Файл: Карпухин П.П. Активные красители.pdf

субстантивных красителем в процессе крашения значитель­ но меняется, что может привести к изменению цвета ткани.

В случае применения малосубстантивных красителей, кото­

рые выбираются тканью только благодаря адсорбции, это

явление не наблюдается. Таким образом, для получения однородных окрасок красителями, обладающими некоторой субстантивностью, необходимо непрерывно поддерживать постоянную концентрацию красителя.

При фиксации красителя путем сушки пропитанной тка­ ни сразу же после отжима степень фиксации часто бывает

неудовлетворительной, так как быстрая сушка предупре­

ждает полную диффузию красителя в волокно. Фиксацию

красителя можно значительно увеличить, если сначала проводить частичную сушку .ткани (до влажности 40—60%), затем выдерживать ее около 2 0 сек, после чего окончательно высушивать [1 2 1 ].

При сушке и запаривании окрашенной ткани малое

сродство красителя может привести к его миграции, осо­

бенно. если тепло подводится неравномерно. Применение воздушных сушилок позволяет более равномерно подводить тепло по сравнению с сушильными барабанами. Процесс сушки нужно проводить относительно медленно при низ­ ких температурах.

Для ускорения сушки ткани и предупреждения мигра­

ции красителя применяют сушку при помощи инфракрас­ ного излучения. Фиксацию производят сразу же после

плюсования с промежуточной сушкой или без нее. Если после плюсования влажность ткани составляет 70%, то после сушки инфракрасными лучами она равна около

40%.

Применение инфракрасного облучения имеет ряд пре­

имуществ по сравнению с запариванием и обработкой ткани в термическом зрельникё: длительность фиксации сокра­

щается почти в два раза и составляет 30—40 сек для хлоп­

100

чатобумажных и 50—60 сек для вискозно-штапельных тка­ ней. Количество фиксированного красителя увеличивается

(в среднем достигает 75—95%), количество вводимой моче­ вины сокращается, примерно, в два раза, прочность окра­

сок не изменяется, улучшается калористический эффект;

при печати повышается ее равномерность, ослабляется миг­

рация красителя, результаты печати не зависят от колеба­

ний параметров пара и становятся хорошо воспроизводи­

мыми [186].

При обработке ткани, пропитанной красителем, раство­ ром едкого натра может наблюдаться переход красителя

сткани в раствор, благодаря низкому сродству красителя

кволокну. Чтобы предотвратить это, в раствор щелочи

добавляют электролит. Операция запаривания процио-

новых красителей не вызывает затруднений и проходит очень быстро — в течение 15—16 сек. Последнюю операцию всякого метода окраски активными красителями — отмывку

ткани от непрореагировавшего красителя — затрудняет

большое количество соли в ткани, которое повышает срод­

ство незакрепленного красителя к волокну. Поэтому для

того чтобы удалить соль, первую промывку необходимо производить проточной водой.' После полного вымывания соли начинается удаление незакрепленного красителя из ткани. Следующая за промывкой сушка не представляет трудностей, так как оставшийся на волокне краситель проч­

но связан с целлюлозой и не может мигрировать.

' Как мы уже отмечали, нейтральные растворы красите­

лей весьма устойчивы. Но добавление в них щелочи при­

водят к потере устойчивости и непригодности с практической точки зрения. Поэтому попытка перейти к одностадийному

процессу, когда обработка красителем и щелочью проис­

ходит одновременно, вызывает некоторые затруднения,

связанные с потерей устойчивости раствора. Для того что­ бы растворы сохраняли свою устойчивость, в качестве ще­

101

лочного агента применяют бикарбонат натрия, который при нагревании выше 40° С переходит в карбонат по уравнению

промывают и сушат [19]. Фиксацию красителя проводят

красителя при сушке добавляют электролит или альгинат натрия. Краситель на волокне при таком методе фиксиру­

ется в процессе первой сушки, которую надо проводить очень осторожно в воздушной сушилке или на сушильных

барабанах, температура которых должна тщательно регу­

лироваться.

При крашении с термофиксацией ткань плюсуют в рас­

творе красителя, содержащем кальцинированную соду или бикарбонат натрия и мочевину, сушат и пропускают через термокамеру. Для цибакроновых красителей времятермофиксации — 2 мин при 162,8°С или 8 мин при 140,6°С

[31]. Достоинство этого способа состоит в том, что процесс

крашения можно прервать после сушки и термофиксации, но по качеству окраски он уступает плюсовочно-запарному

способу.

В настоящее время большое применение находит плю-

совочно-роликовый способ крашения. По этому способу

ткань плюсуется раствором красителя ( 1 0 г/л), содержащим кальцинированную соду ( 1 0 г/л) или бикарбонат натрия

( 1 0 г/л). В первом случае краситель фиксируется при тем­

пературе 20°С в течение 4 ч, во втором — при температуре 50°С в течение 4 ч. Концентрация соды 10 г/л является

102

гидроксильных групп целлюлозы, которые взаимодействуют

с красителем [19]. Температуру фиксации подбирают с та­ ким расчетом, чтобы скорость разложения бикарбоната

натрия была достаточно высокой для обеспечения реакции

красителя с волокном, а омыление красителя минимальным.

Высокие температуры (до 80°С) снижают время фиксации

с 4 ч до 30 мин, но при этом снижается ее степень.

Для того чтобы в процессе фиксации ткань не высыхала

и поддерживалась постоянная влажность, ролик с тканью рекомендуется обвернуть полиэтиленовой пленкой.

При достаточно высокой степени отжима плюсованной

ткани (хлопок 60—70%, гидратцеллюлоза — 70—80%) не­

обходимость вращения роликов в процессе фиксации отпа­ дает. Достоинствами плюсовочно-роликового способа яв­ ляются: высокая ровность и воспроизводимость окраски, глубокий прокрас, простота рецептуры, легкая удаляемость с ткани незафиксированного красителя, хорошие показа­ тели прочности к мокрым обработкам [184]. Для крашения

по этому способу лучше применять красители, обладаю­

щие сродством к целлюлозному волокну.

Периодическое крашение можно проводить в две или

одну стадию. В качестве щелочного агента применяют те же соединения, что и в непрерывных процессах крашения: бикарбонат натрия, кальцинированную соду, едкий натр и тринатрийфосфат (в зависимости от активности красителей).

При двустадийном крашении вначале происходит выби­ рание красителя в присутствии электролита, а затем фик­

сация на волокне после добавления соды. Первая стадия

процесса отличается от крашения прямыми красителями только температурой (ниже 30°С для проционов и 40—

45°С для аш-проционов). Вторая стадия происходит при температуре до 30°С для проционовых и 75—95°С для аш-

103

проционовых красителей [11, 22]. Совмещение этих двух

стадий крашения приводит к одностадийному процессу кра­

шения.

В настоящее время применяется крашение ткани моно-

хлортриазиновыми красителями по холодному способу

с лежкой [185]. Этот способ весьма прост и обеспечивает

получение равномерной окраски. Он заключается в том,

что пропитанную целлюлозную ткань выдерживают в меш­

ках из пластмассы в течение 12—16 ч, если плюсовка ведет­

ся при комнатной температуре, и несколько меньше, если

плюсовка ведется при температуре 30°С. Во время лежки

происходит фиксация красителя на волокне. Затем целлю­ лозную ткань промывают холодной водой, нейтрализуют

раствором N2HCO3 или СНзСООН, промывают горячей во­

дой и горячим раствором мыла.

Если активные красители применяют для печати, необ­ ходимо подобрать загуститель, который бы не взаимодей­ ствовал с красителем. Обычные загустители значительно ослабляют интенсивность окрасок, так как часть красителя связывается не с волокном, а с загустителем. В некоторых

случаях продукт взаимодействия красителя с загустителем

удаляется из волокна при промывке, а в других— образуетсянерастворимое соединение, трудно удалимое с волокна и придающее ему жесткость. Поэтому такие загустители, как крахмал, эфиры целлюлозы, спиртовые отходы (бардяной и пектиновый клей), траганте активными красителями при­ меняться не могут. Использование в качестве загустителя водорослевой муки также не нашло применения, поскольку

яркими [2 2 ].

До настоящего времени в качестве загустителей исполь­

зуют только альгинат натрия, который не вступает в реак­ цию с активными красителями, и некоторые эмульсионные

104

загустители типа масло в воде [150]. Обычно альгинатная загустка применяется с добавлением. 1,25% гексаметафос­

фата натрия, который увеличивает ее текучесть, предупре­

ждает реакцию загустителя с проционовыми красителями,

смягчает ткань и позволяет применять жесткую воду [104].

Как установлено, альгинат натрия не взаимодействует с активными красителями, благодаря присутствию в его

составе ионизированных карбоксильных групп, несущих

отрицательный заряд и отталкивающих одноименно заря­

женные частицы красителя. Этот эффект полезен при краше­

нии активными красителями: он ускоряет переход краси­ теля из загустителя в волокно.

При составлении печатной краски необходимы большие

концентрации красителя. Для улучшения растворимости

проционовых и цибакроновых красителей в состав печат­ ной краски вводят мочевину. В качестве щелочного агента обычно используют бикарбонат натрия, поташ и едкий натр, которые вводят в печатную краску, по возможности, непосредственно перед печатанием.

Количество щелочного агента, добавляемого в печатную

краску, зависит от активности красителей (больше для аш-

проционов, чем для более активных проционов) и от глу­

бины прокраса (чем глубже оттенок, тем больше щелочи).

На практике количество добавляемой щелочи всегда больше теоретического, рассчитанного исходя из нейтрализации выделяющейся кислоты. Это еще раз подтверждает, что щелочь расходуется на ионизацию целлюлозы.

После печатания обычным путем следует запаривание,

промывка и высушивание тканей. Для оптимальной фикса­

ции проционовых красителей время запаривания составляет

1—5 сек при температуре около 100°С. Более длительное запаривание несколько понижает фиксацию в результате

гидролиза связи красителя с волокном или небольшого разложения красителя.

105

Для максимальной фиксации аш-проционов (70%) время

запаривания равно 5—10 мин. Более длительное запари­

вание на степень фиксации этих красителей не влияет,

в то время как меньшее время запаривания уменьшает

количество зафиксированного красителя (через 1 мин фик­ сация равна 30%).

Концентрация почти всех красителей в печатной краске

составляет 1—5%, альгината натрия — 40 г/кг, мочевины

30—200 г/кг [11, 22].

Для фиксации красителей после печати можно исполь­

зовать их способность быстро фиксироваться при высоких температурах. Поэтому разработан метод фиксации кра­

сителя без запаривания, который состоит из следующих

операций: печать без щелочного агента, печать бикарбона­

том или карбонатом натрия с одновременной сушкой фик­ сацией при термической обработке (кратковременном про­ греве ткани до 140—150°С), мыловка и промывка как обычно.

Количество мочевины, вводимое в печатную краску, за­

висит от вида красителя и его концентрации. Установлено, что трудно растворимые в воде красители лучше фикси­ руются при введении в печатную краску мочевины, причем с возрастанием концентрации красителя необходимо уве­ личивать и концентрацию мочевины.

Для предохранения проционовых красителей от восста­

навливающего действия целлюлозы в печатную краску добавляют слабый окислитель — п-нитробензолсульфокис-

лоту (лудигол или резервную соль).

С целью повышения устойчивости печатных паст, со­

держащих дихлортриазиновые красители, к длительному

хранению, рекомендуют вводить в их состав органические

производные серы общей формулы D— S — X, где D—

водород, щелочной или щелочно-земельный металл; X — замешенный или незамещенный радикал. В качестве таких

соединений могут быть использованы тиогликолевая кис­

106

лота, метил- и- фенилмеркаптан, диэтилендитиокарбамин

натрия и др., которые вводятся в количестве 1моль на 1 моль

активного красителя, содержащего дихлортриазиновую группу [58].

В настоящее время разработан способ ускорения хими­

ческого взаимодействия активных монохлортриазиновых

красителей с целлюлозой в процессе крашения и печати

[165, 187]. В качестве катализатора для крашения при­

меняют третичные амины — препарат 1733, для печати —

1733/3 в молярном отношении к красителю 1 : 30 или 1 : 100. В присутствии катализатора длительность фик­

сации снижается на 50—65% по сравнению с обычными

способами крашения, а длительность запаривания после печати — с 8 мин до 30 сек. Одновременно повышается

скорость гидролиза красителей. Применение этих катали­ заторов позволяет понизить щелочность красильной ванны.

Количество добавляемого катализатора зависит от коли­

чества красителя. Устойчивость связи красителя с целлю­ лозой при этом не ухудшается.

Поскольку проционовые красители чувствительны к pH среды и восстановителям, при выборе их для печати сов­ местно с красителями других классов, нужно учитывать

эти особенности. Соблюдая некоторые меры предосторож­

ности при крашении проционовыми красителями с азокра­ сителями, индигозолями и кубозолями по тиоцианатному

методу, можно получить хорошие результаты. Проционовые

красители можно применять также с алцианами, холод­ ными красителями, • проявляемыми в нейтральном зрельнике (нейтрогенами) и пигментными красителями [11, 190].

Проционовые красители можно использовать в качестве

резерва для растворимых кубовых красителей при тиоциа­

натном крашении. Для этого нужно увеличить содержание

бикарбоната натрия в печатной краске, образующейся при запаривании карбоната натрия [190].

107

Некоторые проционовые красители чувствительны к ио­

нам меди и железа, поэтому, если нельзя устранить ионы

этих металлов, нужно добавить соответствующие металло­

изолирующие агенты [2 0 ].

Не все окраски проционовыми и цибакроновыми краси­

телями хорошо вытравляются. Хорошо вытравляются окраски азокрасителями, содержащими активную группу

в диазосоставляюшей, удовлетворительно фталоцианино-

выми, не вытравляются до белого цвета — окраски метал­

лосодержащими азокрасителями и антрахиновыми краси­

телями. Для вытравления окрасок этими красителями

применяют нейтральную или щелочную ронгалитную вы­ травку. Для легко вытравляемых окрасок применяют поташ (30 г на I г печатной краски), для трудно вытравляе­

мых — едкий натр с добавлением окиси цинка, оптически белящих веществ и вытравной соли циба. Количество рон­ галита в этом случае увеличивают от 150 до 200—300 г

на 1 кг печатной краски [1 1 ].

Все проционовые и цибакроновые красители могут ре­ зервироваться. Для получения белых резервов комбини­ руют химические и механические способы обработки. Ре­ зервирующими агентами служит молочная или лимоннаякислота. Для получения цветных резервов используют кубовые красители с резервирующим соединением — сульфоксилатформальдегидом [1 1 ].

Как известно, проционовые и цибакроновые красители

применяются для крашения и других волокон — шерсти,

шелка, нейлона, кожи и др.

Крашение шелка проционовыми красителями ведут как в слабощелочной, так и в слабокислой среде. В первом

случае процесс ведут на холоду или при температуре около 50°С, в качестве электролита применяют глауберо-

вую соль (30—60 г!л), в качестве щелочного агента — кар­

бонат натрия (2 г!л). Во втором случае для получения кис--

108