專利名稱：處理纖維狀纖維素材料的方法
技術領域：
本發(fā)明的目標在于處理纖維狀纖維素材料的方法，尤其是處理由棉和棉與聚酯、尼龍、羊毛和絲之類其它纖維混紡紗制的纖維素織物的方法。更具體地說，本發(fā)明的目標在于以更有效和效率更高的處理步驟和隨后的染色步驟對這些材料進行處理。
背景技術：
近來使用陰離子染料，如纖維活性染料和直接染料，對纖維素纖維進行染色，因為它們的色澤范圍寬，易于應用，以及對許多使用結(jié)果來說具有足夠的濕牢度性能。
然而，應用這些染料存在一些環(huán)境保護方面的問題，原因在于必須使用大量電解質(zhì)以及在堿性條件下進行；還有這些染料吸收到纖維素纖維中的能力較差。視施加方法、色澤深度和染料類型的不同，使用傳統(tǒng)染色方法僅僅有70～80％染料固定在被染物上。因此，印染廠廢水中含有大量未被固定的染料、電解質(zhì)和堿性殘余物，不符合排放要求，會產(chǎn)生環(huán)境危害，而與美國環(huán)境保護局(EPA)排放標準要相符也成為問題。
Weltrowski等在美國專利5501711中部分致力于解決上述問題，其方法包括使纖維溫和氧化，用脫乙酰殼多糖低聚物溶液還原所氧化的纖維，通過加入諸如二羥甲基二羥基亞乙基脲(DMDHEU)之類的還原劑使經(jīng)脫乙酰殼多糖處理的纖維得到穩(wěn)定，然后對這樣處理過的纖維進行染色。該方法包括4～5個步驟，但即使這樣也并未解決色牢度和殼多糖處理成本高的問題。該方法很大程度上改善了染料吸液率，因此也改善了從染浴中吸盡染料的問題。然而，金屬排入染浴廢液中仍是特別麻煩的問題，因為這么多的染料含有大量金屬。例如，許多蘭色染料含有銅，而許多褐色染料含有鉻。還有，某些染料含有諸如鈷和鎂等金屬。痕量催化劑是染浴廢水金屬污染物的另一個來源。另外，當某些類似物，如氯化-N-3-氯-2-羥丙基三甲基銨，被包含在堿性溶液中時，會產(chǎn)生中毒劑量的表氯醇。所以，需要進行進一步的改進，以改善上染率，降低染浴中電解質(zhì)濃度，降低染浴排放物的量和毒性，并且在每種情況下均以不損害纖維素纖維的染色能力為前提。
發(fā)明概述概括地說，本發(fā)明涉及處理未染色纖維狀纖維素材料的改進方法，該方法包括改變含有纖維狀纖維素的材料的表面性能的方法，其包括(1)將含有下述成分的處理水溶液涂布到含有纖維素材料的至少一個表面上(a)環(huán)狀多羥基化合物，選自二甲基二羥基亞乙基脲、二羥甲基、二羥甲基二羥基亞乙基脲、三羥甲基蜜胺、六羥甲基蜜胺及其混合物，(b)膽堿鹽酸鹽和(c)交聯(lián)催化劑；其效果要使至少60wt％處理溶液吸取到該材料上，環(huán)狀多羥基化合物在處理溶液中的濃度為5～100g/L，膽堿鹽酸鹽的濃度為40～600g/L，環(huán)狀多羥基化合物與膽堿鹽酸鹽的重量比為0.1～6；(2)將按步驟(1)處理過的纖維素材料加熱至250～315°F(121～157℃)，以便經(jīng)蒸發(fā)除去其中的水，使水含量降低到不高于1wt％的水平；(3)再將步驟(2)的干燥材料進一步加熱至320～400°F(169～240℃)，經(jīng)3～180秒，使環(huán)狀多羥基化合物與材料中的纖維素纖維進行交聯(lián)；和(4)冷卻交聯(lián)的纖維素材料。
一方面，本發(fā)明涉及處理未染色的含纖維素的織物的方法，包括(1)將織物浸在上述陽離子處理水溶液中；(2)從兩側(cè)預熱織物，以便經(jīng)蒸發(fā)從織物上除去結(jié)合水；(3)將步驟(2)的部分干燥織物置于干燥器或拉幅機，使織物兩個方向上受拉伸應力作用，并且從兩面加熱織物；(4)冷卻交聯(lián)織物至溫度不高于150°F(66℃)，以便從空氣中吸收水分，直至織物水含量與冷卻空氣達到平衡；和(5)在步驟(3)和(4)之間，或者在步驟(4)之后，從拉幅機取下織物。
第二方面，本發(fā)明涉及改進纖維素織物染色的方法，其包括如上所述處理織物；用選自酸性染料、纖維活性染料、直接染料及其混合物的陰離子染料將這樣處理過的織物染色，使自染浴的染料吸盡率為至少90wt％。
還有一方面，將上述處理方法應用于造紙中。
附圖簡述本申請有一個附圖，是按照本發(fā)明對含有纖維素的織物進行整理的方法示意圖。
定義白度按AATCC(美國紡織化學家和染色家協(xié)會)試驗方法110-1889進行測定。
術語“纖維素織物”指的是含有至少25％諸如棉之類的纖維素纖維的織物，以及棉與聚酯、羊毛、尼龍和人造絲的混紡紗。
本文所用術語DMDHEU指的是化合物二羥甲基二羥基亞乙基脲及其甘醇酸酯化或甲氧基化的類似物。
“K/S”指的是采用反射分光光度計對織物進行測定，所得的吸收系數(shù)(K)與散射系數(shù)(S)之比。對特定的光的波長來說，該比值由Kubelka-Munk函數(shù)定義，K/S＝(1-R)/2R，其中R是特定波長下的樣品的反射率。
術語“染料吸盡率”指的是從染浴中初始染料量中所取出的染料的重量百分數(shù)。
術語“owf”意指按纖維重量計算，即以纖維干重為基礎計。
術語“染前預濕性”(wet out)是織物吸收度的度量，其定義為置于織物表面上的水滴因吸收到織物中而消失所需要的時間(以秒為單位)。
詞語“前處理的織物”指的是經(jīng)退漿、煮練、漂白和/或絲光處理后的織物。
發(fā)明詳述處理浴組成本發(fā)明中使用的處理浴(處理織物的浸軋浴)由(1)陽離子活性成分，(2)纖維素交聯(lián)劑，和(3)交聯(lián)劑用的催化劑組成。在處理織物中，浸軋浴也可以含有一種或幾種陰離子或非離子軟化劑、潤濕劑、防泳移劑，和非離子或陽離子去污劑。
人們會認識到，能夠以各種各樣的方式實施處理組合物的涂布。例如，就織物的情況來說，能夠?qū)⒉牧辖谔幚砣芤褐?，通過與單面給液輥或刻花輥接觸進行涂布。也能采用其它液體涂布技術，例如噴涂。
對于本發(fā)明來說，陽離子活性劑是膽堿鹽酸鹽。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，膽堿鹽酸鹽與環(huán)狀多羥基化合物進行化學反應，但不與纖維進行反應。在DMDHEU情況下，認為該反應按如下歷程進行
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，非離子染料上染率隨著更多的膽堿鹽酸鹽與DMDHEU反應而增加。然而，為了使上染率與縮水率控制相平衡，優(yōu)選使用每重量份DMDHEU 2～4重量份膽堿鹽酸鹽。
雖然，并不能確信，但是膽堿鹽酸鹽看來象是起著纖維潤滑劑或柔軟劑的作用。另外，膽堿鹽酸鹽對避免泛黃非常有效，所以其有助于保持經(jīng)處理織物的白度。
當然，環(huán)狀多羥基化合物主要起纖維中纖維素的交聯(lián)劑作用。該作用中，獲得高上染率并不是主要的；然而，之所以優(yōu)選使用它，是因為它在降低處理織物縮水率方面具有有利作用。
本發(fā)明的其它優(yōu)點是，能夠賦予織物各種可見效果。通過改變DMDHEU與膽堿鹽酸鹽的比例，能夠得到“混色”效應和“沖洗外觀”(wash-down look)，同時織物仍然保持著良好的耐洗牢度、耐磨擦牢度和光牢度性能。例如在DMDHEU/膽堿鹽酸鹽重量比為1/6，催化劑為0.5wt％時，所能得到的染料填充后被“沖下”為65～70％。另一方面，在重量比為約1/2時，染色織物色牢度好。
在處理浴中需要至少5g/L環(huán)狀多羥基化合物，以便得到良好的縮水率控制。優(yōu)選至少10g/L環(huán)狀多羥基化合物。然而，100g/L以上環(huán)狀多羥基化合物是不可取的，不然的話，材料的拉伸強度將降低。有趣的是，注意到膽堿鹽酸鹽能緩和較高濃度環(huán)狀多羥基材料的有害作用。所以，能夠大量使用它們。為了得到最好的結(jié)果，多羥基化合物與膽堿鹽酸鹽的重量比僅僅需要0.1～6。優(yōu)選在浸軋浴中使用至少10g/L膽堿鹽酸鹽，但是不應當使用超過300g/L，以避免膽堿鹽酸鹽與多羥基化合物的任何有害反應。
用于處理浴的適宜交聯(lián)催化劑是酸性催化劑，如氯化鎂、硝酸鋅、硫酸鋁及其混合物。
在浸軋浴中的基本組分是使織物中纖維素發(fā)生交聯(lián)作用的交聯(lián)催化劑。需要至少1g/L催化劑，以便織物適度交聯(lián)并因此改善該織物的穩(wěn)定性，例如縮水率。然而，應當使用的催化劑為不多于50g/L，并優(yōu)選不多于40g/L。其理由是，過量催化劑會使纖維素發(fā)生水解，這樣會引起織物拉伸強度的損失。有趣的是，注意到在相同催化劑含量下，較高的膽堿鹽酸鹽含量使染色的色澤強度得到提高。下表4中的數(shù)據(jù)說明了這種現(xiàn)象。
雖然環(huán)狀多羥基化合物、膽堿鹽酸鹽和催化劑是處理溶液的基本組分，但還需要加入其它材料，以使處理浴的性能產(chǎn)生特殊變化。
例如，染料從織物纖維的泳移，有時也可以是個問題。在很大程度上，這是浸軋浴粘度低造成的。所以，鑒于本發(fā)明的浸軋浴可以不含任何大量溶解聚合物，因此通過下述兩個方法的任選一個提高浸軋浴的粘度常常是可取的。增加浴粘度的第一個方法是降低水含量?？赏ㄟ^在浸軋浴出口處對來自擠壓輥的織物施加真空來實現(xiàn)。第二個方法是將可溶于水的聚合物加到浸軋浴中。確信能夠一起使用這兩個增加粘度的方法。用于本目的的適宜聚合物包括聚丙烯酸酯，甘露糖醛酸和古洛糖醛酸的嵌段共聚物。
對于棉織物來說，通常不需要去污劑。但是，對于高比聚酯/棉混紡紗則需要去污劑。當在本發(fā)明中應用去污劑時，適宜的去污劑包括諸如聚乙二醇、甲基丙烯酸和乙基丙烯酸酯的共聚物和氟代丙烯酸聚合物之類的材料。然而，為了避免膽堿鹽酸鹽沉淀，這些材料必須是非離子或陽離子的。
可以和本發(fā)明一起在浸軋浴中使用的其它添加劑包括陰離子或非離子織物柔軟劑，以及陰離子或非離子潤濕劑。適宜的柔軟劑包括非離子脂肪酸甘油酯和聚乙烯乳液。適宜的潤濕劑是非離子洗滌劑，如乙氧基線型醇疏水膠體-C12～13，以及2，6，8-三甲基-4-壬醇和環(huán)氧乙烷的反應產(chǎn)物。這些材料在整理領域是熟知的，并且能夠以其在傳統(tǒng)非陽離子整理法中相似的應用方法于本發(fā)明一起使用。
對于某些涂布方法來說，優(yōu)選在處理溶液中加入易褪色著色劑或其它紫外吸收劑，以利于肉眼觀察要涂布的處理溶液的均勻性。這對于觀察浸軋輥、單面給液輥、蝕刻輥等的壓力可靠性是特別可行的。
在不存在催化劑時，處理溶液的主成分是穩(wěn)定的，在環(huán)境溫度下貯存該溶液時，不發(fā)生顯著反應。因此，環(huán)狀多羥基化合物和膽堿鹽酸鹽的水溶液可以為以后使用先行配制。這種預混合組合物的組成為(a)環(huán)狀多羥基化合物，(b)膽堿鹽酸鹽和其余是(c)水。(a)與(b)的重量比范圍應為0.1～6，這相當于這些成分在處理浴中的有效比例。然而，這些有效成分在溶液中的濃度變化范圍很寬。雖然可以使用低濃度溶液，但是較濃的溶液則更經(jīng)濟。因此，優(yōu)選活性成分濃度至少為40wt％，優(yōu)選60wt％或者更高。但是，為避免在纖維素處理期間產(chǎn)生粘度問題，優(yōu)選活性成分濃度不超過約80％。
整理操作變量在整理操作中，織物的吸液率必須為50～70wt％。干燥溫度為250～385°F(121～196℃)，焙固溫度為250～400°F(121～204℃)。在該方法中，織物一般吸收3～8％整理化學品(以干重為基礎計)。
本發(fā)明工序中使用的焙固時間和溫度，當然將隨織物的物理性能變化。因此，對于不同纖維混紡紗這些參數(shù)是不同的。總的來說，焙固溫度越高，所需要的焙固時間就越短。然而，某些織物混紡紗對熱分解較敏感。例如羊毛混紡紗的焙固溫度應大大低于350°F(177℃)，優(yōu)選低于330°F(166℃)，以免損壞羊毛纖維。更進一步優(yōu)選的溫度是約325°F(163℃)。
在實施本發(fā)明中，優(yōu)選在焙固織物之前基本完全除去水。所以，優(yōu)選在較低溫度下干燥織物，以免發(fā)生過早交聯(lián)，過早交聯(lián)會妨礙除水。因此，在干燥期間，溫度不應超過320°F(160℃)，優(yōu)選不高于300°F(149℃)。然而，在交聯(lián)工序中，能夠?qū)囟壬礁哌_400°F(204℃)，只要焙固溫度不超過織物內(nèi)含有的任何混紡纖維的熱分解溫度即可。
如上所述，干燥和焙固工序是時間和溫度二者的函數(shù)。溫度越高，干燥和焙固所需要的時間越短。例如，在浸軋織物焙固中，如果使用320°F(160℃)的溫度，那末焙固時間應該為約2分鐘，以便使織物焙固完全。另一方面，如果使用400°F(204℃)的溫度，就僅需要3或4秒。
本領域技術人員知道，必須對聚酯/棉混紡織物進行熱定形。當然這一工序能夠在絲光處理之后。浸軋之前或染色之前進行。然而，本發(fā)明的優(yōu)點是，在該工藝焙固工序即充分完成了熱定形。因此，為完成這些合成纖維/棉混紡織物的熱定形，既不需要增加工序，也不需要增加設備。
當本發(fā)明工藝處理的織物進行染色時，織物的前處理必須不影響織物吸收染料。
染浴組分本發(fā)明浸軋工序的重要特征是，在隨后的染浴中不需要進行任何特別的操作變化。例如織物/溶液比(F/L)通常為1∶5～1∶40，使用傳統(tǒng)染浴溫度，例如，60℃～115℃(140～239°F)。在按照本發(fā)明制備的織物進行染色中，能使用所有陰離子染料。然而，優(yōu)選表1中所列染料。
表1
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<p>在表1中，染料和其來源相當于以下注冊商標商標 業(yè)主Acidol Badische Anilin & Soda FabrikA.G.(BASF)Ludwigshafen/Rhine，F(xiàn)RGBasilen BASFCibacronCiba-Geigy CorporationNew York，NYIntralight Crompton & Knowles CorporationNew York，NYPalantinBASFRemazol Hoechst，A.G.
Frankfurt/Main，F(xiàn)RGSumafix Mitsubishi K.K.，Tokyo，JapanSuperlight Crompton & Knowles Corporation除了上述染料之外，按照本發(fā)明處理的織物的染色還能使用硫化染料、還原染料和不溶性偶氮染料。硫化染料和還原染料是隱色體形式的陰離子染料，而不溶性偶氮染料由于分子中存在磺酸鹽基團是陰離子染料。
染浴操作變量在對經(jīng)前處理的織物進行染色的染浴中通常包含水、染料、勻染劑、潤濕劑和消泡劑。
對于使用陰離子染料而言，例如在本發(fā)明中使用的那些，潤濕劑必須是非離子或陰離子的。對于此目的來說，聚乙二醇(單-辛基苯基)醚是有效的。
在攪拌過程中，例如在噴射染色中所遇到的，可以產(chǎn)生微泡。這些泡沫能夠通過在染浴中加入少量非離子消泡劑消除，例如0.1～0.2wt％有機硅聚合物。
為了使染料吸盡速率適中，常常需要在染浴中加入少量勻染劑。這些材料與染料形成中間配合物，有利于未固定的染料泳移到較低濃度區(qū)域。
雖然這些主要成分的比例可以依織物、整理處理的確切性質(zhì)和染料組合物而有很大變化，但是它們一般以下述比例存在，owf染料0.1～4％勻染劑 1～3％潤濕劑 0.1～1.0％消泡劑 0.1～0.3％染浴中另外的關鍵操作變量是織物/溶液重量比，其范圍通常為1∶5～1∶40。染浴溫度至少為150°F(66℃)，優(yōu)選為200～205°F(93～96℃)。在染浴中的時間通常隨著所要求的上染率的程度而變化。當然，本發(fā)明的主要優(yōu)點是，獲得高染料吸盡率所需要的時間顯著降低。
參見
圖1，按照本發(fā)明的纖維素織物的處理通常按以下連續(xù)方式實施將待處理的已經(jīng)前處理(退漿、漂白和絲光處理)的織物供給織物喂入輥1，從此將其拉到浸軋機3，浸軋機包括貯槽和兩個壓漿輥。浸軋機3有一個陽離子處理溶液浴5，織物經(jīng)過該浴，并吸收一定量處理溶液。織物從處理浴出來，經(jīng)過壓漿輥7a和7b，從織物上除去過量處理溶液。既含有未結(jié)合處理溶液又吸收了處理溶液的織物，從壓漿輥7a和7b進入扁孔真空脫水機9，在此織物受到自下方來的真空力，除去織物中所含有的沒有結(jié)合的處理溶液。離開扁孔真空脫水機9的織物含有約50％ owf處理溶液?？椢飶谋饪渍婵彰撍畽C9進入紅外干燥器11，在其中織物兩面垂直加熱到至少250°F(121℃)，以便除去未結(jié)合的水，到含量為5～20％ owf。為此目的，常常使用的溫度高達315°F(157℃)。當然，在織物中必須保持至少5wt％的水分，以便使纖維膨脹保持在適當程度，這是控制織物的整齊性和寬度所需要的。然而，優(yōu)選進入拉幅機的織物含水量不大于約20wt％，以便使該加工更有效。優(yōu)選含水量為10～15％。已注意到，織物的最可取的水分含量依處理織物種類和預處理程度變化。被加熱的織物從紅外干燥器11排出，進入封閉式拉幅機13，在其中，織物置于拉幅機掛鉤上，對織物施加雙向拉伸應力。然后，用熱空氣在如此支撐的織物兩側(cè)加熱織物，使織物溫度升高到250～400°F(121～204℃)?？椢锝?jīng)過約350～400°F(177～204℃)拉幅機13的速度為約50～75yards/min(45.7～68.6m/min)。當織物離開拉幅機及在卷布之前，必需冷卻降溫，以便減少所卷織物中發(fā)生進一步的化學反應。所以，在拉幅機的下游一端，織物經(jīng)空氣冷卻到室溫左右，然后將織物卷在織物貯輥15上，隨后進行染色?？椢镫x開拉幅機冷卻段之后，織物水含量與冷卻空氣水含量近似達到平衡，例如，約8～10wt％。
人們已認識到，能夠?qū)⑻幚砣芤和坎嫉娇椢锷系姆椒?，除了浸軋技術之外，例如有輥涂，使用刻花輥或者使用單面給液輥進行。通過使用一個輥或者兩個輥，能夠?qū)⑻幚砣芤悍謩e涂布到織物一面或者兩面。
當通過浸軋(浸漬)涂布處理溶液時，處理溶液的生產(chǎn)能力通常高于通過輥涂涂布。因此，對于浸軋涂布來說，處理溶液的成分濃度較高。
在織物浸軋和染色中的重要因素是浸軋浴對織物白度的影響。優(yōu)選本發(fā)明制備的織物的白度至少為60，為保證色澤一致。本發(fā)明的重要優(yōu)點是對所處理織物的白度沒有有害的影響。事實上，在浸軋工序中使用膽堿鹽酸鹽似乎還能使浸軋浴的其它成分引起的泛黃降低。催化劑和聚合物在這方面常常有不利影響。所以，在需要的時候，僅僅通過調(diào)節(jié)織物在拉幅機中的停留時間和溫度，就能夠使織物白度保持在80～90。尤其是，通過降低拉幅機內(nèi)溫度和/或停留時間，能夠使白度保持在該范圍較高水平上。
當然，本發(fā)明對于處理機織物，非織造和針織織物及由其制造的物品，以及制造織物使用的線和紗是有效的。另外，本發(fā)明能夠用來處理含有纖維素纖維的其它被染物，如木材紙漿和紙。
當使用本發(fā)明方法處理紙張時，可以在造紙工藝中三個不同工段的任何一處實施。即可在片材形成之前，在打漿機或者高位調(diào)漿箱中加入處理溶液于工藝中。然而，也能夠在片材形成之后，以與上述處理織物相類似的方式，將處理溶液加到紙中。
實施例實施例1將前處理過的100％棉織物在室溫下用組成如下的陽離子處理溶液進行預處理。另外，將類似量的相同織物以相同方式進行預處理，只是從組合物中省略了膽堿鹽酸鹽用于對比。DMDHEU(70％水溶液)40g/L膽堿鹽酸鹽(70％水溶液)100g/LMgCl2催化劑(25％水溶液) 40g/L柔軟劑(25％水溶液)10g/L非離子潤濕劑(100％) 0.5g/L織物對處理溶液的吸液率為70％ owf，此后，所處理的織物在250°F(121℃)下干燥2分鐘，接著在375°F(191℃)下焙固1分鐘。
實施例2將幾份實施例1的預處理織物用Solophenyl Blue 10 GL、直接染料，和Cibacron Blue CR、纖維活性染料進行染色，測量自各個染浴的染料吸盡率。以1∶20的織物/溶液之比對織物進行噴射染色，在浴中以3％ owf的含量使用纖維活性染料和直接染料進行染色。對于未整理的織物的直接染色來說，染浴含有180g/L食鹽，而對于纖維活性染料來說，染浴含有4g/L純堿、100g/L食鹽和1g/L NaOH。對于預整理的織物染色來說，不需要化學藥品，所以不加入。染色結(jié)果示于下表2中。
表2染料吸盡率研究
表2中的數(shù)據(jù)表明，以陽離子方式預整理的織物，直接染料上染率為90％需要僅僅90分鐘；而對未處理的織物來說其上染率達到90％的時間為175分鐘，對于纖維活性染料則為245分鐘。然而，未按本發(fā)明預處理的織物達到90％上染率實際難以達到，而按本發(fā)明方式預處理的那些織物上染率基本上可達完全(100％)。
實施例3采用與實施例1所述相同的陽離子處理程序，進行一系列預整理試驗，其中，改變膽堿鹽酸鹽、DMDHEU和催化劑的相對比例，以測定這些溶液的相對效率。各試驗在化學藥品加入水平為6％和8％ owf下進行。測定每個織物樣品在用家用洗衣機洗滌之后的織物縮水率、及其拉伸強度和撕裂強度。結(jié)果示于下表3中。
表3膽堿鹽酸鹽和DMDHEU之比以及加入量對織物尺寸穩(wěn)定性(洗滌縮水率)和物理性能的影響
**在水中的濃度，以重量計。
通過比較例1和2，4和5，7和8，以及10和11看到，增加膽堿鹽酸鹽的量，在每種情況下，織物縮水率都減少，拉伸強度和撕裂強度均改善。在加入6％和8％時，情況均這樣。這些數(shù)據(jù)表明，使用較高量的催化劑至少少量損害縮水率、拉伸強度和撕裂強度。例如將試驗8和11，以及試驗9和12對比。為了進行比較，應當注意到，拉伸強度和撕裂強度的可接受數(shù)值分別是14lbs和19lbs。
所有上述實施例的上染率和色牢度均滿意，但是樣品2和11的上染率和色牢度最好。
實施例4采用與上述實施例相同的步驟，進行一系列試驗，以便觀察膽堿鹽酸鹽、DMDHEU和催化劑用量比例對最大產(chǎn)色率的影響。這些試驗結(jié)果示于下表4中。
表4產(chǎn)色率與膽堿鹽酸鹽、DMDHEU和催化劑用量比之間的關系<t
>*CC＝膽堿鹽酸鹽。
上表中K/S值說明，本發(fā)明可得較高上染率。例如，單獨使用膽堿鹽酸鹽所得K/S值很低，而將催化劑加到膽堿鹽酸鹽中得到某些改善。然而，也加入DMDHEU時，K/S值則提高許多倍。
實施例5進行另一系列實驗，以便觀察干燥條件和焙固條件(時間和溫度)對產(chǎn)色率的影響。處理溶液的比例是150/100/40膽堿鹽酸鹽/DMDHEU/催化劑。測定以上染率6％ owf的陽離子預整理100％棉織物進行。產(chǎn)色率以K/S值計量，即每個樣品的總波長/平均波長。這些數(shù)據(jù)示于下表5。
表5干燥和焙固對產(chǎn)色率的影響
這些數(shù)據(jù)表明，通過改變溫度，干燥和焙固工序能夠以一步或兩步滿意地完成。該數(shù)據(jù)特別表明，溫度350°F(177℃)持續(xù)1分鐘，不能得到滿意的上染率，但是當時間從1分鐘升到2分鐘時，K/S值表明上染率升高到可用的水平。然而，使用兩步法，即使用不同的干燥溫度和焙固溫度，得到的K/S值顯著提高。當干燥在280°F(138℃)下進行2分鐘，焙固在380°F(193℃)下進行1分鐘時，得到最大K/S值。
實施例6使用100％棉1/3斜紋布和100％棉牛津布各200yards進行大規(guī)模工業(yè)化陽離子預整理和染色試驗。染色在工業(yè)規(guī)模噴射染色機上進行，使用兩種或三種不同染料的不同組合。
將試驗織物在30psi壓力下以25yards/min速度浸軋，所使用的是兩輥軋液輥。吸液率為約70～75％，以濕態(tài)為基礎計。浸軋過的織物，在幅寬設定為69inch(175mm)的拉幅機上，于280～290°F(138～143℃)下干燥140秒。將干燥織物在相同拉幅機上于365°F(185℃)焙固35～40秒。預整理織物在Gaston County噴射染色設備上進行染色，織物/溶液比為1∶25。用各種染料組合染色4～5kg上述兩種織物，評價織物的染色均勻性、顯色和色牢度。浸軋浴組成如下120g/L 膽堿鹽酸鹽(70％)60g/L Fixapret ECO(70％)30g/L 催化劑HC1g/LSiligen NB 250(柔軟劑)1g/LBasapon LN(潤濕劑)其余水總計1000g染料組合物示于下表6中表6染料組合物
<p>染色的全部織物都有良好的工業(yè)生產(chǎn)認可的外觀，還有優(yōu)良洗滌牢度、耐磨擦色牢度和光牢度。結(jié)果示于下表7中。
表7試驗織物色牢度在上述數(shù)據(jù)中，記分5為最好。記分3是工業(yè)上可接受的最小值。所有記分均以AATCC標度為基礎，該標度以灰色標度為基礎。
(1)120°F，45min，僅用洗滌劑。該試驗是滲色或色澤損失的一種測量方法；(2)該試驗是測定耐磨擦性，即由于磨擦而使染料損失導致的色澤損失。
權利要求
1.一種改變含有纖維狀纖維素的材料的表面性能的方法，其包括(1)將含有下述成分的陽離子處理水溶液涂布到該含纖維素材料的至少一個表面上(a)雜環(huán)多羥基化合物，選自二甲基二羥基亞乙基脲、二羥甲基二羥基亞乙基脲、三羥甲基蜜胺、六羥甲基蜜胺及其混合物，(b)膽堿鹽酸鹽和(c)交聯(lián)催化劑，其效果要使至少60wt％處理溶液吸取到該材料上，雜環(huán)多羥基化合物在處理溶液中的濃度為5～100g/L，膽堿鹽酸鹽的濃度為40～600g/L，雜環(huán)多羥基化合物與膽堿鹽酸鹽的重量比為0.1～6；(2)將按步驟(1)處理過的纖維素材料加熱至250～315°F(121～157℃)，經(jīng)蒸發(fā)除去其中的水，使水含量降低到不高于1wt％的水平；(3)再將步驟(2)的干燥材料進一步加熱至320～400°F(169～240℃)，經(jīng)3～180秒，使環(huán)狀多羥基化合物與材料中的纖維素纖維進行交聯(lián)；和(4)冷卻交聯(lián)的纖維素材料。
2.權利要求1的方法，其中含有纖維狀纖維素的材料是前處理過的未染色織物。
3.權利要求2的方法，其包括(1)將織物浸在陽離子處理水溶液中，再從其中取出織物；(2)從兩面預熱織物，經(jīng)蒸發(fā)從織物上除去結(jié)合水；(3)將步驟(2)的部分干燥織物置于干燥器或拉幅機上，使織物兩個方向上受拉伸應力作用，并且從兩面加熱織物；(4)冷卻交聯(lián)織物至溫度不高于150°F(66℃)，使之從空氣中吸收水分，直至織物水含量與冷卻空氣達到平衡；和(5)在步驟(3)和(4)之間，或者在步驟(4)之后，從干燥器或拉幅機取下織物。
4.權利要求2的方法，其中處理溶液通過單面給液輥或刻花輥被涂布到前處理過的未染色織物的至少一個表面上。
5.權利要求2的方法，其中織物含有至少25％ owf纖維素。
6.權利要求2的方法，其中織物浸濕(wet-out)3秒鐘以下。
7.權利要求6的方法，其中織物含有潤濕劑。
8.權利要求7的方法，其中潤濕劑是陽離子的。
9.權利要求7的方法，其中潤濕劑是非離子的。
10.權利要求2的方法，其中處理溶液含有織物柔軟劑。
11.權利要求2的方法，其中含纖維素的織物是棉/聚酯混紡物，處理溶液含有去污劑。
12.權利要求2的方法，其中在步驟(1)和步驟(2)之間于濕織物的一面抽真空，使其游離水含量下降到40～60％ owf。
13.權利要求2的方法，其中織物選自機織物、非織造和針織織物。
14.權利要求1的方法，其中含有纖維狀纖維素的材料用于造紙。
15.權利要求14的方法，其中處理溶液在紙片材成形之前，通過將處理材料加到打漿箱的內(nèi)容物中進行涂布。
16.權利要求14的方法，其中處理溶液在紙片材成形之前通過將處理材料加到高位調(diào)漿箱的內(nèi)容物中進行涂布。
17.權利要求14的方法，其中處理溶液在紙片材成形之后進行涂布。
18.權利要求1的方法，其中通過將紗線浸漬在處理溶液中，而將處理溶液涂布到含纖維狀纖維素的紗線上。
19.一種改善含纖維素織物的染色特性的方法，包括以權利要求2的方式處理織物，將這樣處理過的織物用選自酸性染料、纖維活性染料、直接染料及其混合物的陰離子染料進行染色，使染浴的染料吸盡率為至少90wt％。
全文摘要
使用陽離子含水處理溶液處理纖維狀纖維素材料的方法,所述溶液含環(huán)狀多羥基化合物和膽堿鹽酸鹽,由此處理后該材料的染料吸收率,和其后染色工藝的環(huán)境污染都能得到改善。
文檔編號D06P5/13GK1265715SQ98807882
公開日2000年9月6日 申請日期1998年6月2日 優(yōu)先權日1997年6月2日
發(fā)明者G·L·布洛德曼 申請人:Dcv公司