CN1228822A - 处理纤维状材料的工艺及其制品 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理纤维状材料的工艺方法,其包括的步骤:1)提供一种纤维状材料组成的液体悬浮液;2)在时间周期T1内将纤维状材料的液体悬浮液与一种处理剂相混合－其中处理剂要求一时间周期TR足以处理纤维状材料;3)在时间周期T2内将纤维状材料的液体悬浮液和被混合的处理剂沉积到一成形表面上以形成一层材并去除液体基本部分;和4)在时间周期T3;内将液体加压射流施加到纤维状材料的层材上以从纤维状材料上冲洗未使用的处理剂。时间周期T1、T2和T3是紧接连续的并且总的时间周期量至少相等于TR。本发明还揭示一液力缠结结构,其包括:1)至少一湿法成网的非织造纤维网层,其含有纤维状纤维素材料;和2)染色耐久的染料,其将色彩赋予给纤维状纤维素材料以致纤维状纤维素材料是染色耐久的。

Description

处理纤维状材料的工艺及其制品
发明领域
本发明涉及一种处理纤维状材料的方法。本发明还涉及一种具有耐久颜色的纤维素材料。
发明背景
对于含有纤维素纤维的被染色的非织造材料要求有纺织品的美感及其性能，并且在苛刻的化学物质和磨损使用下仍要保持不褪色。对于这样的非织造材料非常希望是耐洗的和耐用的，这样的基材还希望是耐晒的。
这些非织造材料在一些应用中可被用来替代传统的纺织品，其中包括，但不限于这些，揩布、服装、设备保护物和床上用品。这些产品被广泛地使用于下列工业范围：制造业、医用、印刷、喷涂、服装和食品业。
不溶解的色素颜料被用于含有有色纤维素纤维的非织造材料中。这些颜料通常是无机的或含有合成有机基质的。一种固着剂通常用来改善色牢度，因为这些色素颜料在使用的介质中是不溶解的，并且不能迅速的转移到纤维素纤维上或固着在其上。有效的固着剂包括明矾、酪蛋白、淀粉、丙烯酸、松香浆、聚乙烯醇和阳离子色素固色剂。一般地说，这些固色剂仅能适度地改善耐久性。
柔性聚合胶粘的粘合剂或树脂也可做为固着剂。它们通过把不溶解的颜料密封和粘合到纤维表面来改善耐久性。粘合剂和树脂要限定量的使用，因为它们是一种表面处理剂并且通常仅具有适度的牢度。较深的颜色需要过量的颜料并且粘合剂或树脂往往会引起磨去颜色现象或脱色现象。此外，高密度的颜料起着填料作用并且能够物理减弱薄层。粘合剂或树脂还会硬化非织造材料和损伤纺织品类的美观，这时常常会消极地影响液体分布和吸收特性。
粘合剂和树脂在许多普通挥发性的和半挥发性的商业化和工业用的液体和溶剂中常常是可溶解的，并且可从非织造材料中浸出而留下不希望有的剩余物和条痕。当在热表面或在高温使用时，被着色的非织造物材料上的树脂和粘合剂可移动、软化、降解、改变非织造物材料的特性和/或留下一些剩余物。粘合剂和树脂着色方式的另一缺点是它们常常被附加一些干燥片材使用于上浆工艺，浸透技术或印刷操作，然后再被干燥。许多粘合剂还作为一种离线辅助工艺而被用于基材产品上，从而也增加了一些费用。
染色颜料还被用于染色纤维素纤维和含有纤维素纤维的非织物材料。着色剂、染色颜料或染料根据应用通常被分为许多种类。这些分类包括：碱性、酸性、直接(包括阳离子直接染料)、媒染、不溶性偶氮、分散、硫化和还原染料。这些染料具有各式各样的成本，染色特性和色牢度。此外，应用这样染料的方法从简单的引入到悬挂的原料和纤维网与多步化学工艺过程之间有很大的差别。
染料用物理方法或化学方法结合到纤维上以提供耐久的颜色。所述的染料一般通过一种或多种力而被结合的，其中所述的力包括物理陷捕、氢键作用、范德华力、配价结合、离子或共价键。一般地说，染料仅在某些情况下或在一定条件下通常是不褪色的或稳定的。
对于染色颜料希望能抗光和水。还希望染色颜料能够经受住含有纤维素纤维的非织造物材料商品化和工业应用中所遇到的其它一些影响因素。其中包括，但不限于这些，为了去除污斑在洗涤和浸渍期间所使用的洗涤剂和漂白剂；清洁剂包括一些酸例如醋和碱；和大量工业化学品，其中包括油、切割油和具有宽范围偶极矩的溶剂如丙酮、二氯甲烷、1,1,1三氯乙烷和各种醇、酮类、苯、萘和矿油精。
一般地说，碱性染料具有较差的耐光性并且易于使纤维素纤维(例如纸纤维)染色不均匀。酸性染料由于其对纤维素纤维有低的亲合力而易对渗出的水敏感。直接染料或基本染料无需使用染色助剂或媒染剂将染色纤维素纤维。然而，它们往往会缺乏在使用媒染、阳离子固着剂、甲醛或偶合化合物时所需要的普遍的化学牢度。直接染料缺乏普遍牢度，这是由于结合它们的力容易被破坏。
一般地说，媒染染料对纤维素纤维没有亲合力，并且为了良好的牢度特性需要使用一种金属氯化物处理。不溶性偶氮染料要求两种染料组分偶合到纤维上，但缺乏普遍化学稳固要求，并且通常限于仅少量的纤维素应用。分散染料一般用于染色疏水性纤维并且是一些具有限制溶解性和耐摩擦性能的细小尺寸有机化合物。
活性染料可被说成为具有一附着活性基的酸、碱或媒染染料，该活性基能够与纤维素纤维共价结合。
良好的色牢度一般是通过在纤维中把可溶性化合物转变成相对不可溶性化合物而获得的。硫化和还原染料是不溶性的并因此在染色纤维之前必须被化学改善。使用这些染料，不溶性染料首先还原成溶性无色化合物并在结合进入到纤维之后，对于硫化染料来说一般使用硫化钠而对于还原染料来说使用过硼酸钠，被氧化回到不溶性形式。
纤维素纤维可采用从染单独的纤维到被合并的纤维网的各种方法并通过在非织造纤维网制作过程中在各处进行染色而被染色。典型的方法包括在浆中的打浆机配色或原料颜色通过轧染、卷染浸渍、染浴、压浆、提取操作、泡沫帘式染和印而进行染色纤维网。这些方法的许多是离线纺织品染整加工的。
专门的浸轧-堆放回苏，浸轧焙固和浸轧汽蒸染色方法和具有许多步骤连续操作的改进形式对于活性染料通过用染料溶液浸轧纤维网也已被形成。然后该纤维网或为延长反应时间储存在一个不漏汽的箱中或蒸汽加热，进一步浸轧，然后纤维网洗去余下的化学物质。
低速连续浸轧卷染法和浸轧汽蒸染色法常常用于具有还原染料纤维网的永久染色。合适的反应时间尤其在高温下已被获得。在采用活性和还原染料化学染色之后，还要附加冲洗步骤以去除未反应的无用化学物质，由于反应不会是100％完全。更多的耐久性颜料通常要求数个化学加工步骤和一些延长反应时间。
在活性染料、还原染料和硫化染料为了用在纤维素纤维上呈现出令人满意的效果时，这些染料的应用要求不止一个加工步骤并且常常受到达到充分的反应时间所需要的慢的流程速度的阻碍。
因此，为了把活性染料、还原染料和硫化染料施加到纤维素纤维上和含有纤维素纤维的非织造物材料上以便产生耐久颜色则需求有一简单的加工工艺。该需求延伸到一种连续的或一步加工工艺以把这样的染料施加到所述的基材上从而使其染色坚牢。该需求还延伸到用于施加这样染料的一种工艺，其具有合适的高速制造加工工艺。对于染色耐久的纤维素纤维，含有染色耐久的纤维素纤维的非织造物材料和染色耐久的非织造物材料还有一种需求，所述的染色耐久的非织造物材料包括有以简单的一步法制备的纤维素纤维。
定义
在此使用的术语“非织造纤维网”表示一种具有一些单独纤维或长丝的结构的纤维网，所述纤维或长丝被相互铺放，而不是可识别重复的方式。非织造纤维网在过去已通过本领域技术人员熟知的各种工艺方法而制成，其工艺方法例如为熔喷工艺、纺粘工艺、湿法成形和各种粘合机梳纤维网工艺方法。
在此使用的术语“浆粕”表示源于天然原料如木质的和非木质的植物的纤维素纤维。木质植物包括例如落叶性的和针叶性的树。非木质植物包括例如棉花、亚麻、针茅草、马利筋属纤维稻草、黄麻和甘蔗渣。
术语“染色耐久”和/或“色牢度”表示根据暴露在一种作用剂下例如太阳光、活性气体、化学物质、溶剂或类似物、颜色衰减改变的程度。染色牢度或色牢度能够通过标准试验方法例如AATCC试验方法3-1989而被测量出。
术语“摩擦脱色”或“摩擦耐久”表示染色可通过摩擦从一种被染色织物的表面转移到另一表面上的程度。摩擦脱色试验可利用标准试验程序和装置而完成。例如AATCC摩擦脱色仪，型号为CM.5，可从Atlas Electric Devices Co.Chicago,IL买到。
在此使用的术语“片材”表示这样一种材料，它可以是一种机织物、针织物、非织造织物或类似薄膜材料(如一种多孔的类似薄膜材料)。
在此使用的术语“纺粘长丝”表示小直径连续长丝，该长丝是通过从一喷丝板的一些细的、通常为圆的毛细孔中挤压熔融热塑性材料成为长丝而形成的，而被挤压的长丝的直径然后随着通过例如引出拉伸和/或其它已知的纺粘机而被快速减小。纺粘非织造物纤维网的产品在一些专利中已做了说明，例如授予Appel等的美国专利4,340,563和授予Dorschner等的美国专利3,692,618。这两篇专利揭示的内容在此可引为参考。
在此使用的术语“共轭纺丝”表示纺制的长丝和/或纤维是由多长丝或纤维元素组成的。典型的共轭长丝可具有皮/芯形状(即，芯部充分地或完全地被一种或多种皮部包围)和/或并列型股线(即长丝)形状(即多根长丝/纤维沿着一共同内表面被结合)。一般地说，制作共轭长丝(如芯部、皮部和/或并列型长丝)的不同元素是由不同的聚合物形成的并且采用一些工艺方法如熔纺工艺、溶液纺丝工艺等纺制成的。理想的是，共轭纺制的长丝是由热塑性聚合物采用熔纺工艺如适合于生产共轭纺粘长丝的纺粘工艺方法而形成的。
在此使用的术语“液力缠结”表示一种通过液体加压喷射处理而机械地结合纤维材料的方法。典型的液力缠结的工艺方法被揭示在如授予Evans等的美国专利3,485,706，授予Radwanski等的美国专利4,939,016；授予Everhart等的美国专利5,389,202中。
在此使用的术语“液力针刺”表示一种采用液体的压力喷射疏松、开松、重新排列和/或改善相对密致的纤维材料的网眼织物的方法。一典型的液力针刺工艺被揭示在如授予Bames等的美国专利US5,137,600中。
在此使用的术语“基本包括”不排除附加材料的存在，其对给定的成分或产品的所需的特征没有较大的影响。这种典型的材料可包括，不限于这些，颜料、抗氧剂、稳定剂、蜡、流动促进剂、微粒或者添加后可增加成分加工性能的材料。
本发明概述
上述问题已被本发明指明，本发明涉及的是一种用于处理纤维状材料的工艺方法。该工艺方法包括如下步骤：1)提供一种由纤维状材料组成的液体悬浮液；2)在一时间周期T1内将纤维状材料的液体悬浮液与一处理剂相混合-其中处理剂需要时间周期TR处理纤维状材料；3)在时间周期T2内，将纤维状材料的液体悬浮液和被混合的处理剂沉积在一个成形表面上以形成一种层材并去除基本液体部分；4)在时间周期T3内将液体的加压射流施加到纤维状材料的层材上以便从纤维状材料上冲洗未使用的处理剂。根据本发明，时间周期T1、T2和T3是紧接连续的，并且总的时间周期量至少等于TR。
纤维状材料的液体悬浮液可以是一种含水的悬浮液并且可含有纤维状材料如聚脂纤维和/或含有纤维素的纤维。较理想的是，纤维素纤维是水合纤维素纤维。一般地说，纤维状纤维素材料可以是浆粕纤维、合成纤维素纤维、改进的纤维素纤维及它们的组合物。纤维状纤维素材料可包括一些微粒，非纤维素纤维和/或其它材料。
根据本发明，处理剂最好是一种化学活性处理剂。化学活性处理剂可以是一种或多种活性染料、还原染料和硫化染料。
在本发明的一个方面中，纤维材料和被混合的处理剂的被沉积层材可形成为一种网状结构或类似片材结构。这种纤维网可以是光滑的或可具有图案、条痕、印花、波纹或类似物。
用于接收被沉积层材的成形表面可包括至少一层片状材料，该片状材料是在成形表面与纤维状材料和被混合的处理剂的被沉积层材之间。所述片状材料可以是一种或多种非织造纤维网、纺织品纤维网、帘式材料、丛丝薄膜、纤维束和它们的组合物。例如，非织造纤维网可以是一种或多种熔喷纤维网、纺粘纤维网、粘合机梳纤维网、纤维毛毡、气流法纤维网、湿法纤维网、共成型纤维网和它们的组合物。片状材料的附加层可位于纤维状材料的被沉积层材之上。根据本发明的一个实施例，纤维材料的沉积层材可被夹在两片状材料层之间。代替的和/或另外的方法是，纤维网可独立的形成并随后在用液体加压射流处理之前被结合到另一材料层(如，一种纺粘非织造纤维网或类似纤维网)上。
根据本发明，用于从纤维材料上冲洗未被使用的处理剂所施加的液体加压射流还可足以液力缠结纤维材料。液力缠结可仅限于纤维材料或可涉及纤维材料和一种或多种上述片状材料层。代替的和/或另外的方法是，用于从纤维材料上冲洗未被使用的处理剂所施加的液体加压射流还可足以液力针刺纤维材料。液力针刺可仅限纤维材料或可涉及纤维材料和一种或多种上述片状材料层。
本发明的工艺方法可包括一个或多个(如至少一个)辅助或后处理步骤。典型的后处理步骤包括辅助的冲洗步骤、干燥步骤、轧花步骤，添加一种固着剂、固化剂、机械软化步骤、切割、卷绕等。
本发明包括一种由上述工艺方法生产的产品。该产品是一种由被处理的纤维材料组成的或包括被处理的纤维状材料的纤维网或类似片状的材料。例如，产品可以是一种由染色耐久的纤维状纤维素材料组成的纤维网或包括染色耐久的纤维状纤维素材料的纤维网。
在本发明的一个方面中，TR可为从几分钟到1小时或更长时间范围。T1、T2和T3各范围可分别为从少于1秒到几分钟到1小时或更长，只要它们是紧接连续的(即，至少在T2与T3之间没有明显的时间间隔，停留时间或脱线时间)，并且总的时间周期至少等于TR。
在一实施例中，本发明包括一种用被处理纤维状纤维素材料形成纤维网的工艺方法。该工艺方法包括的步骤：1)提供一种包括有水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液；2)在一时间周期T1内将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液与一种活性处理剂相混合，该处理剂要求时间周期TR足以处理纤维状纤维素材料；3)在时间周期T2内，将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液和被混合的活性处理剂沉积在一表面上以形成一纤维网并且去除基本含水液体部分；和4)在时间周期T3内，将一液体加压射流施加到纤维网上以便从纤维网上冲洗未被使用的活性处理剂，其中T1、T2和T3是紧接连续的，并且总的时间周期至少相等于TR。
较理想的是，化学活性处理剂是从活性染料、还原染料和硫化染料中挑选出来的。如果使用还原染料，该工艺方法是这样实施的，即还原染料在时间周期TR期间还原成其可溶性无色形式并随后转化成不可溶形式。
该工艺方法可以是这样实施的，成形表面包括至少一片状材料层，该片状材料层是在成形表面与纤维材料和被混合处理剂的沉积层之间。代替的和/或另外的方法是，纤维材料的沉积层可独立形成并在用液体加压射流处理之前结合到一个或多个相同的层上或其它材料层上(如一种纺粘非织造纤维网或类似物)。纤维状纤维素材料可以是一种或多种浆粕纤维，合成纤维素纤维和它们的组合物。
根据本发明，液体的射流可适合于液力缠结纤维网。另一方面，液体射流可适用于液力针刺纤维网。当然，本发明的工艺方法还可进一步包括至少一种后处理步骤。
本发明的另一实施例包括用于形成染色耐久的纤维状纤维素材料纤维网的工艺方法。该工艺方法包括步骤：1)提供一种由水合纤维状纤维素材料构成的含水悬浮液；2)在时间周期T1内将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液与一种活性处理剂进行混合，所述的处理剂选自于活性染料、还原染料和硫化染料，该处理剂要求一时间周期TR足以处理纤维状纤维素材料；3)在一时间周期T2内，将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液和被相混的活性处理剂沉积到一表面上以形成一种纤维网并且去除基本含水液体部分；和3)在一时间周期T3内将液体加压射流施加到纤维网上以便从纤维网上冲洗未被使用的活性处理剂；其中T1、T2和T3是紧接连续的并且总的时间周期至少等于TR。
如果使用还原染料，该工艺方法是这样实施的，在时间周期TR期间还原染料被还原成其可溶性无色形式并随后转化成不可溶的形式。
成形表面可包括至少一片状材料层，该片状材料层是在成形表面与纤维状纤维素材料和被相混合的活性处理剂的沉积层之间。代替的和/或另一种方法是，纤维状纤维素材料的沉积层可独立形成并且随后在用液体加压射流处理前被结合到一个或多个相同的层上或其它材料层上(如，一种纺粘非织造纤维网或类似物)。纤维状纤维素材料可以是一种或多种浆粕纤维、合成纤维素纤维、改进的纤维素纤维和它们的组合物。
根据本发明，液体加压射流可适用于液力缠结纤维网。另一方面，液体加压射流可适用于液力针刺纤维网。当然，本发明的工艺方法可进一步包括至少一种后处理步骤。
本发明还包括一种由染色耐久的纤维状纤维素材料组成的液力缠结的结构。该结构是由下列组成1)至少一层一种湿法成网的非织造纤维网，其含有纤维状纤维素材料；和2)染色耐久的染料，其将色彩赋予给纤维状纤维素材料以便纤维状纤维素材料是染色耐久的。
液力缠结结构的湿法成网的非织造纤维网组分可包括一片状材料层。片状材料可选自纺粘纤维网、熔喷纤维网、粘合机梳纤维网、机织物、针织物、帘式布和它们的组合物。代替的和/或另外的方法是，染色耐久的纤维状材料的液力缠结结构可包括一粘合材料基质。粘合材料可以是树脂或胶质。液力缠结结构的染色耐久的染料组分可选自活性染料、还原染料和硫化染料。
本发明还包括一种由染色耐久的纤维状材料构成的液力针刺结构。该结构由下列组成1)至少一层一种湿法成网的非织造纤维网，其含有纤维状纤维素材料；2)染色耐久的染料，其将色彩赋予给纤维状纤维素材料以致纤维状纤维素材料是染色耐久的。染色耐久的纤维状纤维素材料的液力缠结结构可包括一粘合材料基质。该粘合材料可以是树脂或胶质。液力针刺结构的染色耐久的染料组分可选自活性染料、还原染料和硫化染料。
附图的简要说明
图1是用于处理纤维状材料的一典型工艺方法的示意图。
本发明的详细说明
参见图1，其示出了用于处理纤维状材料的一典型工艺方法的说明图(无需按比例)。一般地说，处理工艺方法可并到高速湿法成网纤维网成形操作的纤维制备步骤中，其中纤维网成形操作伴随着加压液体射流操作，而未被使用的或废的处理剂和/或化学物质被从纤维状材料上冲洗掉。例如，处理工艺能够被并到高速造纸操作的浆粕和原料制备步骤中，其中高速造纸操作伴随着液力缠结或液力针刺操作，而未被使用的或废的处理剂和/化学物质被从纤维状材料上冲洗掉。然而，应理解的是本发明不限于这样一种组合。
根据本发明的一个实施例，纤维状材料10可被置于含有液体(通常为水)的传统的造纸的纤维原料制备打浆机或浆粕机12中。如果纤维实质上是纤维性的，那么纤维可在打浆机或浆粕中被精制直到它们被水合。纤维状材料原料被保持在连续搅动状态中从而形成一种液体悬浮液。
一种处理剂被加到打浆机或浆粕机12中的纤维状材料内。如果纤维状材料是纤维性的，那么处理剂最好在纤维被水合之后直接被加入。处理剂可以是固体、液体或气体形式或它们的组合物形式。例如，处理剂可成粉末的形式，溶解于用于悬浮纤维状材料的液体介质中。代替的和/或另一方式是，处理剂可以是以液体的形式添加到或以气体形式被吹入到液体介质中。处理剂可以是以相同或不同时间加入到纤维状材料中的一种或多种组分、反应物和/或相组成的。
一般地说，纤维状材料被保持在连续搅拌状态中，这样使纤维状材料的液体悬浮液和处理剂相混合。然而，如果过度的搅拌会对处理剂或纤维状材料有害，那么搅拌可被停止或断续的使用。例如，如果由搅拌携带的空气会氧化或与处理剂反应并降低其效果，那么搅拌将要减速。
在打浆机或浆粕机12中的纤维处理(如染色)之后，纤维状材料和被相混合的处理剂的悬浮液然后被变稀并准备好以为了利用传统的湿法成网法或造纸技术形成为一纤维状材料层或纤维网。原料淤浆14在纤维网成形之前可被储存一设备箱15中。如果需要，为了设备相容性，原料淤浆PH值可被调节。
固色剂和添加剂可在打浆机、设备箱处被加入或就在成形前加入。这些材料可被加入以改善色牢度和其它特性例如柔软性和湿强度。如果需要，可加入附加的纤维状材料。这些材料可经相同或不同的处理。例如，附加材料可具有相同的颜色或不同的颜色。可被加入的纤维状材料的一些实例包括木质材料、其它纤维素纤维、合成非纤维素湿法成形人造纤维或类似纤维。
这些纤维状材料可在形成纤维网之前加入到原料淤浆中以提高强度、外观和耐用特性。如果希望是一种或多种不同纤维类型层材，它们也可作为单独的淤浆被处理。
尽管非纤维素纤维状材料(如人造纤维)可在一单独工艺中被处理或染色，但应考虑到它们可与纤维素纤维状材料相同的系统中被处理或染色。例如，某些传统的还原染料利用热定形可用来染色聚脂纤维状材料。人造合成非纤维素纤维包括聚丙烯、聚酯、尼龙和聚乙烯纤维。
被稀释的含水悬浮液(如原料淤浆)14被输送并使用一个传统的造纸流料箱18或具有一成形部件如改良型长网机或倾斜线的铺网流料箱而形成到一移动的有小孔的成形线16上。倾斜线一般用于湿法成形的相对长的纤维，如人造纤维。根据本发明，高速造纸机纤维网速度可采用2000英尺/分(fpm)或更大些。这样的速度明显大于传统的连续的纺织品还原和活性染色工艺。在所述的传统纺织工艺中的纤维网速度利用改进的悬挂式纤维网通道和洗涤机可达到360fpm。
在含水悬浮液(如原料淤浆)成形为一纤维网20并充分地脱水(一般稠度大于18％)之后，在该纤维网在成形织物上时，液体加压射流被施加到纤维网上。作为另一种替代，纤维网可被输送到一个不同的移动的织物22上或移动的圆筒(未图示)上，其中利用一加压液体射流形成装置如传统的液力缠结装置24施加液体加压射流。
一般地说，在处理如活性或还原染色之后，纤维状着色材料必需冲洗以便去除水解的和未固着的染料以及废的化学物质。如果不做这种冲洗步骤，织物变脆、色牢度和颜色稳定性会被削弱。此外，冲洗步骤有助于去除不希望有的化学残留物，该残留物可带来一些安全问题，人体未被保护的皮肤与残留物接触而产生的问题。冲洗还有助于消除由留在片材中的化学物质而引起的不希望的擦试残留物或使之最小化。采用最普通的纺织织物活性和还原染色系统，则需要冲洗步骤。一种热的洗涤浴常常使用于这种普通系统的冲洗步骤中。然而，这些系统往往会是低速的，并且常常是在与织物成形工艺不连贯的独立的操作中来运行的。
根据本发明，未被使用的、过剩的或废的处理剂(如染料化学物)可有效的通过使用液体加压射流如液力缠结射流而从纤维网/纤维状材料上去除。这可以被认为是使用高速和高容量液体(一般为水)而造成的。有效的冲洗也是由于单独的被处理的纤维是被初始的液力缠结管充分冲洗实现的，而纤维在纤维网的纤维基质中合适的冲击和缠结之前仍是松散的和易动的。
温热的皂液和洗涤剂可加入到用于冲洗纤维网的加压液体射流中。然而，射流的高剪切和冲洗作用足以去除掉未被使用的处理剂以致无需皂液和洗涤剂。在纤维网从液体悬浮液中形成之后立即采用这种高压射流来冲洗纤维网能够省去附加的冲洗步骤。
在本发明的一个实施例中，液力缠结或液力针刺步骤与冲洗步骤相结合，以致附加的冲洗装置和/或纤维网固结装置能够省去。
例如，液体加压射流可适合于液力缠结纤维网。液力缠结可使用传统的液力缠结装置24来实现，该装置如可在授予Evans的美国专利3,485,706中获得，该专利所描述的内容在此可被结合参考。本发明的液力缠结可用任何恰当的作业流体如水来实现。
作为另一种选择液体加压射流适合于液力针刺纤维网。液力针刺可利用如在1992年8月11日授予Bames等的美国专利5,137,600中可获得的工艺和装置来完成，其专利所述的内容在此可被结合参考。本发明的液力针刺可用任何恰当的作业流体如水来实现。
纤维状材料的含水悬浮液和被混合的处理剂也可被湿式形成在一基底材料上，例如一种非织造纤维网。在某些情况下，基底材料是表面活化剂处理的并且有分隔的真空脱水区域。被处理的纤维状材料(如染色耐久的纤维)和预成形非织造合成纤维网能够在成形线或其它生产线段的下游或有小孔的圆筒上用液体加压射流进行处理(如液力缠结)。
在纤维状材料层或纤维网20已形成之后，基底例如机织和/或非织造纤维网26也可容易地加在液力缠结装置24的上游。一般地说，这样的技术已揭示在如1995年2月14日授权给Everhart等的美国专利5,389,202中，该专利所揭示的内容在此可被结合参考。另外一些层材也可加在纤维状层材20的顶部以形成一种多层(如三层或更多层)的纤维网。各种各样的基底都可被考虑。例如，如果基底是一种非织造纤维网，那么它可包括连续的长丝如纺粘和结网、熔喷、共成形混合物、机梳和气流成型的人造纤维网和它们的组合物。这样的纤维网可以是弹性或非弹性的纺制的聚合物而制成的。纤维和/或长丝可由热变形或热塑性聚合物制成。
或是材料的一侧或是其两侧可用液体加压射流进行处理。可考虑的是，液体射流能够用于图饰材料以便利用选择缠结衬底生产出类似布的外观。
从初始加压液体射流(如液力缠结)排出的水可与下游的导管隔离开，这是由于它们含被冲洗掉的处理剂如废的染料化学物质很多。废的化学物质和水可被处理并且或在工艺中再使用或串联在另一在场的造纸机流程中，其流程要求水质条件不太严格。
在水洗步骤之后，可施加附加的化学和/或机械处理28。例如，进一步的冲洗或液体处理操作可通过使用喷射、浸渍和挤压技术、真空脱水处理液帘或类似方式来完成的。用于施加液体的适宜工艺的实例揭示在1996年1月23日授予Cleveland等的美国专利5,486,381“液体饱和工艺”中，其内容在此可被结合参考。
这种装置也能用于加入其它类型的化学物质或处理剂，其中包括如固着剂。由于纤维网被冲洗掉一些处理剂如废的染料，各种固着剂可使用的数量比在引入到纤维原料制备步骤(即在浆粕机或打浆机12)中少，以较好地固着处理剂，这是由于短效处理剂已从织物上冲洗掉。例如，可要求较少染料固着化学物固着分散到或结合到单独的纤维上的染色分子，因为过剩或短效染料已从纤维状材料的表面和缝隙中冲洗掉。
其它一些化学物质也可被加入，其中包括增湿强度树指、粘合剂、增白剂、阻燃剂、柔软剂、淀粉、防腐蚀剂和大量的纺织品整理剂。也可加入柠檬酯和乙二胺以改善颜料色牢度特性。
被处理和冲洗的材料可被干燥。通气干燥工艺和圆筒干燥工艺30已获知为很好的处理。其它一些干燥工艺，其包括红外线辐射、杨琪干燥机、真空脱水、微波和超声能也可被使用。热的后处理可单独使用或结合干燥步骤使用以熔合可存在于材料中任何可热熔的纤维的一部分。
较为理想的是采用调整步骤和/或后处理工艺以把精选的特性赋予给材料。例如，材料可通过轧光辊轻轻地加压，被起皱或起绒以提供均匀外观和/或某些触感特性。代替的和/或另外的方式，化学后处理如粘合剂或染料可加到织物上。
材料通过其它方法也可被湿态或干态起皱和/或机械地软化以改善柔软度和手感或粘结再起皱材料以改善强度和蓬松特性。还可应用一些印花整理以改善美感性。这些工艺在织物卷绕到辊32之前可以是联机的或脱机的。
各种纤维状材料可使用于本发明。一般地说，纤维状材料将能够经受住潜在腐蚀或有害处理如活性处理剂或要求有相对长的曝光或滞留时间的处理。一些可被使用的纤维包括如下，但不限于这些：浆粕、纤维素纤维其包括天然、合成和改进的纤维素纤维和聚合物纤维，以及它们的组合物。
用于处理(如染色)的纤维素纤维源包括初剪羊毛纤维如热机械的、被漂白和未被漂白的柔羊毛和硬羊毛浆粕。还可使用次级或再循环纤维。这些纤维可从这样一些来源获得，如废料站、白报纸、黄色纸原料和报纸碎片。植物纤维也能使用，它们包括大麻、蕉麻、亚麻、马利筋属纤维、棉花、改良棉花和棉短绒。合成纤维素纤维如人造纤维和粘胶人造丝也可使用。另外典型的合成纤维素在Cortaulds的商业标志“Lyocell”下获得。改善的纤维素纤维也可使用。例如，纤维状材料可由通过沿着碳链用适当的自由基(如羧基、烷基、乙酸酯、硝基等)代替羟基形成的纤维素衍生物组成的。这些纤维可单独使用，可结合其它纤维素纤维和/或非纤维素纤维使用。一些微粒和/或其它材料也与纤维状材料一起使用。
当使用羊毛浆粕(如羊毛纤维)时，原料稠度达到约12％能够容易被处理(如染色)。在纤维素纤维被充分水合，松散和对于可及性的纤维腔被涨开之后，处理剂(如染料微粒)注入到纤维结构中能更充分和有效地完成。比较于传统的纤维网处理(如纤维网染色)在这些条件下可使用较少的处理剂(如较少的染料)。如果处理剂是一种染料处理剂，可获得一些附加的益处。例如，在用过量染料来获得深程度颜色的情况下，染料在纤维中的较好混合产生较好的色牢度。
尽管发明人不应坚持操作的特殊理论，但本发明的工艺是与一种处理剂(如染色处理剂)混合单独的、被搅拌的和自由悬浮的纤维。由于进入到纤维内的染料处理剂/化学物质的转移没被削弱，因此可认为能够获得更有效和充分的染色。
相反，已固定和夹在一被压实的纤维网内的纤维被认为阻碍了进入到单独纤维内的染料处理剂/化学物质的转移。此外，许多处理剂和染料对纤维素有很强的亲合力，这就使得进入到已固定和夹在压实的纤维网中的纤维内的均匀渗透变得相当困难。本发明的工艺可以认为比许多传统的方法如浸轧方法其处理剂的施加形成得更加均匀。
本发明的纤维原料制备步骤可以有长反应时间的控制，对于某些处理剂(如，对于适当的固着染料处理剂)是需要这种长反应时间控制的。例如，可以获得通常大于60秒和常常1小时或更长的反应时间。根据本发明，纤维状材料的液体悬浮液和被混合的处理剂的温度也可被控制以便于最佳反应运动。
本发明对于纤维状材料可用各种各样的处理剂。处理剂可与纤维材料以任何方式相互作用，所述的方式包括但不限于于涂覆、反应、扩散和固着。可使用多组分处理剂，也可使用具有几种不同反应物的处理剂。在本发明的一个方面中，处理剂将与纤维状材料的表面起反应。在本发明另一方面中，处理剂可扩散到纤维状材料内并与纤维状材料起反应。在本发明的另一方面中，处理剂可扩散到纤维状材料内或涂覆到纤维状材料表面然后与处理剂的其它组分或剂起反应以固着处理剂于纤维状材料内或纤维状材料上。
典型的处理剂包括酸性处理剂、苛性或碱性处理剂、单或多组分反应物、活性染料等可或单独或结合使用。某些类型的染料处理剂已发现在本发明的工艺中有很好的作用。例如本发明的工艺可利用活性染料、还原染料或硫化染料来染色纤维状材料。
理想的处理剂包括活性染料。一般地说，这些染料与纤维状纤维素材料一起使用。尽管发明人不应坚持操作的特殊理论，这种染料通常认为是共价地结合到纤维上。染料中的反应官能团一般认为常常并且最好在分散到纤维结构内之后与纤维素纤维反应。这些官能团认为在用于施加染料的介质中是保持稳定的并不与介质反应。理想的是当水是作为施加染料的介质时这些染料能够起作用。这些染料的官能团可与纤维素的羟基起反应以形成纤维素酯纤维-染料共价键，其提供耐久的颜色。
当这些染料用在含水纤维处理系统中时，水的硬度可需调节。本技术领域技术人员可容易测定调节值。活性染料一般是在水合之后加入到打浆机或浆粕机中的纤维素纤维内。一种电解质盐如硫酸镁或氯化钠也可被加入。一般地说，纤维的液体悬浮和被混合的活性染料的PH值要升高到碱性程度以增强染料与纤维之间的反应性。例如，PH值可提高到约11或12。碱性材料，例如纯碱(氢氧化钠)或碳酸氢钠可被使用。染料和纤维的混合物的温度可被提高并保持在高温度下。整个反应时间或需要充分处理/染色纤维的时间周期(TR)为从少于60秒到大于120分钟范围。典型的活性染料包括ProcionH和M系列(ICI Americas Inc)和Cibacron系列(Ciba-Geigy)。这些染料在水中具有理想的溶解度。
活性染料具有良好的耐光牢度和湿牢度而缺乏漂白牢度。在染色之后采用辅助处理剂如使用尿素、阳离子固着剂和树脂能产生一些合适的改进。对于许多需要更加严格牢度要求的场合，可使用还原染料。
当与纤维状纤维素材料一起使用时，还原染料可在纤维状材料被水合之后加入到打浆机或浆粕机中。当使用纤维的含水悬浮液时，还原染料一般是不溶水的并且必须首先被还原以产生一种溶水的形式。这可以在传统的条件下在打浆机或浆粕机中完成。例如，可使用达到12％的稠度。水的硬度可以调节以改善还原染料的水溶解度。硫酸钠可被加入以便于染料浸透到纤维素纤维内。钙、镁、铅和类似的多价离子的存在能够消极地影响还原染料的溶解度。
一般地说，还原染料可以从不溶水形式转变到溶于水的“无色”的钠形式。这可以通过加入一种苛性钠(氢氧化钠)的含水碱性溶液和一种还原剂连二亚硫酸钠而实现。特殊的化学性质可随特有的还原染料而变化，而实施这个步骤可由还原染色的普通技术人员来实现。
在还原染料溶解之后，无色钠形式对纤维素纤维有良好的亲合力从而浸透到纤维结构中。如果不是这种形式，就几乎不会浸透到纤维结构内。还原染料浸透纤维往往少于其它染料。以致在操作中必须引起注意以便产生良好的牢度。纤维悬浮液的稠度、搅拌和染料、化学物质、电解质浓度和添加比是可变化的，其可要求调节。这样的调节可由还原染色领域的普通技术人员做到。不适宜的加入能够产生不均匀颜色。如果没正常浸透到纤维中，当无色形式被氧化返回到不溶的颜料，还原染料将被容易冲掉。对于本发明实施例中为获得良好的浸透和消耗，一般时间周期或反应时间(TR)约为30-45分钟。在本发明的某些实施例中，用于满足充分处理所需的时间(TR)甚至会更短些。例如，在10分钟的时间周期内能够实施满足充分的处理。
浸透在纤维内的还原染料的溶解水的形式接着被氧化返回为不溶水的形式。这种氧化步骤也是需用于处理纤维状材料的时间周期或反应时间(TR)的一组成部分。氧化反应通常是通过把浸透的纤维暴露在空气下并连续搅动便可容易产生的。一些材料如过硼酸钠、重铬酸钠和/或次氯酸钠或次氯酸钙也可被加入以便减少氧化反应时间。在某些情况中，可加入一种酸以达到高程度氧化。
还原染料可分成两个种类：蒽醌染料和靛属染料。这两种染料都可用于本发明技术。蒽醌染料的一些实例包括Cibanone染料(Ciba-Geigy)，Sandothrene染料(Sandoz)和Caledon染料(ICI)。靛属染料包括Durindone染料(ICI)和Ciba Blue2B(Ciba-Geigy)。还可使用稳定的可溶水的硫化酯无色还原染料。
实例1-15
不同的活性染料、还原染料和直接染料被用于处理木纤维。这些染料单独使用或与固色剂处理物质结合使用。染料和固色剂可以从Ciba-Geigy公司，巴塞尔(Basel)，瑞士获得，用于实例中的SpeificCibanone系列还原染料、Cibacron系列活性染料、Pergasol系列阳离子直接染料和TinofixNF液体固色剂列在表1中。
提供用来染色研究的木纤维是Terrace Bay Longlac19，一种漂白的北方软木牛皮纸浆可从Kimberly-Clark,CorporationRoswell,Georgia获得。
对于还原染料、活性染料和固色剂的配方或处方的百分比量是基于每吨木纤维中成分的磅(即，组分lbs./2000 lbs.木纤维)，而木纤维具有约7％水分。对于其它添加的材料的百分比数量是基于每100克木纤维或其它配料中成分的克(即成分克/100克木纤维或其它配料)。反应一般是在室温下，在搅拌下和水硬度在染料添加之前(除非另作说明)调节到近100PPM下完成的。用于配方或处方中的材料的特殊数量列在表1中的各实例中。
一般程序-还原染料
木纤维配料浸在自来水中以充分水合并且利用实验室搅拌机制成近似稠度为3％的浆。一种苛性溶液(如NaOH溶液)加入到木纤维配料中。通常，加入足够的苛性溶液使PH值调节到约12。还加入一种电解质盐(如硫酸钠)。电解质盐的数量列在表1各实例中而百分比是基于每吨木纤维中成分的磅(即成分的lbs./2000 lbs.木纤维)，其中木纤维具有约7％的水分。
一种还原染料与一种还原剂(如，连二亚硫钠)一道加入到木纤维配料中并搅动一段时间。各实例百分比量列在表1中。各实例在染料加入之后反应时间列在表1中。
在特定时间周期其中还原染料浸透到水合纤维之后，一种氧化剂(如，过硼酸钠)被加入到在搅拌下的混合物中。对于各实例的数量如百分比列在表1中。氧化剂加入之后各实例的搅拌时间也列在表1中。在搅拌之后，混合物立刻转移到一原料箱中，在此其被稀释成适用于传统的手抄片生成的稠度。手抄片利用传统的手抄片机被冲洗和成形并随后被液力缠结。
一般程序-液力缠结
已被染色木浆的湿法成网的纤维网被放在一个相对低的基重、传统的聚丙烯纺粘纤维网的顶部上。纺粘纤维网的基重约为17gsm(～0.5osy)而湿法成网的被处理的未浆纤维网的基重约为73gsm(～2.2osy)，如从被烘干的一些样品测定出。
使用由3个导管构成的传统的液力缠结系统。基本操作方法被描述在如1995年2月14日授予Everhart等的美国专利5,389,202中，其所揭示的内容在此可被结合参考。各导管具有直径为0.006英寸的小孔。孔以导管每直线英寸约40个孔的间距成单排设置。导管水压为850psig，其产生高能量细的粒状射流。液力缠结面是由AlbanyInternational,Portland TN制造的一单层103AM聚酯线底布。木浆和纺粘纤维网在导管下以20英尺/分(fpm)的线速度通过，在此它们通过水的加压射流被冲洗和固结。所得到的复合材料利用传统的实验室手抄片干燥机被干燥。
一般程序-直接染料
一种Pergasol Blue F 3R溶液用于处理液力缠结的木基底/聚丙烯纺粘基底，如WORKHORSEManufactured Rags自Kimberly-ClarkCorporation,Roswell,Georgia获得。使用的木纤维配料约50％Longlac 19,25％漂白的北方软木牛皮纸以及25％辅助纤维。PergasolBlue F 3R溶液利用一液体导流装置被施加到基底上，所述的装置被描述在1996年1月23日授予Cleveland等的美国专利5,486,381名称为“液体饱和工艺”中，先前已被引用。
样品试验
基底色彩程度是使用亨特实验室色差计，型号D25光敏元件并由Hunter Associates Laborary Reston制造，在国际色差测算公式(CIELAB)座标中测量并记录在表2中。CIELAB座标为关于1976年“国际照明委员会”或CIE意见一致的一种体系。座标标有L*、a*、b*。该体系采用3轴对立的色彩标度，假定色彩由白到黑(L*)或“亮度”、绿到红(a*)和黄到蓝(b*)感觉中构成。L*从完全白的100变化到完全黑的零。a*测定：加号(即正)时红色度，零时灰色，减号(即负)时绿色度。b*测定：加号(即正)时黄色度，零时灰色，减号(即负)时蓝色度。
CIELAB“液力缠结处理之前(HET之前)”测量是使用被染色的木配料的手抄片完成的。“液力缠结处理之后(HET之后)”测量是用作为反射面的浆侧而完成的。液力缠结的基底含有白的有色聚丙烯纺粘纤维状纤维网。本发明不限定传统的液力缠结处理来作为液体加压射流用来冲洗纤维状材料的方法。应将理解到液力缠结处理是可被使用的加压液体射流处理的一典型实例。
检验实例中所生产的材料的色牢度，以测定暴露在漂白剂、醋、Formula 409和一种工业溶剂下色彩衰减或改变的趋势。这些实验一般是根据AATCC试验方法3-1989和I.S.O.Recommendation(国际标准化组织)而实施的，如描述在Trotman,E.R.,纺织纤维的染色和化学性技术，第5版，Charles Griffen与Co.Limited,Whitstable,Kent,England,1975。使用“1-5”颜色变化等级标度的标称值，“5”是具有很小或无颜色变化的最高标称值，而“1”是具有大的颜色变化的最低的标称值。
在各种情况中，尺寸约为1平方英寸的试验样品在规定时间浸泡在100mL试验溶液/溶剂中，随后在室温下干燥一个晚上。试验样品与控制样品比较。
暴露在家用漂白剂(5.25％次氯酸钠)下的色牢度是以漂白剂的各种浓度来分析的。试验样品浸泡60分钟并间歇轻度搅拌。
蒸馏家用醋(5％酸度)和Formula 409(The Clorox CompanyOakland,CA)分别用于样品以分析色牢度，样品浸泡在没有稀释的醋或Formula 409中5分钟。
暴露在工业溶剂下的色牢度使用Autowash6000-一种可从Printers’Service Newark,NJ获得的印染溶剂来分析。Autowash6000是由脂族和芳族石油蒸馏物和亚乙氧基乙醇组成的。样品被浸泡5分钟。该试验结果记录在表3中。
基底的耐摩擦色牢度试验是样品在干态下(见表2)和在浸泡在漂白剂、醋、Formular 409或Autowash 6000用上述规定时间之后即刻的湿态下(见表3)而完成的。耐摩擦色牢度试验测定这样一种程度，即颜色通过摩擦从被染色的织物的表面转移到另一表面(或在干态或用特殊液体浸湿时)。
用AATCC耐摩擦色牢度测定仪，型号CM.5，(由Atlas ElectricDevices co chicago IL制造)实施该试验。每一样品约为4”宽×”长，并且当放置在试验仪上时沿着机器方向(即沿着纤维网成形的方向)取向。一种棉的小方布(2×2 Crockmeter squares,Part#12-2592-0000,TesL Fabrics inc.Middlesex,NJ)安装在耐摩擦色牢度测定仪的栓钉上。试验是用30次循环完成的(除非织物产生损坏)并且每一样品使用AATCC Chromatic TransferenceScale,1994 Edition,American Association of Textile Chemistsand colorists,Research Triangle Park；NC Grading而定等级。等级是基于“1-5”标度，即“5”表示没有颜色转移，“4”表示浅色转移，“3”表示某些颜色转移，“2”表示许多颜色转移，“1”表示大量的颜色转移。“3”或更大的标称值被认为适用于大多数用途。
实例1-15的结果
如表2所示，当被染色的木纤维经受高速液力缠结射流时，测量出仅有少量的颜色损失，其表明有充分的纤维上染性。这是通过CIELAB座标L*、a*、b*值“HET之前”与“HET之后”比较而观察到的。色差可归因于：未结合和未反应的染料化学物的损失，由于液力缠结线衬底使细纤维损失以及加入白色纺粘纤维/长丝引起固结的基底变亮。
一种传统的纺粘聚丙烯非织造纤维网具有基重约17gsm(约0.5osy)并且作为控制材料以实例15标示出。给出颜色测量值，作为测定由于白颜料加入到用聚丙烯制成的纺粘非织纤维中阴暗分配变亮的依据。类似的聚丙烯纺粘非织造纤维网与被处理的(即染色的)木纤维被液力缠结如上述的实例1-13。实例14的Rag材料制造的WORKHORSE也基本含有相同的聚丙烯纺粘非织造纤维网。
表2示出的样品具有满意的干耐摩擦色牢度结果。由表3可以看出，某些染料对一些化学物质有较好的化学色牢度，而对其它物质则不会有，对所有物质不会有相等的耐久性。实例1和2两个都具有极好的色牢度。CibanoneYellow 2G包括如一般化学高耐久染料。
不同数量的其它还原染料，这样的染料也许是染色耐久性较小的，可被加入如调色剂以用于高耐久颜料的不同色的色调。以此方式，能够保持普通染色牢度，如实例3所示，在此比萨饼色(pizza)或橙红色基于一高耐久的黄色。
正如在绿色调实例4所看到的，漂白剂浓度较高(次氯酸钠)消极地影响染色牢度。比较实例4和5可以看出，在原料准备还原染色工艺中加入适量的固色剂Tinofix NF并有较长的反应时间不会改善染色牢度也不改善染色耐摩牢度。在液力缠结步骤之后添加固色剂而不是在原料准备期间可预计改善色耐摩牢度。
类似颜色的还原染料可具有改进的染色牢度，如从实例6中可以看到。
蓝色还原颜料产生耐漂白(即耐漂白剂性)是十分困难的。在原料准备染色步骤中采用高强度的固色剂仅适当的改善染色牢度，如在实例7、8和9的比较中可以看到。通过采用不同染色耐久的还原染料的组合物，将会产生一种染色耐久的体系。这可通过CibanoneViolet BNA DP(实例10)和CibanoneOlive B DP(实例6)的结合而表示出，以产生一种淡蓝色，其比较仅由一种类型还原颜料组成的实例7、8和9具有改善的染色牢度(实例11)。深蓝色调可通过一些具有比较好的色牢度的还原染料获得，如实例12所示。
如从实例13可以看到，整个颜料色牢度中的蓝色活性染料与还原染料不一样，对于许多应用，这样的色牢度是满意的。
PergasolBlue F3R，一种阳离子直接染料，其是通常用于造纸工业许多场合下的染料家族的部分。这样的染料在许多要求耐高强度化学性的耐久应用中是未达到标准的。尺管PergosalBlue F3R在实例4给出的加入量(add-on level)处对水有高的耐久性，但它对漂白剂和其它化学物质非常敏感，如表1所示。
实例16-29
一般程序-还原染料
木浆根据用于实例1-15的方法被处理。木纤维配料用淡水或来自于前面操作的白水利用Voith Slushmaker Repulper以各实例所注释的稠度被制浆。对于各实例的某些条件下面将指出并注释在表4中。除了如下给出的简略注释外，用于实例1-15的一般条件包括提供在实例16和17的附加说明以及表4都应用到剩余的实例18-29。
实例16和17比萨饼色(PIZZA)/橙红色-1
步骤1，用Voith Slushmaker Repulper以3.3％稠度(淡水)制浆60lbs.-Terrace Bay LL19。
步骤2,3L NaOH(50％溶液)一搅拌30秒。
步骤3,20％硫酸钠(基重400 lbs./ton)～5446克，连续搅拌。
步骤4，加还原染料-CibanoneYellow 2G PST-(40lbs./ton)～545克和CibanoneRed 6B PST(10 lbs/ton)～136克连续搅拌。
步骤5,10％连二亚硫酸钠～2724克，PH=12.3搅拌2分钟并制动打浆机，再测定PH=13.5。由于染料还原出现颜色变化。
步骤6，总反应时间40分钟，在反应15分钟之后搅拌30秒，再重复第二次。在间歇期间，停止打浆机。
步骤7,40分钟之后，再起动打浆机，加入7.5％过硼酸钠(按重量计)～2043克，并且在倒入到用于成形的原料箱之前，运转20分钟。
步骤8,60lbs.的已染色的原料装在储罐中，其标号103″(2880加仑)(0.23稠度)，然后被排出，并且被稀释到0.17％稠度。随后利用这种稠度来形成纤维网或被处理的木纤维层。
结果：耐摩擦色牢度试验结果是标称值为“3”至“5”，是满意的。见表5实例16A～17B。当配料被夹在纺粘纤维网之间时，则改善耐摩色牢度。
还原染料的隐色形式为深紫色调。TinofixNF(一种固色剂)利用如美国专利5,486,381所述类型的导流分配器而加入到压力射流处理的材料中，上述专利所述内容可结合参考。指出色牢度没有改善。
实例18和19比萨饼色(PIZZA)/橙红色-2
参照实例16的一般染色程序，在一些特殊步骤中指出一些变化。
步骤1，部分成浆水是由实例16制成的白水。
步骤2，加入1L NaOH(50％溶液)，用盐酸和硫酸降低PH，再测定PH=13.3。
步骤4，加CibanoneYellow 2G PST-(60 lbs./ton)～7.7克@反应时间0,CibanoneRed 6B PST-(15 lbs./ton)～204克。
反应25分钟后，加入另外100克CibanoneYellow 2G，并且反应时间增加另外10分钟，总的时间为50分钟。
结果：见表5。
实例20和21-PIZZA/橙红色-4
步骤1，源于前面操作的白水用于再打浆。
步骤2,185mL NaOH(50％溶液)PH=12.5。
步骤3,25％硫酸钠(按重量计)-6810克。
步骤4，加入CibanoneYellow 2G PST(80 lbs./ton)-1090克和CibanoneRed 6B PST(20 lbs./ton)-272克。
结果：见表5。
实例22和23-橙横色-1
步骤1，淡水。50∶50 LL19/SSWK(即纤维束相等部分LL19北方软木牛皮纸浆和南方软木牛皮纸浆(SSWK))60 lbs.制浆10分钟，@3.3％稠度。
步骤2,3.5L NaOH(50％溶液)，PH=12.2。
步骤3,25％硫酸钠-6810克。
步骤4，加入Cibanone Orange 5G DP(33 lbs./ton)～450克和CibanoneRed 2B PST(54 lbs./ton)～735克。
步骤7，在反应时间40分钟之后，打浆机稀浆搅拌5分钟，以观察是否充分自氧化。由于没充分氧化(未变颜色)，加入7.5％过硼酸钠(2043克)。
结果：隐色形式为暗巧克力色。配料颜色程度是满意的。夹心的织物的耐摩色牢度是满意的，其具有4到5的标准值。见表5。
实例24和25蓝灰色-1(WSK-21)
步骤1，淡水，50∶50 LL19/SSWK配料60 lbs.。
步骤2,2.5L NaOH(50％溶液)，PH=12.2。
步骤3,25％硫酸钠～6810克。
步骤4，加入Cibanone Orange 5G DP-136克(10 lbs./ton),CibanoneNavy PS PST-817克(60 lbs./ton)和CibanoneBlueGFJ DP～272克(20lbs./ton)。
结果：见表5。
实例26,27和28-蓝灰色-2
步骤1，淡水，50∶50 LL19/SSWK配料60 lbs.。
步骤2,2.5L NaOH(50％溶液)，PH=12.3。
步骤3,CibanoneOrange 5G DP-82克(6 lbs./ton),CibanoneNavy PS PST～409克(30 lbs./ton)和CibanoneBlue GFJ DP～136克(10 lbs./ton)。
结果：较差的耐摩的色牢度和色牢度，如表5所示。当材料暴露在Formula 409下时，发生颜色偏移。
实例29-淡蓝色(WSK-9)
步骤1,60 lbs.配料，50∶50 LL/SSWK，淡水。
步骤2,2.5L NaOH(50％溶液)PH=12.3。
步骤3,25％硫酸钠-6810克。
步骤4，加入Cibanone Navy PS PST～68克(5 lbs./ton),CibanoneBlue GFJ DP～109克(8 lbs./ton)。
结果：见表5。
PH和硫酸盐试验
源于实例20-29的材料切成10×10英寸的方的样品。各样品在200mL自来水中以室温条件浸泡30分钟。浸泡之后，每一样品被挤干并用浸泡水通过一冲洗器冲洗5次。浸泡各样品的液体和从样品挤出的液体被合并。
用传统的PH试验仪测量液体的PH值，其结果列在表5。液体中的硫酸盐利用Hach DR/2000 Direct Reading Spectrophotomer和Hach Sulfaver4方法(混浊方法)进行测试。硫酸盐试验结果记录在表5中，单位为毫克/升(mg/L)。如表5所示，PH值为中性或接近中性。硫酸盐值为0至3mg/L之间，表明用液力缠结射流进行了有效的冲洗。
本发明结合一些实施例已做详细说明，应将理解到，本发明所包括的主题不限于这些实施例，相反，对于本发明主题范围内的替换、改进和等同物应视为包括在所附的权利要求的精神和范围内。
                                     表1
实例 染料种类 染料 颜色 染色程序 固色剂
    1 还原染料 CibanoneGoldenYellowM PST 黄色 30 lbs..染料6.25％苛性物(50％溶液)10％硫酸钠10％连二亚硫酸钠20分钟7.5％过硼酸钠10分钟
    2 还原染料 CibanoneYellow 2GPST 黄色 50 lbs.染料苛性物(10％溶液)到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠60分钟7.5％过硼酸钠45分钟硫酸pH7.5、8.5加固化剂5分钟 20lbs.TinofixNF LIQ
    3 还原染料 CibanoneYellow 2GPSTCibanoneRed 6B PST 比萨饼色或橙红色 40 lbs. Yellow 2G+10 lbs. Red 6B苛性物到pH1210％硫酸钠10％连二亚硫酸钠20分钟7.5％过硼酸钠10分钟 20lbs.TinofixNF LIQ
    4 还原染料 CibanoneGreen    BFDLIQ 绿色 30 lbs.染料苛性物(10％溶液)到pH1210％硫酸钠10％连二亚硫酸钠20分钟7.5％过硼酸钠10分钟
    5 还原染料 CibanoneGreen    BFDLIQ. 绿色 30 lbs.染料氢氧化钠到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠60分钟75％过硼酸钠45分钟硫酸到pH7.5、8.5加固色剂5分钟
                                       表1(续)
实例 染料种类 染料 颜色 染色程序 固色剂
6 还原染料 CibanoneOliveB DP. 橄榄绿色 15 lbs.染料苛性物到pH12.020％硫酸钠10％连二亚硫酸钠40分钟7.5％过硼酸钠30分钟硫酸，到pH7.5-8.5
7 还原染料 CibanoneBlue 2B PST 蓝色 50 lbs.染料苛性物到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠20分钟7.5％过硼酸钠10分钟
8 还原染料 CibanoneBlue 2B PST 蓝色 40 lbs.染料苛性物到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠60分钟7.5％过硼酸钠45分钟硫酸，到pH7.5-8.5固色剂 40 lbs.Tinofix NFLlQ.
9 还原染料 CibanoneBlue 2B PST 蓝色 40 lbs.染料氢氧化钠到pH1210％硫酸钠10％连二亚硫酸钠20分钟7.5％过硼酸钠固色剂 80 lbs.Tinofix NF LIQ
10 还原染料 CibanoneViolet BNA DP 紫色 10 lbs.染料苛性物到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠40分钟7.5％过硼酸钠30分钟
                                          表1(续)
实例 染料种类 染料 颜色 染色程序 固色剂
11 还原染料 Cibanone BNADPCibanoneOliveB DP 淡蓝色 7.5 lbs.Violet BNA DP.Plus50 lbs.Olive B DP.氢氧化物到pH1220％硫酸钠10％连二亚硫酸钠40分钟7.5％过硼酸钠30分钟硫酸，到PH7.5-8.5
12 还原染料 CibanoneBlue 2B MTG 蓝色 100 lbs.染料氢氧化物到pH1225％硫酸钠15％连二亚硫酸钠90分钟7.5％过硼酸钠20分钟
13 活性染料 CibanoneBlue CR Liq33 蓝色 水硬度180ppm110 lbs.染料25％硫化镁90分钟氢氧化物，到pH11-1220分钟
14 阳离子直接染料 PergasolBlue F 3R 蓝色 0.5％溶液HYDROKNITMaterial
15 控制 白色 纺粘聚丙烯
                                       表2
                颜色程度-国际色差测算公式(CIELAB)                                                   染料耐摩牢实例                 HET之前                                        HET之后                           度标称值
    L*      a*     b*     L*    a*     b*
    1     82.50      4.61     55.18     85.87    10.75     56.59     5
    2     86.28      0.05     45.93     87.00    -2.04     48.46     5
    3     69.09    23.47     24.42     5
    4     70.26     25.67     -5.08     75.64   -23.84     -7.19     5
    5     67.03    -27.55     -6.28     66.06   -27.71     -8.59     4
    6     62.99     10.43      3.76     67.45   -10.84      3.62     5
    7     58.38      0.13    -28.59     52.64     2.45     31.79     4
    8     53.16     -1.27     26.84     55.36    -0.11    -27.49     4
    9     59.67      0.96    -22.98     63.88    -0.18    -21.06     4
    10     70.50    11.07     15.67     5
    11     72.71     0.73    -12.42     5
    12     53.82      0.02    -29.37     50.12     0.73    -30.89     5
    13     48.76      2.01    -30.11     52.85     1.83     30.41     3
    14     71.61     0.54    -25.03     3
    15     97.65      1.41      4.39     5
                                             表3
  漂白剂     醋 Formula 409     PriscoAutowash6000
 浓度    浸泡时间 色牢度   耐摩擦性   色牢度   耐摩擦性    色牢度    耐摩擦性    色牢度   耐摩擦性
   实例  ％    分钟 标称值   标称值   标称值   标称值    标称值    标称值    标称值   标称值
    1  5.25     60  4    5    4    4     5     4     5    4
    2  5.25     60  5    3    5    3     5     4     5    4
    3  5.25     60  5    5    5    3     5     5     4    3
    4  5.25     60  4    3    5    4     5     3     3    4
 1.5     60  5
 0.3     60  5    3
    5  5.25     60  4    5    5    3     5     3     4    3
    6  5.25     90  5    4    5    4     5     3     4    4
    7  5.25     60  1    5    2     4     3     4    3
    8  5.25     60  2    4    5    2     5     3     4    2
    9  5.25     60  3    5    5    2     5     2     4    2
 1.5     60  3
 0.3     60  3
    10  5.25     60  5    4    5    4     5     5     4    4
    11  5.25     60  5    5    5    4     5     4     5    4
                              表3(续)
 漂白剂     醋 Formula 409     PriscoAutowash6000
  浓度  浸泡时间  色牢度  耐摩擦性 色牢度 耐摩擦性 色牢度 耐摩擦性 色牢度 耐摩擦性
 实例   ％  分钟  标称值  标称值 标称值 标称值 标称值 标称值 标称值 标称值
 12  5.25  60  2  5  5  2  4  3  2
 1.5  60  3
 0.3  60  3
 13  5.25  60  3  5  4  2  4  1  3  2
 14  5.25  60  1  4  5  3  5  2  4  2
                                                  表4
实例 颜色   水中TINOFIX浓度％   配料 聚丙烯SB基重    层SB    浆粕BWGSM #被处理的面 导管压力(psig)  线速度FPM
 16 比萨饼色     0 100％LL19  1.0osy     2    158     2  1700  16.5
 17 比萨饼色     3 100％LL19
 18 比萨饼色     0 100％LL19  0.4osy     1     72     1  850  36
 19 比萨饼色     3 100％LL19  0.4osy
 20 桔黄色     0 50％LL19/50％SSWK2  0.7osy     2     125     2  1700  15.6
 21 桔黄色     3 50％LL19/50％SSWK
 22 桔黄色     0 50％LL19/50％SSWK  0.4osy     1     72     1  850  27
 23 桔黄色     3 50％LL19/50％SSWK  25
 24 蓝灰     0 50％LL19/50％SSWK  0.4osy     1     72     1  850  21.2
 25 蓝灰     3 50％LL19/50％SSWK
 26 蓝灰     0  0.4osy     1     72     1  850  21.2
 27 蓝灰     0 50％LL19/50％SSWK  0.7osy     2     125     2  1700  15
 28 蓝灰     3 50％LL19/50％SSWK
 29 淡蓝     0 50％LL19/50％SSWK  0.4osy     2     63     2  1200  30.4
1-每层基重    2南方软木牛皮纸浆
                                               表5
                                          耐摩色牢度试验
实例 面(侧)    染料   漂白剂    醋 Formula409     AutoWash6000     pH   硫化物mg/L
 16  A-浆粕     5   4.5     5     4     5
 16  B-纺粘     5   4.5   4.5     4   4.5
 17  A-浆粕     5   4.5     5     4     5
 17  B-纺粘     5   4.5   4.5   4.5   4.5
 18  A-浆粕     4     3   3.5   3.5     4
 18  B-纺粘   4.5     4     4     4   4.5
 19  A-浆粕   4.5     3     3     3     4
 19  B-纺粘     4     4     4     4     4
 20  A-浆粕     5     4     4   4.5     5   7.1   2.5
 20  B-纺粘     5   4.5     4     5     5
 21  A-浆粕     5     4   4.5     4     5  6.45     2
 21  B-纺粘     5     4     5     4     5
 22  A-浆粕     4     3   3.5     3   3.5  7.25     3
 22  B-纺粘     4   3.5     3     3     5
 23  A-浆粕     5     2     2     2     4   6.9   2.5
 23  B-纺粘     5     2     3   3.5   4.5
 24  A-浆粕     4     1     1     2     4   7.2     3
 24  B-纺粘     4     2   2.5     2     5
 25  A-浆粕     5     1     2     1   4.5   6.8     0
 25  B-纺粘     5   2.5     3     2     5
 26  A-浆粕     3     1     1     1   3.5  7.25   0.5
 26  B-纺粘   3.5     1     2     1   3.5
 27  A-浆粕     5     4   4.5     5     5     7     0
 27  B-纺粘     5     4     4     5     5
 28  A-浆粕     5     4     4     2     5   6.5   2.5
 28  B-纺粘     5   3.5     3     3     5
 29  A-浆粕     5     4   4.5     4     5  7.25   0.5
 29  B-纺粘     5     4     4     5   4.5

Claims (37)

1．用于处理纤维状材料的工艺方法，其中包括：
提供包括纤维状材料的液体悬浮液；
将纤维状材料与处理剂相混合经过时间周期T1，所述处理剂要求一时间周期TR足以处理纤维状材料；
在时间周期T2内将纤维状材料的液体悬浮液和被混合的处理剂沉积到一成形表面以形成一层材并除去基本液体部分；和
在时间周期T3内将液体加压射流施加到纤维状材料层上以便从纤维状材料上冲洗未使用的处理剂；
其中T1、T2和T3是紧接连续的并且总的时间周期量至少相等于TR。
2．根据权利要求1的工艺方法，其中纤维状材料的液体悬浮液是一种水合纤维素纤维的含水悬浮液。
3．根据权利要求1的工艺方法，其中处理剂是一种化学活性处理剂。
4．根据权利要求3的工艺方法，其中化学活性处理剂选自于活性染料、还原染料和硫化染料。
5．根据权利要求1的工艺方法，其中沉积的纤维状材料和被混合的处理剂的沉积层材是一纤维网。
6．根据权利要求1的工艺方法，其中在施加液体加压射流之前纤维状材料和被混合的处理剂的沉积层材与至少一个另外片状材料层相结合。
7．根据权利要求6的工艺方法，其中至少一另外片状材料层选自于非织造纤维网、纺织品纤维网、帘式材料、丛丝薄膜、纤维束和它们的组合物。
8．根据权利要求1的工艺方法，其中层材被液力缠结。
9．根据权利要求1的工艺方法，其中层材被液力针刺。
10．根据权利要求1的工艺方法，其还进一步包括至少一个后处理步骤。
11．一种用于形成被处理的纤维状纤维束材料的纤维网的工艺方法，其包括：
提供包括水合纤维状纤维束材料的含水悬浮液；
将水合纤维状纤维素材料与一种活性处理剂相混合经一时间周期T1，该处理剂要求时间周期TR足以处理纤维状纤维素材料；
在时间周期T2内，将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液和被混合的活性处理剂沉积到一表面以形成一种纤维网并且去除含水液体基本部分；
在时间周期T3内将液体加压射流施加到纤维网上以从纤维网上冲洗未使用的活性处理剂；
其中T1、T2和T3是紧接连续的并且总的时间周期量至少等于TR。
12．根据权利要求11的工艺方法，其中化学活性处理剂选自于活性染料、还原染料和硫化染料。
13。根据权利要求11的工艺方法，其中在液体的加压射流实施之前纤维状材料与被混合的处理剂的沉积层与至少另一片状材料层相结合。
14．根据权利要求11的工艺方法，其中成形表面包括至少一片状材料层，该片状材料层是在成形表面与纤维材料和被混合处理剂的沉积层之间。
15．根据权利要求14的工艺方法，其中至少一片状材料层选自非织造纤维网、纺织品纤维网、帘式材料、丛丝薄膜、纤维束和它们的组合物。
16．根据权利要求15的工艺方法，其中非织造纤维网选自熔喷纤维网、纺粘纤维网、粘合机梳纤维网、纤维状絮垫、气流法成网纤维网、湿法成网纤维网、共同成型纤维网以及它们的组合物。
17．根据权利要求11的工艺方法，其中纤维网被液力缠结。
18．根据权利要求11的工艺方法，其中纤维网被液力针刺。
19．根据权利要求11的工艺方法，其中纤维状纤维素材料是选自浆粕纤维、合成纤维素纤维以及其组合物。
20．根据权利要求11的工艺方法，其还进一步包括至少一个后处理步骤。
21．一种用于形成染色耐久的纤维网纤维素材料纤维网的工艺方法，其包括
提供一种包括水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液；
将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液与一种活性处理相混合经时间周期T1，所述的处理剂选自活性染料、还原染料和硫化染料，该处理剂要求一时间周期TR足以处理纤维状纤维素材料；
在时间周期T2内将水合纤维状纤维素材料的含水悬浮液和被混合的处理剂沉积到一表面上，以形成一纤维网并去除含水液体的基本部分；和
在时间周期T3内将液体加压射流施加到纤维网上以便从纤维网上冲洗未被使用的活性处理剂；
其中T1、T2和T3是紧接连续的并且总的时间周期至少相等于TR。
22．根据权利要求21的工艺方法，其中纤维状材料和被混合的处理剂的沉积层在液体加压射流实施之前至少与一个另外片状材料层相结合。
23．根据权利要求21的工艺方法，其中成形表面包括至少一片状材料层，其在成形表面与纤维状材料和被混合处理剂的沉积层之间。
24．根据权利要求23的工艺方法，其中至少一片状材料层选自非织造纤维网、纺织品纤维网、帘式材料、丛丝薄膜、纤维束和它们的组合物。
25．根据权利要求24的工艺方法，其中非织造纤维网选自熔喷纤维网、纺粘纤维网、粘合机梳纤维网、纤维状絮垫、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、共同成型纤维网以及其组合物。
26．根据权利要求21的工艺方法，其中纤维网被液力缠结。
27．根据权利要求21的工艺方法，其中纤维网被液力针刺。
28．根据权利要求21的工艺方法，其中纤维状纤维素材料选自浆粕纤维、合成纤维素纤维以及其组合物。
29．根据权利要求21的工艺方法，其进一步包括至少一个后处理步骤。
30．一种由染色耐久的纤维状材料组成的液力缠结的结构，该结构包括：
至少一层一种湿法成网的非织造纤维网，其由纤维状纤维素材料组成；和
染色耐久的染料，其将色彩赋予给纤维状纤维素材料，以致纤维状纤维素材料是染色耐久的。
31．根据权利要求30的染色耐久的纤维状纤维素材料的液力缠结结构，其中湿法成网的非织造纤维网还包括一片状材料层。
32．根据权利要求31的染色耐久的纤维状材料的液力缠结结构，其中片状材料选自纺粘纤维网，熔喷纤维网、粘合机梳纤维网、机织物、针织物及其组合物。
33．根据权利要求31的染色耐久的纤维状材料的液力缠结结构，其还包括一粘合材料基质。
34．根据权利要求35的染色耐久的纤维状材料的液力缠结结构，其中染色耐久的染料选自活性染料、还原染料和硫化染料。
35．一种由染色耐久的纤维状材料组成的液力针剌结构，该结构包括：
至少一层一种湿法成网的非织造纤维网，其由纤维状纤维素材料组成；和
染色耐久的染料，其将色彩赋予给纤维状纤维素材料，以致纤维状纤维素材料是染色耐久的。
36．根据权利要求35的染色耐久的纤维状材料的液力针刺结构，其还包括一粘合材料基质。
37．根据权利要求35的染色耐久的纤维状材料的液力针刺结构，其中染色耐久的染料选自活性染料、还原染料和硫化染料。
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