TWI363080B - Disperse dyes for poly(lactic acid) based fibers - Google Patents

Description

1363080 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於分散性染料於染色聚（乳酸）纖維或聚（ 乳酸）系纖維之應用，該纖維包含聚（乳酸）系纖維與其 它纖維的纖維混合物，例如芳香族聚酯纖維。 【先前技術】 • 聚（乳酸）系纖維是非石油系纖維，其中以源自植物 、 的碳氫化合物作爲原料，可在自然環境中被降解成水與二 氧化碳’而在生態系統中再生。因此，其在自然環境中爲 優良的材料，可作爲石油耗盡時的替代材料及促進資源再 利用。此外’當與其它生化可分解材料（如脂肪族聚酯） 做比較時’聚（乳酸）系纖維具有高的熔融點與玻璃化轉 變點，且其強度與一般用途之芳香族聚酯相同，因而，期 待其未來廣泛之應用成爲實用性纖維。已考慮將該纖維應 鲁用在工業資源材料，室內與家居資源材料以及作爲衣服用 j 途之纖維上’可能爲薄膜、片狀、連結黏合材料、樹脂以 及纖維的形式。相關廠商正在進行快速發展以擴展此應用 的範圍（例如，可參照日本未審査專利申請案Η8-3Π781 與2003-49374)。 當染色的新材料被廣泛應用在汽車內部裝璜或內部應 用時，此材料的纖維需要有良好的耐光牢度，但目前並未 +有染料能達到令人滿意的結果》 (2) 1363080 【發明內容】 本發明基於對上述實際狀況的了解而希望提供用於聚 (乳酸）系纖維上可具有耐光牢度的分散性染料，該染料 在三原色染料中的耐光牢度具有良好的平衡，三原色染料 個別不同程度褪色後形成綠色、桔色、棕色與灰色。 本發明之分散性染料符合上述之需要且特別是具有良 好的耐光牢度與染色特性，且在許多染料中挑出用在聚（ φ乳酸）系纖維上可具有比較好的耐光牢度與集結特性的染 料以及結合這些染料。 本發明揭示一種黃色成分及/或紅色成分及/或藍色成 分於染色聚（乳酸）纖維或聚（乳酸）系纖維之應用，該 黃色成分包含至少一種選自結構式（1) 、（2) 、（3) 、（4 )與（5 )所組成族群的染料，

其中R1是（（^-(：3 )烷基與R2是（C4-C7 )烷基； (3)1363080

(2) 其中η是0或1 ;

(4) 1363080 該紅色成分包含至少一種選自結構式（6 )與（7 )所組成 之族群的染料，

(6) 其中R4與R5其中之一是氫，另一個則是羥基乙氧基乙基、 羥基丁氧基丙基、乙醯氧基乙氧基乙基或乙醯氧基丁氧基 丙基；

其中R6是氫或甲基； 該藍色成分包含至少一種選自結構式（8) 、（9)與（10 )所組成之族群的染料， 1363080

(8) ) 其中R7與R8其中之一是硝基，另一個則是羥基，以及R9是 氫、氯或2-羥乙基；

J0 (9) 其中Rio是甲氧基丙基、乙氧基丙基或甲氧基乙氧基丙基

本發明提供了分散性染料與分散性染料的混合物，染 色於聚（乳酸）系纖維上有良好的耐光牢度。 在上述（1 )至（10 )結構式染料的定義中，（Ci-Cs -9 - (6) 1363080 )烷基可爲直鏈或支鏈形式，較佳爲甲基、乙基、正丙基 、與異丙基。 (C4-C 7 )烷基亦可爲直鏈或支鏈形式，較佳爲正丁 基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基或庚基。 結構式（8 )的染料，R9較好是氫原子或2-羥乙碁。 本發明中，較佳爲結構式（1)至（1〇)的染料中僅 有一種被用於染色聚（乳酸）纖維或聚（乳酸）系纖維。 P 最佳爲使用一種含有各2或3種黃色、紅色與藍色染料 的混合物。 此外，最佳亦可使用一種含黃色成分，其包含至少一 種選自結構式（1 ) 、（ 3 )與（4 )的染料，紅色成分， 其包含至少一種選自結構式（6)的染料，與藍色成分， 其至少一種選自結構式（8 )的染料之混合物。 較佳爲亦可以一或多種選擇自結構式（1)至（]0) 的染料與紫外線吸收劑共同使用。該紫外線吸收劑已爲相 •關技藝人士所熟知，文獻中亦有記載，並易於購得。該紫 外線吸收劑爲三嗪系、苯並三唑系或苯酮系的紫外線吸收 劑。例如瑞士 Ciba Specialty Chemistry公司，商品名 Cibafast的產品。 結構式（1)至（〗0)的染料是不可溶的或微溶於水 ’因而使用本發明之染料混合物的染液或印染漿劑染色聚 (乳酸）系纖維時，其以微粒形式分散於含水介質中，該 介質以萘磺酸/甲醛縮合物、高醇脂肪酸酯、高烷基苯磺 酸酯或類似物作爲分散劑，再以浸染法、軋染法或印染法 -10- (7) 1363080 完成染色。最佳爲浸染法。如果爲浸染，一般的染色處理 方法’如高溫染色法、載體染色法、熱溶染色法與類似方 法都可使用’在聚（乳酸）纖維或纖維混合物上可達到良 好的染色。聚（乳酸）纖維與聚酯纖維比較，在熱與鹼性 條件下會較爲脆弱，因而最佳條件爲染液pH値在由4.〇至 5.0範圍與三嗪系、苯並三唑系或苯酮系紫外線吸收劑共 同使用’在高溫由110至120 。(：下染色15至30分。 本發明中的聚（乳酸）系纖維是包含聚（乳酸）纖維 與其它纖維之混合物。其它纖維以芳香族聚酯纖維較佳， 例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、或聚對 苯二甲酸丁二酯纖維。最佳爲對苯二甲酸丙二酯纖維與聚 (乳酸）纖維的混合物。 【實施方式】 本發明以實例與比較實例作更實際的說明如下文’但 •本發明的範圍並不以此爲限。 實例1至1 9 具有下列結構式（1_1) 、（1·2) ' (1-3) 、（2.1 )、（2-2)、（ 3 )、（ 4])、（ 4-2)、（ 5)、（ 6) ,(7-1) ' (8-1) ' (8-2) ' (8-3) ' (8-4) ' (9- 】）、（9_2) 、 （9-3)與（1〇)的染料各自與其2倍重量 之萘磺酸/甲醛縮合物混合’由一般方式微細硏磨與乾燥 而得分散性染料。含有5克聚（乳酸）的纖維（由曰本 -11- (8) 1363080

Toray公司製造）被浸入染液中，染液製備方法是依 JIS L 0808所定之標準染料濃度，若爲單色，則量出配製 約1/2N之染色材料所需分散性染料的量，若爲混合色，則 爲總濃度約1/3N之染色材料’就5克聚（乳酸）纖維而言 ，加入Ciba Specialty Chemistry公司製造的三嗪系 "Cibafast P"作爲紫外線吸收劑，與2% ( 0.w.f )的染料促 進劑，以及醋酸/醋酸鈉pH緩衝溶液（pH値4.5)至染液中 ’再以無鹽水加至100毫升，維持在110 。(：溫度達30分鐘 而完成染色。將染色的材料以150毫升的水做還原洗滌， 水中含有2克/升亞硫酸氫鈉，2克/升碳酸鈉與1克/升 Clariant公司製造的Hostapal LFB Cone·，將溫度維持在65 °C達1 0分鐘。

OMe

•12· 1363080

MeO

(2-2)

(4-1) (10)1363080

(5) (6)

(11)1363080

c2h4oh

(8-3)

(8-4)

-15 - (12) (12)1363080

根據Toyota Automobile公司耐光牢度的測試規定測量 每一個染色材料的耐光牢度，結果如表1» 另外’耐光牢度的測試使用Suga Testing Machine公 司的高能氙褪色計作爲測試設備在以下的情況下完成：黑 色背板溫度73±3°C，以38週期（182小時）之照明方法（ 即每個週期3 · 8小時照明時間/1個小時的暗場時間）照射。 以尿院畫線之測試布料來做測試。以JIS L 0804灰度植色 標準來評估等級。

-16 ' (13) 1363080 表1 實 結構式 染色 布料 耐光牢 度 例 的色度 (等級 ) 1 (1-1) 黃 色 3-4 + 2 (1-2) 黃 色 3-4 3 (1-3) 黃 色 3-4 4 (2-1) 黃 色 4 + 5 (2-2) 黃 色 4-5 6 (3) 黃 色 4 + 7 (4-1) 黃 色 4 8 (4-2) 黃 色 3-4 9 (3)與（4-2)以1 :1混合的混合物 黃 色 3 - 4 + 10 (5) 黃 色 3 + 11 (6) 紅 色 4- 12 (7) 紅 色 3 + ]3 (8-1) 藍 色 3 - 4 + 14 (8-1)與（8-2)以8: 2混合的混合物 藍 色 3-4 15 (8-3) 藍 色 3-4 16 (8-4) 藍 色 3-4 17 (9-1 )與（9-2)以1 :]混合的混合物 藍 色 3-4 1 8 (9-3) 藍 色 3-4 19 (10) 藍 色 3-4

比較實例1 - 6 -17 · (14) 1363080 將聚（乳酸）系纖維以如同實例1至19的方法染色： 即使用由下列結構式之黃色成分（A-1 )與（A-2 )、紅色 成分（B-1)與（B_2)以及藍色成分（C-1)與（C-2)製 成的分散性染料來染色，此分散性染料在聚酯纖維上有優 良的耐光牢度。

(B-1 )爲以下兩種染料以1 : 1混合的混合物

CN

Η / Ν c2h4oc2h4oh

-18 - (15)1363080

c2h4oc2h4oh

這些染料的耐光牢度測試的結果，如表2 -19 - (16) 1363080 表2 實例 結構式 — 染色布料 耐光牢度 的色麼 (等級） 1 (1-1) _ 黃色 2 2 (A-2) __ 黃色 2- 3 (B-1) 紅色 1-2 4 (B-2) 紅色 2 + (藍色改良的顏色） 5 (C-1) 藍色 1-2 6 (C-2) 藍色 1-2

表1與2中清楚顯示由實例1至19製成之染色材料與由 比較實例1至6製成之染色材料作比較，前者有非常好的耐 光牢度。 實例2 0至3 1 > 以下實例來染色：使用表3中的分散性染料的混合物 ，此混合物由前文中結構式[1-1]'[2-2]、[3]、[4-1]、[4-2]、[5]、[6]、[8-1]、[8-3]、[9-1]、[9-2]與[10]的染料製 成。以Hibana Chemical公司製造的苯並三唑系Sunlife LP250產品作爲紫外線吸收劑。在下列表中混合量的數値 是以重量％ ( wt % )爲單位。 -20 - (17)1363080 實例 as 紫色 3-4- OS m 桔色 1 寸 1 cn 〇\ <N 〇\ Ό 綠色 1 寸 輩 m 〇〇 (N 00 卜 寸 棕色 1 寸 1 m 二 m o 灰色 m v〇 <N ΙΟ KT) <N m <N m 棕色 m 1 (Ν (Ν cn m CN 卜 灰色 寸 I m m (N 卜 (Ν 卜 棕色 寸 1 m m (Ν VO 寸 灰色 + m CN <N 卜 OS ί〇 灰色 寸 1 o 寸 m νο (Ν 棕色 m oo (Ν m 棕色 1 寸 1 m 結構式 /—N 1 Vw^ /—N <N 1 <N ___^ /-~N N—X s 1 寸 /^s (N 1 寸 N—✓ 5 /—Ν V〇 Ν—✓ /*—s 1 OO s—·/ /—Ν 1 OO N—✓ (9-1)與（9-2)以 1:1 混合 的混合物 /-—N 〇 ψ Μ >w/ 染色布料的色度 耐光牢度 -21 - (18) 1363080 比較實例7至13 將聚（乳酸）系纖維以同實施20至30的方法染色，但 是使用實例20至31的染料以及表4的染料（A-1 )、（ 1-2 )、(B-1 ) 、 ( B-2) 、 （ C· 1 )與（C-2)。

) -22- (19)1363080 表4 結構式 比較實> 列 7 8 9 10 11 1 2 13 π-ll 『2-2 Γ31 8 [4-11 『4-21 Γ51 Γ61 23 12 Γ8-11 43 60 33 『8-31 45 [9-]]與[9-2]以 1 : 1的混合的混合物 5 10 『1〇1 5 [Α-Π 48 77 50 45 FA-21 6 3 42 ΓΒ-11 9 4 5 17 ΓΒ-21 22 16 rc-ii 1 0 1 5 rc-21 19 4 染色染料的色度 棕色 灰色 棕色 灰色 棕色 灰色 棕色 耐光牢度 1-2 2- 1 1-2 1-2 1-2 1 -23 - 1363080 (20) 實例32 以實例20的方法染色’但實例20中的纖維換成聚（乳 酸）纖維/聚對苯二甲酸丙二酯纖維（5〇/5〇重量％)混合 物，染色條件改變成溫度1 2 0 °c，4 0分鐘，紫外線吸收劑 改爲Hibana Chemical公司苯酮系Sunlife LPS855產品。結 果是製成的染色材料的耐光牢度爲優良之等級4。

Claims (1)

1363080 ⑴ 十、申請專利範圍 1. 一種黃色成分及/或紅色成分及/或藍色成分於染色 聚（乳酸）纖維或聚（乳酸）系纖維之應用，該黃色成分 包含至少一種選自結構式（1) 、（2) 、（3) 、（4)與 (5 )所組成族群的染料，

其中R1是烷基與R2是（C4-C7)烷基；

) 其中η是0或】； -25 - ⑧ (2)1363080

與 XI/ 6 .—' 式 構 結 自 選 種 1 少 至 含 ， 包料 分染 成的 色群 紅族 該之 成 組 所 C

R (6) ^26 (3) (3)1363080 其中R4與R5其中之一是氫，另一個則是羥基乙氧基乙基、 羥基丁氧基丙基、乙醯氧基乙氧基乙基或乙醯氧基丁氧基 丙基；

其中R6是氫或甲基： 該藍色成分包含至少一種選自結構式（8) 、（9)與（10 )所組成之族群的染料，

其中R7與R8其中之一是硝基，另一個則是羥基，以及R9是 氫、氯或2-羥乙基； (4)1363080

(9) 其中R1D是甲氧基丙基 '乙氧基丙基或甲氧 基乙氧基丙基

2.如申請專利範圍第！項之應用，其中 式（1)至（〗〇)的染料被使用。 3 .如申請專利範圍第1項之應用，其中-種黃色、紅色與藍色成分的混合物被使用。 4.如申請專利範圍第1項之應用，其中 物，此混合物含有：包含至少一種結構式（ (4)的染料之黃色成分，包含至少一種結本 料之紅色成分，與包含至少一種結構式（8 色成分。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之 外線吸收劑被共同使用。 6.如申請專利範圍第1項之應用，其中 一種選自結構 -種含有各2或 使用下述混合 1 ) 、（ 3 )與 簿式（6 )的染 )的染料之藍 應用，其中紫 包括聚（乳酸 -28 - 1363080 )與芳香族聚酯纖維混合物的聚（乳酸）系纖維被染色。 7. —種由如申請專利範圍第1至4項中任一項之應用所 製成之染色的聚（乳酸）系纖維。

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