專利名稱：用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的技術(shù)涉及用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑。
背景技術(shù)：
染色是向織物或其它材料賦予顏色的過程。大部分染料得自天然或人造來源。天然染料典型地得自礦物來源、或動物或織物材料。典型地通過化學(xué)合成生產(chǎn)人造染料，或者可以通過對天然染料的化學(xué)改性制造人造染料。相比于天然染料，人造染料通常實(shí)現(xiàn)了更寬的顏色范圍并且通常更加穩(wěn)定。不同種類的染料用于不同類型的織物纖維以及織物制造過程的不同階段，從松散、的纖維，到紗線和布，以及成衣。例如，丙烯酸類纖維，典型地用堿性染料染色；尼龍和蛋白質(zhì)纖維如羊毛和絲綢，典型地用酸性染料染色；而聚酯紗線，典型地用分散性染料染色。棉纖維、紗布和成衣，用一系列染料類型染色，包括類似于天然染料的甕染料，以及新式的、人造的染料，如反應(yīng)性染料和直接染料。

發(fā)明內(nèi)容
概沭在一個實(shí)施方案中，本公開描述了一種用于提高染料堅(jiān)牢度(即，染料在被染色制品中的保持力)的試劑。一方面，所述試劑可以包含具有至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠與纖維或染料分子形成至少一種相互作用。另一方面，所述試劑可以包含具有至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠形成至少一種被設(shè)計(jì)成將染料分子結(jié)合到纖維上的鍵。在另一個實(shí)施方案中，本公開描述了一種用于提高染料堅(jiān)牢度的方法。一方面，所述方法可以包括，在如上所述用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑的存在下，將至少一種纖維暴露在至少一種被設(shè)計(jì)成改變纖維的顏色的染料中。在又一個實(shí)施方案中，本公開描述了一種被染色制品。一方面，所述被染色制品可以包含纖維、染料和所述用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，在所述試劑中，所述化合物的官能團(tuán)與所述纖維或所述染料形成至少一種相互作用或至少一種鍵。前述的概述僅僅是說明性的，并且不意圖以任何形式成為限制性的。除上述說明性的方面、實(shí)施方案、和特征之外，其它的方面、實(shí)施方案、和特征通過參考以下的詳細(xì)描述也變得明顯。
_9]附圖
簡要說明圖I提供了一種具有結(jié)合在其上的染料分子的纖維的說明性實(shí)施方案的示意圖。圖2A和2B提供了一種纖維、染料分子、和能夠提高染料堅(jiān)牢度的試劑的說明性實(shí)施方案的示意圖。詳細(xì)描沭導(dǎo)言和定義
在以下的詳細(xì)描述中參考了附圖，所述附圖形成了本說明書的一部分。在附圖中，除非在上下文中另有規(guī)定，否則相似的符號通常標(biāo)志著相似的部分。在詳細(xì)描述、附圖、和權(quán)利要求中描述的說明性的實(shí)施方案不意在具有限制性?？梢岳闷渌鼘?shí)施方案，且在不脫離在此提出的主題的精神或范圍的情況下，可以做出其它的改變。容易理解，如在此概述及在圖中說明的本公開的方面，可以以廣泛的各種不同結(jié)構(gòu)被安排、取代、組合、分離、以及設(shè)計(jì)，所有這些均在此被明確地預(yù)期。在此描述的實(shí)施方案涉及用于提高染料在被染色制品中的保持力的試劑。染料被保持的能力典型地稱為“染料堅(jiān)牢度”。染料堅(jiān)牢度通常指染料在被染色制品中被保持的程度。例如，染料堅(jiān)牢度可以指染料對于經(jīng)過例如洗滌或磨損和/或?qū)獾谋┞抖鴱谋蝗旧破访撾x和/或隨時(shí)間流逝降解的抵抗能力。染料堅(jiān)牢度典型地用作定性的術(shù)語?！皥?jiān)牢”的染料通常在被染色制品中很好地保持，并且對于經(jīng)過洗滌、磨損、或光照中一種以上作用而脫離和/或降解具有抵抗性?！安粓?jiān)牢”的染料通常被染色制品中不能很好地保持，并且經(jīng)過洗滌、磨損、或光照中一種以上的 作用，容易脫離和/或降解。提高染料堅(jiān)牢度的試劑可以增加染料分子與制品中的纖維結(jié)合的傾向。染料分子可以通過多種機(jī)制與制品中的纖維結(jié)合，所述機(jī)制包括但不限于氫鍵鍵合、范德華相互作用、偶極-偶極相互作用、相互作用、離子鍵鍵合以及共價(jià)鍵鍵合。用于對制品(例如，纖維素纖維，如棉、人造纖維、亞麻、苧麻等)染色的普通類型的染料是通常所說的“直接染料”。直接染料是一類典型地在熱的水溶液中施用在制品上的染料。直接染料在所有染料中屬于最便宜的，這便于它們的應(yīng)用。然而，關(guān)于堅(jiān)牢度，直接染料和其它弱結(jié)合的染料往往表現(xiàn)得相當(dāng)差。例如，不經(jīng)適當(dāng)?shù)暮筇幚?，直接染色的衣服將隨著每次洗滌而一點(diǎn)點(diǎn)地“滲色”，失去它們的亮度并損害在同一桶中被洗的其它的衣物。直接染料僅僅通過被稱為直接染色力的性質(zhì)松散地與纖維分子結(jié)合，直接染色力是染料與制品的纖維不通過強(qiáng)鍵如共價(jià)鍵相結(jié)合的趨勢。不限于一種理論的情況下，直接染色力被認(rèn)為是范德華力和氫鍵鍵合的組合的結(jié)果。直接染色力的強(qiáng)度通常隨著染料分子尺寸的增加而增加。即，典型地可以通過增加染料分子的尺寸增加染料的堅(jiān)牢度。如此，為了實(shí)用，直接染料典型地必須是相對大的分子。然而，由于染料分子含有更多能夠吸收額外的光波長的部分，所以大染料分子傾向于產(chǎn)生暗淡的顏色。也可以通過使用與纖維反應(yīng)并與纖維形成一種以上鍵的染料，提高染料的堅(jiān)牢度。例如，纖維反應(yīng)性染料與纖維反應(yīng)并且良好地保持在纖維中，所述染料傾向于具有更明亮的色彩，因?yàn)樗鼈冇奢^小的分子構(gòu)成。然而，纖維反應(yīng)性染料典型地比染料如直接染料昂貴太多，而且并非所有染料均可以被制成為纖維反應(yīng)性的。用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑本公開涉及能夠提高染料堅(jiān)牢度的試劑。在一個實(shí)施方案中，用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑可以包含具有至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠與纖維和/或染料分子形成至少一種相互作用或至少一種鍵?？梢栽O(shè)計(jì)所述相互作用或鍵，以將染料分子結(jié)合到纖維上。在一個實(shí)施方案中，所述試劑可以包含具有至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠與纖維和/或染料分子上的部分反應(yīng)或相互作用以使染料分子結(jié)合或聯(lián)結(jié)到纖維上。一方面，在試劑和纖維或染料分子之間的相互作用或鍵可以是物理鍵(bond)或化學(xué)鍵。在一個實(shí)施方案中，所述試劑和纖維或染料之間的相互作用或鍵可以是以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)氫鍵、范德華相互作用、共價(jià)鍵、離子鍵或它們的組合。一方面，可以將染料分子結(jié)合至纖維的試劑能夠通過增加纖維和染料之間的結(jié)合強(qiáng)度提高染料堅(jiān)牢度。另一方面，如本文所述的試劑能夠促進(jìn)較小的染料分子作為直接染料的實(shí)際應(yīng)用?？梢酝ㄟ^一種以上在此所述的試劑變得對纖維堅(jiān)牢的這樣的小染料，能夠?qū)⒅苯尤玖系某杀拘屎透嘿F的纖維反應(yīng)性染料的亮度及堅(jiān)牢度結(jié)合在一起。一方面，所述用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑中包含的化合物可以包含至少一種第4族元素或第14族元素。第4族元素包括鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)。第14族元素包括硅
(Si)、鍺(Ge)、和錫(Sn)。這樣，所述化合物可以包含硅、鍺、錫、鈦、鋯、或鉿中至少一種。在一個實(shí)施方案中，所述化合物可以包含硅或鈦中至少一種。
在一個實(shí)施方案中，包含于所述化合物中的至少一種官能團(tuán)可以具有與作為纖維和/或染料的一部分的至少一種部分或至少一種官能團(tuán)形成至少一種相互作用或至少一種鍵的趨勢。包含于所述化合物中的至少一種官能團(tuán)可以與纖維和/或染料的部分或官能團(tuán)形成至少一種相互作用或至少一種鍵，并且所述相互作用或鍵可以是物理的或化學(xué)的相互作用或鍵。例如，且并非限定性地，所述官能團(tuán)能夠與纖維或染料中的部分或官能團(tuán)形成物理的或化學(xué)的鍵或相互作用。在一個實(shí)施方案中，所述物理鍵或相互作用可以是氫鍵或范德華相互作用。在一個實(shí)施方案中，所述化學(xué)鍵或相互作用可以是共價(jià)鍵或離子鍵。在另一個實(shí)施方案中，包含于所述化合物中的至少一種官能團(tuán)可以是前體，所述前體可以轉(zhuǎn)化成這樣的官能團(tuán)，該官能團(tuán)具有趨向于與纖維和/或染料中的部分或官能團(tuán)形成至少一種相互作用或至少一種鍵的趨勢。一方面，所述的至少一種官能團(tuán)可以是氫、羥基、鹵素、氨基、硫羥(thiol)、烷基、烯基、炔基、烴氧基(alkoxide)、或芳基的至少一種。所述“鹵素”可以是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或砹(At)。在另一個實(shí)施方案中，所述鹵素可以是氯(Cl)或溴(Br)。在又一個實(shí)施方案中，所述鹵素可以是氯(Cl)。所述“氨基”可以指含有具有孤對電子的基礎(chǔ)氮原子和通過共價(jià)鍵連接在該氮原子上的兩個氫原子的化合物和/或官能團(tuán)。氨基中的至少一個氫原子可以被取代基如烷基、芳基、氣等取代。所述“硫羥”可以指由硫-氫鍵(-SH)構(gòu)成的化合物和/或官能團(tuán)。硫羥是醇基(-0H)的硫類似物。硫輕也稱為巰基或硫醇(mercaptans)。所述“烷基”可以指直鏈的或支鏈的飽和烴基團(tuán)，其通常具有特定的碳原子數(shù)(即，例如CV6烷基指具有I、2、3、4、5或6個碳原子的烷基，而CV12烷基指具有I、2、3、4、5、
6、7、8、9、10、11或12個碳原子的烷基)。烷基的實(shí)例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、戍_1_基、戍_2_基、戍-3-基、3-甲基丁 -1-基、3-甲基丁 _2_基、2_甲基丁 -2-基、2,2,2-二甲基乙-I-基、正己基等。所述“烯基”可以指具有一個以上不飽和碳-碳雙鍵，且通常具有2至20個碳原子、2至16個碳原子、2至12個碳原子、2至8個碳原子或2至4個碳原子的直鏈或支鏈的烴鏈。在一個實(shí)施方案中，所述烯基可以具有直鏈的或支鏈的，或環(huán)狀的或無環(huán)的結(jié)構(gòu)。稀基的實(shí)例包括但不限于乙稀基、1_丙稀_1_基、1_丙稀~2~基、2_丙稀-I-基、I- 丁稀 _1-基、1_ 丁稀 ~2~ 基、3- 丁稀-I-基、3- 丁稀 ~2~ 基、2- 丁稀-I-基、2- 丁稀 ~2~ 基、2-甲基-I-丙稀-I-基、2-甲基-2-丙稀_1-基、I，3- 丁二稀-I-基、I，3-丁二稀~2~基等。
所述“炔基”可以指具有一個以上碳-碳三鍵，且通常具有特定的碳原子數(shù)的直鏈或支鏈的烴鏈。炔基的實(shí)例包括但不限于乙炔基、I-丙炔-I-基、I-丙炔-2-基、2-丙炔-I-基、I- 丁炔-I-基、I- 丁炔-2-基、3- 丁炔-I-基、3- 丁炔-2-基、2- 丁炔-I-基、2-丁炔-2-基、2-甲基-I-丙炔-I-基、2-甲基-2-丙炔-I-基等。所述“烴氧基”可以指具有I至20個碳原子、I至16個碳原子、I至12個碳原子、I至8個碳原子或I至4個碳原子的烴氧基(alkoxy)。在一個實(shí)施方案中，所述烴氧基可以具有直鏈的或支鏈的，或環(huán)狀的或無環(huán)的結(jié)構(gòu)。烴氧基的實(shí)例包括但不限于甲氧基、乙、氧基、丙氧基、丁氧基、戍氧基、燒基_0_、烯基-O-、塊基-0等。所述“芳基”可以分別指一價(jià)或二價(jià)芳族基團(tuán)，包括5-元和6-元單環(huán)芳族基團(tuán)，其可以含有0至4個獨(dú)立地選自氮、氧和硫的雜原子。單環(huán)狀芳基的實(shí)例包括但不限于苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、噁唑基、異噁唑基、吡啶基、吡嗪基、噠嗪基、嘧啶基等。所述芳基還包括二環(huán)基團(tuán)、三環(huán)基團(tuán)等，包括如上所述的稠合的5元環(huán)和6元環(huán)。多環(huán)芳基的實(shí)例包括但不限于萘基、聯(lián)苯基、蒽基、芘基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并二噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、苯并噻吩基、喹啉基、異喹啉基、吲哚基、苯并呋喃基、嘌呤基、吲嗪基等。所述芳基可以于任何環(huán)原子處連接至母基團(tuán)或基體，除非這樣的連接將違反價(jià)態(tài)的要求。同樣地，所述芳基可以包含一種以上的非氫取代基，除非這樣的取代將違反價(jià)態(tài)的要求。有用的取代基包括但不限于烷基、烯基、炔基、鹵代燒基、齒代稀基、齒代塊基、環(huán)燒基、環(huán)稀基、燒氧基、環(huán)燒氧基、燒酸基、環(huán)燒酸基、環(huán)稀酸基、燒氧基擬基、環(huán)燒氧基擬基、以及如上文定義的齒素、以及輕基、硫輕、硝基、氣基、燒基氣基和_■燒基氣基。在一個實(shí)施方案中，如上所述的氨基、烷基、烯基、炔基或烴氧基可以包含一個以上的非氫!取代基。有用的取代基包括但不限于燒基、稀基、塊基、齒代燒基、齒代稀基、齒代塊基、環(huán)燒基、環(huán)稀基、燒氧基、環(huán)燒氧基、燒酸基、環(huán)燒酸基、環(huán)稀酸基、燒氧基擬基、環(huán)燒氧基擬基、以及如上文定義的齒素、以及輕基、硫輕、硝基、氣基、燒基氣基和~■燒基氣基。在一個實(shí)施方案中，用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑中包含的化合物可以由式I表示，MRn式I在式I的化合物的一方面，M可以表示第4族元素或第14族元素，R表示-X或-L-X，其中X獨(dú)立地表示氫、羥基、鹵素、氨基、硫羥、烷基、烯基、炔基、烴氧基、或芳基，而L獨(dú)立地表示亞燒基、亞烯基、亞炔基、或烯化氧(alkylene oxide),且n是2至20之間的數(shù)值。在式I中，M可以是娃、鍺、錫、鈦、錯、或鉿。在另一個實(shí)施方案中，M可以是硅或鈦。在式I中，X可以是氫、羥基、鹵素、氨基或烴氧基。在另一個實(shí)施方案中，X可以是氫、羥基、氯、氨基或具有I至8個碳原子的烴氧基。在又一個實(shí)施方案中，X可以是氫、羥基、氯、氨基或具有I至4個碳原子的烴氧基。
在式I中，L的亞烷基、亞烯基、亞炔基或烯化氧可以包含一個以上的非氫取代基。有用的取代基包括但不限于燒基、稀基、塊基、齒代燒基、齒代稀基、齒代塊基、環(huán)燒基、環(huán)稀基、燒氧基、環(huán)燒氧基、燒酸基、環(huán)燒酸基、環(huán)稀酸基、燒氧基擬基、環(huán)燒氧基擬基、以及如上文定義的齒素、以及輕基、硫輕、硝基、氣基、燒基氣基和~■燒基氣基。在式I中，L可以是亞烷基或烯化氧。在一個實(shí)施方案中，L可以是具有I至8個碳原子的亞烷基或具有I至8個碳原子的烯化氧。在又一個實(shí)施方案中，L可以是具有I至4個碳原子的亞烷基或具有I至4個碳原子的烯化氧。在式I中，n的范圍可以是2至15，2至10，2至6或2至4。在另一個實(shí)施方案中，m可以是2，4或6。在一個實(shí)施方案中，由式I表示的化合物可以是原硅酸酯、原鈦酸酯或原鋯酸酯。在另一個實(shí)施方案中，由式I表示的化合物可以是原硅酸酯或原鈦酸酯。在又一個實(shí)施方案中，由式I表示的化合物可以是原硅酸四烷基酯或原鈦酸四烷基酯。在又一個實(shí)施方案中，式I表示的化合物可以是原硅酸四烷基酯或原鈦酸四烷基酯，其中，所述烷基獨(dú)立地具有I至8個碳原子以及直鏈的或支鏈的，或環(huán)狀的或無環(huán)的結(jié)構(gòu)。在又一個實(shí)施方案中，式I表示的化合物可以是原硅酸四烷基酯或原鈦酸四烷基酯，其中，所述烷基獨(dú)立地具有I至4個碳原子以及直鏈的或支鏈的，或環(huán)狀的或無環(huán)的結(jié)構(gòu)。在一個實(shí)施方案中，用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑中包含的化合物可以由式II表
/Jn o
權(quán)利要求
1.一種用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，所述試劑包含具有至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠與纖維或染料分子形成至少一種相互作用或至少一種鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述相互作用或鍵是氫鍵、范德華相互作用、共價(jià)鍵或離子鍵的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述化合物包含第4族元素或第14族元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述化合物包含硅、鍺、錫、鈦、錯、或鉿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述官能團(tuán)是氫、羥基、齒素、氣基、硫輕、燒基、稀基、塊基、經(jīng)氧基、或芳基。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述化合物由下式表示 MRn 式I 其中，M表示第4族元素或第14族元素；R表示-X或-L-X，其中X獨(dú)立地表示氫、羥基、齒素、氣基、硫輕、燒基、稀基、塊基、芳基、或經(jīng)氧基，且L獨(dú)立地表不亞燒基、亞稀基、亞炔基、或烯化氧；且n是2至20之間的數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，式I中的M表示硅、鍺、錫、鈦、錯、或鉿的至少一種，而式I中的R獨(dú)立地表示氫、輕基、鹵素、氨基或烴氧基。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述由式I表示的化合物是原硅酸酯、原鈦酸酯或原鋯酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述化合物由下式表示 R R R I 「I 1 _ I R—M -T- (..)—M——(J—M—RILI JnIRRR 式Ii 其中，M表示第4族元素或第14族元素；R獨(dú)立地表示-X或-L-X,其中X獨(dú)立地表示氧、輕基、齒素、氣基、硫輕、焼基、稀基、塊基、芳基、或徑氧基，且L獨(dú)立地表不亞焼基、亞稀基、亞炔基、或烯化氧；且n表示0至50之間的數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，式II中的M表示硅、鍺、錫、鈦、錯、或鉿的至少一種，而式II中的R獨(dú)立地表示氫、輕基、鹵素、氨基或徑氧基。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述化合物由下式表示.K,ItR! !! TIi;II't> a .j .-fx d... I . . ..cy' I ^l\ Dl一 ^ I■iI.1I #§i:l I-I I'IJI焉—^.一 .+ IPPP 式III其中，R獨(dú)立地表示-X或-L-X，其中X獨(dú)立地表示氫、輕基、齒素、氨基、硫輕、烷基、烯基、塊基、芳基、或經(jīng)氧基，且L獨(dú)立地表不亞燒基、亞稀基、亞塊基、或稀化氧；且q表不O至50之間的數(shù)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述纖維包含羥基或氨基。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述纖維是纖維素纖維或動物纖維。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述染料包含羥基或氨 基。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述染料是直接染料。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，所述試劑還包含催化劑，所述催化劑被設(shè)計(jì)成用于催化在所述化合物與所述染料或所述纖維之間的所述相互作用或鍵的形成。
17.一種用于提高染料堅(jiān)牢度的方法，所述方法包括 在如權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑的存在下，將至少一種纖維暴露在被設(shè)計(jì)成改變所述纖維的顏色的染料中。
18.一種被染色的制品，所述被染色的制品包含纖維、染料和如權(quán)利要求I所述的用于提高染料堅(jiān)牢度的試劑，其中，所述試劑中的所述化合物的所述官能團(tuán)與所述纖維和所述染料形成至少一種相互作用或至少一種鍵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠提高染料堅(jiān)牢度的試劑。所述試劑包含包含至少一種官能團(tuán)的化合物，所述至少一種官能團(tuán)能夠與纖維或染料分子形成至少一種相互作用或至少一種鍵。同樣，本發(fā)明提供了一種使用所述試劑以提高染料堅(jiān)牢度的方法和一種包含所述試劑的被染色制品。
文檔編號D06P1/38GK102741356SQ201080063043
公開日2012年10月17日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者崔東勛 申請人:高麗大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)