適用於強uv光照最終用途的聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的製作方法

2023-05-24 06:03:46 2

專利名稱：適用於強uv光照最終用途的聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的製作方法
技術領域：
本發明涉及染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維和製造聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的方法。該纖維適用於纖維要經受顯著UV光照的應用如汽車應用中。
背景技術：
近來，聚對苯二甲酸亞丙基酯(也叫做「PTT」)已作為適用於紡織、鋪地板、包裝和其它產品用途的聚合物而受到重視。
某些產品用途對纖維有嚴格要求。例如，在汽車內部，希望織物在長期使用中和可能的極端環境條件下保持理想的物理性能。即使隨遮陽染色玻璃的出現，UV光照仍可能很強。各種極端環境包括優選軟度甚於脆度的冰點以下直至過熱溫室之類的條件，尤其在南美洲大陸較南方的地區。運輸產品用途，從飛機直至娛樂船隻，具有一些與更普遍的汽車產品用途相同的嚴酷條件。
在汽車內部，不同的產品用途包括椅套材料、門板裝飾板和車頂內襯。在所有這些應用中都要求色牢度。除顏色外，還希望保持物理特性。在有些這類應用中，比任何給定物理參數如伸長率(有些能通過設計考慮而得到補償)的絕對值也許更重要的是長期試驗和使用中物理性能的穩定性。
除了與運輸相關的產品用途外，戶外產品用途，包括遮蓋物(遮陽篷)、花園或天井家具和某些服裝和個人防護(防曬)設備在內，都要求所用的織物材料有很好的UV和熱穩定性。
具有非常理想美觀質量的織物材料是用包含聚對苯二甲酸亞丙基酯，也稱做「PTT」的纖維製成的織物。這類織物的理想性能中包括軟度(手感)、回彈性和拉伸回復性。試驗的重要物理性能包括韌度和伸長率。
旅行和運輸紡織品(Ciba Specialty Chemicals，Inc.，April 2000)發表了關於汽車織物染色技術的綜述。根據聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維誘人的物理學性能，討論了它在汽車織物中的潛在應用性，但高溫耐光牢度試驗的結果表明「難以達到常規聚酯(即聚對苯二甲酸乙二酯)的性能水平」。該出版物指出「常規聚酯已經變成且在不久的將來仍將是裝璜的首要纖維。」討論中把使用UV吸收劑作為提高耐光牢度的方法，但僅與常規聚酯(試驗中使用的是源自Rhodia的Tersuisse牌聚酯)聯繫在一起。
日本2000 192375A公開了染色聚對苯二甲酸亞丙基酯織物以產生升華色牢度的方法。該出版物公開在聚對苯二甲酸亞丙基酯織物在90～140℃染色15～90min後，從溫度在55℃～染浴沸點之間的染浴中取出染色織物，這樣能得到理想的色牢度。對所得染色聚對苯二甲酸亞丙基酯織物進行的僅有試驗是升華牢度和儲存期間升華牢度的試驗。
日本2002 180384A公開了耐光色牢度等級為3或更高的由聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維組成的染色製品及其生產方法，以三嗪和/或苯並三嗪衍生物作為耐光改進劑。該出版物公開染色能在90～130℃進行15～120min，以及典型的染色在120℃進行45min。未討論UV光照和耐光牢度試驗的條件。
已經知道，聚對苯二甲酸亞丙基酯能在大氣壓下、100℃或更低的溫度下在水介質內染色。例如，U.S.專利5,782,935公開了聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的染色方法如下在無載體和不施壓的含水液內，在或低於含水液沸點的溫度下處理纖維。U.S.專利6,187,900 B1公開了聚對苯二甲酸亞丙基酯和聚對苯二甲酸乙二酯的可染纖維；染色在100℃或低於100℃和無載體條件下進行。日本2002 054047A公開包含聚對苯二甲酸亞丙基酯的縫紉線的染色最好在大氣壓和98℃下而非120℃和壓力下進行。
目前需要能在比傳統染色條件更高的溫度和壓力下染色聚對苯二甲酸亞丙基酯並使聚對苯二甲酸亞丙基酯具有更好的色牢度。本發明正是旨在達到這些和其它重要目的。
發明概述本發明提供有色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維和生產這種纖維的方法。這類纖維適用於受強UV光照，還常遇酷熱條件的運輸產品用途。這些方法包括使用苯並三嗪衍生物UV吸收劑。
本發明的一個發明點是包含聚對苯二甲酸亞丙基酯、分散染料和苯並三嗪衍生物UV吸收劑的組合物，即纖維-染料組合物，它在經受488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。在一些實施方案中，纖維的耐光牢度為3或更高，更尤其3～5，以及在優選實施方案中，纖維在經受了779kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度甚至為4或更高，更尤其4～5。在優選實施方案中，纖維經受了481kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的韌度損失小於約10％。優選纖維一般具有0～約10％的損失，一般在約1～約10％範圍內。
本發明的另一個發明點是包含聚對苯二甲酸亞丙基酯、分散染料和苯並三嗪衍生物UV吸收劑，且在經受了488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16～1998測得的耐光牢度為4或更高的有色纖維。在有些實施方案中，纖維在經受了779kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。在優選實施方案中，纖維-染料組合在經受了481kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的韌度損失小於約10％。
本發明的另一個發明點是製造染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的方法，包含下列步驟a.提供聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；b.提供含有包含苯並三嗪衍生物UV吸收劑的水溶液的染浴，優選含水量足以使水∶纖維之比為約2∶1～約40∶1，所有重量％都以纖維重量為基準；c.把染浴的pH值調到約4～約6；d.把染浴加熱(優選以至少約1℃/min的速率)到溫度為105～約145℃；e.把聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維浸在染浴中；f.維持染浴溫度至少約30min(優選最長達145min)，以產生染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；g.讓染浴冷卻下來；和h.漂洗染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維。
在有些實施方案中，纖維在經受了488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998試驗時，耐光牢度為4或更高。
在有些實施方案中，當分散染料選自色指數(CI)分散紅86、CI分散紅161、CI分散黃42、CI分散黃96、CI分散黃160、CI分散藍200、CI分散藍60和CI分散藍77時，纖維在經受了779kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。
發明詳述本發明提供包含聚對苯二甲酸亞丙基酯的纖維和製造染色聚對苯二甲酸亞丙基酯的方法。在用某些分散染料時，按本文所公開的方法製造的纖維，在經受488kJ入射UV光照後用試驗方法AATCC法16-1998測定，甚至在經受了779kJ入射UV光照後用試驗方法AATCC法16-1998測定，其耐光牢度至少為4。已意外地發現，使用本文所公開的方法，在比一些先有出版物，如日本2000 192375A和日本2002180384A中所公開的最高溫度還要高的溫度和壓力下染色的聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維，比用傳統方法染色的聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維有更好的色牢度。雖然無意用任何具體理論限制本發明，但相信本文所公開的方法允許染料分子更深地透進纖維，由此提高了色牢度。
按照本文所公開的方法製成的纖維也能稱做「纖維-染料組合體」，說明染料分子與纖維一起存在。
在優選實施方案中，按照本發明製造染色聚對苯二甲酸亞丙基酯的方法包含下列步驟a.提供聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；b.為形成染浴，在室溫含水介質內合併約0.5重量％脂肪醇乙氧基化物表面活性劑、約0.25重量％螯合劑、3重量％苯並三嗪衍生物UV吸收劑、0.5重量％分散染料和足量水，以使水∶纖維之比為約2∶1～約40∶1，所有重量％都以纖維重量為基準；c.把染浴的pH值調到約4～約5；
d.以至少約1℃/min的速率把染浴加熱到溫度為132～145℃；e.把聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維浸在染浴中；f.使染浴恆溫至少約30min，以產生染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；g.讓染浴冷卻下來；和h.漂洗染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維。
上述方法中所有百分數都是以「纖維重量為基準」(OWF)的重量百分數。
本文所公開的方法提供下述聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維含某些分散染料，尤其適用於汽車織物的染料，特別是色指數(「CI」)分散紅86、CI分散紅91、CI分散紅161、CI分散紅279、CI分散黃42、CI分散黃96、CI分散黃160、CI分散藍27、CI分散藍60和CI分散藍77，染色深度相對於纖維重量(OWF)為0.5％，在經受了488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-19984測得的耐光牢度等級為4或更高，更尤其4～5，按照AATCC方法16-1998，耐光牢度的等級範圍為1～5，5為最高等級。因此4～5的耐光牢度是非常理想的。
在有些優選實施方案中，本文所公開的方法提供下述聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維含某些分散染料，特別CI分散紅86、CI分散紅161、CI分散黃42、CI分散黃96、CI分散黃160、CI分散藍60和CI分散藍77，染色深度為0.5％OWF，在經受了779kJ入射UV光照後，具有4或更高等級的理想耐光牢度。
在本文中，染料的百分含量以「％OWF」表示，是指染料相對於纖維重量的重量％。
CI分散染料是本領域技術人員所熟知的，以及適用於染色聚酯纖維，尤其聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的合適分散染料可以由技術人員選擇。適用於染色纖維，尤其按本文所公開方法生產的適用於汽車用途的纖維的商品分散染料包括Terasil粉紅2GLA-01(CI分散紅86)、Disperserite粉紅REL(CI分散紅91)、Dorospers紅KFFB(CI分散紅161)、Dorospers紅KFFN(CI分散紅279)、Terasil黃GWL(CI分散黃42)、Dorospers金黃R.Conc(CI分散黃96)、Dianix黃SG(CI分散黃160)、Terasil藍GLF(CI分散藍27)、Terasil藍BGE-01(200)(CI分散藍60)和Dorospers藍BLFR(CI分散藍77)。意在把新近發展的具有色牢度特性且在本文所公開的條件下適用於染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的分散染料包括在本發明範圍內。本領域技術人員將認識到，這類染料可以用本文所公開的標準條件，在商品聚對苯二甲酸亞丙基酯如Sorona聚對苯二甲酸亞丙基酯上進行試驗。
除非另有說明，否則術語「聚對苯二甲酸亞丙基酯」，和「PTT」，如本文所用，包括含至少70mol％對苯二甲酸亞丙基酯重複單元的均聚物和共聚物，以及含至少70mol％對苯二甲酸亞丙基酯的均聚物或共聚酯的聚合物共混物。優選的聚對苯二甲酸亞丙基酯，包括共聚物和共混物在內，含至少85mol％，更優選至少90mol％，甚至更優選至少95mol％，又更優選至少98mol％以及最優選約100mol％對苯二甲酸亞丙基酯重複單元。為方便起見，本文也把聚對苯二甲酸亞丙基酯稱做「PTT」。
術語「摩爾百分數」，如本文所用，是指特定組分的摩爾數相對於，例如，聚合物內單體單元總摩爾數的百分數。
聚對苯二甲酸亞丙基酯共聚物的實例包括用3種或更多種且每種含2個成酯基團的反應試劑所形成的共聚酯。例如，共聚對苯二甲酸亞丙基酯能用選自含4～12個碳原子的線形、環狀和支化脂族二羧酸，如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷酸和1，4-環己烷二羧酸；除對苯二甲酸之外的含8～12個碳原子的芳族二羧酸，如間苯二甲酸和2，6-萘二羧酸；除1，3-丙二醇以外含2～8個碳原子的線形、環狀和支化脂肪族二元醇，如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基- 1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-環己二醇；和含4～10個碳原子的脂族和芳族醚二醇，如氫醌雙(2-羥基乙基)醚製成。或者，共聚對苯二甲酸亞丙基酯也可以用分子量低於約460的聚乙烯醚二醇，如二乙烯醚二醇製成。共聚酯內共聚單體的典型存在量為約0.5mol％～約15mol％，最大存在量可以30mol％。
聚對苯二甲酸亞丙基酯能含少量，例如，約10mol％或更少，在有些實施方案中，約5mol％或更少的一種或多種除對苯二甲酸亞丙基酯以外的共聚單體，以及這類共聚單體的選擇通常要使它們對性能不會有明顯的不利影響。能用的典型共聚單體包括官能共聚單體，如磺基間苯二甲酸-5-鈉，其優選用量為約0.2～5mol％。為控制粘度，可以加入很少量，即約5mol％或更少，甚至2mol％或更少的三官能度共聚單體，如偏苯三酸。
聚對苯二甲酸亞丙基酯均聚物或共聚物可以與一種或多種其它聚合物共混。如果共混，則優選聚對苯二甲酸亞丙基酯與約30mol％或更少的一種或多種其它聚合物共混。宜與聚對苯二甲酸亞丙基酯均聚物或共聚物共混的聚合物的實例是用前述那些其它二元醇製成的聚酯。優選的聚對苯二甲酸亞丙基酯共混物含至少85mol％，更優選至少90mol％，甚至更優選至少95mol％，又更優選至少98mol％聚對苯二甲酸亞丙基酯聚合物。在某些非常優選的實施方案中，共混物含幾乎約100mo1％聚對苯二甲酸亞丙基酯的均聚物或共聚物。對於有些應用，不優選共混物。
聚對苯二甲酸亞丙基酯的特性粘數為至少約0.70dl/g，優選至少約0.80dl/g，更優選至少約0.90dl/g以及最優選至少約1.0dl/g。還優選特性粘數不超過約2.0dl/g，更優選不超過約1.5dl/g以及最優選不超過約1.2dl/g。
聚對苯二甲酸亞丙基酯的數均分子量(Mn)優選至少約10,000，更優選至少約20,000，而且還優選約40,000或更少，更優選約25,000或更少。優選的Mn取決於聚對苯二甲酸亞丙基酯的組分，也受所用的影響聚對苯二甲酸亞丙基酯物理性能的任何添加劑或改性劑的性質和用量的影響。
聚對苯二甲酸亞丙基酯和製造聚對苯二甲酸亞丙基酯的方法是已知的，且已描述在，例如，下列U.S.專利中5,015,789，5,276,201，5,284,979，5,334,778，5,364,984，5,364,987，5,391,263，5,434,239，5,510454，5,504,122，5,532,333，5,532,404，5,540,868，5,633,018，5,633,362，5,677,415，5,686,276，5,710,315，5,714,262，5,730,913，5,763,104，5,774,074，5,786,443，5,811,496，5,821,092，5,830,982，5,840,957，5,856,423，5,962,745，5,990,265，6,235,948，6,245,844，6,255,442，6,277,289，6,281,325，6,312,805，6,325,945，6,331,264，6,335,421，6,350,895，6,353,062，和6,538,076，EP 998 440，WO 00/14041和98/57913，H.L.Traub，「Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterphthalats(聚對苯二甲酸亞丙基酯)的合成和化學特性」，Stuttgart大學論文(1994)，以及S.Schauhoff，「New Developmentsin the Production of Poly(trimethylene terephthalate)(PTT)(生產聚對苯二甲酸亞丙基酯(PTT)的新進展)」，人造纖維年鑑(1996年9月)。聚對苯二甲酸亞丙基酯可獲自E.I.杜邦de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，商品名為Sorona。
在聚對苯二甲酸亞丙基酯聚合物、共聚物或共混物中可加入其它聚合物添加劑來提高強度，利於後續擠出加工或提供其它益處。例如，為提高聚合物的強度和可加工性，可加入約0.5～約5mol％的少量六亞甲基二胺。為提高聚合物的強度和可加工性，可加入約0.5～約5mol％的少量聚醯胺，如尼龍6或尼龍6-6。可以加入成核劑，優選0.005～2重量％選自下列一組的二羧酸的單鈉鹽對苯二甲酸單鈉鹽、萘二羧酸單鈉鹽、間苯二甲酸單鈉鹽為成核劑，如U.S.6,245,844所公開。
如果需要，聚對苯二甲酸亞丙基酯聚合物和共混物都可含有添加劑，如消光劑、成核劑、熱穩定劑、增粘劑、螢光增白劑、顏料和抗氧劑。在聚對苯二甲酸亞丙基酯和共混物中或在纖維製造中可加入TiO2或其它顏料。適用於聚對苯二甲酸亞丙基酯的添加劑已公開在，例如，U.S.專利3,671,379、5,798,433和5,340,909、EP 699 700和847960，以及WO 00/26301中。
在有些實施方案中，聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維以織物形式如織造或非織造織物提供。在有些實施方案中，纖維，任選地作為織物，還要浸在水中後在其中加入表面活性劑、螯合劑、紫外吸收劑和/或染料。
優選在室溫下，例如，可以在約22℃～28℃，開始本方法，即組合纖維和染浴組分。還優選在密封容器內的自生壓力下進行本方法。由於容器是密封的，所以在方法進行期間，容器內的壓力升高。在含水介質中組合進約0.50重量％脂肪醇乙氧化基物表面活性劑、約0.25重量％螯合劑、3.00重量％苯並三嗪衍生物UV吸收劑和0.5重量％分散染料，以使水∶纖維之比為約2∶1～約40∶1。優選水∶纖維之比至少約6∶1。水∶纖維之比能隨本方法中所用的設備而變，部分取決於本方法中所用材料的體積。在本方法的有些應用中，尤其較大規模的生產中，可優選水∶纖維之比約8∶1～約12∶1，甚至優選約10∶1。當以織物形式使用纖維時，同樣的比例適用，即以重量為基準，該比例是水∶織物之比。但可以用這樣的比例範圍。對於特定應用，可由本領域的技術人員選擇適當的比例。
在本方法中，要以至少約1℃/min但慢於8℃/min的速率加熱染浴及其中的組分。優選加熱速率為約5℃/min或更慢，更優選約4℃/min或更慢，最優選約3℃/min或更慢。在非常優選的實施方案中，加熱速率為約2℃/min。
把染浴和組分加熱到105～145℃，優選132～140℃，更優選132～135℃，以及在非常優選的實施方案中，加熱到約132℃。一旦染浴已達到所要求的溫度，就在該溫度下恆溫至少約30min，優選至少約45min，優選最長達145min。讓染浴在所需溫度下恆溫約60min一般就將保證充分染色；但是對於某些染料配方，可能需要較短或較長的時間，且取決於被染纖維內所需顏色的色澤和強度。
本方法使用苯並三嗪衍生物UV吸收劑。這類吸收劑可以獲自，例如，Ciba Geigy，Inc.。優選的苯並三嗪衍生物UV吸收劑是CibafastUSMUV吸收劑。
UV吸收劑的用量優選至少約2重量％，更優選至少約3重量％。雖然UV吸收劑的用量可以大於，例如，約4重量％，但對於有些應用，如此高的用量是不需要的且可能成本效率不高。
染浴的pH值可以通過加入合適的酸進行調節。優選乙酸，但也可以用其它有機或無機酸，包括丙酸和甲酸在內。染浴的pH值優選調節到約4～約6，優選4.2～約4.85，更優選約4.25～4.7，最優選4.5～4.75。
脂肪醇乙氧基化物表面活性劑是已知的且有商品出售。典型的脂肪醇乙氧基化物表面活性劑是可獲自杜邦Specialty Chemicals，Wilming-ton，DE的Surfactant LF-H。
本文所公開的方法使用螯合劑。螯合劑能除去溶液中不希望或過量的離子。螯合劑的實例是乙二胺四乙酸(EDTA)及其衍生物，包括次氮基三乙酸(NTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)及其鹽在內。EDTA是優選的螯合劑。螯合劑是周知的且有商品出售。EDTA的商品是，例如，源自Dow Chemical Co.，Midland，MI的Versene100 EDTA。
在纖維已浸在染浴內且染浴已在所需溫度下恆溫了所需時間後，就讓染浴冷卻下來，然後漂洗纖維。可以不用任何外部冷卻方法或設備使染浴回到室溫，或者，如果需要，也可以，例如，用冷卻水加速冷卻。在冷卻時，染浴也減壓，優選減到大氣壓。
最好以預洗鍊開始上述方法以除去防礙染色的汙垢、顆粒和其它雜質。例如，進行預洗鍊方法可以是將聚對苯二甲酸在含0.5％表面活性劑、0.25％螯合劑和0.50％TSPP(焦磷酸四鈉)的浴內在約60℃保持約20min。
染色工藝後最好加上還原後洗鍊，以除去鬆散的染料分子和殘留的化學藥品，這有助於耐光牢度達到最大。優選後洗鍊包括下列步驟通過在室溫下加入2.0g/l亞硫酸氫鈉和2.0g/l蘇打粉提供洗鍊浴；以，例如，約1～22℃/min的速率升溫到約60℃或更高，但低於180℃；在60℃保溫20min；漂洗並中和纖維。實現中和的方法可以是，例如，在通過加入合適的有機酸，如乙酸，已把pH值調節到6.0～7.0的浴內漂洗纖維。
本方法提供染色纖維，例如，用標準耐光牢度試驗性能理想的有色纖維。耐光牢度試驗方法是本領域技術人員已知的，且已描述在美國紡織化學家和染色家協會(AATCC)的出版物內。已經發現，按本文所公開的方法製成的聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維，包括由共混物和共聚物製成的纖維在內，在經受了488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-19984測得的色斷不超過4，即在AATCC坯布等級中不低於4。在有些實施方案中，當在染色工藝中使用了某些分散染料時，已觀察到，在經受了779kJ入射UV光照後，色斷不超過4(用相同的試驗方法但有效地採用比用488kJ UV光的試驗更加苛刻的試驗)。
進一步，獲得了除顏色之外還具有理想物理性能保留率的纖維。在長時間UV光照前後的韌度試驗表明韌度損失很少。優選按照本文所公開的方法製造的染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維，在經受了481kJ入射UV光照後，韌度損失為約10％或更少。更優選，按照本文所公開的方法製造的染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維，在經受了779kJ入射UV光照後，韌度損失為約10％或更少。
為了試驗在UV光照下的色牢度和強度，一般都把候選纖維製成針織管狀或纏繞在硬卡上的試驗形式。試驗可以在，例如，Weather-O-MeterUV光照設備上進行。可試驗的物理性能包括在強UV光/高溫輻照下的韌度、伸長率和色牢度。
實施例下列實施例是為了說明本發明而給出的，無意限制本發明。所有份數、百分數等都以重量為單位，除非另有說明。
韌度下列實施例中所報告的聚對苯二甲酸亞丙基酯紗的韌度都用Instron Corp.拉伸試驗機1122型測定。韌度按ASTM D-2256測量。
耐氙光牢度耐氙光牢度用「Atlas」耐候計(Atlas Material Testing TechnologyLLC，4114N.Ravenswood Ave.，Chicago，IL 60613)按已成熟建立的AATCC法16-1998和優級有光澤羊毛耐光牢度標準L-4(組5)進行。
用AATCC坯布等級1～5對所有UV光照後的樣品進行目視分等，其中5表示「看不出變化」，1表示「嚴重色變」。半個單位被看作聚合物基材之間無明顯差別，以及4等或更高被評判為在長期暴UV光照後具有優良的耐褪色性。
UV光照引起的韌度降低試驗長期UV光照對SoronaPTT紗拉伸性能的影響。從對SoronaPTT紡紗「假染定形」針織管的測量獲得基線韌度。「假染定形」是指使用除染料以外的所有染浴組分並包括染色工藝中的所有步驟，包括溫度、壓力等在內。假染定形用來提供聚合物強度保留率試驗的基線。所報告的數據是10個Instron測量值的平均值。
對於在染浴內含CibafastUSM紫外吸收劑時所製成的染色針織管，在Atlas Weather-O-Meter設備中經受了481、486.5和496kJ光照後進行試驗。把由PTT製成的染色針織管上經長期UV光照後的紗線的韌度與起始假染定形(光照)的基線數據進行比較，確定因UV光照所引起的韌度損失。
材料來源本文所用的所有材料都獲自商品。始自Sorona聚對苯二甲酸亞丙基酯的拉伸變形紗，按類似於U.S.專利6,333,106所述的方法製備。Dacron聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維獲自Invista，Inc.(Wilmington，DE)。所用的化學試劑如下Dianix染料(DyStar L.P.，9844-A Southern Pine Blvd.，Charlotte，NC 28274)；Dispersrite染料(Rite Industries，Inc.，Highpoint，NC)；Dorospers染料(M.Dohmen USA Inc.，Greenville，SC)；Terasil染料和CibafastUSM(Ciba Specialty Chemicals，Colors Div.，High Point，NC)；Versene100(Dow Chemical Co.，Midland，MI)；Surfac-tant LF-H(杜邦，Wilmington，DE)；Burco Reduct T(Burlington Chemical Co.，Burlington，NC)。
進行試驗的材料是紡織Dacron聚對苯二甲酸乙二酯均聚物(對比)的假捻紗和已在Lawson-Hempill FAK圓筒針織機(Lawson HemphillSales Inc.，Spartanburg，SC 29304)上針織成管的Sorona聚對苯二甲酸亞丙基酯均聚物(試驗)的紗。
用相同的染色輔劑和條件，同時試驗紡織聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的試驗紗和紡織Dacron聚對苯二甲酸乙二酯的對比紗。除了對已發現在長期UV光照後具有良好耐光牢度的許多分散染料進行評價外，還研究了SoronaPTT紡織試驗紗和DacronPET對比紗抵抗UV光照引起拉伸性能下降的能力。染料和化學藥品的所有百分數都是以織物重量為基準(OWF)的重量百分數。預洗鍊、染色和後洗鍊都在Mathis LabomatBFA16試驗單元(Werner MathisU.S.A.Inc.，Concord，NC)中進行。
預洗鍊方法試驗樣品和對比樣品的針織管在含下列組分的60℃浴內預洗鍊20min● 0.50％Surfactant LF-H表面活性劑● 0.25％Versene100(螯合劑)● 0.50％焦磷酸四鈉染色方法在容器內於室溫下製備含下列組分的染浴
● 0.50％「Surfactant」LF-H● 0.25％「Versene」100(螯合劑)● 3.00％「Cibafast」USM(UV吸收劑)● 分散染料(用量和染料示於表1)● pH值調到4.50～4.75所需的乙酸把試驗用織物浸在染浴內並密封該容器。以2℃/min的速率升溫到132℃(270)，然後在132℃保持45min。冷卻並減壓染浴，取出織物樣品並充分漂洗。
還原後洗鍊方法在室溫下製備含2.0g/l Burco Reduct T亞硫酸氫鈉和2.0g/l蘇打粉的後洗鍊浴。以2℃/min的速率升溫到60℃(140)。把織物浸在後洗鍊浴內，在60℃保持20min，在pH值已用乙酸調節到6～7的浴內進行充分漂洗和中和。
用各種染料染色並以不同的UV光照時間試驗的織物的耐光牢度結果示於表1。
耐氙弧光牢度試驗表1

表2說明長期UV光照對SoronaPTT紡紗韌度的影響。光照紗的韌度損失通過比較光照染色針織管的韌度和提供計算基線的「假染定形」針織管的韌度來計算。SoronaPTT紗抵抗長期UV光照引起韌度下降的能力是顯而易見的。

為說明和描述起見，已給出了本發明實施方案的上述公開。無意囊括本發明並把本發明限制於以上公開的精確形式。對於本領域的技術人員，根據公開的內容，本文所述實施方案的許多變更和修改是顯而易見的。
權利要求
1.包含聚對苯二甲酸亞丙基酯、染料和苯並三嗪衍生物UV吸收劑的有色纖維，其在經受488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。
2.權利要求1的有色纖維，其中所述纖維包含佔該纖維內聚合物總量至少80mol％的聚對苯二甲酸亞丙基酯。
3.權利要求1或2的有色纖維，其中所述纖維包含含有至少70mol％對苯二甲酸亞丙基酯重複單元的聚對苯二甲酸亞丙基酯。
4.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其中所述纖維包含含有至少98mol％對苯二甲酸亞丙基酯重複單元的聚對苯二甲酸亞丙基酯。
5.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其在經受779kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。
6.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其中染料選自下列一組CI分散紅86、CI分散紅91、CI分散紅161、CI分散紅279、CI分散黃42、CI分散黃96、CI分散黃160、CI分散藍27、CI分散藍60和CI分散藍77。
7.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其中所述纖維包含佔該纖維重量2～4重量％的苯並三嗪衍生物UV吸收劑。
8.前述權利要求中任何一項的具有一定起始韌度的有色纖維，其中所述起始韌度在該纖維經受481kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測定降低約10％或更少。
9.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其在經受488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4～5。
10.前述權利要求中任何一項的有色纖維，其中聚對苯二甲酸亞丙基酯的特性粘數為0.80～1.5dl/g。
11.製造染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維的方法，包含下列步驟a.提供聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；b.提供含有包含苯並三嗪衍生物UV吸收劑的水溶液的染浴；c.把染浴的pH值調到約4～約6；d.把染浴加熱到105～145℃的溫度；e.把聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維浸在染浴中；f.維持染浴溫度至少約30min，以產生染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維；g.讓染浴冷卻下來；和h.漂洗染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維。
12.權利要求11的方法，其中染色纖維在經受448kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4或更高。
13.權利要求11～13的方法，其中所述纖維在經受488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得的耐光牢度為4～5。
14.權利要求11～14的方法，其中纖維具有一定的起始韌度以及其中纖維在經受488kJ入射UV光照後，用試驗方法AATCC法16-1998測得所述起始韌度降低約10％或更少。
全文摘要
本專利提供經受480kJ入射UV光照後耐光牢度為4或更高的染色聚對苯二甲酸亞丙基酯纖維和製造這種纖維的方法。這種纖維適用於汽車應用和很可能有紫外吸收的其它應用中。
文檔編號C08K5/3475GK1965023SQ200580018759
公開日2007年5月16日 申請日期2005年6月8日 優先權日2004年6月10日
發明者J·C·常, D·P·諾蘭 申請人:納幕爾杜邦公司