染料组合物及其制造方法

技术领域

本发明关于一种染料组合物，特别是指一种含有上色剂的分散性黑色染料组合物。

背景技术

分散染料是一种分子比较小，化学结构上不具水溶性基团的染料，其在染色时必须借助于分散剂，将染料均匀地分散在染液中，才能对纤维进行染色。黑色分散性染料是聚酯纤维染色最常使用的色系，目前常用分散蓝291:1、分散橙288、C.I.分散紫93混合而得。由于分散橙288的日晒牢度差，使用此色系混合而成的黑色分散性染料在聚酯纤维上的日晒牢度表现不佳。

此外，市售的黑色分散性染料，在聚酯/弹性纤维的染色上大多存在水洗牢度差的问题，达不到3级以上，在后续洗涤过程易导致其它织物沾色污染。

目前市场上高水洗分散性染料以DyStar公司XF系列、Huntsman公司WW-KS系列为主流，主要应用在聚酯纤维，然而对于聚酯/弹性纤维不一定适用。有鉴于坊间运动面料均以聚酯/弹性纤维以及黑色基调为主流。因此，对开发一种高染色性，且适用于聚酯/弹性纤维的黑色分散性染料组合物有非常大的需求。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供一种染料组合物，其组成包括黑色分散性染料、分散剂、聚氨酯上色剂以及防尘油，其中，黑色分散性染料的含量为81-94.9wt％；分散剂的含量为2-12wt％；聚氨酯上色剂的含量为1-6wt％；防尘油的含量为0.1-2wt％，上述重量百分比是以所述染料组合物的总重为基础。

一实施例中，聚氨酯上色剂具有下列化学式I所示结构：

其中，两个R

一实施例中，所述黑色分散性染料包括偶氮化合物、蒽醌化合物、非偶氮杂环类化合物、喹酞酮类化合物、次甲基类化合物、氨基酮类化合物、硝基二苯胺类化合物或其组合。

一实施例中，所述黑色分散性染料包括分散红10-20wt％、分散蓝10-30wt％、分散黄10-25wt％，以及分散紫20-64wt％，上述重量百分比是以所述染料组合物的总重为基础。

另一实施例中，所述黑色分散性染料包括分散红10-15wt％、分散蓝15-20wt％、分散黄17-23wt％，以及分散紫40-50wt％。

一实施例中，所述分散红选自Disperse Red 60、Disperse Red 145、DisperseRed 167或Disperse Red 179。

一实施例中，所述分散黄选自Disperse Yellow 64、Disperse Yellow 114或Disperse Yellow 134。

一实施例中，所述分散蓝选自Disperse Blue 291:1或Disperse Blue 354。

一实施例中，所述分散紫为Disperse Violet 93。

一实施例中，所述分散剂为木质素磺酸钠系列分散剂。

一实施例中，所述聚氨酯上色剂式I的R

一实施例中，所述聚氨酯上色剂式I的R

一实施例中，所述聚氨酯上色剂式I的R

一实施例中，所述防尘油为脂肪酸酯或聚乙二醇脂肪酸酯类化合物。

根据本发明的又一实施例，本发明还提供了上述染料组合物的制造方法，包括下列步骤：

(a)将所述染料组合物的各成分依重量百分比例称重混合，得到混合物；

(b)将步骤(a)所得混合物研磨成液态，并经喷雾干燥得到粉状或颗粒产物；

(c)将步骤(b)的产物配制成100ppm水溶液，确认平均粒径分布在200-250nm之间，即得到所述染料组合物。

为使本发明的上述及其他方面更为清楚，下文特举实施例做详细说明。

具体实施方式

本发明的染料组合物由染料成分及功能性成分所组成。染料成分为黑色分散性染料，功能性成分包括分散剂、聚氨酯上色剂以及防尘油。

本发明实施例中，黑色分散性染料的含量占染料组合物的81-94.9wt％，以染料组合物的总重为基础(下列关于重量百分比单位的基础皆相同)。黑色分散性染料的化学成分主要分为偶氮化合物(azo dyes)、蒽醌化合物(anthraquinone dyes)及非偶氮杂环类化合物(non-azo heterocyclic dyes)，以及少量的喹酞酮类化合物、亚甲基类化合物、氨基酮类化合物、硝基二苯胺类化合物或其组合。上述化合物皆为本领域技术人员熟知的黑色分散性染料。

详细来说，本发明实施例的黑色分散性染料可由分散红、分散蓝、分散黄及分散紫四种分散性染料所组成，其中，分散红的含量为10-20wt％，分散蓝的含量为10-30wt％，分散黄的含量为10-25wt％，分散紫的含量为20-64wt％。在本发明的其他实施例中，黑色分散性染料可包括分散红10-15wt％、分散蓝15-20wt％、分散黄17-23wt％，以及分散紫40-50wt％。

本发明实施例采用红、蓝、黄、紫四色混色而得黑色，四色染料比例强烈影响混色后的颜色色度，若某单一颜色比例太多会造成色偏，故限定上述添加范围。

上述分散性染料中，分散红可选自Disperse Red 60、Disperse Red 145、Disperse Red 167或Disperse Red 179；分散黄可选自Disperse Yellow 64、DisperseYellow 114或Disperse Yellow 134；分散蓝可选自Disperse Blue 291:1或DisperseBlue 354；分散紫可选自Disperse Violet 93。此些染料皆为市售的染料，为本领域技术人员容易取得且熟知。然而本发明并不限定黑色分散性染料需由此些分散性染料组成。

本发明实施例的染料组合物的功能性成分包括2-12wt％的分散剂，1-6wt％的聚氨酯上色剂，以及0.1-2wt％的防尘油。

分散剂的种类包括甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、亚甲基二萘磺酸钠与木质素磺酸钠系列化合物。

为解决在染色中染料不易在聚氨酯(OP)纤维上色，导致聚氨酯露白，使布面偏浅、色相偏移，或造成水洗牢度不佳以及染料废水的问题，本发明的染料组合物添加了功能性成分：聚氨酯上色剂。本实施例使用的聚氨酯上色剂为酰胺化合物，其具有下列化学式I所示的结构：

式I中，R

举例来说，当R

聚氨酯上色剂可与分散性染料形成氢键或离子键，并与欲染色的纤维(例如聚酯纤维、聚氨酯纤维等)的表面形成范德华力相互吸引，进而帮助染料上色。

防尘油可为脂肪酸酯或聚乙二醇脂肪酸酯类化合物。聚乙二醇脂肪酸酯为熟知的表面活性剂，其可作为乳化剂、柔软剂、防尘剂，常见制备方法可参考CN102532519B。

实施例1：染料组合物配方

本实施例的染料组合物包括下表1所列成分：

表1染料组合物配方

分散红Disperse Red 179为市售的分散性染料，其中纯染料占比为45％，故实施例1中的分散红纯染料占比为12×45％＝5.4％；分散蓝Disperse Blue 354中纯染料占比48％；分散黄Disperse Yellow 114中纯染料占比55％；分散紫Disperse Violet 93染料中纯染料占比52％。依此可获知本实施例染料组合物中的各纯染料占比。

聚氨酯上色剂Jintexer DOP为申请人自身的产品，即为具有前述化学式I所示结构的酰胺化合物，例如为十二烷基酰胺聚氧乙烯醚磺酸钠或苯基酰胺聚氧丙烯醚磺酸；

实施例2：染料组合物的制备

依据下表2，为本发明实施例(配方1-3)与比较例的染料配方。将各成分依百分比例称重，并投入搅拌机中；混合完成后使用砂磨机将混合物研磨成液态，并经喷雾干燥制为粉状或颗粒，制得染料组合物粗品；将粗品配制成100ppm水溶液，测量平均粒径分布在200-250nm之间，即获得本发明的染料组合物。本发明染料组合物的扩散性优异，在纤维中的扩散性佳，容易进行染色。依本发明实施例配方的染料组合物，如依照GB/T 27597-2011《染料扩散性能的测定》检测标准，可获得5级(扩散性能很好)的评分。

表2实施例与比较例的染料组合物配方

其中配方1-3属于本发明的染料组合物，其与比较例的染料组合物差异在于，配方1-3的染料组合物有加入“聚氨酯上色剂”，而比较例的染料组合物不含聚氨酯上色剂。而配方1添加聚氨酯上色剂2.8％，配方2添加聚氨酯上色剂5.5％，配方3添加聚氨酯上色剂0.8％，3者的染色浓度均为3％。

实施例3：染色实验及比较

染色目标：聚酯/弹性纤维，85％聚酯布(T)含15％聚氨酯弹性成分(OP)。

染色方式：染色温度设定为130℃，加入表2的实施例与比较例的染料组合物，以醋酸及醋酸钠调整染液的pH值在4.2(实施例配方1-3，其中配方1使用3％及5％两种染色浓度，配方2-3则使用3％染色浓度，共4组；比较例配方则使用2.92％与4.86％两种染色浓度，共2组)，反应时间45分钟后排液，常温水洗后升温至85℃，再添加液碱(液态碱，通常为45％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，3g/L)与保险粉(连二亚硫酸钠Na

染色完毕的6组布料(4个实施例配方及2个比较例配方)，其各项牢度测试结果如下表3：

表3染料组合物的各项牢度比较结果

其中各项牢度(摩擦牢度、水洗牢度、耐汗牢度、耐水牢度、日晒牢度及升华牢度)的测试方法依照本领域的国际标准，操作方法为本领域技术人员所熟知，可参照表中的测试方法规范编号。

由表3可知，使用本实施例配方1-3的染料组合物进行染色，其在聚酯/弹性纤维上染色的水洗牢度、升华牢度，相较于未添加聚氨酯上色剂的比较例染料组合物皆上升了至少一个评级(评级越高越好)，表示聚氨酯上色剂具有提升水洗牢度与升华牢度的效果。其余摩擦、耐汗、耐水、日晒牢度的评级也维持一定水平；结果表示本实施例配方1-3的染料组合物可进入纤维内部，而非仅吸附在纤维表面形成浮色。

此外，本实施例配方1-2的染料组合物，相较于比较例的外观力度提高达10-20％之多，而配方3的聚氨酯上色剂用量仅有0.8％，外观力度便显著降低，表示聚氨酯上色剂可以有效提高聚酯/弹性纤维的上色率。

再者，比较配方1染色浓度3％与5％的色布，在不经还原洗与经过酸、碱性还原洗后的色相，可发现色相虽有改变，但仍落在同一象限，表示染色后的颜色虽然略有改变，但未偏离原本黑色所在的坐标象限，仍属黑色。此性质对聚酯/弹性纤维颜色比对而言是非常重要的特性。

以本发明实施例的配方1-3互比，聚氨酯上色剂添加量较多的配方2(5.5％)，其水洗牢度与升华牢度也较配方1略高0.5级，外观力度也较配方1提升2成左右，而其他牢度相当，显示聚氨酯上色剂添加量越多，提升水洗牢度、升华牢度与外观力度越多。然而配方2的样品在染色后发现聚酯纤维有缓染效果，归因于聚氨酯上色剂添加量较多所致，形成均染效果，故也不能无限制的添加聚氨酯上色剂。

此外，配方3的聚氨酯上色剂添加量较低(0.8％)，故水洗牢度与升华牢度较配方1约低0.5-1级，外观力度也低近二成，其他牢度则相当。然而却出现染色不均现象，这是由于聚酯(T)与聚氨酯弹性成分(OP)的上色速率不同，聚酯上色快、OP上色慢，而导致色差、外观力度降低。故聚氨酯上色剂的添加量仍须达一定数量，方可达到所欲效果。本发明经过无数次试验，得到较佳的聚氨酯上色剂添加范围为1-6wt％。

综上所述，本实施例提供的黑色分散性染料组合物，特别适用于聚酯/弹性纤维染色，且具有优良的水洗牢度、干/湿摩擦牢度、耐汗牢度、耐水牢度、耐日晒牢度以及升华牢度等性质，且对聚酯/弹性纤维沾污性小，上染性高。