專利名稱：纖維處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少溶紡纖維素纖維原纖化傾向的方法。
眾所周知，纖維素纖維可通過把纖維素溶于適當溶劑中的溶液擠出于一紡絲凝固浴而制得。上述方法被稱為“溶液紡”，所紡得的纖維素纖維被稱為“溶液紡”纖維素纖維或溶紡纖維素纖維(lyocell fibre)。溶紡纖維素纖維應(yīng)區(qū)別于由其它已知方法所制得的纖維素纖維，這些方法依賴于形成可溶的纖維素衍生物以及隨后的分解，再生出纖維素的過程，例如，粘膠法。溶液紡方法的一個例子記載于美國專利號US-A-4,246,221的專利文獻上，本發(fā)明參照使用了其中所述的內(nèi)容。將纖維素溶于例如一種叔胺N-氧化物的水溶液中，例如，溶于N-甲基嗎啉N-氧化物的水溶液中。然后，將形成的溶液通過一合適的模子擠壓入一水浴，以制得纖維長絲束，該纖維長絲束經(jīng)水洗去除溶劑，然后進行干燥。
纖維會顯示出原纖化的傾向，特別是在濕的狀態(tài)下經(jīng)受機械應(yīng)力時。當纖維結(jié)構(gòu)在徑向斷裂時，就會發(fā)生原纖化，即有細小的原纖從纖維上部分地脫離下來，使該纖維或含有該纖維的織物，例如機織物或針織物，產(chǎn)生毛茸狀外觀。含有該原纖化纖維的染色織物易產(chǎn)生一種“霜花”般外觀，這從美學上來說是不希望的。據(jù)認為，這種原纖化是由于纖維在處于濕的狀態(tài)或溶脹的狀態(tài)下受到機械摩擦而引起的。濕的加工方法，例如，染色工序，將不可避免地會使纖維受到機械的摩擦。而高溫、長時間的處理通常使原纖化程度加劇。溶紡纖維素纖維比起通常其它的纖維素纖維來，其對于所述的摩擦特別敏感，因此常更易原纖化。
本發(fā)明涉及一種對溶紡纖維素纖維進行處理的方法，由此減少或抑制其原纖化的傾向。但是發(fā)現(xiàn)，這樣的一些處理方法可例如，通過使纖維脆化，對纖維的機械性能如對其強度和延伸性產(chǎn)生有害的影響，或?qū)w維或織物的特別是可染性等加工性能產(chǎn)生有害的影響。很難找到這樣一種纖維的處理方法，它既可以令人滿意地減少原纖化的傾向，同時又可避免如上所述的有害影響。
背景技術(shù)：
EP-A-538,977專利文獻公開了一種可減少原纖化傾向的溶液紡纖維素纖維制備方法，在該方法中。用一具有2-6個可與纖維素反應(yīng)的官能團的化學試劑處理纖維。該化學試劑可以是一個多鹵化的多氮化合物、或是一包含具有二個或二個以上的乙烯砜基團的多氮化合物環(huán)的化合物或是它們的先驅(qū)物。可用所述化學試劑的水溶液處理未經(jīng)干燥或予先干燥形式的纖維。該化學試劑的水溶液可由添加碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉而帶微堿性。然而發(fā)現(xiàn)，當用所述鹵化的多氮化合物類化學試劑處理溶液紡纖維素纖維時，在洗、燙含有該經(jīng)處理的纖維的織物時，所觀察到的原纖化傾向減少的趨勢就會失去。這些試劑與纖維素反應(yīng)，形成多種芳香族或脂族酯的基團，而這些基團被認為在織物的加工及洗燙過程中會化學水解。公布于1994年10月27日的WO-A-94/24343號專利也公開了一種與其非常相似的方法。
FR-A-2,273,091專利公開了一種可減少原纖化傾向的富纖粘膠纖維的制備方法。在該方法中，用一種至少含有兩個丙烯酰胺基的交聯(lián)劑和一堿性催化劑，在100℃的溫度下，處理初級膠態(tài)的富纖粘膠纖維。優(yōu)選的交聯(lián)劑有1，3，5-丙烯酰胺基六氫-1，3，5-三嗪和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。但是，該方法并沒有改善纖維的染色親和性。FR-A-2,273,091專利公開的方法有這樣一個缺點，即，須處理5-15分鐘。在一個生產(chǎn)線的速度通常在10-100m/min范圍的纖維生產(chǎn)廠家中，如此長的處理時間是不可接受的，特別是，如果欲加工的纖維是以未切短的絲束的狀態(tài)進行加工時，尤其如此。發(fā)明的揭示本發(fā)明的一個目的是，提供一種可減少溶紡纖維素纖維原纖化傾向的方法，所述方法可在纖維工廠生產(chǎn)條件下快速地進行。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種可減少溶紡纖維素纖維的原纖化傾向的方法，經(jīng)此方法處理的纖維在其后的如洗滌、染色、洗燙等濕加工處理過程中可保留抗原纖化的能力。
本發(fā)明的再一目的是，提供一種改善可染性的溶紡纖維素纖維。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種可減少溶紡纖維素纖維原纖化傾向的方法，其特征在于，(1)將一含有溶解于其中的無機堿和一含有多個丙烯氨基的化學試劑的水溶液施加至苯干燥狀態(tài)的纖維，溶液中該化學試劑的丙烯酰胺基的平均數(shù)為2.1；(2)加熱加有化學試劑的纖維，使纖維和化學試劑發(fā)生反應(yīng)。
合適的無機堿的例子有氫氧化鈉，硅酸鈉，及磷酸三鈉(正磷酸三鈉)，這些可優(yōu)先使用。也可使用堿的混合物，例如，使用氫氧化鈉和磷酸三鈉的混合物。
所述的化學試劑最好具有三個丙烯酰胺基(-NHCOCH＝CH2基團)，優(yōu)選的是，1，3，5-丙烯酰胺基六氫化-1，3，5-三嗪?？梢哉J為，纖維素分子中的羥基由于邁可爾加成反應(yīng)而與化學試劑中的丙烯酰胺基反應(yīng)，由此纖維素分子產(chǎn)生交聯(lián)。所述的溶液通常每升含有5-50g，較好的是含有10-20g的化學試劑。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，這類化學試劑易在堿性水溶液中發(fā)生水解，特別是在高的pH值過長時間的存儲時，或當使用時間過長時，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，如果水解過度，以致水溶液中每分子的丙烯酰胺基的平均數(shù)小于約為2時，則由此化學試劑處理所提供的防止原纖化的作用就很小或沒有。每分子中的丙烯酰胺基的平均數(shù)也可稱為該試劑的功能度。該數(shù)最好至少在2.2，更好的是至少為2.5。對一具有三個丙烯酰胺基的試劑來說，理想的是，所述試劑的功能度接近3。但在實際上，溶液中的水解會使該功能度不大于2.9或2.7。更進一步發(fā)現(xiàn)，最初僅含有二個丙烯酰胺基的化學試劑比起最初含有三個或更多的丙烯酰胺基的化學試劑來，其減少原纖化傾向的效果要差些。
含有堿和化學試劑的溶液的pH值最好在11-14的范圍，更好的是在11.5-12.5的范圍。人們發(fā)現(xiàn)，如果pH低于上述優(yōu)選的范圍，則反應(yīng)速率將太低。人們又發(fā)現(xiàn)，如果所述的pH高于上述優(yōu)選的范圍，則化學試劑中功能基團的水解速率將太快。應(yīng)選擇該溶液中元機堿的濃度，以調(diào)節(jié)溶液的pH在所需的數(shù)值。溶液中的無機堿的濃度通常在從約1-約100g/l范圍，較好地，對如磷酸三鈉的微堿溶液來說，約為20-50g/l，對如氫氧化鈉那樣的強堿溶液來說，約為2-10g/l的范圍。
用本發(fā)明的方法處理的纖維通常含有，0.25～3％(固著在纖維素上的化學試劑重/晾干纖維重)重量的化學試劑。固著的化學試劑的量可由例如對該纖維的氮的含量的測定而求得。令人驚奇的發(fā)現(xiàn)是，化學試劑的固著量低至0.25-1％，就可防止纖維的原纖化。這一點是特別有利的，因為，用于本發(fā)明的化學試劑通常是昂貴的，減少其使用量是所希望的。可以預(yù)期，化學試劑的固著量為0.4-0.8％提供了一種防止原纖化和高成本之間的有利均衡。還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的方法處理的纖維總的來說，染料親和力至少和未處理纖維的一樣高。這一點是值得注意的，因為交聯(lián)劑處理一般會降低纖維素纖維的可染性能。進一步地、且令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，含有1-3％試劑固著量的纖維比起未處理的纖維來，對某些直接染料或活性染料有較高的可染性，而這是有利的。
本發(fā)明因此又提供了一種用于增加溶紡纖維素纖維可染性的方法，其特征在于，(1)將一含有溶解于其中的無機堿和一含有多個丙烯酰胺基的化學試劑的水溶液施加至未干燥狀態(tài)的纖維；(2)加熱加有化學試劑的纖維，使纖維和化學試劑發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)此反應(yīng)，有1-3％(重量)的化學試劑固著在纖維素上。(按晾干的纖維重量計)本發(fā)明所用的水溶液還可含有硫酸鈉，濃度最好為10-50g/l(按無水鹽重量計)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，硫酸鈉的加入可促進該化學試劑和纖維素反應(yīng)的效率及/或速率。
本發(fā)明的方法可由將溶紡纖維素纖維通過一含有無機堿及化學試劑的循環(huán)浴進行。在該循環(huán)浴中，化學試劑可能易于水解，因此水浴體積應(yīng)盡量地小。或者，可在將溶液施加至纖維之前，才將分開的無機鹽溶液和化學試劑溶液混和，然后用浸軋、噴施等方法將其加到纖維上或者可將二種溶液分別加到纖維上。這個步驟的較好做法是，將一種溶液例如以循環(huán)浴或浸軋或噴施的方法加到纖維上，然后還可以加以擰絞擠出過多的液體，接著用浸軋或噴施方法將另一種溶液加到纖維上。這兩種溶液先后加到纖維上的順序可以是任意的。如果使用硫酸鈉的話，這兩種溶液都可含有硫酸鈉。溶液溫度的選擇要滿足化學試劑須以溶解的狀態(tài)加到所述纖維上的要求，溫度通常在室溫至60℃的范圍。
將化學試劑的溶液加到纖維上后，由于纖維素分子中通常存在的羧酸基團的緩沖作用，與纖維接觸的液體的pH往往低于加液前的溶液的pH值。因此，無機堿溶液和化學試劑溶液加到纖維上后，與纖維接觸的液體的pH值不一定是在加到纖維之前的單一總?cè)芤旱膬?yōu)選的pH范圍之內(nèi)。如果使用了分別施加兩種溶液的方法，含有無機堿和具有多個丙烯酰胺基的化學試劑的水溶液的pH定義為兩種溶液按施加到纖維上去的比例的混和物的pH值。
所述的元機堿和化學試劑的水溶液加到纖維上后，對濕潤的纖維作固著處理，使纖維和化學試劑發(fā)生反應(yīng)。熱處理的溫度被認為是在固著過程中所達到的最高溫度。該溫度通常至少約50℃，也可能至少約為80℃，也可能高至約100℃，或更高至約140℃。經(jīng)溶液處理過的纖維最好用蒸汽或微波方法進行加熱，加熱溫度應(yīng)超過施加溶液步驟的溫度，以引起纖維素與化學試劑之間的反應(yīng)。一般不采用干燥加熱的方法。整個處理(加液及固著)的時間一般少于3分鐘，較好的是少于2分鐘，更好的是少于1分鐘。這么短的處理時間是本發(fā)明的一個特別優(yōu)點。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是所述化學試劑的有效使用。
根據(jù)本發(fā)明的方法，纖維用化學試劑的堿性溶液處理之后，經(jīng)洗凈、干燥。所述洗凈步驟最好包括稀酸水溶液的水洗，使干燥纖維的pH在約4.5-6.5的范圍。
本發(fā)明還提供了一種原纖化傾向很小的溶紡纖維素纖維的制備方法，所述方法包括以下步驟(a)將纖維素溶解于溶劑中形成溶液，所述溶劑與水是相溶的；
(b)將溶液通過一模子擠出，形成纖維母體；(c)將該纖維母體通過至少一個水浴除去溶劑，生成纖維；(d)將一含有溶解于其中的無機堿和一含有多個丙烯酰胺基的化學試劑的水溶液加到纖維上，溶液中每分子化學試劑的丙烯酰胺氨基的平均數(shù)至少為2.1；(e)在至少低為50℃的溫度加熱纖維，引發(fā)該化學試劑和纖維的反應(yīng)；(f)洗滌纖維；(g)干燥纖維。
步驟(c)結(jié)束和步驟(d)及步驟(e)中的纖維為濕的纖維，其吸水率一般在120-150％間。
本發(fā)明還提供了一種可減少溶紡纖維素纖維原纖化傾向的方法，其特征在于，用一水溶液中的無機堿和一含有多個丙烯酰胺基的化學試劑，在至少50℃下處理潮濕狀態(tài)的纖維。加到纖維之前溶液的pH值在11.5-14的范圍，優(yōu)選的在11.75-12.5的范圍。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是，本發(fā)明的方法可以在生產(chǎn)溶紡纖維素纖維的工廠設(shè)備上以生產(chǎn)線的速度進行，也就是說，本方法可以應(yīng)用于處于拉伸狀態(tài)的纖維絲束。在早期階段，特別是在干燥的纖維素纖維或由其制得的織物，例如機織物或針織物的濕加工之前，該纖維可以得到保護，而不致原纖化。所述的濕加工包括洗滌、染色及洗燙。
以下以實施例說明本發(fā)明。如下所述，測定材料原纖化程度的方法為試驗方法1，測定材料原纖化傾向的方法為試驗方法2或2A。試驗方法1(原纖化的測試)對于原纖化的測試，尚無一個普遍為人們可接受的標準方法。下述方法用于測試原纖化指數(shù)(F.I.)。將許多試樣按原纖化程度的大小排成系列。對各試樣的纖維切出一標準長度，然后計數(shù)該標準長度的纖維上原纖(伸出該纖維主體的細毛絨)的根數(shù)。再測得每根原纖的長度，然后將原纖數(shù)目乘以原纖的平均長度得出一人為的數(shù)值。顯示最高乘積值的纖維被認定為原纖化最大的纖維，并規(guī)定其原纖化指數(shù)為10。完全未原纖化的纖維的原纖化指數(shù)規(guī)定為0，其余的纖維根據(jù)顯微鏡測量并計算的該數(shù)值，則排在0-10之間。
然后，將上述測得的纖維構(gòu)成一標準級別。為測定任何其它的纖維試樣，在顯微鏡下將5-1 0根纖維與標準級別的纖維進行目測比較。接著，將對各纖維作目測所測得的數(shù)取平均值，以得出試樣的原纖化指數(shù)?？梢钥吹剑繙y測量和取平均值的過程數(shù)倍地快于實際的測量，而且發(fā)現(xiàn)，一個熟練的纖維技術(shù)人員在對纖維進行這種測定等級方面，結(jié)果是穩(wěn)定的。
一般來說，纖維的F.I.指數(shù)為約2或更大的織物通常顯示了“霜花”般的外觀。理想的織物，包括洗燙織物中的纖維，F(xiàn).I.指數(shù)為1或更小，優(yōu)選的是0.5或更小。試驗方法2(原纖化的引發(fā))A)洗滌處理將1 g纖維放入一個長約25cm，直徑約4cm的容量約為250ml的不銹鋼園筒中。加入50ml含有2g/l的Detergyl FS955(一種購自ICIplc的陰離子型洗滌劑，Detergyl為商標名)和2g/l的碳酸鈉的常用洗滌溶液，用一螺旋蓋密封。在95℃下，將該密封的園筒作60次/分的翻轉(zhuǎn)60分鐘。然后，用熱水及冷水漂洗經(jīng)過洗滌的纖維。
混合機處理將0.5g洗滌過的纖維切成5-6mm長，并分散于500ml的室溫水中，將上述的纖維及水放入家用混合機(分散機)中，以12000rpm的轉(zhuǎn)速運行約2分鐘。然后，收集纖維，干燥，使用測試方法1測定纖化原纖化程度。試驗方法2A(原纖化的引發(fā))本方法與試驗方法2相同，但省去了洗滌處理(A)。試驗方法3(纖維處理)下述的一般過程用于評價纖維處理的條件。將纖維素在N-甲基嗎啉N氧化物(NMMO)水溶液中的纖維素溶液擠出于紡絲凝固水浴中，形成1.7分特的溶紡纖維素的長絲，水洗該長絲直至其基本上不含有NMMO。如下所述，將含上述潮濕的纖維素長絲或纖維在一含1，3，5-三丙烯酰胺基-六氫化-1，3，5-三嗪(TAHT)和堿的熱水浴中迅速通過，再用0.5ml/l的醋酸水溶液漂洗后干燥。試驗方法4(纖維處理)下述的一般過程用于評價纖維處理的條件。將一纖維素N-甲基嗎啉N氧化物(NMMO)水溶液中的的溶液擠出于一紡絲凝固水浴中，以形成1.7分特的溶紡纖維素的長絲，水洗該長絲直至其基本上不含有NMMO。然后，使上述潮濕的纖維素長絲通過一含有1，3，5-三丙烯酰胺基六氫化-1，3，5-三嗪(TAHT)和堿(有時還有硫酸鈉)的加液裝置。該纖維長絲在進入將TAHT固著于纖維上的蒸汽環(huán)境之前，先在一壓輥間隙中進行擠壓。如無特別的說明，在蒸汽中處理的時間為1-2分鐘。然后用水洗滌或稀酸繼以水洗滌該纖維長絲，除去任何不需要的化學處理劑。試驗方法5(TAHT的濃度及功能度的測量)下述方法可用來測量含有TAHT及其水解產(chǎn)物的水溶液中每分子丙烯酰胺基團平均數(shù)(功能度)，以及用于測量該水溶液中的TAHT的濃度。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，TAHT的UV光譜顯示了在195和230nm處的吸收峰，而其水解產(chǎn)物的UV吸收峰在195nm。吸收光譜測量可用含有5-20mg/lTAHT的溶液，在10mm的長度上方便地進行。濃度過高的話，可在測量之前，用水稀釋。水溶液中TAHT的濃度可通過其在230nm測得的吸收與使用已知濃度的TAHT純水溶液所獲得的校準線作比較而確定。實驗發(fā)現(xiàn)，含TAHT及其水解產(chǎn)物的溶液的平均功能度可由下式估算F＝(A230/A195－0.057)/0.1423式中，F(xiàn)表示功能度，A230和A195分別表示在230和195nm處所吸收。
其它具有多個丙烯酰胺基的化學試劑的濃度和功能度，都可用類似設(shè)計的實驗上證明有效的方法來測量。實施例1根據(jù)試驗方法4處理潮濕的纖維素長絲(1.7分特)。此長絲然后以134g/min的速度通過一含有1，3，5-三丙烯酰胺基-六氫化-1，3，5-三嗪(TAHT)、硫酸鈉(標稱20g/l)及磷酸三鈉(TSP)的水浴。使用一直列的高剪切混合器/泵，對該水浴加入TAHT固體(3.4gl/min，以試驗方法5的方法測得TAHT的功能度)和TSP(5.8g/min)及氫氧化鈉溶液(5％溶液)，以維持該水浴的穩(wěn)定狀態(tài)(TAHT濃度在10.8-16.0g/l，TSP濃度在15.8-20.5g/l，溫度為46-51℃，pH在11.6-12.0)。該纖維在接受飽和蒸汽處理2分鐘之前，先在一壓輥間隙中進行擠壓。然后，水洗并干燥該纖維，根據(jù)測試方法1及2測得其原纖化傾向。用Kjeldahl氮分析法測得固著的TAHT的量。其結(jié)果示于表1。
表1操作時間，分 功能度 TAHT％owf 原纖化指數(shù)0 2.53 0.6 0.340 2.42 0.8 0.180 2.43 0.9 0.3120 2.36 0.7 0.5160 2.60 0.7 0.5
(owf＝以纖維重量計，即經(jīng)處理的晾干纖維的重量計，以下同)可以看到，在這些處理條件下，固著的TSHT的量低至0.6％時，仍可非常好防止原纖化。實施例2可選用的堿本實施例按試驗方法4進行，只是水浴中含TAHT的濃度為158/1和不同的堿。其具體情況列于表2表2
表2說明，在本發(fā)明的方法中可使用多種堿。固著效率表示為粘結(jié)至晾干纖維上的化學試劑與加液后存在于纖維上的化學試劑量之比。實施例3采用試驗方法3，用的是80℃的含有40g/l的TAHT和30g/l的TSP(正磷酸三鈉)的水浴，纖維在浴中通過30秒。在有一組試驗中，水浴另外再加50g/l的硫酸鈉十水合物(元明粉)。以表3所述的各種方法再處理纖維30秒鐘。用試驗方法2引發(fā)原纖化，用試驗方法1測定原纖化。其結(jié)果示于表3。
表3
(R.H.＝相對濕度)在本實驗中，不論是否使用了硫酸鈉，只要使用了TAHT，都觀察到原纖化傾向為零。硫酸鈉的添加只增加TAHT的固著程度。實施例4在80℃下，將含有40g/l的TAHT和一無機堿的水溶液浸軋到潮濕溶紡纖維素纖維上，然后在98℃、100％R.H.的條件下蒸汽處理該纖維1分鐘，用0.5ml/l的醋酸水溶液漂洗，干燥。用試驗方法2引發(fā)原纖化，再用試驗方法1測定原纖化。其結(jié)果示于表4。
表4堿 濃度 pHNa2SO4TAHT F.I.
g/l g/l對照 - - - 0.00 6.2TSP 30 11.9 0 2.65 1.0TSP 30 - 50 3.13 0.2NaoH 10 13.4 0 2.70 0.0NaoH 20 13.7 0 2.54 0.6在上述所有的情況中，都可看到原纖化傾向大幅度地減少。實施例5使用氫氧化鈉。使用一含TAHT(15g/l)及各種濃度的氫氧化鈉(見表5)50℃的水浴，采用試驗方法4。
表5氫氧化鈉 TAHT，％owf 固著效率，％g/l2 0.25 283 0.42 633.50.51 614 0.55 744.50.74 745 0.73 646 0.53 64實施例6潮濕纖維素纖維的長絲(1.7分特)以134g/min的速度通過一含有1，3，5-三丙烯酰胺基-六氫化-1，3，5-三嗪(TAHT)(起始濃度17g/l)、硫酸鈉(起始濃度17g/l)及氫氧化鈉(起始濃度3.5g/l)的水浴(溫度52-56℃，pH12.0-12.4)。除了由于TAHT的水解產(chǎn)生的條件之外，為保持試驗過程中的恒定條件，對循環(huán)液加入固體試劑和氫氧化鈉溶液。用試驗方法5測定溶液中的TAHT的功能度。該纖維在進入2分鐘飽和蒸汽之前在壓輥間隙中受到擠壓。然后水洗、干燥該纖維，用試驗方法1及2測得其原纖化。用Kjeldahl氮分析法測得固著的TAHT的量。其結(jié)果示于表6。
表6
在這些條件下，TSHT在最初幾分鐘之后，在處理浴中產(chǎn)生嚴重的水解，因此較長處理時間的試樣代表了比較的試樣。通過處理獲得的防止原纖化的性能隨操作時間的增加而減少。后幾個試樣的原纖化指數(shù)太高，這是不可接受的，盡管纖維上固著了相當多量的TAHT。應(yīng)該指出，TAHT的固著量(小于1％)較低，得到的盡管是更高的FI指數(shù)，這從商業(yè)觀點來說仍是需要的。實施例7本試驗用于測試汽蒸時間的影響。實施試驗方法4之后，再繼以用一含有TAHT(15g/l)和磷酸三鈉(20g/l)的溶液進行處理。其結(jié)果給出于表7。
表7汽蒸時間，秒 固著效率，％60 4877 5592 62108 65126 65結(jié)果表明，在該處理條件下，汽蒸時間達90秒以上時固著效率達到平穩(wěn)的數(shù)值。在汽蒸之前用快速預(yù)熱絲束，或使用微波，可獲得更短的固著時間。實施例8使用微波的固著在50℃下，用一含有TAHT(15g/l)和磷酸三鈉(20g/l)的溶液實施試驗方法4。試樣作批樣處理，并用700W的微波爐取代汽蒸，作各種時間的固著。其結(jié)果給出于表8。
表8
使用以纖維重量計低至0.6％的TAHT固著量，就可以獲得優(yōu)異的原纖化抑制效果。實施例9
使用含TAHT和磷酸三鈉的水溶液實施試驗方法4。在盡量減少TAHT水解的條件下加入TAHT、磷酸三鈉，氫氧化鈉以維持該水浴濃度和pH在穩(wěn)定狀態(tài)(12.8-13.9g/l TAHT，20.3-26.0g/ITSP，pH11.79-11.95)。
浸漬過溶液的纖維通過一壓輥間隙以擠壓出過多的液體，然后通過一填塞箱使纖維卷曲，折疊進入一蒸汽箱(J-箱)。試驗開始后7.5分鐘，將一個蒸汽管聯(lián)結(jié)至該蒸汽箱，第二根蒸汽管在試驗開始后14分鐘聯(lián)結(jié)至該蒸汽箱。操作20分鐘后，蒸汽箱內(nèi)的溫度始終保持在約100℃，該溫度用熱電偶在箱內(nèi)各點測量。纖維在汽蒸箱內(nèi)的停留時間約為10-15分鐘。系統(tǒng)穩(wěn)定之后，在不同操作時間下取樣的纖維試樣的試驗結(jié)果示于表9。
表9
實施例10用試驗方法3處理潮濕纖維素纖維。使用一系列TAHT溶液濃度以得到一系列TAHT在纖維上的固著量。在80℃的溫度下，以20∶1的液-物比率，用20g/l的TPS，在John Jefferies Hank染色機上進行處理30分鐘。經(jīng)處理纖維的物理性能示于表10。
表10
結(jié)果顯示，隨著溶液中TAHT水平的增加，強度和斷裂伸長減少很小。從紡織品的應(yīng)用來說，這樣小的減小是可以接受的。值得提出的是，隨著TAHT的固著量的增加，吸水性增加。這可能表示了溶脹狀態(tài)下的纖維的交聯(lián)增加了干燥的纖維在再潮濕處理時的吸水性能。這種控制吸水性能的能力是本發(fā)明的一個優(yōu)點。實施例11實施試驗方法4(2.1-1.5g/l TAHT，標稱的20g/l TSP，pH11.84-11.49)用TAHT處理潮濕纖維素纖維，使纖維樣品含有1.6～2.0％的TAHT固著量。將這些試樣纖維紡成紗，再將這些紗織成織物。按下述條件，用直接染料將上述織物試樣及一對照試樣染色。
液-物比率為10∶1，液溫為50℃，染料量以纖維重量計為3％。將織物浸入染浴10分鐘。加入NaCl至4g/l，運轉(zhuǎn)10分鐘。升高溫度至95℃，保持30分鐘再加入NaCl至20g/l，運轉(zhuǎn)30分鐘。冷卻至80℃保持10分鐘，運轉(zhuǎn)15分鐘。用熱、冷水漂洗織物，離心脫水，干燥。
在整個染色過程中取出染浴液體試樣，作可見光譜分析確定染料上染率。染料在染浴中的消耗量與其起始用量的百分比表示為上染率的結(jié)果，示于表11。
表11
在這些及其它的一些試驗中，經(jīng)處理的和未經(jīng)處理的溶紡纖維素的染料上染率是相似的。其主要的不同之處在于色澤的深度。在許多的例子中，經(jīng)處理的溶紡纖維素纖維的色色澤深于未經(jīng)處理的溶紡纖維素纖維(吸收了更多的染料)。這對降低成本及加深染色色澤來說都是有利的。
可用相對顏色深度值(Q-值)定量地描述較深的色澤。Q-值為試樣與一特別的標準試樣作比較所得的相對顏色深度，所述的標準試樣的顏色色澤深度定為100。表面的色澤深度可以表示為在400-700nm范圍K/S的積分值，其中K為吸收系數(shù)，S為散射系數(shù)。K/S可從表面上的一特定波長的反射值計算得到。K/S的積分值正比于與織物上的染料固著量。對用一種染料染色的織物作顏色比較時，一般來說，Q值在5％或以上的差異將構(gòu)成肉眼觀察上的明顯差異。表12給出了這些Q-值，且這些Q-值是以TAHT處理的試樣與相應(yīng)的未處理的試樣作比較的來說的。上染率表示織物上的染料與染浴中的起始量之比。
表12
可以看到，在若干例子中，用本發(fā)明方法處理的溶紡纖維素纖維的染色色澤要深于未經(jīng)處理的纖維，這通常與染料的吸收量大有關(guān)。實施例12采用試驗方法3，用TAHT處理絲束狀的潮濕溶紡纖維素纖維，使纖維上固著不同的TAHT量。以相似方式用TAHT處理干燥的溶紡纖維素纖維。處理是在80℃的溫度下，以22∶1的液-物比率，用20g/l的TPS，在一臺John Jefferies Hank染色機上進行30分鐘。用直接綠26(1％owf)對試樣進行染色，對經(jīng)染色的試樣測其相對于標準的未經(jīng)處理的、予干燥過的溶紡纖維素纖維的Q-值。其結(jié)果示于表13。
表13
結(jié)果顯示，經(jīng)TAHT處理的干燥纖維的染色色澤都淡于經(jīng)TAHT處理的潮濕纖維。同樣，所有以潮濕纖維狀態(tài)作TAHT處理的纖維的染色色澤都要深于未作TAHT處理的對照試樣。實施例13按照試驗方法4(2.1-1.5g/l TAHT，標稱的20g/l TSP，pH11.84-11.49)，用TAHT處理潮濕纖維素纖維。得到含1.6-2.0％TAHT固著量的纖維試樣。將這些試樣纖維紡成紗，再將這些紗織成織物。將上述織物試樣及由未經(jīng)處理的溶紡纖維素纖維制得的織物用活性染料染色。染色條件如下在25℃開始染色(用占纖維重量1.1％的染料)運轉(zhuǎn)10分鐘 試樣1保持升溫至80℃30分鐘，分批加入Na2SO4試樣2運轉(zhuǎn)20分鐘，加入Na2CO3，保持10分鐘試樣3運轉(zhuǎn)15分鐘 試樣4運轉(zhuǎn)45分鐘 試樣5
在不同的時間取出織物試樣，冷水漂洗去皂。用可見光譜法測定各種液體中的染料量。從殘留于染浴中的染料量求得染料從染浴進入纖維的百分比，并將該值視作上染率。漂洗后、且經(jīng)去皂后仍殘留于纖維上的染料百分數(shù)可由可見光譜的相對色強的測定測得。其結(jié)果示于表14。
表14
使用普施安黃(Procion Yellow)HE4R和普施安紅(Procion Red)HE7B所得的結(jié)果是典型的。(Procion為ICI plc的商標名)。染料的上染速率對TAHT處理的織物來說是更快的，且上染率繼續(xù)至一更高的水平。二種織物上染料的固著量是相似的，但是，經(jīng)TAHT處理的織物的最終固著量高于對照的溶紡纖維素纖維的織物。
如上可見，經(jīng)TAHT處理的織物比對照試樣顯示了更高的染料使用效率。而且，經(jīng)TAHT處理的織物染色的色澤較對照試樣更深。鑒于TAHT處理的織物上染速率更快，因此染色時間會更短。
權(quán)利要求
1.一種減少溶紡纖維素纖維原纖化傾向的方法，其特征在于，(1)將一包含有溶解于其中的無機堿和一含有多個丙烯酰胺基的化學試劑的水溶液加到潮濕狀態(tài)的纖維上，溶液中每分子化學試劑的丙烯酰胺基的平均數(shù)為2.1；(2)加熱加有化學試劑的纖維，使纖維和化學試劑發(fā)生反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在反應(yīng)之后，所述的纖維含有0.25-1％(重量)的固著于該纖維上的化學試劑，該百分數(shù)是基于晾干纖維重量計的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在反應(yīng)之后，所述的纖維含有0.4-0.8％(重量)的固著于該纖維上的化學試劑，該百分數(shù)是基于晾干纖維重量計的。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，溶液中每分子的化學試劑的丙烯酰胺基的平均數(shù)至少為2.5。
5.一種用于增加溶紡纖維素纖維的可染性的方法，其特征在于，(1)將一含有溶解于其中的無機堿和一含有多個丙烯酰胺基的化學試劑的水溶液加到潮濕狀態(tài)的纖維；(2)加熱加有化學試劑的纖維，使纖維和化學試劑發(fā)生反應(yīng)，使得1-3％(重量)的化學試劑固著至纖維素上，該百分數(shù)是基于晾干纖維重量計的。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述溶液含有5-50g/l的化學試劑。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述化學試劑是1，3，5-三丙烯酰胺基-六氫化-1，3，5-三嗪。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述無機堿是正磷酸三鈉。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述溶液的pH在11-14的范圍。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述溶液另含有10-50g/l按硫酸鈉十水合物計算的硫酸鈉。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述加熱過程中的溫度范圍在約80-100℃。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述溶液施加過程和加熱過程所需的全部時間少于2分鐘。
全文摘要
溶紡纖維素纖維的原纖化傾向可由該纖維在潮濕狀態(tài)在較高溫度下與一具有多個丙烯酰胺基的化學試劑溶液反應(yīng)而減少。該溶液中每分子化學試劑的丙烯酰胺基的平均數(shù)至少為2.1。與纖維反應(yīng)的化學試劑量可低至以晾干纖維計的0.25-1％(重量)。溶紡纖維素纖維在潮濕狀態(tài)下，與一具有多個丙烯酰胺基的化學試劑溶液反應(yīng)，在化學試制固著于纖維上的量達1～3％(重量)(基于晾干纖維的重量)的條件下可增加溶紡纖維素纖維的染料親和力。
文檔編號D06M11/38GK1146223SQ9519256
公開日1997年3月26日 申請日期1995年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月15日
發(fā)明者C·D·波特, P·多布森 申請人:考脫沃茲纖維(控股)有限公司