染色的抗漂白绒头织物和包含此绒头织物的地毯制品的制作方法

专利名称：染色的抗漂白绒头织物和包含此绒头织物的地毯制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尼龙绒头织物新型染料系统，其不含有铬金属化染料，并且包含至少一种钴金属化染料和至少一种耐缩绒酸性染料。该系统可有利地为目标绒头织物提供预期和有效的染色效果，同时还可以显著地提高尼龙纤维表面的抗漂洗性能。本发明的染色绒头织物一般用做可洗涤地毯的组成部分，这种地毯需要周期性地用含漂白组分的制剂清洗。因而，本发明的染色织物在经过这种连续的、周期性严酷的洗涤后不会显示显著的褪色。包含本发明绒头织物的地毯以及特定染料组成物本身都包括在本发明中。另外，本发明还涉及用染料对绒头织物进行染色的方法，其包括加热局部过喷处理，以提高日晒牢度和水洗牢度。
绒头织物，尤其是用穗饰织物已在很多领域应用多年。最著名的用途是用于地毯。地毯中特别的一类是包含绒头织物的地毯。地毯很久以来就被用来除去人们鞋底上的尘土，尤其是像门口这样人们经常走过的地方。水、尘土和杂物很容易粘着于鞋子上，尤其是在恶劣的气候，特别是在如草地或泥泞的地方。这些不受欢迎的可能污染地板的杂物需要在人们进入房间前就除去。正如所需的那样，这种户外地毯自然地需要经常、重复性的清洗和干燥过程，用以除去使用过程中积累的尘土和杂物。而且，这种清洗过程通常将脏的绒头织物放置于漂白制剂中，以彻底的除去尘土和杂物以及杀死地毯表面不希望有的和潜在的有害微生物。一般地，这种出租地毯的服务机构经常从用户那里收回脏的地毯并提供干净的地毯。这些脏地毯通常要经过工业化清洗机械中进行清洗和干燥过程(如在旋转式洗涤、干燥机中进行)，然后发送到其他的用户手中用以更换那些刚变脏的地毯。
过去研制的地毯和/或除尘地毯，提供了一种简单的通过用坚硬的物质刮去鞋底脏物的方法。这种地毯或地毯绒头的例子在以下专利中公开skowronski等的美国专利1008618、Breens等的美国专利4045605、Thompson等的美国专利3306808、Tarui的美国专利4353944、Parkins的美国专利4741065、Kerr等的美国专利5227214、Nagahama等的美国专利5305565、Bojstrup等的美国专利5350478、Nagahama等的美国专利5680826，以及Cosyntex SA的法国专利1211755和Kleen-Tex Industries，Inc.的PCT申请95/30040，上述专利都引入本文作为参考。现有技术中都没有提到地毯的工业式洗涤方法。其它的地毯制品的例子在Hixson等的美国专利5707469和Horowitz的美国专利5645914及Parkins的美国专利4741065中有述。
正如普通技术人员所希望的那样，这些绒头织物可以用染料染色和/或印花，从而获得令人满意的美感效果，放在商场的门入口周围、冰箱和冰柜附近等位置。由于这种染色绒头织物一定要经受经常性的苛刻的物理或化学洗涤，所使用的提供上述预期染色的染料一定要能够经受住漂白剂以及工业级的苛刻的旋转式洗涤和干燥过程。
为了能为消费者提供具有美感，同时又具有有益的抗漂白性能的地毯制品，含金属化染料曾被用来为这种绒头强物染色，以获得一定的色泽或图案。铬金属化染料组成了用于这种绒头织物染色工艺最主要的一类染料。这些染料历史上曾被用来为目标地毯基质提供出色的染色及抗漂白性能。但这些铬金属化化合物最近由于其在工业级的应用水平上的安全问题，已经不再那么受欢迎了。特别是含有铬(VI)-金属络合染料在欧洲已经被禁止使用。而且，所有含有金属铬的染料在日本都被中止使用。虽然这种有害效果不象使用含有其它价态的(例如铬(III))那样普遍，但由于使用含铬(VI)染料有危险的新信息，最近已从绒头织物染色工艺中排除了所有的铬金属化染料。因此，普遍认为需要有替代这种可能带来危险的，相对安全的、不含铬金属化染料产品的出现。迄今为止，在绒织物工艺中，特别是地毯制品中，这个问题还没有得到解决。因此，现有技术也没有为地毯租赁、洗涤产业解决这个问题提供任何参考或建议，以替代这种性能良好的铬金属化染料。
发明目的和发明的描述因此，本发明的目的是提供一种具有高度抗漂白性能的染色绒头织物。本发明的另一个目的是提供一种包含染色效果良好且不需使用铬金属化染料的染色绒头织物的地毯制品。本发明另一个的目的是提供一种含有上述染色绒头织物的地毯产品，它可以经受住周期性的漂白洗涤，而不会因为受到上述漂白剂组分的处理而表现出显著褪色。
相应地，本发明包含了一种包含合成纤维(优选尼龙，更优选溶液染色的尼龙)的绒头织物，其中至少一部分所述合成纤维的经过至少两种染料的染色，第一种染料选自至少一种钴金属化染料，第二种染料选自至少一种耐缩绒酸性染料；其中所述合成纤维没有经过任何铬金属化染料的染色。本发明还包含有一种上述绒头织物的地毯制品。这种特定染料的结合能为目标绒头织物提供出色的耐久的染色、水洗牢度、气候牢度和抗漂白性能。
因此，本发明绒头织物的合成纤维可以是任何人造纤维。这些纤维可以选自于，但不受限于，聚酯、聚酰胺(尼龙，如尼龙-6，优选尼龙-6，6)、聚丙烯、玻璃纤维等，以及这些纤维的混合物。该纤维在结构上可以是粗糙的或是精细的。上述单个纤维的丹尼尔数可为约10到约200之间，优选约20到约100，更优选约20到约25，最优选约23。一束这样的纤维可以优选捻制在一起形成纱(优选约40和80之间用这种方法捻制在一起，最优选约60)，然后将多股这样的纱(例如3股)进一步捻在一起形成最终的纱结构，应用于目标产品绒头织物。正如上面提到的那样，本发明尤其感兴趣的是100％溶液染色的尼龙纤维。这种绒头织物提供了最好的绒头表面给不同的染料套印，以使地毯获得最佳的染色和色泽。该纤维结构通常为尼龙-6，6，丹尼尔数为约10到约30，优选约20到约25，捻在一起(例如约60)，形成3股结构。优选的溶液染色的尼龙纤维有售，仅作为一个例子，可以从Camac公司购买。这种纤维过去曾用各种染料染色，但没有有关本发明的利用特定的钴金属化染料和耐缩绒酸性染料混合物的参考或建议。
钴金属化染料曾广泛地被用于各种纤维的染色，在过去，最重要的是用作聚酰胺的染色。例如，Mikula的美国专利3658460，Neier的美国专利3221004，Kvalnes等的美国专利2374106，都讨论了这样的染色工艺。名词“钴金属化的”(“cobalt-metallized”)意在包含任何一类具有水溶性基团(例如羧基、磺酸基、磺酰亚胺基等)的染料，其还包含与标准染料组分(例如偶氮、双偶氮、次甲基染料、重氮基以及类似物)络合的钴金属离子。因而，仅作为一个例子，偶氮化合物与钴金属络合物，同时还含有至少一种水溶性基团的物质就包含在术语钴金属化染料范畴之内。可以用于本发明的钴金属化染料的具体类型包括，但不限定于，Isolan Bordeaux R220(得自DyStar)、KayakalanTMBrownGL(得自Nippon Kayaku)和IrgalanYellow 3RL 250％(得自Ciba)。本领域普通技术人员可以充分理解并赞同的是，任何这些染料的组合都可被生产出来，从而为目标地毯提供不同的色度和色调。用这种染料染色的绒头织物通常具有出色的气候牢度，同时具有出色的着色效果(蓝色、红色、黄色、绿色、灰色，及其它颜色，能提供不同色调和色度)。因为多数(例如，包括一种绒头织物的)地毯制品都要放置在门厅的外侧，在室外的环境中的暴露，就成为这种制品主要关心的问题。而上述染料能够提供这样的预期的特征。耐缩绒酸性染料曾被用来对其它类型的纤维进行染色，例如羊毛(例如Annen等的美国专利4436521)。术语“耐缩绒酸性”(“milling acid”)主要包含含有酸性基团(如磺酸、羧酸、邻苯二甲酸等)，同进在染料的任何部分都不含有金属组分的染料。该术语对本领域普通技术人员来说是可以接受的(这些染料与上面提到的金属化染料很类似，但不含有上述金属)。然而，现有技术没有关于将这两种染料联合使用于地毯的染色工艺的教导。这种染料具有本发明的绒头织物所需要的很好的抗漂白性能，尤其对于那些染料一定要经受苛刻的周期性的清洗(包括漂白)的织物。可用在本发明的耐缩绒酸性染料的具体类型包括，但不限定于，AminylRubine FD-BLTM(得自Sumitomo)、SupranolFast Blue GN 167％(得自DySta)和SupranolOrange GSN(得自DyStar)。然而，任何耐缩绒酸性染料都可以被应用，上述例子并非穷举。
含有上述两种类型染料的组合物可以以各种方式应用在绒头织物上。可行的染色方法包括以下例子喷射染色、喷雾染色、浸染、刷染等。其中最优选喷雾染色法，在这种方法中，用多个独立喷嘴的组合可以在为织物染出不同的图案的同时，也可以使单个目标纤维受到充分染色。上述喷雾染色法中用到了Millitron和Chromojet染色机。
本发明的绒头织物的耐日晒牢度和耐水洗牢度在单独使用上述的钴金属化染料和耐缩绒染料时，就能达到可以接受的程度。然而，上述两项性能可用局部过喷剂(topical overspray)来提高，仅仅作为一个例子，这种工艺可以在目标绒头织物用所需的染料组合物印花、汽蒸(提高绒头织物的色牢度)、水洗去过多的染料之后应用。一般地，这种局部过喷剂应该包含用聚合物整理剂(Finishing agent)对绒头织物进行涂敷的步骤(或者，事实上是对每个单独的绒头织物进行涂敷)，起到对环境和大气暴露和其它可能的损害的防护作用。一个局部过喷剂具体实例包括Emori Shoii生产的SunliFeEPS-2，其包含一种阴离子聚合物整理剂。上述局部过喷剂的水溶液(浓度为2％)的pH值大约为2.0。这主要因为上述组合物中所含有的相对大量的有机酸(例如乙酸)。一般地，我们发现，含有不同浓度的上述局部过喷剂组合物能够分别为不同的染料提供有益的整理涂层(保护水平)。而且，我们惊奇地发现，应用上述局部过喷剂尤其重要的一点是要将组合物加热到至少约70℃，优选约85℃以上。在这样的较高温度下，本发明的绒头织物的水洗牢度和日晒牢度不但较之没有使用这种过喷剂时有相应的提高，而且较之虽然使用了这种局部过喷剂，但只将其加热到室温或低于70℃以下再加入到本发明的绒头织物中也有相应的提高。现有技术没任何使用局部过喷步骤来保护绒织物不受由环境和/或大气暴露因素影响而降低色牢度的参考或建议。
这样，本发明的绒头织物就经过了一种特定的染料组合物染色，任选地用热局部过喷剂处理。这种产品就具有了使用上述钴金属化染料带来的美丽的纹理和色泽，同时，这种染色效果也不会因为额外使用能带来抗漂白性能的耐酸染料而受到损害。上述发现需要广泛地参考各种类型的金属化染料(当然铬金属化染料除外)。即使是适当的染色剂，所选择的染料还要需具有抗漂白性能，这样才能够替代前面提到的铬金属化染料。我们发现，抗漂白性能不能通过只加入其它金属化染料达到，要获得这种性能还要加入另外的试剂。经过进一步大量的实验，我们发现耐缩绒染料可以在提高上述织物抗漂白性能的同时，不损坏钴金属化染料所带来的染色效果。上述的组合应用，不能从现有技术中得到参考或合适的建议。
上述地毯制品通常可以包含任何量的本发明的染色绒头织物。也可以加入其它类型的纤维，如棉、羊毛等，以及未经染色的合成纤维。本发明的地毯的关键组成是至少包含一部分本发明的染色绒头织物。本发明的的或是标准的这种绒头织物，一般先在绒头基质上簇绒，然后再将其与地毯制品本身结合。可以使用任何标准的绒头基质，包括机织的和非机织的。绒头基质可以包含合成的或天然纤维，包括，仅作为例子，聚酯、聚酰胺、棉、剑麻、羊毛等。
一般地，上述地毯制品也可包含橡胶带。地毯纤维在绒头基质上簇绒后放置在上述橡胶带上，然后将整个组成物经高硫化温度和压力(例如，压力从约25到约40pis，温度从约300到约400°F，时间在约30秒到约20分钟之间)处理。这样，基质和绒头织物在该硫化压力下粘着在橡胶带上。前面引入参考的Nagahama等的美国专利585565描述了一种制备包含地毯绒头织物、地毯绒头基质和橡胶带的地毯的方法。但这个参考文献中没有提到用特定的金属化染料和耐缩绒酸性染料很好地代替铬金属化染料来对绒头织物进行染色的重要性。需要进一步指出的是，用于本发明的绒头织物的染料组合必须能够经受高温和高压。应用在目标绒头织物上的钴金属媒染料和耐缩绒酸性染料可以满足上述选择的标准。
如上所述，本发明在其最广泛的意义上，涉及一种用钴金属化染料和耐缩绒酸性染料组合物染色的绒头织物；这些绒头织物可以应用于或包含于地毯、小地毯、垫子、墙壁包覆材料、汽车内部材料等。优选事实方案的详细描述下面是本发明的优选实施例，这些实施例并不限定本发明的保护范围。
实施例1将未经染色的包含非常细的三股溶液染色的尼龙绒头织物(其每个单独纤维具有约23的丹尼尔数，每根纱包括约60根捻在一些的纤维(总丹尼尔数为约1380)，每一个三股纱结构具有约4140的丹尼尔数)放置在Millitro-brand喷射染色机内。纤维被染成具有黑色离散点的红色图案。将含有如下组成(每个以水溶液形式存在)的着色剂喷到这种绒头织物表面表1染料 浓度(g/l)IsolanBordeaux R220 0.5200SupranolOrange GSN 2.0000KayakalanBrown GL 0.7280水余量加入增稠剂(Kelzan S)，调节上述组合物的粘度为450cps左右。上述染色后的绒头织物呈现出色的完全红色。然后用标准工业旋转式洗涤机和干燥机洗涤上述绒头织物，包括使用含氯漂白剂的组合物清洗绒头织物。绒头织物在经过十次重复洗涤后没有显示显著的褪色。然后，将绒头织物放置在橡胶带的顶部，然后进行硫化处理15分钟。其颜色在经过上述高温高压处理后没有显著的改变。最后，将含有上述绒头织物(本发明)的地毯放置在室外入口处4周时间来对其进行性能测试。经过又一次上述洗涤过程，地毯没有显示任何直观的显著的色泽和色度的变化。将本发明的绒头织物地毯与标准的铬金属化染料染色的红色绒头织物制成的地毯进行比较。在漂白及暴露于氙弧光老化测试机装置后，利用灰度等级(经验法测试)，本发明织物的所有的抗漂白牢度、耐气候性(日晒牢度)性能都达到或超过了用来比较的铬金属化染料染色的织物。
实施例2将未经染色的由非常细的三股溶液染色的尼龙绒头织物(其每个单独纤维具有约23的丹尼尔数，每根纱包括约60根捻在一起的纤维(总丹尼尔数为约1380)，每一个三股纱结构具有约4140的丹尼尔数)放置在Millitro-brand喷射染色机内。纤维被染成具有黑色离散点的绿色图案。将含有如下组成(以水溶液形式存在)的着色剂喷到这种绒头织物表面
表2染料 浓度(g/l)IsolanBordeaux R2200.6540SupranolFast Blue GN 2.7380IrgalanYellow 3RL 0.0196Aminyl rubineTMFd-BL 0.6540水 余量加入增稠剂(Kelzan S)，调节上述组合物的粘度为450cps左右。上述染色后的绒头织物呈现出色的完全绿色。然后用标准工业旋转洗涤面和干燥机洗涤上述绒头织物，包括使用含氯漂白剂的组合物清洗绒头织物。上述绒头织物在经过十次重复洗涤后没有显示显著的褪色。然后，将绒头织物放置在橡胶带的顶部，然后进行硫化处理15分钟。其颜色在经过上述高温高压处理后没有显著的改变。最后，将含有上述绒头织物(本发明)的地毯放置在室外入口处4周时间来对其进行性能测试。经过上面提到的洗涤过程，地毯没有显示任何直观的显著的色泽和色度的变化。将本发明的绒头织物地毯与标准的铬金属化染料染色的红色绒头织物制成的地毯进行比较。在漂白及暴露于氙弧光老化测试机装置后，利用灰度等级(经验法测试)，本发明织物的所有的抗漂白牢度、耐气候性(日晒牢度)性能都达到或超过了用来比较的铬金属化染料染色的织物。
实施例3将未经染色的由非常细的三股溶液染色的尼龙绒头织物(其每个单独纤维具有约20-25的丹尼尔数)放置在Millitro-brand喷射染色机内。将织物用与表1同样组成的染料染成具有黑色离散点的红色图案。然后对上述绒头织物进行汽蒸(水蒸汽加热到约212℃以上)，然后水洗去纤维表面过剩的染料。然后，将上述绒头织物用预先加热到85℃的SunliFeEPS-2组合物进行彻底的喷雾，而后干燥。用标准工业旋转洗涤、干燥机洗涤上述经处理的绒头织物，包括使用含氯漂白剂的组合物清洗绒头织物。上述绒头织物在经过十次重复洗涤后没有显示显著的褪色。然后将绒头织物放置在橡胶带顶部，然后进行硫化处理15分钟。其颜色在经过上述高温高压处理后没有显著的改变。最后，将含有上述绒头织物(本发明)的地毯放置在室外入口处4周时间来对其进行性能测试。经过上面提到的洗涤过程，地毯没有显示任何直观的显著的色泽和色度的变化。将本发明的绒头织物地毯与标准的铬金属化染料染色的红色绒头织物制成的地毯进行比较。在漂白及暴露于氙弧光老化测试机装置后，利用灰度等级(经验法测试)，本发明织物的所有的抗漂白牢度、耐气候性(日晒牢度)性能都达到或超过了用来比较的铬金属化染料染色的织物。
虽然上面描述了本发明的一些具体特征，但可以理解，显而易见的，本发明不限定于任何特定的设定或实践，因为本发明领域的技术人员毫无疑问的可以对本发明作出修改或作出其它的符合本发明原则的事实方案。因此，附加的权利要求书意在覆盖任何包含在本发明意义、精神和范畴内的特征的改进。
权利要求
1.一种包含合成纤维的绒头织物，其中至少一部分所述的合成纤维由至少两种不同的染料染色，第一种染料选自至少一种钴金属化染料，第二种染料选自至少一种耐缩绒酸性染料；其中，所述的合成纤维没有经过任何铬金属化染料染色。
2.如权利要求1所述的绒头织物，其中所述绒头织物中的合成纤维由尼龙纤维组成。
3.如权利要求2所述的绒头织物，其中所述尼龙纤维为溶液染色的尼龙纤维。
4.一种包含权利要求1所述的绒头织物的地毯。
5.一种包含权利要求2所述的绒头织物的地毯。
6.一种包含权利要求3所述的绒头织物的地毯。
7.一种染色绒头织物中的合成绒头纤维的方法，包含以下步骤(a)提供所述的合成绒头纤维；(b)用含有至少一种钴金属化染料和至少一种耐缩绒酸性染料的组合物对所述合成绒头纤维染色；(c)任选地汽蒸所述的染色的绒头纤维；(d)任选地水洗所述绒头纤维上过剩的染料；(e)任选地提供一种至少加热到70℃的局部过喷组合物；和(F)任选地将步骤(e)中所述的局部过喷组合物施用到所述的染色绒头纤维上。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述的合成绒头纤维由尼龙组成，并且其中存在步骤(c)到(e)。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述尼龙纤维为溶液染色的尼龙纤维。
10.一种染色绒头织物中的绒头纤维的方法，包含以下步骤(g)提供所述的绒头纤维；(h)用含有至少一种钴金属化染料和至少一种耐缩绒酸性染料组合物对所述绒头纤维染色；(i)汽蒸所述的染色的绒头纤维；(j)水洗所述绒头纤维上过剩的染料；(k)提供一种至少加热到70℃的局部过喷组合物；和(1)将步骤(e)中所述的局部过喷组合物施用到所述的染色绒头纤维上。
全文摘要
本发明涉及一种新的染色尼龙绒头织物的染料体系，其不含有铬金属化染料，含有至少一种钴金属化染料和至少一种耐缩绒酸性染料。该体系为目标绒头织物提供出色的染色效果，同时显著地提高尼龙织物表面的抗漂洗性能。本发明的染色绒头织物通常用作需要用含漂白剂组合物进行周期性洗涤的地毯制品的组成部分。因此，本发明的染色织物在这种连续的、周期性的苛刻的洗涤过程后不显示任何显著的褪色。本发明还包括由本发明染色绒头织物组成的地毯及特定的染料组合物。另外，本发明还包括用染料染色绒头织物的方法，包括加热的局部过喷处理，以改善绒头织物的日晒牢度和水洗牢度。
文档编号D06P3/82GK1451062SQ00815034
公开日2003年10月22日 申请日期2000年10月30日 优先权日1999年10月29日
发明者菅田义克, 小林圣音 申请人:美利肯日本株式会社