JP3012330B2 - 染料の制御添加を用いたポリアミド染色法 - Google Patents

染料の制御添加を用いたポリアミド染色法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はアニオン染料を用いたポリアミドを含む繊維
製品の染色に関する。
酸性染料及び予備金属化染料(pre−metallized dye
s)などのアニオン染料は、ポリアミド繊維の染色に広
く用いられ、その場合ポリアミドポリマーの窒素−含有
基が染色部位として働く。そのような染料を用いた従来
の染色法ではポリアミド繊維を含む製品を、精練などの
前処理法の後に染料の溶液を含む水浴中に浸漬する。多
様な染色装置が用いられるが、方法で用いる染料のすべ
てが最初に浴中に存在するのが典型的である。染料及び
染色する製品を含む浴は初期温度が通常非常に低温、例
えば80−120゜F(26.7−48.9℃)でもあり、染色が進む
と同時に徐々に高温に、しばしば沸点の高さまで上げら
れる。
小分子“均染”染料などのいくつかの酸性染料の場
合、従来の染色法を用いて高品質の染色を行うことがで
きるが、そのようなアニオン染料を用いて均染を行う染
色サイクルはある場合には非常に長く、従って費用がか
かる。さらに高い耐光及び/又は洗濯堅牢度を必要とす
る用途で望ましい大分子酸性及び予備金属化染料を用い
た場合、重大な染色不均一性の問題が従来の染色法に伴
うことが多い。
大分子酸性及び予備金属化染料は、繊維の物理的構造
における小さくて他の点では検出されないような変動か
ら不均一染色が起こるので、“構造感応性”染料と呼ば
れることが多い。均染剤及び/又は緩染剤を染浴に加
え、染色均一性を向上させることができるが、そのよう
な薬剤は染色均一性の限られた向上しか与えないことが
あり、通常、初期費用及び廃染浴の処理のための高い費
用を含む欠点を有する。さらにその緩染効果のために、
そのような化学的薬剤は染色サイクルを増すか、又は深
い色あるいは暗色を得ることを困難にすることがある。
又アニオン染料からの染色収率、すなわち繊維上に与え
られた量の染料から得られる色の濃さが望む程高くない
ことがある。
発明の概略 本発明は少なくとも1種類のアニオン染料を用いたポ
リアミドポリマーの繊維を含む繊維製品の改良染色法及
びその方法により製造された染色生成物を与える。本発
明の方法は、アニオン染料のための液体溶剤の染浴中へ
の製品の浸漬を含む。液体溶剤及び製品をポリアミドポ
リマーの繊維の染色転移温度(dyeing transition te
mperature)と少なくとも等しい温度まで加熱する。ア
ニオン染料を混和性濃厚液として、染料添加期間の間に
制御された染料添加速度で染浴に加える。染料の少なく
とも一部は、浴及び製品が染色転移温度と少なくとも等
しい温度である間に加える。染料添加期間の間、及び溶
剤ならびに製品が染色転移温度の温度である間、撹拌を
行い、浴中の染料濃厚液と溶剤を混合して希釈染料溶液
を形成し、希釈染料溶液の製品に対する流れを与えて染
料が製品に輸送されるようにする。撹拌により平均して
基本的に均一なアニオン染料の製品への染料輸送も得ら
れる。方法に従い、少なくとも溶剤及び製品が染色転移
温度と少なくとも等しい温度である間、染色速度を調節
し、染料添加速度が製品による染料吸収の速度に対する
第1制御因子であるようにする。
本発明の好ましい形態に従い液体溶剤中の条件は、ア
ニオン染料の移動が約10%以下であるように保つ。
本発明の他の好ましい形態に従い、撹拌により多数の
各マシンサイクル(machine cycle)が与えられる染色
機で方法を行い、1マシンサイクルの間に染料全体の約
0.5−約7%、最も好ましくは約0.5−約3%の量の染料
が染浴に加えられるように染料添加速度を調節する。
本発明の他の好ましい形態に従い、少なくとも溶剤及
び製品が染色転移温度と少なくとも等しい温度である
間、一般に常に、及び一定の速度にて浴中で撹拌を行
う。
本発明の他の好ましい形態に従い、染料添加期間の
間、染料は継続的に、及び一定の速度で加える。
本発明の他の好ましい形態に従い、該溶剤及び該製品
が染色転移温度と少なくとも等しい温度である間に染料
の少なくとも約33%を浴に加え、最も好ましくは染料の
少なくとも50%をこの時間に加える。
本発明の他の好ましい形態に従い、溶剤及び製品が染
色転移温度と少なくとも等しい温度である間の実質的期
間、浴中の最低濃度の位置における染料濃度が最終的平
衡濃度の約100倍以下、最も好ましくは50倍以下である
ように染料添加速度を調節する。
本発明の他の好ましい形態に従い、溶剤及び製品が染
色転移温度と少なくとも等しい温度である間の持続的期
間、浴中の最低濃度の点で測定した溶剤中の染料の濃度
が最終的平衡濃度の少なくとも2.5倍、好ましくは少な
くとも3.5倍であるように染料添加速度を調節する。持
続的期間は、溶剤及び製品が染色転移温度と少なくとも
等しい温度である時間の少なくとも約10%を成すことが
好ましい。
本発明の好ましい具体化に従い、循環ポンプの前で染
料濃厚液を溶剤中に加え、希釈染料溶液を形成する。計
量ポンプを用いて染料濃厚液を溶剤に加えるのが好まし
い。
本発明の他の好ましい形態に従い、方法は染色の前に
さらに水硬化(hydrosetting)の段階を含む。
本発明の好ましい生成物に従い、ポリアミドポリマー
の繊維を含む糸を含む染色布を与える。染色布は少なく
とも1種類のアニオン染料を含み、染料は布中で: 繊維が非対称環状−染色(asymmetrically ring−dy
ed)され; 表面の外側の糸の近傍の繊維が内部の糸の繊維より多
くの染料を含むように分布している。
本発明の染色布の好ましい形態において、布の前面及
び背面の少なくともひとつの近傍の繊維が布の内部より
多くの染料を含む。
本発明の本発明の布の好ましい形態に従い、布はメリ
ヤス布及び織布から成る種類から選ばれ、繊維が連続フ
ィラメントであることが最も好ましい。
本発明はアニオン染料を用いた多様なポリアミド染色
法に有用であり、ジェット染色(jet dyeing)装置で
たてメリヤス布及び織物などの製品を染色するのに用い
た場合に特に有利である。さらに本発明はベック染色機
(beck dyer)における絨毯の染色にも特に有用であ
る。驚くべきことに、染料の移動が10%以下である条件
下で用いた場合、アニオン染料はより有効に利用され、
他の方法では困難であるか又は不可能な高い染色収率あ
るいは深い色又は暗色を与えることが見いだされた。さ
らにすべての種類の染料の場合に染色サイクルを実質的
に短縮することができる。構造感応性アニオン染料の場
合、染料の吸収速度が異なる2種類か又はそれ以上の染
料を用いた場合でさえ容易に優れた均一性が得られる。
さらに染色における改良は、有意な濃度の場合に廃染浴
液の処理を複雑にする化学的均染剤又は他の化学薬剤を
用いずに、あるいは低濃度で用いるだけで得られること
が多い。
図面の簡単な説明 図1は、本発明の方法に従う実験室規模のジェット染
色法の場合の、浴に加えられる染料濃厚液の容量に対す
る染浴中の染料の濃度のグラフ図であり(実施例13、1
及び5項); 図2は、従来の方法における実験室規模のジェット染
色法の実験の場合の、温度に対する染浴中の染料の濃度
のグラフ図であり(実施例13、2c及び4c項); 図3は、本発明の方法に従う他の実験室規模のジェッ
ト染色法の場合の、浴に加えられる染料濃厚液の容量に
対する染浴中の染料の濃度のグラフ図であり(実施例1
4、1及び5項); 図4は、本発明に従う好ましい染色布中の糸の400倍
の断面顕微鏡写真であり(実施性8−パートB); 図5は、図4と同種の布からの糸だが従来の方法で染
色された糸の400倍の断面顕微鏡写真であり(実施例8
−パートA−比較); 図6は、図4と同様の250倍の顕微鏡写真である。
図7は、図5と同様の250倍の顕微鏡写真である。
図8−17は、本出願において布の均一性の評価の基礎
として用いられた、シミュレーションされた布のたてす
じを持つ一連のコンピューター−形成標準である(実施
例6)。
発明の詳細な説明 本発明の方法は、多様なポリアミドの繊維を含む製品
の染色に有用である。本発明は、熔融−紡糸可能で織物
の用途のために加工し易い繊維を形成する脂肪族ポリア
ミドホモポリマー及びコポリマーから作られた繊維に特
に有用である。好ましい種類のそのようなポリアミド
は、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)又はポリ(ε−
カプロアミド)ポリマー単位の少なくともひとつを約60
重量%以上の量で含む。最も好ましい種類のポリアミド
は、少なくとも約85重量%のポリ(ヘキサメチレンアジ
パミド)を含む。下文の実施例において、ホモポリマ
ー、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)は66ナイロンと
呼ぶ。
本発明の方法を用いて染色することができるポリアミ
ド繊維を含む繊維製品は多様にあり、例えば糸、布、絨
毯及び被服が含まれる。布には織られた、編まれた、及
び不織の相違を含む通常の織物の形態が含まれる。その
ような製品中でポリアミド繊維は、平らな、又は織られ
た連続フィラメント、スフ糸、ばらの連続フィラメント
などを含む多様な形態で存在することができる。ポリア
ミド繊維は多様な他の合成又は天然繊維のいずれかと共
に製品中に存在することができる。典型的なそのような
製品は、ポリアミドステープルと他の繊維の“ブレン
ド”により製造されたスフ糸及びそのような糸から製造
された布ならびに被服である。本発明は、E.I.du Pont
de Nemours & CompanyによりLycraRの商標で販売
されているスパンデックスなどの弾性繊維と共に連続フ
ィラメントポリアミド糸をを含む布の場合に特に有用で
ある。そのような製品の他の繊維は、本方法によりポリ
アミド繊維が染色される時に染色されることもされない
こともできる。さらに染色するポリアミド繊維はすでに
同一又は異なる染料を含んでいることができる。例えば
本発明の方法を、方法が用いられる前にほとんどの染料
をすでに含んでいる繊維の場合の染料“追加”(dye a
dd)に用い、“暗色”(shade)を得ることができる。
本発明を実行する場合に用いられる染料はアニオン染
料であり、染料分子とポリアミドポリマー分子上の窒素
−含有基との会合を介した染料の吸収によりポリアミド
繊維の染色が行われる。ほとんどのアニオン染料は周知
の“酸性”染料の種類に含まれる。アニオン染料の他の
種類は“予備−金属化”染料と言われ、例えばクロム又
はコバルトと選ばれた染料の反応生成物である。後文で
明らかになる通り、所望の色を得るために2種類か又は
それ以上の染料の混合物が用いられることが多い。本出
願において“染料”という用語は、染色法で用いられ
る、又は染色された製品上の単一の染料又は染料の混合
物の場合のような複数の染料を言うのに用いることがで
きる。配合色を得るために、染料混合物の場合のように
1種類以上の染料を用いる方法において、配合色の少な
くとも1種類の染料が本発明の方法で製品に適用されれ
ば、方法は本発明の範囲内であるとする。
本発明の好ましい方法に従い、アニオン染料の約10%
以下が移動する条件を染浴で用いる。移動(transfer)
はアニオン染料が繊維に吸着された後、ひとつの染色部
位から他に移行する傾向の尺度である。与えられた1組
の条件下における移動は、後文に記載する移動試験法な
どの場合のように疑似染料(mock dye)中で測定する
ことができる。
移動を10%以下とするのは、好ましい種類の染料であ
る“構造感応性”アニオン染料からの染料を用いること
により容易に行うことができる。これらの染料は通常大
分子酸性(“ミリング”(milling))染料又は予備−
金属化染料であり、これらは非−均染性であり、すなわ
ち染料分子があまり“移動”せず、従って繊維に吸着さ
れた後ある染色部位から他への移行が非常に少ない。典
型的に構造感応性染料の“移動”は通常の使用条件下で
10%以下である。“構造感応性”は、繊維の物理的構造
における小さい、他の方法では検出されない相違からさ
え不均一な染色が起こり得るような染料に適用される用
語である。そのような相違は、(仕上げ剤の適用を含
む)繊維の製造及びその後の織物加工の間の熱的、機械
的及び化学的エネルギー投入の累積的効果から生ずる。
それを用いる場合の既知の困難さにもかかわらず、構造
感応性染料はその洗濯堅牢度、耐光堅牢度又はその両方
のために多くの用途で望ましい。
本発明の好ましい形態をこれらの特定の染料に限定す
るものではないが、例えば下記の表により通常用いられ
る構造−感応性染料を示す(C.I.はColor Index,第3
版、1971を示す)。
高構造感応性 C.I.アシッドグリーン(Acid Green)28 C.I.アシッドブルー(Acid blue)290 C.I.アシッドブルー264 C.I.アシッドバイオレット(Acid Violet)54 ニラントレンブルー(Nylanthrene Blue)GLF1 テクチロンファストブルー(Tectilon Fast Blue)RW
2 C.I.アシッドバイオレット103 C.I.アシッドバイオレット48 C.I.アシッドブルー122 C.I.アシッドブルー280 C.I.アシッドレッド(Acid Red)182 C.I.アシッドブラウン(Acid Brown)45 中構造感応性 C.I.アシッドオレンジ(Acid Orange)116 C.I.アシッドブルー230 C.I.アシッドレッド1141 Crompton & Knowles Corp.,Charlotte,N.C.282332 Ciba−Geigy Corp.,Dyestuffs & Chemicals Di
v.,Greensboro,N.C.27419−8300 構造感応性(速度感応性(rate sensitive))染料
は、Textile Chemist and Colorist,Vol.17,No.12,
p.231(2985)にさらに詳細に記載されている。
通常の使用条件下で容易に移動し“均染”するので普
通“均染”染料と記載される染料の場合、低pH、低温又
は両方の条件を用いて移動を約10%以下とすることがで
きる。さらに通常均染性の強い染料の場合、染料移動が
約10%以下となる染浴の条件の場合でさえ迅速に染色を
行うことが必要である。そうしないと、製品上に染料が
吸着してから後に起こる染料移動のために本発明を用い
た他の場合に得られる染色収率上の利点が減少する。
従来の染色法と同様に、染色前に製品を精練し、染色
に悪影響を与え得る糸の仕上げ剤、サイジング又は他の
材料を除去するのが望ましい。たてメリヤス布の染色、
特に限界的染料適用(critical dye application)に
本発明を用いる場合、染色前に布を有効に精練すること
が重要である。布は、例えば解放幅精練レンジ(open
width scouring range)又は染色に用いる装置、例え
ばジェットあるいはビーム染色機中で精練することがで
きる。従来用いられた精練溶液、例えば0.5グラム/リ
ットルのMERPOL LFHR(E.I.Du Pont de Nemours
& Company,Inc.of Wilmington,DEにより販売されて
いる非−イオン性液体溶剤)などの界面活性剤を含む18
0゜Fの水が一般に適している。精練後、熱水中への浸漬
などにより布を濯がねばならない。
既知の染色法の場合に行われるように、トリコットな
どのたてメリヤス布のあるものは、染色の前に熱−硬化
して布を安定化し、一様でない染色により起こる“エッ
ジカーリング(edge curling)”を防ぐのが好まし
い。弾性トリコット布はエッジカールの傾向が強いので
熱−硬化するのが特に望ましい。精練された布を、ピン
テンターなどにて1段階で乾燥及び熱−硬化するのが有
利である。熱−硬化の際の布端のトリミングも、染色の
間のカーリングを最小にするのを助ける。
自動車の用途のためのたてメリヤス布などの布の場合
に特に有利な別の方法は、染色法の一部として布を水硬
化することである。“水硬化”は、布を液体の水と接触
させながら、糸が縮小(reduce)して糸の構造が変わる
のに十分な温度まで布を加熱し、布中の糸を“硬化”す
ることを言うものとする。通常水は実質的量の化学品又
は不純物を含まないものでなければならない。水硬化に
より熱−硬化段階を省略することができ、さらに他の場
合に本発明の染色法で与えられる均一性の向上以上の向
上を染色均一性において与える。水硬化はオートクレー
ブ中で行うことができるが、染料及び他の化学品を加え
る前に染浴中で水硬化させることにより、本発明の方法
中に容易に水硬化を行うことができる。ほとんどのジェ
ット染色機は加圧して所望の温度を得ることができるの
で、ジェット染色機で染色を行う場合にこれは特に有用
な方法である。66ナイロンの場合、浴は少なくとも190
゜F(87.8℃)、好ましくは約220゜F(104.4℃)−約27
0゜F(132.2℃)の温度に約1−5分間加熱する。通常
6ナイロン及び66ナイロンコポリマーの場合に必要な温
度はもっと低い。
本発明の方法の場合、染色する製品をアニオン染料の
ための液体溶剤を含む染浴中に浸漬する。染浴は多様な
形態をとることができ、染色法の間を通じて製品全体を
浴に浸漬するか、又は製品をいずれかの一時、部分的に
浸漬し、循環的にか又は無作為な方法でそれを動かし、
製品全体と溶剤を接触させる。部分的浸漬は、連続ロー
プの形態で、又は別個の長さを持つ製品を往復させるこ
とにより浴を通って布を進行させることができ、結局は
製品全体が染色されるような製品の場合に有用である。
好ましい方法はジェット−染色装置中に形成された浴
を用い、その場合布は無限のロープの形態であり、浴か
らポンプ輸送された溶剤を供給されるジェットノズルを
用いて動かされる。この種の機械にはジェット−染色機
(Gaston County Dyeing Machine Company)、循環
ジェット−染色機(Hisaka Works,Ltd.)、“UniAce"
染色機(Nippon Dyeing Machine Company)、HT染色
機“Loco−Overflow"(Hokuriku Chemical Machinery
Co.Ltd.)、“Masflow"装置(Masuda Manufacturing
Co.Ltd.)などが含まれる。
本発明の好ましい形態の実行のために布をジェット染
色機中に置き、その端を縫ってロープを形成する場合、
まっすぐで偏らない縫目を用い、偏った縫目による不均
一性が起こる機会を最小にするのが好ましい。大規模法
の場合、綴じ合わせは染料が布に近付くのを妨げるの
で、布のロープを綴じ合わせて管状にするのは通常望ま
しくないことが見いだされた。ジェット染色機は、染色
の間に布を完全に新しい方向に向けるために適したジェ
ットノズルを備えていなければならず、適した回転速度
が与えられなければならず、これは後文でさらに明らか
にする。通常、かまが込み合うのも避けるのが望まし
く、従って染色する布の量は適当に制限するべきであ
る。
染料のための液体溶剤は、繊維上の染色部位に染料を
輸送することができ、他の点で布、染料及び方法の他の
特徴と適合性であるいずれかの適した染料用溶剤であ
り、例えば水性液体及びメタノールが適した溶剤であ
る。液体溶剤は、所望のpHを得、保つための添加剤及び
他の目的の添加剤を約10重量%以下で含む水性液体であ
ることが好ましい。方法で有用な適した水性液体は、緩
衝系を与えるための添加剤を含む。例えば約1重量%の
量の酢酸及び約2重量%の量の酢酸アンモニウムを、pH
を適した値に調節するのに用いることができる。他の添
加剤は、均染剤、緩染剤などの化学品であることがで
き、本出願中ではそれらを集合的に“染色助剤”と呼
ぶ。本発明の方法の場合染色助剤は存在することができ
るが、そのような薬剤が必要でない場合が多い。染色助
剤が浴中に存在する場合、染色サイクルの合理的な短い
滞留時間を保つために典型的に非常な低濃度が用いられ
る。親和性の異なる染料の配合色の場合、染色助剤が有
用であり、望ましくもある。
浴の染色助剤が低量であるか、又はそれを実質的に含
まない場合、廃染色液の処理又は廃棄において重要な利
点が得られる。さらに染色繊維は実質的に残留染色助剤
を含まないか、又はそのような薬剤は、典型的に高い浴
濃度の染色助剤を必要とする構造感応性染料のための従
来の方法により染色した繊維よりずっと低量で存在する
だけである。さらにある場合には廃染色浴を、湿潤堅牢
度、耐光堅牢性又は柔軟性の向上、静電防止剤の適用な
どのための後処理、及び化学薬剤を用いた他の既知の後
処理に用いることができる。そのような後処理の場合、
本発明の方法において染料を加えるのに用いられる方法
と類似の方法を用い、化学薬剤を熱浴に加えることがで
きる。さらに、染色助剤が含まれないか、又は十分に低
い濃度で含まれる場合、廃浴をその後の染色で再利用す
ることもできる。
アニオン染料は混和性濃厚液として、染料添加期間の
間に制御された染料添加速度で染浴に加える。“染料添
加期間”は、染料の最初の添加で始まり、最後の量の染
料の添加が終わる時間を言う。染料添加期間の長さは、
通常約5分−約4時間の範囲であり、典型的染料添加期
間は約20分−約100分である。後により詳細に説明する
通り、撹拌により混和性染料濃厚液が浴中の溶剤と混合
され、希釈染料溶液を形成する。“混和性濃厚液”は、
染料が完全に溶解しており、浴中の液体溶剤に加えら
れ、それと混合され、通常染浴中に混合して入れられる
ようなすべての濃厚液の割合で染料の希釈液体溶液を形
成することができる溶液を言うものとする。混和性濃厚
液のための溶剤は、異なる溶剤の導入が他の点で染色法
に悪影響を与えなければ、液体溶剤と異なることができ
る。水性染浴を用いる場合、混和性濃厚液で用いる溶剤
は水であることが好ましい。
後文でより詳細に説明する通り、染料添加速度は染料
の適用量、染色する製品の性質、染色装置の種類、染料
の種類及び所望の結果を得るための染色条件に依存して
制御する。方法の制御を容易にし、方法をより容易に再
現性のあるものとするために染料添加期間の間、染料は
連続的に、一定の速度で加えるのが好ましい。
浴中の希釈染料溶液を循環ポンプを用いて循環させる
方法の場合、染料濃厚液は循環ポンプの前で溶剤に加え
るのが好ましい。この目的に計量ポンプを用いるのが有
利である。染色する布がジェット染色機中の場合、循環
ポンプはジェットノズルに希釈染料溶液を供給し、新し
く加えられた染料が最初にジェット中で布と接触するの
が好ましい。
本発明の方法の場合、溶剤及び染浴中の製品を含む染
浴は染色転移温度と少なくとも等しい温度に加熱する。
本出願の目的の場合、染色転移温度は、特定の染料を用
いて染色する間に繊維構造が十分解放され、染料の吸収
速度を顕著に増加させる温度を言う。染料/繊維の組み
合わせに関する染色転移温度は、使用条件で染色を行
い、3℃/分で昇温した場合の染浴温度に関する%染料
消費をプロットすることにより決定することができる。
15%消費の温度が染色転移温度である。染色法において
1種類以上の染料を用いる場合、染色法における温度は
染色転移温度が最も高い染料(通常、最も構造感応性で
もある)の染色転移温度と少なくとも等しいことが好ま
しい。ジェット染色装置を用いた本発明の好ましい形態
の場合、熱交換器を用いて加熱することができ、そこを
通って浴からの液体が外部に循環する。
本発明の方法の場合、染料の少なくとも一部を溶剤及
び製品が染色転移温度と少なくともひとしい温度である
間に加える。染色法のこの部分を“迅速染料吸収段
階”、すなわち浴中に染料があり、溶剤及び製品が染色
転移温度と少なくとも等しい温度である期間と呼ぶこと
ができる。溶剤及び製品が染色転移温度と少なくとも等
しい温度になるまで浴に染料を加えない方法の場合、迅
速染料吸収段階は染料が浴に最初に加えられた時に始ま
る。浴が温度に達する前に染料の添加を始める方法の場
合、迅速染料吸収段階は溶剤及び製品が染色転移温度と
少なくとも等しい温度に達した時に始まる。典型的な方
法の場合迅速染料吸収段階は、染色法の終了に向かっ
て、又は終了時に浴が消費され尽くした時に終わる。
本発明のひとつの好ましい方法において迅速染料吸収
段階の間、浴及び浴中の製品の温度は一般に一定に保
ち、製品による染料吸収の速度に影響する温度変化によ
り染色法が影響されないようにする。一般に温度が染色
転移温度以上のままであれば、温度は±10℃以内、好ま
しくは±5℃以内に制御するべきである。水系では、pH
を一般に一定に保つことも通常好ましい。pHを±2単位
内に制御するのが適してることが見いだされた。
ある方法、特に染料混合物を用い、ひとつの染料が構
造感応性であり、他が強い均染性である方法では、染色
が進むと共にpHを下げ、及び/又は温度を下げ、浴から
の均染染料の消費を促進するのが望ましい。構造感応性
染料は初期染着が速すぎ、最初のpH及び温度が低すぎる
と不均一な染色を起こすので、これは染色の終了に向か
って、又は終了時に行うのが望ましい。pHは、染料添加
期間の後に酢酸などの適した酸溶液を浴に量り込むこと
により、又は酸供与物質、例えば加水分解して制御され
た方法で徐々にpHを下げる、Sandoz Chemical Co.に
よりSANDACID VRの商標で販売されているような酸供与
物質を用いることにより下げることができる。
本発明の好ましい方法において、溶剤及び製品が染色
転移温度と少なくとも等しい温度である時に、すなわち
迅速染料吸収段階の間に染料の少なくとも約33%を浴に
加える。迅速染料吸収段階の間に染料の少なくとも約50
%を加えるのが最も好ましい。後の実施例でさらに明ら
かになる通り、迅速染料吸収段階の間に加える染料の量
の増加と共に染色収率における利点が増加する。しか
し、浴が染色転移温度まで昇温される前に、染料の少な
くともいくらかを浴に加えることにより達成できるサイ
クル時間の短縮を利用するために染色収率の向上の一部
を控えるのが望ましい。
染料添加期間及び迅速染料吸収段階の間の浴の撹拌
は、浴中の染料濃厚液及び溶剤を混合して希釈染料溶液
を形成し、製品に対する希釈染料溶液の流れを与え、染
料の製品への輸送を起こすために行う。“撹拌”という
用語は混合し、染浴中の製品と溶剤の間の相対的動きを
与えるいずれの手段をも含む。製品と溶剤の間の相対的
動きは、染浴中の溶剤の循環、溶剤中の製品の動き、又
は製品を動かして溶剤を循環させる両方により与えられ
る。ジェット染色装置を用いた好ましい方法の場合、循
環液の作用により製品が動かされ、溶液が循環し、その
ような装置に通常備えられている回転リールにより通常
布の循環が助けられる。
平均して撹拌は、染料添加期間及び迅速染料吸収段階
の間に、アニオン染料の製品への基本的に均一な染料輸
送も与え、意図した目的に有用であるために十分視覚的
に一様な染色を行う。典型的に、視覚的に一様な布の布
を横切る色変動は約5%以下である。従って布のロープ
がジェットノズルを通って多数回循環するジェット染色
機における本発明の好ましい形態のように多数の繰り返
しサイクルがある方法の間、布への染料輸送はいずれか
の1回のマシーンサイクルにおいては均一でないかも知
れない。しかし“平均した”染料輸送は基本的に均一な
ので、全サイクルの間の染料輸送の影響の和の結果とし
て均一な染色が生ずる。後文にてより明らかになる通
り、回転速度を上げるか、染料添加速度を制限するか、
又は両方により染料の合計添加量中の1サイクル当たり
のパーセンテージを下げ、それにより影響をより平均化
して均一性を向上させるのが望ましい。方法を通じた制
御を容易にし、方法を繰り返すことができるようにする
ために常に、及び一定の速度で撹拌するのが好ましい。
本発明に従い染料添加速度は、少なくとも溶剤及び製
品が染色転移温度であるかそれ以上の温度である間、そ
れが製品による染料吸収の速度を制御する第1制御因子
であるように調節する。これを行うために必要な種類の
染料添加速度の調節は、染色法に影響する因子を考慮し
た式Iを参照することにより良く理解することができ
る: 式Iにおいて、Dsは溶液中の染料の拡散係数であり、Df
は繊維中の染料の拡散係数であり、Kは染料−繊維系に
関する平衡分配係数であり、rは繊維の半径であり、δ
は拡散境界層(diffusional boundary layer)の厚さ
である。本発明の方法の場合、染料の添加速度が染料吸
収速度を制御する第1制御因子となるように浴への染料
添加速度を調節し、速度を浴中の他の条件と調和させる
と、式IにおけるLの値を低くすることが見いだされ
た。さらに、Lが非常に低く、好ましくは0に近付くと
本発明の利点を最大とすることができることを見いだし
た。
染料の添加速度を染料吸収を制御する第1制御因子と
し、それにより低いL値を与えるために、染色転移温度
以上となり、容易に染料を受け入れることができる繊維
製品がそれに供給される以上の染料を受け入れることが
できるような速度に染料の添加速度を制限する。このよ
うな条件下で浴中の染料の濃度は従来の方法の場合より
非常に低く、従って繊維中の拡散係数Dfの影響は従来の
方法における場合より実質的にかなり重要性が低い。
又、主に染浴中の染料の濃度の低下と共にKの値が増加
するのでDs/(K・Df)の値も従来の方法の場合より小
さい。染料移動が約10%以下であるように染料を用い、
及び/又は条件を確立した本発明の好ましい形態の場合
に、この影響は特に強調される。そのような場合、Kの
値は非常に高く、浴中の染料の制限された濃度によりさ
らに増加する。
染料添加速度は染色機中の最低濃度の位置における溶
剤中の染料濃度が、溶剤及び製品が染色転移温度と少な
くとも等しい温度である間の幾らかの時間のあいだ最終
的平衡濃度の約100倍以下となるように調節する。染色
転移温度に達する前に浴に染料を加える本発明の方法の
場合、浴が染色転移温度か又はそれ以上の温度の間に、
浴中に1時的に高濃度の染料が存在する。濃度の高いこ
の時間は実質的時間であってはならず、すなわち浴が染
色転移温度か又はそれ以上の温度である時間の約10%以
上であってはならない。染料の移動が約10%以下である
ような条件が用いられ、又は染料が選ばれた場合に利点
を最大とするために、浴が染色転移温度であるか又はそ
れ以上の温度である間の幾らかの時間のあいだ最終的平
衡濃度の約100倍以下であるのが好ましい。濃度を最終
的平衡濃度の約50倍を越えないように染料添加速度を調
節するのが最も好ましい。
“最終的平衡濃度”は、方法の条件下において製品上
の染料の特定の%の場合に、新しい染料を添加しないと
染色の深さがもはや基本的に増加しない染浴中の染料の
濃度である。最終的平衡濃度は、染色法の最後に染浴中
で測定した濃度から外挿することにより方法自体におい
て合理的な確実性をもって決定することができる。通常
商業的染色において染色法が完了した場合、染料は十分
に消費され尽くし(浴中に均一な濃度はなく)、浴を終
了させる前の最終濃度を最終的平衡濃度と仮定すること
ができる。染色法の際に、染色機中の最低濃度の位置は
通常染料が浴中に導入される位置の直前にある。例えば
ポンプを用いて溶剤を循環させ、ポンプの前で染料を加
える方法の場合、染料を加える位置の直前の溶剤中の染
料の濃度が最低濃度となるであろう。商業的ジェット染
色機の場合、ジェットから離れた試料採取口において得
た試料は基本的に染料が浴中に導入される位置の直前の
濃度と同等なので、そのような口もこの濃度の測定に適
している。
対照的に、ナイロンの染色のための従来の方法の場
合、浴中の染料は最初は平衡濃度の300−500倍であり、
ゆっくり温度を上げて染色を進行させるに伴い徐々に減
少するまでかなりの時間この範囲に保たれる。繊維がほ
とんど染料を含まず、染色転移温度より十分に高い温度
である間の実質的時間、濃度が従来の染色で用いられる
濃度と等しいと、染料の移動が約10%以下となるような
条件を用い、染料を選んだ場合は特に視覚的に不均一な
染色が起こり易い。
本発明に従って達成することができる染色サイクル時
間の短縮をさらに十分に実現するために、浴中の最低濃
度の位置で測定した溶剤中の染料の濃度が、溶剤及び製
品が染色転移温度と少なくとも等しい温度である間の幾
らかの持続的期間、最終的平衡濃度の少なくとも約2.5
倍であるように染料添加速度を調節するのも好ましい。
持続的期間は、溶剤及び製品が染色転移温度と少なくと
も等しい温度である時間の少なくとも約10%を成すこと
が好ましい。最低濃度の位置における浴中の濃度は、平
衡濃度の少なくとも3.5倍であることが好ましい。
多数の繰り返しマシンサイクル、例えばジェットある
いはベック染色機中のロープの回転、又はビーム染色機
中の浴の循環を用いた商業的方法の場合、染料全体の約
0.5−約7%の量の染料が1回のマシンサイクル中で添
加され、平均して基本的に均一な染料輸送及び本発明に
従う視覚的に一様な染色が達成できるように染料添加速
度を調節するのが好ましい。1回のマシンサイクルの間
に約0.5−約3%の量の染料が加えられるのが最も好ま
しい。通常実験室装置は、優れた結果を得られるが大規
模な商業的染色装置で用いるには実用的でない高い回転
速度を有するので、実験室用ジェット及びベック染色装
置を用いると染料全体に対する1サイクル当たりのパー
センテージは典型的に低い。
商業的ジェット及びベック染色機における布の重量に
基づく染料添加速度は通常約0.0005−0.5%染料/分の
量である。その範囲中の低端の速度は、非常に親和性の
高い染料を用いた繊維上の低パーセント染料による染色
の場合に有用であり、適した平均化により基本的に均一
な染料輸送を与えるのに十分な数のマシンサイクルを与
える。
従来のポリアミド染色に用いられるのと同一の装置で
染料の移動が10%以下となる条件を用いた本発明の好ま
しい方法を用い、相対的染料含有量が同一の場合に従来
の方法を用いて得られるものより染色の相対的濃さがよ
り高い、すなわち相対的染色収率がより高い染色ポリア
ミド繊維を含む製品を製造することができる。用いる染
料の種類に依存し、同一条件の同種の装置において本発
明の方法の場合に得られる相対的染色収率を調節するた
めに染浴中の温度及びpH条件を用いることができる。例
えばほとんどのアニオン染料の場合、pHの低下は相対的
染収率を向上させる。従来の条件下で均染する染料の場
合、移動の減少に主な影響を有する低温を用いるのが望
ましい。染色転移温度以上に温度が上昇すると、多くの
構造感応性染料により与えられる相対的染色収率は向上
する。しかし一般に構造感応性染料の場合に染色収率に
関する最大の利点を与える条件は視覚的に一様な染色を
得るのをより困難にする。従って相対的染色収率を向上
させしかも非常な注意をすることなく一様な染色を与え
る間の妥協を与える条件を選ぶのが必要である。
移動が10%以下である条件下の染料を用いた本発明の
好ましい方法は、不均一な染色を招く繊維における構造
の相違に対する感応性を最小にすることができる。製品
への染料の輸送が平均して基本的に均一ならば、糸にお
ける構造的相違による布のたてすじを覆うことができる
視覚的に一様な染色が行われ、従来の方法を用いて製造
される場合より均一性の評価の高い染色布を製造するこ
とができる。
染浴中の溶剤に染色助剤を含むことにより、又はそれ
を染料濃厚液に含むことにより、本発明の結果を調節す
ることもできる。一般に染料の初期染着速度(strike
rate)を減少させる助剤は得られる相対的染色収率を低
下させ、染色は従来の染色により類似する。さらに浴が
その染色転移温度に達する前に染料を浴中に添加する場
合、染色転移温度に達する前に繊維により吸着される染
料は、製品中の繊維に従来の染色特性をいくらか与え
る。
本発明に従い、ジェット染色機で商業的方法を開始す
る場合、最初に一般的に選ばれた方法条件に対応する実
験室規模の装置で方法を行うのが有利である。実験室規
模の方法の場合、それにより染料添加速度を前もって決
めることができ、又は同一あるいは類似の染色に関する
過去の実験に基づく速度を確認することができる。典型
的実験室用染色機と比較して大規模の染色機では製品の
重量に対する浴の重量の比率が小さいため、及び特に回
転速度が低いため、大規模染色を成功させるためには用
いる染料添加速度又は条件をさらに修正しなければなら
ない。
本発明の好ましい形態の場合、迅速染料吸収段階の
間、及び最高には方法の間の他の時間、方法を注意深く
制御することが通常必要なだけであり、温度及び他の浴
条件は注意深く制御する必要がない。例えば所望の温度
に浴を上げることは迅速に行うことができ、染料添加の
前のpH調節は急速に、ナイロンの染色のための従来の方
法で必要な程の注意を行わずにできる。これは重要段階
がたった1段階であり、一定の温度及びpHを用いた場合
方法を容易に再現でき、同一の布の繰り返し染色を有効
に行うことができるので、特に有利である。さらに染色
法の初期に浴の条件が望み通りでないことが発見された
場合、染料添加を止め、染色を再開する前に所望の条件
を確立することができる。
染色が完了した後、染浴を典型的に約175゜F(79.4
℃)以下に冷却し排液する(dropped)。製品は濯ぎ、
乾燥し、その後従来の方法で用いることができる。
ここで、本発明の好ましい染色布の400倍の断面顕微
鏡写真(実施例8−パートB)を示す図4を参照する
と、66ナイロン連続フィラメント糸の外面の近傍のフィ
ラメントが糸の内部のフィラメントより多くの染料を含
んでいるのが見える。図4に示す糸の場合、染料が外部
のフィラメントに十分に濃縮され、内部のフィラメント
の一部はほとんど又は全く染料を含まないように見え
る。さらにフィラメントは非対称的に環状−染色され、
すなわちフィラメントは、より多くの染料がフィラメン
トの内部より表面の近傍に存在するように染色されてい
るが、フィラメントの少なくとも一部の環状−染色は非
対称である、すなわちある側に他の側より多くの染料が
存在する。連続フィラメント糸の場合、フィラメントが
糸の束中で異なる位置にあり得るので、同一のフィラメ
ントが糸の長さに沿って異なる染色効果を示し得ること
がわかるであろう。
図5は、同一の装置で従来の方法により染色した布の
同一の倍率における断面顕微鏡写真である(実施例8−
パートA)。染料が糸の束を通じてより平均に分布し、
表面及び内部フイラメントの間の差がほとんどないこと
が明らかである。環状−染色が少し起こり、環状染色が
見える範囲でそれは対称に見える。
図4と同一の布で250倍である図6に示される通り、
本発明の布は、布の表面の近傍の糸上にも布の内部より
多くの染料を有する。図7は従来の方法で染色された布
(図5と同様の布で250倍)を示し、その場合染料は布
を通じて一般に平均に分布している。
糸及び布の非対称染色にもかかわらず、本発明の布は
視覚的に一様であり、均一性が高い。さらに均一性は、
特に構造感応性染料を用いた場合に従来の方法で染色し
た布より優れていることが多い。多くの場合、糸の不均
一性のために従来の方法で染色した布に現れるたてすじ
は、本発明に従って染色した布では減少するか、又は実
質的に除去することができる。本発明の方法に従って染
色した最も好ましい布の場合、布は基本的に末端間の染
料の不均一性を含まない。さらに耐光堅牢度、洗濯堅牢
度及びStoll摩耗試験などの摩耗試験において、布は従
来の布と同等である。
本発明は不織布及び絨毯用に用いられるタフト布など
の他の種類の布に適用できるが、本発明の好ましい布は
メリヤス布及び織物から成る種類から選ばれ、連続フィ
ラメント糸を用いて製造された布の場合に均一性の評価
の高い染色布を得るのが困難なことが多いので、そのよ
うな種類の布から選ぶのが最も好ましい。さらに本発明
の布は少なくとも1種類の構造感応性アニオン染料を含
むのが好ましい。
本発明は、カチオン染料を用いたカチオン染色可能な
ポリアミドの染色のように他のイオン染料を用いたイオ
ン染色が可能な他のポリアミドにも適用可能である。例
えば5−スルホ−イソフタレートで修飾したポリアミド
を、本発明の方法を用いてSEVRON BLUE 5GMF(C.I.ベ
ーシックブルー(Basic Blue)3)などのカチオン染
料で染色することができる。
試験法 染色転移温度を以下の通りにして繊維/染料組み合わ
せに関して決定する: 製品の試料を、0.5g/lのピロリン酸四ナトリウム及び
0.5g/lのMERPOL HCSR(E.I.Du Pont de Nemours
& Companyにより販売されている非イオン性液体洗
剤)と共に800g水/g試料を含む浴中で予備精練する。浴
温が60℃になるまで約3℃/分の速度で浴温を上げる。
温度を60℃に15分間保ち、その後繊維を濯ぐ。(予備精
練温度は繊維の染色転移温度を越えてはならないことに
注意。染色転移温度が予備精練温度に近いと思われた
ら、より低い予備精練温度で手順を繰り返さねばならな
い。)同量の水を含む(製品を含まない)浴を30℃に調
節し、(製品の重量に基づいて)1%の使用染料及び5g
/lの一塩基性リン酸ナトリウムを加える。(染色法にお
いて1種類以上の染料を用いる場合、染色転移温度が最
も高いと思われる染料を用いて染色転移温度を決定す
る。通常この染料が最も構造感応性でもある。)一塩基
性リン酸ナトリウム及び酢酸を用いてpHを5.0に調節す
る。製品を加え、浴温を3℃/分で95℃に上げる。
浴温が5℃上がる毎に約25mlの染料液試料を染浴から
採取する。試料を室温に冷却し、Perkin−Elmer C552
−000UV−可視分光光度計(Perkin−Elmer Instrament
s,Norwalk,CT 06856)などの分光光度計にて、水を参
照として用い、染料の監視に有用であることがわかって
いる波長における各試料の吸光度を測定する。%染料消
費を算出し、染浴温度に関してプロットする。15%消費
における温度が染色転移温度である。
%移動は、研究中の実際のpH及び温度における疑似染
浴を用い、30分間という時間を用いる以外はAATCC試験
法159−1989(AATCC Trchnical Manual/1991,p.285−
286)を用いて決定することができる。この方法におい
てパーセント移動は、移動過程の前(標準、相対的染色
の濃さが100%)及び後の最初の染色試料の相対的染色
の濃さを測定することにより算出する。差が%移動であ
る。
相対的染色の濃さは、比較又は標準法により染色し、
相対的染色の濃さが100%であると任意に称する試料と
同一の染料を用いて染色した一連の布に関して写真で決
定した、布における染色の濃さの相対的尺度である。
布試料の相対的染色の濃さは、Macbeth Division o
f Kollmorgen Instrument Corp.of Newburg,N.Y.に
より販売されているMACBETH COLOR EYE 1500 PLUS
SYSTEM Spectrophotometerを用い、最低反射率の波
長で測定する。750−350nmの走査を行って染料の最低反
射率の波長を決定することができる。その後同一の染料
を用いた一連のその後の試料はすべて同一の波形で測定
する。例えばC.I.アシッドブルー122の場合の最低反射
率の波長は640nmである。
比較又は標準法により製造した試料を標準と称し、相
対的染色の濃さが100%であると指定する。その後残り
の試料の相対的染色の濃さを以下により概算する: 及び ここで:R=反射率。
相対的染料含有率は、比較又は標準法により染色し、
相対的染料含有率が100%であると任意に指定する試料
と同一の染料を用いて染色した一連の布に関して写真で
決定した、布における染料含有率の相対的尺度である。
相対的染料含有率は以下の方法で決定する。最初に製
品の試料を小片に切断し、±0.1mgの精度で約0.1グラム
を秤量する。典型的に、染色製品の試験用の一連の試料
を秤量してそれぞれをほとんど同一重量とする。試料を
周囲温度で30mlの蟻酸に溶解する。試料の溶解が完了し
た後、二酸化チタン艶消剤が含まれる場合はその除去に
20分間の遠心が有効である。
Perkin−Elmer C552−000 UV−可視分光光度計(Pe
rkin−Elmer instraments,Norwalk,CT 06856)を用い
て試料の吸光度を記録する。750−350nmの走査を行い、
試験する染料のための分析波長として最大のピークを選
ぶ。同一の染料を用いた系列におけるその後の試料はす
べてこの波長で測定する。典型的に0.1グラム近辺の大
きさの試料は、得た染料の量に関して0.3AU−0.8AUの範
囲の吸光度の読みを与える。
系列中の各試料につき測定したそれぞれの波長に関し
て修正吸光度を算出する。修正吸光度は: A(修正)=(S×0.1グラム)/W ここで:S=与えられた波長における吸光度;及びW=グ
ラムで表した試料の重量である。
比較又は標準法により染色した試料を相対的染料含有
率が100%であると指定する。その後残りの試料の相対
的染料含有率を以下の式により概算する: 相対的染料含有率(%)=(As×100)/A1 ここで:As=試料の平均吸光度;及びA1=標準試料の平
均吸光度である。
この算出を、与えられた染料系列において選ばれた各
分析波長に関して行う。
糸の断面顕微鏡写真 布見本又は糸の束を、ミクロトミー用に設計された
“Marglas"又は類似のエポキシ樹脂中に埋封する。スチ
ールのミクロトームナイフを用いて約10ミクロンの厚さ
の断片を作る。これらの断片を、繊維中への種々の深さ
で繊維の断面を調べることができる方向に切断する。断
片を顕微鏡スライド上に置き、エポキシ埋封材料と適合
し、従って見えなくする屈折率の液体中に浸す。フィラ
メント中、糸の束中、及び布の厚さを通る染料の分布を
評価するのに、10倍から40倍の対物レンズを用いた100
倍から500倍の倍率が便利で有用である。
相対的染色収率は、相対的染料含有率に対する相対的
染色の濃さの比率として定義される: 染浴濃度は、Perkin−Elmer Lambda 2 分光光度
計(Perkin−Elmer Instruments,Norwalk,CT 06856)
を用い、測定する染料に関して吸光度が高い波長を用い
て測定する。
布の均一性評価は、以下の方法により決定する: 布見本を拡散蛍光照明のある室中の大テーブル上に置
く。現在AATCC(Committee RA97,Assessment of Bar
re′)により標準と考えられている布のたてすじのコン
ピューター化シミュレーションを用い、熟練者のパネル
によって1−10の尺度で布を評価する。コンピューター
化シミュレーションのコピーを図8−17に添付する。
以下の実施例において本発明を例示するが、制限では
ない。他に指示がなければパーセンテージは重量によ
る。
実施例1 45デニール、三葉4.5dpf66ナイロン繊維からの50グラ
ムのたてメリヤス布(10インチ×72インチ)を縫って横
方向の管とする。その後布を、Concord,N.C.のWerner−
Mathis,U.S.A.により販売されているWerner−Mathis実
験室用ジェット染色装置中に導入する。布をジェットノ
ズルに通してから末端で縫い、無限の管を形成する。透
視ドアを閉め、0.1g/lのMERPO LFHR(E.I.Du Pont d
e Nemours & Companyにより販売されているイオン
性液体洗剤)及び0.1g/lの水酸化アンモニウムを用い、
従来の方法で160゜F(71.1℃)にて15分間布を精練す
る。水をあふれさせて布を濯ぎ、精練剤をすべて除去
し、その後浴を排液する。
その後、50:1の液比(繊維の重量に対する浴の重量)
で2500mlの蒸留水を用い、80゜F(26.7℃)で染浴を設
定し、リン酸一ナトリウム(MSP)及びリン酸を用いてp
Hを5.0に調節する。これらの条件下で布に染浴を十分に
潅水する。染浴をジェットノズルを通してポンプ輸送す
ることにより布に急速な動きを与える。その後染浴の温
度を、5゜F/分(2.8℃/分)か又はそれ以上で急速に
染色温度に上げる。この実施例の場合、下記の要領で染
料を加える染料添加期間の間、染色温度は約200゜F(9
3.3℃)でほとんど一定に保つ。(この実施例の迅速染
料吸収段階は、染料吸収段階の間の染料の添加により始
まり、すなわち染料の100%が迅速染料吸収段階の間に
加えられる。) 別に0.5gのアントラキノン ミリングブルー BL(C.
I.アシッドブルー122)染料を200mlの蒸留水に溶解して
染料濃厚液を形成する。染料の使用量は、染料を完全に
消費すると仮定して繊維上に1%の染料(dye−on−fib
er)を与えるように算出する。New YorkのManostat C
orporation,N.Y.により販売されている精密(約1%の
精度)MANOSTAT COMPULAB液体計量ポンプを用い、別に
調製した染料溶液を動いている布から離れた染浴の表面
下に、布の重量に基づいて0.05%染料/分に相当する5m
l/分の速度で量り込む。布の1回転当たり(マシンサイ
クル)に加えられる染料の染料全体に対するパーセンテ
ージは0.08%である。このような条件下で、40分で完了
する染料添加の期間の間、染浴中に目にみえる染料の堆
積はない。その後染浴を5゜F/分(2.8℃/分)で170
゜F(76.7℃)に冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、
染色機から取り出し、空気乾燥する。
得られた結果は、ナイロンのメリヤス上の一様な青い
染色及び無色の染浴である。
実施例2 実施例1に記載の布の量及び種類、ならびに染色装置
及び方法をこの実施例でも用い、以下の染料を200mlの
蒸留水に溶解して染料濃厚液を形成する: 0.247gのC.I.アシッドイエロー184 0.008gのニラントレンピンク BLRF* 0.200gの.C.I.ディレクトブルー86 *Crompton & Knowles Corp.,P.O.Box 33188,Ch
arlotte,N.C.28233) これは、染料を完全に消費すると仮定して繊維上に0.
9%の染料を与えると計算される。染色溶液は、布の重
量に基づいて0.023%染料/分に相当する5ml/分の速度
で量り込む。布の1回転(マシンサイクル)当たりに加
えられる染料の染料全体に対するパーセンテージは0.08
%である。これらの条件下で、40分で完了する染料添加
期間の最後に染料の堆積が少し目に見える。染浴を5゜
F/分(2.8℃/分)で170゜F(76.7℃)に冷却し、その
時点で浴は無色であり、消費され尽くしたと思われる。
水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から取り出し、空気
乾燥する。
得られた結果はナイロンメリヤス布上の一様な濃緑色
の染色、及び無色の染浴である。
実施例3 リン酸一ナトリウム(MSP)及びリン酸を用いて染浴
をpH4に設定し、使用染料が400mlの蒸留水に溶解した2.
00gのC.I.アシッドブラック107である以外は実施例1に
記載の布の量及び種類、ならびに染色装置及び方法をこ
の実施例でも用いる。これは、染料を完全に消費すると
仮定して繊維上に4.0%の染料を与えると計算される。
染色溶液は、布の重量に基づいて0.2%染料/分に相
当する20ml/分の速度で量り込む。布の1回転(マシン
サイクル)当たりに加えられる染料の染料全体に対する
パーセンテージは0.17%である。これらの条件下で、20
分で完了する染料添加期間の間に目に見える染料の堆積
はない。染浴を5゜F/分(2.8℃/分)で170゜F(76.7
℃)に冷却する。水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機か
ら取り出し、空気乾燥する。
得られた結果はナイロンメリヤス布上の一様な黒色の
染色、及び無色の染浴である。
実施例4 本実施例では、80重量%の40デニール三葉1.3dpf66ナ
イロン繊維及び20重量%の40デニールLYCRARスパンデッ
クス(E.I.du Pont de Nemours and Company)か
らのたてメリヤス布を染色するのに実施例1に記載の染
色装置を用いる。パートAでは従来の染色法を用いる。
パートB及びCは、異なる染浴温度における本発明の方
法を例示する。表1は得られた結果をまとめたものであ
る。
パートA(比較) 50グラムの上記の布を従来の条件下で0.1g/lのMERPOL
LFHR及び0.1g/lの水酸化アンモニウムを用いて160゜F
(71.1℃)にて15分間精練する。水をあふれさせて布を
濯ぎ、精練剤をすべて除去し、浴を排液する。2500mlの
蒸留水を用い、80゜F(26.7℃)で染浴を設定し、MSP及
びリン酸を用いてpHを5.0に調節する。ジェットノズル
の作用により布に急速な動きを与える。
別に、完全に消費すると仮定して布上に1%の染料
(ナイロン繊維の1.25%)を与えるために、200mlの蒸
留水に0.5グラムのC.I.アシッドブルー122を溶解する。
その後染料溶液を染浴に加える。これらの条件下で布に
染浴を十分に潅水する。染浴を2゜F/分(1.1℃/分)
にて200゜F(93.3℃)に昇温し、その後200゜F(93.3
℃)に30分間保つ。染浴を5゜F/分(2.8℃/分)で17
0゜F(76.7℃)に冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、
染色機から取り出し、空気乾燥する。
結果はナイロン/LYCRARスパンデックスたてメリヤス
布上の一様な青い染色、及び完全に無色の染浴である。
合計サイクル時間は約100分である。乾燥した布の下に
重なった側で相対的染色の濃さを測定し、この布を相対
的染色の濃さが100%であると指定する。
パートB この実施例でもパートAで使用した布の量及び種類、
染色装置ならびに精練条件を用いる。
この実施例では80゜F(26.7℃)にて2500mlの蒸留水
を用いて染浴を設定し、MSP及びリン酸を用いてpHを5.0
に調節する。これらの条件下で布を染浴で十分に潅水す
る。ジェットノズルの作用により布に急速な動きを与え
る。染浴の温度を5゜F/分(2.8℃/分)で急速に染色
温度に上げる。この実施例の場合、染料添加期間の間、
染色温度は約180゜F(82.2℃)でほとんど一定に保つ。
別に0.5gのC.I.アシッドブルー122を200mlの蒸留水に
溶解する。これは染料を完全に消費すると仮定して繊維
上に1%の染料(ナイロン繊維の重量に基づいて1.25
%)を与えると算出される。実施例1に記載の装置を用
い、別に調製した染料溶液を、布の重量に基づいて0.02
5%染料/分に相当する5ml/分の速度で染浴に量り込
み、その間染色温度を保つ。布の1回転当たり(マシン
サイクル)に加えられる染料の染料全体に対するパーセ
ンテージは0.08%である。このような条件下で、40分で
完了する染料添加期間の間、染浴中に目にみえる染料の
堆積はない。その後染浴を5゜F/分(2.8℃/分)で17
0゜F(76.7℃)に冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、
染色機から取り出し、空気乾燥する。
得られた結果は、ナイロン/LYCRARスパンデックスた
てメリヤス上の一様な青い染色及び無色の染浴である。
合計サイクル時間は66時間であり、パートAより33%短
い。さらに布の青色(640nm)に関して測定した相対的
染色の濃さは、パートAから得た布より36%高い。布の
色は下に重なった側で測定する。
パートC 染料を浴に量り込む染料添加期間の間、染色温度を20
0゜F(93.3℃)でほとんど一定に保つ以外はパートBに
記載した布の量及び種類、染色装置及び方法を用いる。
得られた結果は、ナイロン/LYCRARスパンデックたて
スメリヤス上の一様な青い染色及び無色の染浴である。
合計サイクル時間は66時間であり、パートAより33%短
い。さらに布の青色(640nm)に関して測定した相対的
染色の濃さは、パートAから得た布より65%高い。布の
色は下に重なった側で測定する。
実施例5 本実施例でも実施例1に記載の染色装置を用い、染料
移動が10%以下である条件下で40デニール三葉3.08dpf6
6ナイロン繊維からの丸編管状布(4−1/2インチ管状;8
−1/2インチ解放幅×62インチ)をアントラキノンブル
ーB(C.I.アシッドブルー45)で染色する。パートAで
は最初低温で、その後温度を上げて染色を完了する浴中
にすべての染料が存在する染色法を用いる。染色の間の
浴中の染料の濃度を測定し、表2及び3にそれぞれパー
トA及びBの場合の濃度を挙げる。
パートA(比較) 35グラムの上記の布を実施例1の要領で精練し、濯
ぐ。その後染浴を80゜F(26.7℃)で実施例1の場合に
ように設定し(70:1液比、すなわち布の重量に対する浴
の重量)、リン酸一ナトリウム(MSP)及びリン酸を用
いてpHを4.5に調節する。ジェットノズルの作用で布に
急速な動きを与える。
別に、完全に消費すると仮定して布上に0.5%の染料
を与えるために、200mlの蒸留水に0.175グラムのC.I.ア
シッドブルー45を溶解する。その後染料溶液をすべて80
゜F(26.7℃)で染浴に加える。これらの条件下で布に
染浴を十分に潅水する。染浴を2゜F/分(1.1℃/分)
にて140゜F(60℃)に昇温し、その後この温度を30分間
保つ。80゜F(26.7℃)から140゜F(60℃)まで、約10
゜F(5.6℃)の温度の上昇にて浴の試料を採取する。14
0゜F(60℃)における保持期間の間、5分間隔で浴試料
を採取する。この制御法の間のC.I.アシッドブルー45の
浴濃度を表2に示す。
水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から取り出し、空
気乾燥する。結果は丸編布上の一様な青い染色、及び無
色の染浴である。乾燥した布の表面で相対的染色の濃さ
を測定し、この布を相対的染色の濃さが100%であると
指定する。
パートB 本発明のこの実施例では、布の量及び種類、精練条
件、染色装置を繰り返す。
本発明のこの実施例の場合、染浴はパートAと同様に
設定する。ジェットノズルを通って染浴をポンプ輸送す
ることにより布に急速な動きを与え、染浴の温度を5゜
F/分(2.8℃/分)で急速に上げる。この実施例の場
合、染料添加期間の間、染色温度は140゜F(60℃)に保
つ。
別に0.175gのアントラキノン ブルー B(C.I.アシ
ッドブルー45)を100mlの蒸留水に溶解する。これは染
料を完全に消費すると仮定して繊維上に0.5%の染料を
与えると算出される。実施例1に記載の装置を用い、別
に調製した染料溶液を、布の重量に基づいて0.025%染
料/分に相当する5ml/分の速度で20分の染料添加期間を
かけ、140゜F(60℃)の浴温で染浴の表面下に量り込
む。布の1回転当たり(マシンサイクル)に加えられる
染料の染料全体に対するパーセンテージは0.17%であ
る。25ml、50ml、75ml及び100mlの染料を量り込んだ後
に染浴の染料を採取する。すべての染料溶液を量り込ん
でから5、10、15、20、25及び30分でも浴の試料を採取
する。これらの試料中の染料の濃度を測定し、結果を表
3に報告する。その後水をあふれさせて布を濯ぎ、染色
機から取り出し、空気乾燥する。
得られた結果はナイロンの丸編上の一様な青い染色、
及び無色の染浴である。上記パートAに記載の比較染色
に対して12−15%の相対的染色収率の上昇が、乾燥した
布の表面で測定される。
実施例6 本発明においても、50デニール、丸2.9dpf66ナイロン
繊維からのたてメリヤス(8インチ解放幅×70インチ)
を4成分予備−金属化染料混合物を用いて染色するのに
実施例1の染色装置を用いる。パートAでは従来の染色
法を用い、パートBでは本発明の方法を用いる。2つの
染色からの染料の均一性の評価を比較する。
パートA(比較) 54グラムの上記の布を精練し、実施例と同様に染浴を
設定して45:1液比(布の重量に対する浴の重量)を形成
する。MSP及びリン酸を用いてpHを5.0に調節し、ジェッ
トノズルの作用により布に急速な動きを与える。
別に、すべて予備−金属化染料である0.028グラムの
イントラランイエロー(Intralan Yellow)2BRLS(Cro
mpton and Knowles Corp.)(100%)及び0.0084グ
ラムのイントラランボルドー(Intralan Bordeaux)RL
B(Crompton and KnowlesCorp.)(100%);及び0.0
6グラムのC.I.アシッドブラック107及び0.18グラムのC.
I.アシッドブラック132を200mlの蒸留水に溶解する。こ
れは、染料が完全に消費されると仮定して、繊維上にそ
れぞれ0.0518%;0.0156%;0.11%及び0.33%の各染料を
与えると計算される。その後染料溶液を80゜F(26.7
℃)にて従来の方法で染浴に加える。これらの条件下で
布に染浴を十分に潅水する。染浴を2゜F/分(1.2℃/
分)で205゜F(96.1℃)に昇温し、その温度を30分間保
つ。水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から取り出し、
空気乾燥する。
結果は無色の染浴及び一様(すなわちしみのない)で
あるが多数の明かるい、及び暗いたてすじならびに帯を
持つ灰色に染色されたメリヤス布である。この布の場合
の染色均一性の評価は2.0である。乾燥した布の下に重
なった側で相対的染色の濃さを測定し、この布を相対的
染色の濃さが100%であると指定する。
パートB この実施例ではパートAと同様の布の量及び種類、染
色装置ならびに精練条件を用いる。
その後実施例1と同様に染浴を設定し、リン酸一ナト
リウム(MSP)及びリン酸を用いてpHを5.0に調節する。
これらの条件下で布に染浴を十分に潅水する。ジェット
ノズルを通って染浴をポンプ輸送することにより、布に
急速な動きを与える。染浴の温度を5゜F/分(2.8℃/
分)で205゜F(96.1℃)に急速に上げる。
別に、パートAに詳細に記載したと同様の4成分染料
を、完全に消費されると仮定して繊維上に同様のパーセ
ンテージの染料を与えるように、200mlの蒸留水に溶解
する。実施例1で用いた装置と同様の装置を用い、205
゜F(96.1℃)の浴温で、5ml/分の速度で40分の染料添
加期間をかけて別に調製した染料溶液を染浴の表面下に
量り込む。布の1回転(マシンサイクル)当たりに加え
られる染料の合計染料に対するパーセンテージは0.08%
である。その後水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から
取り出し、空気乾燥する。
得られた結果は一様で(すなわちしみがない)、認知
可能なたてすじのない灰色の染色及び無色の染浴であ
る。上記のパートAの比較染色に対して34%の相対的染
料収率の上昇が、下に重なった側で測定される。この布
の染色均一性の評価は7.5である。
実施例7 本発明でも、40デニール、三葉3.08dpf66ナイロン繊
維からの丸編管状布(4−1/2インチ管状、8−1/2イン
チ解放幅×62インチ)を、アントラキノン ミリングブ
ルー BL(C.I.アシッドブルー122)染料で染色するた
めに実施例1に記載した染色装置を用いる。パートAで
は従来の染色法を用いる。パートB、C及びDでは本発
明の方法を例示し、浴が最高温度となる前に浴中に染料
の一部を添加する、すなわち迅速染料吸収段階の間に浴
に添加される染料は100%以下である。
パートA(比較) 50グラムの上記の布を実施例1と同様に精練し、濯
ぐ。再び実施例1と同様に染浴を設定し(50:1液比)、
MSP及びリン酸を用いてpHを5.0に調節する。ジェットノ
ズルの作用により布に急速な動きを与える。
別に、完全に消費されると仮定して繊維上に1%の染
料を与えるために、0.5グラムのC.I.アシッドブルー122
を200mlの蒸留水に溶解する。その後、80゜F(26.7℃)
にて従来の方法で染料溶液を染浴に添加する。これらの
条件下で布に染浴を十分に潅水する。染浴を2゜F/分
(1.1℃/分)で200゜F(93.3℃)に昇温し、200゜F(9
3.3℃)に30分間保つ。染浴を5゜F/分(2.8℃)で170
゜F(76.7℃)に冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、
染色機から取り出し、空気乾燥する。
結果は丸編布上の一様な青い染色及び無色の染浴であ
る。合計のサイクル時間は約100分である。乾燥した布
の表面で相対的染色の濃さを測定し、この布の相対的染
色の濃さを100%と指定する。
パートB この実施例では、35グラムの布を用いる以外パートA
の布の種類、染色装置及び精練条件を繰り返す。
その後80゜F(26.7℃)で染浴を設定し、リン酸一ナ
トリウム(MSP)及びリン酸を用いてpHを5.0に調節す
る。ジェットノズルの作用により布に急速な動きを与え
る。
別に、完全に消費されると仮定して繊維上に1%の染
料を与えるために、0.35グラムのアントラキノン ミリ
ングブルー BL(C.I.アシッドブルー122)を200mlの蒸
留水に溶解する。別に調製した200mlの染料溶液中の40m
l(全体の20%)を125mlに希釈し、80゜F(26.7℃)の
浴温にて5ml/分の速度で25分かけて実施例1と同様にし
て染浴の表面下に量り込み、その間に浴温を5゜F/分
(2.8℃/分)で205゜F(96.1℃)に昇温する。この実
施例の場合、染料添加期間の開始は、染色転移温度に達
した時に始まる迅速染料吸収段階の開始と一致しない。
これらの条件下では浴中に認知できる程の染料の堆積が
ある。
染色転移温度より十分高い205゜F(96.1℃)に浴が達
した時に、最初の染料溶液の残りの160ml(全体の80
%)を200mlに希釈し、5ml/分の速度で40分かけて染浴
の表面下に量り込む。従って染料の少なくとも約80%
が、浴が染色転移温度以上である迅速染料吸収段階の間
に加えられる。2番目の容量の染料が加えられるこの期
間に布の1回転(マシンサイクル)当たりに添加される
染料の合計染料に対するパーセンテージは0.067%であ
る。その後実施例1と同様に染浴を冷却し、水のあふれ
させて染色された布を濯ぎ、染色機から取り出し、空気
乾燥する。
得られる結果はナイロンたてメリヤス上の一様な青い
染色及び無色の染浴である。合計サイクル時間は約72分
である。上記のパートAの比較染色と比較して27%の相
対的染色収率の向上が、乾燥した布の表面上で測定され
る。
パートC 最初の200mlの染料溶液中の70ml(35%)を125mlに希
釈する以外はパートBに記載の布の量及び種類ならびに
染色装置及び方法を用いる。80゜F(26.7℃)の浴温で
開始し、5゜F/分(2.8℃/分)で25分かけて205゜F
(96.1℃)に上げながらこの希釈溶液を、パートBと同
様に5ml/分の速度で量り込む。浴中に認知できる程の染
料の堆積がある。
浴が205゜F(96.1℃)に達した時に、最初の染料溶液
の残りの130ml(65%)を200mlに希釈し、5ml/分の速度
で40分かけて量り込む。従って迅速染料吸収段階の間に
染料の少なくとも約65%が浴に添加される。2番目の容
量の染料が量り込まれるこの期間に、布の1回転(マシ
ンサイクル)当たりに添加される染料の染料全体に対す
るパーセンテージは0.054%である。
パートBと同様に染浴を冷却し、水をあふれさせて染
色された布を濯ぎ、染色機から取り出し、空気乾燥し、
従来の標準染色と比較して染色収率の向上がこの場合21
%である以外は同等の結果を得る。合計サイクル時間は
約72分である。
パートD 最初の200mlの溶液中の100ml(50%)を125mlに希釈
する以外はパートBに記載の布の量及び種類ならびに染
色装置及び方法を繰り返す。80゜F(26.7℃)の浴温で
開始し、5゜F/分(2.8℃/分)で25分かけて205゜F
(96.1℃)に上げながらこの希釈溶液を、パートBと同
様に5ml/分の速度で量り込む。浴中に認知できる程の染
料の堆積がある。
浴が205゜F(96.1℃)に達した時に、最初の染料溶液
の残りの100ml(50%)を200mlに希釈し、5ml/分の速度
で40分かけて量り込む。従って迅速染料吸収段階の間に
染料の少なくとも約50%が浴に添加される。2番目の容
量の染料が量り込まれるこの期間に、布の1回転(マシ
ンサイクル)当たりに添加される染料の染料全体に対す
るパーセンテージは0.042%である。パートBと同様に
染浴を冷却し、水をあふれさせて染色された布を濯ぎ、
染色機から取り出し、空気乾燥し、従来の標準染色と比
較して染色収率の向上がこの場合に11%である以外は同
等の結果を得る。合計サイクル時間は約72分である。
実施例8 三葉2.25dpf66ナイロン糸からLawson−Hemphill実験
室用編み機を用いて製造したジャージー管状メリヤス布
(tubing knit)の染色に実施例1に記載の染色装置を
用いる。パートAでは従来の染色法を用いる。パートB
では、より少量の染料を用いてパートAで染色された布
と大体同等の相対的染色の濃さを得るために用いる本発
明の方法を例示する。得られる布における低い相対的染
料含有率も観察される。)染色された布の断面顕微鏡写
真も形成する。図5及び7は従来の染色法(パートA)
で染色した布を示し、図4及び6は本発明の方法で染色
した布を示す。
パートA(比較) 上記の布の50グラムの試料を実施例1と同様に精練
し、濯ぎ、2500mlの蒸留水を用いて設定し、pHを5.0に
調節する。ジェットノズルの作用で布に急速な動きを与
え、5分間運転する。
別に、1.5gの.C.Iアシッドブルー335染料を水に溶解
し、濃厚液を形成する。これは、完全に消費されると仮
定して繊維上に3.1%の染料を与えると計算される。染
料濃厚液を浴に添加する。これらの条件下で布に染浴を
十分に潅水する。その後温度を3゜F/分(1.7℃/分)
で205゜F(96.1℃)に上げ、布を30分間染色する。浴を
冷却し、布を濯ぎ、空気乾燥する。
結果は無色の染浴及び一様なネイビーブルーの布であ
る。管の表面及び背面を平均したその相対的染色の濃さ
及びその相対的染料含有率をそれぞれ100%であると指
定する。図5及び7は布の断面顕微鏡写真である。
パートB 上記の布の50gの試料を用い、2500mlの蒸留水を用い
て染浴を設定し、実施例1と同様にpHを5.0に調節す
る。ジェットノズルを通って染浴をポンプ輸送すること
により布に急速な動きを与える。その後染浴の温度を6
゜F(3.3℃/分)で急速に染色温度に上げる。この実施
例の場合、染料添加期間の間、温度を207゜F(97.2℃)
に保つ。
別に、1.05gのC.I.アシッドブルー335染料を200mlの
水に溶解する。これは、完全に消費されると仮定して繊
維上に2.1%の染料を与えると計算される。実施例1に
記載の装置を用い、別に調製した染料溶液を動いている
布から離れた染浴の表面下に、布の重量に基づいて0.05
%染料/分に相当する5ml/分の速度で量り込む。布の1
回転(マシンサイクル)当たりに添加される染料の染料
全体に対するパーセンテージは0.08%である。これらの
条件下で、42分で完了する染料溶液の添加期間の間に浴
中への染料の堆積は認知されない。その後染色された布
を含む浴を冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機
から取り出し、実施例1と同様に最後に空気乾燥する。
結果は無色の染浴及び一様なネイビーブルーの布であ
る。表面及び背面を平均した布の相対的染色の濃さは9
9.8%であり、パートAの布と大体同等であるが、その
相対的染料含有率は73%である。これは相対的染色収率
の36.7%向上と同等である。図4及び6はこの布の断面
顕微鏡写真である。
実施例9 この実施例でも、示されているUV阻害剤と共に以下の
染料を用い(%は布の重量に基づく)、20/2綿番手、3d
pf、長さ1.5インチ、オートクレーブけん縮−硬化ステ
ープルナイロン糸からの丸編管状メリヤス布を染色する
のに実施例1に記載の染色装置及び方法を用いる: 0.0275% C.I.アシッドレッド316 0.2145% C.I.アシッドブルー239 0.1045% アビロンブルー(Avilon Blue)RW* 0.066 % C.I.アシッドブラック132 1.100 % CIBAFAST NR*(UV阻害剤) *Ciba Geigy Corp. 結果は外側が内側より深く染色されたコバルトブルー
の色の布及び無色の染浴である。平均K/S値(メリヤス
管の表面と背面の平均)から算出した相対的染色収率
は、ベック染色機で従来の方法により同一の染料を用い
て染色した標準布と比較して76%向上した。布の相対的
染料含有率は、100%(本発明)及び100.5%(標準)で
大体同一である。
実施例10 この実施例では、2本の1150デニール、三葉17dpfば
ら連続フィラメントナイロン糸からのタフト絨毯を、Sa
ucier Stainless Eteel Products,Minneapolis,MNに
より製造された8インチのSaucier ベック−染色機中
で染色する。パートAは従来の方法を示し、パートBは
本発明の方法を示す。
パートA(比較) 450gの上記の絨毯(8インチ×75インチ)をこのベッ
クのウインチ上に置き、末端で縫って無限の“ロープ”
を形成する。ドアを閉めてから0.1g/lのMERPOL LFH
R(E.I.du Pont de Nemours & Companyにより販
売されている非−イオン性液体溶剤)及び0.1g/lの水酸
化アンモニウムを用いて160゜F(71.1℃)で絨毯を15分
間精練する。水をあふれさせて布を濯ぎ、精練剤をすべ
て除去し、浴を排液する。
その後25リットルの蒸留水を用い、55:1の液比(布の
重量に対する浴の重量)にて80゜F(26.7℃)で染浴を
設定し、リン酸一ナトリウム(MSP)及びリン酸を用い
てpHを5.0に調節する。ウインチ−リールの回転作用に
より布を動かす。
別に、完全に消費されると仮定して繊維上に1%の染
料を与えるために4.5gのアントラキノン ミリングブル
ー BL(C.I.アシッドブルー122)を1000mlの蒸留水に
溶解する。その後染料溶液を染浴に添加する。染浴を2
゜F/分(1.1℃/分)で205゜F(96.1℃)に昇温し、20
5゜F(96.1℃)に30分間保つ。染浴を5゜F/分(2.8
℃)で170゜F(76.7℃)に冷却し、水をあふれさせて布
を濯ぎ、染色機から取り出し、空気乾燥する。
結果はナイロン絨毯上の一様な青い染色及び無色の染
浴である。タフト絨毯の表面で相対的染色の濃さを測定
し、この絨毯の相対的染色の濃さを100%と指定する。
パートB この実施例ではパートAで用いた絨毯の量及び種類、
染色装置及び精練条件を再度用いる。
この実施例の場合、染浴を再度55:1の液比で80゜F(2
6.7℃)に設定し、リン酸一ナトリウム(MSP)及びリン
酸を用いてpHを5.0に調節する。ウインチ−リールの回
転作用により布を動かす。その後染浴の温度を5゜F/
分(2.8℃/分)で染色温度に急速に上げる。この実施
例では下記の染料添加期間の間、染色温度を約200゜F
((93.3℃)でほとんど一定に保つ。
別に、完全に染料を消費すると仮定して繊維上に約1
%の染料を与えるために4.5gのアントラキノン ミリン
グブルー BL(C.I.アシッドブルー122)を1000mlの蒸
留水に溶解する。New YorkのManostat Corporation,
N.Y.により販売されている精密(約1%の精度)MANOST
AT COMPULAB液体計量ポンプを用い、別に調製した染料
溶液を動いている布から離れた染浴の表面下に、布の重
量に基づいて0.025%染料/分に相当する25ml/分の速度
で量り込む。絨毯の1回転当たり(マシンサイクル)に
加えられる染料の染料全体に対するパーセンテージは0.
08%である。このような条件下で、40分で完了する染料
添加の期間の間、染浴中に目にみえる染料の堆積はな
い。
その後染浴を5゜F/分(2.8℃/分)で170゜F(76.7
℃)に冷却し、水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から
取り出し、空気乾燥する。
得られる結果は絨毯上の一様な青い染色及び無色の染
浴である。染色収率は、上記パートAで調製した比較試
料に対して98%向上している。
実施例11 この実施例では、3.75綿番手、三葉、18dpf、ばらス
テープルナイロン糸からのタフト絨毯を実施例10で用い
た装置と同様の装置で染色する。パートAは従来の方法
を示し、パートBは本発明の方法を示す。
パートA(比較) 650gの上記の絨毯(9インチ×60インチ)を実施例10
と同様に精練し、濯ぐ。
その後11,000mlの蒸留水を用い、20:1の液比(絨毯の
重量に対する浴の重量)にて80゜F(26.7℃)で染浴を
設定し、リン酸一ナトリウム(MSP)を用いてpHを6.0に
調節する。ウインチ−リールの回転作用により絨毯を動
かす。
別に、完全に染料を消費すると仮定して絨毯上に0.45
%の染料を与えるためにそれぞれ0.84gのC.I.アシッド
オレンジ156、C.I.アシッドレッド361及びC.I.アシッド
ブルー277を100mlの蒸留水に溶解する。その後染料溶液
を染浴に添加する。染浴を3゜F/分(1.7℃/分)で21
2゜F(100℃)に昇温し、212゜F(100℃)に1時間保
つ。染浴が212゜F(100℃)である間にそれを排液し、
冷水をあふれさせて絨毯を濯ぎ、染浴を再度排液する。
絨毯を染色機から取り出し、排水し、空気乾燥する。
結果はナイロン絨毯上の一様な中褐色の染色及び無色
の染浴である。
パートB この実施例ではパートAで用いた絨毯の量及び種類、
染色装置及び精練条件を再度用いる。
この実施例の場合、染浴を再度11,000mlの蒸留水を用
い、20:1(絨毯の重量に対する浴の重量)の液比で80゜
F(26.7℃)に設定し、リン酸一ナトリウム(MSP)、ピ
ロリン酸三ナトリウム(TSPP)及びリン酸を用いてpHを
6.0に調節する。ウインチ−リールの回転作用により布
を動かし、その後染浴の温度を5゜F/分(2.8℃/分)
で212゜F(100℃)の染色温度に急速に上げる。
別に、完全に染料を消費すると仮定して絨毯上に約0.
45%の染料を与えるためにそれぞれ0.84gのC.I.アシッ
ドオレンジ156、C.I.アシッドレッド361及びC.I.アシッ
ドブルー277を100mlの蒸留水に溶解し、希釈して全容積
を200mlとする。
New YorkのManostat Corporation,N.Y.により販売
されている精密(約1%の精度)MANOSTAT COMPULAB液
体計量ポンプを用い、別に調製した染料溶液を動いてい
る絨毯から離れた染浴の表面下に、絨毯の重量に基づい
て0.011%染料/分に相当する5ml/分の速度で量り込
む。絨毯の1回転当たり(マシンサイクル)に加えられ
る染料の染料全体に対するパーセンテージは0.08%であ
る。このような条件下で、40分で完了する染料添加の期
間の間、染浴中に目にみえる染料の堆積はない。染料添
加の完了後、浴を212゜F100℃)で15分間運転する。熱
染浴を排液し、冷水をあふれさせて絨毯を濯ぎ、染浴を
再度排液する。絨毯を染色機から取り出し、排水し、空
気乾燥する。
得られる結果は絨毯上の一様な青い染色及び無色の染
浴である。
実施例12 40デニール、丸1.18dpf、半−艶消66ナイロン繊維の
たて糸、及び2本の50デニール、0.76zpf、丸、半−艶
消66ナイロンのエアジェット型押し糸(textured yar
n)の横糸からの25グラムの織物(長さ64インチ×幅8
−1/2インチ)を縫って管を形成し、精練し、実施例4
パートA(比較)と同様にしてアントラキノン ミリン
グブルーBL(C.I.アシッドブルー122)で染色し、比較
用染色を得る。さらに同一の布を精練し、実施例4パー
トBに従い同一の染料で染色し、本発明の染色を得る。
本発明に従って得られたナイロン織物上の一様な青い
染色は、比較(標準)染色に対して布の表面上の染色収
率が12−15%向上していた。顕微鏡写真により、染色さ
れた布の繊維が非対称的に環状−染色され、移動が10%
以下である染料を用いた本発明の好ましい形態の典型で
あることが示された。
実施例13 この実施例では条件を変化させ、方法中の染料の吸収
及び染色された布の染色収率への影響を示す。pH(4対
6)、温度(180対205゜F;82.2対96.1℃)及び染料の添
加後にその温度である時間(15対45分)を表4に詳細に
示す通りに変化させる。
1−7項の場合、実施例5パートBに詳細を示した布
の量及び種類、染色装置及び方法を繰り返して最初に布
を精練し、布の重量に対して2%のC.I.アシッドバイオ
レット48を適用する。リン酸一ナトリウム(MSP)及び
リン酸を用いて表4に示す通りpHを4又は6に調節す
る。前もって調製した200mlの蒸留水中の0.70gのC.I.ア
シッドバイオレット48の溶液を5ml/分の速度で染浴に加
え、方法を行う間、種々の温度/時間にて染浴の試料を
集める。1分当たりの染料の量は0.05%染料/分であ
り、布の1回転(マシンサイクル)当たりに添加させる
染料の染料全体に対するパーセンテージは0.08%であ
る。C.I.アシッドバイオレット48の濃度は分光光度分析
により決定し、1項(pH4)及び5項(pH6)に関する結
果を図1にまとめ、該温度における15分間を示す。
4種類の比較項目1c、2c、3c及び4cを、1−7項で用
いられたと同種及び同量の布を用いて調製する。染色の
ための精練及び調製には同一の方法を用いる。1−7項
のpH及び温度条件のそれぞれのひとつにおいて4種類の
標準染色を行う、すなわち: 1c pH4;180゜F(82.2℃) 2c pH4;205゜F(96.1℃) 3c pH6;180゜F(82.2℃) 4c pH6;205゜F(96.1℃) 1−8項と同一の染料濃厚液を用いるが、1c−4c項の
それぞれの場合は染料を加え、染浴を2゜F/分(1.1℃
/分)で特定の温度に昇温し、温度を30分間保つ。
2c及び4c項の場合、染色の間の種々の温度/時間に浴
の試料を集める。C.I.アシッドバイオレット48の濃度を
決定し、結果を図2にまとめる。浴を5゜F(2.8℃)で
170゜F(76.7℃)に冷却し、その後冷水を加えることに
より水をあふれさせて染色された布を濯ぎ、染色機から
取り出し、空気乾燥する。
各1−7項の染色の濃さを、それぞれのその標準に対
して布の表面で測定する。結果を表4に詳細に示す。
実施例14 実施例13、1−7項に詳細に示した布の量及び種類な
らびに染色装置及び方法を繰り返し、最初に布を精練
し、その後布の重量に対して2%のC.I.アシッドバイオ
レット48を適用する。染料添加の速度を減じ、方法を行
う間の染料吸収及び染色された布の染色収率への影響を
示し、実施例13における速度と比較する。1及び2項で
はpH6において異なる温度(180対205゜F;82.2対96.1
℃)を示す。
この実施例では、染浴を設定し、リン酸一ナトリウム
(MSP)及びリン酸を用いてpHを6に調節する。0.70gの
C.I.アシッドバイオレット48という同量の染料を400ml
の蒸留水に溶解し、5ml/分で浴中に添加する。染料の量
が同じであるが溶液の容積が2倍なので、添加速度は実
施例13の半分、すなわち0.025%染料/分及び1回転当
たり0.04%合計染料である。方法を行う間の種々の時間
及び浴への染料の添加の完了後最高15分で染浴の試料を
集め、C.I.アシッドバイオレット48の濃度を分光光度分
析により決定し、結果を図3にまとめる。
実施例15 大規模染色装置で、全幅(60インチ)弾性及び非−弾
性たてメリヤストリコット布、ならびに半幅(63イン
チ)弾性たてメリヤスラッシェル(raschel)布を本発
明の方法で染色する。パートIは染色前に布を調製する
のに用いる方法を示し、パートII、III及びIVはこれら
の種類の布の染色を示す。
パートI 本実施例で記載するたてメリヤス布を、Rorschasch,S
witzerlandのJawetex AGにより販売されている解放幅
精練レンジを用いて染色用に調製する。180゜F(82.2
℃)にて2,000リットルの水を入れてあり、0.5グラム/
リットルのMERPOL LFHR(Wilmington,DEのE.I.du Pon
t de Nemours & Company,Inc.により販売されてい
る非−イオン性液体溶剤)を含む洗浄槽を10ヤード/分
で通し、その後同温度に加熱され、540リットルの水を
入れてある濯ぎ槽を通過させて布を加工する。精練され
た布を乾燥し、Spartanburg,SCのBruckner Machinery
Corp.により販売されている4ボックス(それぞれ4
フィート)ピンテンターを用い、385゜F(196.1℃)に
て30秒間で1回通過させて熱硬化する。熱硬化の間に端
をトリミングし、染色の間のエッジカーリングを最小に
する。
パートII 40デニール、三葉3.1dpf66ナイロン繊維からの9,000
グラムのたてメリヤス布(75直線ヤード;60インチ幅)
をパートIに記載の通りに調製した後、Mauldin,SCのMa
scoe Systme Corp.により販売されているHisaka Jet
Dyer,Model V−Lに十分に潅水して導入する。布を
ジェットノズル(70mm)に通し、偏った縫目を避けて末
端で注意深く縫う。布を従来の条件下で、0.5g/lのMERP
OL LFHRを含む400リットルの水を用いて180゜F(82.2
℃)にて20分間精練する。水をあふれさせて布を濯ぎ、
精練剤をすべて除去する。
その後400リットルの水を用い、44:1液比(布の重量
に対する浴の重量)にて80゜F(26.7℃)に染浴を設定
し0.4g/lのリン酸一ナトリウム(MSP)を用いてpHを5.2
に調節する。これらの条件下で布に染浴を十分に潅水す
る。染浴をジェットノズルを通してポンプ輸送すること
により(圧力8ポンド)布に動きを与える(1回転/
分)。染浴の温度を7゜F/分(3.9℃/分)で急速に染
色温度に上げる。この実施例では下記の染料添加期間の
間、染色温度を180゜F(82.2℃)でほとんど一定に保
つ。
別に、90.0グラムのアントラキノン ミリングブルー
BL(C.I.アシッドブルー122)を9リットルの温水に
溶解する。これは完全に染料を消費すると仮定して布上
に1%の染料を与えると計算される。New YorkのManos
tat Corporation,N.Y.により販売されている精密(約
1%の精度)MANOSTAT COMPULAB液体計量ポンプを用
い、別に調製した染料溶液(10g/l)を循環ポンプの入
り口で染色機に量り込む。225ml/分のポンプ輸送速度を
用い、これは布の重量に基づいて0.025%染料/分に相
当する。絨毯の1回転当たり(マシンサイクル)に加え
られる染料の合計染料に対するパーセンテージは1.67%
である。このような条件下で、40分で完了する染料添加
期間の間、少量の染料の堆積が見られる。さらに10分
後、染浴は無色となりpHは5.5である。その後染浴を5
゜F/分(2.8℃/分)で冷却し、冷水をあふれさせて濯
ぎ、染色機から取り出し、250゜F(121.1℃)にてピン
テンター上で乾燥する。染色された布の目視検査は一様
な染色を示した。
パートIII この実施例のパートIに記載した布の調製及びパート
IIに記載した染色法を用い、80重量%の40デニール、三
葉3.1dpf66ナイロン繊維及び20重量%の40デニールLYCR
ARスパンデックス(E.I.Du Pont de Nemours & C
ompany,Inc.)からの12,600グラム(51直線ヤード;60イ
ンチ幅)のたてメリヤストリコット布を染色する。
別に、126.0グラムのアントラキノン ミリングブル
ー BL(C.I.アシッドブルー122)を12.6リットルの温
水に溶解する。これは、染料を完全に消費すると仮定し
て繊維上に1%の染料(ナイロン繊維の重量に対して1.
25%)を与えると計算される。別に調製した染料溶液
(10g/l)を315ml/分で量り込み、これは0.025%染料/
分に相当する。布の1回転(マシンサイクル)当たりに
加えられる染料の合計染料に対する%は1.67%である。
染色された布の目視検査は一様な染色を示した。
パートIV この実施例のパートIに記載した布の調製及びパート
IIに記載した染色法を用い、87重量%の40デニール、三
葉3.1dpf66ナイロン繊維及び13重量%の140デニールLYC
RARスパンデックス(E.I.Du Pont de Nemours &
Company,Inc.)からの11,200グラム(44直線ヤード;63
インチ幅)のたてメリヤストリコット布を染色する。
別に、112.0グラムのアントラキノン ミリングブル
ー BL(C.I.アシッドブルー122)を11.2リットルの温
水に溶解する。これは、染料を完全に消費すると仮定し
て繊維上に1%の染料(ナイロン繊維の重量に対して1.
15%)を与えると計算される。別に調製した染浴溶液
(10g/l)を235ml/分で量り込み、これは0.021%染料/
分に相当する。布の1回転(マシンサイクル)当たりに
加えられる染料の合計染料に対する%は1.67%である。
染色された布の目視検査は一様な染色を示した。
実施例16 50デニールの丸2.9dpf66ナイロン繊維からの200ヤー
ド(100ポンド)の、幅が93インチのたてメリヤス布
を、325リットルの水を含み、液体:布比が約7:1であ
る、Mauldin,S.C.のMascoe Systems Corp.により販売
されているHisaka FL−1 ジェット染色機に導入す
る。これらの条件下で布は一部しか浸漬しない。布の重
量に対して0.5%のピロリン酸三ナトリウム及び0.5%の
Apollo Chemical Co.,Burlington,NCにより製造され
た洗剤であるPOLYSCOURRを用いて浴を設定する。浴温を
1分当たり5゜F(2.8℃)にて180゜F(82.2℃)に上げ
る。180゜F(82.2℃)で布を10分間精練し、濯ぐ。新し
い浴を80゜F(26.7℃)にて設定し、布の重量に対して
0.2%のCiba Geigy Corp.,Greensboro,NCにより製造
された均染剤であるALBEGAL BR、及び布の重量に対し
て0.349%のリン酸一ナトリウムを加える。1分当たり
5゜F(2.8℃)から7゜F(3.9℃)で200゜F(93.3℃)
に温度を上げる。全過程を通じて布の回転速度は1回転
当たり30秒である。
別に以下の染料及び1.5%のCiba Geigy Corp.によ
り製造された紫外線吸収剤であるCIBAFAST NRを19リッ
トルの水中で混合する。ここで%は布の重量に基づく: 1.05119% イントララン イエロー 3RL* 0.00664% イントララン ボルドー EL* 0.01892% C.I.アシッドブルー 171 0.09220% C.I.アシッドブラック 132 *Ciba Geigy Corp. CIBAFAST NRを含む染料溶液をHisakaジェット染色機
の循環ポンプの入り口側を通して80分かけて量り込み、
これは布の重量に基づいて0.013%染料/分に相当す
る。添加速度により、布の1回転(マシンサイクル)当
たりに合計染料溶液の0.63%が供給される。
その後浴を160゜F(71.1℃)に冷却し、試料を採取し
て所望の色(色相)が得られたことを確認する。その後
布を濯ぎ、従来の方法で乾燥する。
検査により、布が商業的に許容しうる端から端までの
視覚的一様性及び商業的に許容しうる均一性を有するこ
とが示された。
続いて染色/乾燥された布を従来の方法で毛羽だて、
切断し、自動車のヘッドライナー布として用いるのに適
した完成布を製造する。完成布は、均一性及び端から端
への色の一様性に関して商業的に許容しうる。
実施例17 40デニール、2dpf、三葉光沢ナイロン66糸のたてメリ
ヤス布をこの実施例で用い、本発明に従うビーム染色を
例示する。約20ヤード(950グラム)の、幅が17インチ
の染色する布を、すでに3層のチーズクロスで覆った直
径が4インチで長さが18インチの染色ビームの回りに堅
く滑らかに巻く。布は、布の表面を外に向けて巻き、ビ
ームの両端で締め付ける。管及び巻かれた布を、Burlin
gton Engineering Companyにより建設された実験室用
染色機中に固定する。布は38リットルの水中の1リット
ル当たり0.5グラムのMERPOL LFHRを用いて185゜F(85
℃)にて20分間、従来通りに精練する。水をあふれさせ
て布を濯ぎ、すべての精練剤を除去し、浴を排液する。
38リットルの水を用い、40:1の液比(布の重量に対す
る浴の重量)にて80゜F(26.7℃)に染浴を設定し、リ
ン酸一ナトリウム(MSP)及びリン酸を用いてpHを5.0に
調節する。浴を、ポンプ全圧で染色ビーム及び布を通し
てポンプ輸送する。染浴の温度を毎分7゜F(3.9℃)で
急速に180゜F(82.2℃)に上げる。
別に9.5グラムのアントラキノン ミリングフルー B
L(C.I.アシッドブルー122)染料を3800mlの水に溶解
し、染料濃厚液を形成する。実施例1の精密計量ポンプ
を用い、別に調製した染料溶液を95ml/分の速度で40分
間ビーム染色機の膨張槽(expansion tank)に量り込
む。これらの条件下で、染料の添加期間の間に染浴中に
目に見える染料の堆積はほとんどない。染浴を冷却し、
排液する。水をあふれさせて布を濯ぎ、染色機から取り
出し、空気乾燥する。
得られる結果はナイロンたてメリヤス上の一様な青い
染色及び無色の染浴である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−122603(JP,A) 特開 昭58−197385(JP,A) 特公 昭47−26472(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D06P 3/24

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミドポリマー繊維を含む繊維製品を
    少なくとも1種類のアニオン染料で染色するための方法
    であって、 該製品を該アニオン染料のための液体溶剤の染浴中に浸
    漬し; 該染浴中の該液体溶剤及び該製品を、該ポリアミドポリ
    マー繊維の染色転移温度と等しい温度又はそれより高い
    温度まで加熱し; 該アニオン染料を混和性濃厚液として、染料添加期間の
    間の染料添加速度で該染浴に加え、該染料の少なくとも
    一部を該溶剤及び該製品が該染色転移温度と等しい温度
    又はそれより高い温度である間に加え; 該染料添加期間の間、及び該溶剤ならびに該製品が該染
    色転移温度と等しい温度又はそれより高い温度である間
    撹拌し、該染料濃厚液を該浴中で該溶剤と混合して希釈
    染料溶液を形成し、該希釈染料溶液の該製品に対する流
    れを与え、該染料の該製品への輸送を起こし、さらに該
    撹拌は平均して該アニオン染料の該製品への基本的に均
    一な染料輸送を与え; 少なくとも該溶剤及び該製品が染色転移温度と等しい温
    度又はそれより高い温度である間、該染料添加速度をそ
    れが該製品による該染料の吸収速度に対する第1制御因
    子であるように調節する段階を含む方法。
  2. 【請求項2】さらに該液体溶剤中の条件を、該アニオン
    染料の移動が約10%以下であるように保つ段階を含む、
    請求の範囲1に記載の方法。
  3. 【請求項3】該方法を、該撹拌により繰り返しマシンサ
    イクルが与えられる染色機で行い、合計染料の約0.5%
    −約7%の量の染料が1マシンサイクルの間に染浴に加
    えられるように該染料添加速度を調節する、請求の範囲
    1に記載の方法。
  4. 【請求項4】1マシンサイクルの間に約0.5%−3%の
    量の染料が加えられるように該染料添加速度を調節す
    る、請求の範囲3に記載の方法。
  5. 【請求項5】該染料の少なくとも約33%を、該溶剤及び
    該製品が該染色転移温度と等しい温度又はそれより高い
    温度である間に加える、請求の範囲1に記載の方法。
  6. 【請求項6】該浴中の最低濃度の位置で測定した染料の
    濃度が、該溶剤及び該製品が染色転移温度と等しい温度
    又はそれより高い温度である間の幾らかの期間の間、最
    終的平衡濃度の約100倍以下であるように該染料添加速
    度を調節する、請求の範囲1に記載の方法。
  7. 【請求項7】染料の該濃度が、該溶剤及び該製品が染色
    転移温度と等しい温度又はそれより高い温度である間の
    幾らかの期間の間、最終的平衡濃度の約50倍以下であ
    る、請求の範囲6に記載の方法。
  8. 【請求項8】該浴中の最低濃度の位置で測定した該溶剤
    中の染料の濃度が、該溶剤及び該製品が染色転移温度と
    等しい温度又はそれより高い温度である間の幾らかの持
    続的期間の間、最終的平衡濃度の少なくとも2.5倍であ
    るように該染料添加速度を調節する、請求の範囲1又は
    6に記載の方法。
  9. 【請求項9】該溶剤中の染料の該濃度が、該溶剤及び該
    製品が染色転移温度と等しい温度又はそれより高い温度
    である間の幾らかの持続的期間の間、最終的平衡濃度の
    少なくとも3.5倍である、請求の範囲8に記載の方法。
  10. 【請求項10】該持続的期間が、該溶剤及び該製品が染
    色転移温度と等しい温度又はそれより高い温度である時
    間の少なくとも約10%を成す、請求の範囲8に記載の方
    法。
  11. 【請求項11】該液体溶剤が水性液体である、請求の範
    囲1に記載の方法。
  12. 【請求項12】該ポリアミドポリマーが、脂肪族ポリア
    ミドホモポリマー及びコポリマーから成る種類よりえら
    ばれる、請求の範囲1に記載の方法。
  13. 【請求項13】該アニオン染料が構造感応性アニオン染
    料である、請求の範囲1に記載の方法。
  14. 【請求項14】さらに該布を染色の前に水硬化する段階
    を含む、請求の範囲1に記載の方法。
  15. 【請求項15】請求の範囲2に記載の方法で染色された
    ポリアミド繊維を含む製品。
  16. 【請求項16】請求の範囲13に記載の方法で染色された
    ポリアミド繊維を含む製品。
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