聚烷氧基化萜烯衍生物在处理纺织纤维中的应用的制作方法

专利名称：聚烷氧基化萜烯衍生物在处理纺织纤维中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚烷氧基化萜烯化合物在处理纺织纤维中的应用，更具体地说涉及在染色操作中的应用。
首先应该指出，下述正文只涉及纺织纤维，因为这个术语涵盖纤维、纱、针织物、机织织物及无纺布织物。
此外，本发明适用于处理天然纺织纤维(天然或再生纤维素纤维、(棉)、毛)和合成纤维(聚酯、聚酰胺(尼龙)、聚丙烯腈(丙烯酸的))。
纺织纤维的处理包括多个步骤，有烧毛、脱浆、清洗、漂白、丝光处理、染色步骤以及织物整理。在这些步骤中，必须使用润湿剂和/或渗透剂，以使使用的试剂在所考虑的步骤中有效。通常采用乙氧基化壬基酚。这些试剂都非常有效，但存在会形成大量泡沫的缺点。但可使它们与消泡剂如乳化硅油基消泡剂结合使用。不幸的是，在染色操作中可能遇到的非常苛刻的剪切条件下，该消泡剂常常不稳定，会形成硅氧烷凝胶，该凝胶沉积在纤维上，造成织物上出现永久的斑点。
因此，本发明涉及润湿/渗透剂的应用，该润湿/渗透剂与纺织纤维处理步骤中通常所用的化合物一样有效，但它没有与泡沫出现相关的缺点存在。
因此，本发明提供了一种处理纺织纤维的方法，其至少包括下述步骤之一a)烧毛，b)脱浆，c)清洗，d)漂白，e)丝光处理，f)染色步骤，g)织物整理，其中在至少一个上述步骤中使用了一种具有化学式(I)的化合物Zi-X-[CH(R3)-CH(R4)-O]n-A在此·Zi表示任选被至少一个C1-C6烷基、优选甲基所取代的双环[a，b，c]庚烯基或双环[a，b，c]庚基；a、b及c要满足
·a+b+c＝5；·a＝2、3或4；·b＝1或2；·c＝0或1；和包括一种选自如下所示(Z1到Z7)以及其相应无双键的庚基的骨架 ·X表示-CH2-C(R1)(R2)-O-或-O-CH(R’1)-CH(R’2)-O-，其中·R1和R2可相同或不同，表示氢或直链、支链或环状的饱和或不饱和的C1-C6烃基；·R’1和R’2可相同或不同，表示氢或直链、支链或环状的饱和或不饱和的C1-C22烃基；·R3和R4可相同或不同，表示氢原子或直链或支链的C1-C22(环)烷基或(环)链烯基基团；·n是平均值，为1-200；·A表示氢原子，C1-C6烷基，芳基或烷芳基，卤原子，-CH2-CH(OH)R5基团(在此R5表示直链或支链或环状的C1-C22的烷基或芳基)，或选自-SO3M、-OPO3(M)2、-(CH2)a-COOM、-(CH2)b-SO3M的基团、在此a和b为1-6、M表示H、Na、K、Li、N(R4)+，在此基团R可相同或不同，它表示氢原子或直链或支链或环状的可被羟基化的C1-C22烷基；或这些化合物的混合物。
现将所用的这些化合物(被称为萜烯化合物)描述于下。
如上所述，在本发明方法中所用的萜烯化合物衍生物具有上面提到的化学式。
在此化学式中，基团Zi优选通过其碳原子1至6中任一个与链残基(chain residue)连接。在更具体的实施方案中，基团Zi通过其碳原子1、5和6与链残基连接。
在本发明的一种有利的变异中，这些化合物是Zi基团的碳原子中的至少一个被至少两个C1-C6烷基取代、优选被两个甲基取代。更具体地说，这些取代基位于碳原子7上。
第一类化合物相当于其中X为-CH2-C(R1)(R2)-O-的化合物。在此情况下，更具体地说基团Zi为基团Z3至Z7。此外，所述环包括烯键式不饱和键。而且它们在碳原子7上携带有两个取代基，优选为甲基。优选的化合物由基团Z4及Z5限定，在碳原子7上携带有两个甲基。
第二类化合物相当于X表示-O-CH(R’1)-CH(R’2)-O-的化合物。更具体地说，所述环不包含烯键式不饱和键，并可用基团Z3表示。应当注意，在此类中，至少R’1或R’2不是氢。
因此，在一种优选的实施方案中，所述化合物是R’1或R’2为甲基的化合物。在此类化合物的具体特征中，碳原子7携带有两个甲基取代基及一个定位于碳原子2或碳原子5上的C1-C6烷基取代基，优选为甲基。
关于-[CH(R3)-CH(R4)-O]-结构单元(motif)，R3及R4前已限定为相同或不同，表示氢原子或直链或支链的C1-C22(环)烷基或(环)链烯基基团，优选C1-C6。更具体地说，基团R3及R4可相同或不同，表示氢原子、甲基或乙基。
如果结构单元-[CH(R3)-CH(R4)-O]-不同，则其分布是统计的或嵌段的。对于后一种可能性，可出现两个或更多个不同的嵌段。作为实施例，适宜的化合物可包含以下序列-[CH2-CH2O]q-[CH(R3)-CH(R4)-O]r或-[CH(R3)-CH(R4)-O]r-[CH2-CH2O]q-
在此R3或R4不为氢，且n＝q+r。
适合本发明的嵌段化合物的一种类型是具有以下序列的化合物-[CH(R3)-CH(R4)-O]p-[CH2-CH2O]q-[CH(R3)-CH(R4)-O]r-在此R3或R4不为氢，且n＝p+q+r。
在一具体实施方案中，所述结构单元为氧乙烯化的和/或氧丙烯化的结构单元。
n是平均值，为1-200。它表示-[CH(R3)-CH(R4)-O]-结构单元的总数。
优选的是，氧乙烯化的结构单元数为1-200，更优选为1-50，更具体地说为1-20。
关于氧丙烯化的结构单元数，其平均数为0-20，更具体地说为1-10，优选为1-4。
可能非常有利的是使用与具有化学式(I)的化合物的混合物相应的萜烯化合物，其中至少其一具有上述的嵌段。
对这些化合物及其制备方法均描述于国际专利申请WO-A-96/01245及WO-A-98/28249中。对这些化合物的定义及生产在此引作参考。
因此，本发明方法包括在进行一步或多步处理纺织纤维时使用上述化合物。
已经证实，所述化合物具有重要的纺织纤维湿润性，有助于使所考虑的反应物渗入纺织纤维中。
此外，本发明所用的化合物，在纤维处理中于遇到通常恶劣的条件下，具有良好的抵抗力。许多步骤是在强碱性介质中完成的。
而且，本发明的化合物具有能使其结构适应所采用的操作要求的优点。因此，使用普通碱就使得采用非离子或离子有效的化合物成为可能，该化合物与欲用于纤维处理的溶液中所存在的不同化合物相容。
可被处理的纺织纤维包含从先前步骤中残余的添加剂，如润滑剂、软化添加剂(用于合成纤维模头的润滑剂)、聚乙烯醇、羧甲基纤维素)、纤维粘合剂(淀粉)、成膜剂(水解胶体)。这些化合物必须从纤维中除去。采用脱浆(步骤b)来实现该操作。
脱浆操作可通过酶化方法(以解聚淀粉，如果有的话)和/或化学氧化和/或碱处理方法来完成。更具体地说，例如，该氧化反应可用选自过氧化氢、过硫酸盐或过硼酸盐的氧化剂来完成。其也可在碱性介质如碱处理介质中完成。碱金属氢氧化物(如氢氧化钠)和碱金属碳酸盐和碳酸氢盐均可使用；优选的是氢氧化钠。通常，碱试剂的浓度为2-5g/1，以达到pH10-12的范围。该脱浆操作也可包括常用的添加剂(螯合剂等)。
这个步骤在包括70-80％水的溶液中完成。
此外，它是在加热下进行的。因此温度超过50℃是常规的。
此外，脱浆可在有所述萜烯化合物存在下完成，该萜烯化合物的使用构成了本发明的主题。
更具体地说，在脱浆液中该化合物的用量为1-5g/l。
一般是将纺织纤维连续(蒸汽室)或间歇(旋转滚轴)地浸渍在溶液中。
这个步骤可以一次通过或多次通过来完成。
实施被称为烧毛(步骤a)的预步骤可能是必要的或确实有利的，这取决于纺织纤维的性质。此步骤使纺织纤维表面光滑。它包括烧掉突出于表面的纤维。
应当注意，进行该烧毛步骤不利于脱浆步骤。纺织纤维受到这种处理实际上会变得过干，因此若要保持脱浆步骤的效率，溶液润湿能力必须强。
一旦完成了脱浆步骤，就可进行清洗步骤(步骤c)。这个步骤一般在纺织纤维含棉纱时使用。此操作的目的在于除去棉纤维中天然存在的化合物，如纤维素残渣(半纤维素，未成熟的纤维素)、或天然油或蜡，这些东西会造成最终染色或未染色织物的不均匀性。
清洗操作在高碱性介质中完成。
溶液中碱试剂的浓度通常为20-40g/l。
使用氢氧化钠是有利的。
该介质也可包括萜烯化合物。这种化合物的用量为1-5g/l是有利的。
更具体地说，这个步骤在约60-80℃温度下完成。
这个步骤一般在蒸汽室中完成。
该操作结束时，如果颜色深，可直接对纺织纤维进行染色。
但是，纺织纤维处理方法通常通过漂白步骤(步骤d)而延续。
此操作使用氧化剂来完成，更具体地说使用过氧化氢。
使用稳定剂如硅酸盐、次氯酸盐或多磷酸可能是有利的。
该漂白步骤在约70-80℃高温下完成。
该漂白步骤结束时，可任选进行丝光处理或松式丝光处理步骤(步骤d)。
此步骤包括在碱性溶液中浸泡纺织纤维；在此步骤中任选使纺织纤维承受机械张力。这种操作可改进纤维染色操作的效率和纤维撕裂强度。
这种操作可出现多种可能。
在第一种可能中，用碱试剂浓度约200-300g/l的溶液进行浸泡。一种改变是，这个步骤在约15-25℃温度下完成。
在另一种改变中，可用碱试剂浓度约200g/l的溶液进行浸泡，已知该操作是在55-70℃温度下进行的，然后通过冷却步骤，并在环境温度下进行冲洗步骤，和将纺织纤维置于张力之下。
也可用碱试剂浓度100-160g/l的溶液来完成这个步骤，但对纺织纤维不施加张力，而且温度为约20-40℃。这种情况被称为“松式丝光处理”，而不是“丝光处理”。
该碱性溶液也可包括萜烯化合物，更具体地说，该萜烯化合物的浓度为1-5g/l。
然后按一系列步骤e)对纺织纤维染色。这些步骤在本领域是众所周知的。
使用分散染料、即使用水不溶性颜料，或可使用活性染料、即使用可固定于纤维的活性部位上的水溶性颜料。
作为实施例，当纤维是合成和天然纤维的混合物(例如聚酯/棉)时，染色可包括下述步骤着色合成纤维(步骤e1)，固着这些颜料(步骤e2)，冲洗未固着的染料(步骤e3)，着色天然纤维(步骤e4)，洗涤未固着的颜料(步骤e5)。
当纤维只包括一种或其它类型的纤维时，则只进行对该类纤维专门的步骤。
优选的是，染色操作在pH至少为7下进行，优选pH至少为8。
利用如碱金属氢氧化物的碱化合物来达到该pH。
所用溶液或分散相是含水的。
除颜料或染料之外，该溶液或分散相包括各种表面活性剂，优选的是阴离子或非离子表面活性剂。可采用的实例为可被烷氧基化(乙氧基化和/或丙氧基化)的脂肪醇硫酸酯醚、可被烷氧基化的磷酸酯、单和双烷基磺基丁二酸酯、多烷氧基化脂肪醇、木素磺酸盐、甲醛缩合产物以及芳族磺酸(例如萘磺酸)等。
也可能使用下述物质作为染色液添加剂胶体如多磺酸盐、聚羧酸酯(聚丙烯酸酯、丙烯酸/马来酸共聚物)、多乙烯基磺酸盐、藻酸盐、多糖或纤维素衍生物。
这些表面活性剂及胶体使分散相稳定，也可防止溶液中杂质析出或聚集。
该溶液或分散相也可包括萜烯化合物。它们优选为非离子的。
使用如上限定的萜烯化合物，对于染色步骤非常有利。甚至在其中剪切力非常高的染色条件下，它们所起泡沫非常轻微或不起泡沫，甚至可以是消泡剂。
因此，上述萜烯化合物的使用，使得不再需要大量的消泡剂存在。甚至可能不需使用消泡剂。
这些萜烯化合物的用量为1-5g/l是有利的。
染色操作按常规方法正常完成，尤其是分批(喷射或卷染机)完成。
染色操作可连续完成、或优选间歇完成。
染色一般是加热进行的，即温度为50-90℃。如果操作在压力下完成，就会出现更高的温度。
对于连续方法，首先将纺织纤维浸渍在染色液中，然后将其输送穿过轧辊，以除去过量溶液。在颜色固定之前，可使纤维穿过数次。在浸渍步骤中尤其会遇到高剪切条件，而引起泡沫的出现。
对于在卷染机中完成的分批方法，该织物从一个滚筒被展开到另一滚筒，浸泡在其间的溶液中。在这种情况下，搅动要适中。由此产生的泡沫量也适中。但是，泡沫可能沉积在纺织纤维上，成为造成斑点外观的原因。
对于喷射式分批法，就会出现大量泡沫。该织物实际上被传送于水射流中。当使用离心泵时，剪切力很高，搅动非常强烈。会使必要常规的消泡剂都不能稳定，而造成消泡剂沉积在织物上，随后出现斑点。
一旦浸渍完成，就通过加热使染料固着在纺织纤维上。
为了根据最终使用意图赋予纺织品特定的性质，当纺织纤维已被染色后，即可进行织物整理步骤。
因此，可对这些纺织纤维进行处理，其采用的是软化剂(阴离子的、阳离子的、硅氧烷)、可使织物或多或少坚硬(树脂)的试剂、防污剂(碳氟化合物)、或可变换织物外观的试剂(如其上可涂绒屑构成绒状外观的聚氨酯)。
现描述一非限制性的实施例。
实施例与正常表面活性剂相比，下述试验表明了萜烯化合物在对聚酯纺织品微纤维(织物)进行脱浆步骤中的效果。
试验条件脱浆浴包括氢钠(sodium hydrogen)(薄片) 2g/l螯合剂(Neocrystal 70，Nicca公司销售) 1g/l脱浆剂(萜烯化合物或通常的表面活性剂) 1g/l这种织物在支撑上被拉伸，然后沉积上一滴油(HN 100石蜡矿物油)、酯化的油(菜籽油甲酯)或蜡(亚乙基双硬脂酰胺)。然后使其整体在180℃下处理1分钟。
接着，将该织物浸入110℃的脱浆浴中20分钟。被处理制品对脱浆浴的重量比为1-20。
然后用过量水冲洗该织物30秒，并排水30秒。然后用分散染料(1重量％的Palanil Violet 3RL，BASF公司)对所得织物进行染色。将该制品在环境温度下浸泡于包括着色剂的所述浴中，接着搅拌升温至80℃。
其中沉积过油而未被除去的区域已以不同方式进行了染色。
对下述脱浆剂进行试验对比试验1Igepal NP8.5，一种含8.5摩尔乙烯的壬基酚；按照本发明的试验相当于周期4)的化合物，3-碳携带有两个甲基，其中X表示-CH2-CH2-O，并含5摩尔环氧丙烷及9摩尔环氧乙烷。
对比试验2相应于没有脱浆剂的组合物。
脱浆试验(除去油污)结果被分级为1(非常差)至7(优质)。
脱浆后的萃取试验用一部分经处理的织物测定保留在织物上的残余物的百分数(油、脱浆剂)。
用乙醚萃取残余物。
此残余物相当于100x干萃取物重量/织物片重量。
对于此测定，脱浆浴含有3g/l的脱浆剂。
泡沫高度的测定所用脱浆浴是试验1中所用的。
用一叶轮式混合器(40毫米涡轮、2000转/分)搅拌900克溶液5分钟，得到泡沫。温度为50℃。
样品静置5分钟后，记录泡沫高度。
结果示于下表中
可以看出，按照本发明的试剂，在脱浆方面同对比试验1中的试剂一样有效，而关于处理后纤维上保留的残余物量却令人惊讶。相反，对于泡沫高度，本发明的脱浆剂完成得比对比试验1好。
权利要求
1.一种用于处理纺织纤维的方法，包括至少一个下述步骤a)烧毛，b)脱浆，c)清洗，d)漂白，e)丝光处理，f)染色步骤，g)织物整理，其特征在于，具有化学式(I)的化合物被用于至少一个上述步骤中Zi-X-[CH(R3)-CH(R4)-O]n-A在此·Zi表示任选被至少一个C1-C6烷基、优选甲基所取代的双环[a，b，c]庚烯基或双环[a，b，c]庚基；a、b和c要满足·a+b+c＝5；·a＝2、3或4；·b＝1或2；·c＝0或1；和包括一种选自如下所示(Z1到Z7)以及其相应无双键的庚基的骨架； ·X表示-CH2-C(R1)(R2)-O-或-O-CH(R’1)-CH(R’2)-O-，其中·R1和R2可相同或不同，表示氢或直链、支链或环状的饱和或不饱和的C1-C6烃基；·R’1和R’2可相同或不同，表示氢或直链、支链或环状的饱和或不饱和C1-C22烃基；·R3和R4可相同或不同，表示氢原子或直链、支链的C1-C22(环)烷基或(环)链烯基基团；·n是平均值，为1-200；·A表示氢原子，C1-C6烷基，芳基或烷芳基，卤原子，-CH2-CH(OH)R5基团、在此R5表示直链或支链或环状的C1-C22的烷基或芳基，或选自-SO3M、-OPO3(M)2、-(CH2)a-COOM、-(CH2)b-SO3M的基团、在此a和b为1-6、M表示H、Na、K、Li、N(R4)+，在此基团R可相同或不同，表示氢原子或直链或支链或环状的可羟基化的C1-C22烷基；或这些化合物的混合物。
2.按照前述权利要求的方法，其特征在于使用具有化学式(I)的化合物，其中基团Zi优选的是通过其碳原子1至6中任一个，更具体地说是通过其碳原子1、5及6与链残基连接。
3.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于该化合物是在化学式(I)中基团Z在其至少一个碳原子上、更具体地说在碳原子7上被两个C1-C6烷基取代的化合物。
4.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于使用具有化学式(I)的化合物，其中X表示-CH2-C(R1)(R2)-O-及基团Zi为基团Z3至Z7，优选的是基团Z4和Z5。
5.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于使用化学式(I)的化合物，其中X表示-O-CH(R’1)-CH(R’2)-O-，基团Zi为不包括烯键式不饱和键的基团Z3。
6.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于该化合物是在化学式(I)中基团Z在双环的碳2或5上被C1-C6烷基取代、优选被甲基取代的化合物。
7.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于使用具有化学式(I)的化合物的混合物，其中其至少一种化合物是所述基团-[CH(R3)-CH(R4)-O]-相当于下述序列-[CH(R3)-CH(R4)-O]p-[CH2-CH2-O]q-[CH(R3)-CH(R4)-O]r-，在此R3或R4不为氢，且n＝p+q+r。
8.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于在染色步骤e)中使用具有化学式(I)的化合物。
9.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于使用具有化学式(I)的化合物，其浓度为1-5g/l。
全文摘要
本发明涉及化学式为Z
文档编号D06P1/651GK1358246SQ0080938
公开日2002年7月10日 申请日期2000年6月6日 优先权日1999年6月7日
发明者G·罗兰兹, A·范德斯普伊 申请人:罗狄亚化学公司