Способ крашения шерстяного волокна активными красителями

Изобретение относится к крашению шерстяного волокна и может быть использовано в текстильной промышленности. Заявлен способ крашения шерстяного волокна активными красителями путем его предварительной модификации в водном растворе, отжима, обработки красильным раствором, промывки, нейтрализации, промывки и сушки, при котором предварительную модификацию волокна в водном растворе проводят путем воздействия ультразвуком с частотой 20-22 кГц, мощностью 3,0-6,0 кВт в течение 3-10 мин. Технический результат заключается в значительном снижении повреждения шерстяного волокна, повышении интенсивности окраски и снижении длительности процесса. 1 табл.

 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к способу крашения шерстяного волокна активными красителями и может быть использовано в текстильной промышленности для крашения материалов перед прядением и заключительной отделкой.

Уровень техники

Известны способы крашения шерсти активными красителями, заключающиеся в обработке шерстяного волокна красильными растворами с использованием интенсификаторов в количестве 1-1,5% от массы волокна: альбегаль B (для ланазолей), лиоген FN (для дрималанов F), аволан REN (для верофиксов), эгалон GES (для хосталанов). Препараты увеличивают скорость крашения, иногда - почти в 3 раза. Завершается крашение активными красителями щелочной обработкой NH₄OH при pH 8,5, температуре 80°С в течение 15 мин. Затем проводят кисловку раствором СН₃СООН. [Новорадовская Т.С., Садова С.Ф.: Химия и химическая технология шерсти. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - С.141-142].

Общим недостатком этих способов является, как правило, невысокая степень фиксации и неравномерность обработки, что связано с гидрофобностью кутикулярного слоя шерстяного волокна и необходимостью его модифицирующей обработки перед крашением.

Известен способ, когда кисловку шерстяного волокна проводят в растворе гексаметилентетрамина при pH 6,5, который позволяет удалять незафиксированный краситель и шерсть меньше повреждается и желтеет. Однако некоторые активные азокрасители неустойчивы к формальдегиду и обесцвечиваются. Кроме того, с экологической точки зрения формальдегид является очень токсичным веществом. [Новорадовская Т.С., Садова С.Ф.: Химия и химическая технология шерсти. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - С. - 142].

Известен способ крашения шерстяного волокна активными красителями с применением трихлоруксусной кислоты. В этом случае степень фиксации приближается к 100% без дополнительной обработки раствором аммиака. Несмотря на это способ малореализуем, так как довольно дорог, кроме того, ухудшаются условия труда, возрастает опасность коррозии оборудования [Романова М.Г. Гордеева Н.В. Активные красители в текстильной промышленности. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - С.104].

Наиболее близким к заявленному способу по существу, т.е. прототипом, является способ крашения шерстяного волокна активными красителями, заключающийся в модификации шерсти перед крашением раствором щелочного агента и препарата Хумектол LYS (амфотерное производное жирных аминов) [Смирнова С.В. Модификация кератиновых волокон перед крашением активными красителями // Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2010, т.53, №12, С.94-98].

Способ осуществляют последовательным проведением следующих операций:

1) предварительная модификация шерстяного волокна путем его пропитки водным раствором, содержащим 4 г/л щелочного агента (гидрокабонат натрия) и 1 мл/л Хумектол LYS (амфотерное производное жирных аминов) при температуре 40°С в течение 30 мин, затем в течение 10 мин проводилась нейтрализация уксусной кислотой до pH 7;

2) удаление избытка рабочего раствора механическим способом путем отжима или центрифугирования;

3) обработка красильным раствором. При этом волокно сначала пропитывают ацетатным буферным раствором (pH 4,45), содержащим 0,25 г глауберовой соли и 1 г раствора выравнивателя (10% раствор выравнивателя А+ОП-10-1:1) в режиме подъема температуры до 40°С в течение 15 мин, после чего добавляют краситель в рабочую ванну в концентрации 2% от массы волокна и выдерживают при этой температуре (40°С) 15 мин; затем поднимают температуру до 95°С в течение 15 мин и выдерживают при этой температуре (95°С) в течение 60 мин;

4) промывка теплой водой (около 40°С) в течение 5 мин;

5) нейтрализация путем обработки раствором аммиака 20 мин при температуре 80°С;

6) промывка теплой водой (около 40°С) в течение 5 мин;

7) сушка.

Однако этот способ имеет следующие недостатки:

1. Высокая степень повреждения шерстяного волокна, приводящая к снижению прочности. Так, разрывная нагрузка шерстяного волокна не превышает 7,53 cH/текс, а степень повреждения - более 12%. Это происходит из-за обработки щелочным раствором, который разрушает не только поверхностный слой, но и кератин шерсти.

2. Недостаточно высокая интенсивность окраски. Так, интенсивность окраски волокна не более 61,5 ед. (синий краситель) и не более 20,75 (красный краситель).

3. Велика длительность процесса - не менее 175 мин.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа крашения шерстяного волокна активными красителями путем его предварительной модификации в водном растворе, отжима, обработки красильным раствором, промывки, нейтрализации, промывки и сушки, который позволит снизить степень повреждения обработанного шерстяного волокна, повысить интенсивность окраски и снизить длительность процесса.

Поставленная задача решена способом крашения шерстяного волокна активными красителями путем его предварительной модификации в водном растворе, отжима, обработки красильным раствором, промывки и сушки, в котором предварительную модификацию волокна в водном растворе проводят путем воздействия ультразвуком с частотой 20-22 кГц, мощностью 3,0-6,0 кВт в течение 3-10 мин.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

1. Снизить степень повреждения шерстяного волокна до 7-9% по сравнению с исходным волокном и в среднем в 2 раза по сравнению с прототипом.

2. Значительно повысить интенсивность окраски. Так, не менее чем до 82,3 ед. (синий краситель) и не менее, чем до 25,33 (красный краситель).

3. Снизить длительность процесса до 115 мин.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения.

Заявленным способом красят шерстяное волокно.

Для осуществления способа используют следующие вещества:

- натрий уксуснокислый 3-водный (ГОСТ 199-78);

- кислота уксусная синтетическая и регенерированная (ГОСТ 19814-74);

- вещества текстильные вспомогательные. Выравниватель А (ГОСТ 9600-78);

- отделочный препарат ОП-10 (ГОСТ 8433-81);

- аммиак водный (ГОСТ 3760-79);

- активные красители (производства ф. Clariant).

Изобретение осуществляют последовательным проведением следующих операций:

1) предварительная модификация. Для этого шерстяное волокно помещают в воду и обрабатывают ульразвуком с частотой 20-22 кГц и мощностью 3,0-6,0 кВт в течение 3-10 мин;

2) отжим или центрифугирование;

3) обработка красильным раствором. При этом волокно сначала пропитывают ацетатным буферным раствором (pH 4,45), содержащим 0,25 г глауберовой соли и 1 г раствора выравнивателя (10% раствор выравнивателя А+ОП-10-1:1) в режиме подъема температуры до 40°C в течение 10 мин, после чего добавляют краситель в рабочую ванну в концентрации 2% от массы волокна и выдерживают при этой температуре 10 мин; затем поднимают температуру до 95°C в течение 15 мин и выдерживают при этой температуре (95°C) в течение 40 мин;

4) промывка теплой водой (около 40°C) в течение 5 мин;

5) нейтрализация путем обработки раствором аммиака 20 мин при температуре 80°C;

6) промывка теплой водой (около 40°C) в течение 5 мин;

7) сушка.

Качественные показатели шерстяного волокна, обработанного по прототипу и заявленному способу, определяли одинаково:

- степень повреждения обработанного шерстяного волокна определяли по показателям разрывной нагрузки штапельков шерстяного волокна в сухом состоянии на приборе ДШ-314-2 в соответствии с ГОСТом 20269-93 (Шерсть. Методы определения разрывной нагрузки. М. Изд-во стандартов 1993);

- интенсивность окраски рассчитывали на основании спектральных коэффициентов отражения окрашенного волокна, полученных на спектрофотометре Спеколл-11, по формуле Гуревича-Кубелки-Мунка (Справочник. Методы исследования в текстильной химии / Под. Ред. Г.Е. Кричевского, М. Изд-во: «Легпромбытиздат», 1993. - С.384-397).

Качественные показатели шерстяного волокна, обработанного при различных параметрах способа приведены в таблице.

Таблица
Качественные показатели окрашенного волокна
	Краситель	Условия ультразвуковой обработки	Время щелочной обработки, мин	Интенсивность окраски, K/S	Цветовое различие, Δ Е	Разрывная нагрузка, Р 10-3, cH/текс	Степень повреждения волокна, % от исх.
Время, мин	Мощность, кВт	Частота, кГц
1	Дримарен синий - W-RL	10	3	20	-	99,0	2,5	8,03	6,3
2		5	3	22	-	82,3	1,9	8,12	5,25
3		3	6	20	-	82,3	1,8	8,09	5,6
4*	-	-	-	30	61,5	3,8	7,51	12,37
5	Дримарен красный W-2R	5	6	20	-	25,33	2,7	7,98	6,88
6		3	3	22	-	25,33	1,2	8,25	3,73
7		10	6	20	-	32,3	3,1	7,89	7,93
8*	-	-	-	30	20,75	4,9	7,53	12,14
	Исходное волокно	8,57
* - прототипы

Способ крашения шерстяного волокна активными красителями путем его предварительной модификации в водном растворе, отжима, обработки красильным раствором, промывки, нейтрализации, промывки и сушки, отличающийся тем, что предварительную модификацию волокна в водном растворе проводят путем воздействия ультразвуком с частотой 20-22 кГц, мощностью 3,0-6,0 кВт в течение 3-10 мин.