способ крашения текстильных материалов

Формула изобретения

1. Способ крашения текстильных материалов, заключающийся в обработке материала в красильной ванне раствором, содержащим краситель и вспомогательные вещества, в присутствии интенсификатора крашения - окислителя пероксида водорода и восстановителя, отличающийся тем, что в качестве красителя используют кислотные, кислотные металлокомплексные или активные красители, и процесс крашения ведут при 75-80^oС с использованием в качестве интенсификатора крашения окислительно-восстановительной системы пероксид водорода - пропантриол 1,2,3 или пероксид водорода - гексаметилентетрамин, или пероксид водорода - полиоксиметилен при массовом соотношении в ней компонентов, равном 1: 1 или 3: 1 соответственно, и при концентрации интенсификатора крашения, равном 0,0075-0,015 моль/л.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве текстильного материала шерсти, полиамидного волокна или их смеси, или натурального шелка процесс крашения ведут при одновременном введении окислительно-восстановительной системы в красильную ванну.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что крашение ведут в течение 120-160 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к красильно-отделочному производству, а именно к способу крашения материала из шерсти, полиамида, смеси шерсти с полиамидом, натурального шелка, хлопка, вискозы кислотными или активными красителями в присутствии интенсификаторов крашения.

Известны способы крашения шерсти, содержащие в красильной ванне интенсификаторы: тиокарбамид, концентрат барды жидкой (КБЖ), метиламин, органические растворители и др. (Леднева И.А., Каменский Б.В. Современное состояние и перспективы развития технологии крашения шерсти. М. - 1998, Легпромбытиздат, с. 100-105). Данные способы имеют ряд недостатков, например, тиокарбамид и КБЖ применяются в основном только для крашения хромовыми красителями. При использовании муравьиной кислоты необходимо специальное дорогостоящее оборудование из стали кислотоустойчивых марок. Применение органических растворителей требует специального оборудования и последующей рекуперации растворителя. Практическое применение метиламина и некоторых других аминов затруднено, т. к. необходима герметизация оборудования, наблюдается снижение прочностных показателей волокнистого материала, интенсивность окраски не повышается. Кроме того, способ относится только к крашению шерсти кислотными красителями.

Известен способ крашения шерсти с введением в красильную ванну в качестве интенсификаторов препаратов из числа поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяющихся в качестве выравнивателей, это: синтегал V-7, синтанол ДС-10, синтамин ДТ (Н.R. Rao. Low temperature wool dyeing. Textile Asia, N 10, p. 23-24). Однако данный способ не повышает интенсивность накрашивания, кроме того, применение ПАВ должно соответствовать определенному классу красителей (металлсодержащих, хромовых или просто кислотных). По этому способу крашение проходит при рН около 2, которое достигается введением серной кислоты, что влечет за собой повышенную коррозию оборудования и ухудшает экологическую обстановку в цехе.

Известен способ крашения шерсти путем обработки красильным раствором, содержащим кислотный краситель и вспомогательное вещество - азотсодержащее органическое соединение на основе двухосновной кислоты полиэтиленгликолевых алифатических аминов. Недостатком этого способа является то, что вспомогательное вещество образуется в течение 6 часовой конденсации амина животного жира с этиленоксидом или пропиленоксидом при 95-100^oС в присутствии мочевины и амидосульфокислоты. Этот процесс довольно дорог, способ относится только к крашению кислотными красителями (Leeder J.Р., Rippon J.А. Changes induced in the properties of wool by sp. EP., Journal of Society Dryers Color, 1985, Vol. 101, N 1, p. 11-16).

Известен способ крашения шерсти, согласно которому волокнистый материал предварительно обрабатывается растворами алкиламинов, аммиака, цианамидом, тиоацетамидом, полиэтиленимином, трибутилфосфином, полимеркаптосоединениями (Rendak A. , Abdov Z.А. New possibilities of dyeing wool fibers at low temperatures, Tinoforta, 1984, Vol. 1, N 10, р. 297; Крашение шерсти при пониженной температуре. , В.П. Кононенко, Н.И. Макаровская, А.А. Хархаров и др. Текстильная промышленность, 1983, 3, с. 55-56; Кричевский Г.Е. и др. Химическая технология текстильных материалов. М., Легпромбытиздат, 1985, с. 397). Однако данный способ имеет ряд недостатков, одним из которых является увеличение длительности процесса, поскольку проводится стадия предварительной обработки материала, после которой необходима тщательная промывка, т.к. обработка проводится в щелочной среде. Кроме того, концентрированные растворы аминов вызывают деструкцию волокна, имеют неприятный запах, что делает процесс экологически вредным, необходимо специальное оборудование. Этот способ применяется только для крашения кислотными красителями.

Известен способ крашения белковых волокон с использованием добавки, которая состоит из растворителя, трибутоксиэтилфосфата и носителя определенного аниона. В качестве растворителя могут быть использованы диметилформамид, N-метилморфолин, пиридин, гексаметилфосфорный триамид и т.д. В качестве носителя анионов могут быть соли: NaClO₄, NaCNS, KCNS и др. (Добавка для низкотемпературного крашения белкового продукта и способ крашения с применением добавки. Пат. ЕР 681056 АI. 29.07.94/Koike, Sachizumi, 6 D 06 Р 5/00, 0062.04.055.98, 08.11.95). Данный способ имеет ряд недостатков, одним из которых является применение высоких концентраций растворителя, что ухудшает экологическую обстановку. Кроме того, используемые соединения трудно или нерастворимы в воде и используются в виде эмульсий, т.е. имеет место проблема разделения эмульсий. Использование хлорсодержащих препаратов вызывает опасность образования диоксинов. Интенсивность окраски не повышается, способ применим только для кислотных и хромовых красителей.

Известен способ крашения шерсти или ее смеси с полиамидным волокном с использованием в качестве интенсификаторов аминокислот. Однако этот способ предлагается только при крашении кислотными красителями (Способ крашения текстильного материала из шерсти или ее смеси с ПА-волокном. Пат. 49092993/05; 07.02.91/ Буринская А.А., Окуловская Н.В., Баруздина Л.В. и др. 15.11.93, D 06 Р 3/14).

Наиболее близким является способ изложенный в статье "Влияние окислительно-восстановительных добавок на накрашиваемость шерстяных тканей кислотными, хромовыми и КМК красителями" / Л.П. Шатохина, В.В. Сафонов, О.А. Чеснокова // Технология текстильной промышленности, 1, 1999, в качестве интенсифицирующих добавок используются окислители и восстановители: пероксид водорода, пероксодисульфат калия, тиомочевина, глюкоза, пирокатехин, тиосульфат калия. Применяются как отдельно окислители и восстановители, так и при одновременном использовании окислительно-восстановительной системы. При этом наблюдается повышение накрашиваемости шерсти или полиамидного волокна кислотными и КМК красителями.

Однако данный способ имеет ряд недостатков: крашение осуществляют по стандартной методике при температуре 100^oС, добавки по-разному действуют для разных марок кислотных красителей, т.е. не универсальны. Оптимальные концентрации окислительно-восстановительных систем различны для разных красителей. Способ применяется только при крашении шерсти или капронового волокна и только для кислотных, металлокомплексных и хромовых красителей. Используются восстановители с высоким значением потенциала, при этом разрушается хромофорная система красителей. Есть опасность повреждения субстрата.

Техническим результатом заявляемого решения является устранение указаниях недостатков, а именно повышение технологичности процесса крашения за счет снижения температуры крашения при одновременном повышении накрашиваемости, сохранении кислотными или активными красителями шерсти, полиамидных волокон, материалов из их смеси, натурального шелка, хлопка и вискозы.

Решаемая задача достигается согласно предложенному способу крашения при использовании кислотного или активного красителя, в качестве интенсификатора применяется окислительно-восстановительная система пероксид водорода - восстановитель в соотношении 1:1 или 3:1, где восстановитель - это пропантриол 1,2,3, или гексаметилентетрамин, или полиоксиметилен. При этом концентрация интенсификатора составляет 0,0075-0,015 моль/л. Процесс крашения проводится при температуре 75-80^oС.

Текстильный материал из шерсти, полиамида, их смеси, натурального шелка, хлопка, вискозы окрашивают с одновременным введением окислительно-восстановительной системы в красильную ванну.

Продолжительность крашения составляет 120-160 мин.

Предложенные интенсифицирующие добавки не токсичны, экологически безопасны, используются в малых количествах, что эффективно с точки зрения экономики.

Таким образом, заявляемые признаки проявляют как свои свойства, изложенные выше, так и дополнительные, которые обеспечивают достижение цели изобретения (смотри табл.).

Ниже приводятся примеры, поясняющие существо данного изобретения. В примерах 1-4 проведено крашение чистошерстяной ровницы с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода - пропантриол 1,2,3 (а), которое осуществляли при модуле 1:50 по режиму и рецепту, описанному в примере 1.

Пример 1

1. Ровницу обрабатывают в растворе, содержащем, % от массы волокна:

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) неионогенного характера (Превоцелл WOF-100) - 0,5

Глауберова соль - 10

Уксусная кислота (30%-ная) - 2

Окислительно-восстановительная система (а), моль/л - 0,0075+0,0075

Обработка 10 мин при 40^oС.

2. Введение красителя кислотного бордо. Крашение 10 мин.

3. Нагрев до 80^oС, 30 мин.

4. Крашение при 80^oС, 30 мин.

5. Добавка уксусной кислоты 2.

6. Крашение при 80^oС, 30 мин.

7. Охлаждение и промывка 10 мин.

Итого: 120 мин.

Образцы окрашенной ровницы были испытаны в соответствии с ГОСТ 9733.8-83 на устойчивость окрасок к стиркам, а также на растворимость в 0,1 н. растворе щелочи (Хархаров А.А., Предтеченская И.А. "Подготовка и крашение волокнистых материалов", Л.: Издательство Ленинградского университета, 1979, 224 с. ).

Определение концентрации красителя в остаточной ванне проводилось на приборе КФК-2 путем измерения оптической плотности растворов. По примерам 1-4 показатели окрашенной ровницы с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) сведены в таблицу.

На основании данных, приведенных в таблице, оптимальными условиями крашения следует считать следующие: температура 75-80^oС, концентрация окислительно-восстановительной системы (а) (0,0075+0,015) моль/л.

В примерах 5 и 6 проводилось крашение с окислительно-восстановительной системой (б), (в) по оптимальному режиму и рецепту, разработанному выше, температура крашения 80^oС, время крашения 120 мин.

Пример 5

Ровницу обрабатывали, как в примере 1, но в качестве окислительно-восстановительной системы использовали пероксид водорода-полиоксиметилен (б). Показатели окрашенной ровницы сведены в таблицу.

Пример 6

Ровницу обрабатывали, как в примере 1, но в качестве окислительно-восстановительной системы использовали пероксид водорода-гексаметилентетрамин (в). Показатели окрашенной ровницы сведены в таблицу.

В примерах 7-9 проводилось крашение по предложенному способу чистошерстяной ткани, ткани из полиамидного волокна, ткани из натурального шелка с окислительно-восстановительной системой (а). Показатели окрашенных образцов приведены в таблице.

В примере 10 проведено крашение полушерстяной пряжи (40% шерсть + 60% полиамид) с использованием в качестве интенсификатора окислительно-восстановительной системы (а) в оптимальной концентрации. Показатели окрашенной пряжи по примеру 10 сведены в таблицу.

В примерах 11-13 проведено крашение чистошерстяной ровницы с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а), пероксид водорода-полиоксиметилен (б), пероксид водорода-гексаметилентетрамин (в) в оптимальной концентрации при температуре 75^oС, продолжительность крашения составляет 130 мин. Показатели окрашенной ровницы по примерам 12-15 представлены в таблице.

В примерах 14-16 проведено крашение чистошерстяной ровницы с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а), пероксид водорода-полиоксиметилен (б), пероксид водорода-гексаметилентетрамин (в), которое осуществлялось при модуле 1:50 по режиму, описанному в примере 14.

Пример 14

1. Ровницу обрабатывают в растворе, содержащем, % от массы волокна:

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) неионогенного характера (Превоцелл WOF-100) - 1

Сернокислый аммоний - 4

Уксусная кислота (30%-ная) - 5-5,5

Окислительно-восстановительная система (а), моль/л - 0,0075+0,0075

Обработка 10 мин при 35-40^oС.

2. Введение красителя активного ярко-красного 5СХ

Крашение 10 мин.

3. Нагрев до 80^oС, 30-40 мин.

4. Крашение при 80^oС, 30 мин.

5. Добавка уксусной кислоты 1/2 от первоначального количества.

6. Крашение при температуре 80^oС, 30 мин.

7. Введение раствора аммиака до рН 8-8,5. Обработка 15 мин.

8. Охлаждение и промывка теплой и холодной водой в течение 10-15 мин.

9. Обработка уксусной кислотой (30%-ной) до рН 6,0-6,5, 10 мин.

Общее время крашения: 145-160 мин.

По примерам 14-16 показатели окрашенной ровницы сведены в таблицу.

В примерах 17-19 проведено крашение чистошерстяной ровницы с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а), пероксид водорода-полиоксиметилен (б), пероксид водорода-гексаметилентетрамин (в) в оптимальной концентрации при температуре 75^oС, продолжительность крашения составляет 160 мин. Показатели окрашенной ровницы по примерам 17-19 представлены в таблице.

В примере 20 проведено крашение чистошерстяной ровницы красителем вофаланом красным 3БЛ с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации при температуре 80^oС, продолжительность крашения составляет 120 мин. Показатели окрашенной ровницы по примеру 20 сведены в таблицу.

Пример 20

1. Ровницу обрабатывают в растворе, содержащем, % от массы волокна:

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) неионогенного характера (Оксанол ОС-20) - 0,5

Сернокислый аммоний - 2-4

Уксусная кислота (30%-ная) - до рН 5,5-6

Окислительно-восстановительная система (а), моль/л - 0,015+0,015

Обработка 15 мин при 30-40^oС.

2. Введение красителя вофалана красного 3БЛ.

Крашение 15 мин.

3. Нагрев до 80^oС, 20 мин.

4. Крашение при 80^oС, 30 мин.

5. Добавка уксусной кислоты (30%-ной) до рН 5,5-6.

6. Крашение при температуре 80^oС, 30 мин.

7. Промывка теплой и холодной водой в течение 10 мин.

Общее время крашения: 120 мин.

В примере 21 проведено крашение чистошерстяной ровницы красителем вофаланом красным 3БЛ с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) при температуре 75^oС, продолжительность крашения составляет 130 мин. Показатели окрашенной ровницы по примеру 21 сведены в таблицу.

В примере 22 проведено крашение хлопчатобумажной ткани красителем активным красным 6С с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации при температуре 80^oС, продолжительность крашения составляет 120 мин, модуль ванны 1:30. Показатели окрашенной ровницы по примеру 22 сведены в таблицу.

Пример 22

1. Введение в красильную ванну растворов химматериалов (в г/л)

Окислительно-восстановительная система (а), моль/л - 0,015+0,015

1/2 от первоначального количества глауберовой соли - 75

Краситель активный красный 6С, % от массы материала - 1

Обработка 15 мин при 30-40^oС.

2. Нагрев до 80^oС, 20 мин.

3. Введение 1/2 от первоначального количества глауберовой соли и 1/2 раствора метафосфата натрия - 15

Обработка 15 мин.

4. Введение 1/2 раствора метафосфата натрия.

Крашение 60 мин.

5. Промывка раствором ТМС (2 г/л), 20 мин.

6. Промывка горячей и холодной водой, 10 мин.

Итого: 120 мин.

В примере 23 проведено крашение хлопчатобумажной ткани красителем активным красным 6С с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации при температуре 75^oС, продолжительность крашения составляет 120 мин. Показатели окрашенной ровницы по примеру 23 сведены в таблицу.

В примере 24 проведено крашение вискозной ткани красителем активным красным 6С с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации при температуре 80^oС по режиму, описанному в примере 22, продолжительность крашения составляет 120 мин, модуль ванны 1:30. Показатели окрашенной ровницы по примеру 24 сведены в таблицу.

В примере 25 проведено крашение вискозной ткани красителем активным красным 6С с окислительно-восстановительной системой пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации при температуре 75^oС, продолжительность крашения составляет 120 мин. Показатели окрашенной ровницы по примеру 25 сведены в таблицу.

Экспериментально установлено, что интенсивность окраски образцов чистошерстяной ровницы, окрашенных при температуре 80^oС с использованием в качестве интенсификатора окислительно-восстановительной системы пероксид водорода-пропантриол 1,2,3 (а) в оптимальной концентрации красителем кислотным бордо в количестве 0,5% от массы волокна близка к интенсивности окраски образцов, окрашенных без интенсификатора при температуре кипения красильного раствора красителем кислотным бордо в количестве 1% от массы волокна. Коэффициент отражения образца, окрашенного кислотным бордо 0,5% от массы волокна с окислительно-восстановительной системой (а) при температуре 80^oС равен 3% и коэффициент отражения образца, окрашенного кислотным бордо 1% от массы волокна без интенсификатора при температуре 100^oС, равен 3%.

В ходе исследования проводили растворение образцов полиамидной ткани в 85% растворе муравьиной кислоты, окрашенных при 100^oС без интенсификатора и при 80^oС с использованием окислительно-восстановительной системы пероксид водорода-пропантриод 1,2,3 (а). Данные по оптической плотности растворов и концентрации красителя в растворе свидетельствуют о том, что интенсивность окраски образцов, окрашенных с использованием интенсификаторов при 80^oС, выше, чем без интенсификаторов при 100^oС.

На основании вышеизложенного и данных таблицы можно сделать вывод, что введение в красильную ванну 0,0075-0,015 моль/л окислительно-восстановительных систем (а, б, в) позволяет проводить процесс крашения при пониженной температуре (75-80^oС).

В результате предложенного способа наблюдается повышение интенсивности окраски текстильных материалов и их прочностных показателей, снижение концентрации красителя в остаточной ванне и снижение усадки.