RU2049837C1

RU2049837C1 - Single-phase method of suspension dyeing of cellulose-containing textile materials

Info

Publication number: RU2049837C1
Application number: RU93000684A
Authority: RU
Inventors: С.М. Губина; Е.Л. Кадыкова; А.П. Морыганов
Original assignee: Губина Светлана Михайловна
Priority date: 1993-01-06
Filing date: 1993-01-06
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: textile industry. SUBSTANCE: method involves impregnation with composition which contains suspension of vat dye, alkali, reducing agent, dispersing agent and water. The process is followed by squeezing, steaming, oxidation and washing. Preparation on the base of aqueous-alkali solution of sodium oxymethyl sulfinate, hydroxyethylidene diphosphoric acid and sodium silicate or preparation on the base of sodium oxymethyl sulfinate, oxy- or hydroxyethylidenedi phosphoric acid, sodium carbonate and carboxymethyl cellulose or their mixture are used as said reducing agent. Its quantity is 6-120 g/l. Impregnation is carried out at temperatures not higher 70 C. EFFECT: increases efficiency of the dye, decreases expense of reducing agent, excludes usage of formaldehyde. 3 tbl

Description

Изобретение относится к однофазному способу крашения кубовыми красителями, обеспечивающему получение широкой гаммы окрасок с высокими колористическими свойствами. The invention relates to a single-phase method of dyeing with vat dyes, providing a wide range of colors with high color properties.

Известно, что однофазный способ суспензионного крашения менее трудоемок и более прост в реализации, чем лейкокислотный и 2-фазный способы суспензионного крашения. Способ предназначен для получения окраски главным образом средних и светлых тонов [1]
По этому способу ткань плюсуют суспензией кубового красителя в смеси с щелочью и восстановителем, запаривают, окисляют и промывают. Преимущества этого способа перед двухфазным состоит в сокращении операции промежуточной сушки и плюсования щелочным раствором восстановителя. Однако несмотря на простоту и привлекательность основанный способ суспензионного крашения не нашел промышленной реализации. Это связано в первую очередь с трудностями выбора восстановителя из-за жесткости предъявляемых к нему требований. Щелочные растворы восстановителя должны обладать стабильностью и стойкостью к окислению, совместимостью и индифферентностью по отношению к суспензии красителя на стадии плюсования, восстанавливать краситель быстро и эффективно только при запаривании в запарной камере. Очевидно, что гидросульфит в однофазном способе крашения использовать нельзя, т.к. он вызывает преждевременное восстановление кубового красителя уже при 20^оС на стадии плюсования, что приводит к потерям красителя. Ронгалит хотя при низких температурах не восстанавливает краситель, однако низкая скорость восстановления им при запаривании не дает возможности получать необходимый эффект крашения за технологически приемлемое (60 с) время.It is known that the single-phase method of suspension dyeing is less time-consuming and easier to implement than the leuko-acid and 2-phase methods of suspension dyeing. The method is intended to obtain coloring mainly medium and light colors [1]
In this method, the fabric is plus a suspension of bottoms dye mixed with alkali and a reducing agent, steamed, oxidized and washed. The advantages of this method over a two-phase method is the reduction of the operation of intermediate drying and adding an alkaline solution of a reducing agent. However, despite the simplicity and attractiveness, the based method of suspension dyeing did not find industrial implementation. This is primarily due to the difficulties in choosing a reducing agent due to the rigidity of the requirements for it. Alkaline solutions of the reducing agent must have stability and resistance to oxidation, compatibility and indifference to the dye suspension at the stage of addition, to restore the dye quickly and efficiently only when steaming in a steaming chamber. Obviously, hydrosulfite cannot be used in a single-phase dyeing method, because it causes premature recovery vat dye already at ²⁰ ° C in the padding step, which leads to loss of dye. Rongalit, although at low temperatures does not restore the dye, however, the low recovery rate by them during steaming does not make it possible to obtain the necessary dyeing effect in a technologically acceptable (60 s) time.

Для однофазного суспензионного крашения предложено использовать в качестве восстановления боргидриды калия и натрия (КВН₄ иNaBH₄ [2, 3] Однако в реальных производственных условиях работа с боргидридами чрезвычайно сложна и опасна. Боргидриды щелочных металлов легко окисляются на воздухе, склонны к самовоспламенению и взрывам, работа с ними должна проводиться в условиях, предотвращающих их контакт с кислородом и влагой воздуха во избежание взрыва [4] Эти вещества являются очень токсичными: они вызывают расстройство кровообращения и повреждение клеток коры головного мозга, раздражают влажную кожу. Оборудование и коммуникации для проведения обработки боргидридами должны быть герметизированы и вакуумированы. Необходимо дистанционное управление и защитные ограждения в особовзрывоопасных местах [5]
Исходя из сказанного, очевидно, что использование боргидридов в производственных условиях текстильно-отделочных предприятий недопустимо и невозможно.For single-phase suspension dyeing, it was proposed to use potassium and sodium borohydrides (KVN _{4 and} NaBH ₄ [2, 3] as a reduction, however, in real production conditions, working with borohydrides is extremely difficult and dangerous. Alkali metal borohydrides are easily oxidized in air, are prone to self-ignition and explosions, work with them should be carried out under conditions that prevent their contact with oxygen and air moisture in order to avoid explosion [4] These substances are very toxic: they cause circulatory disorders and damage cells of the cerebral cortex, irritate moist skin. Equipment and communications for treatment with borohydrides must be sealed and vacuum. Remote control and protective fences in especially explosive places are necessary [5]
Based on the foregoing, it is obvious that the use of borohydrides in the production environment of textile finishing enterprises is unacceptable and impossible.

Наиболее близким техническим решением является однофазный суспензионный способ крашения [6]
Технология крашения по способу-прототипу осуществляется следующим образом.The closest technical solution is a single-phase suspension dyeing method [6]
The dyeing technology according to the prototype method is as follows.

Пропитка ткани красильной суспензией, содержащий, г/л:
Кубовый краситель марки Д 30-35 Двуокись тиомочевины 20-30 Едкий натр 32% 20-40 Формалин 40% 10-15
Температура пропитки не выше 25^оС
Отжим.Impregnation of the fabric with a dye suspension containing, g / l:
Vat dye brand D 30-35 Thiourea dioxide 20-30 Caustic soda 32% 20-40 Formalin 40% 10-15
Impregnation temperature not higher than 25 ^о С
Spin.

Запаривание ткани в запарной камере в атмосфере насыщенного водяного пара при температуре 101-102^оС в течение 60^о и более.Steaming tissue in a steam chamber in an atmosphere of saturated water vapor at a temperature of 101-102 ^about C for 60 ^about or more.

Проводка в течение 10-15 с через воздушный зрельник. Posting for 10-15 seconds through an air-raiser.

Окисление в растворе, содержащем 3 г/л бихромата калия и 2 г/л уксусной кислоты. Oxidation in a solution containing 3 g / l of potassium dichromate and 2 g / l of acetic acid.

Промывка холодной, горячей водой, мыловка, промывка горячей водой и сушка. Rinse with cold, hot water, soap, rinse with hot water and dry.

Недостатками способа прототипа являются:
существенные потери красителя из-за невозможности полного предотвращения их восстановления в плюсовочной ванне. Даже в присутствии формальдегида окислительно-аосстановительный потенциал двуокиси тимочевины составляет 870-910 mV, что вполне достаточно для проявления, например, тиоиндигоидных или галогенсодержащих кубовых красителей. В зависимости от химической природы красителя его потери составляют 20-25% возрастая при получении окрасок темных тонов. Поэтому эта технология экономически целесообразна лишь для получения окрасок светлых и средних тонов;
использование формальдегида в качестве стабилизатора приводит к резкому ухудшению экологичности процесса и санитарно-гигиенических условий труда рабочих. Выделение сильного канцерогена в рабочую зону без проведения специальных защитных мероприятий недопустимо;
повышенный расход тиомочевины вследствие недостаточной стабильности ее растворов в щелочной среде;
раздельное приготовление суспензии красителя и щелочно-восстановительного раствора и смешение их только в момент поступления в емкость плюсовки.The disadvantages of the prototype method are:
Significant loss of dye due to the impossibility of completely preventing their recovery in the plus bath. Even in the presence of formaldehyde, the oxidation-reduction potential of thymourea dioxide is 870–910 mV, which is quite sufficient for the manifestation, for example, of thioindigoids or halogen-containing vat dyes. Depending on the chemical nature of the dye, its loss is 20-25% increasing when receiving dark tones. Therefore, this technology is economically feasible only for obtaining colors of light and medium tones;
the use of formaldehyde as a stabilizer leads to a sharp deterioration in the environmental friendliness of the process and the sanitary and hygienic working conditions of workers. Isolation of a strong carcinogen into the work area without special protective measures is unacceptable;
increased consumption of thiourea due to insufficient stability of its solutions in an alkaline environment;
Separate preparation of a dye suspension and an alkaline reduction solution and mixing them only at the time of addition of a plus in the container.

В силу этих недостатков данная технология не имеет промышленной реализации. Due to these shortcomings, this technology does not have commercial implementation.

Таким образом, использование известных способов однофазного крашения, не позволяет предотвратить существенные потери красителя вследствие его преждевременного восстановления в пропиточной ванне, снизить расход восстановителя. Thus, the use of known methods of single-phase dyeing does not prevent significant loss of dye due to its premature reduction in the impregnation bath, reduce the consumption of reducing agent.

Цель изобретения состоит в поиске однофазного суспензионного способа крашения кубовыми красителями, который бы позволил снизить потери красителя из-за его преждевременного восстановления в пропиточной ванне с одновременным снижением расхода восстановителя и обеспечил бы возможность получения окрасок любой интенсивности красителями различного строения с одновременным улучшением экологичности процесса. The purpose of the invention is to find a single-phase suspension method of dyeing with vat dyes, which would reduce the loss of dye due to its premature reduction in the impregnation bath while reducing the consumption of the reducing agent and would provide the possibility of obtaining dyes of any intensity with dyes of various structures while improving the environmental friendliness of the process.

Поставленная задача была решена однофазным способом суспензионного крашения, включающим пропитку материала составом, содержащим суспензию кубового красителя, щелочь, восстановитель, диспергатор и воду, отжим, запаривание, окисление и промывку, в котором, согласно изобретению, пропитку ведут при нагревании до температуры не выше 70^оС, восстановитель берут в количестве 6-120 г/л, а в качестве восстановителя используют взятые в отдельности или в смеси друг с другом препараты "Ронтекс" и "Ронкол", представляющие собой композиции на основе формальдегидсульфоксилата натрия, производного этилендифосфоновой кислоты и щелочного агента.The problem was solved by a single-phase method of suspension dyeing, including the impregnation of the material with a composition containing a slurry of a bottoms dye, alkali, reducing agent, dispersant and water, extraction, steaming, oxidation and washing, in which, according to the invention, the impregnation is carried out when heated to a temperature of no higher than 70 ^о С, the reducing agent is taken in an amount of 6-120 g / l, and as a reducing agent, Ronteks and Ronkol preparations taken separately or mixed with each other are used, which are form-based compositions sodium ldehyde sulfoxylate, a derivative of ethylene diphosphonic acid and an alkaline agent.

Препарат "Ронтекс" (ТУ 6-36-5744684-36-90) имеет состав, мас. Ронгалит 100% 22-25 Едкий натр 100% 7-9
Гидроксиэтиленди- фосфоновая кислота 0,8-0,9 Силикат натрия 4,1-4,7 Вода До 100
Препарат "Ронкол" имеет состав, мас. Ронгалит 100% 27-30
Окси- или гидрокси-
этилендифосфоновая кислота 1,0-1,2 Углекислый натрий 6,0-7,0 Карбоксиметилцеллюлоза 2,0-2,5 Вода До 100
Препарат "Ронкол" получают следующим образом.The drug "Rontex" (TU 6-36-5744684-36-90) has a composition, wt. Rongalit 100% 22-25 Caustic soda 100% 7-9
Hydroxyethylenedi-phosphonic acid 0.8-0.9 Sodium silicate 4.1-4.7 Water Up to 100
The drug "Roncol" has a composition, wt. Rongalit 100% 27-30
Hydroxy or hydroxy
ethylene diphosphonic acid 1.0-1.2 Sodium carbonate 6.0-7.0 Carboxymethyl cellulose 2.0-2.5 Water Up to 100
The drug "Roncol" is prepared as follows.

В стальной эмалированный аппарат, снабженный мешалкой, загружают раствор ронгалита, добавляют остальные компоненты и перемешивают в течение 90-120 мин при нагревании от 20 до 50-55^оМ. Затем смесь направляют на упаривание до требуемой концентрации ронгалита. Упаривание проводят при 50-60^оС в вакууме 0,8-0,9 кгс/см² при постоянном перемешивании. Контроль упаривания ведут по количеству в приемнике отогнанной воды, которое определяют расчетным путем в зависимости от исходной концентрации ронгалита.The enameled steel unit equipped with a stirrer was charged with a solution of Rongalit, the remaining components were added and stirred for 90-120 min on heating from 20 to ^about 50-55 M. The mixture was then fed to the evaporation to a desired concentration of Rongalit. Evaporation is carried out at 50-60 ^about C in a vacuum of 0.8-0.9 kgf / cm ² with constant stirring. Evaporation control is carried out by the amount of distilled water in the receiver, which is determined by calculation, depending on the initial concentration of rongalite.

При использовании смеси "Ронтекса" и "Ронкола" в емкость, содержащую определенное количество воды и щелочи, добавляют препараты в необходимом количестве. Их соотношение может быть любым. When using a mixture of "Rontex" and "Roncol" in a container containing a certain amount of water and alkali, add drugs in the required amount. Their ratio can be any.

Краситель может быть взят в концентрации 1-50 г/л, в зависимости от требуемой интенсивности окраски. Исходя из концентрации красителя выбирается концентрация восстановителя в интервале 6-120 г/л, щелочи 4-70 г/л и диспергатора 1-2,5 г/л. The dye can be taken at a concentration of 1-50 g / l, depending on the desired color intensity. Based on the concentration of the dye, the concentration of the reducing agent is selected in the range of 6-120 g / l, alkali 4-70 g / l and dispersant 1-2.5 g / l.

Промышленная реализация изобретения позволяет получить следующие преимущества:
повысить степень полезного использования красителя до 87-90% сократив потери с 20-25 до 10-20%
экологизировать процесс, т. к. исключается применение такого сильного канцерогена, как формальдегид;
сократить расход восстановителя по активному веществу, т.к. в качестве восстановителя в известном способе используют диоксид тимочевины (ДОТМ), который содержит в выпускной форме 95-96% активного вещества. Количество активного вещества в "Ронтексе" и "Ронколе" составляет, соответственно 25 и 29% При пересчете на 100%-ное активное вещество его расход в известном способе и заявленном составит при концентрации красителя в суспензии 30 г/л для ДОТМ 28,8 для "Ронтекса" 12,5 для "Ронкола" 14,5
Таким образом, выход активного вещества в заявленном способе в 2,3-2,0 раза ниже, чем в известном.Industrial implementation of the invention allows to obtain the following advantages:
increase the degree of useful use of the dye to 87-90%, reducing losses from 20-25 to 10-20%
greening the process, since the use of such a strong carcinogen as formaldehyde is excluded;
reduce the consumption of reducing agent for the active substance, as as a reducing agent in the known method, thymourea dioxide (DOTM) is used, which contains in the final form 95-96% of the active substance. The amount of active substance in "Rontex" and "Roncole" is 25 and 29%, respectively. When converted to 100% active substance, its consumption in the known method and claimed will be at a dye concentration in suspension of 30 g / l for DOTM 28.8 for Rontex 12.5 for Roncol 14.5
Thus, the yield of active substance in the claimed method is 2.3-2.0 times lower than in the known one.

Способ может быть реализован для крашения различных текстильных материалов (пряжа, ткань). Можно использовать различные по химической природе кубовые красители для получения окрасок любого цвета и интенсивности от светлых до темных оттенков. В качестве щелочи предпочтительнее использовать гидроксид натрия (32%-ный). В качестве диспергатора могут быть использованы общеизвестные вещества типа диспергатора НФ. The method can be implemented for dyeing various textile materials (yarn, fabric). Cube dyes of various chemical nature can be used to obtain colors of any color and intensity from light to dark shades. As alkali, it is preferable to use sodium hydroxide (32%). As a dispersant, well-known substances such as an NF dispersant can be used.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Текстильный материал пропитывают составом, содержащим кубовый краситель, гидроксид натрия. "Ронтекс" или "Ронкол" или их смесь и диспергатор. Пропитку осуществляют при нагревании, но не выше 70^оС. Затем материал отжимают и запаривают как обычно в среде насыщенного водяного пара. Время запаривания 30-60 с. Затем материал окисляют как в известном способах сначала на воздухе, затем в холодной проточной воде, добавляя при необходимости перекись водорода и уксусную кислоту. Затем проводят промывку и мыловку по общепринятым для кубовых красителей режимам.The textile material is impregnated with a composition containing vat dye, sodium hydroxide. "Rontex" or "Roncol" or their mixture and dispersant. The impregnation is carried out by heating, but not above 70 ^about C. Then the material is squeezed and steamed as usual in an environment of saturated water vapor. Steaming time 30-60 s. Then the material is oxidized, as in the known methods, first in air, then in cold running water, adding, if necessary, hydrogen peroxide and acetic acid. Then, washing and soaping are carried out according to the regimes generally accepted for vat dyes.

Относительную интенсивность окраски образцов определяли по формуле Кубелки-Мунка, содержание красителя на волокне по методу сернокислотных золей, устойчивость окраски к сухому трению и мокрому вытиранию по стандартным методикам. The relative color intensity of the samples was determined by the Kubelka-Munk formula, the dye content on the fiber by the method of sulfuric acid sols, the color fastness to dry friction and wet wiping according to standard methods.

В табл.1-3 приведены результаты крашения по заявленному изобретению для различных красителей при различных условиях. Примеры 1, 5, 9, 13, 15, 17, 19, 21, 23 прототип. Table 1-3 shows the results of dyeing according to the claimed invention for various dyes under various conditions. Examples 1, 5, 9, 13, 15, 17, 19, 21, 23 prototype.

Claims

SINGLE-PHASE METHOD OF SUSPENSION DYEING OF CELLULOSE-CONTAINING TEXTILE MATERIALS by impregnation with a composition containing a suspension of vat dye, alkali, reductant, dispersant and water, followed by squeezing, steaming, oxidizing and rinsing with a water-based preparation that differs in that a solution of sodium oxymethyl sulfinate, hydroxyethylidene diphosphonic acid and sodium silicate, or a preparation based on sodium oxymethyl sulfinate, hydroxyethyl diphospho oic acid, sodium carbonate, and carboxymethylcellulose, or mixtures thereof in an amount of 6-120 g / l, and the impregnation is conducted at a temperature not higher than 70 ^o C.