Патент на изобретение №2268954

(54) СПОСОБ КРАШЕНИЯ ШЕРСТЯНЫХ МАТЕРИАЛОВ ХРОМОВЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов, в частности к способу крашения шерстяных материалов хромовыми красителями. Описывается способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, причем обработку красильным раствором проводят непосредственно после предварительной обработки, а в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на волокне, используют взятые по отдельности или в сочетании друг с другом вещества, выбранные из группы, состоящей из оксиэтилидендифосфоновой кислоты, каолина, талька и отходов на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, в количестве 0,05-50 г/л. Предложенный способ позволяет снизить на 15-20% потери прочности материала, повысить экологическую безопасность и экономичность процесса, улучшить колористические показатели окрасок. 1 табл.

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 (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов. – 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 2 г 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. Однако этот способ применим для очень узкого ассортимента красителей. Только однохромовые красители пригодны для крашения по этой технологии.

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 (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов, – М.: Легпромбытиздат, 1985, с.390-391.). Он заключается в последовательном проведении следующих стадий:

1. Предварительная обработка, т.е. хромирование в растворе, содержащем бихромат калия (1-4% от массы волокна) и муравьиную кислоту (1,5% от массы волокна) при температуре 98°С в течение 1 часа. Веществом, способствующим закреплению красителя является бихромат калия, который образует комплекс с красителем и волокном и тем самым повышает прочностные показатели окрасок.

2. Тщательная промывка ткани после хромирования теплой и холодной водой.

3. Крашение красильным раствором, содержащим (% от массы волокна)

Крашение начинают при 30-40°С. Затем ванну нагревают до кипения и красят 30-45 мин, после чего текстильный материал промывают теплой и холодной водой.

Однако способ обладает следующими недостатками:

1. Большие потери прочности шерстяного материала (до 30-40%) из-за повреждения шерстяного волокна при его хромировании, т.к. шерстяное волокно, сорбируя ионы бихромата и восстанавливая шестивалентный хром до трехвалентного, окисляется, что и приводит к его повреждению.

2. Большая длительность процесса – более 6 час. Способ включает три стадии: хромирование, тщательную промывку и крашение. Необходимость тщательной и длительной промывки после хромирования вызвана опасностью образования комплекса красителя с ионами хрома не на волокне, а в растворе. Длительность процесса обусловлена необходимостью неоднократного заполнения красильного аппарата рабочими растворами, их нагреванием и последующим сливанием в многостадийном технологическом процессе.

3. Экологическая опасность технологического процесса из-за необходимости использования солей хрома на стадии хромирования при крашении хромовыми красителями значительно ухудшает экологическую обстановку. Попадая в сточные воды и участвуя в окислительно-восстановительных процессах ионы хрома губительно действуют на живые организмы.

4. Повышенные материалозатраты, связанные:

– с необходимостью проведения нескольких технологический стадий (хромирование, промывка, крашение);

– с повышенным расходом воды и тепловой энергии на операцию промывки после хромирования;

– с очисткой сточных вод от ионов хрома.

5. Невозможность получения окрасок чистых ярких тонов. Закрепление окрасок с использованием солей хрома приводит к изменению оттенка, получаются “глухие” тона окрасок и снижается их яркость.

Таким образом не известен способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями, который позволил бы снизить потери прочности текстильного материала, сократить длительность технологического процесса, обеспечить экологическую безопасность, снизить материалозатраты и получать окраски чистых тонов.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске способа крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, который позволил бы снизить потери прочности шерстяного материала, сократить длительность технологического процесса, обеспечить экологическую безопасность, снизить материалозатраты и получать окраски чистых тонов.

Поставленная задача решена способом крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, в котором обработку красильным раствором проводят непосредственно после предварительной обработки, а в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на волокне, используют взятые по отдельности или в сочетании друг с другом вещества, выбранные из группы, состоящей из оксиэтилидендифосфоновой кислоты, каолина, талька и отходов на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, в количестве 0,05-50 г/л. Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

1. Снизить на 15-20% потери прочности шерстяного материала;

2. Сократить длительность процесса до 4 час за счет исключения стадии промывки и сокращения длительности предварительной обработки;

3. Повысить экологическую безопасность технологического процесса крашения хромовыми красителями за счет исключения использования солей хрома;

4. Повысить экономичность процесса путем сокращения материалозатрат на технологические нужды за счет:

– снижения потребления воды из-за исключения промывки после предварительной обработки;

– исключения солей хрома;

– снижения расхода тепловой энергии на подогрев воды;

– снижения затрат на очистку сточных вод, уменьшив их объем и исключив соли хрома;

5. Возможность получения окрасок чистых ярких тонов. 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:

Способ осуществляют в 2 стадии:

1. Предварительная обработка шерстяных материалов составом, содержащим:

Обработку текстильного материала проводят при температуре 20-98°С в течение 1-60 мин.

2. Обработка красильным раствором, содержащим следующие компоненты, % от массы волокна:

Обработку красильным раствором проводят следующим образом. Крашение начинают при температуре 30-45°С, затем температуру поднимают до кипения и красят 30-45 мин. Ванну охлаждают и текстильный 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)

– прочности текстильного материала, определяемой для тканей по разрывной нагрузке, измеренной на разрывной машине (Лабораторный практикум по текстильному материаловедению /под ред. Коблякова А.И. – М.: Легпромбытиздат, 1986. – с.238-245); а для волокна – по степени деструкции, оцениваемой по растворению в 0,1 н. растворе едкого натра (Лабораторный практикум по химической технологии текстильных материалов / Под.ред. Г.Е.Кричевского. – М.: 1994. – с.95).

Показатели качества 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.

Формула изобретения

Способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, отличающийся тем, что обработку красильным раствором проводят непосредственно после предварительной обработки, а в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на волокне, используют взятые по отдельности или в сочетании друг с другом вещества, выбранные из группы, состоящей из оксиэтилидендифосфоновой кислоты, каолина, талька и отходов на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, в количестве 0,05-50 г/л.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.09.2006

Извещение опубликовано: 20.08.2007 БИ: 23/2007