性を有する染色されたポリアミド繊維を生ずることが見出されている。各カチオン染料の量は、所望される個々の色彩および色相に応じて変化させることができる。
所定の染料配合物における各カチオン染料(すなわち、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７およびベーシックブルー２１)の量は、使用される染料の合計量に基づき０〜１００重量%で変化させることができ、本発明の染色されたポリアミド繊維を生ずる。本発明の１つの実施態様において、灰色の繊維を製造するのに適した染料配合物は、約0.003%〜約0.007%owfのベーシックイエロー４５、約0.003%〜約0.007%owfのベーシックレッド１７および約0.003%〜約0.007%owfのベーシックブルー２１を含む。本発明のさらなる実施態様においては、褐色の繊維を製造するのに適した染料配合物は、約0.005%〜約0.009%owfのベーシックイエロー４５、約0.0005%〜約0.0045%owfのベーシックレッド１７および約0.006%〜約0.010%owfのベーシックブルー２１を含む。
典型的には、上記した所定の心/鞘繊維を染色するために使用されるベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらのいずれかの組み合わせの量は、約0.0005%〜約15.00%owfで変化させることができる。ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらのいずれかの組み合わせの量は、上記した心/鞘繊維を染色する時、染色される繊維の所望される色に応じて変化させることができる。適した染料組み合わせの若干の例を以下表1に示す：
Figure 2005517826
B. 第2のカチオン染料およびその他の染料
上記カチオン染料は、単独または１つ以上のその他の染料との組み合わせにて使用することができる。適したその他の染料としては、第2のカチオン染料、酸染料および分散染料が挙げられるが、これらの染料に限定されるものではない。本発明で使用するのに適した第2のカチオン染料としては、ベーシックイエロー１５、ベーシックイエロー１３、ベーシックブルー４７およびベーシックレッド１８：１が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した酸染料としては、アシッドイエロー１９９、アシッドオレンジ１５６、アシッドレッド３６１、アシッドブルー３２４およびアシッドブルー２７７が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した分散染料としては、ディスパーズイエロー３、ディスパーズレッド５５：１およびディスパーズブルー７が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
その他の非カチオン染料との組み合わせにて使用される時、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７および/またはベーシックブルー２１が合計カチオン染料量存在することが望ましく、これは、合計染料量の約５０pbw(重量部)未満であるのが最適である。本発明の１つの実施態様において、適した染料配合物は、１００pbwの合計染料量に基づき、(1) ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７およびベーシックブルー２１から選択される約０〜約５０pbwの１つ以上の染料；および、(2) 約５０〜約０pbwのその他の非カチオン染料を含む。
Figure 2005517826
ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７および/またはベーシックブルー２１がその他の非カチオン染料との組み合わせにて使用される時、所定の心/鞘繊維を染色するために使用される染料の合計量は、約0.000５%〜約15.00%owfであるのが望ましい。
IV. 染色する方法
本発明の心/鞘ポリアミド繊維は、当分野公知の慣用的な染色処理法；および、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７およびベーシックブルー２１の少なくとも１つを使用して染色することができる。本発明の心/鞘ポリアミド繊維；染料心/鞘ポリアミド繊維を含有するヤーン；染料心/鞘ポリアミド繊維を含有する布帛；または、染料心/鞘ポリアミド繊維を含有するカーペットは、バッチ法または連続法で染色することができる。心/鞘ポリアミド繊維は、ヤーン、布帛またはカーペットに組み込む前に染色することができる。望ましくは、本発明の心/鞘ポリアミド繊維は、ヤーンに形成され、布帛またはカーペットに組み込むことができ、これは、続いて、慣用的な染色装置内で染色される。大気圧開放形の染色容器または加圧染色容器を使用することができる。典型的には、布帛またはカーペットは、上記した染色処理法、染浴薬品および１つ以上のカチオン染料を使用して、大気圧開放形の染色容器、例えば、Beck染色機内で染色される。
本発明のヤーンから製造される布帛およびカーペットは、個々にまたは相互の組み合わせにて、酸可染性および塩基可染性ヤーンを含有してもよい。典型的には、布帛およびカーペットは、水対布帛(またはカーペット)重量比約１０：１(すなわち、１０重量部の水：１重量部の布帛)〜約３０：１を有する染浴を使用して染色され、適切な比は、約２０：１である。染浴は、１つ以上の染浴成分、例えば、金属イオン封鎖剤、アニオン均染剤；塩基均染剤、染料沈殿防止剤、非イオン性油剤およびpH調節剤を含有してもよいが、これらの成分に限定されるものではない。いずれかの上記染浴成分は、０〜約5.0%owfの範囲、望ましくは、約2.0%owf以下の範囲の量で使用することができる。
本発明で使用するのに適した市販の金属イオン封鎖剤としては、Arrow Engineering Inc.(Dalton, GA)から入手可能なARROQUEST 2147およびMFG Chemicals Inc.(Dalton, GA)から入手可能なSEQUESTRANT 300が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した市販入手可能なアニオン均染剤としては、American Emulsions. Co., Inc.(Dalton, GA)から入手可能なAMLEV DFXおよびArrow Engineering Inc.(Dalton, GA)から入手可能なARROSPERSE ACが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した市販入手可能な塩基均染剤としては、American Emulsions. Co., Inc.(Dalton, GA)から入手可能なAMLEV MLCおよびYorkshire Americas Co., Inc.(Dalton, GA)から入手可能なINTRALAN SALT HAが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した市販入手可能な染料沈殿防止剤としては、Arrow Engineering Inc.(Dalton, GA)から入手可能なARROSPERSE 560Nが挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した市販入手可能な非イオン性油剤としては、BASF Corporation(Charlotte, NC)から入手可能なLURO-TEX A-25が挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明で使用するのに適した適当なｐＨ調節剤としては、Vulcan Performance Chemicals(Columbus, GA)から入手可能なリン酸一ナトリウム(40％液体)およびAstaris LLC(St. Louis, MO)から入手可能なリン酸三ナトリウム(結晶質)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の心/鞘繊維(またはそれを含有する布帛/カーペット)を染色するには、数多くの染色処理法が使用される。望ましくは、心/鞘繊維またはそれを含有する布帛は、少なくとも２１０°Fの温度で、最小時間６０分間染色される。
V. 用途
本発明の染色されたポリアミド繊維は、単独または慣用的な方法によりテキスタイルに組み込んで使用することができる。適したテキスタイルとしては、ヤーン、布帛およびカーペットが挙げられるが、これらに限定されるものではない。望ましくは、本発明の染色されたポリアミド繊維は、織布、不織布または編布に組み込まれる。本明細書で使用する場合、“織布”という用語は、典型的には、たて糸およびよこ糸と称される少なくとも２組の繊維またはヤーンを含む布帛をいい、１組の繊維またはヤーンは、他の組の繊維またはヤーンと編成されて、繊維またはヤーンの組間に角度を形成する。典型的には、織布にて、よこ糸は、たて糸と編成されて、それらで約９０°の角度を形成する。しかし、本明細書で使用する場合、“織布”は、１つ以上のたて糸；１つ以上のよこ糸；および、所定のたて糸および所定のよこ糸間に形成されるいずれかの編成角を含む布帛を包含する。
本明細書で使用する場合、“不織布”という用語は、個々の繊維またはフィラメントの構造を有する布帛をいい、個々の繊維またはフィラメントは、ランダムに、規則的に、および/または、一方向に、マット風に挿し込まれている。不織布は、空気堆積法(air-laid process)；湿式堆積法(wet-laid process)；ヒドロエンタングリング法(hydroentangling process)；ステープル繊維カーディングおよび接着；および、溶液紡糸を含め、多種多様な方法により製造することができるが、上記列挙した方法に限定されるものではない。適した不織布としては、ニードル-パンチされた布帛；スピンレースされた布帛；メルトブローされた布帛；空気堆積された布帛；湿式堆積された布帛；および、それらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書で使用する場合、“ニードルパンチされた”および“ニードルド”という用語は、１つ以上の繊維質材料を含み、その繊維が縫合に賦され、針が繊維をからみ合わせて接着剤または薬品添加剤を必要としなくとも機械的なからみ合いを達成する材料ウエブをいう。
本明細書で使用する場合、“編布”という用語は、編むかまたは編機により形成される布帛をいい、繊維またはヤーンが相互に編成されている。本明細書で使用される“編布”という用語は、その慣用的な意味を有する。
本発明の染色されたポリアミド繊維は、テキスタイルを形成するために単独で使用することができるか、または、テキスタイルを形成するために１つ以上のさらなる繊維質材料と組み合わせることができる。本明細書の布帛を形成するのに使用される適したさらなる繊維質材料としては、単独または相互の組み合わせにて、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリアクリル類、アラミド類、メラミン樹脂、ポリベンズイミダゾール(PBI)、帯電防止剤、レーヨン等から誘導される繊維のような合成繊維が挙げられるがこれらに限定されるものではない。その他の適した繊維としては、例えば、綿、ウール等の天然繊維が挙げられるが、これらに限定されるものではない。１つ以上の上記さらなる繊維と本発明の染色されたポリアミド繊維とのブレンドも、また、かく所望される場合には、使用することができる。
望ましくは、本発明の染色されたポリアミド繊維は、織布を形成するために使用される。さらに望ましくは、本発明の染色されたポリアミド繊維は、カーペットのパイル構成成分として使用される。典型的には、本発明のポリアミド繊維は、上記した慣用的な技術によりヤーンに形成され、ついで、カーペットに組み込まれる前または後に染色される。カーペットは、表（すなわち、パイル）ヤーンを裏地に織り込むかまたはタフトし、その表ヤーンをラテックスまたはその他の接着剤で裏地に接着するような慣用的なカーペット製造技術によりヤーンから製造することができる。カーペットは、カットパイル、バーバー(Berber)、マルチレベルループ(multilevel loop)、レベルループ(level loop)、カットパイル/ループの組み合わせまたはいずれかその他のタイプであってもよい。所望される場合、本発明のカーペットは、カーペットタイルまたはマットの形であってもよい。１つの例として、カットパイルカーペットの場合、ヤーンは、第１の裏地にタフトされ、ループは、カットされて、カットパイルカーペットを形成する。第１の裏地は、織または不織ジュートであってもよく、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン等の材料によって構成されていてもよいが、上記列挙した材料に限定されるものではない。カットパイルカーペットは、所望される色に染色することができる。第２の裏地は、所望される場合、典型的には、ラテックス基体の接着剤を使用して、非パイル側に接着してもよい。第２の裏地は、例えば、ジュート、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル等の材料によって構成されるが、これらの材料に限定されるものではない。
本発明のカーペットは、フォームバックされるかまたはされなくともよい。本発明のカーペットは、多種多様なパイル重量、パイル高さおよびタイプであってもよい。カーペットタイプについて、現在、いずれの制限もないと考えられている。
VI. 染色された製品の均染性および色彩堅牢性
本発明の染色されたポリアミド繊維は、上記したように、織布およびカーペットに組み込むことができる。本発明の染色された布帛およびカーペットは、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらの組み合わせ以外のカチオン染料を使用する染色された布帛およびカーペットと比較して、優れた均染性および色彩堅牢性を有する。
本発明の染色された布帛およびカーペットの均染性の度合いは、尺度１〜８を使用して、目視測定される。布帛またはカーペットの見本が、切り取られ、平らな面上に置かれ、Macbeth Spectralightからの“日光(Day Light)”光源の下で検定される。多数の見本が検定され、平均均染値が、見本の組に割り当てられる。尺度１(均染性に乏しい)〜８(均染性に優れている)が使用される。尺度１〜８について６以下の値は、カーペット業界で許容不能と考えられている。
本発明の染色された布帛およびカーペットは、上記した目視検定試験法を使用して測定され、一貫して、均染値６より大を有する。典型的には、本発明の染色された布帛およびカーペットは、均染値７より大を有する。なおさらに典型的には、本発明の染色された布帛およびカーペットは、均染値８を有する。
本発明の染色された布帛およびカーペットの色彩堅牢性は、２つの試験のうち１つを使用して測定される。オゾンに対する色彩堅牢性は、AATCC 129を使用して測定され、他方、NO2に対する色彩堅牢性は、AATCC 164を使用して測定される。両試験とも、AATCC試験法に記載されている１回以上の作業周期を使用してオゾンまたはNO2への暴露後、見本の布帛またはカーペットを目視検定する。0.5の倍数(multiples)で通常示される値で、両試験について、尺度1.0〜5.0が使用される。
本発明の染色された布帛およびカーペットは、試験法AATCC 129または試験法AATCC 164を使用して測定される４作業周期後、色彩堅牢値3.5より大を有する。典型的には、本発明の染色された布帛およびカーペットは、試験法AATCC 129または試験法AATCC 164を使用して測定される４作業周期後、色彩堅牢値4.0より大を有する。さらに典型的には、本発明の染色された布帛およびカーペットは、試験法AATCC 129または試験法AATCC 164を使用して測定される４作業周期後、色彩堅牢値4.5より大を有する。なおさらに典型的には、本発明の染色された布帛およびカーペットは、試験法AATCC 129または試験法AATCC 164を使用して測定される４作業周期後、色彩堅牢値5.0を有する。
本発明は、上記し、以下、実施例によりさらに例示するが、以下の実施例は、本発明の範囲についていかようにも制限を課すと解釈してはならない。対照的に、当業者であれば、本明細書の説明を読んだ後、本発明の精神および/または本発明の特許請求の範囲の請求項から逸脱することなく、本発明の種々のその他の実施態様、変形例および等価体を明瞭に理解することができるであろう。
実施例１
本発明のポリアミド繊維およびカチオン染料を使用する染色されたカーペットの製造
(BASF Corporation,Mt. Olive, NJから入手可能なBS-700Fチップからの)１００%ナイロン６(“N6”)ヤーンをｌ工程の紡糸延伸テキスチャー(“SDT”)プロセスで紡糸する。ポリマー温度は、267℃である。２つの押出機を使用する。１つの押出機は、２成分紡糸パックに対して心成分としてナイロン６ポリマーを供給する。第２の押出機は、鞘ナイロン６/１２を供給する。鞘ポリマーは、紡糸パックに供給される約3.0%〜10重量%のナイロンで計量される。Hillsに対するU.S.特許No. 5,344,297に記載された原理を使用する紡糸パックを使用して、心-鞘トリローバル繊維を製造する。延伸比は、約３である。フィラメントを組み合わせて、58フィラメント1250デニールのヤーンを形成する。
ヤーンは、１/４インチパイル高さを使用して、直線、１０ゲージループを有し、かつ、１インチ当り１０ステッチを有するカーペットに組み込んだ。ポリアミドヤーンは、ポリプロピレンの第１の基材にタフトし、製造されるカーペットの総重量は、３２oz/yd2であった。
カーペット基材をVENANGO大気圧試料染料ベック(Beck)シリアルNo. OPR571078に供給した。染色容器に水を充填して、２０：１比の水重量対布帛重量を得た。室温(70°F)で、以下の染浴成分を染色容器に加えた：
0.5%金属イオン封鎖剤(ARROQUEST 2147)1（１ Arrow Engineering Inc.（Dalton, GA））
0.5%アニオン均染剤(AMLEV DFX)2（２ American Emulsions Co.，Inc.（Dalton, GA））
1.0%カチオン均染剤(AMLEV MLC)3（３ American Emulsions Co.，Inc.（Dalton, GA））
2.0%非イオン性油剤(LUROTEX A-25)4（４ BASF Corporation(Charlotte, NC)）
0.5%染料沈殿防止剤(ARROSPERESE 560N)5（５ Arrow Engineering Inc.（Dalton, GA））
染浴のpHは、Vulcan Performance Chemicals(Columbus, GA)から入手可能なリン酸一ナトリウム(40％液体)およびAstris LLC(St. Louis MO)から入手可能なリン酸三ナトリウム(結晶質)の両方を使用して6.5に調節した。
染色容器を70°Fで１０分間運転した。以下の染料を染浴に加えた：
ベーシックイエロー45(MAXILON YELLOW GL)6（６ CIBA Specialty Chemicals(Dalton, GA)）
ベーシックレッド17(SEVRON RED LMF)7（７ Yorkshire Americas, Inc.(Dalton, GA)）
ベーシックブルー21(SEVRON BLUE B)8（８ Yorkshire Americas, Inc.(Dalton, GA)）
染浴は、3°F/分の加熱速度で145°Fまで加熱し、ついで、2°F/分の加熱速度で210°Fまで加熱した。染浴は、210°Fに60分間保持した。染浴は、ついで、5°F/分の冷却速度で冷却した。染色されたカーペット基材は、ついで、濯ぎ、染色容器から取出した。
製造されるカーペット基材は、尺度１〜８に基づき目視均染性/均一性等級“8”を示した(すなわち、カーペットは、優れた均染性を有した)。また、製造されるカーペット基材は、AATCC試験129および164の両方について、4作業周期後、等級3.5を示した。
比較実施例２
ポリアミド繊維およびその他のカチオン染料を使用する染色されたカーペットの製造
以下の染料を使用することを除き、実施例１の染色処理法を繰り返した：
ベーシックイエロー53(SEVRON YELLOW 8GMF)9（９ Yorkshire Americas, Inc.（Dalton, GA））
ベーシックレッド73(SEVRON RED YCN)10（１０ Yorkshire Americas, Inc.（Dalton, GA））
ベーシックブルー94(SEVRON BLUE NCN)11（１１ Yorkshire Americas, Inc.（Dalton, GA））
製造されるカーペット基材は、尺度１〜８に基づき目視均染性/均一性等級“1”を示した(すなわち、カーペットは、許容不能な均染性を有した)。
実施例１および比較実施例２によって示されるように、本発明のポリアミドヤーンおよびカチオン染料の特異な組み合わせは、製造される染色された布帛の均染性を著しく改善する。
本明細書は、その具体的な実施態様に関して詳細に記載したが、当業者であれば、前述の記載を理解すると、これら実施態様に対する変更、変形例および等価体を容易に理解することができるであろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の請求項およびそれに対する等価体であると考えられるべきである。

Claims (38)

  1. 塩基可染性ポリアミドまたはコポリアミドを含む心繊維構成部分；
    前記心繊維構成部分の少なくとも一部を覆い、その鞘繊維構成部分が、室温で移染を阻止する繊維形成ポリマーを含む鞘繊維構成部分；および、
    前記心繊維構成部分に化学的に結合され、その１つ以上のカチオン染料が、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらの組み合わせを含む１つ以上のカチオン染料；
    を含む染色された繊維。
  2. 鞘繊維構成部分が、ポリオレフィン、繊維形成ポリスチレン、繊維形成ポリウレタンおよびポリアミドから選択される非可染性繊維形成ポリマーを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  3. 鞘繊維構成部分が、
    (a) 〔-NH-（CH2）x-NH-C(O)-（CH2）y-C(O)-〕n
    〔式中、xおよびyは、各々、独立に、整数であり、ｎは、４０より大である。〕
    (b) 〔-NH-（CH2）z-C(O)-〕m
    〔式中、ｚは、整数であり、ｍは、４０より大である。〕
    (c) １つ以上のスルホネート、ハロゲネート、脂肪族または芳香族部分で置換されている(a)または(b)のポリマー；
    (d) (a)、(b)および(c)の少なくとも２つの高分子構造単位から形成されるコポリマー；および、
    (e) (a)、(b)および(c)の少なくとも２つのポリマーのブレンド；
    から選択される高分子構造単位を有するポリアミドを含む、請求項２に記載の染色された繊維。
  4. xおよびyが、各々、独立に、約４〜約３０であり、xおよびyの合計が、約８より大であり、ｚが、約９〜約３０である、請求項３に記載の染色された繊維。
  5. (a) xおよびyの合計および(b) zの各々が、独立に、約９〜約２０である、請求項４に記載の染色された繊維。
  6. (a) xおよびyの合計が、約９〜約１８であり、(b) zが、約９〜約１５である、請求項５に記載の染色された繊維。
  7. 心繊維構成部分が、繰返しアミド基(-CO-NR-)〔式中、Rは、スルホネート部分で置換されたアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニル部分である。〕のポリマー骨格鎖を有するポリマーを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  8. 心繊維構成部分が、繰返し単位中に１５個以下の炭素原子を有するスルホネート含有ポリアミドを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  9. 心繊維構成部分が、繰返し単位中に7個以下の炭素原子を有するスルホネート含有ポリアミドを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  10. 心繊維構成部分が、スルホネート含有ナイロン６を含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  11. 鞘繊維構成部分が、ヒドロキシ；アミノ；スルホキシル；カルボキシル；ニトロキシル；または、水素結合しうるいずれかのその他の部分を含め極性置換基を実質的に含まないポリマーを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  12. 心繊維構成部分が、酸可染性であり、かつ、鞘繊維構成部分が、非可染性である、請求項１に記載の染色された繊維。
  13. さらに、心繊維構成部分に化学的に結合された１つ以上の第2のカチオン染料を含み、前記1つ以上の第2のカチオン染料が、ベーシックイエロー１５、ベーシックイエロー１３、ベーシックブルー４７、ベーシックレッド１８：１またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の染色された繊維。
  14. 請求項１に記載の染色された繊維を含むヤーン。
  15. 請求項１４に記載のヤーンを含む布帛。
  16. 請求項１４に記載のヤーンを含むカーペット。
  17. (i) 塩基可染性ポリアミドまたはコポリアミドを含む心繊維構成部分；
    (ii) 前記心繊維構成部分の少なくとも一部を覆い、その鞘繊維構成部分が、
    （a） 〔-NH-（CH2）x-NH-C(O)-（CH2）y-C(O)-〕n
    〔式中、xおよびyは、各々、独立に、整数であり、ｎは、４０より大である。〕
    （b） 〔-NH-（CH2）z-C(O)-〕m
    〔式中、ｚは、整数であり、ｍは、４０より大である。〕
    （c） １つ以上のスルホネート、ハロゲネート、脂肪族または芳香族部分で置換されている(a)または(b)のポリマー；
    （d） (a)、(b)および(c)の少なくとも２つの高分子構造単位から形成されるコポリマー；および、
    （e） (a)、(b)および(c)の少なくとも２つのポリマーのブレンド；
    から選択される高分子構造単位を有するポリアミドを含む鞘繊維構成部分；および、
    (iii) 前記心繊維構成部分に化学的に結合され、その１つ以上のカチオン染料が、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらの組み合わせを含む１つ以上のカチオン染料；
    を含む染色された繊維。
  18. 心繊維構成部分が、スルホネート含有ナイロン６を含む、請求項１７に記載の染色された繊維。
  19. さらに、心繊維構成部分に化学的に結合された１つ以上の第2のカチオン染料を含み、前記1つ以上の第2のカチオン染料が、ベーシックイエロー１５、ベーシックイエロー１３、ベーシックブルー４７、ベーシックレッド１８：１またはそれらの組み合わせを含む、請求項１７に記載の染色された繊維。
  20. 請求項１７に記載の染色された繊維を含むヤーン。
  21. 請求項２０に記載のヤーンを含む布帛。
  22. 請求項２０に記載のヤーンを含むカーペット。
  23. 染色された繊維を製造する方法であり、該方法が、
    塩基可染性ポリアミドまたはコポリアミドを含む心繊維構成部分と、前記心繊維構成部分の少なくとも一部を覆い、その鞘繊維構成部分が、室温で移染を阻止する繊維形成ポリマーを含む鞘繊維構成部分とを有する心/鞘繊維の心に、１つ以上のカチオン染料を化学的に結合させる工程を含み；
    前記１つ以上のカチオン染料が、ベーシックイエロー４５、ベーシックレッド１７、ベーシックブルー２１またはそれらの組み合わせを含む方法。
  24. 鞘繊維構成部分が、ポリオレフィン、繊維形成ポリスチレン、繊維形成ポリウレタンおよびポリアミドから選択される非可染性繊維形成ポリマーを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. 鞘繊維構成部分が、
    （a） 〔-NH-（CH2）x-NH-C(O)-（CH2）y-C(O)-〕n
    〔式中、xおよびyは、各々、独立に、整数であり、ｎは、４０より大である。〕
    （b） 〔-NH-（CH2）z-C(O)-〕m
    〔式中、ｚは、整数であり、ｍは、４０より大である。〕
    （c） １つ以上のスルホネート、ハロゲネート、脂肪族または芳香族部分で置換されている(a)または(b)のポリマー；
    （d） (a)、(b)および(c)の少なくとも２つの高分子構造単位から形成されるコポリマー；および、
    （e） (a)、(b)および(c)の少なくとも２つのポリマーのブレンド；
    から選択される高分子構造単位を有するポリアミドを含む、請求項２３に記載の方法。
  26. xおよびyが、各々、独立に、約４〜約３０であり、xおよびyの合計が、約８より大であり、ｚが、約９〜約３０である、請求項２５に記載の方法。
  27. (a) xおよびyの合計および(b) zの各々が、独立に、約９〜約２０である、請求項２６に記載の方法。
  28. (a) xおよびyの合計が、約９〜約１８であり、(b) zが、約９〜約１５である、請求項２７に記載の方法。
  29. 心繊維構成部分が、繰返しアミド基(-CO-NR-)〔式中、Rは、スルホネート部分で置換されたアルキル、アリール、アルケニルまたはアルキニル部分である。〕のポリマー骨格鎖を有するポリマーを含む、請求項２３に記載の方法。
  30. 心繊維構成部分が、繰返し単位中に１５個以下の炭素原子を有するスルホネート含有ポリアミドを含む、請求項２３に記載の方法。
  31. 心繊維構成部分が、繰返し単位中に7個以下の炭素原子を有するスルホネート含有ポリアミドを含む、請求項２３に記載の方法。
  32. 心繊維構成部分が、スルホネート含有ナイロン６を含む、請求項２３に記載の方法。
  33. 鞘繊維構成部分が、ヒドロキシ；アミノ；スルホキシル；カルボキシル；ニトロキシル；または、水素結合しうるいずれかのその他の部分を含め極性置換基を実質的に含まないポリマーを含む、請求項２３に記載の方法。
  34. 心繊維構成部分が、酸可染性であり、かつ、鞘繊維構成部分が、非可染性である、請求項２３に記載の方法。
  35. さらに、心繊維構成部分に１つ以上の第2のカチオン染料を化学的に結合させる工程を含み、前記1つ以上の第2のカチオン染料が、ベーシックイエロー１５、ベーシックイエロー１３、ベーシックブルー４７、ベーシックレッド１８：１またはそれらの組合わせを含む、請求項２３に記載の方法。
  36. 繊維が、ヤーン中にある、請求項２３に記載の方法。
  37. 繊維が、布帛中にある、請求項２３に記載の方法。
  38. 繊維が、カーペット中にある、請求項２３に記載の方法。
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