СПОСОБ КОЛОРИРОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ КУБОЗОЛЕВЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ Российский патент 1995 года по МПК D06P1/28 D06P5/20 

Изобретение относится к красильно-отделочному производству текстильной промышленности, а именно к колорированию кубозолевыми красителями волокнистых материалов, включая тканые, нетканые и трикотажные полотна.

Известно использование для крашения текстильных материалов из целлюлозных (хлопок, вискоза), бековых (шерсть, шелк) волокон и смеси целлюлозных волокон с полиэфирными кубозолевых красителей (кубозолей), которые представляют собой водорастворимую форму кубовых красителей. Существует и используется в промышленности так называемый нитритный способ крашения [1] В этом способе окраска проявляется в кислой среде, например, в растворе серной кислоты, в результате окисления нитритом натрия лейкосоединения кубового красителя до исходного пигмента. Достоинствами нитритного способа являются простота применения, высокая устойчивость окрасок ко всем физико-химическим воздействиям, высокая равномерность окраски.

Однако способ имеет и серьезные недостатки, а именно, экологическая вредность технологического процесса, обусловленная выделением ядовитых окислов азота в рабочую зону при проявлении окраски, и сильная коррозия оборудования серной кислотой со всеми вытекающими из этого последствиями. Указанные недостатки значительно сдерживают более широкое промышленное использование нитритного способа крашения.

Известен также способ крашения текстильных материалов кубозолями, в котором окраску проявляют путем обработки ткани ультрафиолетовым (УФ) излучением. Хлопчатобумажную ткань, пропитанную водным раствором кубозоля, отжимают до влажности 100% и обрабатывают УФ-излучением от ртутно-кварцевой лампы в течение 120 с. После обработки ткань промывают и сушат [2]
Известен также способ колорирования с использованием УФ-облучения в течение 1-5 мин материала, пропитанного составом, включающим водный раствор кубозоля и закрепляющий окраску химический агент в виде эмульсии полимера [3]
Общим недостатком указанных способов колорирования с использованием УФ-излучения является высокая продолжительность УФ-облучения материала от 1 до 5 мин. Такое продолжительное облучение отрицательно влияет на механическую прочность волокнистого материала из-за протекающих при облучении процессов фотодеструкции волокнообразующего полимера, а также повышает энергоемкость и стоимость технологического процесса в производственных условиях. Кроме того, использование УФ-излучения с длиной волны около 365 нм, получаемого от ртутно-кварцевой лампы, делает способ непригодным для фотоколорирования зеленых марок кубозолей, что значительно сужает цветовую гамму окрасок при крашении ткани в одинаковый цвет с обеих сторон. Важно также отметить одну особенность УФ-облучения от ртутной лампы, которая обусловливает ряд существенных недостатков способа прототипа. Она состоит в том, что излучение от ртутной лампы имеет линейчатый спектр и ограничено диапазоном длин волн 260-650 нм, причем более 90% общей энергии излучения приходится на коротковолновый участок спектра с длиной волны 253,7 нм [4]
Отмеченное является причиной обильного образования озона в процессе горения ртутной лампы. Озон, как известно, относится к токсичным и взрывоопасным веществам. Это при практической реализации способа вызывает дополнительные трудности, связанные с необходимостью тщательной герметизации технологического оборудования, утилизации озона и обеспечения взрыво-, пожаробезопасности работы оборудования. К тому же в указанном интервале длин волн отсутствует инфракрасная (ИК-) составляющая спектра. В результате в условиях способа-прототипа оказывается невозможно одновременно с УФ-облучением осуществлять ИК-нагрев материалов, что также ограничивает технологические возможности обработки материалов.

Таким образом, известные способы крашения кубозолями с использованием УФ-облучения недостаточно эффективны из-за большой продолжительности, ограниченности колористических возможностей, отсутствия экологической чистоты.

Изобретательская задача состоит в поиске способа колорирования волокнистого материала кубозолевыми красителями с использованием облучения, который позволил бы значительно сократить продолжительность облучения, расширить цветовую гамму применяемых кубозолевых красителей и повысить экологическую чистоту.

Поставленная задача решена способом колорирования волокнистых материалов кубозолевыми красителями, включающим пропитку материала водным раствором кубозоля и проявление окраски путем облучения пропитанного материала, в котором пропитку и проявление ведут двумя последовательными циклами, каждый из которых состоит из пропитки и односторонней обработки в течение 2-20 с излучением с диапазоном длин волн 300-1200 нм, получаемым от ксеноновой лампы, причем на второй цикл материал направляют с относительной влажностью 10-60%
Окрашивать заявленным способом можно разнообразные волокнистые материалы ткань, нетканые и трикотажные полотна из натуральных волокон (хлопок, лен, шелк, шерсть), искусственных (вискоза, ацетатное волокно), синтетических (полиамид, полиэфир), а также из смеси этих волокон.

В предложенном способе могут использоваться все марки кубозолевых красителей, а также азокрасители, образующиеся на волокне.

Материал можно пропитывать раствором красителя с использованием различных широко известных приемов, например окунанием с последующим отжимом, аэрозольным распылением, нанесением раствора с помощью гравированного или гладкого металлического вала, флексографическим методом.

Для получения излучения с длиной волны в диапазоне 300-1200 мм (с максимумами энергии излучения при 450, 820, 900 нм) можно использовать ксеноновые лампы, поскольку они дают излучение именно в таком диапазоне спектра.

Уменьшение длины волны ниже 300 нм приводит к сильной фотодеструкции волокнообразующего полимера, обильному выделению озона, а также делает невозможным фотопроявление зеленых марок кубозолей, а увеличение длины волны излучения выше 1200 нм приводит к тому, что процесс фотопроявления кубозолей вообще прекращается, в результате чего окрашивания материала не происходит.

Облучение с продолжительностью менее 2 с недостаточно для фотопроявления кубозолей, увеличение же времени облучения выше 20 с приводит к фотодеструкции волокнообразующих полимеров.

Подсушивание волокнистого материала перед вторым циклом необходимо для получения равномерной окраски.

В таблице приведены результаты колорирования различных материалов различными красителями при различных параметрах.

Сущность изобретения: колорирование волокнистых материалов кубозолевыми красителями осуществляют путем пропитки водным раствором кубозоля и проявления двумя последовательными циклами, каждый из которых состоит из пропитки и односторонней обработки в течение 2-20 с с излучением с диапазоном длин волн 300-1200 нм от ксеноновой лампы, причем на второй цикл материал направляют с относительной влажностью 10-60% Способ позволяет повысить эффективности колорирования и экологию процесса. 1 табл.

СПОСОБ КОЛОРИРОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ КУБОЗОЛЕВЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ путем пропитки водным раствором кубозоля и проявления окраски облучением пропитанного материала, отличающийся тем, что пропитку и проявление ведут двумя последовательными циклами, каждый из которых состоит из пропитки и односторонней обработки в течение 2 20 с излучением с диапазоном длин волн 300 1200 нм от ксеноновой лампы, причем на второй цикл материал направляют с относительной влажностью 10 60%