專利名稱：預處理纖維素纖維和纖維素纖維共混物的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對纖維素纖維以及纖維素纖維與合成纖維的共混物進行預處理的新方法，且不需要漂洗或能顯著降低漂洗的必需量。
背景技術(shù)：
100％棉材料的染色制備過程地典型例子包括
浸染工序(exhaust procedure)
a)浴的組成
0.5-2.0克/升潤濕劑/洗滌劑非離子和/或陰離子表面活性劑
0.3-0.6克/升過氧化物穩(wěn)定劑有機磷酸鹽類(例如二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMP))和/或氨基有機酸類(例如二亞乙基三胺五乙酸(DTPA))和/或聚丙烯酸類和/或有機酸類(例如葡糖酸的鈉鹽)和/或硅酸鹽類和/或堿土金屬鹽(例如MgCl2)
1.5-3.0克/升苛性鈉(100％)
1.5-3.0克/升過氧化氫(100％)
b)典型的施用
將纖維素材料裝入浸染機或設(shè)備中(例如噴射式染色機、絞車、包裝機、束等)。向該機器加入水，并可能的話，加入潤濕劑，從而在將材料裝入該機器之前得到浴。水量通?；谒b材料重量來計算，并以液體比率表示。典型的液體比率是1∶10，或?qū)τ?千克纖維使用10升液體。
在向機器中裝料后，加入其余的化學品，將所得的浴加熱到合適的溫度，通常是98℃-110℃。根據(jù)機器/設(shè)備的結(jié)構(gòu)，取出材料和/或液體，以確保均勻而又有效的預處理。
然后在處理15-30分鐘后，對該浴進行冷卻、降下(drop)或排干。為了除去雜質(zhì)和特別是材料中的殘余堿性，必需多次漂洗和/或溢流洗滌纖維素材料，否則將損害或影響后續(xù)工藝的效率。
堿性(通常由苛性鈉提供)被認為是必要的，以活性氧化組分、過氧化氫并使蠟和其它脂肪類棉副產(chǎn)物皂化，以便除去這些雜質(zhì)。這種預處理纖維素材料的方法通常稱為漂白循環(huán)，在材料的染色之前進行。發(fā)明概述
本發(fā)明是一種預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材(substrate)的方法。在大多數(shù)基本形式中，本發(fā)明的預處理纖維素、或纖維素共混物、基材的方法是一個漂白循環(huán)，包括以下步驟提供容器；提供纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材；提供水?。患尤牖钚粤康幕钚曰衔?，該化合物選自有機酸鹽、有機胺衍生物、過渡金屬、過渡金屬鹽和過渡金屬配合物、顏料和其組合；加入活性量的苛性鈉；在漂白循環(huán)過程中加入活性量的過氧化氫；在漂白循環(huán)預處理過程結(jié)束時使pH達到約6.0-約9.0；在預定時間內(nèi)將水浴加熱到高于50℃的溫度；然后降下該浴。發(fā)明詳述
本發(fā)明涉及一種用于預處理纖維素、纖維素與合成纖維的共混物、基材的創(chuàng)新方法和組合物，其中不需要漂洗或能顯著減少漂洗。本發(fā)明方法理想地用作在染色之前對纖維素、纖維素與合成纖維的共混物或材料進行預處理的方法。采用本發(fā)明方法，可以節(jié)省大量水、廢水、能量和加工時間。此外，本發(fā)明方法提供額外的機器能力。
在本發(fā)明方法和組合物中，在傳統(tǒng)方法中常用的大量堿被其它化學品和化學體系代替，從而在漂白操作后不需要漂洗就能更好地制備纖維素、纖維素與合成纖維的共混物、基材(例如棉)。這是因為所得制品的pH為中性或接近中性且具有足夠的潔凈性。這種潔凈性由吸水度和白度以及由漂白制品的視覺效果(除去種子(seed))表示。
可代替常用堿性苛性鈉的物質(zhì)包括但不限于有機酸的堿性鹽，優(yōu)選檸檬酸三鈉；過渡金屬鹽和配合物，優(yōu)選銅鹽和配合物；有機活性劑，優(yōu)選脲、雙氰胺或四乙?；叶贰⒁阴；簝?nèi)酰胺；顏料，優(yōu)選著色的粒徑小于150微米的硫黑1(Sulfur Black 1)或粒徑小于150微米的二氧化鈦及其組合。
如果在如下詳述的預定參數(shù)內(nèi)使用，可以預期對纖維素、纖維素與合成纖維的共混物、基材沒有損害，或所受損害是可接受的。采用堿土金屬鹽、優(yōu)選鎂鹽(例如硫酸鎂)具有穩(wěn)定作用。例如，堿土金屬鹽能防止過氧化氫早期老化和不能控制的分解，這些能導致漂白效果不足和纖維受損。
本發(fā)明是一種預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，包括以下步驟提供容器；提供纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材；提供水?。患尤牖钚粤康幕钚曰衔?，該化合物選自有機酸鹽、有機胺衍生物、過渡金屬、粒徑小于150微米的顏料和其組合；加入活性量的苛性鈉；在漂白循環(huán)過程中加入活性量的過氧化氫；在漂白循環(huán)結(jié)束時使pH達到約6.0-約9.0；在一定時間內(nèi)將水浴加熱到高于50℃的溫度；然后降下該浴。
當活性化合物是有機酸鹽時，一些已經(jīng)很好地應(yīng)用的例子包括但不限于檸檬酸的鈉鹽、硬脂酸鈉、葡糖酸的鈉鹽、油酸鈉、檸檬酸的鉀鹽、硬脂酸鉀、葡糖酸的鉀鹽、油酸鉀、檸檬酸的銨鹽、硬脂酸銨、葡糖酸的銨鹽、油酸銨、和其組合。優(yōu)選有機酸鹽的用量是基于基材重量(下文中稱作“owg”)的約0.2-約5.0％。
當活性化合物是有機胺衍生物時，一些已經(jīng)很好地應(yīng)用的例子包括但不限于脲、雙氰胺、四乙?；叶贰⒁阴；簝?nèi)酰胺、和其組合。優(yōu)選使用約0.2-約5.0％owg的有機胺衍生物。
當活性化合物是過渡金屬鹽或配合物時，一些已經(jīng)很好地應(yīng)用的例子包括但不限于葡糖酸銅、硫酸銅、乙酸銅、碳酸銅、檸檬酸銅、硝酸銅、EDTA銅、銅配合物；和其組合。當銅化合物以過渡金屬鹽或配合物應(yīng)用時，優(yōu)選使用基于浴重量(下文中稱作“owb”)以元素銅計的約0.1-約10ppm。
當活性化合物是顏料時，一些已經(jīng)很好地應(yīng)用的例子包括但不限于著色的粒徑小于150微米的硫黑1；全部預氧化的硫染料，例如Diresul Black 4G-EV或二氧化鈦，和其組合。優(yōu)選選擇全部預氧化的硫染料或二氧化鈦，因為通過使用這些物質(zhì)可以協(xié)同改進漂白的白色基材以及基材的白色視覺外現(xiàn)。優(yōu)選使用約1-約200ppm owb的顏料。
當加入苛性鈉時，優(yōu)選使用約0.1-約1.0％owg。當加入過氧化氫時，其用量取決于所需的增白效果，但優(yōu)選在約0.5-約5.0％ owg范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法中，水浴優(yōu)選被加熱到約80-約140℃的溫度。使基材在該溫度范圍內(nèi)保持約0.5秒至約1小時的時間。在另一種可供選擇的方法中，溫度點可以預先確定，加熱該浴直到達到該點。然后簡單地冷卻該浴。在另一種可供選擇的方法中，在該溫度范圍內(nèi)的時間將大于0.5秒。
在本發(fā)明方法中，任選地使用活性量(例如約0.1-約1.5％owg)的潤濕劑和/或擦洗化合物。潤濕劑的例子是乙氧基化和/或丙氧基化脂肪醇，擦洗劑的例子是乙氧基化和/或丙氧基化脂肪醇。盡管這種擦洗劑或潤濕劑應(yīng)用得很好，但是也可以使用許多其它類型的傳統(tǒng)擦洗劑或潤濕劑。優(yōu)選將活性量(例如約0.1-約1.5％owg)的過氧化物穩(wěn)定化合物加入該浴中。過氧化物穩(wěn)定劑的例子包括但不限于基于有機磷酸鹽的試劑(例如二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸))；基于氨基有機酸的試劑(例如二亞乙基三胺五乙酸)；基于有機酸的試劑(例如葡糖酸的鈉鹽)；基于聚丙烯酸的試劑；堿土金屬鹽(例如Mg+2鹽)；和其組合。
在本發(fā)明的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法中，達到接近中性pH能降低隨后水浴的需要量或不需要水浴。在本發(fā)明方法中，該浴開始是微堿性的pH。隨著本發(fā)明方法的進行，達到約6.0-約9.0的pH，優(yōu)選約6.5-約8.5。實施例
對于該新方法的典型例子是
將1千克100％棉針織物裝入實驗室噴射染色機中。在裝料前，該機器中已裝有水、非發(fā)泡性潤濕劑/洗滌劑。選擇的液體比率是1∶10，從而使用10升處理液。在裝料后，加入其余的化學品，并將該浴加熱到110℃(4℃/分鐘)。在該溫度下的處理時間是20分鐘，然后冷卻到75℃(4℃/分鐘)。最后，降下該浴，并使織物離心、干燥，并進行分析。在本發(fā)明方法中，在降下后再重新加入該浴，加入過氧化物酶(觸酶)(酶催的過氧化物清除劑)以除去殘余的過氧化物。隨后的工藝(例如染色)可以在相同的浴中進行。
用于處理浴的配方(除非另有說明，否則濃度以基于基材重量(owg)的％計)
表1
處理4(表1)代表典型的現(xiàn)有漂白技術(shù)。最終pH為10.5時，例如在處理4(表1)代表的現(xiàn)有漂白技術(shù)中，需要多次漂洗。處理5(表1)代表不含任何活性劑的低堿性預處理。下表2所示的結(jié)果表明各種活性劑的存在使得漂白在使用比傳統(tǒng)方法顯著更少量堿的情況下具有優(yōu)異的吸收水平和適度的潔凈性。
表2
不同織物樣式的結(jié)果
a)100％雙羅紋棉針織物
b)100％haring-bone棉針織物
c)100％平針棉針織物
d)100％充紗羅棉針織物(法國名稱)
平均聚合度(DP)
(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表3(*)更多的堿用于補償TAED的酸性。最終pH仍在該范圍內(nèi)，其中幾乎所有棉染色工藝都可以在不需要現(xiàn)有漂洗的情況下開始。
處理MG11-7(表3)代表典型的現(xiàn)有漂白技術(shù)?，F(xiàn)有漂白技術(shù)的最終pH為11.0時(處理MG11-7，表3)需要多次漂洗。處理MG11-3(表3)代表不加入任何所述活性化合物的漂白。處理MG11-3(表3)按照預期的那樣得到不可接受的白度和吸收性。加入活性化合物檸檬酸三鈉(處理MG11-2，表3)以及檸檬酸三鈉和四乙?；鶃喴一?處理MG11-4，表3)根據(jù)本發(fā)明方法制得了不需額外漂洗就適用于隨后染色操作的棉基材。
處理浴的配方(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表4
處理7(表4)代表典型的現(xiàn)有漂白技術(shù)。最終pH為10.5時的處理7(表4)需要多次漂洗。所有本發(fā)明的其它處理如表4所示，證明在不需要漂洗的情況下足以為大多數(shù)染色操作準備。與單獨使用檸檬酸三鈉(處理3，表4)相比，加入硫黑1(處理4，表4)具有改進的白度水平。另外加入葡糖酸銅(處理1、2、8和9，表4)更大程度地提高白度，并形成吸收性很高的基材。過氧化氫的用量隨著葡糖酸銅的使用而顯著增加。
(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表5
根據(jù)本發(fā)明加入硫黑1可以提高白度水平(處理SS-3-13-3和SS-3-13-4，表5)。根據(jù)本發(fā)明加入葡糖酸銅(處理2，表5)更大程度地提高白度，并形成吸收性很高的基材。硫黑1和葡糖酸銅的組合證明了最佳條件(處理SS 3-13-3，表5)。
(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表6
如上所述，根據(jù)本發(fā)明加入硫黑1可以提高白度。如處理EK-4-87-1(表6)和EK-4-87-3(表6)所示，根據(jù)本發(fā)明用1ppm二氧化鈦顏料代替5ppm硫黑1顏料進一步提高了白度。
(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表7
用二氧化鈦顏料(EK-4-90-3，表7)代替硫黑1顏料(EK-4-90-1，表7)提高了白度。如表7所示，根據(jù)本發(fā)明的所有處理都得到很好制備的棉基材。
(除非另有說明，否則濃度以％owg表示)
表8
處理EK-4-95-1(表8)代表典型的現(xiàn)有漂白技術(shù)。處理EK-4-95-1(表8)的最終pH為11.0時，需要多次漂洗。如表8所示，根據(jù)本發(fā)明的所有其它處理不需要漂洗就能得到很滿意的制備結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，包括以下步驟
-提供容器；
-提供纖維素、纖維素與合成纖維的共混物、基材；
-提供水?。?br> -加入活性量的活性化合物，該化合物選自有機酸鹽、有機胺衍生物、過渡金屬鹽、過渡金屬配合物、顏料和其組合；
-加入活性量的苛性鈉；
-加入活性量的過氧化氫；
-在一定時間內(nèi)將水浴加熱到高于50℃的溫度；
-在漂白循環(huán)結(jié)束時使pH達到約6.0-約9.0；以及
-降下該浴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中加入所述活性化合物的步驟是用基于基材重量的約0.2-約5.0％的有機酸鹽進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括從以下物質(zhì)中選擇有機酸鹽的步驟檸檬酸的鈉鹽、硬脂酸鈉、葡糖酸的鈉鹽、油酸鈉、檸檬酸的鉀鹽、硬脂酸鉀、葡糖酸的鉀鹽、油酸鉀、檸檬酸的銨鹽、硬脂酸銨、葡糖酸的銨鹽、油酸銨、和其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中加入所述活性化合物的步驟是用基于基材重量的約0.2-約5.0％的有機胺衍生物進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括從以下物質(zhì)中選擇有機胺衍生物的步驟脲、雙氰胺、四乙酰基乙二胺、乙?；簝?nèi)酰胺、和其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中加入所述活性化合物的步驟是用基于浴重量的約0.1-約10ppm的過渡金屬進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括從以下物質(zhì)中選擇過渡金屬配合物的步驟葡糖酸銅、硫酸銅、乙酸銅、碳酸銅、檸檬酸銅、硝酸銅、EDTA銅、銅配合物、和其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中加入所述活性化合物的步驟是用基于浴重量的約1-約200ppm的顏料進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括從以下物質(zhì)中選擇顏料的步驟粒徑小于150微米的硫黑1和全部預氧化的硫染料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中所述顏料是粒徑小于150微米的二氧化鈦。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中水浴被加熱到約80-約140℃的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中使所述水浴在該溫度下加熱約0.5秒至約1小時。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括加入活性量的潤濕劑和/或擦洗化合物的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，進一步包括加入活性量的過氧化物穩(wěn)定化合物的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的預處理纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法，其中在漂白循環(huán)結(jié)束時，所述浴的pH達到約6.5-約8.5。
16.一種用于在染色前對纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材進行預處理的組合物，該組合物包含
-非發(fā)泡性擦洗劑/潤濕劑；
-一種活性化合物，選自有機酸鹽、有機胺衍生物、過渡金屬、顏料和其組合；
-苛性鈉；和
-過氧化氫。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中所述活性化合物是有機酸鹽，選自檸檬酸的鈉鹽、硬脂酸鈉、葡糖酸的鈉鹽、油酸鈉、檸檬酸的鉀鹽、硬脂酸鉀、葡糖酸的鉀鹽、油酸鉀、檸檬酸的銨鹽、硬脂酸銨、葡糖酸的銨鹽、油酸銨、和其組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的組合物，其中所述有機酸鹽的量是基于基材重量(“owg”)的約0.2-約5.0％。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中所述活性化合物是有機胺衍生物，選自脲、雙氰胺、四乙酰基亞乙基二胺、乙?；簝?nèi)酰胺、和其組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的組合物，其中所述有機胺衍生物的量是約0.2-約5.0％owg。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中所述活性化合物是過渡金屬配合物，選自葡糖酸銅、硫酸銅、乙酸銅、碳酸銅、檸檬酸銅、硝酸銅、EDTA銅、銅配合物、和其組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的組合物，其中所述過渡金屬的量是基于浴重量(“owb”)的約0.1-約10ppm。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中所述活性化合物是一種顏料，選自粒徑小于150微米的硫黑1、全部預氧化的硫染料和其組合。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的組合物，其中所述顏料選自Diresul Black4G-EV和二氧化鈦。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的組合物，其中所述顏料的量是約1-約200ppm owb。
26.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，其中所述非發(fā)泡性擦洗劑/潤濕劑選自乙氧基化脂肪醇和丙氧基化脂肪醇。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的組合物，其中所述非發(fā)泡性擦洗劑/潤濕劑的量是約0.1-約1.5％owg。
28.根據(jù)權(quán)利要求16的組合物，進一步包括一種過氧化物穩(wěn)定劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的組合物，其中所述過氧化物穩(wěn)定劑選自基于有機磷酸鹽的試劑、基于氨基有機酸的試劑、基于有機酸的試劑、基于聚丙烯酸的試劑、堿土金屬鹽，和其組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的組合物，其中所述基于有機磷酸鹽的試劑是二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)，所述基于氨基有機酸的試劑是二亞乙基三胺五乙酸，所述基于有機酸的試劑是葡糖酸的鈉鹽，所述堿土金屬鹽是Mg+2鹽。
全文摘要
本發(fā)明是一種預處理纖維素或纖維素與合成纖維的共混物、基材的方法和組合物，在染色基材之前能達到足夠的潔凈性和適當?shù)奈招?。該方法包括以下步驟提供容器；提供纖維素、或纖維素與合成纖維的共混物、基材；提供水?。患尤牖钚粤康幕钚曰衔?，該化合物選自有機酸鹽、有機胺衍生物、過渡金屬鹽和配合物、顏料和其組合；加入活性量的苛性鈉；加入活性量的過氧化氫；在漂白循環(huán)結(jié)束時使pH達到約6.0－約9.0；在預定時間內(nèi)將水浴加熱到高于50℃的溫度；然后降下該浴。
文檔編號D21C9/00GK1413277SQ0081751
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月21日
發(fā)明者A·里扎迪, M·格里加特 申請人:克萊里安特財務(wù)(Bvi)有限公司