专利名称：一种含共聚酯纤维的织物及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种含共聚酯纤维的织物及其生产方法，更具体的说是一种常温常压可染的含共聚酯纤维的织物及其生产方法。
背景技术：
随着技术发展，聚酯纤维在数量上不断满足社会需求的同时，在质量上也进行着更加人性化的改良。在改良手感方面，人们通过异型断面、共聚、复合假捻加工等手段使聚酯纤维拥有更令人舒适的手感，在改良外观方面，人们通过特殊的加工方法，使布面呈现深浅色条纹效果或粗细节条纹效果等。而在提高聚酯织物的染色性能方面仍然是个很难的课题，众所周知，聚酯纤维由于大分子链间紧密的结构特性，只能在高温高压下染色，不仅在环保及节能上存在问题且对染色设备和工艺要求苛刻，成本也比较高。目前，通过共聚合技术来改善聚合物染色性能是主要的手段之一，例如与聚乙二醇之类的聚亚烷基二醇共聚后形成的聚合物、或己二酸、癸二酸等直链脂肪族羧酸共聚后形成的聚合物。但是这些方法必须加入醚键或多单体共聚，但是这样会导致耐热性下降。也有的采取染色助剂或改变染料的结构以实现聚酯低温条件下的染色，但实际的效果并不明显。如《涤锦交织物染色的技术关键》(《染整工业》染整技术2004年沈卷2期)介绍了一种涤纶和锦纶的交织物的染色工艺，采用分散染料高温高压卷染或喷射溢流绳染，但其染品的外观质量(布面色泽勻净度)和内在质量(染色坚牢度)，还达不到现有普通聚酯纤维染品水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种染色性能好、耐热性高、染色牢度好、污染小的含共聚酯纤维的织物及其生产方法。本发明的技术解决方案是一种含共聚酯纤维的织物，该织物中含有结构一或结构二的共聚酯纤维，且该共聚酯纤维的织物可在常温常压下进行染色，染色温度为60 100°C，其中上述结构一是构成共聚酯的二元酸成分中，对苯二甲酸结构单元含量为90mOl%以上，构成共聚酯的二元醇成分中，乙二醇结构单元的含量为70 99mol%、带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元的含量为1 30mOl%，共聚酯中还含有聚乙二醇结构单元；上述结构二是 构成共聚酯的酸成分中对苯二甲酸结构单元含量为90mOl%以上，构成共聚酯的二元醇成分主要为乙二醇结构单元和具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元，这两种成分中乙二醇结构单元含量为70 99mol%、具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元的含量为 1 30mol %，且该共聚酯的末端羧基COOH的含量为30当量/ton以下，式1如下所示HO-(XO)a-M-O-(YO)b-H式1，上述共聚酯纤维占整个织物的重量百分比为 20 100%。上述结构一中带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇为2-甲基_1，3丙二醇、2，2_ 二甲基 _1，3 丙二醇、2-甲基-1，4-丁二醇、2，3_ 二甲基-1，4-丁二醇、2-甲基-1，5-戊二醇、1，2-丙二醇。优选2-甲基_1，3丙二醇，此时共聚酯的染色性很好。构成该含 2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维中的聚酯的末端羧基COOH的含量为25当量/ton 以下，聚酯中二甘醇的含量为2. 以下，聚酯中磷原子的含量P和金属原子的含量M满足式⑵和式(3)5ppm ( [P] ( IOOppm 式 O)0. 1 彡[M] / [P] ^ 30 式(3)。上述结构二中含有具有式1结构的脂肪族二元醇结构单元，脂肪族二元醇为二乙氧化2-甲基-1，3-丙二醇，可以明显改善染色性。由本发明的共聚酯纤维所构成的织物在常温常压下可进行染色，染色温度为 60 100°C，使得其具有广泛的混纤同浴染色性能，大大节省了能源及成本。一种含共聚酯纤维的织物，该织物中的染料含量超过时，染色牢度仍可达到4 级以上。这里的染色牢度包括耐光色牢度及洗涤色牢度。一种含共聚酯纤维的织物，所述染色温度为60 100°C时，与同规格需130°C染色的含有未经改质的共聚酯纱线的织物相比，L值高出0 10，能有效降低能源的消耗，降低成本。虽然说该织物为在常温常压下染色，其在100 135°C之间依然可以染色。一种含共聚酯纤维的织物的生产方法，将纺丝所得的含结构一或结构二的共聚酯纤维单独进行织造或与其他种类的纤维进行混纺或交织后再经过前处理，然后在常温常压对坯布下进行染色处理，染色温度为60 100°C，时间为10 60min，染色后进行还原清洗，最后再洗涤、烘干、后整理定型得到该织物。所述染色加工液由下列成分组成染料0. 01 100% ο. w. f.染色酸(pH调节剂)0. 1 20g/L勻染剂0.1 20g/L本发明的共聚酯纤维还可以与羊毛、醋酸等纤维进行混纺或交织，织造出的混纺织物经染色后，强力无损伤，手感柔软，染中深色时，染色色牢度仍可达到4级以上。本发明的含共聚酯纤维的织物可在常温常压下染色，染色牢度达到4级以上，染色整理工艺不会对纤维强力造成损伤，工艺简单、环保。本发明的含共聚酯纤维的织物可用于高档时装、茄克、T恤衫、内衣、裙裤、运动服面料等的制作。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。本发明中各物性参数的测试方法如下(1)染料含量根据GB拟91_1988进行测定。(2)耐光色牢度根据JIS L 0842，第4露光法测试。(3)洗涤色牢度根据JIS L 0844，A-2法测试。(4)织物的L值的测试方法如下将样品重叠成不透光状后用分光测色计 (Datacolor Asia Pacific (H. K. )Ltd. ^[JitW Datacolor 650 UlJfe。(5)纤维强力根据GB/3916-1997进行测定。
实施例1首先将对苯二甲酸双羟乙酯加入酯化反应槽，保持温度250°C、压力1. 2X IO5Pa, 将8. 25kg的高纯度对苯二甲酸和3. 54kg的乙二醇浆料在4小时内逐渐加入到酯化反应层，再进行1小时的酯化反应。最后从得到的酯化反应物中取10. 2kg加入到缩聚反应层。将酯化反应生成物保持在250°C、常压下，加入相当于所得聚酯中全部二元醇 IOmol^量的2-甲基_1，3丙二醇进行30min的搅拌。然后加入磷原子量相当于聚合物的 ISppm的磷酸，5min后加入锑原子量相当于聚合物230ppm的三氧化二锑，以及钴原子量相当于聚合物15ppm的醋酸钴。再过5min后加入氧化钛粒子量相当于聚合物0. 3wt%的含氧化钛粒子的乙二醇浆料。5min后开始减压、升温。温度由250°C升至^0°C、压力降至401^。 90min后达到最终温度、最终压力。到达一定的搅拌程度后，向反应体系里导入氮气回至常压，停止缩聚反应。聚合物呈条状吐出，在水槽中冷却后切片。所得聚合物的固有粘度为0. 67、末端基COOH的浓度为19当量/ton、DEG的含量为0. 95wt%、磷原子的含量为18ppm、钴原子的含量为15ppm、锑原子的含量为230ppm([M]/ [P] = 3. 7)、氧化钛粒子的含量为0. 3wt%。将得到的切片干燥使其水分率保持在50ppm，然后在290°C的纺丝温度下熔融纺丝，3000m的牵引速度下卷取。得到的未牵伸丝在牵伸温度90°C、牵伸倍率1. 65倍的条件下进行牵伸，然后在130°C下热定型后卷取，得到56dteX/24f的纱线，将制得的含2-甲基-1， 3-丙二醇结构的共聚酯纱线织成织物，并在精炼剂2g/L，氢氧化钠2g/L，95°C X 15min, 水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，1701乂11^11预定型后，在601乂30111士11、 900C X30min、100°C X 30min三个的条件下染色。染料及助剂如下Dianix Blue E-Plus5% owf醋酸(pH调节剂)2g/LNIKKA SUNSALTlg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L最后再进行洗涤、烘干、170°C Xlmin下进行后整理定型，制得本发明的织物。其染料含量分别依次为为3. 8%,4. 0%A. 2，L值分别依次为四、27、23，耐光色牢度均为4级以上，洗涤色牢度均为4级以上。实施例2将实施例1中所制得的含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维与棉纤维形成混纺纱线，然后织成纺织品，共聚酯纤维/棉纤维的混纺比为65/35。在精炼剂2g/L，氢氧化钠2g/L，95°C X 15min，水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，170°C X Imin预定型后，在95°C X 40min的条件下进行染色，先染含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线， 再染棉。具体步骤如下(a)先用如下助剂对2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线进行染色Dianix Blue E-Plus2% owf醋酸(pH调节剂)lg/LNIKKA SUNSALTlg/L
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在95°C X40min的条件下染色，其中浴比为1 14;(b)染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L(c)棉纤维的染色助剂及用量如下CHROFIX BLUE BRF 150%1. 2% owf元明粉10g/L碳酸钠5g/L在60°C X40min的条件下染色，其中浴比为1 14;(d)染色后，在60°C X20min的条件下使用下面的药剂进行皂洗皂洗剂RX-202 (日华化学)2 % owf最后再进行洗涤、烘干，170°C X Imin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的染料平均含量为1. 45%，L值为36 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。实施例3采用由实施例1制得的含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线与聚氨酯纱线交织织成纺织品，其中含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维的含量为92%，聚氨酯纱线含量为8%。预定型温度185°C，处理lmin，并在精炼剂2g/L，氢氧化钠2g/L， 95°C *15min，水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，然后在95°C X40min的条件下染色，压力为常压，染料及助剂如下Dianix Black ETD 300%4% owf醋酸(pH调节剂)lg/LNIKKA SUNSALTlg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L然后再进行洗涤、烘干、180°C X lmin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的染料含量为3. 6%，L值为13 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。实施例4采用由实施例1制得的含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维与尼龙纤维形成混纺纱线，然后织成纺织品，其中含2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维的含量为 60%，尼龙纤维的含量为40%。预定型温度为180°C，处理lmin，并在精炼剂2g/L，氢氧化钠2g/L，95°C *15min，水浴比为1 20 50的条件下进行精练处理，在常温常压条件下进行一浴法染色，并以1°C /min的升温速度升温至95°C，保温lh。染料及助剂如下中性黄 GL0. 30% owf中性枣红 GRL0. 70% owf中性黑 BL0. 30% owf分散红玉S-5BL0. 82% owf分散金黄SE-3R1. 75% owf
分散蓝E-4R1 % owf螯合分散剂lg/L锦纶勻染剂lg/LpH 调节剂lg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L最后再进行洗涤、烘干，180°C X Imin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的平均染料含量为4%，表面的色泽均勻，L值为21 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。实施例5将对苯二甲酸双羟乙酯加入酯化反应槽，保持温度250°C、压力1.2X IO5Pa,将 8. 25kg的高纯度对苯二甲酸和3. Mkg的乙二醇浆料在4小时内逐渐加入到酯化反应层，再进行1小时的酯化反应。最后从得到的酯化反应物中取10. 2kg加入到缩聚反应层。将酯化反应生成物保持在250°C、常压下，加入相当于所得聚酯中全部二元醇 IOmol %量的二乙氧化2-甲基-1，3丙二醇进行30分钟的搅拌。然后加入磷原子量相当于聚合物的ISppm的磷酸，5分钟后加入锑原子量相当于聚合物230ppm的三氧化二锑，以及钴原子量相当于聚合物15ppm的醋酸钴。再过5分钟后加入氧化钛粒子量相当于聚合物 0. 3wt%的含氧化钛粒子的乙二醇浆料。5分钟后开始减压、升温。温度由250°C升至^0°C、 压力降至401^。90分钟后达到最终温度、最终压力。到达一定的搅拌程度后，向反应体系里导入氮气回至常压，停止缩聚反应。聚合物呈条状吐出，在水槽中冷却后切片。所得聚合物的固有粘度为0. 67、末端基COOH的浓度为18当量/ton、DEG的含量为0. 80wt%、磷原子的含量为18ppm、钴原子的含量为15ppm、锑原子的含量为230ppm([M]/ [P] = 3. 7)、氧化钛粒子的含量为0. 3wt%。将得到的切片干燥使其水分率保持在50ppm，然后在290°C的纺丝温度下熔融纺丝，3000m的牵引速度下卷取。得到的未拉伸丝在拉伸温度90°C、拉伸倍率1. 65倍的条件下进行拉伸，然后在130°C下热定型后卷取，得到56dteX/24f的纱线，将制得的含二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线织成织物，并在精炼剂2g/L，氢氧化钠2g/ L，95°C X15min，水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，170°C X Imin预定型后，在 600C X30min、90°C X30min、100°C X 30min三个的条件下染色。染料及助剂如下Dianix Blue E-Plus5% owf醋酸(pH调节剂)2g/LNIKKA SUNSALTlg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L最后再进行洗涤、烘干、170°C Xlmin下进行后整理定型，制得本发明的织物。其染料含量分别依次为为3. 8%,4. 0%A. 2，L值分别依次为29、沈、22，耐光色牢度均为4级以上，洗涤色牢度均为4级以上。
实施例6将实施例5中所制得的含二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维与棉纤维形成混纺纱线，然后织成纺织品，共聚酯纤维/棉纤维的混纺比为65/35。在精炼剂2g/ L,氢氧化钠2g/L，95°C X 15min,水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，170°C X Imin 预定型后，在95°C X40min的条件下进行染色，先染含2-甲基_1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线，再染棉。具体步骤如下(a)先用如下助剂对二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线进行染色Dianix Blue E-Plus2% owf醋酸lg/LNIKKA SUNSALTlg/L在95°C X40min的条件下染色，其中浴比为1 14;(b)染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L(c)棉纤维的染色助剂及用量如下CHROFIX BLUE BRF 150%1. 2% owf元明粉10g/L碳酸钠5g/L在60°C X40min的条件下染色，其中浴比为1 14;(d)染色后，在60°C X20min的条件下使用下面的药剂进行皂洗皂洗剂RX-202 (日华化学) 2 % owf最后再进行洗涤、烘干，170°C X Imin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的染料平均含量为1. 45%，L值为37 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。实施例7采用由实施例5制得的含二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纱线与聚氨酯纱线交织织成纺织品，其中含二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维的含量为92 %，聚氨酯纱线含量为8 %。预定型温度185°C，处理lmin，并在精炼剂2g/L，氢氧化钠 2g/L，95°C *15min，水浴比1 20 50的条件下进行精练处理，然后在95°C X40min的条件下染色，压力为常压，染料及助剂如下Dianix Black ETD 300%4% owf醋酸(pH调节剂)lg/LNIKKA SUNSALTlg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L然后再进行洗涤、烘干、180°C X lmin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的染料含量为3. 6%，L值为13 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。实施例8
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采用由实施例5制得的二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维与尼龙纤维形成混纺纱线，然后织成纺织品，其中二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的共聚酯纤维的含量为60%，尼龙纤维的含量为40%。预定型温度为180°C，处理lmin，并在精炼剂 2g/L，氢氧化钠2g/L，95°C *15min，水浴比为1 20 50的条件下进行精练处理，在常温常压条件下进行一浴法染色，并以1°C /min的升温速度升温至95°C，保温lh。染料及助剂如下中性黄 GL0. 30% owf中性枣红 GRL0. 70% owf中性黑 BL0. 30% owf分散红玉S-5BL0. 82% owf分散金黄SE-3R1. 75% owf分散蓝E-4R1% owf螯合分散剂lg/L锦纶勻染剂lg/LpH 调节剂lg/L染色后，在80°C X20min的条件下使用下面的药剂进行还原清洗氢氧化钠2g/L保险粉2g/L最后再进行洗涤、烘干，180°C X Imin下进行后整理定型，制得本发明的织物，其织物上的平均染料含量为4%，表面的色泽均勻，L值为21 ；耐光色牢度为4级以上；洗涤色牢度为4级以上。比较例1将不含2-甲基-1，3-丙二醇结构或二氧乙化2-甲基-1，3-丙二醇结构的未经改性的普通聚酯纱线织成织物，染色条件分为95°C X40min和130°C X 40min，其余加工条件同实施例1或5，制得成品，其各项性能结果如表1。表 权利要求
1.一种含共聚酯纤维的织物，其特征是该织物中含有结构一或结构二的共聚酯纤维，且该共聚酯纤维的织物可在常温常压下进行染色，染色温度为60 100°C ；其中，所述结构一是构成共聚酯的二元酸成分中，对苯二甲酸结构单元含量为90mol%以上，构成共聚酯的二元醇成分中，乙二醇结构单元的含量为70 99m0l%、带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元的含量为1 30mol %，共聚酯中还含有聚乙二醇结构单元；所述结构二是构成共聚酯的酸成分中对苯二甲酸结构单元含量为90mol %以上，构成共聚酯的二元醇成分主要为乙二醇结构单元和具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元，这两种成分中乙二醇结构单元含量为70 99m0l%、具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元的含量为1 30mol %，且该共聚酯的末端羧基COOH的含量为30当量/ton以下，式1 如下所示HO-(XO)a-M-O-(YO)b-H 式1，所述共聚酯纤维占整个织物的重量百分比为20 100%。
2.根据权利要求1所述的含共聚酯纤维的织物，其特征是该织物中的染料含量超过 1 %时，染色牢度仍可达到4级以上。
3.根据权利要求1所述的含共聚酯纤维的织物，其特征是所述染色温度为60 100°C时，与同规格需130°c染色的含有未经改质的共聚酯纱线的织物相比，L值高出0 10。
4.一种如权利要求1所述的含共聚酯纤维的织物的生产方法，其特征是将纺丝所得的含结构一或结构二的共聚酯纤维单独进行织造或与其他种类的纤维进行混纺或交织后再经过前处理，然后在常温常压对坯布下进行染色处理，染色温度为60 100°C，时间为 10 60min，染色后进行还原清洗，最后再洗涤、烘干、后整理定型得到该织物。所述染色加工液由下列成分组成染料0. 01 100% O. W. f.染色酸(pH调节剂)0. 1 20g/L勻染剂0. 1 20g/L
5.根据权利要求4所述的含共聚酯纤维的织物的生产方法，其特征是所述还原清洗是在温度为60 80°C下处理10 20min。所述还原清洗加工液由下列成分组成氢氧化钠0. 1 10g/L保险粉0. 1 10g/L
6.根据权利要求4所述的含共聚酯纤维的织物的生产方法，其特征是所述结构一是 构成共聚酯的二元酸成分中，对苯二甲酸结构单元含量为90mOl%以上，构成共聚酯的二元醇成分中，乙二醇结构单元的含量为70 99mol %、带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元的含量为1 30mOl%，共聚酯中还含有聚乙二醇结构单元；所述结构二是 构成共聚酯的酸成分中对苯二甲酸结构单元含量为90mol %以上，构成共聚酯的二元醇成分主要为乙二醇结构单元和具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元，这两种成分中乙二醇结构单元含量为70 99mol%、具有式1所示结构的脂肪族二元醇结构单元的含量为 1 30mOl%，且该共聚酯的末端羧基COOH的含量为30当量/ton以下，式1如下所示HO- (XO) a-M-0- (YO) b-H 式 1
7.根据权利要求4所述的含共聚酯纤维的织物的生产方法，其特征是所述共聚酯纤维占整个织物的重量百分比为20 100%。
全文摘要
本发明公开了一种含共聚酯纤维的织物及其生产方法，该织物中含有结构一或结构二的共聚酯纤维，且该共聚酯纤维的织物可在常温常压下进行染色，染色温度为60～100℃，共聚酯纤维占整个织物的重量百分比为20～100％。本发明含共聚酯纤维的织物的染色性能好、耐热性高、染色牢度好、且对环境污染小，可广泛应用于服装领域，装饰领域和产业领域。
文档编号C08G63/183GK102453976SQ201010550669
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者清水壮夫, 清水敏昭, 符晔 申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司