分散性染料组合物、聚酯纤维材料的染色方法以及染色后的聚酯纤维材料

摘要

本发明提供分散性染料组合物，包括染料以及多元胺基化合物，其中多元胺基化合物如式(I)所示：式(I)，其中的R为环己胺基、吗啉基或NH-R’，其中R’为C1-C8烷基，n为4-8的整数。此外，本发明的实施例还提供利用此分散性染料组合物对聚酯纤维材料进行染色的方法，染色后的聚酯纤维材料含有此多元胺基化合物。

说明书

【技术领域】

本发明系涉及聚酯纤维的染色，特别涉及提升聚酯纤维的染色牢度的方 法。

【背景技术】

聚酯纤维在利用分散性染料染色后，分散性染料通常有升华牢度不佳的 问题，因此造成水洗牢度不佳，特别是含有弹性纤维的聚酯纤维纺织品需要 在180℃以上进行高温定型，使得分散性染料的升华牢度不佳的问题更加严 重，因此，传统的聚酯纤维的染色方法所能达到的水洗牢度仅为2-3级。

传统上改善聚酯纤维染色的升华牢度的方法多是通过染料结构的改变， 增进染料与聚酯纤维的结合力，以提高染料的升华牢度。另一种改善聚酯纤 维染色的升华牢度的方法为利用含有二胺类化合物和非离子型界面活性剂 的表面处理剂对聚酯纤维基材进行改质，使得聚酯纤维基材的表面带有胺 基，而可使用酸性染料进行染色，以提高染料的升华牢度。

【发明内容】

本发明使用多元胺基化合物作为染色牢度处理剂，在染色时将染料带入 聚酯纤维内部，此多元胺基化合物对于染料与聚酯纤维皆具有亲和力，可提 升染料与聚酯纤维之间的亲和力，减少染料的升华现象，因此可改善聚酯纤 维染色后的升华牢度、水洗牢度，同时可增加染料的上色率。

本发明的实施例提供分散性染料组合物，包括：1-20重量份的染料， 以及0.01-10重量份的多元胺基化合物，其中多元胺基化合物如式(I)所示：

式(I)中的R为环己胺基、吗啉基或NH-R’，其中R’为C₁-C₈烷基，n为 4-8的整数。

本发明的实施例还提供聚酯纤维材料的染色方法，包括：提供聚酯纤维 材料，以及提供多元胺基化合物和染料，对聚酯纤维材料进行染色步骤，其 中多元胺基化合物如上述式(I)所示，式(I)中的R及n如前述定义。

本发明的实施例还提供染色后的聚酯纤维材料，其系依照如上述的纤维 材料的染色方法进行染色，此染色后的聚酯纤维材料包括：聚酯纤维材料， 以及染料和多元胺基化合物分布在聚酯纤维材料中，其中多元胺基化合物如 前述式(I)所示。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更加明显易懂，以下配合实 施方式，作详细说明如下：

【具体实施方式】

本发明的实施例使用多元胺基化合物作为染色牢度处理剂，在聚酯纤维 或聚酯纺织品染色时添加，聚酯纺织品可含有聚氨酯弹性纤维或不含聚氨酯 弹性纤维，多元胺基化合物可应用在不同色系的单色分散性染料或各种单色 分散性染料的组合，例如红色染料C.I.分散红167(Allilon red 3BRL)、黄色染 料C.I.分散黄64(Allilon yellow 3G)、蓝色染料C.I.分散蓝56(Allilon blue R)、 黑色染料(Allilon Black HW-SE)或前述的组合，多元胺基化合物的分子结构 如式(I)所示：

式(I)中的R为环己胺基、吗啉基或NH-R’，其中R’为C₁-C₈烷基，n为 4-8的整数。

本发明的实施例于聚酯纤维或聚酯纺织品染色时添加多元胺基化合物 作为染色牢度处理剂，多元胺基化合物在聚酯纤维内部形成高分子网状结 构，并且多元胺基化合物在聚酯纤维和染料之间增加了氢键(hydrogen bond) 及范德华力(ven der Waal’s forces)，因此可减少染料升华至聚酯纤维表面， 提升聚酯纤维或聚酯纺织品染色的升华牢度、水洗牢度及上色率。

本发明的实施例使用的多元胺基化合物例如为聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁 基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺]-亚己基 -[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺)](Poly[[6-[(1，1，3，3-tetramethylbutyl)amino]- 1，3，5-triazine-2，4-diyl]-[(2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]-hexamethylene-[ (2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]])，CAS编号：71878-19-8，其分子结构 如下所示：

或聚[(6-吗啉代-1，3，5-三嗪-2，4-二基)-((2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚 胺]-1，6-己二基-((2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺)] (Poly[[6-morpholino-1，3，5-triazine-2，4-diyl][(2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidinyl)i  mino]-1，6-hexanediyl[(2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino]])，CAS编号： 90751-07-8，其分子结构如下所示：

或聚[(6-环己氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基)-((2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚 胺]-1，6-己二基-((2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺)] (Poly[[6-(cyclohexylamino)-1，3，5-triazine-2，4-diyl][(2，2，6，6-tetramethyl-4-piperi  dinyl)imino]-1，6-hexanedivl[(2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino]])，CAS编 号：131290-28-3，其分子结构如下所示：

本发明实施例的聚酯纤维或聚酯纺织品的染色方法为：首先，提供聚酯 纤维或聚酯纺织品，在室温下添加染色助剂，例如分散均染剂ITRI-PH-02， 其主成分为油酸聚乙二醇酯(Polyethylene glycol oleate)，CAS编号： 9004-96-0，以及低泡吸水剂ITRI-W-18-2，其主成分为氨基乙氨基丙基甲基 硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物 (Aminoethylaminopropylmethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer)，CAS编 号：71750-79-3。

接着，在室温下添加多元胺基化合物及染料组成分散性染料组合物，对 聚酯纤维或聚酯纺织品进行染色。在一实施例中，聚酯纤维或聚酯纺织品为 100重量份，染料为1-20重量份，多元胺基化合物为0.01-10重量份，优选 为0.5-5重量份。

从室温下以每分钟升温1℃的速度升温至染色温度120-135℃，染色的 酸碱值为pH3-5，染色反应时间为60分钟。接着，以每分钟降温2-3℃的速 度降温至70℃，排掉染色液，然后加入以NaOH饱和碱液2g和选择性地 使用5克次硫酸氢钠(sodium hydrosulfite；CAS编号：7775-14-6) 加水稀释配制成1升的水溶液作为还原洗溶液，对染色后的聚酯纤维 或聚酯纺织品进行还原洗步骤，上述还原洗溶液用量约为聚酯纤维或聚酯 纺织品重量的20倍，还原洗的温度为80℃，还原洗反应时间为20分钟， 还原洗步骤进行2次后，以清水洗涤聚酯纤维或聚酯纺织品，然后以温度 150-180℃，时间120-180秒对染色后的聚酯纤维或聚酯纺织品进行定型。

以下列举实施例与比较例说明聚酯纺织品的染色方法以及染色牢度、上 色率等物性的比较：

在下述实施例与比较例中，以纤维细度150/288f的聚酯布进行染色， 聚酯布可含有弹性纤维或不含弹性纤维，以聚酯布为基准，使用的染料浓度 为3-5重量百分比(wt％)，添加的染色牢度处理剂多元胺基化合物为0.5-1重 量百分比(wt％)，染色温度为130℃，染色反应时间为60分钟，染色步骤的 升温和降温条件如上所述，染色后进行2次还原洗步骤，还原洗步骤条件如 上所述，然后进行染色的聚酯布的定型，定型步骤条件如上所述。

对各实施例和比较例染色后的聚酯布进行升华牢度和水洗牢度测试，升 华牢度测试标准为AATCC 117方法(180℃*30秒)，水洗牢度测试标准为 AATCC 61-IIA方法。

【实施例1和比较例1】

将含有12.1wt％聚氨酯弹性纤维的聚酯布依上述条件进行染色步骤，使 用的染料为黑色染料(Allilon Black HW-SE)，染料浓度为5wt％，染色的酸 碱值为pH4.2，添加的染色牢度处理剂为聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨 基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺]-亚己基-[(2，2，6，6-四 甲基-4-哌啶基)亚胺)]，CAS编号为71878-19-8，其分子结构如前述，n＝4。 以100重量份的聚酯布为基准，染色牢度处理剂的添加浓度为1wt％。

比较例1使用的染料、染料浓度、聚酯布、染色条件同实施例1，但是 比较例1未添加实施例1使用的染色牢度处理剂。

对实施例1和比较例1染色后的聚酯布进行升华牢度和水洗牢度测试， 结果如表1所列：

表1、实施例1和比较例1的升华牢度和水洗牢度测试结果

  升华牢度级数   水洗坚牢度级数  比较例1   2-3   2-3  实施例1   3-4   3

由表1结果可得知，相比于未添加染色牢度处理剂的聚酯布，添加1wt％ 染色牢度处理剂(CAS编号为71878-19-8)可以将升华牢度从2-3级提升至3-4 级，将水洗牢度从2-3级提升至3级，这表示使用多元胺基化合物作为染色 牢度处理剂具有提升聚酯布染色的升华牢度和水洗牢度的效果。

【实施例2-6和比较例2】

将不含聚氨酯弹性纤维的聚酯布依上述条件进行染色步骤，使用的染料 为黑色染料(Allilon Black HW-SE)，染料浓度为5wt％，实施例2-6染色的酸 碱值分别为pH4.5、4.2、4.0、3.5、3.0，添加的染色牢度处理剂为聚[[6-[(1，1，3，3- 四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺]-亚己 基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺)]，CAS编号为71878-19-8，其分子结构 如前述，n＝4。以100重量份的聚酯布为基准，实施例2-6添加的染色牢度 处理剂的浓度为0.5wt％。

比较例2使用的染料、染料浓度、聚酯布、染色温度条件同实施例2-6， 染色的酸碱值为pH4.2，但是比较例2未添加实施例2-6使用的染色牢度处 理剂。

对实施例2-6和比较例2染色后的聚酯布进行水洗牢度测试，结果如表 2所列：

表2、实施例2-6和比较例2的水洗牢度测试结果

由表2结果可得知，相比于未添加染色牢度处理剂的聚酯布，添加 0.5wt％染色牢度处理剂(CAS编号为71878-19-8)，并且染色的酸碱值为 pH4.5-3.0，可以将聚酯布的水洗牢度提升0.5-1级。

【实施例7-9和比较例3-5】

将不含聚氨酯弹性纤维的聚酯布依上述条件进行染色步骤，实施例7-9 使用的染料分别为红色染料C.I.分散红167(Allilon red 3BRL)、黄色染料C.I. 分散黄64(Allilon yellow 3G)、蓝色染料C.I.分散蓝56(Allilon blue R)，染料 浓度为5wt％，染色的酸碱值为pH4.2，添加的染色牢度处理剂为聚 [[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基) 亚胺]-亚己基-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺)]，CAS编号为71878-19-8，其 分子结构如前述，n＝4。以100重量份的聚酯布为基准，实施例7-9添加的 染色牢度处理剂为0.5wt％。

比较例3-5使用的染料、染料浓度、聚酯布、染色条件同实施例7-9， 但是比较例3-5未添加实施例7-9使用的染色牢度处理剂。

对实施例7-9和比较例3-5染色后的聚酯布进行水洗牢度测试，结果如 表3所列：

表3、实施例7-9和比较例3-5的水洗牢度测试结果

  水洗牢度级数   红色染料   黄色染料   蓝色染料   比较例3-5   2-3   3-4   2-3   实施例7-9   3-4   4   3

由表3结果可得知，针对红、黄、蓝不同色系的染料，相比于未添加染 色牢度处理剂的聚酯布，添加0.5wt％染色牢度处理剂(CAS编号为 71878-19-8)可将聚酯布的水洗牢度提升0.5-1级，这表示使用多元胺基化合 物作为染色牢度处理剂适用于多种色系的染料。

【实施例10-12和比较例6】

将含有12.1wt％聚氨酯弹性纤维的聚酯布依上述条件进行染色步骤，使 用的染料为黑色染料(Allilon Black HW-SE)，以100重量份的聚酯布为基准， 实施例10-12添加的染料浓度分别为5、3、1wt％，染色的酸碱值为pH4.2， 实施例10-12添加的染色牢度处理剂为聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨 基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚胺]-亚己基-[(2，2，6，6-四 甲基-4-哌啶基)亚胺)]，CAS编号为71878-19-8，其分子结构如前述，n＝4。 以100重量份的聚酯布为基准，实施例10-12添加的染色牢度处理剂为 0.5wt％。

比较例6使用的染料、染料浓度、聚酯布、染色条件同实施例10，但 是比较例6未添加实施例10-12使用的染色牢度处理剂。

对实施例10-12和比较例6染色后的聚酯布进行上色率测试，上色率测 试使用的检测仪器为datacolor SF600，上色率测试结果如表4所列：

表4、实施例10-12和比较例6的上色率测试结果

由表4结果可得知，相比于未添加染色牢度处理剂的聚酯布，且染料浓 度为5wt％，添加0.5wt％染色牢度处理剂(CAS编号为71878-19-8)可将聚酯 布的上色率提升90％以上。即使将染料浓度降低为3wt％，添加0.5wt％染 色牢度处理剂的聚酯布的上色率仍较未添加染色牢度处理剂且染料浓度为 5wt％的聚酯布的上色率提升17％以上，这表示使用多元胺基化合物作为染 色牢度处理剂可有效地提升上色率。

虽然本发明已披露优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何本 发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作 任意更改与润饰。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书限定的范围 为准。