способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями

Формула изобретения

Способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем обработки их составом, включающим краситель и вещество, способствующее закреплению красителя на материале, отличающийся тем, что в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на материале, используют оксиэтилидендифосфоновую кислоту и/или отходы на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, в количестве 0,05-20 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов, а именно к способам крашения хромовыми красителями шерстяных материалов в виде волокна, пряжи, ткани.

Уровень техники

Известно, что крашение шерстяных текстильных материалов можно проводить с использованием широкого класса кислотных красителей, который включает в себя кислотные, кислотно-протравные (хромовые) и металлокомплексные красители.

Известен способ крашения шерстяных материалов кислотными красителями. (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов, - М.: Легпромбытиздат, 1985, с.386). Он заключается в следующем. Готовят раствор, содержащий (% от массы волокна): выравниватель - 1 сульфат натрия - 10 и соответствующую кислоту (серная, уксусная) или соли (сульфат или ацетат аммония) - 2-5 в зависимости от марки кислотного красителя. Материал обрабатывают в этом растворе при 30-40°С в течение 10-15 мин. Затем вводят раствор красителя, в течение 30-45 мин нагревают ванну до кипения и красят еще 60 мин. После этого ванну охлаждают, и материал тщательно промывают.

Однако окраски шерстяных текстильных материалов не устойчивы к различным физико-химическим воздействиям.

Известен способ крашения хромовыми красителями, который позволяет повысить прочностные показатели окрасок (Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов / Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов - М.: Легпромбытиздат, 1985, с.390-393). Способ включает операции хромирования и обработки раствором красителя. Известно три варианта организации крашения шерстяных материалов хромовыми красителями:

1. Крашение с предварительным хромированием. На первой стадии процесса проводят хромирование шерстяного материала путем обработки его в растворе бихромата калия в присутствии муравьиной кислоты, после чего тщательно промывают материал. На второй стадии проводят крашение по технологии крашения кислотными красителями. Красильный раствор содержит (% от массы волокна): краситель - 1-3; сульфат натрия - 10; уксусную кислоту 30%-ную - 3. Крашение начинают при 30-40°С, ванну нагревают до кипения и красят 45-60 мин.

2. Крашение с одновременным хромированием. В этом случае операции хромирования и крашения совмещены в одной технологической стадии. Красильный раствор содержит однохромовый краситель и 2-5% (от массы материала) хромовокислого аммония (или смеси, состоящей из 1 г бихромата калия и хромовокислого аммония). Крашение начинают при рН 6-8,5 и температуре 50-60°С, затем температуру поднимают до кипения и красят в течение 60-80 мин.

3. Крашение с последующим хромированием. На первой стадии крашение ведут при температуре кипения по технологии крашения кислотными красителями, а именно готовят красильный раствор, содержащий (% от массы волокна): красителя 1-6; сульфата натрия - 10; серной или уксусной кислоты, или сульфата, или ацетата аммония 2-5. Крашение начинают при температуре 30-40°С, потом температуру поднимают до кипения и красят в течение 60 мин. Затем красильный раствор охлаждают до температуры 80-70°С и добавляют бихромата калия в количестве 30-50% от массы красителя, затем температуру поднимают до 98°С и красят в течение 45 мин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ крашения хромовыми красителями с одновременным хромированием (Отделка и крашение шерстяных тканей: Справочник / Под общ. Ред. В.Л.Молокова. - Легпромбытиздат, 1985. С.181-182). Он заключается в одновременной обработке текстильного материала раствором красителя и хромирующего агента, т.е. вещества, способствующего закреплению красителя на материале.

Раствор содержит, % от массы материала:

Краситель	0,25-10
Выравниватель А	1,5
Сульфат натрия	10
Уксусная кислота (30%-ная)	4-7
Бихромат калия или натрия	0,2+15%
	от массы красителя

Здесь веществом, способствующим закреплению красителя на материале, являются бихромат калия или натрия, поскольку хром, содержащийся в них, образует комплексное соединение краситель-хром-волокно, что и обеспечивает повышенную устойчивость окрасок.

Крашение начинают при температуре 40°С, вводят выравниватель, сульфат натрия, бихромат калия или натрия и половину количества кислоты, обрабатывают 10 мин, затем вводят водный раствор красителя и обрабатывают 10 мин. В течение 30 мин нагревают до кипения и красят еще 40 мин. После этого вводят вторую половину количества кислоты и продолжают крашение при кипении еще 20 мин. Затем раствор охлаждают и промывают материал.

Однако способ обладает следующими недостатками:

1. Для крашения по этому способу пригодны только так называемые однохромовые красители, т.е. красители, содержащие вместо сульфогрупп карбоксильную или сульфоамидную группы. Круг таких красителей ограничен, что обедняет цветовую гамму получаемых окрасок.

2. Изменение оттенка получаемых окрасок до "глухого" тона.

3. Экологическая опасность технологического процесса из-за необходимости использования солей хрома. Попадая в сточные воды и участвуя в окислительно-восстановительных процессах, ионы хрома губительно действуют на живые организмы.

4. Повышенные материальные затраты на производство из-за необходимости проведения очистки сточных вод от солей хрома.

Таким образом не известен способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями, который позволил бы:

- расширить ассортимент красителей, используемых при крашении;

- получать чистые яркие окраски на шерстяных материалах;

- обеспечить экологическую безопасность и снизить материалозатраты за счет исключения использования солей хрома.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске способа крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем обработки их составом, включающим краситель и вещество, способствующее закреплению красителя на материале, который позволил бы расширить ассортимент используемых красителей, получить чистые яркие окраски; обеспечить экологическую безопасность и снизить материалозатраты за счет исключения солей хрома.

Поставленная задача решена способом крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем обработки их составом, включающим краситель и вещество, способствующее закреплению красителя на материале, в котором в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на материале, используют оксиэтилидендифосфоновую кислоту и/или отходы на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, взятые в количестве 0,05-20 г/л.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

1. Расширить ассортимент используемых красителей, поскольку кроме однохромовых могут использоваться и любые другие хромовые красители;

2. Получать чистые и яркие окраски;

3. Повысить экологическую безопасность технологического процесса за счет исключения солей хрома;

4. Повысить экономичность процесса путем сокращения материалозатрат на очистку сточных вод, уменьшив их объем, и исключения солей хрома.

Изобретение позволяет также получить следующие преимущества:

- существенно упрощается технология крашения хромовыми красителями, которая, как известно, предполагает проведение отдельной стадии хромирования (предварительной или последующей);

- снижается длительность процесса при крашении хромовыми красителями за счет исключения стадии хромирования.

Важным преимуществом заявленного способа является возможность его использования для окрашивания шелковых и полиамидных материалов как в виде волокон, так и ткани.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Способ может быть эффективно использован при крашении шерстяных материалов в виде волокна, пряжи и ткани.

Для реализации заявленного способа используют следующие реагенты:

- кислотные хромовые красители - 0,25-10% от массы волокна

- уксусная кислота (30%-ная) ГОСТ 6968-66 - 4-7% от массы волокна;

- выравниватель (в качестве выравнивателя могут быть использованы ПАВ анионоактивного и/или неионогенного типа, например Выравниватель А, Смачиватель ЭМ-3, Смачиватель ЭМ-ЗП и др.) - 1,5% от массы волокна;

- сульфат натрия ГОСТ 1363 -47 - 10% от массы волокна;

- вещества, способствующие закреплению красителя - 0,05-20 г/л;

- оксиэтилидендифосфоновая кислота ТУ 2439-363-05763441-2002;

- отходы на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия

- вода техническая до 1 л.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят раствор, содержащий выравниватель, сульфат натрия, вещество, способствующее закреплению окрасок, и половину количества раствора кислоты, В этом растворе обрабатывают шерстяной материал при температуре 40°С в течение 10 мин, затем вводят раствор красителя и обрабатывают материал еще 10 мин. Затем в течение 30 мин ванну нагревают до кипения и красят еще 40 мин. После этого вводят вторую половину количества раствора кислоты и продолжают крашение при кипении еще 20 мин. Затем ванну охлаждают и материал промывают теплой и холодной водой.

О качестве окрашенной ткани судят по интенсивности окрасок, полученной измерением коэффициентов отражения на спектрофотометре и расчету функции Гуревича-Кубелки-Мунка (K/S).

Показатели качества крашения текстильных материалов, окрашенных по заявленному способу при различных условиях ведения процесса, приведены в таблице.

используемые хромовые красители:

бьесъель-о-хром Б-40 - на основе диазотированного о-амино-п-хлорфенола и хромотроповой кислоты;

соло-хром-азурин Б-200 - производное пикраминовой кислоты;

хромовый оранжевый - на основе диазотированной 4-аминоазобензол-4¹-сульфокислоты и салициловой кислоты;

хромовый ярко-красный - на основе диазотированной 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и 1-фенил-3метил-5-пиразолона;

хромовый желтый - на основе диазотированного 2-нафтиламин-6-сульфокислоты и салициловой кислоты;

хромовый синий К - на основе диазотированного 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и бета-нафтола.

Таблица Качественные показатели крашения шерстяных материалов
	1	2	3	4	5	6	7	Прототип
Материал	Шерст. вол-но	Шерст. вол-но	Шерст. вол-но	Шерст. вол-но	Шерст. ткань	Шелк. ткань	Шерст. вол-но	Шерст. вол-но
Краситель, % от массы волокна	Хромовый ярко-красный 0,25	Хромовый оранжевый 2	Бье-съель-о-хром Б-40 1,5	Соло-хром-азурин Б-200 10	Бье-съель-о-хром Б-40 0,25	Однохромовый синий 3 0,5	Однохромовый синий 3 0,25	Однохромовый синий 3 0,25
В-во, способствующее закр.кр-ля, содержание, г/л	ОЭДФК* 0,05	ОЭДФК 0,5	Отходы** 10	Отходы 20	ОЭДФК+отходы 5	Отходы 10	Отходы 5	Бихромат калия 0,2+15% от массы красителя
Результат Интенсивность окраски, K/S	0,83	16,8	22,01	30,25	17,22	6,38	7,73	4,99
*ОЭДФК - оксиэтилидендифосфоновая кислота **Отходы - отходы на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия