однофазный способ суспензионного крашения целлюлозосодержащих текстильных материалов

Формула изобретения

ОДНОФАЗНЫЙ СПОСОБ СУСПЕНЗИОННОГО КРАШЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ путем пропитки составом, содержащим суспензию кубового красителя, щелочь, восстановитель, диспергатор и воду с последующим отжимом, запариванием, окислением и промывкой, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют препарат "Ронтекс" на основе водно-щелочного раствора оксиметилсульфината натрия, гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты и силиката натрия, или препарат на основе оксиметилсульфината натрия, окси- или гидроксиэтилендифосфоновой кислоты, карбоната натрия и карбоксиметилцеллюлозы, или их смесь в количестве 6-120 г/л, а пропитку ведут при температуре не выше 70^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к однофазному способу крашения кубовыми красителями, обеспечивающему получение широкой гаммы окрасок с высокими колористическими свойствами.

Известно, что однофазный способ суспензионного крашения менее трудоемок и более прост в реализации, чем лейкокислотный и 2-фазный способы суспензионного крашения. Способ предназначен для получения окраски главным образом средних и светлых тонов [1]

По этому способу ткань плюсуют суспензией кубового красителя в смеси с щелочью и восстановителем, запаривают, окисляют и промывают. Преимущества этого способа перед двухфазным состоит в сокращении операции промежуточной сушки и плюсования щелочным раствором восстановителя. Однако несмотря на простоту и привлекательность основанный способ суспензионного крашения не нашел промышленной реализации. Это связано в первую очередь с трудностями выбора восстановителя из-за жесткости предъявляемых к нему требований. Щелочные растворы восстановителя должны обладать стабильностью и стойкостью к окислению, совместимостью и индифферентностью по отношению к суспензии красителя на стадии плюсования, восстанавливать краситель быстро и эффективно только при запаривании в запарной камере. Очевидно, что гидросульфит в однофазном способе крашения использовать нельзя, т.к. он вызывает преждевременное восстановление кубового красителя уже при 20^оС на стадии плюсования, что приводит к потерям красителя. Ронгалит хотя при низких температурах не восстанавливает краситель, однако низкая скорость восстановления им при запаривании не дает возможности получать необходимый эффект крашения за технологически приемлемое (60 с) время.

Для однофазного суспензионного крашения предложено использовать в качестве восстановления боргидриды калия и натрия (КВН₄ иNaBH₄ [2, 3] Однако в реальных производственных условиях работа с боргидридами чрезвычайно сложна и опасна. Боргидриды щелочных металлов легко окисляются на воздухе, склонны к самовоспламенению и взрывам, работа с ними должна проводиться в условиях, предотвращающих их контакт с кислородом и влагой воздуха во избежание взрыва [4] Эти вещества являются очень токсичными: они вызывают расстройство кровообращения и повреждение клеток коры головного мозга, раздражают влажную кожу. Оборудование и коммуникации для проведения обработки боргидридами должны быть герметизированы и вакуумированы. Необходимо дистанционное управление и защитные ограждения в особовзрывоопасных местах [5]

Исходя из сказанного, очевидно, что использование боргидридов в производственных условиях текстильно-отделочных предприятий недопустимо и невозможно.

Наиболее близким техническим решением является однофазный суспензионный способ крашения [6]

Технология крашения по способу-прототипу осуществляется следующим образом.

Пропитка ткани красильной суспензией, содержащий, г/л:

Кубовый краситель марки Д 30-35 Двуокись тиомочевины 20-30 Едкий натр 32% 20-40 Формалин 40% 10-15

Температура пропитки не выше 25^оС

Отжим.

Запаривание ткани в запарной камере в атмосфере насыщенного водяного пара при температуре 101-102^оС в течение 60^о и более.

Проводка в течение 10-15 с через воздушный зрельник.

Окисление в растворе, содержащем 3 г/л бихромата калия и 2 г/л уксусной кислоты.

Промывка холодной, горячей водой, мыловка, промывка горячей водой и сушка.

Недостатками способа прототипа являются:

существенные потери красителя из-за невозможности полного предотвращения их восстановления в плюсовочной ванне. Даже в присутствии формальдегида окислительно-аосстановительный потенциал двуокиси тимочевины составляет 870-910 mV, что вполне достаточно для проявления, например, тиоиндигоидных или галогенсодержащих кубовых красителей. В зависимости от химической природы красителя его потери составляют 20-25% возрастая при получении окрасок темных тонов. Поэтому эта технология экономически целесообразна лишь для получения окрасок светлых и средних тонов;

использование формальдегида в качестве стабилизатора приводит к резкому ухудшению экологичности процесса и санитарно-гигиенических условий труда рабочих. Выделение сильного канцерогена в рабочую зону без проведения специальных защитных мероприятий недопустимо;

повышенный расход тиомочевины вследствие недостаточной стабильности ее растворов в щелочной среде;

раздельное приготовление суспензии красителя и щелочно-восстановительного раствора и смешение их только в момент поступления в емкость плюсовки.

В силу этих недостатков данная технология не имеет промышленной реализации.

Таким образом, использование известных способов однофазного крашения, не позволяет предотвратить существенные потери красителя вследствие его преждевременного восстановления в пропиточной ванне, снизить расход восстановителя.

Цель изобретения состоит в поиске однофазного суспензионного способа крашения кубовыми красителями, который бы позволил снизить потери красителя из-за его преждевременного восстановления в пропиточной ванне с одновременным снижением расхода восстановителя и обеспечил бы возможность получения окрасок любой интенсивности красителями различного строения с одновременным улучшением экологичности процесса.

Поставленная задача была решена однофазным способом суспензионного крашения, включающим пропитку материала составом, содержащим суспензию кубового красителя, щелочь, восстановитель, диспергатор и воду, отжим, запаривание, окисление и промывку, в котором, согласно изобретению, пропитку ведут при нагревании до температуры не выше 70^оС, восстановитель берут в количестве 6-120 г/л, а в качестве восстановителя используют взятые в отдельности или в смеси друг с другом препараты "Ронтекс" и "Ронкол", представляющие собой композиции на основе формальдегидсульфоксилата натрия, производного этилендифосфоновой кислоты и щелочного агента.

Препарат "Ронтекс" (ТУ 6-36-5744684-36-90) имеет состав, мас. Ронгалит 100% 22-25 Едкий натр 100% 7-9

Гидроксиэтиленди- фосфоновая кислота 0,8-0,9 Силикат натрия 4,1-4,7 Вода До 100

Препарат "Ронкол" имеет состав, мас. Ронгалит 100% 27-30

Окси- или гидрокси-

этилендифосфоновая кислота 1,0-1,2 Углекислый натрий 6,0-7,0 Карбоксиметилцеллюлоза 2,0-2,5 Вода До 100

Препарат "Ронкол" получают следующим образом.

В стальной эмалированный аппарат, снабженный мешалкой, загружают раствор ронгалита, добавляют остальные компоненты и перемешивают в течение 90-120 мин при нагревании от 20 до 50-55^оМ. Затем смесь направляют на упаривание до требуемой концентрации ронгалита. Упаривание проводят при 50-60^оС в вакууме 0,8-0,9 кгс/см² при постоянном перемешивании. Контроль упаривания ведут по количеству в приемнике отогнанной воды, которое определяют расчетным путем в зависимости от исходной концентрации ронгалита.

При использовании смеси "Ронтекса" и "Ронкола" в емкость, содержащую определенное количество воды и щелочи, добавляют препараты в необходимом количестве. Их соотношение может быть любым.

Краситель может быть взят в концентрации 1-50 г/л, в зависимости от требуемой интенсивности окраски. Исходя из концентрации красителя выбирается концентрация восстановителя в интервале 6-120 г/л, щелочи 4-70 г/л и диспергатора 1-2,5 г/л.

Промышленная реализация изобретения позволяет получить следующие преимущества:

повысить степень полезного использования красителя до 87-90% сократив потери с 20-25 до 10-20%

экологизировать процесс, т. к. исключается применение такого сильного канцерогена, как формальдегид;

сократить расход восстановителя по активному веществу, т.к. в качестве восстановителя в известном способе используют диоксид тимочевины (ДОТМ), который содержит в выпускной форме 95-96% активного вещества. Количество активного вещества в "Ронтексе" и "Ронколе" составляет, соответственно 25 и 29% При пересчете на 100%-ное активное вещество его расход в известном способе и заявленном составит при концентрации красителя в суспензии 30 г/л для ДОТМ 28,8 для "Ронтекса" 12,5 для "Ронкола" 14,5

Таким образом, выход активного вещества в заявленном способе в 2,3-2,0 раза ниже, чем в известном.

Способ может быть реализован для крашения различных текстильных материалов (пряжа, ткань). Можно использовать различные по химической природе кубовые красители для получения окрасок любого цвета и интенсивности от светлых до темных оттенков. В качестве щелочи предпочтительнее использовать гидроксид натрия (32%-ный). В качестве диспергатора могут быть использованы общеизвестные вещества типа диспергатора НФ.

Способ реализуется следующим образом.

Текстильный материал пропитывают составом, содержащим кубовый краситель, гидроксид натрия. "Ронтекс" или "Ронкол" или их смесь и диспергатор. Пропитку осуществляют при нагревании, но не выше 70^оС. Затем материал отжимают и запаривают как обычно в среде насыщенного водяного пара. Время запаривания 30-60 с. Затем материал окисляют как в известном способах сначала на воздухе, затем в холодной проточной воде, добавляя при необходимости перекись водорода и уксусную кислоту. Затем проводят промывку и мыловку по общепринятым для кубовых красителей режимам.

Относительную интенсивность окраски образцов определяли по формуле Кубелки-Мунка, содержание красителя на волокне по методу сернокислотных золей, устойчивость окраски к сухому трению и мокрому вытиранию по стандартным методикам.

В табл.1-3 приведены результаты крашения по заявленному изобретению для различных красителей при различных условиях. Примеры 1, 5, 9, 13, 15, 17, 19, 21, 23 прототип.