(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記合成繊維は、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアミド612(PA612)、ポリアミド12(PA12)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、及びそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項1のインディゴ誘導体の使用。
a) 少なくとも部分的に塩化され、還元形の請求項1〜5のいずれか1項で規定した式(I)の少なくとも1つのN−保護されたインディゴ誘導体を含む染色溶液を含む染色浴を製造すること、及び
b) 単一又は複数の染色タンクを使用して、合成繊維を染色して、請求項1〜5のいずれか1項で規定した式(I)の前記インディゴ誘導体で表面が染色された合成繊維を得ることを含む、式(I)のインディゴ誘導体を使用して、リング効果を挙げて、合成繊維を染色する方法。
【背景技術】
【0002】
一般に、ポリエステル及びポリアミドのような合成繊維、及び前記合成繊維で製造された編織布は、市販の分散染料を使用し、高温下で、ジェット染色マシーンを使用して染色されている。
【0003】
ジェット染色法は、バッチ法で、密閉容器内で、高圧及び高温下で実施されるので、染料分子を、繊維及び編織布内に深く浸透させることができる。
【0004】
ジェット染色法は、染料を深く浸透させるので、デニム産業にとって非常に重要な染色法であるが、繊維に「リング効果」を、また編織布に「表面染色」を付与することが出来ない。公知のように、リング効果染色(即ち、周辺染色)は、染料が、繊維の中(又は編織布の中)に完全には浸透しないで、その表面だけに浸透し、外部染色が行われるものである。
【0005】
現在利用できるインディゴ染色法は連続法であって、コットン及びコットン富化繊維及び編織布にのみ使用することができるもので、合成繊維には適用することはできない。
この不便さは、合成繊維及び編織布は、疎水性表面を持っているので、インディゴ染色溶液のように水系の染色溶液で染色するのが難しいことが原因である。
【0006】
従って、従来のインディゴは、現在の基本的設備及び技術を使用する合成繊維及び編織布を染色するための染料として使用することはできない。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の1つの態様によれば、合成繊維用の染料としての、式(I)のインディゴ誘導体の使用が提供される。
但し、
・ R
1及びR
2は、それぞれ独立して、水素原子、及び、好ましくはt−Boc、Fmoc基、ベンジルカルバメート、トリフェニルメチルアミン、ベンジルアミン、及びトリフロロアセタミドから選択された立体障害された疎水性保護基から選択される。但し、R
1及びR
2は、両者ともに水素ではない、
・ R
3及びR
4は、それぞれ独立して、水素、メチルのようなアルキル基、メトキシのようなアルコキシ基、ハロゲン、NO
2,CHO、及び任意選択的に置換フェニルから選択される。
【0017】
上述した式(I)の前記化合物の幾つかは、本願の出願人による同時継続の欧州特許出願の明細書に記載され、かつクレームされている。
【0018】
用語「合成繊維」は、編織布の製造に適した合成材料を意味し、ヤーン、容易に染色されるようになっている編織布、及び衣料物品のような繊維物品が包含される。本発明において、「編織布を容易に染色する」は、湯通し、マーセル化処理、及び洗浄工程をすでに受けた編織布の意味である。
【0019】
本発明において、合成繊維は、ポリアミド(PA 6)、ポリアミド66(PA 66)、ポリアミド612(PA 612)、ポリアミド12(PA 12)のようなポリアミド(PA);ポリエチレンテレフタレート(PET)のようなポリエステル(PES)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンフラノエート(PEF);及びそれらの混合物が例示されるが、それらに限定されない。最も好ましい合成繊維は、PET、PFF、PA6、及びPA66ヤーン−ベースの合成繊維、及びそれらのブレンド及び/又はミクスチャである。
【0020】
用語「立体障害された疎水性保護基」は当業者に自明であり、式(I)の化合物の疎水性を改良することができる保護基の意味である。
【0021】
用語「t−Boc基」又は「t−Boc」は、tert−ブチロキシルカルボニル基である。
【0022】
用語「Fmoc基」は、フルオレニルメチロキシカルボニル基である。
【0023】
用語「ハロゲン」又は「ハロ」は、Cl、Br、F又はI原子である。最も好ましいのは、Cl及びBrであり、Brが特に好ましい。
【0024】
用語「アルキル」及び「アルコキシ」は、線状又は分枝、飽和又は不飽和のC1〜4のアルキル又はアルコキシ基、好ましくはメチル及びメトキシ基である。
【0025】
R
1及びR
2の両方が保護基の場合、それらは同じ保護基であることが好ましい。
【0026】
好ましい保護基は、t−Boc及びFmocであり、好ましくはt−Bocである。
【0027】
R
3及びR
4は、好ましくは水素又はハロゲン原子である。より好ましくは、R
3及びR
4は、水素、臭素及び塩素から選択される。
【0028】
本発明の好ましい態様においては、式(I)におけるR
3及び/又はR
4は、水素又は臭素原子である、モノ又はdi−Bocで保護されたインディゴ誘導体化合物である。
【0029】
R
3及び/又はR
4が置換フェニルの場合、それらは、1つ以上のメチル、メトキシ、ハロゲン、NO
2及びCHOから選択される。
【0030】
前述したように、合成繊維は、疎水性である。このことは、従来のインディゴ染料で染色することを難しくしている。実際、ロイコインディゴ染料は、親水性化合物であり、水系染色溶液中においてのみ使用される。
【0031】
親水性と疎水性を、適切にバランスをとったロイコインディゴ(還元インディゴ)誘導体は、意外にも、従来の連続インディゴ染色用工業プラントを使用しても、合成繊維を染色して、インディゴ染料特有のリング効果を示すことを発見した。
【0032】
1個以上の疎水基を有するインディゴ誘導体は、その疎水性挙動を高めることを発見した。このことは、本発明によって、インディゴ環にある窒素原子を、t−Boc又はFmocのようなヒンダード疎水性保護基で保護することによって達成することができる。尚、前記ヒンダード疎水性保護基は、希望するなら、容易に除去することができる。
【0033】
以下に記載する染色工程で説明するように、親水性/疎水性の最適バランスを得るために、インディゴ誘導体のカルボニル基を還元して、塩化する。尚、前記の方法は、本願の出願人自身の出願による特許文献1に記載してある。
【0034】
N−保護及び塩化の結果、親水性/疎水性の最適バランを得ることができ、それによって、本発明のインディゴ誘導体に、疎水性合成繊維の表面に対する親和性を付与することができるという予期せざる効果が観察された。このことによって、式(I)の化合物を、合成繊維用の染料として使用すること、及び好ましいリング効果を挙げることを可能ならしめた。
【0035】
更に、本発明は、合成繊維を、式(I)のインディゴ誘導体で染色して、リング効果を挙げる染色法を提供するものである。この染色法は、下記のステップa及びbを含んでいる。
(a)式(I)の少なくとも1つのN−保護インディゴ誘導体の少なくとも部分的に塩化された還元形化合物を含む染料溶液を含んだ染色浴を製造すること、及び
(b)単一又は複数の染色槽を使用して、合成繊維を染色して、式(I)のインディゴ誘導体で染色された合成繊維の表面を得ること。
【0036】
ステップ(a)において、前記染色溶液は、式(I)の保護インディゴ誘導体と、還元剤、苛性ソーダ、及び湿潤剤、カチオン錯成剤(例:EDTA)等通常の助剤と、好ましくは特許文献1の記載に従って、反応させることによって製造される。還元剤は、インディゴ誘導体のカルボニル基を還元して、ヒドロキシル基に変え、一方苛性ソーダは、新たに生成されたヒドロキシル基を、塩の形にする。
【0037】
好ましい態様においては、還元剤は、亜ジチオン酸ナトリウム又は亜硫酸ナトリウムである。湿潤剤、カチオンキレート化剤は、補助化学剤として使用すると効果的である。
【0038】
式(I)のN−保護インディゴ誘導体、又はその還元誘導体、或いは少なくとも部分的に塩化され還元された誘導体は、本発明の別の主題である。
【0039】
ステップ(b)において、合成繊維の染色は、合成繊維を、1つ以上の染色タンクに浸漬し、空気暴露することで行なわれる。浸漬は、好ましくは、多段階で実施され、好ましい浸漬間隔は、1〜30秒間、より好ましくは2〜20秒間であり、有利であるのは約15〜18秒間である。
【0040】
空気暴露間隔は、50〜250秒間継続、好ましくは80〜100秒間、有利であるのは約90秒間である。
【0041】
染料の適用及び後続の空気暴露シークエンスは、複数回、例えば、少なくとも2回、好ましくは4〜8回繰り返して、染料の取り込み量を増やす事が好ましい。
【0042】
染色温度は、通常、20℃〜90℃、好ましくは35℃〜45℃、より効果的には25℃〜30℃の間である。
【0043】
無論、ステップ(a)の染色槽の染料濃度及びステップ(b)で使用する染色タンクの数に依存して、合成繊維を明るい色合に染色すること又は濃い色合いに染色することもできる。
【0044】
インディゴ染料の色は、N−保護によってブルーからマジェンタに変化するので、ステップ(b)の後で得られる合成繊維の色は、マジェンタである。
【0045】
合成繊維を、繊維の熱処理を行なうステップである次のステップ(c)下で処理すると、インディゴに結合している不安定な保護基は除去される。前述したように、インディゴの色は、N−保護基の脱保護基によって、ブルーからマジェンタに変化する。従って、管理された熱処理及び時間によって、マジェンタ及びブルーの2つのターミナルカラーを得ることができる。勿論、保護基が全て除去された場合、ブルーのインディゴカラーが得られる。
【0046】
熱処理は、得ようとする望ましい色に依存して、例えば、100〜120℃、効果的には110〜130℃、例えば、約120℃の温度で、10〜200分間、効果的には40〜100分間、例えば、約90分間、例えばオーブン内で実施する。要望する色は、150℃以上の高温、かつ、短時間の間隔でも、得ることができる。
【0047】
繊維の色を変化させる熱処理は、製造業者又は中間及び/又は最終使用者によって達成される。前記熱処理は、本発明で染色された編織布を含む衣料品に対して実行される。前記熱処理は、例えば、衣料品/編織布の一部だけを適当な加熱手段で加熱することによって、編織布又は衣料品の一部に対して実行することができる。
【0048】
従って、最終使用者は、本発明によって得た合成繊維を処理して、要望する色に変えることができる。これは、最終使用者に、購入した繊維物品の色を変える可能性を与えるオリジナルな解決策である。従って、例えば、マジェンタ色に染色された繊維物品を、或る時間使用し、次いで前記繊維物品の色を、前記で記載したように変えることができる。
【0049】
本発明によって提供される他の可能性として、第1の企業が合成繊維を製造し、それを中間取り扱い業者に販売する。次いで、前記中間取り扱い業者が、前記合成繊維を処理、加工して、例えば、マジェンタからブルーまでの所望の色をもった衣料品、又は他の最終繊維物品とすることができる。
【0050】
希望するならば、このようにして得た繊維に対して、当業界で周知の物理及び化学処理を実行することができる。
【0051】
物理及び化学処理には、水すすぎ、ストーン洗濯、酵素洗濯、サンドペーパーによる摩耗、過マンガン酸カリウム(KMnO
4)による酸化、次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)による漂白等が包含されるが、これらに限定されない。
【0052】
前述した説明から、式(I)のインディゴ誘導体を使用する本発明の方法は、従来のインディゴ染色工業プラントでも実施でき、現在の合成繊維の染色に必要とされるコスト高なバッチに代えて、連続式開口タンクを使用して合成繊維を染色することが可能になることは明らかである。
【0053】
更に、本発明の方法によって、合成繊維のインディゴ染色が可能になり、リング効果を挙げることができる。このことは、非常に重要な特徴である。
【0054】
更に、本発明の一態様は、N−保護されたインディゴで染色され、リング効果、及び加熱により変色可能性を示す合成繊維材料も提供するものである。
【0055】
更に、本発明は、本発明の合成繊維材料で製造された、又は本発明の合成繊維材料を含む衣料物品のような物品を提供するものである。
【0056】
前記物品は、スポーツウェアー、パンツ、スカート、シャツ、帽子(ハット)及びジャケット等を包含するが、これらに限定されない。
【0057】
本発明の他の態様によれば、式(I’)の化合物が提供される、
ここで、
− R
1’及びR
2’は、それぞれ独立して、水素、t−Boc及びFmoc基から選択される、但し、R
1’及びR
2’は、両者ともに水素ではない。
− R
3’及びR
4’は、それぞれ独立して、水素、メチルのようなアルキル基、
メトキシのようなアルコキシ基、ハロゲン、NO
2、CHO、及び任意選択的に置換フェニル基から選択される。
但し、
− R
1’及びR
2’の一方がt−Bocで、他方が水素である。又は、
− R
1’及びR
2’の両者がt−Bocである場合、
R
3’及びR
4’は、水素でも、ハロゲン原子でもない。
但し、
− R
1’及びR
2’の両者がFmocである場合、
R
3’及びR
4’は、両者とも水素原子ではない。
【0058】
式(I’)のN−保護インディゴ誘導体は、従来のインディゴ染色装置を使用して合成繊維を染色するのに使用することができ、同時に、「リング効果」及び前記繊維の加熱による変色可能性効果を挙げることができる。
【0059】
前述した説明に従って、式(I’)の化合物の少なくとも1つを合成繊維の染料として使用することは、本発明の別の態様である。
【0060】
本発明は、更に、前述した記載に従って、式(I’)の化合物の少なくとも1つの使用を含む、合成繊維を染色する方法を提供するものである。
【0061】
式(I)及び式(I’)の化合物は、従来の方法によって用意することができる。
【0062】
例えば、本発明の化合物の合成は、対応する非保護インディゴ誘導体を、R
1、R
1’、R
2及びR
2’がt−Bocの場合、ジ−tert−ブチルジカルボナート(t−BOC
2O)のような望ましい保護基を導入するのに適した化合物を(≧)2当量以下及び約1当量のN、N’−ジメチルアミノピリジン(DMAP)のような塩基と一緒に、ジクロロメタン(CH
2Cl
2)のような有機溶媒中において、室温で攪拌することによって実行される。反応は、1〜3日間で完了する(反応は、例えば薄層クロマトグラフでモニタする)。完了させるには、異なる2つの方法を使用することができる。例えば、反応混合物を、殆ど乾燥するまで濃縮し、例えば、トルエン/酢酸エチル(9:1)を伴った80倍量のシリカゲルで濾過し、生成物を得る(収率:最高90%)。分析のため、得たサンプルを酢酸エチルのような適当な溶媒から再結晶する。別法では、反応溶媒を低温、加圧下で除去し、次いで,固体生成物に水を添加し、例えば60分間攪拌し、好ましくは焼結ディスク濾過ロートを使用して濾過する。次いで、HClを、例えば2M添加し、混合物を、好ましくは一晩中、攪拌し、その後、好ましくは焼結ディスク濾過ロートを使用して濾過し、1MのNaOHで再洗滌し、焼結ディスク濾過ロートを使用して再度濾過し、好ましくは60℃以下で乾燥する。
【0063】
然しながら、当業界に周知の方法に従って、他の容認できる反応条件及びワークアップ(work-up)を実行することもできる。
【0064】
式(I)又は(I’)の化合物[但し、R
1、R
1’、R
2、及びR
2’の一つは水素原子、他は保護基]は、望ましい保護基を導入するのに適した化合物を1当量だけ使用して製造することができる。
【0065】
以下の実施例で、本発明の代表的な化合物の合成について説明する。
式(I’)の化合物の製造方法は、本発明の別の主題である。
[実施例]
【実施例1】
【0066】
式(I)(R1及びR2は、t−Boc)の化合物の一般的な製造
標題の化合物の製造を、下記のスキームに従って実行する。化合物Aを、室温で、4当量のジ−tert−ブチルジカボネート(tBOC
2O)及び2当量のN,N’−ジメチルアミノピリジン(DMAP)と一緒に、ジクロロメタン(CH
2Cl
2)中で、1〜3日間攪拌して、化合物Bを生成する(反応は薄層クロマトグラフでモニタする)。溶媒を、ロータリエバポレータを使用して室温で蒸発させ、次いで水を添加し、混合物を更に30分間攪拌する。混合物を、焼結ディスク濾過ロートで濾過する。その後、炉液を2MのHClで酸化し、一晩中攪拌する。最後に、溶液を、焼結ディスク濾過ロートで濾過し、60℃以下の温度で乾燥する。
【実施例2】
【0067】
式(I)(R1及びR2は、Fmoc)の化合物の一般的な製造
標題の化合物の製造を、下記のスキームに従って実行する。
DMAc(30mL)中の、インディゴ溶液(1.5g、5.7mmol)を製造し、水酸化ナトリウム(0.27g,11.2mmol)を添加した。次いで、反応混合物を、0℃に冷却し、窒素雰囲気下で攪拌を続けた。DMAC(30mL)中の、9−フルオレニルメチルクロロホルマート(Fmoc−Cl、3.0g、11.5mmol)溶液を点滴添加し、混合物を更に6時間混合した。混合物を酢酸エチルで3回抽出し、次いで水で3回抽出した。収取した有機層をMgSO
4上で乾燥した。カラムクロマトグラフ(クロロホルム/ヘキサン=10/1、及び、次いでクロロホルム/酢酸エチル=10/1)で精製し、次いで(クロロホルム/ヘキサンから)再結晶して、実質的に純粋なCを得た。
【実施例3】
【0068】
染色工程及び熱処理
染色工程は、従来の還元剤、及び式(I)のN−保護インディゴ誘導体の2つの異なる濃縮液を使用する水系インディゴ誘導体染色溶液を製造することによって実行される。合成繊維として、ポリエステル(PES)ヤーンの編織布を使用する。パドバッチ装置を使用する。染色工程は、1回の浸漬工程及び空気暴露工程を、それぞれ、室温で、3秒及び90秒間継続する。パッドバッチ法のパラメータは、絞り圧力が2バール、及び速度が2m/分であった。絞り工程に続いて、120℃、2分間テンターで乾燥させた。
【0069】
開始時のPES繊維、及び上述した乾燥工程前後、及び熱処理後の同じ繊維を
図1A〜1Dに示した。
図1A及び
図1Bは、参照番号X82223及びX82224で同定した開始時のPES繊維を示している。1.6g/Lの染料を含む染色溶液による染色工程後の同じ繊維に、それぞれX82223−2A及びX82224−3と参照番号を付し、3.2g/Lの染料を含んだ染色溶液による染色工程後の繊維に、それぞれX82223−2B及びX82224−3Bと参照番号を付した。染料は、式(I)において、R
1及びR
2が両者共t−Boc基、及びR
3及びR
4が両者共水素の化合物である。
【0070】
図1C及び
図1Dは、加熱オーブン内における120℃、60分間の熱処理後の同じ繊維を示している。参照材料及び得たサンプルの色を、[Pantone Colour Matching System](登録商標)で分類した。表1は、
図1A〜1Dの繊維に対応したペントン色番号を示している。
【0071】
【表1】