经催化的染料系统 技术领域 本发明涉及多组分催化染料系统, 其特别适用于纺织用纤维的染色, 最特别适用 于人类毛发的染色。最具体来说, 它涉及氧化性染料系统。
背景技术 纺织用纤维的染色在全世界是一种重要工业, 并且一直在进行持续的努力以发现 用于此目的的新的和改进的材料, 所述材料将能够在诸如经济性、 染色性质、 健康和安全性 以及环境考虑等方面提供改进。开发能够按惯例并有效地应用于纺织用纤维, 并且以合理 的成本提供具有良好固着性质的强烈色调的染料, 是特别重要的。
从社会前景来看, 染发是一项重要的商业, 在专业沙龙和家中染发的人数都稳定 地增加 (http://www.pg.com ; http://www.henkel.com)。然而, 向其毛发施加着色剂或染 发的人, 从所使用的材料的性质的观点来看, 暴露于明显的健康风险之中, 并且希望开发可 替代的天然、 无毒性、 不致癌的染发手段, 以便将对人类健康的潜在危害降至最低。 此外, 目
前可用的染发剂源于不可持续的来源, 在其生产中消耗化石燃料, 如果在染发工业中能够 代之以利用天然的植物基染料, 将是理想的。
目前, 永久性染发占染发市场的至少 80 % (J.S.Anderson, J.Soc.Dyers Col., 2000, 116, 193)。 这种系统依赖于无色前体在毛发中的扩散, 它们在毛发中经历氧化反应以 原位产生所需颜色 ; 这些着色剂通常持续至少 24 次香波清洗。 永久性氧化染发典型地包含 如下三种组分 :
(a) 初始中间体 ( 或 “基材” ), 其一般是邻位或对位取代的 ( 羟基、 胺、 取代胺 ) 芳 香族胺 ( 例如 1-5) ;
(b) 偶联剂, 其一般是具有至少一个 ( 通常为两个间位 ) 供电子基团的芳香族化合 物 ( 例如 6-13) ; 以及
(c) 氧化剂, 其几乎总是过氧化氢 (H2O2)。
然而, 对于所使用的组分、 特别是代表了几乎所有使用的初始中间体的芳香族胺 类的潜在毒性效应存在显著的关注, 因为许多这些物质是被怀疑的致癌剂、 肿瘤剂或诱变 剂, 并可能影响生殖 (http://hazard.com/msds/tox)。事实上, 相信许多初始中间体和偶 联剂在可以预见的将来可能被禁止用于人类。在 2008 年, 世界卫生组织 (World Health Organisation) 宣 布 了 染 发 剂 组 分 对 苯 二 胺 (PPD ; 1) 增 加 膀 胱 癌 风 险 的 证 据 (Cancer Research UK, http://www.cancerhelp.orq.uk/help/default.asp ? paqe = 4124) ; PPD 是 大多数染发制剂的重要组分, 其单独是怀疑的致癌剂, 而在存在过氧化氢并且不存在偶联 剂的情况下, 它可能形成三聚体 “班德罗夫斯基碱” , 如反应路线 1 中所述并由 M.Picardo, C.Cannistraci, A.Cristaudo, C.deLuca 和 B.Santucci(Dermatologica, 1990, 181, 104) 所讨论的, 其已知是诱变剂 (B.N.Ames, H.O.Kammen 和 E.Yamasaki, Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 1975, 72, 2423)。
反应路线 1 通过对苯二胺的氧化形成班德罗夫斯基碱
PPD 和其他化合物例如对甲苯二胺 (PTD ; 2)、 间苯二酚 (6) 和氨, 当用于毛发 和皮肤着色时也能引起严重副作用 (CJ.Le Coz, C.Lefebvre, F.Keller, E.Grosshans, Arch.Dermatol.2000, 136, 1515 ; CJ.Le Coz, Rev.Fr.Aller.Immunol.Clin.2001, 41, 504 ; M.Onder, CA.Atahan, P.Oztas, M.O.Oztas, Int.J.Dermatol.2001, 40, 577)。过敏接触性
皮炎通常与暴露于对苯二胺相关, 正如由 E.M.Coulter, C.Jenkinson, Y.Wu, J.Farrell, B.Foster , A.Smith , C.McGuire , C.Pease , D.Basketter , C.King , P.S.Friedmann , M.Pirmohamed, B.K.Park 和 D.J.Naisbett(J.Investig.Dermatol.2008, 128, 897) 所注意 到的。这样的怀疑化合物在大多数染发制剂中使用, 并且对于作为最流行颜色的棕色和黑 色色调来说是必需的。 因此, 使用不引起显著健康危害的着色剂是理想的并可能是必需的 ; 这将必然涉及低危害性合成组分的组合和更多地使用天然化合物。
此外, 许多氧化性染发系统依赖于使用碱性试剂、 典型为氨以便抬高毛外皮, 从而 允许染料前体容易地穿透毛发, 同时也活化过氧化氢。 显然, 消除了对使用氨的需求的改进 系统, 也将是理想的。
WO-A-2006/106366 公开了一种氧化性毛发染料系统, 其消除了对苯二胺的使用, 并包含染发剂、 一种假定的有机金属化合物和氧化剂。 据陈述, 假定的有机金属化合物优选 为有机钛酸盐化合物、 特别是四烷基钛酸盐或钛酸盐螯合物。 据陈述, 这样的化合物可用于 增加施用到皮肤的表面组合物的直接性, 这些组合物包含一种或多种美容和 / 或治疗有益 药剂、 具有可水解或可交换配体的粘合剂以及载体。
本发明人调查了在染发系统中使用更广泛的含金属催化剂, 以避免潜在有害材料 的使用。本发明人发现。适合的系统可以基于有机前体与含金属催化剂和氧化剂的组合。 许多这些染料系统也可应用于对纺织用纤维底料进行染色。
发明概述 因此, 根据本发明的第一方面, 提供了用于应用于底料的染料系统, 所述染料系统包含 : (a) 至少一种染料前体 ;
(b) 氧化剂 ; 以及
(c) 催化剂,
其中所述催化剂是均相催化剂或非均相催化剂。
在本发明的优选实施方案中, 所述催化剂包含至少一种含金属的化合物。
在本发明的一个实施方案中, 所述底料包含人类毛发。在本发明的可选实施方案 中, 所述底料包含天然或合成聚合物底料。本发明的其他实施方案设想了使用纺织用纤维 底料。
在本发明的一个优选实施方案中, 所述至少一种染料前体是有机前体。当所述染 料系统打算应用于人类毛发时, 所述实施方案是特别优选的。
典型情况下, 所述至少一种染料前体包含芳香族氨基化合物、 酚类化合物或氨基 酚类化合物。
在本发明的另一个优选实施方案中, 用作催化剂的所述至少一种含金属的化合物 包含至少一种无机金属化合物。
在本发明的可选实施方案中, 用作催化剂的所述至少一种含金属的化合物包含含 有至少一种有机配体的至少一种金属络合物。
典型的、 特别是用于织物底料染色的氧化剂, 包括过碳酸盐、 过硫酸盐、 有机过酸 和有机氢过氧化物。在某些情况下, 也可以使用分子氧 ( 包括空气 )。然而, 优选的氧化剂 是过氧化氢。
根据本发明的第二方面, 提供了用于底料着色的方法, 所述方法包含 : (a) 用至少一种染料前体处理所述底料 ; (b) 用氧化剂处理所述底料 ; 以及 (c) 用催化剂处理所述底料, 其中所述催化剂是均相催化剂或非均相催化剂。 在本发明的第二方面的最优选实施方案中, 所述催化剂包含至少一种含金属的化合物。 在本发明的第二方面的优选实施方案中, 所述底料用至少一种染料前体、 氧化剂 和催化剂的所述处理同时进行。在本发明的可选实施方案中, 所述处理相继进行。
优选情况下, 所述方法通过在包含所述染料系统的水性溶液中处理所述底料来进 行。
在本发明的优选实施方案中, 所述底料选自人类毛发、 天然或合成聚合物底料或 纺织用纤维底料。当所述底料包含人类毛发时, 优选情况下所述方法在环境温度下执行。 在天然或合成聚合物底料和纺织用纤维的情况下, 所述方法可以在任何适合的温度和压力 下执行。因此, 在某些实施方案中, 纺织用纤维的着色在大气压力优选处于 20℃ -110℃范 围内的温度下执行。在可选实施方案中, 纺织用纤维的着色可以在高压下执行。可以使用 1-500 巴范围内的任何压力, 但典型情况下, 适合的压力在 1-20 巴的范围内, 并且在适合情 况下使用 100℃ -200℃范围内的相应高温。
在本发明的第二方面的优选实施方案中, 使用至少一种下述条件 :
●所述至少一种染料前体包含有机前体, 其优选为可氧化的有机前体, 并可以例 如选自芳香族氨基化合物、 酚类化合物或氨基酚类化合物 ;
●用作催化剂的所述至少一种含金属的化合物包含至少一种无机金属化合物或 含有至少一种有机配体的至少一种金属络合物 ; 以及
●所述氧化剂是过氧化氢。
发明详述
在最优选实施方案中, 本发明的染料系统应用于人类毛发。
所述至少一种染料前体的优选实例包含现有的染发组分例如对氨基苯酚 (4)、 邻 氨基苯酚 (5)、 对氨基邻甲酚 (8)、 间氨基苯酚 (9)、 对氯间苯二酚 (10)、 2, 3- 二羟基萘 (11) 和 3- 甲基儿茶酚 (12), 目前不用作染发组分的类似的功能化前体例如 4- 甲基间苯二酚 (14), 也在某些防晒剂中用作 UV 过滤剂的对氨基苯甲酸 (15), 1, 3- 二羟基萘 (16) 和 1, 4- 二羟基萘 (17), 以及天然存在的化合物及其衍生物, 其实例包括酚类化合物例如没食子 酸 (18)、 鞣酸 (19)、 香兰素 (20)、 间苯三酚 (21) 和地衣酚 (22) 及其衍生物。
这些材料都可以作为本发明第一方面的染料系统的组分, 通过本发明第二方面的 方法与氧化剂和催化剂组合使用。因此, 在某些实施方案中, 在包含至少一种含金属催化 剂和通常采取过氧化氢形式的氧化剂的系统中, 单独测试了每种这些衍生物作为毛发染料 前体, 并各自应用于漂白的毛发样品。使用间氨基苯酚和对氨基邻甲酚产生暗红 / 棕色色 调, 邻氨基苯酚产生棕色色调, 对氨基苯酚产生几乎黑色的着色。此外, 对氯间苯二酚和 2, 3- 二羟基萘两者都提供淡黄色, 而使用 3- 甲基儿茶酚产生中等棕色色调。没食子酸和鞣 酸, 两者都是存在于某些木材和茶叶中的多酚, 都产生显著的红 / 棕色着色。可以从果树树 皮分离的间苯三酚、 存在于许多地衣物种中的地衣酚以及存在于水果和蔬菜例如苹果和马 铃薯中的儿茶酚, 都产生淡黄颜色, 而香兰素产生具有香草的天然香味的淡黄颜色, 其提供 了可能有用的附加特点。
这些天然存在的酚类化合物的适合的衍生物包括水杨酸衍生物例如 5- 氨基水杨 酸 (23), 而芳香族氨基衍生物例如靛红 (24)、 1- 甲基吲哚 (25) 和 2- 甲基吲哚 (26) 也可应 用于本发明 :
当与催化剂和氧化剂组合应用于漂白的毛发样品时, 5- 氨基水杨酸产生浅棕色, 而靛红和 2- 甲基吲哚都产生浅黄色, 1- 甲基吲哚产生绿色。
在本发明的另一个优选实施方案中, 用作催化剂的所述至少一种含金属的化合物 包含至少一种无机金属化合物。优选的无机金属化合物包含 d- 区过渡金属例如钪、 钛、
钒、 铬、 钼、 铁、 锰、 钴、 镍、 铜、 锆和锌的化合物, 所述化合物包括但不限于这些金属的乙酸 盐、 乙酰丙酮酸盐、 铝酸盐、 碳酸氢盐、 硼酸盐、 溴酸盐、 碳酸盐、 亚氯酸盐、 氰化物、 二乙基柠 檬酸盐、 卤化物、 六氟乙酰丙酮酸盐、 六氟磷酸盐、 六氟硅酸盐、 磷酸二氢盐、 碳酸氢盐、 硫酸 氢盐、 氢硫化物、 亚硫酸氢盐、 氢氧化物、 次氯酸盐、 碘酸盐、 硝酸盐、 亚硝酸盐、 草酸盐、 氧化 物、 全氟酞菁、 过氧化物、 磷酸盐、 酞菁、 焦磷酸盐、 硅酸盐、 氨基磺酸盐、 硫酸盐、 硫化物、 亚 硫酸盐、 酒石酸盐、 四氟硼酸盐、 硫氰酸盐、 硫醇盐、 硫代硫酸盐、 甲苯磺酸盐和三氟甲磺酸 盐。
在本发明的情形中, 特别优选的化合物包括 TiBr2、 TiBr4、 TiCl2、 TiCl3、 TiCl4、 TiF3、 TiF4、 Ti2O3、 TiO(SO4)、 (TiO2)(SiO2)、 TiS2、 VBr3、 VCl2、 VCl3、 VCl4、 V 2O 3、 V 2O 4、 V 2O 5、 VO(SO4)、 VOCl3、 VOF3、 V(C5H7O2)3、 VO(C5H7O2)2、 VO(OR)3、 Mo2(OCOCH3)4、 Mo(CO)6、 MoCl3、 MoCl5、 MoO2Cl2、 MoF6、 MoO2、 MoO3、 MoS2、 MoOCl4、 MoSO4、 Mn(OCOCH3)2、 Mn(OCOCH3)2·xH2O、 Mn(C5H7O2)2、 MnBr2、 MnBr2·xH2O、 MnCO3、 MnCO3·xH2O、 Mn2(CO)10、 MnCl2、 MnCl2·xH2O、 MnF2、 MnF3、 Mn(HCO2)2·xH2O、 MnI2、 Mn(NO3)2、 Mn(NO3)2·xH2O、 Mn3O4、 Mn2O3、 MnO2、 Mn(C32H16N8)、 MnSO4、 MnSO4·xH2O、 MnS、 Fe(OCOCH3)2、 Fe(OCOCH3)3、 FeBr2、 FeBr3、 FeCl2、 FeCl2·xH2O、 FeCl3、 FeCl3·xH2O、 Fe(OEt)3、 FeSO4·NH3CH2CH2NH3SO4·4H2O、 Fe4[Fe(CN)6]3、 FeF2、 FeF3、 FeF3·xH2O、 FeI2、 Fe(CH3CHOHCOO)2·xH2O、 Fe(NO3)3·xH2O、 Fe(C2O4)·xH2O、 FeO、 Fe2O3、 Fe3O4、 FePO4·xH2O、 Fe(C32H16N8)、 FeSO4·xH2O、 FeS、 Fe(BF)4·xH2O、 FeO3Ti、 Fe(SCN)2、 Co(OCOCH3)2、 Co(OCOCH3)2·xH2O、 Co(C5H7O2)2、 Co(C5H7O2)2·xH2O、 Al2CoO4、 CoBr2、 CoBr2·xH2O、 CoCO3、 CoCO3·xH2O、 Co2(CO)8、 CoCl2、 CoCl2·xH2O、 CoF2、 Co[CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2、 Co(OH)2、 CoI2、 Co(NO3)2、 Co(NO3)2·xH2O、 Co(C2O4)、 Co(C2O4)·xH2O、 CoSO4、 CoSO4·xH2O、 Co(BF4)2、 Co(BF4)2·xH2O、 Co(SCN)2、 Ni(OCOCH3)2、 Ni(OCOCH3)2·xH2O、 Ni(C5H7O2)2、 NiBr2、 NiBr2·xH2O、 NiCO3、 Ni(CO3)·xNi(OH)2、 NiCl2、 NiCl2·xH2O、 NiOCoO、 Ni[CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2、 NiF2、 Ni(OH)2、 NiI2、 Ni(NO3)2、 Ni(NO3)2·xH2O、 Ni(C2O4)、 Ni(C2O4)·xH2O、 NiO2、 NiO2·xH2O、 Ni(C32H16N8)、 Ni(SO3NH2)2、 Ni(SO3NH2)2·xH2O、 NiSO4、 NiSO4·xH2O、 Ni3S2、 NiZnFe4O4、 CuOCOCH3、 Cu(OCOCH3)2、 Cu(OCOCH3)2·xH2O、 Cu(C5H7O2)2、 CuBr、 CuBr2、 CuCO3、 CuCO3·Cu(OH)2、 CuCl、 CuCl2、 CuCl2·xH2O、 Cu[CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2、 CuF2、 CuF2·xH2O、 Cu(HCO2)2、 Cu(HCO2)2·xH2O、 Cu(OH)2、 Cu2(OH)PO4、 CuI、 CuFe2O4、 Cu(NO3)2、 Cu(NO3)2·xH2O、 Cu2O、 CuO、 Cu(C32H16N8)、 Cu 2P 2O 7·xH 2O 、 CuSO 4、 CuSO 4·xH 2O 、 CuS 、 Cu[O 2CCH(OH)CH(OH)CO 2]·xH 2O 、 Cu(BF 4) 2、 Cu(BF4)·xH2O、 Cu(SCN)、 Zn(OCOCH3)2、 Zn(OCOCH3)2·xH2O、 Zn(C5H7O2)2、 Zn(C5H7O2)2·xH2O、 ZnBr2、 ZnBr2·xH2O、 ZnCl2、 ZnF2、 Zn(C32F16N8)、 Zn(C5HF6O2)2、 Zn(C5HF6O2)2·xH2O、 ZnSiF6·xH2O、 ZnI2、 ZnFe2O4、 Zn(NO3)2、 Zn(NO3)2·xH2O、 Zn(C2O4)、 Zn(C2O4)·xH2O、 ZnO、 ZnO·xH2O、 ZnO2、 Zn 3(PO 4) 2、 Zn(C 32H 16N 8) 、 ZnSO 4、 ZnSO 4·xH 2O 、 ZnS 、 Zn(BF 4) 2、 Zn(BF 4) 2·xH 2O 、 Zn 2TiO 4、 Zr(OCOCH3)4、 Zr(OCOCH3)x(OH)4-x、 Zr(C5H7O2)4、 Zr(C26H44O16)、 ZrCO3(OH2)2·ZrO2、 ZrCl4、 ZrF4、 ZrF4·xH2O、 Zr(HPO4)2、 Zr(OH)4、 ZrI4、 ZrO(NO3)2、 ZrO(NO3)2·xH2O、 Zr(SO4)2、 Zr(SO4)2·xH2O、 ZrOCl2 和 ZrOCl2·xH2O。这些化合物可以例如与容易获得的氨基酚类化合物例如对或间氨 基苯酚以及氧化剂例如过氧化氢组合使用。
因此, 当与对氨基苯酚和过氧化氢组合使用时, Fe 化合物产生暗棕色, 而 ZnCl2 和 ZnF2 产生非常强的红棕色, ZrCl2O 和 MnCl2 提供非常暗的棕色, 几乎近于黑色。 然而, 当这些 材料与间氨基苯酚组合使用时, 观察到了某些差异, 其中 Fe 化合物仍然产生暗棕色, ZrCl2O和 MnCl2 也是如此, 而 ZnCl2 和 ZnF2 完全不产生着色。这种行为差异被认为是由于两种有 机物质之间氧化容易性的差异, 其中对氨基苯酚远比间氨基苯酚更容易经历氧化。
用作催化剂的可选金属化合物包含第 1 族碱金属例如钾或第 2 族碱土金属例如 镁的盐。适合的盐的具体实例包括乙酸盐、 乙酰丙酮酸盐、 铝酸盐、 碳酸氢盐、 硼酸盐、 溴酸 盐、 碳酸盐、 亚氯酸盐、 氰化物、 二乙基柠檬酸盐、 卤化物、 六氟乙酰丙酮酸盐、 六氟磷酸盐、 六氟硅酸盐、 磷酸二氢盐、 碳酸氢盐、 硫酸氢盐、 氢硫化物、 亚硫酸氢盐、 氢氧化物、 次氯酸 盐、 碘酸盐、 硝酸盐、 亚硝酸盐、 草酸盐、 氧化物、 全氟酞菁、 过氧化物、 磷酸盐、 酞菁、 焦磷酸 盐、 硅酸盐、 氨基磺酸盐、 硫酸盐、 硫化物、 亚硫酸盐、 酒石酸盐、 四氟硼酸盐、 硫氰酸盐、 硫醇 盐、 硫代硫酸盐、 甲苯磺酸盐和三氟甲磺酸盐, 例如 KAl(SO4)2、 K2CO3、 K3PO4、 KNO3、 KCl、 MgSO4、 Mg3(PO4)2、 MgCO3、 Mg(NO3)2 和 MgCl2。
当与对氨基苯酚和过氧化氢组合使用时, MgSO4 产生非常强的红棕色, 而 KAl(SO4)2 产生非常暗的棕色, 几乎接近黑色。然而, 当这些盐与间氨基苯酚组合使用时, 再次观察到 了差异, 其中 KAl(SO4)2 仅产生浅棕色, 而 MgSO4 完全不产生着色。
在本发明的其中所述至少一种含金属的化合物包含至少一种无机金属化合物的 某些实施方案中, 所述催化剂包含至少一种矿物或粘土。所述矿物或粘土的优选实例包括 锐钛矿、 板钛矿、 异性石、 钛铁矿、 钙钛矿、 金红石、 萨巴磷铝石 (sabaite)、 榍石、 锆石、 钙钛 锆矿、 钙钛锆石 (zircohylite) 或钛锆钍矿。 在本发明的优选实施方案中, 所述底料选自人类毛发、 天然或合成聚合物底料或 纺织用纤维底料。优选情况下, 所述方法通过在包含所述染料系统的水性溶液中处理所述 底料在进行。当所述底料包含人类毛发时, 优选情况下所述方法在环境温度下执行。在天 然或合成聚合物底料或纺织用纤维的情形中, 所述方法可以在任何适合的温度和压力下执 行。因此, 在某些实施方案中, 纺织用纤维的着色在大气压力优选在 20℃ -110℃范围内的 温度下执行。在可选实施方案中, 纺织用纤维的着色可以在高压下进行。可以使用 1-500 巴范围内的任何压力, 但典型情况下, 适合的压力在 1-20 巴的范围内, 并且在适合情况下 使用 100℃ -200℃范围内的相应高温。
在优选情况下, 当执行本发明的第二方面用于处理人类毛发的方法时, 使用至少 一种下述条件 :
●所述至少一种染料前体包含有机前体, 其优选为可氧化的有机前体, 并可以例 如选自本文中前面公开的天然存在的酚类化合物、 芳香族氨基化合物、 酚类化合物或氨基 酚类化合物 ;
●用作催化剂的所述至少一种含金属的化合物包含至少一种无机金属化合物, 最 优选为 d- 区过渡金属例如铁、 锰、 锆和锌的化合物, 或第 1 族碱金属例如钾或第 2 族碱土金 属例如镁的盐 ; 以及
●所述氧化剂是过氧化氢。
在本发明的可选实施方案中, 本发明的染料系统被应用于包含纺织用纤维的底 料。 本发明的染料系统对纺织用纤维的应用, 可以通过用本发明第一方面的染料系统, 按照 本发明第二方面的方法处理所述纤维来实现。典型情况下, 染料的应用通过用至少一种染 料前体、 氧化剂和催化剂处理底料来实现, 其中所述催化剂包含至少一种含金属的化合物, 在使用的方法中所述处理同时执行。然而, 可选地, 所述处理可以相继执行。
当将所述染料系统应用于纺织用纤维时, 优选情况下用作催化剂的所述至少一种 含金属的化合物包含含有至少一种有机配体的至少一种金属络合物。优选情况下, 所述至 少一种染料前体还包含芳香族氨基化合物、 酚类化合物或氨基酚类化合物例如对或间氨基 苯酚, 并且所述氧化剂是过氧化氢。
在本发明的情形中, 包含含有至少一种有机配体的至少一种金属络合物的特别适 合的催化剂是金属螯合物, 最特别是包含至少一种有机配体的钛络合物。典型的配体包括 任选取代的烷基配体。这样的催化剂的特别优选的实例是钛三乙醇胺异丙基螯合络合物。
在本发明的其中本发明的染料系统被应用于包含纺织用纤维的底料的某些实施 方案中, 可以使用包含芳香族氨基化合物、 酚类化合物和 / 或氨基酚类化合物的染料前体。 因此, 例如, 当利用 N, N- 双 ( 羟乙基 )- 对苯二胺硫酸盐 (27) 时获得了出色的结果, 并且特 别适合的氨基酚类化合物包括间氨基苯酚 (9) 和对氨基邻甲酚 (8)。
已经发现, 将这些染料前体中的至少一种在含金属催化剂和过氧化氢存在下应用 于纺织用纤维底料, 在纺织品底料包括羊毛、 棉、 聚丙烯、 聚酯、 聚醚酮、 对芳香族聚酰胺、 间 芳香族聚酰胺和来塞尔 (lyocell) 上提供了有前途的结果。在羊毛的情形中观察到了使人 印象特别深刻的结果。
因此, 已经观察到使用间氨基苯酚和 N, N- 双 ( 羟乙基 )- 对苯二胺硫酸盐作为染 料前体并使用羊毛底料, 在室温下在两小时的时间内产生了显著着色, 分别给出棕色和黄 / 绿色染色, 而使用对氨基苯酚和间氨基苯酚作为前体对羊毛进行的染色产生了棕色, 并且 使用对氨基邻甲酚前体时在羊毛上观察到了红色色调。
然而, 当间氨基苯酚和 N, N- 双 ( 羟乙基 )- 对苯二胺硫酸盐相组合作为染料前体 在回流条件下应用于羊毛时, 观察到了明显更强的着色, 产生了非常暗的棕色色调。
本发明的染料系统也已被成功应用于天然和合成的聚合物底料, 例如聚乙烯、 聚 氯乙烯、 橡胶和皮革以及纸。
按照本发明第二方面的方法应用本发明第一方面的染料, 优选使用与用于染发相 同的基本程序来进行, 其中典型地将底料在含有染料系统的三种组分的水性混合物中进行 处理。最优选情况下, 所述处理在单阶段方法中同时执行。然而, 可选地, 所述处理可以通 过双阶段方法相继执行。因此, 在单阶段染色方法中, 同时施加染料前体、 催化剂和过氧化 氢, 而在双阶段方法中, 首先施加染料前体约 30 分钟的时间, 此后施加催化剂和过氧化氢。
所述处理可以在任何适合的温度下执行, 但是优选的温度范围在 20℃ -110℃之 间。用于羊毛染色的优选 pH 条件是在 5-8 的范围内。
现在将参考下面的实施例对本发明进行进一步说明, 尽管所述实施例不以任何方 式限制本发明的范围。
实施例 实施例 1- 毛发染色
制备染料前体 (100mg) 和 ZrOCl2(100mg) 在水 (20ml) 中的溶液, 并添加到玻璃缸 中。将漂白过的金发样品悬浮在每个缸中。加入过氧化氢 (0.1ml), 将缸密封, 并将混合物 振摇 60 分钟, 然后取出样品, 在温水中漂洗并空气干燥。结果概述在表 1 中。
前体 对氨基苯酚 邻氨基苯酚 1, 4- 二羟基萘 靛红 对苯二胺 间氨基苯酚 3- 甲基儿茶酚 儿茶酚 对氨基邻甲酚
颜色 棕色 棕色 橙色 / 红色 黄色 黑色 红色 / 棕色 棕色 淡黄色 橙色 / 红色表1: 当按照本发明用各种染料前体和 ZrOCl2 催化剂染色毛发样品时观察到的颜色 实施例 2- 毛发染色
制备间氨基苯酚 (30mg) 在水 (10ml) 中的溶液并添加到玻璃缸中。加入催化剂 (30mg), 并将漂白的金发样品悬浮在每个缸中。 加入过氧化氢 (0.1ml), 将缸密封, 并将混合 物振摇 60 分钟, 然后取出样品, 在温水中漂洗并空气干燥。结果概述在表 2 中。
催化剂 空白 VO(OiPr)3 VOSO4 MnO2 MnCl2·xH2O 颜色 无色 棕色 棕色 灰色 棕色15CN 102470080 A NH4VO3 V2O5说明书棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色10/16 页AZG-370( 四氯羟铝锆甘氨酸络合物 ) AZG-908( 四氯羟铝锆甘氨酸络合物 ) REZAL 67( 五氯羟铝锆溶液 ) ZIRCALEM G36L( 四氯羟铝锆甘氨酸盐溶液 )
表2: 当按照本发明用间氨基苯酚染料前体和各种催化剂染色毛发样品时观察到的颜色 实施例 3- 毛发染色
制备对氨基邻甲酚 (30mg) 在水 (10ml) 中的溶液并添加到玻璃缸中。加入催化剂 (30mg), 并将漂白的金发样品悬浮在每个缸中。 加入过氧化氢 (0.1ml), 将缸密封, 并将混合 物振摇 60 分钟, 然后取出样品, 在温水中漂洗并空气干燥。结果概述在表 3 中。
催化剂 空白 VO(OiPr)3 VOSO4 MnO2 MnCl2·xH2O NH4VO3 V2O5 AZG-370( 四氯羟铝锆甘氨酸络合物 ) AZG-908( 四氯羟铝锆甘氨酸络合物 ) REZAL 67( 五氯羟铝锆溶液 ) ZIRCALEM G36L( 四氯羟铝锆甘氨酸盐溶液 )
颜色 无色 橙色 / 棕色 橙色 / 棕色 棕色 橙色 / 棕色 橙色 / 棕色 棕色 橙色 橙色 橙色 橙色表3: 当按照本发明用对氨基邻甲酚染料前体和各种催化剂染色毛发样品时观察 实施例 4- 羊毛染色16到的颜色
CN 102470080 A
说明书11/16 页首先使用 2g dm-3Sandozin NIN 将羊毛在 60℃下冲刷 15 分钟。然后按照下列程 序对布进行染色 :
1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ;
2) 将布润湿并加到染浴中 ;
3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ;
4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及
5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 4 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 甲氨基酚 颜色 黑色 棕色 棕色 棕色 粉红色 橙色 棕色表4: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色羊毛时观察到的颜色
实施例 5- 棉染色 按照下列程序对棉布进行染色 : 1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ; 2) 将布润湿并加到染浴中 ; 3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ; 4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 5 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 甲氨基酚 颜色 棕色 棕色 棕色 棕色 紫色 橙色 棕色表5: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色棉时观察到的颜色
实施例 6- 来塞尔的染色
首先使用 2g dm-3Sandozin NIN 和 1g dm-3Na2CO3 将来塞尔在 60℃下冲刷 15 分钟。 然后按照下列程序对布进行染色 :
1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ; 2) 将布润湿并加到染浴中 ; 3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ; 4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及 5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 6 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 甲氨基酚 颜色 棕色 棕色 棕色 棕色 紫色 橙色 棕色表6: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色来塞尔时观察到的颜色
实施例 7- 对芳香族聚酰胺的染色
对芳香族聚酰胺按照下列程序进行染色 :
1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ;
2) 将布润湿并加到染浴中 ;
3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ; 4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及 5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 7 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 甲氨基酚 颜色 棕色 棕色 棕色 棕色 粉红色 橙色 棕色表7: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色对芳香族聚酰胺时观察到的颜色
实施例 8- 聚丙烯的染色
按照下列程序对聚丙烯进行染色 :
1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ;
2) 将布润湿并加到染浴中 ;
3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ;
4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及
5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 8 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 颜色 棕色 棕色 棕色 棕色 紫色 橙色表8: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色聚丙烯时观察到的颜色
实施例 9-PET/ 棉混纺物的染色
按照下列程序对布进行染色 :
1) 以 20 ∶ 1 的浴比向水性染浴加入染料前体 ( 以纤维的重量计 10% ) 并混合 ;
2) 将布润湿并加到染浴中 ;
3) 向染浴加入钛三乙醇胺异丙基螯合络合物 (10ml dm-3) 并混合 ;
4) 向染浴加入过氧化氢 (10ml dm-3) 并混合 ; 以及
5) 按照下述染色曲线图进行染色 :
结果概述在表 9 中。观察到染色产生了一致色调。前体 对苯二胺 间氨基苯酚 对氨基苯酚 对氨基邻甲酚 红紫素 姜黄素 甲氨基酚 颜色 棕色 棕色 棕色 棕色 紫色 橙色 棕色表9: 当按照本发明使用各种染料前体和钛三乙醇胺异丙基螯合络合物催化剂染 色 PET/ 棉混纺物时观察到的颜色
在整个本说明书的描述和权利要求中, 词语 “包含” 和 “含有” 及其变化形式意味 着 “包括但不限于” , 它们不打算 ( 并且不 ) 排除其他组成部分、 添加剂、 组分、 整数或步骤。 在整个本说明书的描述和权利要求中, 除非上下文需要, 否则单数形式涵盖了复数形式。 具 体来说, 当使用不定冠词时, 除非上下文另有需要, 否则说明书应该被理解为考虑到了复数 以及单数形式。
应该理解, 与本发明的特定方面、 实施方案或实例相结合进行描述的特点、 整数、 特 征、 化合物、 化学组成部分或基团, 也适用于本文中描述的任何其他方面、 实施方案或实例, 除 非与其不相容。在本说明书 ( 包括任何权利要求、 摘要和附图 ) 中公开的所有特点和 / 或如 此公开的任何方法或过程的所有步骤, 可以以任何组合合并, 除非在组合中至少一些这样的 特点和 / 或步骤相互排斥。 本发明不限于任何上述实施方案的具体细节。 本发明扩展到本说 明书 ( 包括任何权利要求、 摘要和附图 ) 中公开的任一新特点或特点的任何新组合, 或扩展到 如此公开的任何方法或过程的任一新步骤或步骤的任何新组合。
读者的注意力被导向与本说明书同时或先于本说明书提交的, 并随着本说明书而引 起公众注意的与本申请相关的所有论文和文献, 所有这些论文和文献的内容在此引为参考。
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