在超临界或近超临界二氧化碳中用活性染料对基质染色的方法技术

本发明专利技术涉及一种在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质进行染色的方法，所述基质选自纤维素纤维、改性纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维，或这些纤维的任意组合物，其中所述方法包括如下步骤：对基质进行预处理，这通过用含有至少１０重量％、优选至少４０重量％的一种或多种氢键受体有机化合物的流体介质将基质润湿，所述氢键受体有机化合物选自Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］链烷醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、丁－２－酮、二甲醚、乙酸甲酯和乙酸乙酯；通过使经过预处理的基质与含有活性染料的超临界或近临界二氧化碳接触来对基质进行染色。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质、尤其是纤维进行染色的方法。
技术介绍
用常规的水基方法染色及后续的洗涤过程会产生大量的、而且常常是深色的废水。另外，例如在通过水性介质对聚酯纤维进行染色时，染色后的纤维需要进行所谓的还原清洗，这导致其它废液问题。上述水基染色方法的环境方面的缺陷可通过超临界二氧化碳染色得以克服。超临界染色还具有如下优点超临界二氧化碳的密度和粘度较低，在其中的扩散比在液体中更快，使加工时间缩短。在液体或超临界二氧化碳中对基质材料染色在本领域中是公知的。还已知在超临界染色方法中可使用能通过形成化学键与基质发生反应的活性染色物质。这些活性物质通常为可溶于CO2的分散染料(发色团)的衍生物，它们含有能与基质中特定基团反应的活性基团。不幸的是，已发现采用上述活性染料的超临界染色方法产生的得色量不能令人满意，并且染料在基质中的固着性差。已进行了一些改进染色方法的尝试，目的是用这些活性染料获得更为满意的结果。例如，已提出在染色前对基质进行预处理，以提高基质和活性染料之间的反应速率。一种得到提倡的方法是通过用一种或多种能与基质中活性基团反应的反应物对基质进行处理来对基质进行化学修饰。US-B5,578,088记载了一种对含有纤维素纤维或纤维素纤维与聚酯纤维混合物的纤维材料进行染色的方法，所述方法包括先用一种或多种含有氨基基团的化合物对纤维材料进行修饰，然后在超临界二氧化碳中用对纤维具有反应活性的分散染料对经修饰的纤维材料进行染色。US5,298,032记载了一种用分散染料对纤维素纺织材料进行染色的方法，所述方法包括用促进染料摄取的、以重量计至少5％的助剂对纺织材料进行预处理，然后用超临界二氧化碳中的分散染料对经预处理的材料进行染色，所述助剂选自聚二醇、烷醇胺和具有多个羟基的芳香族化合物。Maeda等人(Dyeing Cellulose Fibers with Reactive Dsiperse Dyesin Supercritical Carbon Dioxide，Textile Res.J.72(3)，240-244(2002))记载了下述实验结果，其中纤维素纤维用四甘醇二甲醚或N-甲基-2-吡咯烷酮(pyrrolidinone)进行预处理之后，在超临界二氧化碳中使用含有与纤维素纤维的羟基发生反应的三嗪基团的活性染料对纤维素纤维进行染色。结果表明预处理提高了得色量。作者推测预处理溶液可使纤维素纤维溶胀。另外，还假定所使用的预处理溶剂能与纤维素链形成氢键，这可能有助于防止纤维在超临界二氧化碳处理期间完全退胀。日本专利申请2002-201575记载了一种对纤维素纤维材料进行染色的方法，所述方法包括用能溶胀纤维的极性溶剂和碱试剂对纤维材料进行预处理，之后在超临界二氧化碳与极性溶剂例如乙醇、丙酮等的混合流体中用活性分散染料进行染色。提及的能溶胀纤维的极性溶剂的实例为乙二醇衍生物和N-甲基吡咯烷酮。尽管使用了活性染料并用反应物或有机溶剂进行了预处理，已知的超临界染色方法产生的得色量以及耐洗性还是不尽如人意，特别是在用这些技术来对纤维素纤维(如棉织品)进行染色时。
技术实现思路
专利技术人意外地发现，现有技术的超临界染色法的缺点可通过如下方法得以大大消除首先对基质进行预处理，这通过用含有一种或多种相对较小的氢键受体有机化合物的流体介质将其润湿；然后通过使经预处理的基质与含有活性染料的超临界或近临界二氧化碳接触来对基质进行染色。更具体而言，专利技术人发现，通过用一种或多种选自C1-C6链烷醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、丁-2-酮、二甲醚、乙酸甲酯和乙酸乙酯的不含活性染料的氢键受体化合物对基质进行预处理可获得良好的结果。本专利技术方法提供了出色的染料固着性，并同时具有特别快的反应速率。另外，本专利技术方法能生产具有出色的耐洗牢度和耐磨牢度的染色基质。本专利技术方法的一个重要优势在于无需预先对基质进行化学修饰即可获得非常好的染色结果。尽管专利技术人无意于受缚于理论，但据信本专利技术方法的优点主要是由于用氢键受体化合物进行预处理之后，在超临界染色条件下活性染料的特别高的反应性。尽管专利技术人无意于受缚于理论，但据信这种预处理会使基质中的活性位点更易为活性染料接近(accessible)。并且，预处理似乎对反应速率具有有利的影响。具体实施例方式因此，本专利技术涉及一种在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质进行染色的方法，所述基质选自纤维素纤维、改性纤维素纤维、蛋白质纤维、含有多个选自羟基、巯基、伯胺和仲胺的活性基团的合成纤维以及这些纤维的组合物，其中所述方法包括如下步骤·对基质进行预处理，这通过用含有至少10重量％、优选至少40重量％的一种或多种氢键受体有机化合物的流体介质将基质润湿，所述氢键受体有机化合物选自C1-C6链烷醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、丁-2-酮、二甲醚、乙酸甲酯和乙酸乙酯；·通过使经预处理的基质与含有活性染料的超临界或近临界二氧化碳接触来对基质进行染色。本专利技术方法中的纤维基质适合为纱或织物。本专利技术方法特别适用于对纤维如机织织物或针织物进行染色。本文所使用的术语“流体介质”包括液体介质以及超临界介质。本文所使用的术语“活性染料”指这样的染料它在本专利技术方法所采用的条件下，能与基质中的活性基团反应并形成共价键。活性基团的实例包括羟基(纤维素基材料例如棉织品)、氨基和巯基基团(羊毛、丝绸、聚酰胺)。本文所使用的术语“超临界二氧化碳”指压力和温度等于或高于其临界压力和临界温度(73.8bar；31℃)的二氧化碳。本专利技术染色方法还采用近临界条件下的二氧化碳，即压力至少为50bar并且温度至少为15℃的二氧化碳。本专利技术的预处理适合通过在流体介质中洗涤或浸泡基质来进行。随后将基质与含有活性染料的超临界或近临界二氧化碳接触的步骤，可通过简单地加入超临界或近临界二氧化碳实现，或通过先将基质与流体介质分离然后再加入二氧化碳实现。优选在染色之前先将基质与流体介质分离。将基质从流体介质中取出后，粘附在基质上的一些流体介质可通过例如擦、拧或蒸发除去。但是，强烈优选在基质与含有活性染料的二氧化碳接触时仍有显著量的流体介质附着于基质上。一般而言，在与活性染料相接触时，基质含有至少25％、优选至少50％的流体介质(以包括所述流体介质的基质重量计)。根据一个非常优选的实施方案，预处理所采用的氢键受体化合物选自C1-C5链烷醇，特别是含有不超过2个羟基的C1-C5链烷醇，更优选含有一个羟基基团的C1-C5链烷醇。特别适合的氢键受体化合物为伯醇、仲醇及其组合。可有利地用于基质预处理的醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇和2-丁醇。一种或多种氢键受体有利地以基质重量的至少30％、优选至少50％用于预处理中。在本专利技术一个特别优选的实施方案中，用基本由一种或多种氢键受体有机化合物组成的流体介质进行本专利技术的预处理。在另一实施方案中，用于预处理的流体介质可适宜地包含除氢键受体化合物外的其它流体组分。可另外包含的流体组分的实例为密化的(densified)二氧化碳、水、C1-C8链烷、丙酮和乙腈。优选地，用于处理的流体介质基本由氢键受体化合物和选自密化的二氧化碳、水、C1-C8链烷、乙腈及其组合的混合物组成。更优选地，后一种流体组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质进行染色的方法，所述基质选自纤维素纤维、改性纤维素纤维、蛋白质纤维、含有多个选自羟基、巯基、伯胺和仲胺的活性基团的合成纤维以及这些纤维的组合物，其中所述方法包括如下步骤：●对基质进行预处 理，这通过用含有至少１０重量％、优选至少４０重量％的一种或多种氢键受体有机化合物的流体介质将基质润湿，所述氢键受体有机化合物选自Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］链烷醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、丁－２－酮、二甲醚、乙酸甲酯和乙酸乙酯；● 通过使经过预处理的基质与含有活性染料的超临界或近临界二氧化碳接触来对基质进行染色。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MV费尔南德斯席德，GJ维特坎普，KN蒂辛克格斯特娜，WJT维盖勒斯，GF沃利，
申请(专利权)人：费伊肯开发与实施有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]