RU2268954C1

RU2268954C1 - Method of dyeing wool materials with chrome dyes

Info

Publication number: RU2268954C1
Application number: RU2004127146/04A
Authority: RU
Inventors: Любовь Викторовна Шарнина (RU); Любовь Викторовна Шарнина; Ирина Борисовна Блиничева (RU); Ирина Борисовна Блиничева; Елена Львовна Владимирцева (RU); Елена Львовна Владимирцева; Ирина Сергеевна Мощева (RU); Ирина Сергеевна Мощева
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-01-27

Abstract

FIELD: textile industry.

SUBSTANCE: method involves preliminarily treating wool materials with solution containing substance helping fixation of dye on material immediately followed by treatment with dyeing solution, said fixation-helping substance being, taken individually or in combination with each other, substances selected from group consisting of oxyethylidenediphosphonic acid, kaolin, talk, and silica-based waste from filtration stage of aluminum fluoride production process, and used in amounts between 0.05 and 20 g/L.

EFFECT: traduced (by 15-20%) loss of material strength, improved color characteristics of dyes, improved environmental conditions and economical efficiency.

1 tbl, 11 ex

Description

Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов, а именно к способам крашения хромовыми красителями шерстяных материалов в виде волокна, пряжи, ткани.The invention relates to chemical technology of textile materials, and in particular to methods of dyeing woolen materials in the form of fiber, yarn, fabric with chromium dyes.

Уровень техникиState of the art

Известно, что крашение шерстяных текстильных материалов можно проводить с использованием широкого класса кислотных красителей, который включает в себя кислотные, кислотно-протравные (хромовые) и металлокомплексные красители.It is known that the dyeing of woolen textile materials can be carried out using a wide class of acid dyes, which includes acid, acid-etch (chrome) and metal complex dyes.

Известен способ крашения шерстяных материалов кислотными красителями. (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов. - М.: Легпромбытиздат, 1985, с.386). Он заключается в следующем. Готовят раствор, содержащий, (% от массы волокна): выравниватель - 1 сульфат натрия - 10 и соответствующую кислоту (серная, уксусная) или соли (сульфат или ацетат аммония) - 2-5 в зависимости от марки кислотного красителя. Материал обрабатывают в этом растворе при 30-40°С в течение 10-15 мин. Затем вводят раствор красителя, в течение 30-45 мин нагревают ванну до кипения и красят еще 60 мин. После этого ванну охлаждают и материал тщательно промывают.A known method of dyeing wool materials with acid dyes. (G.E. Krichevsky, M.V. Korchagin, A.V. Senakhov. Chemical technology of textile materials: Textbook for high schools. - M .: Legprombytizdat, 1985, p. 386). It is as follows. A solution is prepared containing (% by weight of fiber): an equalizer - 1 sodium sulfate - 10 and the corresponding acid (sulfuric, acetic) or salts (sulfate or ammonium acetate) - 2-5 depending on the brand of acid dye. The material is treated in this solution at 30-40 ° C for 10-15 minutes. Then a dye solution is introduced, the bath is heated to boiling for 30-45 minutes and painted for another 60 minutes. After that, the bath is cooled and the material is thoroughly washed.

Однако окраски шерстяных текстильных материалов не устойчивы к различным физико-химическим воздействиям.However, the dyeing of woolen textile materials is not resistant to various physical and chemical influences.

Известен способ крашения хромовыми красителями, который позволяет повысить прочностные показатели окрасок (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов. - М.: Легпромбытиздат, 1985, с.390-393). Способ включает операции хромирования и обработки раствором красителя. Известно три варианта организации крашения шерстяных материалов хромовыми красителями:A known method of dyeing with chrome dyes, which allows to increase the strength characteristics of the colors (G.E. Krichevsky, M.V. Korchagin, A.V. Senakhov. Chemical technology of textile materials: Textbook for high schools. - M .: Legprombytizdat, 1985, p. 390-393). The method includes operations of chromium plating and processing with a dye solution. There are three options for organizing the dyeing of woolen materials with chrome dyes:

1. Крашение с предварительным хромированием. На первой стадии процесса проводят хромирование шерстяного материала путем обработки его в растворе бихромата калия в присутствии муравьиной кислоты, после чего тщательно промывают материал. На второй стадии проводят крашение по технологии крашения кислотными красителями. Красильный раствор содержит (% от массы волокна): краситель - 1-3; сульфат натрия - 10; уксусную кислоту 30%-ную - 3. Крашение начинают при 30-40°С, ванну нагревают до кипения и красят 45-60 мин.1. Pre-chromium dyeing. At the first stage of the process, the woolen material is chromated by treating it in a potassium dichromate solution in the presence of formic acid, after which the material is thoroughly washed. In the second stage, dyeing is carried out according to the technology of dyeing with acid dyes. The dye solution contains (% by weight of fiber): dye - 1-3; sodium sulfate - 10; acetic acid 30% - 3. Dyeing begins at 30-40 ° C, the bath is heated to a boil and painted for 45-60 minutes.

2. Крашение с одновременным хромированием. В этом случае операции хромирования и крашения совмещены в одной технологической стадии. Красильный раствор содержит однохромовый краситель и 2-5% (от массы материала) хромовокислого аммония (или смеси, состоящей из 1 г бихромата калия и 2 г хромовокислого аммония). Крашение начинают при рН 6-8,5 и температуре 50-60°С, затем температуру поднимают до кипения и красят в течение 60-80 мин. Однако этот способ применим для очень узкого ассортимента красителей. Только однохромовые красители пригодны для крашения по этой технологии.2. Dyeing with simultaneous chrome plating. In this case, the operations of chromium plating and dyeing are combined in one technological stage. The dyeing solution contains a one-chromium dye and 2-5% (by weight of the material) of ammonium chromate (or a mixture consisting of 1 g of potassium dichromate and 2 g of ammonium chromate). Dyeing begins at pH 6-8.5 and a temperature of 50-60 ° C, then the temperature is raised to a boil and dyed for 60-80 minutes. However, this method is applicable for a very narrow range of dyes. Only single-chromium dyes are suitable for dyeing using this technology.

3. Крашение с последующим хромированием. На первой стадии крашение ведут при температуре кипения по технологии крашения кислотными красителями, а именно готовят красильный раствор, содержащий, % от массы волокна: красителя 1-6; сульфата натрия - 10; серной или уксусной кислоты, или сульфата или ацетата аммония 2-5. Крашение начинают при температуре 30-40°С, потом температуру поднимают до кипения и красят в течение 60 мин. Затем красильный раствор охлаждают до температуры 80-70°С и добавляют бихромата калия в количестве 30-50% от массы красителя, затем температуру поднимают до 98°С и красят в течение 45 мин.3. Dyeing followed by chrome plating. In the first stage, dyeing is carried out at a boiling point using acid dye dyeing technology, namely, a dye solution is prepared containing,% by weight of fiber: dye 1-6; sodium sulfate - 10; sulfuric or acetic acid, or ammonium sulfate or acetate 2-5. Dyeing begins at a temperature of 30-40 ° C, then the temperature is raised to a boil and dyed for 60 minutes. Then the dye solution is cooled to a temperature of 80-70 ° C and potassium dichromate is added in an amount of 30-50% by weight of the dye, then the temperature is raised to 98 ° C and painted for 45 minutes.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ крашения хромовыми красителями (Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов, - М.: Легпромбытиздат, 1985, с.390-391.). Он заключается в последовательном проведении следующих стадий:Closest to the technical nature of the invention is a method of dyeing with chrome dyes (G.E. Krichevsky, M.V. Korchagin, A.V. Senakhov. Chemical technology of textile materials: Textbook for high schools, - M .: Legprombytizdat, 1985, p. 390-391.). It consists in sequentially carrying out the following stages:

1. Предварительная обработка, т.е. хромирование в растворе, содержащем бихромат калия (1-4% от массы волокна) и муравьиную кислоту (1,5% от массы волокна) при температуре 98°С в течение 1 часа. Веществом, способствующим закреплению красителя является бихромат калия, который образует комплекс с красителем и волокном и тем самым повышает прочностные показатели окрасок.1. Pretreatment, i.e. chromium plating in a solution containing potassium dichromate (1-4% by weight of fiber) and formic acid (1.5% by weight of fiber) at a temperature of 98 ° C for 1 hour. A substance that contributes to the fixation of the dye is potassium dichromate, which forms a complex with dye and fiber and thereby increases the strength properties of the stains.

2. Тщательная промывка ткани после хромирования теплой и холодной водой.2. Thorough washing of the fabric after chrome plating with warm and cold water.

3. Крашение красильным раствором, содержащим (% от массы волокна)3. Dyeing with a dye solution containing (% by weight of fiber)

Краситель хромовыйChrome dye 0,25-100.25-10 Сульфат натрияSodium sulfate 1010 Уксусная кислота (30%-ная)Acetic acid (30%) 33 ВодаWater до 1 лup to 1 l

Крашение начинают при 30-40°С. Затем ванну нагревают до кипения и красят 30-45 мин, после чего текстильный материал промывают теплой и холодной водой.Dyeing begins at 30-40 ° C. Then the bath is heated to boiling and dyed for 30-45 minutes, after which the textile material is washed with warm and cold water.

Однако способ обладает следующими недостатками:However, the method has the following disadvantages:

1. Большие потери прочности шерстяного материала (до 30-40%) из-за повреждения шерстяного волокна при его хромировании, т.к. шерстяное волокно, сорбируя ионы бихромата и восстанавливая шестивалентный хром до трехвалентного, окисляется, что и приводит к его повреждению.1. Large loss of strength of the wool material (up to 30-40%) due to damage to the wool fiber during its chromium plating, as wool fiber, sorbing bichromate ions and reducing hexavalent chromium to trivalent, is oxidized, which leads to damage.

2. Большая длительность процесса - более 6 час. Способ включает три стадии: хромирование, тщательную промывку и крашение. Необходимость тщательной и длительной промывки после хромирования вызвана опасностью образования комплекса красителя с ионами хрома не на волокне, а в растворе. Длительность процесса обусловлена необходимостью неоднократного заполнения красильного аппарата рабочими растворами, их нагреванием и последующим сливанием в многостадийном технологическом процессе.2. The long duration of the process is more than 6 hours. The method includes three stages: chromium plating, thorough washing and dyeing. The need for thorough and lengthy washing after chromium plating is caused by the danger of the formation of a complex of dye with chromium ions not in the fiber, but in solution. The duration of the process is due to the need to repeatedly fill the dyeing apparatus with working solutions, their heating and subsequent pouring in a multi-stage process.

3. Экологическая опасность технологического процесса из-за необходимости использования солей хрома на стадии хромирования при крашении хромовыми красителями значительно ухудшает экологическую обстановку. Попадая в сточные воды и участвуя в окислительно-восстановительных процессах ионы хрома губительно действуют на живые организмы.3. The environmental hazard of the technological process due to the need to use chromium salts at the chromium stage during dyeing with chromium dyes significantly worsens the environmental situation. Getting into wastewater and participating in redox processes, chromium ions have a detrimental effect on living organisms.

4. Повышенные материалозатраты, связанные:4. Increased material costs associated with:

- с необходимостью проведения нескольких технологический стадий (хромирование, промывка, крашение);- with the need for several technological stages (chromium plating, washing, dyeing);

- с повышенным расходом воды и тепловой энергии на операцию промывки после хромирования;- with increased consumption of water and thermal energy for the washing operation after chromium plating;

- с очисткой сточных вод от ионов хрома.- with wastewater treatment from chromium ions.

5. Невозможность получения окрасок чистых ярких тонов. Закрепление окрасок с использованием солей хрома приводит к изменению оттенка, получаются "глухие" тона окрасок и снижается их яркость.5. The inability to obtain pure bright colors. Fixing the stains with the use of chromium salts leads to a change in color, "dull" tones of the stains are obtained and their brightness decreases.

Таким образом не известен способ крашения шерстяных материалов хромовыми красителями, который позволил бы снизить потери прочности текстильного материала, сократить длительность технологического процесса, обеспечить экологическую безопасность, снизить материалозатраты и получать окраски чистых тонов.Thus, a method for dyeing woolen materials with chromium dyes is not known, which would reduce the loss of strength of the textile material, shorten the duration of the process, ensure environmental safety, reduce material costs and obtain clear tones.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретательская задача состояла в поиске способа крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, который позволил бы снизить потери прочности шерстяного материала, сократить длительность технологического процесса, обеспечить экологическую безопасность, снизить материалозатраты и получать окраски чистых тонов.The inventive task was to find a method for dyeing wool materials with chromium dyes by pretreating the material with a composition containing a substance that helps fix the dye on the material, and then treating it with a dye solution that would reduce the strength loss of the wool material, reduce the duration of the process, ensure environmental safety, reduce material costs and get clear tones.

Поставленная задача решена способом крашения шерстяных материалов хромовыми красителями путем предварительной обработки материала составом, содержащим вещество, способствующее закреплению красителя на материале, и последующей обработки красильным раствором, в котором обработку красильным раствором проводят непосредственно после предварительной обработки, а в качестве вещества, способствующего закреплению красителя на волокне, используют взятые по отдельности или в сочетании друг с другом вещества, выбранные из группы, состоящей из оксиэтилидендифосфоновой кислоты, каолина, талька и отходов на основе двуокиси кремния со стадии фильтрации производства фтористого алюминия, в количестве 0,05-50 г/л. Изобретение позволяет получить следующие преимущества:The problem is solved by the method of dyeing woolen materials with chromium dyes by pretreating the material with a composition containing a substance that promotes the fixation of the dye on the material, and subsequent processing with a dye solution, in which the dye solution is processed directly after pretreatment, and as a substance that promotes the fixation of the dye on fiber, use taken individually or in combination with each other substances selected from the group consisting of of oksietilidendifosfonovoy acid, kaolin, talc, and waste-based silica from the filtration stage of production of aluminum fluoride in an amount of 0.05-50 g / l. The invention allows to obtain the following advantages:

1. Снизить на 15-20% потери прочности шерстяного материала;1. To reduce by 15-20% the loss of strength of the woolen material;

2. Сократить длительность процесса до 4 час за счет исключения стадии промывки и сокращения длительности предварительной обработки;2. Reduce the process time to 4 hours by eliminating the washing stage and reducing the duration of the pre-treatment;

3. Повысить экологическую безопасность технологического процесса крашения хромовыми красителями за счет исключения использования солей хрома;3. To increase the environmental safety of the technological process of dyeing with chromium dyes by eliminating the use of chromium salts;

4. Повысить экономичность процесса путем сокращения материалозатрат на технологические нужды за счет:4. To increase the efficiency of the process by reducing material costs for technological needs due to:

- снижения потребления воды из-за исключения промывки после предварительной обработки;- reduced water consumption due to the exclusion of flushing after pre-treatment;

- исключения солей хрома;- exclusions of chromium salts;

- снижения расхода тепловой энергии на подогрев воды;- reduction of heat energy consumption for water heating;

- снижения затрат на очистку сточных вод, уменьшив их объем и исключив соли хрома;- reducing the cost of wastewater treatment, reducing their volume and eliminating chromium salts;

5. Возможность получения окрасок чистых ярких тонов. Важным преимуществом заявленного способа является возможность его использования для окрашивания шелковых и полиамидных материалов как в виде волокон так и ткани.5. The possibility of obtaining pure bright colors. An important advantage of the claimed method is the possibility of its use for dyeing silk and polyamide materials both in the form of fibers and fabrics.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретенияInformation confirming the reproducibility of the invention

Способ может быть эффективно использован при крашении шерстяных материалов в виде волокна, пряжи и ткани.The method can be effectively used for dyeing woolen materials in the form of fiber, yarn and fabric.

Для реализации заявленного способа используют следующие реагенты:To implement the claimed method using the following reagents:

кислотные хромовые красителиacid chrome dyes уксусная кислотаacetic acid ГОСТ 6968-66GOST 6968-66 сульфат натрияsodium sulfate ГОСТ 1363-47GOST 1363-47 в качестве вещества, способствующего закреплению красителя:as a substance that contributes to the fixation of the dye: оксиэтилидендифосфоновая кислота ТУ 2439-363-05763441-2002hydroxyethylidene diphosphonic acid TU 2439-363-05763441-2002 каолинkaolin любого месторожденияany deposit талькtalc любого месторожденияany deposit отходы на основе двуокиси кремнияsilica waste со стадии фильтрацииfrom the filtration stage производства фтористого алюминияaluminum fluoride production вода техническаяtechnical water

Способ осуществляют в 2 стадии:The method is carried out in 2 stages:

1. Предварительная обработка шерстяных материалов составом, содержащим:1. Pre-treatment of woolen materials with a composition containing:

вещество, способствующее закреплениюfixative красителя на волокне,fiber dye 0,05-50 г/л0.05-50 g / l водаwater до 1 лup to 1 l

Обработку текстильного материала проводят при температуре 20-98°С в течение 1-60 мин.The processing of textile material is carried out at a temperature of 20-98 ° C for 1-60 minutes.

2. Обработка красильным раствором, содержащим следующие компоненты, % от массы волокна:2. Processing a dye solution containing the following components,% by weight of fiber:

хромовый красительchrome dye 0,25-100.25-10 уксусная кислота (30%-ную)acetic acid (30%) 3-53-5 сульфат натрияsodium sulfate 8-108-10 водаwater до 1 лup to 1 l

Обработку красильным раствором проводят следующим образом. Крашение начинают при температуре 30-45°С, затем температуру поднимают до кипения и красят 30-45 мин. Ванну охлаждают и текстильный материал промывают теплой и холодной водой. О качестве окрашенной ткани судят по:Processing the dye solution is as follows. Dyeing begins at a temperature of 30-45 ° C, then the temperature is raised to a boil and dyed for 30-45 minutes. The bath is cooled and the textile material is washed with warm and cold water. The quality of the dyed fabric is judged by:

- интенсивности окрасок, полученной измерением коэффициентов отражения на спектрофотометре и расчету функции Гуревича-Кубелки-Мунка(K/S)- color intensities obtained by measuring the reflection coefficients on a spectrophotometer and calculating the Gurevich-Kubelka-Munk function (K / S)

- прочности текстильного материала, определяемой для тканей по разрывной нагрузке, измеренной на разрывной машине (Лабораторный практикум по текстильному материаловедению /под ред. Коблякова А.И. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - с.238-245); а для волокна - по степени деструкции, оцениваемой по растворению в 0,1 н. растворе едкого натра (Лабораторный практикум по химической технологии текстильных материалов / Под.ред. Г.Е.Кричевского. - М.: 1994. - с.95).- the strength of the textile material, determined for fabrics by the breaking load, measured on a tensile testing machine (Laboratory workshop on textile materials science / edited by A. Koblyakov - M .: Legprombytizdat, 1986. - p.238-245); and for fiber - by the degree of destruction, estimated by dissolving in 0.1 N. sodium hydroxide solution (Laboratory workshop on the chemical technology of textile materials / Ed. G.E. Krichevsky. - M .: 1994. - p. 95).

Показатели качества текстильных материалов, окрашенных по заявленному способу при различных условиях ведения процесса, приведены в таблице.The quality indicators of textile materials dyed according to the claimed method under various process conditions are shown in the table.

Используемые хромовые красители:Chromium Dyes Used:

Бьесъель-о-хром Б-40 - на основе диазотированного о-амино-п-хлорфенола и хромотроповой кислоты;Biesel-o-chromium B-40 - based on diazotized o-amino-p-chlorophenol and chromotropic acid;

Соло-хром-азурин Б-200 - производное пикраминовой кислоты;Solo-chrom-azurin B-200 is a derivative of picraminic acid;

Хромовый оранжевый - на основе диазотированной 4-аминоазобензол-4¹-сульфокислоты и салициловой кислоты;Chrome orange - based on diazotized 4-aminoazobenzene-4 ¹ -sulfonic acid and salicylic acid;

Хромовый ярко-красный - на основе диазотированной 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и 1-фенил-3метил-5-пиразолона;Chrome bright red - based on diazotized 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid and 1-phenyl-3methyl-5-pyrazolone;

Хромовый желтый - на основе диазотированного 2-нафтиламин-6-сульфокислоты и салициловой кислоты;Chrome yellow - based on diazotized 2-naphthylamine-6-sulfonic acid and salicylic acid;

Хромовый синий К - на основе диазотированного 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и бета-нафтола.Chrome blue K - based on diazotized 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid and beta-naphthol.

Claims

The method of dyeing woolen materials with chromium dyes by pretreating the material with a composition containing a substance that promotes the fixation of the dye on the material, and subsequent processing with a dye solution, characterized in that the dye solution is processed directly after pretreatment, and as a substance that promotes the fixation of the dye on the fiber use, individually or in combination with each other, substances selected from the group consisting of hydroxyethylidene osfonovoy acid, kaolin, talc, and waste-based silica from the filtration stage of production of aluminum fluoride in an amount of 0.05-50 g / l.