TW201432106A - 色紡莫代爾纖維，及用途，及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明關於符合莫代爾定義之色紡再生纖維素纖維、其用於製造紗及織物、用於製造有用紡織品及技術類型之用途，以及用於製造該等纖維的方法。本發明色紡莫代爾纖維適於諸如汽車紡織品、傢俱、地毯、窗簾及運輸用紡織品等技術領域中的紡織品應用。在本文內容中，該等纖維符合用於工業用紡織品之纖維所要求的所有規格(諸如在潮濕狀態下的高韌度、在潮濕狀態下的高耐摩擦堅牢度、高耐熱光堅牢度)，以及符合工業清洗之要求。該等纖維可在各種纖度範圍中製造，此係取決於產物之用途。因此，本發明使得可將纖維素纖維用於目前未使用色紡黏液纖維的所有領域。此外，本發明色紡莫代爾纖維適用於衣物部門以及用於家飾紡織品。
Description
本發明關於對於紡織品應用具有經改良性能特徵之色紡再生纖維素纖維，其例如亦符合工業清洗之要求；有關其用於製造紗及織物之用途；以及有關該等纖維之製造方法。
通常，纖維素纖維因能可逆地吸收相對大量水分且柔軟，故其展現良好水分管理且觸感舒適。此對於由彼等所製成之紡織品提供例如高穿著舒適性以及許多其他良好性能特徵。
當前已知之再生纖維素纖維主要係利用黏液法獲得且全球生產的個別纖維纖度介於0.8與16dtex的纖維以用於紡織品及不織布領域之標準應用。當前，標準黏液纖維係大規模用於流行之輕量紡織品。然而，低韌度(尤其是在潮濕狀態下)、高伸長率及高面積收縮率對黏液纖維之使用範圍造成限制。該等紡織品特徵，例如，使其無法用於紡織品需要經常清洗(尤其是工業洗衣)之領域。本文
中，面積收縮率構成測量可清洗性的標準。為了容易以定量方式測定面積收縮率、依靠其與濕模數之相關(根據BISFA規則，因此下文簡稱為BISFA濕模數)(BISFA，Testing methods viscose,modal,lyocell and acetate staple fibres and tows，2004年版)。
從上世紀七十年代開始，已知黏液纖維之面積收縮率(清洗後)與BISFA濕模數之間的關係(Szegö,L.,Faserforsch.Text.Techn.；21(10),1970)，亦詳見圖1。在BISFA濕模數為2之情況下，可預期清洗收縮率為15至20%，而在BISFA濕模數為5之情況下，該收縮率已降至4至7%(見圖1)。
色紡黏液纖維已為人知數十年，且亦可從許多不同製造商購得。藉由將著色顏料紡入紡絲溶液來色紡比起黏液纖維之慣用染色方法(即，涉及大量或反應性染料之方法)明顯地對生態更友善而且亦更具成本效益。
色紡黏液纖維具有高度彈性。該性質有利於時尚產業，因其容許生產輕量且具彈性之織物。另一方面，因色紡黏液纖維結構中之固體含量緣故，其只具有低韌度，尤其是在潮濕狀態下。該等纖維之紡織品機械性質係例如始終大幅低於BISFA定義之莫代爾纖維所要求的值。
莫代爾纖維之BISFA定義所需要的乾燥韌度及濕模數(BISFA,Testing methods viscose,modal,lyocell and acetate staple fibres and tows，2004年版)係界定如下，因此係視個別纖維的個自T(dtex)而定：
在經調理狀態下之韌度(Bc)(以(cN)計)：
在潮濕狀態下伸長率為5%之情況下的濕模數(Bm)(以(cN)計)：
有鑑於其不良紡織品機械性質，從先前技術已知之色紡纖維無法製造具較高品質之工業用紡織品，尤其是當曝露於重機械負苛時不會容易地被摧毀之紡織品。因此，色紡黏液纖維無法用於例如汽車紡織品、傢俱織物及地毯領域，以及用於企圖用於大眾運輸工具(火車、巴士等)之紡織品。
在例如主要用於衣物但亦用於褥墊之紡織品應用領域中，利用經改良黏液法製造之莫代爾纖維已久為人知且因其柔軟性及可清洗性而受歡迎。至於紡織品機械性質，莫代爾纖維之特徵在於其符合及/或超過上述由BISFA定義所需要的值。為了由莫代爾纖維製造彩色紡織品，最終織物(針織或梭織物)較佳係事後染色。在這方面，特別受歡迎然而亦特別難實現的是紅色。
Lenzing AG已銷售色紡黑色莫代爾纖維約20年。然而，關於本發明，吾人必須清楚區分黑色與彩色色紡纖維。
即使在文獻中偶爾提及彩色色紡莫代爾纖維(例如Lenzing AG,R.Rauchenzauner,Neue Entwicklungen bei spinngefärbten Viskosefasern,Lenzinger Berichte,53,14-17,1982)，但從未能以商業化規模製造該等纖維。Lenzing亦必須再次中斷製造，原因係在製造循環期間無法製造具有下列性質之纖維：a)均勻色彩深度，同時b)均勻色相。然而，最大的問題係後續交貨的重現性。幾乎不可再次製造色彩深度及色相完全相同的色彩。在這方面，如紡織品產業中之標準實務，該色彩係藉由所謂色空間(具有色坐標L、a及b之系統)來描述。然而，該等問題僅在特徵係坐標a或b或二者不為0之色紡纖維發生，原因係此等纖維才會發生色相偏移。然而，若只有L值不等於0，不會觀察到上述問題。
先前技術中所述之色紡纖維分別係市售者，而且均利用標準黏液法製造。
總之，最新技術因此僅揭示色紡黏液纖維，即不具充足韌度、充足BISFA濕模數及充足紡織品性能特徵之纖維。某些公開案嚴格來說僅揭示作者(亦)想要製造色紡莫代爾纖維或HWM纖維的意圖。
有鑑於此先前技術，本發明目的係提供符合經濟及生態合理性製造方法之當前規定以及提高之紡織品要求(例如由所製成之服裝的工業清潔程序所要求或或其用於工業用紡織品之要求)的彩色纖維素纖維。
另一目的係製造在至高達60℃之高溫的家庭洗衣中不會滲漏因此使得紡織品中可能有明亮色彩之混合的彩色纖維素纖維。
此外，本發明目的係提供該等纖維之適合製造方法。
令人意外的是，此目的係藉由經改良莫代爾法及藉此所製造之色紡莫代爾纖維而獲致。
因此，首先，本發明主題係含有藉由紡絲而併入之微粒彩色顏料作為賦予色彩的物質之色紡再生纖維素纖維，其特徵在於該纖維符合莫代爾定義。在較佳具體實例中，該賦予色彩的物質具有小於2.0μm之x99粒度分布。
用於紡織品產業中之短纖維的典型裁切長度係介於約20與150mm之間。只有所有纖維之此均勻長度才能在是為紡織品生產鏈中之目前標準的機器上以高生產力無問題地處理。
發明之色紡莫代爾纖維符合所有使用工業用紡織品(尤其是汽車紡織品、傢俱織物、地毯及運輸用紡織品)領域必要的所有技術要求。該等技術要求包括高韌度(尤其是在潮濕狀態下)、良好伸長率、高耐摩擦堅牢度(尤其是
在潮濕狀態下，對於所有使用領域均很重要)，及高耐熱光堅牢度(尤其是用於汽車座椅)。本發明之色紡莫代爾纖維亦滿足BISFA濕模數之要求。
因此，本發明主題亦包括本發明之色紡莫代爾纖維用於製造工業用紡織品，尤其是汽車紡織品、傢俱織物、地毯及運輸用紡織品，諸如汽車、火車、大客車、船隻及所有其他公共及私人交通工具的椅套及其他紡織品表面的用途。
該色紡莫代爾纖維可製成在0.8至15dtex之纖度範圍內。就汽車座椅之應用而言，具有2至4dtex之纖維特別適用。就傢俱織物而言，具有1至4dtex之纖維係適用。就地毯而言，使用介於1.5與15dtex之間的纖維。就運輸用紡織品而言，視使用之特殊位置而定，使用所有細度之纖維。
該等顏料牢固地併入纖維結構，且在高溫下(例如在清洗液中)不分離。因此，彼等通常展現耐HT交染之高色牢度。本發明之色紡莫代爾纖維亦適用於工業洗衣(醫院及旅館)，原因係即使在許多清洗循環之後顏色仍保持明亮。
因此，本發明主題亦包括用於製造運動紡織品、外衣(女用及男用)、內衣及嬰兒服、保護性衣物、與聚酯及/或其他合成纖維之混紡織物、工業用服裝、褥墊、毛巾、床包、被套、床墊保潔墊及其他家用紡織品的用途。
在運動紡織品、外衣(女用及男用)、內衣及嬰兒服範
圍中，尤其是在潮濕狀態下，色紡莫代爾纖維有助於獲致比色紡黏液纖維更大之韌度值。使用中之尺寸穩定性亦遠較佳。在數次清洗循環之後，比起由色紡黏液纖維所製成之紡織品，含有色紡莫代爾纖維之紡織品形狀維持得較佳，且含有色紡莫代爾纖維之紡織品可更常穿著。
在保護性衣物範圍中，由於此種用途需要機械性更強之纖維，故完全無法使用與高性能纖維(間芳族聚醯胺、對芳族聚醯胺、聚酯、聚丙烯等)成混紡形式之色紡黏液纖維。在格紋織物(例如襯衫及褥墊)中，當與聚酯混紡時，該色紡黏液纖維因纖維之韌度低而斷裂。然而為了該等格紋效果(例如，在莫代爾/聚酯混紡物中)，本發明之色紡莫代爾纖維非常適用。
在家飾紡織品中範圍中，由於褥墊、毛巾及床包需要良好尺寸穩定性，故使用色紡黏液纖維不可行。然而，色紡莫代爾纖維可用於被套之套布織物以及用於床墊保潔墊。該等色紡莫代爾纖維較佳係在上方，即，在床墊保潔墊之外面部分。就床墊保潔墊而言，可加工處理與聚酯、聚醯胺及/或聚丙烯混紡之色紡莫代爾纖維。床墊保潔墊織物中之本發明色紡莫代爾纖維的比例為10至60%，以含有20至40%之混紡物為佳。
由於本發明莫代爾纖維比棉吸收遠較大量的水分，故彼等提供經改良之衣物穿著舒適性以及更舒適之家飾紡織品應用，諸如褥墊、毛巾等。
本發明主題亦包括使用本發明纖維製造紗。相較與由
先前可用之纖維製得的紗，此種紗之特徵係顯著較高的韌度，且同時提供色紡纖維的所有優點。
本發明主題亦包括使用本發明纖維製造紡織物。除了本發明纖維之外，該織物亦含有其他纖維。
較佳地，該織物係係梭織或針織物，然而，通常其亦可為絨頭織物，現在而且尤其是英語系國家亦稱之為不織布。亦就高品質不織布而言，使用具有高BISFA濕模數及高韌度之纖維至關重要。在梭織或針織物之情況下，本發明纖維與其他纖維混紡可視情況而定藉由在製造該紗之前混紡獲致(所謂緊密混紡)，或藉由聯合使用從各種不同用於梭織或針織之纖維類型所製成的個別純紗獲致。
本發明可藉由使用根據亦為本發明主題的本發明之經改良莫代爾法製造。用於莫代爾/HWM短纖維及連續長絲之黏液法大致上已為人所知多年，且係詳細描述於例如K.Götze,Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren(1967)及AT 287905中。然而藉此獲得之纖維及長絲的紡織品性質受到許多參數的大幅影響。此外，現有製造設施之尺寸對於許多影響參數產生在技術或經濟因素方面而言無法超越的限制，因而使得該等參數之任意變動經常完全不可行，因此對熟悉本技術之人士而言並非顯而易見的。
已發現，為了製造本發明纖維，4至7%之纖維素濃度(具有93至98%之R-18含量的漿粕)與0.7至1.5之鹼比(=纖維素濃度/氫氧化鈉濃度，各以g/l計)構成理想條件。然而，有鑑於彩色顏料之添加，紡絲參數需要相應地
調整。
因此，本發明主題亦包括利用彩色顏料來色紡而且目的係用於有用紡織品類型之製造再生纖維素纖維的方法，其係藉由將含有4至7%之纖維素、5至10%之NaOH、36至42%(相對於纖維素)之二硫化碳以及1至5%(相對於纖維素)之改質劑的黏液紡絲至紡絲浴，拉出凝結之線來進行，其中使用紡絲γ值為50至68且紡絲黏度為50至120落球秒之黏液，其中a.該紡絲浴之溫度為34至48℃，b.即刻可紡絲之黏液的鹼比(=纖維素濃度/鹼含量)為0.7至1.5，c.使用下列紡絲浴濃度：
‧H2SO4 68至90g/l
‧Na2SO4 90至160g/l
‧ZnSO4 30至65g/l
d.從該紡絲浴之最終拉出係以介於15與60m/min之間的速率進行，及其中e.在將顏料添加至該紡絲溶液之後，該混合物通過靜態混合器及動態混合器二者，f.在步驟d之後，該混合物係利用超音波單元經超音波處理，及g.該紡絲浴中之硫酸濃度保持恆定在低於或等於與經調整平均設定值偏差±0.3g/l。
為了方便係使用僅在黏液紡絲前不久才於其中添加改質劑的黏液。
本發明所提供之用於觀察以紡絲γ值為特徵的特定紡絲成熟度用於觀察以落球值為特徵的特定黏度、及用於觀察紡絲浴中的特定條件之量度有助於獲致所希望纖維性質。紡絲γ值係指鍵結至100個纖維素分子之二硫化碳分子的比例。紡絲γ值係根據Zellcheming Draft Leaflet，作者R.Stahn[1958]及Leaflet III/F 2測定。落球係指根據落球法測定之黏度；其係以落球秒表示。該測定方法係描述於K.Götze之Chemiefasern[1951]，第175頁。
根據本發明，將賦予色彩的物質以顏料分散液形式添加至黏液紡絲溶液。適用組成物之分散液的選擇大致為熟悉本技術之人士所知。
用以將顏料分散液添加至紡絲溶液之裝置已為熟悉本技術之人士所知。然而，對本發明而言最基本的是在此添加之後，使混合物通過首先能獲得充分均質混合物之靜態混合器及動態混合器的組合。二者類型之混合器亦通常為熟悉本技術之人士已知。適用之靜態混合器之例子係由Switzerland-based Sulzer所製之混合器，亦已知為「Sulzer混合器」。在無任何創新工作的情況下，熟悉本技術之人士將能從各種不同可用類型選擇適用類型。適用之動態混合器(即，具有用於移動混合單元之自有驅動器的混合器)亦然。此等混合類型係例如可由德國公司購得，其為在Staufen之IKA公司，及在Mannheim之
Lipp Mischtechnik公司。
本發明方法的關鍵特徵係紡絲浴中之硫酸濃度保持恆定在低於或等於與經調整平均設定值偏差±0.3g/l。只有之後才可使凝結程序均勻進行而使得本發明纖維中之所希望彩色顏料充分均勻分布。因此影響紡絲浴之所有裝置及設施必須經選擇及做適當調整。從先前技術已知之設施通常不適用於此。需要調整之平均設定值本身係取決於許多視生產設備而各不相同且可在不需要其他創新活性之下由生產設備之操作人員決定的邊界條件。因此，在本發明之描述中界定此值既無用亦無必要。
根據本發明，可藉由紡絲併入各種有機(例如偶氮及多環)及無機顏料。偶氮顏料之色相係在黃至橙、紅及藍紫及至棕之範圍內。從多環顏料之群組來看，目前對本發明而言最重要的是具有銅酞青結構者。有機顏料之所有藍及綠色相均基於該基礎化學結構。市售之其他重要多環顏料為涵蓋橙及紅之色相範圍的喹吖酮及苝顏料；此外，存在眾多其他結構。所使用之無機顏料包括以鐵、銅及鉻為底質之不同錯合化合物。
最重要的選擇標準係所使用之顏料的賦予色彩基團在高酸性及高鹼性介質中不會被破壞。
容許之最大粒度係視成品纖維的所希望纖度而定。例如，根據本發明，就1.5dtex之紡織品纖維而言，必須不
大於2μm。否則，存在細微紡嘴將被阻塞的風險。在最終產物中，此本身將會以不均勻色相之形式呈現出來，而且色彩強度亦可能因顏料濃度變化而改變。此外，不均勻顏料分布可導致纖維之機械性質惡化。然而，在根據本發明方法所製造之色紡莫代爾纖維中，維持高韌度及良好伸長率。
尤其是，顏料分散液之品質亦實質影響纖維性質。此品質係藉由顏料之平均及最大粒度、進料(即，添加至黏液紡絲溶液)時之分散液的濃度，以及藉由分散劑之類型及品質而定。圖2中以舉例說明方式顯示仍適用之分散液的粒度分布。
較佳地，顏料分散液含有介於10與50%之間的彩色顏料。
在大部分涵蓋最新技術的文件中，分散劑之影響未詳細描述到可合理預期的程度。許多產生優異安定化彩色分散液之化學物質對於紡絲程序具有負面影響，原因係即使該等化學物質亦造成黏液纖維線之改質效應，但不同於所使用之改質劑，彼等對於纖維韌度無正面影響。已特別發現對本發明纖維之製造所使用的彩色分散液極為理想而且不會負面影響纖維韌度的分散劑係選自包含下列之群組：經改質之聚羧酸酯、水溶性聚酯、烷基醚磷酸酯、端基經封端之壬基酚乙氧化物、蓖麻油烷氧基酯及羧甲基化醇聚乙二醇醚。較佳地，顏料分散液含有介於1.5與25%之間的分散劑。
然而，順從前述參數不保證纖維更均勻著色。令人意外的是，已發現只有藉由將硫酸濃度調整至與經調整設定值偏差不超過±0.3g/l可消除色相之變化。然而，上述色彩深度之變化持續發生。使用靜態混合器或動態混合器將彩色顏料分布在紡絲溶液中不足以解決此問題。令人意外的是，僅藉由使用額外的超音波單元可製造兼具均勻色相與均勻色彩深度之本發明纖維。為此，佈置該超音波單元以使得所產生之振動儘可能有效作用在已添加彩色顏料之後的紡絲溶液上。例如，將突出至已添加彩色顏料之後輸送紡絲溶液通過的管路中之超音波尖端，極適於此等目的。適用於生產線上使用之超音波裝置例如可購自德國之Hielscher。以相似方式作用之使用超音波的技術解決方案亦包括在本發明概念中。
色紡纖維在三種紡絲系統(環錠式、鼓輪式、噴氣式)上均可良好地加工處理。為了改善紗之特徵(較少毛羽、少許薄及厚點、少粉塵)，改變梳棉機設定及紡絲機設定(例如，不同撚值)。
本發明主題亦包括使用本發明纖維製造與其他纖維類型之混紡物。在這方面，該混紡物可在藉由混紡各種不同纖維類型而紡紗(所謂緊密混紡)之前已產生，以及形成其中將數種各僅由一種纖維類型之紗一起加工處理的混紡織物。
本發明之色紡莫代爾纖維可與其他紡織品纖維(以不同混紡比)一起加工處理。可能與天然纖維(諸如棉、亞麻(linen)、大麻、亞麻(flax)、羊毛、喀什米爾羊毛、絲及安哥拉毛)及與合成纖維(諸如聚酯、聚醯胺、聚丙烯、聚丙烯酸酯)以及與無機纖維(諸如玻璃或碳纖維)以及與纖維素合成纖維混紡。
當與合成纖維混紡時，色紡莫代爾纖維可例如加工處理成與色紡聚酯、聚醯胺、聚丙烯纖維之緊密紗混紡物。同樣地，PES/PA白色紗可以本發明色紡莫代爾纖維製成之紗加工處理，然後匹染(piece-dyed)。
在與角蛋白纖維(諸如羊毛或絲)之混紡物中，色紡莫代爾纖維亦可比色紡黏液纖維有利。有鑑於柔細纖維結構，可在羊毛紡紗廠中將5至30%色紡莫代爾纖維與角蛋白纖維一起加工處理。
適合使用之纖維素合成纖維尤其是來賽爾纖維，特別是纖維化傾向特別低之已交聯來賽爾纖維。此等來賽爾纖維可用於例如獲得混色效應及改善起毬性能。為了製造更細之紗，本發明之色紡莫代爾纖維可例如與更細之白色微纖維(個別纖維纖度為0.8至1.0dtex)混紡。
色紡莫代爾纖維可用於各種不同紡織品化學程序(加工步驟)，例如絲光化、樹脂處理(以改善折皺角度，經DMDHEU處理)、經滯焰劑(含磷、硫、鹵素之滯焰劑)加工、抗油、抗油脂、抗水加工(例如聚矽氧)。
在各種不同加工步驟期間，本發明莫代爾纖維之所有
性質(良好韌度及堅牢度)均維持。
色紡莫代爾纖維可在諸如針織及梭織之紡織程序中加工處理。以下織物結構尤其可能：亞麻組織(地組織、平紋組織、方塊組織)、斜紋組織(交叉斜紋、破斜紋、間斷斜紋、非正則斜紋、混合斜紋、陰影斜紋、側斜紋(side twill)、梯狀斜紋(stepped twill)、加強斜紋(reinforced twill)及山形斜紋)，及緞紋組織(不規則緞紋組織、移位緞紋組織(displaced sateen weave)、混合緞紋組織、陰影緞紋組織、加強緞紋組織(reinforced sateen weave)及螺旋組織)。由本發明色紡纖維所製成之紗可在單面機器(平針織物、鴛鴦布)及在雙面機器(羅紋布、雙羅紋布)上製造。
除了正面紡織品性質之外，色紡莫代爾纖維提供亦於下列實例中所述的生態益處。
茲將參考實施例解釋本發明。該等實施例可被視為本發明之可能具體實例。然而，無意使本發明侷限於此等實施例。
圖1表示黏液纖維之面積收縮率(清洗後)與BISFA濕模數之間的關係。
圖2表示適用之顏料分散液的粒度分布。
圖3表示在光學顯微鏡下之根據本發明如實施例1a所製造的纖維，其係以透射光拍照。
圖4表示在光學顯微鏡下之根據實施例2a所製造的
纖維，其係以透射光拍照。
圖5表示市售莫代爾纖維及棉纖維之吸附等溫曲線。
圖6表示數張使用透射電子顯微鏡(TEM)拍攝之纖維橫斷面的影像。
圖7表示以掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝之各種不同色紡莫代爾纖維的表面影像。
利用BELSORP-max設備(製造商：日本BEL)
根據DIN 53814
根據DIN EN ISO 105
利用具有雷射繞射之HELOS/BF粒度分析儀。
利用S-4000 REM(製造商：日本HITACHI)
預水解之尤加利牛皮紙紙漿(R18=97%)係以35℃之含有240g/l的NaOH之漿體鹼化，同時攪拌且壓製成鹼
纖維素不織布。該鹼纖維素不織布係經切碎、老化及硫化。使用經稀釋之氫氧化鈉溶液將黃原酸鹽溶解成具有5.8%之纖維素、6.8%之NaOH及39%之CS2(相對於纖維素)的黏液。
將該黏液過濾四次並脫氣。在紡絲前1小時，將3%(相對於纖維素)之乙氧化胺(其為形成鞘結構之改質劑)添加至該黏液。該黏液係熟化至紡絲γ值為57。於紡絲期間之速度為80落球秒。
將彩色分散液添加至該即刻可紡絲之黏液並藉由使用串聯之靜態混合器及動態混合器拌入該黏液流。為了獲得以根據本發明方式染色之纖維，使用下列組成物：
實施例1a：紅：0.504% Viscofil Rot A-R、0.086% Viscofil Violet BLNL、0.373% Viscofil Gelb RR 31。
實施例1b：卡其：0.11% Viscofil Gelb RR31、0.0441% Viscofil Black VBC,0.0593% Viscofil Rot F5RK30。
實施例1c：藍：3.0184%海藍寶石藍EF/B、1.5936%藍紫B、0.9699% Schwarz 300。
除了傳統混合系統外，於添加顏料之後在生產線上使用超音波尖端(超音波混合器之特殊具體實例)來處理該紡絲溶液，以使當顏料混入強鹼性紡絲溶液時因pH衝擊所形成的顏料黏聚物再次溶解。
所使用之紡嘴具有60μm之紡嘴孔徑。該紡絲浴含有72g/l之硫酸、120g/l之硫酸鈉及60g/l之硫酸鋅。在這
方面，於整個紡絲程序期間，硫酸濃度維持在此設定值之±0.2g/l。
該紡絲浴溫度為38℃。經凝結且部分再生之塑膠線股係經由導絲盤(galette，G1)導入溫度為95℃之第二浴，其中該塑膠線股係在G1與第二導絲盤(G2)之間拉伸120%。最終拉出速率為22m/min。將該絲束切成40mm長之短纖維，其在稀釋硫酸中完全再生，然後以熱水清洗至不含酸，以稀釋氫氧化鈉溶液去硫酸化，再次清洗，提供柔軟加工、壓製及乾燥。圖3顯示在光學顯微鏡下之根據本發明如實施例1a所製造的纖維，其係以透射光拍照。彩色顏料可作為深色斑點清楚地辨識。
預水解之尤加利牛皮紙紙漿(R18=97%)係以35℃之含有240g/l的NaOH之漿體鹼化，同時攪拌且壓製成鹼纖維素不織布。該鹼纖維素不織布係經切碎、老化及硫化。使用經稀釋之氫氧化鈉溶液將黃原酸鹽溶解成具有5.8%之纖維素、6.8%之NaOH及39%之CS2(相對於纖維素)的黏液。
將該黏液過濾四次並脫氣。在紡絲前1分鐘，將3%(相對於纖維素)之乙氧化胺(其為形成鞘結構之改質劑)添加至該黏液。該黏液係熟化至紡絲γ值為55。於紡絲期間之速度為85落球秒。
將彩色分散液添加至與實施例1相同組成的該即刻可
紡絲之黏液：
2a)紅
2b)卡其
2c)藍
並藉由使用動態混合器拌入該黏液流。不使用額外超音波混合器。
所使用之紡嘴具有60μm之紡嘴孔徑。該紡絲浴含有72g/l之硫酸、120g/l之硫酸鈉及60g/l之硫酸鋅。在這方面，於整個紡絲程序期間，硫酸濃度維持在此設定值之僅±2.5g/l。
該紡絲浴溫度為42℃。經凝結且部分再生之塑膠線股係經由導絲盤(galette，G1)導入溫度為95℃之第二浴，其中該塑膠線股係在G1與第二導絲盤(G2)之間拉伸120%。最終拉出速率為22m/min。將該絲束切成40mm長之短纖維，其在稀釋硫酸中完全再生，然後以熱水清洗至不含酸，以稀釋氫氧化鈉溶液去硫酸化，再次清洗，提供柔軟加工、壓製及乾燥。圖4顯示在光學顯微鏡下之根據實施例2a所製造的纖維，其係以透射光拍照。再次，彩色顏料可作為深色斑點清楚地辨識，但同樣清楚地辨識出實施例2a之纖維中的顏料分布明顯較不均勻，且不同於實施例1a之纖維，該等顏料易於黏聚。
表1之結果清楚顯示在根據本發明之製造方法中藉由超音波混合器輸入之大量能量不會造成色紡莫代爾纖維的機械性質惡化。
圖5顯示市售莫代爾纖維及棉纖維之吸附等溫曲線。將樣本置於在經界定之相對濕度(RH)水準下的測量裝置中，並測量質量增加。在該裝置之RH為最初達到90%之後，該裝置中之相對濕度(RH)一路降至0%。此伴隨著脫附程序。本發明之色紡莫代爾纖維之吸附表現與圖5所示之市售莫代爾纖維匹配。
於水之存在下的表現亦示於表2。表2顯示得自實施例1之本發明之色紡莫代爾纖維相較於標準莫代爾纖維及合成聚酯纖維的水分保持能力(WRC，以%計)。此顯示本發明之色紡莫代爾纖維的水分保持能力亦與市售莫代爾纖維匹配，且應預期其顯著大於合成纖維。
表3顯示對本發明之色紡莫代爾纖維的性能特徵而言基本的各種不同堅牢度測量結果。根據下列從1(差)至5(非常良好)之評估量表，所有色紡莫代爾纖維均產生非常良好之值。
表3中，下列縮寫意指：Cchg=彩色改變，Stng MDF=莫代爾纖維斑點染色，Stng COT=棉斑點染色
表4顯示相較於先前技術色紡黏液纖維之色紡莫代爾纖維的機械性數據。
色紡纖維之濕模數始終與BISFA定義一致。
圖6顯示數張使用透射電子顯微鏡(TEM)拍攝之纖維橫斷面的影像：a)根據最新技術之色紡莫代爾纖維，具有黏聚粒子的實施例2a)；b)根據本發明之具有均勻顏料分布的色紡莫代爾纖維，實施例1a)。
圖7除此之外顯示以掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝之各種不同色紡莫代爾纖維的表面影像：a)根據最新技術之色紡莫代爾纖維，實施例2a)。在不均勻表面上產生之黏聚物；b)根據本發明之具有均勻顏料分布的色紡莫代爾纖維，從左至右：實施例1a、1b)、1c)。彼等顯示均勻平滑表面。
從Nm 50/1環紡紗(ring-spun yarn)製造兩種針織物：第一實例(實施例3)係由標準白色莫代爾纖維製成(紡織品類型：細度1.3dtex；長度38mm)。第二實例(實施例4)
係從實施例2a)之色紡莫代爾纖維製成。將色紡莫代爾纖維之紗結構亦調整為Nm 50/1。為了製備相若之樣本，針織物之結構絕對必須相同；在此情況下，選擇平針織物。
將由該等白色纖維製成之梭織物在Ties Soft TRD設備中染色以獲得與色紡纖維相同的色彩。使用下列染色條件：液比10：1(200kg之梭織物於2000l中)。該染色程序係根據染料製造商之建議在60℃下進行。該梭織物係在染色之前預洗以移除製造程序期間施加於莫代爾纖維上的加工殘留物。於紗製造期間所施加之蠟及潤滑劑亦必須予以移除。染色調配物：Remazol Ultra Gelb RGB 0.9%，Remazol Ultra Rot RGB 4.5%，Na2SO4 80g/l，Na2CO3 20g/l。在染色步驟之後，分數階段在20、70及89℃下使用肥皂清洗該等纖維數次；然後以70及40℃下使用水清洗。整個染色程序費時405分鐘。
從色紡纖維製造之梭織物僅清洗以去除於紗製造所使用之蠟及潤滑劑。該程序費時83分鐘。
必要資源之比較係編寫於表5。
令人意外地，相較於從未染色莫代爾纖維製成之梭織物的傳統染色方式，已發現藉由從本發明之色紡莫代爾纖維製造梭織物在必要資源方面獲得顯著節省，尤其是涉及水及能量時；成本節省為：水66%，能量80%，染色化學物質100%，及加工處理時間80%。
Claims (9)
- 一種色紡再生纖維素纖維，其含有藉由紡絲而併入之微粒彩色顏料作為賦予色彩的物質，該色紡再生纖維素纖維之特徵在於該纖維符合莫代爾定義。
- 如申請專利範圍第1項之色紡纖維，其中該彩色顏料具有小於2.0μm之x99粒度分布。
- 一種如申請專利範圍第1項及第2項中之纖維的用途，其係用於製造紗。
- 一種如申請專利範圍第1項及第2項中之纖維的用途，其係用於製造紡織物。
- 一種用於製造用於有用紡織品類型並使用彩色顏料色紡之再生纖維素纖維的方法，其係藉由將含有4至7%之纖維素、5至10%之NaOH、36至42%(相對於纖維素)之二硫化碳以及1至5%(相對於纖維素)之改質劑的黏液紡絲至紡絲浴，拉出凝結之線來進行，其中使用紡絲γ值為50至68且紡絲黏度為50至120落球秒(falling ball second)之黏液，其中a.該紡絲浴之溫度為34至48℃，b.即刻可紡絲之黏液的鹼比(=纖維素濃度/鹼含量)為0.7至1.5，c.使用下列紡絲浴濃度：H2SO4 68至90g/l Na2SO4 90至160g/l ZnSO4 30至65g/l d.從該紡絲浴之最終拉出係以介於15與60m/min之間的速率進行，及其特徵在於e.在將顏料添加至該紡絲溶液之後，該摻合物通過靜態混合器及動態混合器二者，f.在步驟d之後，該摻合物係利用超音波單元經超音波處理，及g.該紡絲浴中之硫酸濃度保持恆定在低於或等於與經調整平均設定值偏差±0.3g/l。
- 一種如申請專利範圍第1項之纖維之用途，其係用於製造工業用紡織品，特別是傢俱織物、地毯及運輸用紡織品，諸如汽車、火車、大客車、船隻及所有其他公共及私人交通工具的椅套及其他紡織品表面。
- 一種如申請專利範圍第1項之纖維之用途，其係用於製造運動用紡織品、女用及男用外衣、內衣及嬰兒服、保護性衣物、工業用服裝、褥墊、毛巾、床包、被套、床墊保潔墊及其他家用紡織品。
- 一種如申請專利範圍第1項之纖維的用途，其係用於製造與聚酯、聚醯胺、聚丙烯及其他合成纖維之混紡織物。
- 一種如申請專利範圍第1項之纖維的用途，其係用於由與已交聯來賽爾纖維(lyocell fiber)之摻合物製造織物。
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