染色和處理bcf紗線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及膨體連續(xù)長絲（bulkcontinuousfilament，BCF)地毯和相關(guān)紡織織 物的處理方法，并且具體涉及在編織、針織或簇絨之前在加捻過程（纜捻或空氣加捻）或熱 定形過程期間將染料和局部處理組合物施用到BCF紗線上的方法。所述方法不需要使用當(dāng) 前方法染色和以其它方式處理由所述BCF紗線制成的地毯和其它紡織品。還可通過包括固 有耐染色纖維，例如陽離子型可染色聚酰胺或聚酯，來避免對于抗染色處理的需要。因此， 實現(xiàn)了低庫存開銷并消除了成本高且對環(huán)境不利的染色和低pH化學(xué)處理過程。本文還公 開了用于將染料和性能增強制劑施用到BCF紗線的系統(tǒng)，和防污紗線，以及由所公開方法 的BCF紗線制成的具有改進(jìn)的抗污特性的地毯。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 目前使用兩種大家公認(rèn)的方法對由合成紗線制成的地毯和其它織物著色。第一種 方法包括將無色的白色紗線轉(zhuǎn)變成地毯，并且在染色浴中將地毯染色。這種方法被稱為"酸 染色法"。所述酸染色法可以是分批或連續(xù)染色操作。每次染色操作需要大量的水、蒸汽來 固定染料并加熱以干燥地毯。另外，過量的染料和酸化性能增強溶液的收集和處置增加了 制造成本并且對廢物管理和水處理設(shè)施帶來額外負(fù)擔(dān)。第二種方法在熔融紡絲過程期間向 聚合物中加入著色顏料。這種方法被稱為"溶液染色法"。所述溶液染色法是低成本操作， 但與酸染色法相比，其對纖維制造商和地毯廠強加上不合需要的庫存分配措施。為了滿足 消費者需求，因而，纖維制造商和地毯廠可能需要保持由溶液染色法生產(chǎn)的著色紗線的高 成本庫存。易變的生產(chǎn)需求和高庫存成本可能影響庫存靈活性，結(jié)果使得溶液染色地毯的 顏色可用性不合需要地受到限制。
[0004] 為了改進(jìn)耐染色性和/或耐污性，使用局部化學(xué)物質(zhì)來處理地毯和其它織物。對 于尼龍地毯，傳統(tǒng)上使用染色阻斷劑（例如酸性染料阻斷劑）和具有含氟化學(xué)物質(zhì)的抗污 劑。對于聚酯地毯如聚對苯二甲酸乙二醇酯（2GT)和聚對苯二甲酸三亞甲基酯（3GT)地毯 和聚丙烯地毯，作為地毯修整工藝的一部分，可將抗污化學(xué)物質(zhì)局部施用到簇絨地毯上。聚 酯和聚丙烯地毯通常不需要染色阻斷劑處理，這是因為由于它們?nèi)狈Τ洚?dāng)酸性染料位點的 胺端基而對酸性染料和染色劑具有固有的耐染色性。
[0005] 在地毯廠的局部施用可采用盡染施用（exhaustapplication)和噴淋施用形式。 已知盡染施用（即在高（300-400重量％ )纖維吸液率（wetpick-up)下的高給液量浸軋 過程（flex-nipprocess))相比于抗污劑的纖維吸液率為10-20重量％的噴淋施用提供功 效方面的改進(jìn)。與噴淋施用相比，盡染施用通常使用更大量的水和能量來干燥并固化地毯。 噴涂含氟化學(xué)產(chǎn)品被設(shè)計成相比于盡染施用使用較少的水和能量，但并沒有賦予令人滿意 的抗污性質(zhì)。
[0006] 雖然在地毯行業(yè)中使用各種方法來對地毯進(jìn)行染色和修整，一些規(guī)模大而一些規(guī) 模小，但大部分現(xiàn)今制造的地毯是在連續(xù)染色范圍上染色和修整。這主要以兩種方式中的 一種進(jìn)行：在一種情況下，使用兩階段方法，其中首先將地毯汽蒸并染色，汽蒸，沖洗，并提 取出過量的水；然后施用染色阻斷劑（SB)，再次將地毯汽蒸并洗滌，然后以泡沫或液體噴 劑形式施用抗污氟化學(xué)物質(zhì)（FC)并且最后將地毯干燥。（參見例如美國專利號5, 853, 814、 5, 948, 480和W02000/000691)。在第二種稍微改善的情況下（稱為共施用方法），也首先將 地毯汽蒸并染色，再次汽蒸，沖洗并提?。蝗缓笤诟呃w維吸液率下一起施用SB與FC的共混 物，其后將地毯和化學(xué)物質(zhì)再次暴露于蒸汽以固著處理，接著干燥。（參見例如美國專利號 6, 197, 378和5, 520, 962)。在兩種情況下，需要低pH溶液、過量的水和能量用于SB和FC 來滲透地毯并實現(xiàn)均勻覆蓋。總之，典型的現(xiàn)有技術(shù)方法如下：BCF紗線一加捻一熱定形一 簇絨一地毯一染色一染色阻斷/抗污。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 出于環(huán)境和成本原因，期望降低染色溶液和染色阻斷劑制劑的總用量。此外，還期 望降低用于施用染色和抗染色制劑的水和低pH化學(xué)物質(zhì)的量。因此，需要提供低庫存需要 且同時使用較少水、標(biāo)稱pH化學(xué)物質(zhì)和較少能量來施用這些有益組合物的方法。
[0008] 雖然期望開發(fā)一種消除用于施用抗染色和抗污組合物的現(xiàn)有地毯處理系統(tǒng)的方 法，但是由于有益的原因，現(xiàn)有方法確實存在。首先，因為地毯的外觀歷來是取決于將羊毛 或尼龍或甚至聚酯簇絨地毯染色成所需色澤的能力，所以不容許事先用可能干擾均勻染色 過程的組合物如抗染色或抗污化學(xué)物質(zhì)處理地毯。此外，所述染色方法會傾向于去除局部 處理化學(xué)物質(zhì)，使它們無效。
[0009] 其次，如上文所提及，為了耐染色性和耐污性而用性能增強制劑處理紗線或織物 通常包括用蒸汽固著，并且也可需要低PH，特別是對于酸染色織物。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的多 種方法中，認(rèn)為以上述次序處理地毯最為實用，其中形成地毯，然后汽蒸并染色，再次汽蒸， 沖洗和提?。蝗缓笫┯肧B和FC，再次包括汽蒸和/或沖洗。
[0010] 長久以來地毯一直用染色或著色的紗線構(gòu)造，這種構(gòu)造以眾多可能的方式處理， 包括以下選項：進(jìn)一步染色，和施用耐染色和/或耐污組合物，并伴隨使用蒸汽和沖洗水， 如在上述方法中那樣。
[0011] 本文公開的發(fā)明提供一種制造紡織織物、尤其是簇絨物品的方法，無需染色和隨 后施用耐染色和耐污化學(xué)物質(zhì)，因此避免與維持大量庫存相關(guān)的成本以及伴隨著這些大規(guī) ?？椢锸┯玫恼羝讨蜎_洗而產(chǎn)生的廢物。如本文所公開，所述方法包括在將一根或多 根這樣的紗線一起加捻或纜捻后立即將染料和局部化學(xué)物質(zhì)施用到未染色的紗線上。然后 在干燥條件下將所述化學(xué)物質(zhì)熱定形到加捻的紗線上，并且隨后將所述加捻的紗線編織或 簇絨成成品織物或地毯。還公開了能夠在加捻之后和卷繞并熱定形之前將染料溶液和局部 化學(xué)物質(zhì)有效施用到紗線的新系統(tǒng)。
[0012] 具體地說，所公開的方法使用位于加捻紗線卷繞軸下游和紗線卷繞器上游的機械 加捻工藝內(nèi)的染料溶液或局部化學(xué)物質(zhì)組合物施用器?？傊_的方法將在紗線加捻 期間或在紗線加捻之后的后端即大規(guī)模且浪費的染色阻斷劑施用步驟移到前面。因此，制 毯方法現(xiàn)在變成：BCF紗線一加捻一染色一任選的SB/FC-熱定形（任選地干燥熱定形）一 簇絨一地毯。令人驚訝的是，所公開的方法就織物耐污性而言與現(xiàn)有技術(shù)方法同樣有效或 甚至更有效。另外，可使用中性pH染料溶液（4-7. 5pH)代替現(xiàn)有技術(shù)的低pH染料溶液 (l-3pH)。這降低了現(xiàn)有技術(shù)方法的環(huán)境影響。此外，由于包括陽離子型可染色聚酰胺或聚 酯，未必需要施用染色阻斷劑。換句話說，可在不犧牲耐染色性質(zhì)的情況下有意識地排除染 色阻斷劑施用。
[0013] 如上所述，所公開發(fā)明的工藝是違背直覺的，因為已知在熱定形和簇絨之前（特 別是在染色期間）處理地毯紗線可影響成品地毯的品質(zhì)。此外，本發(fā)明的方法也是違背直 覺的，因為耐污組合物傾向于很難在通常的線速度下均勻地施用到加捻的紗線束上而無大 量浪費[30至80碼/分鐘（ypm)]。此外，所公開的工藝是違背直覺的，因為現(xiàn)有技術(shù)紗線 加捻裝置先前不曾接受過在卷繞之前將局部化學(xué)物質(zhì)施用到加捻的紗線。然而，如下所示， 用經(jīng)過處理的BCF紗線制造的尼龍和聚酯地毯表現(xiàn)出下列期望的特征中的一種或多種：
[0014] ?與現(xiàn)有技術(shù)方法狀態(tài)相比至少相當(dāng)?shù)娜旧卣鳌?br>[0015] ?與現(xiàn)有技術(shù)方法狀態(tài)相比至少相當(dāng)?shù)姆廊旧头牢坌阅堋?br>[0016] ?通過目前技術(shù)方法狀態(tài)并未以其它方式產(chǎn)生的期望的美觀屬性。
[0017] 在一個方面，公開了用一種或多種染料組合物處理加捻的BCF紗線的方法。所述 方法包括：(a)提供加捻的BCF紗線；(b)將所述BCF紗線卷繞在卷繞軸上；和（c)使所述 BCF紗線處于運動的同時并且在所述BCF紗線接觸并卷繞到所述卷繞軸上之前，使所述BCF 紗線與所述染料組合物接觸。所述染料組合物可由酸性染料組合物或分散染料組合物構(gòu) 成。
[0018] 在另一個方面，公開了用一種或多種染料組合物處理加捻的BCF紗線的方法。所 述方法包括：(a)提供加捻的BCF紗線；(b)在所述BCF紗線處于運動的同時使所述BCF紗 線與所述染料組合物接觸；和（c)在使所述BCF紗線與所述染料組合物接觸之后將所述 BCF紗線熱定形。所述染料組合物可由酸性染料組合物或分散染料組合物構(gòu)成。
[0019] 在另一個方面，公開了用一種或多種染料組合物和性能增強組合物處理加捻的 BCF紗線的方法。所述方法包括：(a)提供加捻的BCF紗線；(b)將所述BCF紗線卷繞在卷 繞軸上；（c)使所述BCF紗線與所述染料組合物接觸；（d)任選地使所述BCF紗線與包括染 色阻斷組合物的第一性能增強組