СОСТАВ ДЛЯ КРАШЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОЛИЭФИРНЫХ ВОЛОКОН Российский патент 2011 года по МПК D06P3/54 D06P1/66 

Изобретение относится к области крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон и может быть реализовано на текстильных предприятиях.

При колорировании полиэфирных волокон возникают трудности, связанные с особенностями их структуры: наличие значительного количества олигомеров, высокая упорядоченность структуры, гидрофобный характер волокнистого материала.

Наиболее широко используются периодические способы крашения полиэфирных материалов в автоклавах под давлением при температуре 120-140°С. Такие технологии характеризуются высокой энергоемкостью и конструктивной сложностью оборудования, поэтому все большее внимание отводится технологиям крашения при более низких температурах.

Способ крашения полиэфирных нитей обработкой свежесформованной нити в водной красильной ванне дисперсными красителями при нагревании и натяжении менее 0,3 гс/текс осуществляют в две стадии при температуре 100,5-105°С: крашение и крашение с вытягиванием. Аморфный полимер нити равномерно насыщается красителем и одновременно нить вытягивается в 1,5-10 раз [Заявка на изобретение РФ 94031444, 1996, МПК D06P 3/54, D06P 5/00]. Недостатком этого способа является ограниченное его использование, таким способом можно окрашивать полиэфирные нити и жгуты в процессе их получения.

Широкое применение нашли периодические и непрерывные способы крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон с использованием интенсифицирующих агентов. При непрерывных способах крашения тканей из полиэфирных нитей красильная ванна содержит сложные композиции органических и неорганических соединений. Например, предлагают [Патент РФ 2064026, 1996, МПК D06P 3/36] использовать следующий состав (г/л): дисперсный краситель 5-40, мочевина 100-150, хлорид кальция или хлорид лития 5-10% от количества мочевины, загуститель 10-20, воды до 1000. Состав позволяет повысить выход красителей на волокне, использовать дисперсные красители с низкой и средней устойчивостью к сублимации. Недостатками непрерывных способов крашения тканей являются выделение токсичных летучих веществ при термофиксации, невозможность окрашивать трикотажные полотна, а также ткани из смеси полиэфирных волокон с волокнами, претерпевающими структурные изменения при температуре термофиксации 200-220°С.

Периодические способы крашения позволяют обрабатывать любые текстильные материалы (нить, жгут, ткань, трикотажные полотна и изделия) и исключить стадию термофиксации. В заявке на изобретение 2006016711 JP МПК D06P 3/54, D06P 1/44, D06P 5/20, D06P 1/90, D06P 3/34, D06P 1/00 описывается метод крашения полиэфирных волокон периодическим способом композицией, включающей полярный органический растворитель из следующего ряда: метанол, этанол, изопропиловый спирт, бутанол, бензиловый спирт, ацетон, ацетофенон, N-метил-2-пирролидон, метилэтилкетон, диметилсульфоксид, диметилформамид, этиленгликоль и ацетонитрил. Хорошие показатели колористической отделки полиэфирных материалов дисперсными красителями при температуре не выше 100°С позволяют получать следующие интенсификаторы: 1-хлор-2-нафтол, анилид салициловой кислоты, бензил-ацетат [Патент 66047 А Украина 2004 МПК D06P 1/16].

Наиболее близким аналогом к заявляемому является изобретение «Смесь интенсификаторов для крашения полиэфирных материалов: N-алкилфталимид и ароматический эфир или другое» [патент 49994089 USA 1991 8/574]. В качестве интенсификатора рекомендуется использовать смесь компонентов (I) и (II) в весовом соотношении 0,5-12:1. Компонент (I) представляет собой N-алкилфталимид с линейным или разветвленным радикалом с длиной цепи C₁-С₆. Компонент (II) является ароматическим сложным эфиром (например, эфиром бензойной, метилбензойной, салициловой кислот), или диэфиром (например, эфиром терефталевой и фталевой кислот), или карбонатом (например, дифенилкарбонатом), или другим эфиром (например, дифениловым и дитолиловым). Спиртовыми компонентами эфиров могут быть остатки алифатических спиртов с длиной цепи C₁-С₆, фенолов и бензилового спирта.

Смесь интенсификаторов содержит, масс.%:

1) 40-90 компонента (I), а именно 50-75 N-алкилфталимида с линейным или разветвленным радикалом с длиной цепи С₃-C₅,

2) 8-58 компонента (II), а именно 10-40 алкилфенилового или бензилового эфира бензойной, метилбензойной, терефталевой, фталевой и салициловой кислот, или дифенилкарбоната, или дифенилового, или дитолилового эфира;

3) 2-30 эмульгатора; а именно 5-20 смеси 15-30 этиленоксида в касторовом или бобово-соевом масле, 5-50 моль этиленоксида и/или порпиленоксида в жирном спирте с длиной цепи C₁₆-C₂₂, октилфенола или нонилфенола или фенилфенола, соли щелочного металла, соли щелочно-земельного металла, соли аммония или соли диэтаноламина в додецилбензолсульфокислоте.

4) 0-10 растворителя.

Недостатком такого состава является неприятный запах и токсичность используемых органических веществ, что ухудшает условия труда персонала на производстве и снижает комфортность использования текстильных изделий. Кроме того, сточные воды, содержащие органический растворитель, оказывают губительное действие на обитателей водоемов и, как правило, не пригодны для повторного использования. Технология крашения полиэфирных материалов дисперсными красителями с использованием смеси интенсификаторов (N-алкилфталимида и ароматического эфира) включает регулирование рН красильной ванны с помощью уксусной кислоты, обработку при 98°С ведут в течение 60 мин.

Техническим результатом заявляемого решения является устранение указанных недостатков, а именно использование низкотоксичных и экологически безопасных соединений в составе при крашении полиэфирных материалов дисперсными красителями при температуре 98-100°С при одновременном сохранении показателей колористической отделки (интенсивности, ровноты и прочности окраски к стирке, трению, светопогоде) и упрощении технологии крашения снижения за счет времени обработки и исключения контроля рН.

Поставленная задача достигается за счет того, что состав для крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон, включающий дисперсный светопрочный краситель, интенсификатор, воду, отличается тем, что в качестве интенсификатора используется четвертичная аммониевая соль общей формулы:

где R₁ - СН₃, С₂Н₅;

R₂ - СН₂С₆Н₅, C₁₂H₂₅, C₁₃H₂₇, C₁₄H₂₉, С₁₅Н₃₁, С₁₆Н₃₃;

Х - Cl, Br.

при следующем соотношении ингредиентов (г/л):

дисперсный светопрочный краситель 0,5-1 интенсификатор 1,0-5,0 вода остальное.

Существенным отличием является использование в качестве интенсификатора четвертичной аммониевой соли, обладающей амфифильными свойствами, в композиции с дисперсным светопрочным красителем.

Заявляемый состав не требует использования дополнительных веществ для получения равноинтенсивных окрасок, поскольку четвертичные аммониевые соли, имеющие один из радикалов -CH₂C₆H₅, или -C₁₂H₂₅, или -C₁₃H₂₇, или -С₁₄Н₂₉, или -С₁₅Н₃₁ или -С₁₆Н₃₃, играют роль одновременно и выравнивателя, и интенсификатора при крашении текстильных материалов из полиэфирных волокон дисперсными светопрочными красителями. Заявляемые интенсификаторы для крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон являются экологически безопасными веществами. Известно, что такие четвертичные аммониевые соли добавляют в косметические композиции для ухода за волосами в качестве обезжиривающего компонента [Патент РФ 2350312 2009 МПК А61К 8/04, A61Q 5/06, Патент РФ 2212224 2003 МПК А61К 7/06], хлорид триэтилбензиламмония является межфазным катализатором при очистке сточных вод от хлорорганических соединений [Патент РФ 2187464, 2002, МПК C02F 1/70, C02F 103:36]. Образцы, окрашенные с использованием рекомендуемых четвертичных аммониевых солей, характеризуются интенсивными, ровными и прочными окрасками. Предварительная обработка текстильного материала перед крашением не требуется, четвертичные аммониевые соли подобного строения играют роль катализатора процесса гидролиза циклических олигомеров [Химические волокна. №6, 2006. С.17-20]. Остаточные ванны после крашения пригодны для повторного использования после подпитывания концентрированными растворами красителей и интенсификатора до требуемого уровня.

Сущность технического решения раскрывается в таблице.

Пример

Пряжу их полиэфирных волокон (MB 40) окрашивают при температуре 98-100°С в течение 40±5 мин, промывают горячей и холодной водой и сушат. Составы обрабатывающих ванн и показатели колористической отделки (интенсивность, ровнота и прочность окраски к стирке, трению, светопогоде) приведены в таблице. Образцы №№1-10, 13, 16, 19, 22, 25, 30, 32, 33, 34 обрабатывались в течение 40 мин, образцы №№11, 15, 21, 29, 31 - в течение 35 мин, остальные - в течение 45 мин.

Окрашенные образцы подвергались испытаниям по ГОСТ Р ИСО 105-Е03-99, 105-Е02-99, ГОСТ 28692-90, 9733-83, ГОСТ 28692-90. Интенсивность и ровноту окраски у окрашенных образцов оценивали на спектроколориметре «Color 15» фирмы «Gretag Macbeth».

Полученные в результате испытаний показатели соответствуют требуемому уровню. В таблице приведены показатели колористической отделки, наиболее иллюстрирующие интенсифицирующий эффект четвертичных аммониевых солей: интенсивность, ровнота окраски и прочность окраски к стирке, к трению, к светопогоде.

Изобретение относится к области крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон и может быть реализовано на текстильных предприятиях. Предлагается состав для крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон, включающий 0,5-1,0 г/л дисперсного красителя, 1,0-5,0 г/л интенсификатора - четвертичной аммониевой соли формулы:

, где R₁ - СН₃, С₂Н₅; R₂ - СН₂С₆Н₅, C₁₂H₂₅, C₁₃H₂₇, C₁₄H₂₉, C₁₅H₃₁, С₁₆Н₃₃; Х - Cl, Br, и остальное - воду. Изобретение обеспечивает улучшение условий труда за счет использования низкотоксичных и экологически безопасных интенсификаторов при крашении полиэфирных материалов дисперсными красителями при 98-100°С при сохранении интенсивности и прочности окраски и упрощении технологии крашения за счет снижения времени обработки и исключения контроля рН. 1 табл.

Состав для крашения текстильных материалов из полиэфирных волокон, включающий дисперсный краситель, интенсификатор и воду, отличающийся тем, что в качестве интенсификатора он содержит четвертичную аммониевую соль общей формулы:
,
где R₁ - СН₃, С₂Н₅;
R₂ - СН₂С₆Н₅, С₁₂Н₂₅, C₁₃H₂₇, С₁₄Н₂₉, C₁₅H₃₁, С₁₆Н₃₃;
Х - Cl, Br,
при следующем соотношении ингредиентов, г/л:
дисперсный краситель 0,5-1,0 интенсификатор 1,0-5,0 вода остальное