[发明专利]染色和处理BCF纱线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及膨体连续长丝(bulk continuous filament，BCF)地毯和相关纺织织物的处理方法，并且具体涉及在编织、针织或簇绒之前在加捻过程(缆捻或空气加捻)或热定形过程期间将染料和局部处理组合物施用到BCF纱线上的方法。所述方法不需要使用当前方法染色和以其它方式处理由所述BCF纱线制成的地毯和其它纺织品。还可通过包括固有耐染色纤维，例如阳离子型可染色聚酰胺或聚酯，来避免对于抗染色处理的需要。因此，实现了低库存开销并消除了成本高且对环境不利的染色和低pH化学处理过程。本文还公开了用于将染料和性能增强制剂施用到BCF纱线的系统，和防污纱线，以及由所公开方法的BCF纱线制成的具有改进的抗污特性的地毯。

发明背景

目前使用两种大家公认的方法对由合成纱线制成的地毯和其它织物着色。第一种方法包括将无色的白色纱线转变成地毯，并且在染色浴中将地毯染色。这种方法被称为“酸染色法”。所述酸染色法可以是分批或连续染色操作。每次染色操作需要大量的水、蒸汽来固定染料并加热以干燥地毯。另外，过量的染料和酸化性能增强溶液的收集和处置增加了制造成本并且对废物管理和水处理设施带来额外负担。第二种方法在熔融纺丝过程期间向聚合物中加入着色颜料。这种方法被称为“溶液染色法”。所述溶液染色法是低成本操作，但与酸染色法相比，其对纤维制造商和地毯厂强加上不合需要的库存分配措施。为了满足消费者需求，因而，纤维制造商和地毯厂可能需要保持由溶液染色法生产的着色纱线的高成本库存。易变的生产需求和高库存成本可能影响库存灵活性，结果使得溶液染色地毯的颜色可用性不合需要地受到限制。

为了改进耐染色性和/或耐污性，使用局部化学物质来处理地毯和其它织物。对于尼龙地毯，传统上使用染色阻断剂(例如酸性染料阻断剂)和具有含氟化学物质的抗污剂。对于聚酯地毯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(2GT)和聚对苯二甲酸三亚甲基酯(3GT)地毯和聚丙烯地毯，作为地毯修整工艺的一部分，可将抗污化学物质局部施用到簇绒地毯上。聚酯和聚丙烯地毯通常不需要染色阻断剂处理，这是因为由于它们缺乏充当酸性染料位点的胺端基而对酸性染料和染色剂具有固有的耐染色性。

在地毯厂的局部施用可采用尽染施用(exhaust application)和喷淋施用形式。已知尽染施用(即在高(300-400重量％)纤维吸液率(wet pick-up)下的高给液量浸轧过程(flex-nip process))相比于抗污剂的纤维吸液率为10-20重量％的喷淋施用提供功效方面的改进。与喷淋施用相比，尽染施用通常使用更大量的水和能量来干燥并固化地毯。喷涂含氟化学产品被设计成相比于尽染施用使用较少的水和能量，但并没有赋予令人满意的抗污性质。

虽然在地毯行业中使用各种方法来对地毯进行染色和修整，一些规模大而一些规模小，但大部分现今制造的地毯是在连续染色范围上染色和修整。这主要以两种方式中的一种进行：在一种情况下，使用两阶段方法，其中首先将地毯汽蒸并染色，汽蒸，冲洗，并提取出过量的水；然后施用染色阻断剂(SB)，再次将地毯汽蒸并洗涤，然后以泡沫或液体喷剂形式施用抗污氟化学物质(FC)并且最后将地毯干燥。(参见例如美国专利号5,853,814、5,948,480和WO2000/000691)。在第二种稍微改善的情况下(称为共施用方法)，也首先将地毯汽蒸并染色，再次汽蒸，冲洗并提取；然后在高纤维吸液率下一起施用SB与FC的共混物，其后将地毯和化学物质再次暴露于蒸汽以固着处理，接着干燥。(参见例如美国专利号6,197,378和5,520,962)。在两种情况下，需要低pH溶液、过量的水和能量用于SB和FC来渗透地毯并实现均匀覆盖。总之，典型的现有技术方法如下：BCF纱线→加捻→热定形→簇绒→地毯→染色→染色阻断/抗污。

发明内容

出于环境和成本原因，期望降低染色溶液和染色阻断剂制剂的总用量。此外，还期望降低用于施用染色和抗染色制剂的水和低pH化学物质的量。因此，需要提供低库存需要且同时使用较少水、标称pH化学物质和较少能量来施用这些有益组合物的方法。

虽然期望开发一种消除用于施用抗染色和抗污组合物的现有地毯处理系统的方法，但是由于有益的原因，现有方法确实存在。首先，因为地毯的外观历来是取决于将羊毛或尼龙或甚至聚酯簇绒地毯染色成所需色泽的能力，所以不容许事先用可能干扰均匀染色过程的组合物如抗染色或抗污化学物质处理地毯。此外，所述染色方法会倾向于去除局部处理化学物质，使它们无效。