專利名稱：用于染色纖維素織物的組合物的制作方法
用于染色纖維素織物的組合物發(fā)明背景1. 發(fā)明領域
本發(fā)明涉及纖維素織物的染色。更尤其是，本發(fā)明涉及用于在纖維素織物的兩表面或一面上均勻提供、優(yōu)選通過噴的染料的組 合物。在不太優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明涉及具有活性染料混合物的 組合物，通過將組合物噴涂到織物上，該組合物可在纖維素坯布或洗 凈或漂白的織物的兩面上提供均勻的顏色。2. 相關技術的說明
當今，織物是由許多種類的天然纖維制作的，例如棉、合 成纖維或其任何組合。基本織物是原坯織物，為了對得到的織物和/ 或衣服提供所需要的顏色，需要對其進行染色。為了對織物染色，已 經(jīng)提出勒許多組合物和方法，然而，在材料成本以及時間方面，都證 明其是昂貴的。
通常稱為紗線染色的一種方法，包括將單纖維或紗線染 色，而后將這些纖維縫紉或編織成織物。這種方法涉及的一個問題是 紗線和有關衣服的庫存控制。例如，紗線染色要求衣服制造商保持用 于其產(chǎn)品的各種著色了的紗線的供應，其庫存提高了成本。
另一種染色法通常稱為批量染色(bulk dyeing)。在批量染色中，將未染色的纖維或紗線編織或織成本色織物或未染色的織 物。隨后將本色織物洗凈或漂白，然后染色。然后將染色的織物用于 制作所需要的產(chǎn)品，例如衣服。
—些常見的批量染色法包含t;染色(vat dyeing)、經(jīng)軸 染色、噴射染色和浴法染色。甕染色典型地由將一塊織物浸潰在液體 染料的甕中組成。經(jīng)軸染色由將一段織物纏繞在多孔經(jīng)軸上組成。然 后將經(jīng)軸放入容器中，其中將液體染料泵送到經(jīng)軸的中心，離開孔， 并通過織物。噴射染色包括將織物放置在液體染料的高壓、高溫釜中。浴法染色包括將織物浸漬于包含在轉鼓(rotating drum)中的染料浴 中。
這種批量染色法相關的一個問題涉及織物，在將織物制成 所需要的衣服期間，織物被切掉或除去。該被切掉的織物已經(jīng)染色， 因此包括染料的成本。這可導致由批量染色織物制作的衣服的商品成 本增加。批量染色法的另一問題涉及在加工期間需要大量的水，這可 以增加該批量染色織物的商品成本，以及具有對環(huán)境的不利影響和資 源的侵蝕。
在衣服的制作中，批量染色織物的更顯著的問題是消費者 顏色喜好的不可預知性。在衣服行業(yè)，消費者可能從一種顏色改變?yōu)?喜好另一種顏色，這種改變可以導致不需要的著色了的衣服的積壓、 和所需要著色了的衣服的延期交貨狀況。因此，由批量染色織物制作 的衣服，不能證明足以滿足消費者正在提高和改變的需求的靈活性。
對織物染色的其它方法包括將染料印刷到織物的表面上。 這種方法通常用于將裝飾圖案施加到織物的表面上。這種印刷方法包 括絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷。盡管這些方法已經(jīng)證明可用于從一種裝飾圖 案迅速地改變?yōu)榱?一種裝飾圖案，但沒有證明它們可用于織物或者完 成的衣服的批量染色。
也許，對染色織物的一種成本有效的方法是噴霧染色。本 文使用的噴霧染色包括常規(guī)噴霧以及霧化和靜電涂布。然而，噴霧染 色的問題是在衣服的兩面上提供均勻的染色。通常，嘗試實現(xiàn)這種均 勻性需要在非常受控的環(huán)境中在織物或衣服的兩面上進行噴霧染色。 而且，織物或衣服必須在很高的位置上以向織物或衣服中的滲入、另外不存在任何被覆蓋或接受不到噴霧的衣服。這很難實現(xiàn)，更不用說 以成本有效的方式，特別是如果將衣服的兩面進行噴霧染色。
因此，需要一種將纖維素織物，特別是坯布、洗凈或漂白 的織物染色的組合物和相應的方法，以在織物的兩面提供均勻的顏色。 尤其重要的是提供這種組合物，其可以在一個基本噴霧步驟或操作中
不需要受控環(huán)境而將棉染成任何需要的顏色，并且沒有上面提出的放 置織物或衣服的問題，然而染料良好地滲入到織物或衣服。 本發(fā)明概述
本發(fā)明提供了允許對纖維素織物或衣服進行噴霧染色的組合物。
本發(fā)明也提供了允許對纖維素、例如棉、織物或衣服進行 噴霧染色的組合物，使得衣服的兩面具有相同的均勻的顏色或染色。
本發(fā)明進一步提供了允許均勻在織物或衣服的兩表面上 對纖維素織物或衣服進行均勻噴霧染色的組合物。
本發(fā)明更進一步提供了一種組合物，其允許均勻噴霧染色 纖維素織物或衣服的兩面或表面，由此遍及織物或衣服提供更均勾的 染色，使得在織物或衣服的內(nèi)部和表面上的印刷是相同的。
在不太優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明仍進一步提供了組合 物，其允許噴霧染色纖維素織物或衣服的一面，然而給衣服的兩表面 提供均勻的顏色或染色。
本發(fā)明也提供了制備組合物的方法，所述組合物可以通過 噴霧，均勻地對纖維素織物或衣服的兩表面染色。
本發(fā)明的這些及其它優(yōu)點和益處，是通過陰離子型組合物 提供的。該組合物包含潤濕劑、堿、活性染料、水和增稠劑。在本發(fā)明的其它實施方案中，組合物可以包含下列的一種或多種螯合劑、染色均染劑、抗還原劑、消泡劑和氯化鈉。在初期的不太優(yōu)選的實施 方案中，組合物包含潤濕劑、堿、活性染料和水。
本發(fā)明也提供了制備該組合物的方法，其包括首先，將 潤濕劑、螯合劑(如果使用)、染料和水一起混合而形成第一溶液，其 中染料良好地被溶解或被共混，然后將增稠劑加入和混合到第一溶液 中而形成第二溶液。在優(yōu)選實施方案中，形成第二溶液之后，在對織 物涂布第二溶液之前，在30分鐘之內(nèi)，將堿合并到第二溶液中，或與 第二溶液一起獨立地涂布到織物上，優(yōu)選噴霧。堿應該具有大約IO. 5 和大約11.7之間的pH值。優(yōu)選，堿是蘇打灰、碳酸鉀和磷酸鉀的組合。
由下列詳細說明和附加的權利要求，本領域技術人員可以 理解和了解本公開的上述及其它優(yōu)點和特征。 本發(fā)明的詳細說明
本公開提供了組合物，其可以涂布于由纖維素材料制成的 織物或衣服(以下簡稱"織物")。該組合物提供了遍及織物的均勻的 顏色，也就是在織物兩面或表面以及遍及織物?？椢锟梢允峭耆善?的衣服或其一部分，例如但不局限于襯衣(shirt，)、褲子(pant)、 內(nèi)衣(underwear )、女褲(panty )、襪子(sock )、裙子(skirt)、 女夕卜套(dress)、短褲(short)、夕卜套(coat)、套裝(suit)， 圍巾(scarf )、手套(glove )和帽子(hat)和其它服飾品。同樣織 物可以是床單、毛巾、枕頭套或任何其它纖維素制的材料。因此，本 組合物可以高效率地和有效地對纖維素織物進行著色，該纖維素織物 可以與非纖維素織物組合而形成成品衣服，或該纖維素織物可以制成 完全成品的衣服。
術語纖維素具有其常規(guī)含義，因此包括棉和由大約100% 棉制成的織物。纖維素材料可以是坯布、洗凈或漂白的或其任意組合。
本組合物包含潤濕劑或濕潤劑、活性染料、堿、增稠劑和 水。此外，該組合物可以包含下列的一種或多種螯合劑、染色均染 劑、消泡劑、抗還原劑和氯化鈉。在不太優(yōu)選的實施方案中，組合物 可以包含潤濕劑、活性染料、增稠劑和水。在本組合物中，各組分是 陰離子型或非離子型的。
本組合物的潤濕劑將染料輸送到織物中，由此有助于將顏 色固定到基材上。潤濕劑是一種或多種表面活性劑的共混物。表面活 性劑向織物提供洗滌特性(detergent property)。在共混物中的表 面活性劑是陰離子型或非離子型的。此時，相信可以使用任何陰離子 型或非離子型表面活性劑。優(yōu)選的潤濕劑或表面活性劑的共混物具有 硫酸二鈉鹽和磷酸、三鈉鹽。在不太優(yōu)選的實施方案中，潤濕劑可以 是二辛基磺基琥珀酸鈉。
優(yōu)選潤濕劑以基于組合物的總gll,以大約為每升5克 (g/l)至大約40gll的量存在。更優(yōu)選，潤濕劑以基于組合物的總gll 的的大約5gl1至大約20gll的量存在，最優(yōu)選大約5g11。
在本組合物中使用活性染料。活性染料是冷或中間溫度范 圍的活性染料?；钚匀玖鲜窃诳椢锘蛞路信c纖維反應形成共價鍵的 染料。盡管可以使用許多活性染料，但尤其適于對纖維素織物或纖維 例如棉染色的活性染料是偶氮染料、偶氮金屬配合物和二喁噢。優(yōu)選， 染料是偶氮金屬配合物或二嚙溱。
活性染料以基于組合物的總g/I的大約10g/I至大約 80g/I的量存在。精確的染料量是基于所需要顏色的色值和濃度。例 如，用于織物的粉紅顏色需要基于組合物的總g/I大約10g/I至大約 20g/I染料。如果需要的顏色是品藍，染料為基于組合物的總g/I的 大約為40g/I至大約60g/I。
本組合物的所有實施方案都具有堿。本組合物的堿應該具 有大約10. 5和大約11.7之間的pH值。
優(yōu)選堿是液體堿。優(yōu)選液體堿是蘇打灰、碳酸鉀和磷酸鉀 的組合。
在另一個實施方案中，堿可以是硅酸鹽、優(yōu)選硅酸鈉和苛 性堿的組合?？列詨A優(yōu)選氫氧化鈉或碳酸鈉?？列詨A可以是蘇打灰。 硅酸鈉有助于漂白纖維素織物，并且可以穩(wěn)定組合物。如果織物是原 坯織物，優(yōu)選，堿是硅酸鈉和苛性堿的組合，或如果織物是成品織物， 優(yōu)選，苛性堿只是蘇打灰。
在又一個實施方案中，為了獲得明亮和淡的顏色，堿是硅 酸鈉和苛性堿也就是蘇打灰的組合。硅酸鈉和苛性堿的存在比例是大 約2至大約1。因此，2份硅酸鈉要保證有1份苛性堿。
當堿是硅酸鈉和苛性堿的組合或只是苛性堿時，以基于組 合物的總g/I的大約為3g/I至大約20g/I的量存在。更優(yōu)選，堿以基 于組合物的總g/I的大約5g/I至大約15g/I的量存在。對于深色，堿 以基于組合物的總g/I的大約10g/l的量存在。本組合物具有增稠劑。增稠劑對幫助提供在織物或衣服中 的顏色的均染性來說是重要的，尤其在噴霧操作期間。相信增稠劑可 以將染料分子在所噴霧織物上保持在懸浮液中。因此，如果在不存在 增稠劑的條件下達到所需要的顏色的均染性，也許是由于噴霧條件， 可以避免使用增稠劑。在噴霧中使用增稠劑可以控制粘度，確保均勻 噴霧。
本組合物的增稠劑是丙烯酸共聚物、脂族聚酯聚氨酯或聚 丙烯酸酯。增稠劑可以是丙烯酸共聚物。優(yōu)選的丙烯酸共聚物具有大 約2%至大約3%萘酚精(naphthol spirits)。優(yōu)選的增稠劑是以商標 Acraconz FN (Lanxess Corporation of Pittsburgh, PA)銷售的丙 烯酸共聚物。這種共聚物具有7至13%乙氧基化醇、大約1%十六烷和 大約1。/。丙烯酰胺PI， N丙烯酸銨鹽。
增稠劑以基于組合物的總g/I的大約5g/I至大約50g/I 的量存在。最優(yōu)選，增稠劑以基于組合物的總g/I的大約5g/I至大約 20g/I的量存在。
本組合物均具有q. s.量的水。
任選地，本組合物可以具有一種或多種下列組分。第一種 這種任選的組分是螯合劑。螯合劑與本組合物的所有其它組分類似， 是陰離子型或非離子型的組分。對于本組合物的目的，螯合劑對于高 堿性必須是穩(wěn)定的。螯合劑用于從水中除去硬質金屬(hard metal)， 并且防止導致顏色不均勻的沉淀。它還可有助于穩(wěn)定染色浴。因此， 如果在織物或衣服或在水源中不存在礦物質例如硬質金屬，在本組合 物中可以不需要螯合劑。可以在本組合物中使用的螯合劑包括但不局 限于氨基酸衍生物的共混物或二亞乙基三胺五乙酸的五鈉鹽。
當存在螯合劑時，螯合劑以基于組合物的總g/I的大約 lg/I至大約40g/I的量存在。更優(yōu)選，螯合劑以基于組合物的總g/I 的大約lg/I至大約20g/I的量存在，最優(yōu)選大約6g/1。
任選的染料均染劑用于對組合物中的染料提供均勻性。因 此，如果通過組合物本身單獨或與所使用的噴霧法組合實現(xiàn)所需要的 均勻性，就不需要染料均染劑。在本組合物中，由于增稠劑，似乎不 需要染料均染劑。然而，本公開預見了有時可使用染料均染劑的可能 性。
本組合物可以任選地具有消泡劑。當使用噴霧以涂布本組 合物時，消泡劑起到消除所需要的不摻氣液體的作用?？梢栽诒窘M合 物中使用的消泡劑包括但不局限于石油餾分共混物、有機硅、石油 餾分、烴或反應的硅氧烷。優(yōu)選的消泡劑是石油餾分共混物。優(yōu)選消 泡劑以基于組合物的總g/I的大約0. l%g/I至大約0. 5%g/I的量存 在。
本組合物可以任選具有抗還原劑。
為了增加本組合物的效力，可以根據(jù)下列的方法配制和涂 布本組合物。首先，將潤濕劑、螯合劑(如果包括的話)、染料和水 一起混合而形成第一溶液，其使染料良好地溶解或共混于其中。其次， 將增稠劑加入和混合到第一溶液種，優(yōu)選在高速攪拌器中，形成第二 溶液。需要高速攪拌器將增稠劑剪切到共混物中。這種高速混合應該 進行大約五(5)分鐘至大約一(1)小時。而后，可以將堿混合到第二溶 液中?；蛘?，堿可以是獨立的，并且可以在噴頭處與第二溶液合并或 混合。
將堿混合到第二溶液中、或與第二溶液合并之后在三十 (30)分鐘之內(nèi)，必須將組合物涂布到纖維素織物。在涂布到織物或衣 服的三十分鐘之內(nèi)，將堿與第二溶液合并、混合或共混是重要的，這 是由于超過三十分鐘染料分子可能水解。
將本組合物涂布到織物的另一種方法是將所有的組分同 時混合，優(yōu)選在直列式(in-line)噴頭中混合。例如，將每種組分移 動到其中具有拔塞鉆(corkscrew)的套筒中, 一起混合所有的組分， 然后移動到噴頭以將混合的本組合物發(fā)射到織物上。
使用任何噴嘴將組合物噴霧到織物的表面或面上。優(yōu)選， 噴嘴相對于織物的每個表面或面是可移動的，以使組合物的基本上勻 凈的涂層涂布到織物的表面。噴霧染色的一種優(yōu)選的方法是公開在 2003年6月23日申請的U. S.專利申請Ser. No. 10/601， 820中的方法; 本文引入其作為參考。
有利的是，可以在大約一(1)至大約二十(20)秒鐘內(nèi)、優(yōu) 選在大約五(5)至大約二十(20)秒鐘內(nèi)，將組合物通過噴霧涂布到織物 的兩個表面或面上。當然，該時間取決于織物的尺寸，在上述時間范 圍內(nèi)，較大的織物將需要更多的時間，較小的織物需要更少的時間。
應該認識到，本發(fā)明包括任何數(shù)目的噴嘴及其任何的放 置。同樣，噴嘴的頭的尺寸可以變化。
有利的是，以省時高效的方式將本組合物涂布和附著到織 物上。因此，與所有已知存在的染色方法相比較，降低了衣服的成本。
因此，避免了受控環(huán)境的使用且提供了給所有纖維素織物 (包括坯布、洗凈和漂白的纖維素織物)染色的能力的本組合物，由于 可以容易地實現(xiàn)從一種顏色到另一種顏色的快速轉換，因此有利于制 造的靈活性。這顯著的有利于制造商，這是由于它使庫存控制成本和 與現(xiàn)有方法的預染色紗和預染色衣服有關的問題最小化或基本上消除 了這些問題。
本公開的組合物的其它益處包括比已知噴霧染色方法的 耗水量低。同樣，所使用的染料的量小于已知方法的使用量，這是由 于涂布到表面的染料比任何已知的組合物更容易和迅速地滲入。因此， 需要更少染料就可以實現(xiàn)完全染色。通過利用本組合物對纖維素織物 進行噴霧染色所實現(xiàn)的另一個益處是可以有效地和高效率地制備小批 量的某些顏料染色的織物。
但在不太優(yōu)選的實施方案中，可以預期將本組合物僅僅噴 霧到纖維素材料的一個面或表面上，并且通過利用噴霧和在組合物中 的活性染料的混合物，組合物可以滲入通過全部的纖維素材料和另一 面或表面。相信，活性染料的混合物，也就是兩種或多種如上定義的 活性染料，和良好的噴霧條件，將對整體纖維素材料和其兩面上提供 良好的均勻染色，即使僅僅噴霧到纖維素材料的一個表面上。
對織物涂布本組合物的益處是織物具有幾乎類似于織物
固有的高收縮。通過本組合物的涂布獲得這種收縮降低隨后的收縮。 降低隨后的收縮將改進織物的特性。
盡管已經(jīng)參考一個或多個示范性實施方案描述了本公開， 但本領域技術人員可以理解，可以不背離本公開范圍地進行各種改變 和用同等物代替其成分。此外，可以不背離其范圍地進行許多改進， 以使具體狀況或材料適應本公開的教導。因此，本公開不打算限于以 進行本發(fā)明的最佳方式形式所公開的具體實施方案，但本公開將包括 所有落入附加權利要求范圍的實施方案。
權利要求
1. 用于染色纖維素材料的組合物，包含潤濕劑；堿；活性染料；增稠劑；和水，其中潤濕劑、堿、活性染料和增稠劑是陰離子型或非離子型組分，且其中，將組合物噴涂到纖維素材料的表面上，實現(xiàn)活性染料滲入到纖維素材料中，以便獲得遍及纖維素材料的均勻的顏色。
2. 權利要求l的組合物，其中增稠劑是丙烯酸共聚物。
3. 權利要求2的組合物，其中丙烯酸共聚物具有2%至3%萘酚精。
4. 權利要求2的組合物，其中增稠劑以基于組合物的總g/I的 大約5g/l至大約50g/I的量存在。
5. 權利要求l的組合物，其中纖維素材料是棉。
6. 權利要求l的組合物，其中潤濕劑是一種或多種表面活性劑 的共混物。
7. 權利要求6的組合物，其中一種或多種表面活性劑的共混物 包括硫酸二鈉鹽和磷酸、三鈉鹽。
8. 權利要求l的組合物，其中潤濕劑以基于組合物的總g/I的 大約5g/I至大約40g/I的量存在。
9. 權利要求l的組合物，其中堿是蘇打灰、碳酸鉀和磷酸鉀的 組合。
10. 權利要求9的組合物，其中堿以基于組合物的總g/I的大約 3g/I至大約20g/I的量存在。
11. 權利要求1的組合物，其中活性染料以基于組合物的總g/I 的大約10g/I至大約80g/I的量存在。
12. 權利要求l的組合物，其中活性染料是偶氮金屬配合物或二 噁嗪。
13. 權利要求l的組合物，進一步包含螯合劑。
14. 權利要求13的組合物，其中螯合劑以基于組合物的總g/I 的大約lg/1至大約40g/I的量存在。
15. 權利要求l的組合物，進一步包含一種或多種選自消泡劑、 抗還原劑和氯化鈉的組分。
16. 權利要求l的組合物，其中纖維素材料形成基本上選自下列 的服裝乳軍，襯衣，褲子、內(nèi)衣、女褲、襪子、裙子、女外套、短 褲、外套、套裝，圍巾、手套和帽子。
17. 用于染色纖維素材料的組合物，基于組合物的總g〃，包含 大約5g〃至大約40g〃量的潤濕劑；大約3g〃至大約20g〃量的堿； 大約10g〃至大約80g〃量的活性染料；大約5g〃至大約5(^//量的增 稠劑；和余量的水，其中潤濕劑、堿、活性染料和增稠劑是陰離子型 或非離子型的組分。
18. 權利要求17的組合物，進一步包含基于組合物的總g〃的大 約lg〃至大約40g/I量的螯合劑。
19. 權利要求17的組合物，其中堿是蘇打灰、碳酸鉀和磷酸鉀的 組合。
20. 制備用于染色纖維素材料的組合物的方法，包括將潤濕劑、 活性染料和水一起混合而形成良好溶解的溶液；將增稠劑混合到溶液 中，持續(xù)大約五分鐘至大約一小時而形成部分組合物；和將部分組合 物噴霧到纖維素材料上的三十分鐘之內(nèi)，或者將堿混合到或共混到部 分組合物，或者將其與部分組合物合并。
全文摘要
允許對纖維素例如棉、纖維素織物或衣服進行噴霧染色的組合物。該組合物包含潤濕劑、堿、活性染料、增稠劑和水。如下制備本組合物首先，將潤濕劑、活性染料和水一起混合而形成第一溶液，然后，將增稠劑混合到首先溶液中而形成第二溶液，而后，在噴霧涂布到纖維素織物或衣服上之前在30分鐘之內(nèi)將堿混合或合并到第二溶液中。
文檔編號C09B62/00GK101400741SQ200780008843
公開日2009年4月1日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權日2006年1月24日
發(fā)明者M·本瑟姆, R·E·梅 申請人:Hbi品牌服飾企業(yè)有限責任公司