RU2128257C1 - Способ нанесения красителя на кератиновые волокна (варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к крашению кератиновых волокон и находит применение при крашении неоднородной шерсти. Способ нанесения красителя на кератиновые волокна включает предварительную обработку волокон щелочным раствором амфотерного поверхностно-активного вещества (ПАВ) и нанесение красителя из красильного раствора, который практически не содержит выравнивающего агента поверхностно-активного типа, и содержит один или более агентов, защищающих от насекомых. Упомянутое ПАВ включает алкоксилированный гидроксисульфобетаин формулы I

,
где R₁- С₁₂Н₂₅-C₂₁Н₄₃; R₂, R₃ - полиалкиленоксидные группы, причем каждый содержит n алкиленоксидных единиц, где 3≤n≤21. Усовершенствование способа состоит в равновесном расходовании агентов, защищающих от насекомых, которые добавляют в красильный раствор, по сравнению с уровнями расхода в существующих способах. 3 с. и 39 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к крашению кератиновых волокон и находит преимущественное, хотя и не исключительное применение при крашении неоднородной шерсти. В предпочтительном аспекте настоящее изобретение относится к усовершенствованию в равновесном расходовании агентов, защищающих от насекомых, которые добавляют в красильный раствор, по сравнению с уровнями расхода в существующих способах. Настоящее изобретение преимущественно относится к процессам мокрого крашения, в которых используют растворимые в воде красители, в отличие от других, например, диспергируемых в воде красителей. В более частном аспекте настоящее изобретение предлагает новое поверхностно-активное соединение, которое можно использовать при обработке кератиновых волокон перед крашением.

Шерсть и другие кератиновые волокна обычно красят методами истощения из кислотных растворов: растворы часто содержат различные реагенты в дополнение к красителям. Этой целью добавления реагентов является контроль способа, в котором красители сорбируются волокнами, и, следовательно, контроль за равномерностью окончательного окрашивания. Эти соединения носят общее название "выравнивающие агенты", и могут быть такими неорганическим солями, как сульфат натрия, но для многих красителей для шерсти различные типы поверхностно-активных агентов более эффективны в качестве выравнивающих агентов. Анионные, катионные или амфотерные поверхностно-активные агенты обычно используют либо отдельно, либо в смесях для крашения шерсти методами истощения. Тип действия этих выравнивающих агентов, особенно поверхностно-активных агентов, обычно включает образование комплексов с красителем. Комплексы сорбируются шерстью более равномерно нежели один краситель сам по себе. Улучшение равномерности сорбции красителя особенно важно при крашении неоднородностей шерсти для того чтобы избежать пятнистого окрашивания конечного продукта, и поэтому при крашении "неоднородностей" шерсти обычно используют выравнивающие агенты. Неоднородная шерсть представляет собой шерсть, поврежденную погодными условиями до такой степени, что кончики и прикорневые части волокон заметно отличаются своей способностью к окрашиванию. "Пятнистость" это термин, который используют для обозначения нежелательного эффекта пятнистости, возникающего за счет различий в окраске между соседними волокнами, или порциями волокон, и этот эффект часто бывает связан с крашением "неоднородностей" шерсти.

Хотя комплекс красителя и поверхностно-активного агента повышает равномерность сорбции красителя, образование комплекса может привести к снижению равномерного расходования красителя, что приводит к напрасной трате самого красителя и может вызвать проблемы с удалением отработанной жидкости. Последнее представляет особую проблему в случае красителей, содержащих атомы тяжелых металлов, например хрома, кобальта или меди.

Другая возможная проблема при крашении шерсти, которая может возникнуть из-за присутствия в красильной ванне выравнивающих агентов поверхностно-активного типа, включает нанесение химических соединений, которые предотвращают повреждение изделий из шерсти насекомыми, например молью, при хранении или использовании. Такие защищающие от насекомых агенты часто наносят на шерсть методами истощения. Эти агенты можно наносить в отдельной операции крашения, однако, общепринято добавлять эти агенты в красильную ванну, с тем чтобы они наносились на шерсть одновременно с красителями. В случае, когда выравнивающий агент поверхностно-активного типа присутствует в красильной ванне для улучшения качества крашения, часто достигается обратный эффект в отношении поглощения шерстью защищающего от насекомых агента. (См., например, Zimmerman M и Hocker Исследования защиты шерсти от моли с помощью пермитрина.

Milliand Textilberichte 69 (1988) p.909). Этот эффект аналогичен вышеуказанному эффекту множества выравнивающих агентов на расход красителя. Нежелательным следствием уменьшения расхода из красильного раствора агентов, защищающих от насекомых, является то, что отработанный раствор, сливаемый с начальной стадии, где проводят обработку, может содержать количества агентов, защищающих от насекомых, которые могут оказаться вредными для окружающей среды.

В международной патентной публикации W088/07602 (заявка PCT/AW88/00086) раскрыт способ усовершенствования расхода красителя в более мягких условиях красильного раствора, нежели обычно используемые. Этот способ включает предварительную водную обработку кератиновых волокон, таких как шерсть, амфотерным поверхностно-активным агентом в щелочных условиях перед процессом и совершенно отдельно от процесса крашения. Было неожиданно обнаружено, что такая предварительная обработка позволяет улучшить красящие свойства без необходимости добавлять обычные выравнивающие агенты в красильный раствор. В частности, усовершенствование в свойствах крашения относится к прекрасному выравниванию и покрытию неоднородностей шерсти по сравнению с необработанным материалом, несмотря на практическое отсутствие выравнивающих агентов, наряду с очень высокой степенью расхода красителя, достигаемого в отсутствие выравнивающих агентов. Более того, было обнаружено, что если добавлять агенты, защищающие от насекомых, в красильный раствор, достигаются улучшенные характеристики крашения наряду с хорошим расходом агентов, защищающих от насекомых, если их наносят одновременно с красителем.

Неожиданно было также обнаружено, что при соответствующем выборе амфотерного поверхностно-активного агента для щелочного раствора, стадии предварительной обработки и крашения можно осуществлять последовательно в одном рабочем растворе, при соответствующей конверсии раствора между стадиями.

Поэтому настоящее изобретение предлагает в первом аспекте способ нанесения красителя на кератиновые волокна, которые включает предварительную обработку волокон за счет их контактирования со щелочным раствором амфотерного поверхностно-активного агента, с последующим нанесением красителя на предварительно обработанные волокна из красильного раствора, практически не содержащего выравнивающих агентов поверхностно-активного типа.

Под термином "практически не содержащий" подразумевают, что красильный раствор вовсе не содержит выравнивающих агентов поверхностно-активного типа, либо, если и содержит, то концентрации выравнивающих агентов существенно ниже, чем обычно используемые в красильных растворах используемого для крашения волокон данного типа.

Наиболее предпочтительно, чтобы красильный раствор был водным и содержал водорастворимый краситель. Предпочтительно, чтобы красильный раствор был кислотным.

В следующем аспекте в настоящем изобретении предложен способ нанесения красителя на кератиновые волокна, в котором краситель наносят из красильного раствора (практически не содержащего выравнивающих агентов) на волокна, которые были предварительно обработаны за счет контактирования их со щелочным раствором амфотерного поверхностно-активного агента.

Так как чрезвычайно низкие концентрации поверхностно-активного агента могут улучшить характеристики крашения для волокон, не существует абсолютного нижнего предела для количества поверхностно-активного агента, которое необходимо использовать в предварительной обработке. Однако для достижения оптимальных результатов предпочтительно, чтобы вес поверхностно-активного агента составлял по крайней мере 0,1% от веса шерсти (далее использовано сокращение овш), подлежащей обработке.

Амфотерные поверхностно-активные агенты для целей предварительной обработки настоящего изобретения могут содержать различные анионные и катионные группы. Предпочтительным типом катионных групп являются группы соли амина, четвертичного азота, пиридиний или замещенные группы имидазолина, а анионные группы представлены группами карбоксила, сложного сульфоэфира, тиосульфата, сульфокислоты или фосфатных фрагментов. Амфотерные реагенты могут содержать более одного типа катионных и/или анионных групп; они могут также содержать другие типы группировок, нейтральные по своему характеру, например углеводородные или алкиленоксидные цепочки.

Наиболее подходящими являются следующие типы амфотерных поверхностно-активных соединений:
(a) N-алкилбетаины и сульфобетаины типа:

где R₁, R₂ и R₃ представляют алкильные группы, n≥1;
X^- представляет либо -COO^-, либо -SO₃ ^-
(b) Алкил-амидные бетаины и сульфобетаины типа:

где R₁, R₂ и R₃ представляют алкильные группы;
n≥1, m≥1;
X^- представляет либо -COO^-, либо -SO₃ ^-;
(c) Амфотерные поверхностно-активные агенты типа:

где R₁ представляет алкильную группу, которая обычно содержит менее 22 атомов углерода;
m и n являются целыми числами от 1 до 30,
X^- представляет -COO^-; -SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{3}}$ ; -OSO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{3}}$ или HPO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ,
Y представляет амид или другое производное жирной кислоты;
(d) Амфотерные поверхностно-активные агенты следующего типа:

где R₁ представляет алкильную группу, обычно содержащую менее 22 атомов углерода;
m и n являются целыми числами, обычно от 1 до 30;
X^- представляет -COO^-; -SO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{3}}$ ; SSO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{3}}$ или HPO $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{-}}{\text{4}}$ ;
Y представляет замещенную или незамещенную алкильную группу, обычно содержащую менее пяти атомов углерода;
(e) Амфотерные поверхностно-активные агенты следующего типа:

где R представляет радикал жирной кислоты;
R₁ представляет H, Na или CH₂COOM;
X представляет OH, соль кислоты или соль поверхностно-активного сульфата или сульфоната;
Y представляет COOM, CH₂COOM или

M представляет Na, H или органическое основание.

В другом варианте было обнаружено, что наиболее эффективным классом амфотерных поверхностно-активных соединений для целей настоящего изобретения является новый класс соединений в соответствии с третьим аспектом изобретения. В этом аспекте в изобретении предложены поверхностно-активные соединения, представляющие собой алкоксилированный гидроксисульфобетаин формулы:

где R₁ представляет углеводородную группу, выбранную из интервала от C₁₂H₂₅ вплоть до C₂₁H₄₃;
R₂ и R₃ являются поли(алкиленоксидными) группами, каждая из которых содержит n алкиленоксидных фрагментов, где 3≤n≤21.

Предпочтительно, чтобы R₂ и R₃ каждый были полиэтилен или полипропиленоксидными группами, или смесью полиэтилен и полипропиленоксидных фрагментов.

Наиболее предпочтительно, чтобы R₂ и R₃ соответственно содержали n₁ и n₂ алкиленоксидных фрагментов, а 3≤n₁+n₂≤21
В способах первого и второго аспектов изобретения количество необходимого поверхностно-активного соединения зависит от процента активного составляющего в продукте; однако, вообще это составляет величину в интервале значений от 0,1 до 20 г/л при использовании в отношении раствора 30:1.

Как обсуждалось ранее, предварительную обработку проводят в щелочных условиях. Наиболее подходящие величины pH находятся в интервале более чем 7, но менее 11. Значения pH раствора предварительной обработки можно установить любым удобным способом, используя органические или неорганические реагенты, или их смеси. Удобно, хотя и не существенно, использовать буферную систему, так как это обеспечивает максимальную степень воспроизводимости. Особенно удобно предварительно доводить pH до значений в интервале 8/8,5 так как это обеспечивает оптимальное улучшение характеристик крашения при одновременной минимизации возможности щелочного разложения волокна.

Обработку можно вести при любой температуре в интервале от 5 до 100^oC. Температуры, которые наиболее подходят, это те, которые обычно используют для отмытой шерсти, а именно от 20 до 50^oC. Хотя можно использовать любое время обработки от одной минуты до нескольких часов, наиболее походит время от 10 до 60 мин.

Преимуществом процесса является то, что эту обработку можно включить в обычную последовательность обработки шерсти. Так, например, предварительной обработке до крашения подвергают распущенную основу Silver, top пряжу ткани или одежду. Эту обработку можно также выполнять как конечную стадию отмывки сырой шерсти.

В соответствии с некоторыми вариантами изобретения раствор сливают, а шерсть красят в свежем растворе. Материал можно намочить перед крашением, но это не существенно. Обработанный материал можно красить немедленно, или высушить, а затем красить несколько позже, при этом эффект обработки не теряется.

В соответствии с альтернативным вариантом изобретения стадию предварительной обработки и стадию крашения осуществляют в одном красильном растворе, который вначале является щелочным раствором, для стадии указанной предварительной обработки, а затем его превращают в указанный красильный раствор для стадии нанесения краски, причем указанный амфотерный поверхностно-активный агент выбирают таким образом, чтобы он был практически израсходован из раствора перед указанным изменением раствора. Вообще подходящим кругом амфотерных поверхностно-активных агентов для этой цели являются соединения с алкоксильными цепями от 3 до 21 единиц, более предпочтительно в интервале от 7 до 15. Наиболее подходящим для этой цели амфотерным поверхностно-активным соединением является соединение, выбранное из класса соединении составляющих третий аспект изобретения.

Соответственно, в четвертом аспекте изобретения предложен способ нанесения красителя на кератиновые волокна, включающий контактирование волокна с раствором, содержащим щелочной раствор амфотерного поверхностно-активного соединения, и добавление после этого в раствор красителя, и нанесение красителя на волокно из раствора, причем указанный амфотерный поверхностно-активный агент включает алкоксилированный гидроксисульфобетаин формулы:

где R₁ представляет углеводородную группу, выбранную из групп C₁₂H₂₅ - C₂₁H₄₃;
R₂ и R₃ представляют поли (алкиленоксидные) группы, каждая из которых содержит n алкиленоксидных фрагментов, где 3≤n≤21; и где указанный раствор практически не содержит выравнивающих агентов поверхностно-активного типа, отличных от указанного алкоксилированного гидроксисульфобетаина.

Предпочтительно после контактирования волокна со щелочным раствором и перед добавлением красителя превращать раствор из щелочного в кислотный.

Неожиданно было обнаружено в отношении четвертого аспекта изобретения, что прекрасного покрытия неоднородностей шерсти можно достичь без задержки расходования агента, защищающего от насекомых, то есть синтетического пиретроида, перметрина, который добавляют в красильный раствор. Этот обнаруженный факт находится в резком противоречии с эффектом, который наблюдается для существующих коммерческих выравнивающих окраску агентов поверхностно-активного типа. С этими продуктами при концентрациях, необходимых для хорошего покрытия неоднородностей шерсти, происходит заметное замедление перехода перметрина из раствора на шерсть. Так, однорастворный способ является уникальным в том, что обеспечивает преимущества, достигаемые выравнивающим краску агентом без нежелательного уменьшения расхода агента, защищающего шерсть от насекомых. Это наблюдение имеет важные для окружающей среды последствия из-за возможных токсических эффектов на жизнь в воде при высоких концентрациях перметрина в отработанных растворах, сливаемых из красилен шерсти.

Считают, что вариант с единым раствором может быть эффективен, так как выбранные амфотерные поверхностно-активные агенты более легко забираются волокном, и поэтому эти поверхностно-активные агенты эффективны на стадии предварительной обработки без необходимости эффективных концентраций, которые оставляют значительный остаток этого поверхностно-активного агента. Может оказаться необходимым выбирать концентрацию амфотерного поверхностно-активного агента таким образом, чтобы он практически полностью забирался волокном, в результате чего раствор оказывается практически без остатков поверхностно-активного агента до того, как в раствор добавляют краситель.

В методике с одним раствором как стадию предварительной обработки, так и стадию крашения проводят в одном и том же растворе. Так в одном из вариантов в соответствии с четвертым аспектом изобретения способ в одном растворе состоит из следующих стадий:
(a) шерсть обрабатывают амфотерным реагентом в щелочных условиях (pH, предпочтительно, более 7, но не более 11, например, 8);
(b) pH раствора доводят до кислотных значений (pH предпочтительно менее 7, но не менее 3, например, 4,5);
(c) добавляют краситель и агент, защищающий от насекомых;
(d) красильный раствор нагревают до температуры равновесия (обычно 85-100^oC), которую и поддерживают в течение времени, необходимого для окрашивания;
(e) раствор сливают, а шерсть промывают.

В способе с одним раствором важно, чтобы не было использовано избыточное количество амфотерного поверхностно-активного агента, в противном случае может произойти задержка впитывания красителей и агента, защищающего от насекомых. Однако, как было указано ранее, было неожиданно, что значительное улучшение покрытия неоднородностей шерсти происходит при (низких) концентрациях поверхностно-активного агента, которые не подавляют впитывание агента, защищающего от насекомых, например, перметрина. Было обнаружено, что количество 50% активного агента, добавляемого к раствору, не должно превышать 0,2% веса шерсти при использовании при отношении раствор: шерсть 10:1 или менее, или 0,4% (к весу шерсти) при отношении раствор:шерсть более, чем 10: 1.

В любом из вышеуказанных аспектов изобретения все классы красителей, которые используют для окраски кератиновых волокон, можно использовать: например, кислотный выравнивающийся, кислотный средне выравнивающийся, 1:1 металлокомплексный, 1:2 хромкомплексный и активные красители.

Красители для шерсти обычно требуют кислотного раствора, и этот раствор можно довести до необходимого значения pH менее 7, добавляя кислоту, причем конкретная кислота определяется классом красителя, который нужно использовать. В некоторых случаях в красильный раствор можно добавлять такие неорганические соли, как сульфат натрия или другие реагенты, которые не мешают расходованию красителя. Примеры таких реагентов представляют противовспенивающие агенты и агенты, диспергирующие краситель, такие как натрийнафталинсульфонаты, лигносульфонаты или некоторые производные поли(алкиленоксида). При необходимости можно также добавлять агенты, защищающие от насекомых, например моли.

После приготовления красильного раствора крашение можно осуществлять за счет повышения температуры до нужного значения, причем эту температуру поддерживают в течение нужного промежутка времени. Хотя можно использовать температурный интервал 70-110^oC, наиболее подходящие температуры крашения находятся между 75 и 100^oC.

Кератиновые волокна, которые необходимо обработать, обычно бывают новой или переработанной овечьей шерстью. Они могут включать шерсть, которая была модифицирована, например, противоусадочной или другими обработками. Однако кератиновые волокна могут быть получены из следующих источников: альпака, ангора, кашемир, мохер, викунья, гуанако, кролик, верблюд, лама или человеческий волос; или могут быть смеси этих волокон с овечьей шерстью. Материал может состоять полностью из кератиновых волокон, или может быть смесью синтетических волокон и нитяных материалов, или с натуральным или с регенерированными целлюлозными волокнами, или с другими натуральными волокнами, например, с шелком.

Вышеуказанные алкоксилированные гидроксисульфобетаины, составляющие третий аспект изобретения, и используемые в способе четвертого аспекта, можно получить при взаимодействии эпихлоргидрин(2,3-эпокси-1-хлорпропана) с алкоксилированным амином в течение нескольких часов в смеси пропандиола и воды, при последующем добавлении сульфита натрия и продолжении реакции в течение еще нескольких часов при более высокой температуре.

Пример 1
Тканую, камвольную шерстяную ткань (25 г) обрабатывают при соотношении раствор : ткань 20 : 1 в течение 30 минут при 40^oC раствором, содержащим 0,5 г/л соединения формулы:

где R представляет углеводородный радикал таллового жирного амина, Am+n = 8, pH раствора устанавливают 8-8,5 смесью карбоната натрия и бикарбоната натрия.

После обработки раствор сливают, и образец последовательно красят из свежего раствора при соотношении раствор : образец 20:1, вначале при 40^oC, и устанавливают pH 4,5 муравьиной кислотой. После добавления раствора, содержащего следующие красители (0,175% в расчете на вес шерсти) Neutrichrome Grey SBS и 0.059% (в расчете на вес шерсти) Neutrichome Bordeaux S3B красильный раствор нагревают до 90^oC за 25 минут. Время крашения при 90^oC составляет 30 минут, после чего раствор охлаждают до 75^oC. Затем образец промывают и сушат. Красильный раствор полностью расходуется и, кроме того, при промывке совсем не удаляется краситель. Образец равномерно окрашен и на нем нет неровностей (Skitteriness).

Окрашен также образец шерстяного волокна смесью описанных ранее красителей обычным способом. Температуру красильной ванны устанавливают 40^oC при pH 4,5 (доводят уксусной кислотой). Выравнивающий агент (0,5%) в расчете на шерсть (Albegal A, Ciba-Geigy), типичный из тех, которые используют при крашении, шерсти, также добавляют. После добавления смеси красителей раствор нагревают до точки кипения со скоростью 2^oC/минуту, и затем поддерживают температуру кипения в течение 30 минут. Раствор охлаждают до 75^oC и образец промывают и сушат. В противоположность полному расходу красителя в случае предварительно обработанной шерсти при 90^oC, очевидно, что гораздо меньший расход наблюдается при обычном способе при кипячении.

Пример 2
Образец камвольной распущенной шерсти (44 г) обрабатывают при соотношении с раствором 10:1 в течение 30 минут при 40^oC раствором, содержащим 0,5 г/л соединения формулы:

где R представляет углеводородный радикал, содержащий 18 атомов углерода; m+n = 7;
pH раствора устанавливают 8,5 смесью карбоната натрия и бикарбоната натрия.

После обработки раствор сливают и образец красят при 90^oC из свежего раствора при соотношении раствор : образец 10 : 1 по способу примера 1. Раствор к концу цикла окрашивания бесцветен, что указывает на полный расход красителей.

Окрашивают образец камвольной распущенной шерсти при кипячении и соотношении раствор : образец 10 : 1 по способу примера 1. К концу цикла крашения раствор не бесцветен, что указывает на более низкий расход красителя по сравнению с вышеописанным способом крашения, выполненным по способу настоящего изобретения.

Более того, сопоставление шерсти, окрашенной при 90^oC по способу настоящего изобретения с образцом, окрашенным обычным способом при кипячении, показывает, что первый значительно превосходит второй в отношении покрытия "косичек" шерстя.

Пример 3
Образец волокна камвольной шерсти (25 г) обрабатывают по способу примера 1. После обработки раствор сливают, и образец окрашивают из свежего раствора. Используют способ крашения как в примере 1, за исключением того, что красильный раствор нагревают до кипения, а не до 90^oC. Время кипения при кипячении составляет 30 минут.

Контрольный образец красят из раствора, содержащего 0,5% (в расчете на вес шерсти) Albegal A по способу примера 1.

Сравнение двух красильных растворов в конце цикла крашения показывает, что истощение раствора, достигаемое при кипячении шерсти, предварительно обработанной по способу настоящего изобретения, превосходит истощение, достигаемое обычным способом при кипячении в присутствии Albegal A.

Пример 4
Образец отмытой распущенной шерсти (44 г) обрабатывают по способу примера 2. После обработки раствор сливают, и образец красят из свежего раствора при соотношении раствор : образец 10 : 1. Способ крашения используют по способу примера 1, за исключением того, что красильный раствор нагревают до кипения, а не до 90^oC. Время крашения при кипячении составляет 15 минут. Контрольный образец окрашивают по способу примера 1. Сравнение двух красильных растворов к концу крашения показывает, что истощение раствора, достигаемое при кипячении шерсти предварительно обработанной по способу настоящего изобретения, превосходит истощение, достигаемое обычным способом при кипячении и в присутствии Albegal A. Более того, сравнение шерсти, окрашенной с предварительной обработкой по способу настоящего изобретения, и шерсти, окрашенной при кипячении в присутствии Albegal A, показывает, что первая превосходит вторую в отношении покрытия неоднородностей шерсти.

Пример 5
Два образца шерстяных волокон обрабатывают отдельно при pH 8-8,5 в течение 30 минут при 40^oC способами примеров 1 и 2.

После обработки растворы сливают, и ткани окрашивают отдельно из свежего раствора. Используют способ примера 1, за исключением того, что добавляют 0,25% (в расчете на вес шерсти) коммерческого агента защищающего от моли, Perigen (Wellcombe) в красильный раствор, когда его температура достигает 40^oC. Используют время крашения 30 минут при 90^oC.

Проводят также контрольное крашение в присутствии различных концентраций выравнивающего агента, которые представлены в таблице. Эти соответствующие агенты являются представителями типов обычно используемых при крашении шерсти. Эти красильные растворы содержат также 0,25% (в расчете на вес шерсти) Perigen.

Образцы следующих растворов из каждого процесса крашения анализируют на активный компонент агента, защищающего от моли (синтетического пиретроида): (a) красильный раствор после охлаждения до 75^oC, но до извлечения шерсти; (b) раствор, использованный для промывки шерсти после слива красильного раствора. Полученные результаты приведены в таблице.

Результаты в таблице четко показывают, превосходство расхода агента, защищающего от моли в новом способе, по сравнению с обычными способами, используемыми при крашении шерсти.

Пример 6
Ряд алкоксилированных гидроксисульфобетаинов получают следующим способом.

В каждом случае 0,1 моль эпихлоргидрин(2,3-эпокси-1-хлорпропана) подвергают взаимодействию с этоксилированным амином (0,1 моль) общей формулы:

в смеси 1,2-пропандиола (0,2 моль) и воды (0,2 моль). Реакционную смесь выдерживают при 40^oC в течение трех часов, причем за это время pH поддерживают равную 8 за счет последовательного добавления 2N соляной кислоты (0,1 моль). Перемешивание продолжают еще в течение двух часов при 40^oC, а затем добавляют 0,1 моль сульфита натрия. Температуру повышают до 100^oC и поддерживают ее в течение шести часов. В результате реакции получают соединение общей формулы:

Отдельно этот способ используют для получения следующих конкретных соединений:
(i) k = 18, m + n = 10;
(ii) k = 16, m + n = 15;
(iii) k = 17, m + n = 5;
Пример 7
Образцы отмытой, распущенной шерсти обрабатывают в растворе при соотношении 10 : 1 и при pH 8 - 8,5 по способу примера 2 раствором, содержащим 0,5 г/л вышеупомянутого продукта (i), то есть

где R представляет углеводородный радикал, содержащий 18 атомов кислорода; m+n=10.

После обработки раствор сливают, и шерсть окрашивают из свежего раствора по способу примера 2, за исключением того, что смесь красителей заменяют 0,016% (по весу шерсти) Neutrichrome Bordeux S-3B (Crompmonano Knowles), 0,027% Neutrichrome Grey SBY и 0,0068% Coomassie Blue (ICI). К концу цикла крашения раствор оказывается полностью прозрачным, что указывает на полное истощение красителя.

Образец отмытой шерсти окрашивают при кипении при отношении раствор : образец 10 : 1 по способу примера 1, за исключением того, что 1,0% (по весу шерсти) Albegal A добавляют в красильный раствор, вместо 0,05%. К концу цикла крашения визуально можно обнаружить остаток красителя, что указывает на гораздо меньшее истощение красителя по сравнению с вышеописанным крашением при 90^oC предварительно обработанной шерсти. Сравнение образцов шерсти, окрашенной при 90^oC по способу настоящего изобретения, с тем, который был окрашен обычным способом при кипячении, показывает, что первый существенно превосходит второй в отношении покрытия неоднородностей шерсти.

Пример 8
Образец отмытой, распущенной шерсти обрабатывают по способу примера 7 0,5% (в расчете на массу волокна) соединением, (ii) указанным ранее, полученного по способу примера 6, то есть формулы представленной в примере 7, где R представляет углеводородный радикал, содержащий 16 атомов углерода; a m+n= 15. После обработки раствор сливают, а шерсть окрашивают из свежего раствора по способу примера 2, за исключением того, что смесь красителей заменяют 0,016% (в расчете на вес шерсти) Neutrichrome Bordeaux S-3B (Crompton and khowles), 0,027% Neutrichrome Grey SBY и 0,0068% Comassie Blue B (ICI). К концу цикла крашения раствор был полностью прозрачен, что указывало на полный расход красителей.

Образец отмытой шерсти окрашивают при кипячении при соотношении раствор : образец 10 : 1 по способу примера 1, за исключением того, что вместо 0,5% Albegal A к красительному раствору добавляют 1,0% Albegal A. К концу процесса крашения визуально наблюдается остаток красителя, что указывает на гораздо меньший расход красителя по сравнению с вышеуказанным способом крашения при 90^oC на предварительно обработанной шерсти. Сравнение образцов шерсти, окрашенных при 90^oC по способу настоящего изобретения с образцом, полученным обычным способом при кипячении показывает значительное преимущество первого в отношении покрытия неоднородностей шерсти.

Пример 9
Образцы отмытой, распущенной шерсти обрабатывают по способу примера 7 0,5% (в расчете на массу волокна) соединения (iii) указанного ранее и полученного по способу примера 6, т.е. с формулой, представленной в примере 7, где R представляет углеводородный радикал, содержащий 17 атомов углерода, a m+n= 5. После обработки раствор сливают, а шерсть окрашивают из свежего раствора по способу примера 2, за исключением того, что смесью красителей заменяют 0,016% (в расчете на вес) Neutrichrome Bordeaux - 3B (Crompton and kole), 0,027% Neutrichrome Grey SBY и 0,0068% Comassie Blue (ICI). К концу цикла крашения раствор оказывается полностью прозрачным, что указывает на полный расход красителей.

Образец отмытой шерсти красят при кипячении, при соотношении раствор : образец 10 : 1 по способу примера 1, за исключением того, что 1,0% (в расчете на вес шерсти) Albegal A добавляют в красильную ванну вместо 0,5%. К концу цикла крашения визуальная оценка красильного раствора демонстрирует присутствие остатка красителя, что указывает на гораздо меньший расход красителя по сравнению с вышеуказанным крашением при 90^oC предварительно обработанной шерсти. Сравнение образцов шерсти, окрашенных при 90^oC по способу настоящего изобретения и окрашенного обычным способом при кипячения, показывает, что первый значительно превосходит второй в отношении покрытия неоднородностей шерсти.

Пример 10
Образец отмытой, распущенной шерсти обрабатывают при соотношении раствор : образец 10 : 1 и pH 8 в течение 30 минут при 40^oC 0,2% (по весу шерсти) (50% активного) соединения, описанного ранее в примере 7. После предварительной обработки раствор подкисляют до pH 4,5 муравьиной кислотой, и добавляют перметрин-содержащий агент, защищающий от насекомых, Pythrin WB (Rudolf chemicals) (0,9% в расчете на вес шерсти 10% активности продукта). После добавления красителя Neutrichrome Bordeaux S-3B (0;2% в расчете на вес шерсти), красильный раствор нагревают при 90^oC в течение 25 минут, и выдерживают при этой температуре еще 30 минут. Красильный раствор сливают, а шерсть промывают. Образец истощенного красильного раствора и промывочный раствор сохраняют и анализируют на содержание перметрина.

Визуальная оценка показывает, что краситель полностью израсходован и остался на шерсти. Более того, покрытие значительно превосходит то, которое получают на необработанном образце шерсти, который также окрашивают 0,2% (в расчете на вес шерсти) Neutrichrome Bordeaux S-3B.

Концентрация перметрина в красильном растворе и промывочном растворе составила 180 ppb и 270 ppb соответственно. Эти значения соответствуют истощению красильного раствора относительно количества добавленного перметрина на 99,5%.

Совершенно противоположно вышеуказанному образец, окрашенный в присутствии обычного выравнивающего агента (Avolan UZ 75, Bayer) при кипячении дает концентрации перметрина в истощенном красильном растворе более чем 10000 ppb, что соответствует уровню расхода менее 90% от количества перметрина, добавленного в красильный раствор.

Пример 11
Образец отмытой, распущенной шерсти обрабатывают при соотношении раствор : шерсть 10 : 1 и pH 7,5 в течение 15 минут при 40^oC 0,2% продукта, описанного в примере 7. После предварительной обработки раствор подкисляют муравьиной кислотой до pH 4,5, а затем добавляют 0,5% (в расчете на вес шерсти) красителя Zanaset Red G (Ciba-Geigy). Красильный раствор нагревают до кипячения за 45 минут, и выдерживают при этой температуре еще 15 минут, после чего оказывается, что краситель полностью перешел из раствора на шерсть.

Пример 12
Образец чисто шерстяных волокон обрабатывают при соотношении раствор : шерсть 20 : 1 и pH 7,5 в течение 20 минут при 40^oC 0,4% (в расчете на вес шерсти) продуктом, описанным в примере 11. Затем pH раствора доводят до 4,5 муравьиной кислотой, и добавляют красители Erio Red 2B (1,8%) и Erio Blue (0,8%) (Ciba-Geigy). Красильный раствор нагревают до кипения за 45 минут и выдерживают при этой температуре еще 10 минут, после чего оказывается, что краситель полностью израсходован.

Пример 13
Образец распущенной шерсти предварительно обрабатывают и окрашивают по способу примера 11, за исключением того, что 0,9% (в расчете на вес шерсти) коммерческого защищающего от моли состава Perigen EC (Wellcombe) добавляют в красильный раствор перед повышением температуры. (Perigen EC содержит 10% (вес/обьем) синтетического пиретроида, перметрина). Концентрации перметрина в истощенном красильном растворе и промывочном растворе составляют 310 ppb и 230 ppb соответственно.

В противоположность этим результатам образец, окрашенный при кипячении в присутствии 1% (в расчете на вес шерсти) обычного выравнивающего агента (Albegal A, Ciba-Geigy) дает концентрацию перметрина в истощенном красильном растворе более чем 7000 ppb. Кроме того, образец шерсти, окрашенный по способу настоящего изобретения демонстрирует значительно превосходящее покрытие неоднородностей шерсти по сравнению с образцом, окрашенным в присутствии обычного выравнивающего окраску агента.

Claims (42)

1. Способ нанесения красителя на кератиновые волокна, включающий предварительную обработку волокон контактированием их с щелочным раствором амфотерного поверхностно-активного вещества и последующее нанесение красителя на предварительно обработанные волокна из красильного раствора, который практически не содержит выравнивающего агента поверхностно-активного типа и содержит один или более агентов, защищающих от насекомых, отличающийся тем, что упомянутое поверхностно-активное вещество включает алкоксилированный гидроксисульфобетаин формулы

где R₁ представляет собой углеводородную группу, выбранную из группы от C₁₂H₂₅ до C₂₁H₄₃;
R₂ и R₃ представляют собой полиалкиленоксидные группы, причем каждый содержит n алкиленоксидных единиц, где 3 ≤ n ≤ 21.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные волокна отделяют от указанного щелочного раствора перед контактированием их с указанным красильным раствором.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный щелочной раствор имеет pH более 7, но не более 11.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанное pH находится в интервале 8,0 - 8,5.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанное амфотерное поверхностно-активное вещество присутствует в количестве по крайней мере 0,1 вес.% от веса волокна.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят при температуре в интервале 5 - 100^oC.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят при температуре в интервале 20 - 50^oC.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят в течение 10 - 60 мин.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что указанный щелочной раствор является водным раствором.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что указанный красильный раствор является водным, а указанный краситель является водорастворимым красителем.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный красильный раствор является кислотным, а указанный краситель является водорастворимым красителем, который обычно используют для окраски кератиновых волокон.

12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что R₂ и R₃ каждый представляет собой полиэтилен- или полипропиленоксидные группы или смесь полиэтилен- и полипропиленоксидных групп.

13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что каждый из R₂ и R₃ содержит n₁ и n₂ алкиленоксидных единиц соответственно и 6 ≤ n₁ + n₂ ≤ 21.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что указанные стадии предварительной обработки и крашения осуществляют в едином растворе, который вначале является щелочным раствором для указанной стадии предварительной обработки, а затем его превращают в указанный красильный раствор для стадии нанесения красителя, причем указанное амфотерное поверхностно-активное вещество выбирают таким образом, чтобы оно было практически израсходовано из раствора перед тем, как осуществляют превращение раствора в красильный.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что указанное превращение раствора включает изменение щелочного раствора на кислотный раствор с последующим добавлением указанного красителя.

16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что волокна являются волокнами шерсти.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что волокна шерсти предварительно обработаны в виде сырца после промывки.

18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что волокна представляют собой ткань.

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что волокна включены в ткань между указанной предварительной обработкой и указанным крашением.

20. Способ по п.16, отличающийся тем, что волокна шерсти предварительно обработаны в виде пряжи.

21. Способ по п.13, отличающийся тем, что R₁ содержит 18 атомов углерода, R₂ и R₃ представляют собой полиэтиленоксидные группы, а n₁ + n₂ = 10.

22. Способ нанесения красителя на кератиновые волокна, включающий предварительную обработку волокон контактированием их с раствором, содержащим щелочной раствор амфотерного поверхностно-активного вещества, с последующим добавлением красителя в раствор и нанесения красителя на волокна из указанного красильного раствора, отличающийся тем, что указанный амфотерный поверхностно-активный агент содержит алкоксилированный гидроксисульфобетаин общей формулы

где R₁ представляет собой углеводородную группу, выбранную из групп от C₁₂H₂₅ до C₂₁H₄₃;
R₂ и R₃ представляют собой полиалкиленоксидные группы, каждая из которых содержит n алкиленоксидных единиц, где 3 ≤ n ≤ 21,
и где указанный раствор практически не содержит выравнивающих агентов поверхностно-активного типа, отличных от указанного гидроксисульфобетаина, и где указанный раствор является единым раствором, который вначале является щелочным раствором для стадии предварительной обработки, а затем превращается в красильный раствор для стадии нанесения красителя добавлением красителя в раствор.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанное превращение включает после контактирования волокон со щелочным раствором и перед добавлением красителя превращение раствора из щелочного раствора в кислотный раствор.

24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что каждый из R₂ и R₃ представляет собой полиэтилен- или полипропиленоксидные группы или смесь полиэтилен- и полипропиленоксидных групп.

25. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что R₂ и R₃ содержит n₁ и n₂ алкиленоксидных единиц, соответственно, а 6 ≤ n₁ + n₂ ≤ 21.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что R₁ содержит 18 атомов углерода, R₂ и R₃ представляют полиэтиленоксидные группы, а n₁ + n₂ = 10.

27. Способ по любому из пп.22-26, отличающийся тем, что указанный красильный раствор включает один или более агентов, защищающих от насекомых.

28. Способ по любому из пп.22-27, отличающийся тем, что указанное амфотерное поверхностно-активное вещество выбирают таким образом, чтобы оно было практически израсходовано из раствора перед тем, как осуществляют превращение раствора в красильный.

29. Способ по любому из пп.22-28, отличающийся тем, что pH указанного щелочного раствора больше 7, но не больше 11.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что указанное значение pH находится в интервале 8,0-8,5.

31. Способ по любому из пп.22-30, отличающийся тем, что указанное амфотерное поверхностно-активное вещество присутствует в количестве по крайней мере 0,1 вес.% от веса волокна.

32. Способ по любому из пп.22-31, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят при температуре в интервале 5 - 100^oC.

33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят при температуре в интервале 20 - 50^oC.

34. Способ по любому из пп.22-33, отличающийся тем, что указанную предварительную обработку проводят в течение 10 - 60 мин.

35. Способ по любому из пп.22-34, отличающийся тем, что указанный раствор является водным раствором.

36. Способ по любому из пп.22-35, отличающийся тем, что указанный краситель является водорастворимым красителем.

37. Способ по любому из пп.22-36, отличающийся тем, что указанный красящий раствор является кислотным и указанный краситель является водорастворимым красителем, который обычно используют для окраски кератиновых волокон.

38. Способ по любому из пп.22-37, отличающийся тем, что волокна являются волокнами шерсти.

39. Способ по п.38, отличающийся тем, что волокна шерсти являются сырцом после промывки.

40. Способ по п.38, отличающийся тем, что волокна шерсти представляют собой пряжу.

41. Способ по любому из пп.22-40, отличающийся тем, что волокна представляют собой ткань.

42. Способ нанесения красителя на кератиновые волокна, который включает контактирование указанных волокон с красильным раствором, включающим один или более агентов, защищающих от насекомых, и амфотерный поверхностно-активный выравнивающий агент, отличающийся тем, что включает алкоксилированный гидроксисульфобетаин формулы

где R₁ представляет собой группу, выбранную из групп от C₁₂H₂₅ до C₂₁H₄₃;
R₂ R₃ являются полиалкиленоксидными группами, каждый имеет n алкиленоксидных единиц, где 3 ≤ n ≤ 21, в котором указанный красильный раствор практически не содержит какого-либо выравнивающего агента поверхностно-активного типа, отличного от алкоксилированного гидроксисульфобетаина общей формулы, указанной выше.

Приоритет по пунктам:
04.02.92 - признаки пп.1-13 и 16-21;
15.10.92 - признаки пп.14, 15 и 22-42.

Images