專利名稱：含群青藍顏料的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及含群青藍(ultramarine blue, UMB)顏料的經(jīng)藍色紡液染 色的(blue d叩e-dyed)聚氨酯纖維，所述聚氨酯纖維是通過在紡絲工藝之 前將群青藍顏料添加到聚氨酯聚合物中而制得的。更具體而言，使用 如下群青藍，該群青藍是經(jīng)酸性溶液或堿性溶液而被表面處理的，或 者該群青藍是通過使用等離子體裝置或電暈裝置的電化學法而被表面 處理的。本發(fā)明的使用這種顏料制備的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維， 顯示等于或小于-2.0的M值，具有類似于常規(guī)聚氨酯纖維的基本性質(zhì) (包括強度和伸長率)，并具有優(yōu)越的耐洗性，約為4-5級。
背景技術：
為了給聚氨酯彈性纖維著色，將聚氨酯樹脂與著色劑在液相中混 合，或?qū)⒕郯滨渲c著色材料在固相中混合。然而，在聚氨酯彈性 纖維著色過程中的嚴重問題是，不能使聚氨酯著色成所需的顏色，并 且對制造聚氨酯彈性纖維的方法的使用還存在限制。
韓國未審專利申請公布號2002-0092588公開了使用炭黑的經(jīng)黑色 紡液染色的聚氨酯纖維。在韓國未審專利申請公布號2001-0025956中， 在實現(xiàn)與預定顏色相配的顏色(即光亮度和色度)方面，以及另外在顯示 均勻顏色方面，認為經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維的制造是困難的。
另外，韓國未審專利申請公布號2003-0095101公開了使用藍色酞 菁顏料的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯彈性纖維。然而，在該情況下，因 為酞菁顏料本身是昂貴的并且是有機物，所以在制備聚氨酯用于干紡 時，用作涂料的有機材料中的一部分溶于所使用的溶劑中，在純化和 回收溶劑的過程中不利地污染聚合設備。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題
因此，針對相關技術領域中發(fā)生的上述問題，進行了本發(fā)明，本 發(fā)明提供了經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，其通過如下制造將群青 藍顏料添加到聚氨酯聚合物中以賦予藍色。因而，通過使用酸性溶液 或堿性溶液的水溶液處理，或通過使用等離子體裝置或電暈裝置的電 化學處理，對所添加的群青藍進行表面改性，由此獲得均勻的并具有 深色的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維。
另外，本發(fā)明提供了經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯紗，所述聚氨酯紗 能夠使用酸性染料或分散染料來展現(xiàn)深色，并且當所述聚氨酯紗與尼 龍紗或聚酯紗進行混合編織時，該聚氨酯紗能夠展現(xiàn)優(yōu)越的耐洗性。
技術方案
根據(jù)本發(fā)明，基于聚氨酯的固體含量，經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維
可以包括0.03 10重量％的群青藍，其中使用酸性溶液或堿性溶液，
或通過使用等離子體裝置或電暈裝置的電化學法，對所述群青藍進行 表面處理。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，因為通過酸處理或堿處理、或使用等離子體裝置或 電暈裝置對群青藍進行表面改性，所以群青藍表面的官能團被改性， 使得群青藍表面被活化，因而增加了其對于聚氨酯樹脂的親合力，從 而能夠制造具有良好顏色、高質(zhì)量和深色的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯 纖維。由此制造的經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維，即使在與尼龍紗或聚酯 紗進行混合編織、然后進行染色以具有藍色時，也能夠?qū)崿F(xiàn)濃染色
(concentrated dyeing)禾卩高而寸洗性。
具體實施方式
在制備本發(fā)明的聚氨酯中有用的是，如本領域中已知的，通過將 有機二異氰酸酯與聚合物二醇反應以制備聚氨酯前體，將該聚氨酯前
體溶于有機溶劑中，然后將聚氨酯前體溶液與二胺和單胺反應，從而
制得鏈段(segment)聚氨酯。
用于本發(fā)明中的有機二異氰酸酯的實例包括4,4'-二苯基甲垸二 異氰酸酯、1,5'-萘二異氰酸酯、1，4'-苯撐二異氰酸酯、己二異氰酸酯、 1,4'-環(huán)己垸二異氰酸酯、4，4'-二環(huán)己基甲垸二異氰酸酯和異戊二烯二異 氰酸酯，它們可以單獨使用，或以其中兩種或多種的混合物形式使用。
聚合物二醇的實例包括聚四亞甲基醚乙二醇、聚丙二醇和聚碳 酸酯二醇。二胺用作鏈轉(zhuǎn)移劑，其實例包括乙二胺、1,2'-丙二胺、己 二胺、二甲苯二胺、4,4'-二苯基甲烷二胺和肼，它們可以單獨使用，或 以其中兩種或多種的混合物形式使用。
作為另外的填充材料，有用的是紫外線穩(wěn)定劑、抗氧化劑、抗NOx 發(fā)黃劑、防粘劑、染料增強劑、抗氯劑或消光劑，通過使用分布器來 分散它，其可以以具有均勻初級粒度的狀態(tài)使用，所述分布器為例如 磨碎球磨機或砂磨機。
聚氨酯的溶劑的例子為N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、 四甲基脲和六甲基磷酰胺。
本發(fā)明的特征在于，向由此制備的聚氨酯聚合物中添加群青藍顏 料，然后進行紡絲工藝，由此制造經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維。
在本發(fā)明中，對紡絲方法沒有特別限制，可以使用干紡、濕紡或 熔紡，但不使用化學紡絲法。特別有用的是干紡。
在使用水溶液或通過電化學法對群青藍進行表面處理的情況下，群青藍表面的官能團被改性，從而增加了其對于聚氨酯的親合力。另 外，因為群青藍的比表面增大或其表面是活化的或特定的，所以本發(fā) 明的群青藍在以與一般群青藍相同的量使用時，可以有利地顯示更高 濃度的顏色。
通常，不像其它無機顏料，群青藍是一類硅酸鹽，組成為
3NaAlSi04Na2S2，是顯示深藍色的粉狀顏料。
在本發(fā)明中，群青藍顏料的量可以根據(jù)類型、粒度和比粘度而改 變，但是優(yōu)選設在基于最終聚合物的固體含量為0.03重量％至10重量 %的范圍內(nèi)。當所述量小于0.03重量％時，顏色濃度降低，并且紗的顏 色變得不均勻。另一方面，當所述量超過10重量％時，作為彈性纖維 的性能損失，并且由于使用所述無機材料而引起齒輪泵的磨損、管中 的延遲、和不良的紡絲可加工性。
在本發(fā)明中，顏料的粒度優(yōu)選為001 pm至100 pm。當顏料的粒 度小于0.01 pm時，顏料可以有效分散在溶劑或聚合物中，但是可以在 回收溶劑的過程中與N,N'-二甲基乙酰胺一起通過高壓空氣而來回收。 另一方面，當顏料的粒度超過100^n時，顏料顆粒聚集，不能獲得均 勻的顏色，而且可加工性劣化。
在群青藍顏料的情況下，不像染料或有機顏料，所述群青藍顏料 由無機材料組成，因而具有高的耐溶劑性。這對于通過干紡制造的聚 氨酯彈性纖維是非常重要的因素。 一般地，在回收溶劑如N，N'-二甲基 乙酰胺的過程中，其最外層用有機材料涂布的有機顏料是不利的，這 是因為所述有機材料可以容易地溶于溶劑中，當從紡絲室回收所述溶 劑時，該有機材料被一起回收，并與另外的溶劑混合，然后再使用， 這嚴重污染了用于生產(chǎn)彈性纖維的全部設備。
實施例通過下列實施例和比較例可以獲得對于本發(fā)明的更好理解，所述 實施例和比較例是說明性的，而不應當解釋對本發(fā)明的限制。
實施例1
為了制造經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，使用粒度為約10 pm的 經(jīng)預處理的群青藍顏料。使用蒸餾水來洗滌所用的群青藍顏料，以從 其表面除去雜質(zhì)，并使用離心分離器來分離蒸餾水和顏料。將這個程 序重復三或四次，并且將顏料在干燥爐中完全干燥。此后，為了增加 其對聚氨酯聚合物的親合力，將干燥的群青藍用10。/。CH2CHCOOH處 理24小時，用蒸餾水洗滌數(shù)次，在9(TC完全干燥，然后使用。
將基于最終聚合物的固體含量重量為0.3重量。/。的群青藍顏料(C丄 顏料藍29)與制備的聚氨酯聚合物混合并且攪拌，由此獲得粘度為4000 泊的聚合物。將所述聚合物通過典型的干紡法紡絲，從而制造40旦的 經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維。將由此制造的經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維與 預先染藍色的聚酰胺紗編織，其后測量耐洗性。
/c'l 勺 大鵬詞Z
用與實施例1相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維，然后將 其與預先染藍色的聚酯紗編織，以獲得交織物，其后測量耐洗性。
實施例3
用與實施例1相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯，不同之處在 于以基于最終聚合物的固體含量為2.0重量％的量添加群青藍。將制造 的經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維與預先染藍色的聚酰胺紗編織，其后測量 耐洗性。
實施例4
用與實施例3相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維，然后將 其與預先染藍色的聚酯紗編織，以獲得交織物，其后測量耐洗性。實施例5
用與實施例1相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯，不同之處在
于將群青藍用1N的K0H進行表面處理，然后以基于最終聚合物的固 體含量為2.0重量％的量添加群青藍。將由此制造的經(jīng)紡液染色的聚氨 酯纖維與預先染藍色的聚酰胺紗編織，其后測量耐洗性。
實施例6
用與實施例5相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維，然后將 其與預先染藍色的聚酯紗編織，以獲得交織物，其后測量耐洗性。
實施例7
通過下列方法使用等離子體裝置對群青藍進行表面改性。對于等 離子體，在氮氣氛中使用射頻等離子體(TegalPlasmod)，并且將電極之 間的距離設為50mm，其后將約200 mg的群青藍放置在陪替氏培養(yǎng)皿 (Petri dish)中，然后以13.56 MHz的頻率處理5 min。將經(jīng)處理的群青 藍浸在1NK0H溶液中，并由此接枝，以便穩(wěn)定其活化的基團。以基 丁取^冬豕iet ，j trj回'i傘'3里乂、j厶u里里7o trj — 里.孫> "i」出見^j:理h'、j石千百監(jiān)，出 此制造聚氨酯彈性纖維。除上述程序之外，遵循與實施例1中相同的 程序。將由此制造的經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維與預先染藍色的聚酰胺 紗編織，其后測量耐洗性。
實施例8
用與實施例7相同的方式制造經(jīng)紡液染色的聚氨酯纖維，然后將 其與預先染藍色的聚酯紗編織，以獲得交織物，其后測量耐洗性。
比較例1
用與實施例1相同的方式制造聚氨酯纖維，不同之處在于不使用 群青藍顏料。將制造的聚氨酯纖維與聚酰胺紗編織，然后用酸性染料(藍 色)染色。比較例2
用與實施例1相同的方式制造聚氨酯纖維，不同之處在于不使用 群青藍顏料。將制造的聚氨酯纖維與聚酯紗編織，然后用分散染料(藍 色)染色。
比較例3
用與實施例3中相同的方式制造聚氨酯纖維，不同之處在于當制
造聚氨酯彈性纖維時，添加未經(jīng)表面處理的群青藍。將制造的聚氨酯 纖維與聚酰胺紗編織，然后用酸性染料(藍色)染色。
比較例4
用與實施例1相同的方式制造聚氨酯纖維，不同之處在于使用酞 菁顏料代替群青藍顏料。將制造的聚氨酯纖維與聚酯紗編織，然后用 分散染料(藍色)染色。
如下評價實施例和比較例中制造的產(chǎn)物的性質(zhì)。結果顯示在下表
強度和伸長率使用通用試驗機(UTM)，在樣品長度為50mm和 拉伸速度為500mm/min的條件下測量強度和伸長率。
色度評價使用分光光度計測量聚氨酯彈性纖維的反射率，然后 將其代入CIE76CIE實驗室方程。在色度坐標中，當M是(+)時，顏色 是黃色，而當M是(-)時，顏色是藍色。
耐洗性根據(jù)KSK0430 AI方法測量耐洗性。
純化的二甲基乙酰胺(DMAc)的顏色在典型的干紡情況下，如上 所述回收溶劑，然后再使用。將回收的溶劑冷凝并純化，然后將其與新的溶劑混合。在這點上，將使用的溶劑在冷凝器中進行采樣，其后 比較和評價各種條件下的溶劑顏色。在回收的溶劑的顏色是白色且透 明，像新材料的情況下，可以將所述溶劑再循環(huán)。另一方面，在其顏 色不是白色或不透明的情況下，即在所述溶劑不純的情況下，整個紡 絲系統(tǒng)被污染，這會不利地污染最終彈性纖維的顏色。
表1
強度 (g/d)伸長率 (%)紗的色度耐洗性純化以后 DMAc的顏色
b承實施例11.52741-10.44-5級透明
實施例25級實施例31.55731-49.15級透明
實施例45級實施例51.50729-52.45級透明
實施例65級實施例71.52733-53.65級透明
實施例85級比較例11.52745—2級透明
比較例22-3級比較例31.50734-41.25級透明
比較例41.47722-44.54-5級淺藍色
工業(yè)實用性
如上所述，本發(fā)明提供了均勻的并具有深色的經(jīng)藍色紡液染色的
聚氨酯纖維，其通過如下制造將群青藍顏料添加到聚氨酯聚合物中， 在紡絲法以前，對所述群青藍顏料用酸處理或堿處理、或使用等離子 體裝置或電暈裝置來進行表面改性。
權利要求
1. 含群青藍顏料的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，所述聚氨酯纖維包括基于最終聚合物的固體含量為0.03～10重量％的群青藍顏料，所述群青藍顏料具有0.01～100μm的粒度，并且是經(jīng)表面處理的。
2. 如權利要求l所述的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，其中使用 酸性溶液或堿性溶液對所述群青藍顏料進行表面處理。
3. 如權利要求l所述的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，其中通過 使用等離子體裝置或電暈裝置的電化學法對所述群青藍顏料進行表面 處理。
4. 如權利要求l所述的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，其中所述 經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維在色度坐標中具有等于或小于-2.0的b*值。
5. —種織物，所述織物包括權利要求1至4中任一項的含群青藍 顏料的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含群青藍顏料的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維，所述經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維是通過在紡絲方法前將群青藍顏料添加到聚氨酯聚合物中而制造的。更具體而言，使用如下群青藍，該群青藍是經(jīng)酸性溶液或堿性溶液而被表面處理的，或通過使用等離子體裝置或電暈裝置的電化學法而被表面處理的。使用這種顏料制造的經(jīng)藍色紡液染色的聚氨酯纖維顯示等于或小于-2.0的b^*值，具有類似于常規(guī)聚氨酯纖維的基礎性質(zhì)(包括強度和伸長率)，并具有優(yōu)越的約為4-5級的耐洗性。
文檔編號D01F1/04GK101454489SQ200780018835
公開日2009年6月10日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權日2006年8月31日
發(fā)明者姜淵秀, 徐昇源, 晉中成 申請人:株式會社曉星