专利名称：染料组成物及其应用的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种染料组成物及其应用，尤指一种适用于纤维物质染色用的深蓝色反应性染料组成物及其应用。
背景技术：
纤维反应性染料一般是指染料分子中具有能与纤维起反应的反应性基团。它能与纤维素纤维的羟基，动物及聚酰胺类合成纤维中的胺基、亚胺基及羧酸基等纤维自身的极性基起反应，使染料与纤维间以化学共价键结合的方式达到染色的目的。例如，在美国专利US 4,703,112、US5,484,899及英国专利GB 1,353,899，曾公开应用于浸染、连续染色或印染上的纤维反应性染料，其具有良好染深性等的优良染整特性，而广为染整业界所使用。
用于纤维素纤维物质或含纤维素的纤维物质染色及印花的反应性染料，在各种性质上都必须有极佳的表现，例如均染性(leveling)、再现性(reproducibility)、溶解度(solubility)及坚牢度(fastness)等。
然现有的反应性染料中，缺乏一耐光牢度良好的深蓝色(Navy Blue)染料，致使在中深色染色时，无法克服耐光牢度不足的问题。就蓝色染料而言，众所周知蒽醌染料为各种坚牢度佳的染料。然而，当使用蒽醌染料染色时，因其色光较鲜亮，于配色时，其配色深度难于达成中深色。
经由不断地努力与尝试，发现由另一染料与蒽醌染料搭配可组成一耐光牢度及耐汗光牢度均佳的染料组成物，除了依然具有原有的各种坚牢度性质外，同时达成中深色染色时，兼具坚牢度性质佳与节省成本的效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐光牢度及耐汗光牢度佳的染料组成物，能达成中深色染色时，兼具坚牢度性质佳与节省成本的效益，同时可与其他红色及黄色耐光牢度佳的染料形成三原色组成，改善应用配色时，褪色及色变明显与耐光牢度不良问题，提供市场上绝佳的耐光牢度及耐汗光牢度组合。
为实现上述目的，本发明的染料组成物，主要包括(a)如下式(I)的蓝色蒽醌染料 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H；以及(b)如下式(II)所示的灰黑色偶氮染料 其中Y定义如前所述。
所述的染料组成物，其中式(I)的重量百分比为15～85％，较佳地为30～70％，式(II)的重量百分比为85～15％，较佳地为70～30％。
所述的染料组成物，其中式(I)为式(Ia)
其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H。
所述的染料组成物，其中式(II)为式(IIa) 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H。
所述的染料组成物，其中式(I)为式(Ib)
式中Y′为-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H。
所述的染料组成物，其中式(II)为式(IIb) 式中Y′为-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H。
所述的染料组成物，其中式(Ib)为式(I-1) 化合物。
所述的染料组成物，其特征在于，其中式(IIb)为如下式(II-1)
化合物。
本发明另提供一种为含有氢氧基或氨基化合物基团的纤维材料染色或印花的方法，特别是纤维素纤维材料，其包括使用如前述的染料组成物的水溶液处理纤维材料，其中纤维素纤维材料为棉。
本发明的染料组成物可适用于棉、人造棉、麻及人造麻等纤维素纤维，以及羊毛、丝与耐龙等聚酰胺纤维的染色，可以得到各种染色特性良好的染物，尤其在日光坚牢度及汗日光坚牢度上更有优异的表现。
具体实施例方式
本发明的染料组成物可与其他红色及黄色耐光牢度佳的染料形成三原色组成，以改善应用配色时，褪色及色变明显与耐光牢度不良问题，以提供绝佳的耐光牢度及耐汗光牢度组合。其中在中深色配色方面，由于常用的深蓝色组成份的耐光牢度低于黄、红组成份，因此经光照曝晒后，其色相相对较明显产生褪色与色变的情形。而本发明的染料组成物，可改善深蓝色光耐光牢度不良的问题，特别是在极浅混色染色时，搭配耐光牢度佳的红色染料及/或黄色染料，经光照曝晒后，不但色相色变小，且产生的变褪色亦小。
本发明的染料组成物中，式(I)染料含量为15至85重量百分比(wt％)，式(II)染料含量为85至15重量百分比(wt％)。其中较佳的，式(I)染料含量为30至70重量百分比(wt％)，式(II)染料含量为70至30重量百分比(wt％)。
本发明的染料组成物中，式(I)化合物的合成方法可以参考美国专利第3,372,170号中所公开的，其较佳为如下式(Ia)所示的蓝色蒽醌染料
其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H；更佳为如下式(Ib)所示的蓝色蒽醌染料 其中Y′-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H；最佳为如下式(I-1)所示的蓝色蒽醌染料。
本发明的染料组成物中，式(II)化合物的合成方法可以参考英国专利第1,162,144号中所公开的。其较佳为如下式(IIa)所示的灰黑色偶氮染料 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H；更佳为如下式(IIb)所示的灰黑色偶氮染料 其中Y′为-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H；最佳为如下式(II-1)所示的灰黑色偶氮染料。
本发明的染料组成物能由各种方法配制，例如由分开配制不同的个别染料，然后将其混合，这混合的方法是在适合的混合器中进行，例如在颠动筒；或在适当的碾磨器，例如球和砂碾磨器中进行，但是同样由搅动使它们成为染料液体而使个别染料混合；或者是在每个染料的制备方法中控制反应条件，使在制备的同时产生理想组成物；也可以在染色或印花的过程中，个别的染料可以彼此混合。
如有必要，本发明染料中也可以含有无机盐类，例如硫酸钠、氯化钠等；分散剂，例如β-萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸-甲醛缩合物、醯胺基萘酚系化合物等；防尘剂(non-dusting agent)，例如对苯二甲酸二-2-乙基己酯等；pH值缓冲剂，例如乙酸钠、磷酸钠等；水软化剂，例如聚磷酸酯等；或传统助染剂等。
本发明染料组成物的型态并无特殊限制，也就是可以为粉末、细粉、颗粒或液态。
本发明为了方便说明，在说明书中化合物皆以自由酸形式表示，本发明中的染料于大量制造或使用时以盐类的型态存在，特别是碱金属盐例如钠盐、锂盐、钾盐或铵盐，以钠盐较佳。
本发明染料组成物，适用于对纤维材料，尤指纤维素纤维材料，以及含纤维素纤维纤维材质的染色。纤维素纤维材料并无特殊限制，包含天然或再生的纤维素纤维，例如纯棉纤维、亚麻、大麻、苎麻、黏液嫘萦，或是含纤维素系纤维的纤维材料。
本发明的染色可照一般公知、惯用的方法进行染色，浸染法(Exhaustion dyeing)是采用熟知的无机中性盐(如无水硫酸钠及氯化钠)及熟知的酸结合剂(如碳酸钠、氢氧化钠)单独或混合使用。无机中性盐和碱的用量并不是很重要，无机中性盐和碱可以依传统方法一次或分次加入染浴中。此外，也可以依传统方法加入助染剂(dyeing assistants)(如均染剂(leveling agents)、缓染剂(retarding agents)等)，染色温度通常介于40℃-90℃，较佳的染色温度是50℃-70℃。
冷压染法(Cold batch-up dyeing method)是使欲染色的物质，利用熟知的无机中性盐(如无水硫酸钠及氢氧化钠)及熟知的酸结合剂(如硅酸钠、氢氧化钠)轧染，然后在室温下，使所得的物质成卷置形式，进行染色。
连续染色方法是单浴压染进行染色，是用熟知的酸结合剂(如碳酸钠或碳酸氢钠)和轧染液混合，依常法使欲染色的物质进行轧染，然后使所得物质干燥或汽蒸固色；两浴轧染法是以染料使欲染色的物质进行轧染，然后以熟知的无机中性盐(如无水硫酸钠及氢氧化钠)及熟知的酸结合剂(如氢氧化钠或硅酸钠)处理，最好依常法将处理过的物质干燥或汽蒸固色。
织物印花法(textile printing methods)，例如有单向印花法，是以含有熟知酸结合剂(如碳酸氢钠)的印花糊，印在欲印花的物质上，并用干燥或汽蒸固色；两相印花法包含以印花糊欲印花的物质，将所得物质浸入在高温(90℃或以上)只含无机中性盐(如氯化钠)及熟知的酸结合剂(如氢氧化钠或硅酸钠)的溶液中固色。依本发明的方法并不局限前列的染色或印花法。
本发明的组成物具有良好固色能力及极佳染深性。亦具有出色的色深性、均染性及洗净性，以及具有高可溶性、高耗尽比及高固著比。因此其可在低染色温度用于浸染方法且在轧蒸法中只须短蒸汽处理时间。固色率高且易洗除非固著部分，上染率及固色率间差异极小，即皂洗损失极低。
本发明组成物对于纤维素纤维材料的染色及印染具有高色度及高纤维-染料结合安定性，在酸及碱范围中皆如是，另具有良好耐日光坚牢度、耐汗日光坚牢度及极佳耐湿坚牢度特性，诸如耐水洗、耐水、耐海水、耐交染及耐汗渍坚牢度，以及良好耐绉褶坚牢度、耐熨烫坚牢度及耐摩擦坚牢度。因此对纤维素纤维来讲，它是一种具产业价值的深蓝色反应性染料，除了可以得到染色特性良好的染物外，更具有优异的耐光坚牢度及耐汗光坚牢度。由于市场需求转变，一般反应性染料在极浅颜色与混色下通常难于符合市场需求，本发明组成物具有极佳的浅色耐汗光牢度，尤其在极浅颜色混色下更有优异耐汗光牢度表现，符合市场需求与期待。
为能更了解本发明的技术内容，列举以下实施例做更具体的说明。
以下实施例只是用于说明本发明的精神，本发明的申请专利范围并不会因此而受限制。其中所示化合物为解离酸型态；通常它们是以其碱金属盐的型态混合并以其盐类型态用于染色。
以下实例在说明本发明，若无特别注明，则份数及百分比是以重量计。重量份数和体积份数的关系就如同公斤和公升的关系。
实施例1取式(I-1)的蓝色蒽醌染料55份与式(II-1)的灰黑色偶氮染料45份，并将其混合均匀，可制得一染料组成物。
实施例2-3实施例2-3的制备方法和使用原料与实施例1相同，只是其原料组成比例与实施例1不同，其比例列于下表1。
本发明所揭示的影像处理装置即是取代原有的半色调处理装置120，请参阅图2，包含有影像输入模块10、影像增强处理模块20以及半色调处理模块30，首先通过影像输入模块10将输入的影像转化为原始影像数据I[m，n]而直接输送至影像增强处理模块20进行影像增强的处理。
影像增强处理模块20主要是以滤波器的型态，其算法概略如下O[m,n]=Σk,rI[m-k,n-r]×a[k,r]]]>其中I[m，n]为原始影像数据、O[m，n]为影像增强数据、a[k，r]为滤波器，其情况可以为平滑化处理(见下表)
或是锐利化处理(见下表)
不论是何种处理模式的滤波器，原则上正中央斜体字者为原始影像数据中待处理像素，利用乘法运算器21将待处理像素以及相邻的像素乘以预设权重值(表中的数字)而得到加权值，然后通过加法运算器22将待处理像素以及相邻像素的加权值累加得到加总值，最后利用除法运算器23将加总值除以所有的预设权重值总和，就可以得到待处理像素的影像增强数据。
依序处理所有的像素后，再将影像增强数据O[m，n]送至半色调处理模块30来进行半色调处理。如下面算法所示O*[m,n]=O[m,n]+Σk,rE[m-k,n-r]×a[k,r]]]>
首先调制染液浓度0.1％、0.5％、1.0％o.w.f的染液各80毫升，接著加入无机中性盐，再对全棉未丝光布进行施染。将全棉未丝光布完全浸渍于染液中，利用水平震荡机，在60℃下进行染色让染料吸附扩散，接著加入碱剂让染料与纤维完全反应达到固著效果，最后将上述染色完成的染色布经水洗、皂洗、烘干后，即得到完成品。
将上述染色物进行氙弧灯光束(Xenon-Arc Lamp Light，ISO 105-B02)照射试验，将8级制蓝色标与色样同时放入日光牢度机内进行照射，色样分别从L1照射到L8，当被测试色样产生DE＝1.7±0.3的变褪色时即停止照射。其试验结果如下表3所示。
表3
选用市面上销量大且使用广的主要三原色混色商品Everzol Red LF-2BL红色染料及Everzol Yellow 3RS黄色染料，与本发明的深蓝色染料组成物，进行黄、红、蓝三原色混色配色组成使用。其试验结果如下表4所示。
表4
将上述实施例1与比较例1至比较例4，以及黄、红、蓝三原色混色染色组成物，染色所得的色布经光照射测试后，使用DATA MATCH电脑测色系统比较试验前后的染色力度差异及变褪色情形，级数高变化小的为佳。本发明实施例1染料组成物，于高能量级数照射下，其耐日光坚牢度可达5级以上，显示其色相力度级数高且变化小，耐日光坚牢度较佳。同样地，含本发明实施例1染料组成物的黄、红、蓝三原色混色配色组成方面，于高能量级数照射下，其耐日光坚牢度可达5级以上，显示本发明实施例1的染料组成物，其色相力度属级数高且变化小，较其他染料为佳。
试验例2以浸染法(Exhaustion dyeing)试验耐汗日光坚牢度以同试验例1的染色步骤进行染色，之后分别将染色完成的实施例、比较例以及由黄、红、蓝三原色所组成混合颜色的染色布浸渍在配制完成的人工汗液(Perspiration Solution)里，人工汗液(ISO-105-E04)的酸性液(Acid Solution)及碱性液(Alkali Solution)配方条件如下表5所示表5
让色布在人工汗液中完全湿润渗透后，控制样布的压吸率(Pick up)为100％，然后进行Xenon-Arc Lamp Light(ISO 105-B02)照射试验，将8级制蓝色标与色样同时放入日光牢度机内进行照射，色样分别从L1照射到L8，经光照曝晒后当被测试色样产生DE＝1.7±0.3的变褪色时即停止照射。其试验结果如下表6及表7所示。
表6
表7
将上述实施例1与比较例1至比较例4，以及黄、红、蓝三原色混色染色组成物，染色所得并经人工汗液浸渍压吸的色布，经光照射测试后，使用DATA MATCH电脑测色系统比较试验前后的染色力度差异及变褪色情形，级数高变化小为佳。本发明实施例1染料组成物，于高能量级数照射下，其耐汗日光坚牢度可达3级以上，显示其色相力度级数高且变化小，耐汗日光坚牢度较佳。同样地，其黄、红、蓝三原色混色配色组成方面，含本发明实施例1染料组成物的组成，于高能量级数照射下，其耐汗日光坚牢度可达4级以上，显示本发明实施例1的染料组成物，其色相力度亦属级数高变化小，耐汗日光坚牢度较其他染料为佳。
试验例3以冷压染法(C.P.B)试验耐汗日光坚牢度将本发明实施例1的染料组成物，进一步进行冷压染，同样地，进行单色与由黄、红、蓝三原色所组成混合颜色分别混合均匀后，进行C.P.B染色试验，其试验步骤与试验结果如下所述。
首先调制染液浓度5、10、20、40克/升的染液各80毫升，接著加入20毫升的碱快速混合，碱剂用量如下表8所示表8
使用上述染液染全棉丝光斜纹布，将布浸渍于染液中，让染料吸附扩散，控制全棉丝光斜纹棉的压吸率(Pick up)为70％，染液温度为25℃，接著利用压染试验机进行织物轧液染色，然后将轧液完成的染色布于室温下卷置4小时，之后再经水洗、皂洗、与烘干，而得到完成品。
分别将上述染色完成的织物浸渍于如表5配制的人工汗液中，让色布完全湿润渗透后，控制样布的压吸率(Pick up)为100％，然后进行Xenon-Arc Lamp Light(ISO 105-B02)照射试验，将8级制蓝色标与色样同时放入日光牢度机内进行照射，色样分别从L1照射到L8，经光照曝晒后当被测试色样产生DE＝1.7±0.3的变褪色时即停止照射。其试验结果如下表9及表10所示。
表9
表10
将上述实施例1，以及黄、红、蓝三原色混色染色组成物，染色所得并经人工汗液浸渍压吸的色布，经光照射测试后，使用DATA MATCH电脑测色系统比较试验前后的染色力度差异及变褪色情形，级数高变化小者为佳。本发明实施例1染料组成物，于高能量级数照射下，其耐汗日光坚牢度可达4级以上，显示其色相力度级数高且变化小，耐汗日光坚牢度较佳。同样地，其黄、红、蓝三原色混色染色组成物方面，含本发明实施例1染料组成物的组成，于高能量级数照射下，其耐汗日光坚牢度可达5级以上，显示其色相力度亦属级数高变化小，具有优良的耐汗日光坚牢度。
一般染料的配色是由黄、红、蓝三原色组成，其中在中深色配色时，由于深蓝色组成份的耐光牢度低于黄、红组成份，因此经光照曝晒后，其色相相对较明显地产生褪色与色变的情况。本发明染料组成物，可改善深蓝色组成份耐光牢度不良的问题，特别是在极浅混色颜色下，搭配Everzol Red LF-2BL红色染料及Everzol Yellow 3RS黄色染料，经光照曝晒后，不但色相色变变小，且产生的褪色与色变亦同色。当本发明染料组成物配合Everzol Red LF-2BL红色染料及Everzol Yellow 3RS黄色染料使用时，不仅可达到4级以上的牢度需求，更能突显产品特性，同时提升效益。
本发明实施例2及实施例3的染料组成物，参考前述试验例1至3的程序进行试验，亦显示其比其他染料较佳。
本发明的染料组成物是一种通用型的染料组成物，可适用纤维素纤维染色，其所使用的染色方法为一般反应性染料染色时所使用的方法，例如浸染、印染或连续染色，且具有相当优良的特性。
本发明的染料组成物为一具有高商业价值的水溶性染料，其制作的各种染物染色特性均非常良好，尤其在洗净性、染深性、均染性、日光坚牢度及汗日光坚牢度等方面都有非常优异的表现。
权利要求
1.一种染料组成物，其包括(a)如下式(I)的蓝色蒽醌染料 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H；以及(b)如下式(II)所示的灰黑色偶氮染料 其中Y定义如前所述。
2.如权利要求1所述的染料组成物，其特征在于，其中式(I)的重量百分比为15～85％，式(II)的重量百分比为85～15％。
3.如权利要求1所述的染料组成物，其特征在于，其中式(I)的重量百分比为30～70％，式(II)的重量百分比为70～30％。
4.如权利要求1所述的染料组成物，其特征在于，其中式(I)为式(Ia) 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H。
5.如权利要求1所述的染料组成物，其中式(II)为式(IIa) 其中Y为-CH＝CH2、-CH2CH2Cl或-CH2CH2OSO3H。
6.如权利要求1所述的染料组成物，其中式(I)为式(Ib) 式中Y′为-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H。
7.如权利要求1所述的染料组成物，其特征在于，其中式(II)为式(IIb) (IIb)式中Y′为-CH＝CH2或-CH2CH2OSO3H。
8.如权利要求6所述的染料组成物，其特征在于，其中式(Ib)为式(I-1) 化合物。
9.如权利要求1所述的染料组成物，其特征在于，其中式(IIb)为如下式(II-1) 化合物。
10.一种为含有氢氧基或氨基化合物基团的纤维材料染色或印花的方法，特别是纤维素纤维材料，其包括使用如权利要求1的染料组成物水溶液处理纤维材料。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其中纤维素纤维材料为棉。
全文摘要
本发明是有关于一种染料组成物，其包括(a)如下式(I)的蓝色蒽醌染料其中Y为－CH＝CH
文档编号C09B67/00GK1626582SQ20031012040
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日
发明者赖宝昆, 许呈祥, 曾雅琦 申请人:美国永光公司