专利名称：增稠剂在纺织品图案染色中的应用的制作方法技术领域：本发明涉及一种用于通过在预定图案中使用多个独立可控的着色剂涂布器对水质着色剂进行分配从而对纺织品被染物进行染色的方法。更明确地说，本发明涉及一种将染料或液体着色剂与具有特殊性质的增稠剂结合使用的方法。具有这种性质的增稠剂的使用导致在被染物上产生了出乎意料地极好的染色性能，并且提高了染色设备的操作性能。背景技术：虽然纺织品染色属于最古老的工艺，这一学科继续吸引着革新和改进。在这种革新之中就有染色工艺，以及实施这种工艺的设备，该设备按照电子编码的图案指令对织物进行自动染色或形成图案。这种工艺沿着两种不同的途径发展。在第一种途径(\"按需滴注(drop ondemand)”法)中，由位于待形成图案的纺织品被染物上方的具阀涂布器直接对染料或着色剂进行涂布。在一个这种系统的例子中，当染料或着色剂被分配到被染物上时打开阀，而当已经将所需量的染料输送到被染物的合适预定区域时关闭阀。该第一种方法的例子包括Spartanburg，SC(南卡罗来纳州斯巴达堡)的Zimmer Machinery(齐玛机械有限公司)经售的商标为Chromojet的形成图案的设备。在这种设备中，含有多个独立染料喷嘴的打印头沿待形成图案的被染物的通路横向往复运动。一个或多个染料喷嘴可以独立连接到单独的染料供给上，这些单独的染料供给中的每一个均可以供应一种不同颜色的染料并且为形成多色图案提供条件。当打印头横向往复移动并且被染物也被适当前引时，电子定义的形成图案的指令被指引到所选择的喷嘴。在第二种途径中(\"循环”法)，不断生成的染料溶液流被引到集水区中。通过间歇启动的(也就是根据形成图案的数据启动的)空气或其他控制流体的横向流将染料溶液流转移到移动中的被染物的通路上，从而使染料溶液避开集水区并且在足以对电子定义的形成图案的数据所指定的染料数量进行分配的时间间隔中对被染物的表面进行冲击。图1-2中显示了这种设备的一个例子，其细节将在下文中和若干美国专利中进行讨论，这些美国专利包括一般指定的美国专利第4,116,626、5,136,520、5,142,481和5,208,592号，这些专利的教导内容在此并入作为参考。以上引用的美国专利中所说明的设备和技术中，用图素定义被染物的图案，并且将单独的着色剂或结合的着色剂赋予各图素以便将所需的颜色赋予那些对应的图素或被染物上图素大小的区域。这种着色剂对于特殊图素的涂布通过使用许多沿着色档的长度方向放置的单独的染料涂布器而进行，那些色档越过移动中的待形成图案的被染物通路而间隔地平行放置。给定的色档中的每一个涂布器均由来自同一个着色剂贮存槽中的着色剂供给，而不同的排列由通常含有不同着色剂的不同贮存槽供给。通过生成容纳了沿色档长度方向的涂布器位置和与移动中的被染物上的目标图素位置相对应的色档位置的涂布器行动指令，来自任意色档的任意可用的着色剂可以被涂布到被染物上图案区域中的任何图素上，正如特殊图案的复制所需。图1图示描述了一个示范性的形成图案的设备，其中多个沿一系列色档的长度方向排列的可独立控制着色剂涂布器越过待形成图案的被染物网的通路而配置。图2图示描述了图1所示设备的平面视图，显示了待均匀染色的被染物的形成图案的区域。具体实施例方式图1显示了示范性的喷射染色设备10，例如由Spartanbury，SC(南卡罗来纳州斯巴达堡)的Milliken公司(美利肯公司)开发的Millitron纺织品印花机，其由一组八个单独的色档15组成，其中每一个色档均能够对给定的颜色进行分配，这些色档被固定安置在框架20中。可以根据设备所需的复杂度、对于宽颜色范围的需要和其它因素，使用更多或更少数目的色档。每一个色档15均由多个沿色档长度方向以间隔队列排列的独立可控染料涂布器组成，并且由该色档指定的着色剂供给。色档每单位长度的涂布器数目可以是例如10/英寸、20/英寸或某些其它数目。每一个色档延伸越过被染物25的整个宽度。如所描述的，尚未形成图案的被染物25，例如织物(textile fabric)，可以由辊30进入，然后通过传送带40在各色档15下被输送穿过框架30，该传送带40被通常标示为44的电动机进行驱动。在用为染料溶液在被染物的精确定义区域中以图素方式准确放置提供条件的方式下在色档15下面输送后，立即形成图案的被染物25A可以通过其它传统的染色相关步骤，例如烘干、固色等。例如，图案染色纺织材料可以通过蒸气机，其中染色纺织材料被投入蒸汽气氛中以使其上的染料固定。然后可以将离开蒸汽室的染色纺织材料输送通过水洗器以除去过量的未固定染料和其他化学品。然后使水洗后的纺织材料穿过热空气烘干机到传输张紧设备。对传送机构进行适当修改，待形成图案的被染物也可以做成非连续单元的形式(例如，单独的组合地毯(carpet tile)、垫子或类似物品)。图2是图1所示的形成图案的设备的图解平面图。该图中包括结合了电子控制系统55、电子定位系统60、以及滚筒脉冲发生器或类似的转换器65的计算机系统50的框图。这些系统的采集操作产生独立的\"开/关”行动命令，该命令使染料在移动的被染物25的表面以图素方式进行准确涂布，这种以图素方式进行的准确涂布对于使用图案指定的颜色复制所需图案是必需的，如一般指定的美国专利第4,033,154，4,545,086，4,984,169，以及5,208,592中的详细说明，这些专利中的每一个均在此并入作为参考。当本文以这种循环型设备的方式术语对本发明进行说明时，本文所教导的内容不限于这种设备，而是也可以使用按需滴注型设备。使用任何一种方法均可以根据待染色被染物的用途和纤维含量使用各种天然或合成染料在纺织品上形成图案，包括酸性染料、碱性染料、活性染料、直接染料、分散染料、媒染料或颜料。本文所教导的内容适用于大范围的这种染料以及大范围的纺织材料的使用。可以通过本发明的方法进行图案染色的纺织材料包括针织、机织和非机织纺织材料，簇绒材料及类似材料。通常这种纺织材料可以包括地面覆盖物(floorcovering)(例如，地毯(carpet)、地毯(rug)、组合地毯、小地毯(floor mat)等)，装饰用织物、家具装饰织物(包括汽车装饰织物)等。这种纺织材料可以由天然或合成纤维形成，例如聚酯纤维、尼龙纤维、羊毛纤维、棉纤维、和丙烯酸纤维，还有一些纺织材料含有这种天然或合成纤维的混合物，或其组合。为了便于下面的讨论，将使用以下定义，除非其被上下文以别的方式指明或要求。术语\"形成图案”表示根据预定数据在包括被染物表面的指定区域(或全部区域)上对染料进行选择性涂布。形成图案可以包括多种颜色的排列，或单一颜色在被染物整体上的均匀涂布。术语\"图素”用于说明可以准确可靠地涂布颜色或相应数量的着色剂的被染物上最小面积或位置。因此，图素是定义图案的基础，而对于本文所讨论的形成图案的设备，其是产生复制那些图案所需的染料涂布器行动命令的基础。衍生的术语\"图素方式”用于说明染料或其它液体在被染物上具体图素大小的位置上进行的分配或涂布，例如，当在对以图素方式定义的图案或图案要素进行复制时将发生的那样。术语\"染料溶液”表示各种组分的混合物水溶液，包括染料(任何合适的种类)和任选的其它添加剂，例如本文所教导的分配在被染物上的添加剂。染料溶液还要区分\"染料”或\"着色剂”，后面一个术语指代染料溶液的实际染料或着色剂组分。术语\"水质增稠剂”表示适用于水质染料体系的任何自然产生的或合成衍生出的粘性增强剂。这种增稠剂的许多具体例子是公知的，xanthomona、丙烯酸和瓜尔树胶及其衍生物被认为是在本文所说明的这种类型的形成图案的工艺中最广泛使用的，其中通常优选阴离子生物多聚糖增稠剂或黄原胶，特别优选澄清黄原胶。术语\"澄清”是指为除去可过滤或水不溶性杂质进行的额外的加工步骤。当其用于黄原胶时，该术语指进行了额外的过滤并且可能利用酶法除去了细菌或与细菌有关的碎片的树胶。澄清黄原胶的非定义性的例子包括Wilmington，DE(特拉华州威明顿)的C P Kelco(斯比凯克公司)经售的Kelzan T和Keltrol T。对本文来说，如果其1％水溶液(蒸馏水)在600nm下的透射比不低于40％，则认为其为澄清黄原胶。更明确地说，当与由100％蒸馏水组成的标准品进行比较时，如果其1％水溶液(蒸馏水)在600nm下的透射比不低于60％而不高于75％，认为其为中度澄清黄原胶；如果其1％水溶液(蒸馏水)在600nm下的透射比高于75％而低于85％，则认为其为高度澄清黄原胶；如果其1％水溶液(蒸馏水)在600nm下的透射比高于85％，则认为其为超级澄清黄原胶；以上透射比在25℃下在无气泡条件和1cm的波程长度下，使用适当校准的分光光度计(例如英国剑桥的UNICAM经售的紫外/可见光分光光度计UV2)进行测量。术语\"被染物”表示由单独的天然纱线或合成纱线构成的任意基本上为平面的纺织品。具体适用于本文所说明的工艺的被染物包括织物和地面覆盖物，地面覆盖物中又包括地毯(carpet)、地毯(rug)、组合地毯(carpet tile)和小地毯(floor mat)等)。术语\"面部纤维(face fiber)”，当指地毯或其它具有绒头的地面覆盖物时，表示所有暴露的或未暴露的绒头；当指绒头织物时，表示全部绒头；当指平幅针织物时，表示整个织物。术语\"等级”表示染有相同颜色的被染物区域上表现出视觉上均匀颜色的程度。等级差的染色区域的外观显示有色斑。尽管以上所讨论的两种现有技术染色方法的各种实施方式已经取得了相当大的成功，在某些性能范围仍然寻求改进。一个这种范围包括了染料溶液从涂布器到被染物过程中的流动特性。例如，在那些需要均匀涂布一种或多种颜色的图案区域中，由于染料溶液到被染物上的输送或流动有关的小但是明显的图素对图素的不均匀性而导致染色区域上具有细小但是视觉上明显的色斑效果，发现颜色程度不均匀的区域不是不寻常的。此外，由于在短时间内开始和停止染料溶液流的困难，需要向一个或更多特殊图素上输送相对少量的指定着色剂的图案区域可能没有接收到正确数量的着色剂。这种性能范围，其将被称为涂布器响应时间问题，至少可以对几个不受欢迎的条件负责。显而易见，涂布器响应时间问题通过对相对少量的着色剂在被染物上可以涂布的程度进行限制，对在被染物的相同位置上涂布不同着色剂的相对比例造成了限制。与用掺和代替向同一图素上顺序地涂布两种或多种着色剂(称为\"原位掺和”)的技术所能产生的颜色范围相比，其有效地使颜色范围减小。这种不能精确地按照需要生成相对短的着色剂脉冲，同样限制了图案线条开始时的精度——开始分配染料溶液的命令被送到一组涂布器中的每一个涂布器，导致该组中涂布器启动时的轻微不同步，从而导致在图案元素的前端边缘产生粗糙的不均匀的线条。在图案被染物需要具有相对高的生产速度的情况下，对染料溶液流速的限制也存在问题。在这种生产速度下，染料溶液涂布器必须以相对高速经过被染物。这对于染料溶液涂布器的两个方面有不寻常的要求阀必须以相对高的流速分配所需量的染料溶液而且必需在相对短的时间间隔内完成，以便适应被染物上各种图素区域定义的图案可操作地对应于涂布器定位所需的较短时间。在许多情况下，仅仅增大供给染料溶液的压力或增大涂布器注流口的直径难以达到这种流速，特别是在例如需要高清晰度图案的情况下。此外，因为对于给定的图素大小这些阀开关所必需的时间间隔变短，与这些阀的启动和退动性能以及那些时间间隔中染料溶液的水动力性能相关的问题变得愈加重要。观察特殊制备的阴离子生物多糖增稠剂(特别是黄原胶)的使用效果，已经发现了以上讨论的技术问题的一个意想不到的解决办法。当与用于在被染物上形成图案的染料或着色剂结合使用时，这种增稠剂能够为该方法和产品提供许多明显的改进，包括但不限于以下性能范围(1)减少了阀响应时间，(2)减少了阀对阀的偏差，(3)对于给定的压力和注流口尺寸，提高了流速，(4)减少了过滤需求，(5)在纺织品被染物上增加了染料渗透率，(6)改进了颜色的均匀度(即，一致的颜色水平)。具体的说，已经发现普通黄原胶对于以上性能范围的作用通常可以接受，通过使用澄清黄原胶(这种类型的澄清黄原胶通常可以通过化学品供应商得到)能够明显提高以上区域中的性能水平。另外并且独立地，已经发现当与含有乙二醛树脂的胶相比时，使用几乎不含有或根本不含有这种树脂的黄原胶也往往导致性能优越的染料溶液。通过使用基本上不含有乙二醛树脂的澄清黄原胶，已经发现了每个单独的优点被充分保留并得以加成，从而得到了以上列出范围内的性能明显提高的染料溶液。例如，在一组比较中，当与非澄清、含乙二醛黄原胶在相似条件下(相同的注流口尺寸、供给压力等)进行比较时，含有澄清的、不含乙二醛的黄原胶的染料溶液的涂布器流速平均比其高出超过25％。Wilmington，DE(特拉华州威明顿)的CP Kelco US，Inc.，(美国斯比凯克有限公司)提供了以上所讨论的黄原胶的特殊、但是非定义性的市售例子。Kelzan S是确定基线的非澄清、含乙二醛的黄原胶；Kelzan是Kelzan S的不含乙二醛的变型(version)；Kelzan T是Kelzan的澄清变型，因此二者均澄清并且不含乙二醛。Keltrol T是Kelzan T食品级的变型，而且进行了额外的澄清过程。在使用图1-3的设备进行的实验中，根据以上列出的性能方面1至性能方面6，所得染料溶液的性能按照黄原胶澄清和不含乙二醛的程度得到了改进。因此，前面的Kelzan/Keltrol产品中，本申请优选的黄原胶是Keltrol T，随后依次递减的优选顺序是Kelzan T和Kelzan，所有这些产品的表现都优于基线黄原胶，Kelzan S。类似的树胶也可以从一些供应商处商业获得，例如Decatur，IL(伊利诺斯州迪凯特)的AMD公司(阿彻丹尼尔斯米德兰公司)，和Windham，NY(纽约州温德汉姆)Federated Mills有限公司。当预料到用于将这种试剂引入到工艺中的最普通的技术是在分配之前作为添加剂加入到染料溶液中时，如果那不是可能的或方便的，预期这种药剂也可以在染料溶液的涂布之前使用传统设备和传统工艺步骤被引入到被染物上。然而，在那种情况下，显而易见的是无法应用与染料溶液涂布器的阀性能和过滤需求相关的优点。在这种情况下，在图1和2中纺织品被染物25或25A(取决于在形成图案前后是否进行另外的处理)可以前进越过一组适当的支撑辊进入任选的垫通道(padbath)、喷雾器或其他常规涂布器，其中如果需要可以向该纺织品被染物上涂布水处理溶液，然后使其通过设计用于从被染物中除去过量液体的压辊、真空吸嘴或类似设备。然后，无论染料溶液中是否存在增稠剂，使湿的纺织品被染物通过精选的图案形成设备。通常，在形成图案之前向被染物中加入树胶使形成图案的被染物上观察到的水平程度(也就是，色彩均匀度)得以改进。染料溶液中染料的浓度完全取决于所需的颜色，但是通常可以在纺织品染色操作的常规范围内，例如，根据除增稠剂在外的染料溶液重量大约为0.01至大约2wt％，优选大约0.01至大约1.5wt％。选择加入到染料水溶液中的增稠剂量以便为具体图案形成染色方法提供适当的所需粘度。应该理解，在使用许多不同颜色染料溶液的情况下，各种染料溶液中水质增稠剂及其浓度可以相同或不同，尽管通常优选在全部染料溶液中使用相同的增稠剂。通常，染料与许多其它组成物(例如增稠剂、消泡剂、润湿剂、生物杀伤剂以及其它添加剂)相结合形成由图案形成设备分配的染料溶液。通常，增稠剂量根据染料溶液的重量在低于0.1至大约1.0wt％的范围内。当在被染物的面部纤维上进行测量时，通常发现增稠剂浓度在大约0.05％至大约2.0％的范围内，通常发现优选增稠剂浓度在大约0.05％至大约0.5％的范围内(所有的百分数均为重量百分比)。例如图1和图2中所描述的染料在其中循环的图案形成系统的需求与其中仅当染料溶液直接用于被染物时染料溶液才流动的图案形成系统的需求略有不同。尽管为使性能最优化这种添加剂的相对比例和精确组成随各种类型的图案形成设备而变，已经发现本文所公开的新颖的教导内容适用于这两种类型的图案形成设备所使用的着色剂配方，并且能够产生与着色剂溶液分配到纺织品被染物上的方式无关的优越结果。对于图1至2中所显示的设备中，显示出粘度在大约50至大约1,000厘泊范围内的染料溶液是有用的。其它设备，例如那些使用非循环系统的设备，例如Zimmer Machinery，Inc.，(齐玛机械有限公司)出售的Chromojet设备，相信为达到最佳效果，根据操作条件(例如，染料压力和涂布器注流口尺寸)需要在大约800至大约3000厘泊范围内的奶牛度。注意到本文所列出的所有粘度值均通过使用3号锭在25℃和30rpm下运行的Boorookfied(博力飞)LVT粘度计进行测量。虽然本发明已经结合以上讨论的实施方式进行了说明，其不表示将本发明的范围限制在列出的具体形式中，而是相反，其表示这种替换、修改及其等同物均可以被包括在所附权利定义的本发明的精神和范围中。权利要求1.一种纺织品被染物，其上定义了包括含有固定染料和澄清黄原胶的区域的图案。2.权利要求1所述的被染物，其中所述的被染物是地面覆盖物，并且其中所述黄原胶的含量为面部纤维的0.05wt％至2.0wt％。3.权利要求1所述的被染物，其中所述的被染物是地面覆盖物，并且其中所述澄清黄原胶的含量为面部纤维的0.05wt％至0.5wt％。4.权利要求1所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶是中度澄清的。5.权利要求2所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶是高度澄清的。6.权利要求3所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶是超级澄清的。7.权利要求1所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。8.权利要求5所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。9.权利要求6所述的澄清黄原胶，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。10.一种用于纺织品被染物的图案形成的方法，其通过向所述被染物上涂布液体染料和澄清黄原胶而进行，其中在电子定义图案数据的控制下使用多个涂布器以图素方式对所述染料进行涂布。11.权利要求10所述的方法，其中在将所述染料涂布到所述被染物上之前将所述的澄清黄原胶加入到所述染料中。12.权利要求11所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是中度澄清的。13.权利要求11所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是高度澄清的。14.权利要求11所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是超级澄清的。15.权利要求10所述的方法，其中在将所述染料涂布到所述被染物上之前将所述的澄清黄原胶涂布到所述的纺织品被染物上。16.权利要求15所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是中度澄清的。17.权利要求15所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是高度澄清的。18.权利要求15所述的被染物，其中所述的澄清黄原胶是超级澄清的。19.权利要求15所述的方法，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。20.权利要求17所述的方法，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。21.权利要求18所述的方法，其中所述的澄清黄原胶基本上不含乙二醛树脂。全文摘要本发明公开了一种使用具有特殊性质的增稠剂和使用液体染料进行纺织品被染物的自动化图素方式图案成型的方法。文档编号D06P1/50GK1688760SQ03824308 公开日2005年10月26日 申请日期2003年8月13日 优先权日2002年10月15日发明者P·K·康, A·R·尚贝尔, E·赫西, D·T·麦克布赖德 申请人:美利肯公司