适用于强uv光照最终用途的聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的制作方法

专利名称：适用于强uv光照最终用途的聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维和制造聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的方法。该纤维适用于纤维要经受显著UV光照的应用如汽车应用中。
背景技术：
近来，聚对苯二甲酸亚丙基酯(也叫做“PTT”)已作为适用于纺织、铺地板、包装和其它产品用途的聚合物而受到重视。
某些产品用途对纤维有严格要求。例如，在汽车内部，希望织物在长期使用中和可能的极端环境条件下保持理想的物理性能。即使随遮阳染色玻璃的出现，UV光照仍可能很强。各种极端环境包括优选软度甚于脆度的冰点以下直至过热温室之类的条件，尤其在南美洲大陆较南方的地区。运输产品用途，从飞机直至娱乐船只，具有一些与更普遍的汽车产品用途相同的严酷条件。
在汽车内部，不同的产品用途包括椅套材料、门板装饰板和车顶内衬。在所有这些应用中都要求色牢度。除颜色外，还希望保持物理特性。在有些这类应用中，比任何给定物理参数如伸长率(有些能通过设计考虑而得到补偿)的绝对值也许更重要的是长期试验和使用中物理性能的稳定性。
除了与运输相关的产品用途外，户外产品用途，包括遮盖物(遮阳篷)、花园或天井家具和某些服装和个人防护(防晒)设备在内，都要求所用的织物材料有很好的UV和热稳定性。
具有非常理想美观质量的织物材料是用包含聚对苯二甲酸亚丙基酯，也称做“PTT”的纤维制成的织物。这类织物的理想性能中包括软度(手感)、回弹性和拉伸回复性。试验的重要物理性能包括韧度和伸长率。
旅行和运输纺织品(Ciba Specialty Chemicals，Inc.，April 2000)发表了关于汽车织物染色技术的综述。根据聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维诱人的物理学性能，讨论了它在汽车织物中的潜在应用性，但高温耐光牢度试验的结果表明“难以达到常规聚酯(即聚对苯二甲酸乙二酯)的性能水平”。该出版物指出“常规聚酯已经变成且在不久的将来仍将是装璜的首要纤维。”讨论中把使用UV吸收剂作为提高耐光牢度的方法，但仅与常规聚酯(试验中使用的是源自Rhodia的Tersuisse牌聚酯)联系在一起。
日本2000 192375A公开了染色聚对苯二甲酸亚丙基酯织物以产生升华色牢度的方法。该出版物公开在聚对苯二甲酸亚丙基酯织物在90～140℃染色15～90min后，从温度在55℃～染浴沸点之间的染浴中取出染色织物，这样能得到理想的色牢度。对所得染色聚对苯二甲酸亚丙基酯织物进行的仅有试验是升华牢度和储存期间升华牢度的试验。
日本2002 180384A公开了耐光色牢度等级为3或更高的由聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维组成的染色制品及其生产方法，以三嗪和/或苯并三嗪衍生物作为耐光改进剂。该出版物公开染色能在90～130℃进行15～120min，以及典型的染色在120℃进行45min。未讨论UV光照和耐光牢度试验的条件。
已经知道，聚对苯二甲酸亚丙基酯能在大气压下、100℃或更低的温度下在水介质内染色。例如，U.S.专利5,782,935公开了聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的染色方法如下在无载体和不施压的含水液内，在或低于含水液沸点的温度下处理纤维。U.S.专利6,187,900 B1公开了聚对苯二甲酸亚丙基酯和聚对苯二甲酸乙二酯的可染纤维；染色在100℃或低于100℃和无载体条件下进行。日本2002 054047A公开包含聚对苯二甲酸亚丙基酯的缝纫线的染色最好在大气压和98℃下而非120℃和压力下进行。
目前需要能在比传统染色条件更高的温度和压力下染色聚对苯二甲酸亚丙基酯并使聚对苯二甲酸亚丙基酯具有更好的色牢度。本发明正是旨在达到这些和其它重要目的。
发明概述本发明提供有色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维和生产这种纤维的方法。这类纤维适用于受强UV光照，还常遇酷热条件的运输产品用途。这些方法包括使用苯并三嗪衍生物UV吸收剂。
本发明的一个发明点是包含聚对苯二甲酸亚丙基酯、分散染料和苯并三嗪衍生物UV吸收剂的组合物，即纤维-染料组合物，它在经受488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。在一些实施方案中，纤维的耐光牢度为3或更高，更尤其3～5，以及在优选实施方案中，纤维在经受了779kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度甚至为4或更高，更尤其4～5。在优选实施方案中，纤维经受了481kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的韧度损失小于约10％。优选纤维一般具有0～约10％的损失，一般在约1～约10％范围内。
本发明的另一个发明点是包含聚对苯二甲酸亚丙基酯、分散染料和苯并三嗪衍生物UV吸收剂，且在经受了488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16～1998测得的耐光牢度为4或更高的有色纤维。在有些实施方案中，纤维在经受了779kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。在优选实施方案中，纤维-染料组合在经受了481kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的韧度损失小于约10％。
本发明的另一个发明点是制造染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的方法，包含下列步骤a.提供聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；b.提供含有包含苯并三嗪衍生物UV吸收剂的水溶液的染浴，优选含水量足以使水∶纤维之比为约2∶1～约40∶1，所有重量％都以纤维重量为基准；c.把染浴的pH值调到约4～约6；d.把染浴加热(优选以至少约1℃/min的速率)到温度为105～约145℃；e.把聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维浸在染浴中；f.维持染浴温度至少约30min(优选最长达145min)，以产生染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；g.让染浴冷却下来；和h.漂洗染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维。
在有些实施方案中，纤维在经受了488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998试验时，耐光牢度为4或更高。
在有些实施方案中，当分散染料选自色指数(CI)分散红86、CI分散红161、CI分散黄42、CI分散黄96、CI分散黄160、CI分散蓝200、CI分散蓝60和CI分散蓝77时，纤维在经受了779kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。
发明详述本发明提供包含聚对苯二甲酸亚丙基酯的纤维和制造染色聚对苯二甲酸亚丙基酯的方法。在用某些分散染料时，按本文所公开的方法制造的纤维，在经受488kJ入射UV光照后用试验方法AATCC法16-1998测定，甚至在经受了779kJ入射UV光照后用试验方法AATCC法16-1998测定，其耐光牢度至少为4。已意外地发现，使用本文所公开的方法，在比一些先有出版物，如日本2000 192375A和日本2002180384A中所公开的最高温度还要高的温度和压力下染色的聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维，比用传统方法染色的聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维有更好的色牢度。虽然无意用任何具体理论限制本发明，但相信本文所公开的方法允许染料分子更深地透进纤维，由此提高了色牢度。
按照本文所公开的方法制成的纤维也能称做“纤维-染料组合体”，说明染料分子与纤维一起存在。
在优选实施方案中，按照本发明制造染色聚对苯二甲酸亚丙基酯的方法包含下列步骤a.提供聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；b.为形成染浴，在室温含水介质内合并约0.5重量％脂肪醇乙氧基化物表面活性剂、约0.25重量％螯合剂、3重量％苯并三嗪衍生物UV吸收剂、0.5重量％分散染料和足量水，以使水∶纤维之比为约2∶1～约40∶1，所有重量％都以纤维重量为基准；c.把染浴的pH值调到约4～约5；
d.以至少约1℃/min的速率把染浴加热到温度为132～145℃；e.把聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维浸在染浴中；f.使染浴恒温至少约30min，以产生染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；g.让染浴冷却下来；和h.漂洗染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维。
上述方法中所有百分数都是以“纤维重量为基准”(OWF)的重量百分数。
本文所公开的方法提供下述聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维含某些分散染料，尤其适用于汽车织物的染料，特别是色指数(“CI”)分散红86、CI分散红91、CI分散红161、CI分散红279、CI分散黄42、CI分散黄96、CI分散黄160、CI分散蓝27、CI分散蓝60和CI分散蓝77，染色深度相对于纤维重量(OWF)为0.5％，在经受了488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-19984测得的耐光牢度等级为4或更高，更尤其4～5，按照AATCC方法16-1998，耐光牢度的等级范围为1～5，5为最高等级。因此4～5的耐光牢度是非常理想的。
在有些优选实施方案中，本文所公开的方法提供下述聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维含某些分散染料，特别CI分散红86、CI分散红161、CI分散黄42、CI分散黄96、CI分散黄160、CI分散蓝60和CI分散蓝77，染色深度为0.5％OWF，在经受了779kJ入射UV光照后，具有4或更高等级的理想耐光牢度。
在本文中，染料的百分含量以“％OWF”表示，是指染料相对于纤维重量的重量％。
CI分散染料是本领域技术人员所熟知的，以及适用于染色聚酯纤维，尤其聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的合适分散染料可以由技术人员选择。适用于染色纤维，尤其按本文所公开方法生产的适用于汽车用途的纤维的商品分散染料包括Terasil粉红2GLA-01(CI分散红86)、Disperserite粉红REL(CI分散红91)、Dorospers红KFFB(CI分散红161)、Dorospers红KFFN(CI分散红279)、Terasil黄GWL(CI分散黄42)、Dorospers金黄R.Conc(CI分散黄96)、Dianix黄SG(CI分散黄160)、Terasil蓝GLF(CI分散蓝27)、Terasil蓝BGE-01(200)(CI分散蓝60)和Dorospers蓝BLFR(CI分散蓝77)。意在把新近发展的具有色牢度特性且在本文所公开的条件下适用于染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的分散染料包括在本发明范围内。本领域技术人员将认识到，这类染料可以用本文所公开的标准条件，在商品聚对苯二甲酸亚丙基酯如Sorona聚对苯二甲酸亚丙基酯上进行试验。
除非另有说明，否则术语“聚对苯二甲酸亚丙基酯”，和“PTT”，如本文所用，包括含至少70mol％对苯二甲酸亚丙基酯重复单元的均聚物和共聚物，以及含至少70mol％对苯二甲酸亚丙基酯的均聚物或共聚酯的聚合物共混物。优选的聚对苯二甲酸亚丙基酯，包括共聚物和共混物在内，含至少85mol％，更优选至少90mol％，甚至更优选至少95mol％，又更优选至少98mol％以及最优选约100mol％对苯二甲酸亚丙基酯重复单元。为方便起见，本文也把聚对苯二甲酸亚丙基酯称做“PTT”。
术语“摩尔百分数”，如本文所用，是指特定组分的摩尔数相对于，例如，聚合物内单体单元总摩尔数的百分数。
聚对苯二甲酸亚丙基酯共聚物的实例包括用3种或更多种且每种含2个成酯基团的反应试剂所形成的共聚酯。例如，共聚对苯二甲酸亚丙基酯能用选自含4～12个碳原子的线形、环状和支化脂族二羧酸，如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷酸和1，4-环己烷二羧酸；除对苯二甲酸之外的含8～12个碳原子的芳族二羧酸，如间苯二甲酸和2，6-萘二羧酸；除1，3-丙二醇以外含2～8个碳原子的线形、环状和支化脂肪族二元醇，如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基- 1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-环己二醇；和含4～10个碳原子的脂族和芳族醚二醇，如氢醌双(2-羟基乙基)醚制成。或者，共聚对苯二甲酸亚丙基酯也可以用分子量低于约460的聚乙烯醚二醇，如二乙烯醚二醇制成。共聚酯内共聚单体的典型存在量为约0.5mol％～约15mol％，最大存在量可以30mol％。
聚对苯二甲酸亚丙基酯能含少量，例如，约10mol％或更少，在有些实施方案中，约5mol％或更少的一种或多种除对苯二甲酸亚丙基酯以外的共聚单体，以及这类共聚单体的选择通常要使它们对性能不会有明显的不利影响。能用的典型共聚单体包括官能共聚单体，如磺基间苯二甲酸-5-钠，其优选用量为约0.2～5mol％。为控制粘度，可以加入很少量，即约5mol％或更少，甚至2mol％或更少的三官能度共聚单体，如偏苯三酸。
聚对苯二甲酸亚丙基酯均聚物或共聚物可以与一种或多种其它聚合物共混。如果共混，则优选聚对苯二甲酸亚丙基酯与约30mol％或更少的一种或多种其它聚合物共混。宜与聚对苯二甲酸亚丙基酯均聚物或共聚物共混的聚合物的实例是用前述那些其它二元醇制成的聚酯。优选的聚对苯二甲酸亚丙基酯共混物含至少85mol％，更优选至少90mol％，甚至更优选至少95mol％，又更优选至少98mol％聚对苯二甲酸亚丙基酯聚合物。在某些非常优选的实施方案中，共混物含几乎约100mo1％聚对苯二甲酸亚丙基酯的均聚物或共聚物。对于有些应用，不优选共混物。
聚对苯二甲酸亚丙基酯的特性粘数为至少约0.70dl/g，优选至少约0.80dl/g，更优选至少约0.90dl/g以及最优选至少约1.0dl/g。还优选特性粘数不超过约2.0dl/g，更优选不超过约1.5dl/g以及最优选不超过约1.2dl/g。
聚对苯二甲酸亚丙基酯的数均分子量(Mn)优选至少约10,000，更优选至少约20,000，而且还优选约40,000或更少，更优选约25,000或更少。优选的Mn取决于聚对苯二甲酸亚丙基酯的组分，也受所用的影响聚对苯二甲酸亚丙基酯物理性能的任何添加剂或改性剂的性质和用量的影响。
聚对苯二甲酸亚丙基酯和制造聚对苯二甲酸亚丙基酯的方法是已知的，且已描述在，例如，下列U.S.专利中5,015,789，5,276,201，5,284,979，5,334,778，5,364,984，5,364,987，5,391,263，5,434,239，5,510454，5,504,122，5,532,333，5,532,404，5,540,868，5,633,018，5,633,362，5,677,415，5,686,276，5,710,315，5,714,262，5,730,913，5,763,104，5,774,074，5,786,443，5,811,496，5,821,092，5,830,982，5,840,957，5,856,423，5,962,745，5,990,265，6,235,948，6,245,844，6,255,442，6,277,289，6,281,325，6,312,805，6,325,945，6,331,264，6,335,421，6,350,895，6,353,062，和6,538,076，EP 998 440，WO 00/14041和98/57913，H.L.Traub，“Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterphthalats(聚对苯二甲酸亚丙基酯)的合成和化学特性”，Stuttgart大学论文(1994)，以及S.Schauhoff，“New Developmentsin the Production of Poly(trimethylene terephthalate)(PTT)(生产聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)的新进展)”，人造纤维年鉴(1996年9月)。聚对苯二甲酸亚丙基酯可获自E.I.杜邦de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，商品名为Sorona。
在聚对苯二甲酸亚丙基酯聚合物、共聚物或共混物中可加入其它聚合物添加剂来提高强度，利于后续挤出加工或提供其它益处。例如，为提高聚合物的强度和可加工性，可加入约0.5～约5mol％的少量六亚甲基二胺。为提高聚合物的强度和可加工性，可加入约0.5～约5mol％的少量聚酰胺，如尼龙6或尼龙6-6。可以加入成核剂，优选0.005～2重量％选自下列一组的二羧酸的单钠盐对苯二甲酸单钠盐、萘二羧酸单钠盐、间苯二甲酸单钠盐为成核剂，如U.S.6,245,844所公开。
如果需要，聚对苯二甲酸亚丙基酯聚合物和共混物都可含有添加剂，如消光剂、成核剂、热稳定剂、增粘剂、荧光增白剂、颜料和抗氧剂。在聚对苯二甲酸亚丙基酯和共混物中或在纤维制造中可加入TiO2或其它颜料。适用于聚对苯二甲酸亚丙基酯的添加剂已公开在，例如，U.S.专利3,671,379、5,798,433和5,340,909、EP 699 700和847960，以及WO 00/26301中。
在有些实施方案中，聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维以织物形式如织造或非织造织物提供。在有些实施方案中，纤维，任选地作为织物，还要浸在水中后在其中加入表面活性剂、螯合剂、紫外吸收剂和/或染料。
优选在室温下，例如，可以在约22℃～28℃，开始本方法，即组合纤维和染浴组分。还优选在密封容器内的自生压力下进行本方法。由于容器是密封的，所以在方法进行期间，容器内的压力升高。在含水介质中组合进约0.50重量％脂肪醇乙氧化基物表面活性剂、约0.25重量％螯合剂、3.00重量％苯并三嗪衍生物UV吸收剂和0.5重量％分散染料，以使水∶纤维之比为约2∶1～约40∶1。优选水∶纤维之比至少约6∶1。水∶纤维之比能随本方法中所用的设备而变，部分取决于本方法中所用材料的体积。在本方法的有些应用中，尤其较大规模的生产中，可优选水∶纤维之比约8∶1～约12∶1，甚至优选约10∶1。当以织物形式使用纤维时，同样的比例适用，即以重量为基准，该比例是水∶织物之比。但可以用这样的比例范围。对于特定应用，可由本领域的技术人员选择适当的比例。
在本方法中，要以至少约1℃/min但慢于8℃/min的速率加热染浴及其中的组分。优选加热速率为约5℃/min或更慢，更优选约4℃/min或更慢，最优选约3℃/min或更慢。在非常优选的实施方案中，加热速率为约2℃/min。
把染浴和组分加热到105～145℃，优选132～140℃，更优选132～135℃，以及在非常优选的实施方案中，加热到约132℃。一旦染浴已达到所要求的温度，就在该温度下恒温至少约30min，优选至少约45min，优选最长达145min。让染浴在所需温度下恒温约60min一般就将保证充分染色；但是对于某些染料配方，可能需要较短或较长的时间，且取决于被染纤维内所需颜色的色泽和强度。
本方法使用苯并三嗪衍生物UV吸收剂。这类吸收剂可以获自，例如，Ciba Geigy，Inc.。优选的苯并三嗪衍生物UV吸收剂是CibafastUSMUV吸收剂。
UV吸收剂的用量优选至少约2重量％，更优选至少约3重量％。虽然UV吸收剂的用量可以大于，例如，约4重量％，但对于有些应用，如此高的用量是不需要的且可能成本效率不高。
染浴的pH值可以通过加入合适的酸进行调节。优选乙酸，但也可以用其它有机或无机酸，包括丙酸和甲酸在内。染浴的pH值优选调节到约4～约6，优选4.2～约4.85，更优选约4.25～4.7，最优选4.5～4.75。
脂肪醇乙氧基化物表面活性剂是已知的且有商品出售。典型的脂肪醇乙氧基化物表面活性剂是可获自杜邦Specialty Chemicals，Wilming-ton，DE的Surfactant LF-H。
本文所公开的方法使用螯合剂。螯合剂能除去溶液中不希望或过量的离子。螯合剂的实例是乙二胺四乙酸(EDTA)及其衍生物，包括次氮基三乙酸(NTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)及其盐在内。EDTA是优选的螯合剂。螯合剂是周知的且有商品出售。EDTA的商品是，例如，源自Dow Chemical Co.，Midland，MI的Versene100 EDTA。
在纤维已浸在染浴内且染浴已在所需温度下恒温了所需时间后，就让染浴冷却下来，然后漂洗纤维。可以不用任何外部冷却方法或设备使染浴回到室温，或者，如果需要，也可以，例如，用冷却水加速冷却。在冷却时，染浴也减压，优选减到大气压。
最好以预洗炼开始上述方法以除去防碍染色的污垢、颗粒和其它杂质。例如，进行预洗炼方法可以是将聚对苯二甲酸在含0.5％表面活性剂、0.25％螯合剂和0.50％TSPP(焦磷酸四钠)的浴内在约60℃保持约20min。
染色工艺后最好加上还原后洗炼，以除去松散的染料分子和残留的化学药品，这有助于耐光牢度达到最大。优选后洗炼包括下列步骤通过在室温下加入2.0g/l亚硫酸氢钠和2.0g/l苏打粉提供洗炼浴；以，例如，约1～22℃/min的速率升温到约60℃或更高，但低于180℃；在60℃保温20min；漂洗并中和纤维。实现中和的方法可以是，例如，在通过加入合适的有机酸，如乙酸，已把pH值调节到6.0～7.0的浴内漂洗纤维。
本方法提供染色纤维，例如，用标准耐光牢度试验性能理想的有色纤维。耐光牢度试验方法是本领域技术人员已知的，且已描述在美国纺织化学家和染色家协会(AATCC)的出版物内。已经发现，按本文所公开的方法制成的聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维，包括由共混物和共聚物制成的纤维在内，在经受了488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-19984测得的色断不超过4，即在AATCC坯布等级中不低于4。在有些实施方案中，当在染色工艺中使用了某些分散染料时，已观察到，在经受了779kJ入射UV光照后，色断不超过4(用相同的试验方法但有效地采用比用488kJ UV光的试验更加苛刻的试验)。
进一步，获得了除颜色之外还具有理想物理性能保留率的纤维。在长时间UV光照前后的韧度试验表明韧度损失很少。优选按照本文所公开的方法制造的染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维，在经受了481kJ入射UV光照后，韧度损失为约10％或更少。更优选，按照本文所公开的方法制造的染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维，在经受了779kJ入射UV光照后，韧度损失为约10％或更少。
为了试验在UV光照下的色牢度和强度，一般都把候选纤维制成针织管状或缠绕在硬卡上的试验形式。试验可以在，例如，Weather-O-MeterUV光照设备上进行。可试验的物理性能包括在强UV光/高温辐照下的韧度、伸长率和色牢度。
实施例下列实施例是为了说明本发明而给出的，无意限制本发明。所有份数、百分数等都以重量为单位，除非另有说明。
韧度下列实施例中所报告的聚对苯二甲酸亚丙基酯纱的韧度都用Instron Corp.拉伸试验机1122型测定。韧度按ASTM D-2256测量。
耐氙光牢度耐氙光牢度用“Atlas”耐候计(Atlas Material Testing TechnologyLLC，4114N.Ravenswood Ave.，Chicago，IL 60613)按已成熟建立的AATCC法16-1998和优级有光泽羊毛耐光牢度标准L-4(组5)进行。
用AATCC坯布等级1～5对所有UV光照后的样品进行目视分等，其中5表示“看不出变化”，1表示“严重色变”。半个单位被看作聚合物基材之间无明显差别，以及4等或更高被评判为在长期暴UV光照后具有优良的耐褪色性。
UV光照引起的韧度降低试验长期UV光照对SoronaPTT纱拉伸性能的影响。从对SoronaPTT纺纱“假染定形”针织管的测量获得基线韧度。“假染定形”是指使用除染料以外的所有染浴组分并包括染色工艺中的所有步骤，包括温度、压力等在内。假染定形用来提供聚合物强度保留率试验的基线。所报告的数据是10个Instron测量值的平均值。
对于在染浴内含CibafastUSM紫外吸收剂时所制成的染色针织管，在Atlas Weather-O-Meter设备中经受了481、486.5和496kJ光照后进行试验。把由PTT制成的染色针织管上经长期UV光照后的纱线的韧度与起始假染定形(光照)的基线数据进行比较，确定因UV光照所引起的韧度损失。
材料来源本文所用的所有材料都获自商品。始自Sorona聚对苯二甲酸亚丙基酯的拉伸变形纱，按类似于U.S.专利6,333,106所述的方法制备。Dacron聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维获自Invista，Inc.(Wilmington，DE)。所用的化学试剂如下Dianix染料(DyStar L.P.，9844-A Southern Pine Blvd.，Charlotte，NC 28274)；Dispersrite染料(Rite Industries，Inc.，Highpoint，NC)；Dorospers染料(M.Dohmen USA Inc.，Greenville，SC)；Terasil染料和CibafastUSM(Ciba Specialty Chemicals，Colors Div.，High Point，NC)；Versene100(Dow Chemical Co.，Midland，MI)；Surfac-tant LF-H(杜邦，Wilmington，DE)；Burco Reduct T(Burlington Chemical Co.，Burlington，NC)。
进行试验的材料是纺织Dacron聚对苯二甲酸乙二酯均聚物(对比)的假捻纱和已在Lawson-Hempill FAK圆筒针织机(Lawson HemphillSales Inc.，Spartanburg，SC 29304)上针织成管的Sorona聚对苯二甲酸亚丙基酯均聚物(试验)的纱。
用相同的染色辅剂和条件，同时试验纺织聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的试验纱和纺织Dacron聚对苯二甲酸乙二酯的对比纱。除了对已发现在长期UV光照后具有良好耐光牢度的许多分散染料进行评价外，还研究了SoronaPTT纺织试验纱和DacronPET对比纱抵抗UV光照引起拉伸性能下降的能力。染料和化学药品的所有百分数都是以织物重量为基准(OWF)的重量百分数。预洗炼、染色和后洗炼都在Mathis LabomatBFA16试验单元(Werner MathisU.S.A.Inc.，Concord，NC)中进行。
预洗炼方法试验样品和对比样品的针织管在含下列组分的60℃浴内预洗炼20min● 0.50％Surfactant LF-H表面活性剂● 0.25％Versene100(螯合剂)● 0.50％焦磷酸四钠染色方法在容器内于室温下制备含下列组分的染浴
● 0.50％“Surfactant”LF-H● 0.25％“Versene”100(螯合剂)● 3.00％“Cibafast”USM(UV吸收剂)● 分散染料(用量和染料示于表1)● pH值调到4.50～4.75所需的乙酸把试验用织物浸在染浴内并密封该容器。以2℃/min的速率升温到132℃(270)，然后在132℃保持45min。冷却并减压染浴，取出织物样品并充分漂洗。
还原后洗炼方法在室温下制备含2.0g/l Burco Reduct T亚硫酸氢钠和2.0g/l苏打粉的后洗炼浴。以2℃/min的速率升温到60℃(140)。把织物浸在后洗炼浴内，在60℃保持20min，在pH值已用乙酸调节到6～7的浴内进行充分漂洗和中和。
用各种染料染色并以不同的UV光照时间试验的织物的耐光牢度结果示于表1。
耐氙弧光牢度试验表1

表2说明长期UV光照对SoronaPTT纺纱韧度的影响。光照纱的韧度损失通过比较光照染色针织管的韧度和提供计算基线的“假染定形”针织管的韧度来计算。SoronaPTT纱抵抗长期UV光照引起韧度下降的能力是显而易见的。

为说明和描述起见，已给出了本发明实施方案的上述公开。无意囊括本发明并把本发明限制于以上公开的精确形式。对于本领域的技术人员，根据公开的内容，本文所述实施方案的许多变更和修改是显而易见的。
权利要求
1.包含聚对苯二甲酸亚丙基酯、染料和苯并三嗪衍生物UV吸收剂的有色纤维，其在经受488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。
2.权利要求1的有色纤维，其中所述纤维包含占该纤维内聚合物总量至少80mol％的聚对苯二甲酸亚丙基酯。
3.权利要求1或2的有色纤维，其中所述纤维包含含有至少70mol％对苯二甲酸亚丙基酯重复单元的聚对苯二甲酸亚丙基酯。
4.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其中所述纤维包含含有至少98mol％对苯二甲酸亚丙基酯重复单元的聚对苯二甲酸亚丙基酯。
5.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其在经受779kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。
6.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其中染料选自下列一组CI分散红86、CI分散红91、CI分散红161、CI分散红279、CI分散黄42、CI分散黄96、CI分散黄160、CI分散蓝27、CI分散蓝60和CI分散蓝77。
7.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其中所述纤维包含占该纤维重量2～4重量％的苯并三嗪衍生物UV吸收剂。
8.前述权利要求中任何一项的具有一定起始韧度的有色纤维，其中所述起始韧度在该纤维经受481kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测定降低约10％或更少。
9.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其在经受488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4～5。
10.前述权利要求中任何一项的有色纤维，其中聚对苯二甲酸亚丙基酯的特性粘数为0.80～1.5dl/g。
11.制造染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维的方法，包含下列步骤a.提供聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；b.提供含有包含苯并三嗪衍生物UV吸收剂的水溶液的染浴；c.把染浴的pH值调到约4～约6；d.把染浴加热到105～145℃的温度；e.把聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维浸在染浴中；f.维持染浴温度至少约30min，以产生染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维；g.让染浴冷却下来；和h.漂洗染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维。
12.权利要求11的方法，其中染色纤维在经受448kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4或更高。
13.权利要求11～13的方法，其中所述纤维在经受488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得的耐光牢度为4～5。
14.权利要求11～14的方法，其中纤维具有一定的起始韧度以及其中纤维在经受488kJ入射UV光照后，用试验方法AATCC法16-1998测得所述起始韧度降低约10％或更少。
全文摘要
本专利提供经受480kJ入射UV光照后耐光牢度为4或更高的染色聚对苯二甲酸亚丙基酯纤维和制造这种纤维的方法。这种纤维适用于汽车应用和很可能有紫外吸收的其它应用中。
文档编号C08K5/3475GK1965023SQ200580018759
公开日2007年5月16日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月10日
发明者J·C·常, D·P·诺兰 申请人:纳幕尔杜邦公司