книги из ГПНТБ / Лифенцев, О. М. Крашение и печатание тканей путем синтеза пигментов на волокне

Для приготовления раствора медной комплексной соли трилона

25%-ного раствора аммиака с последующим доведением общего объема водой до 1 л.

окраски в условиях парового восстановительного зрельника. На­ блюдаемые иногда на отделочных предприятиях случаи получения окраски свидетельствуют о том, что восстановительный зрельник работает в режиме термофиксатора с низким содержанием во­ дяных паров в атмосфере аппарата и температурой порядка 110—120° С.

Сотрудниками ткацко-отделочной фабрики имени О. А. Варенцовой разработана рецептура краски на основе фталоцианогена голу­ бого 43М [231], позволяющая проявлять окраску в условиях вос­ становительного зрельника, что обусловливает возможность ра­

добавляют триэтаноламин и раствор препарата ДЦМ в уксусной кислоте. Водой или загусткой доводят общий вес до 1 кг и проце­ живают.

После печатания ткань сушат и обрабатывают в паровом зрельнике при температуре 103—105° С в течение 8 мин в термическом зрельнике при температуре 130° С в течение 5 мин.

ИвНИТИ рекомендует состав печатной краски на основе фта­ лоцианогена голубого 43М и медной комплексной соли трилона Б, позволяющей синтезировать фталоцианин в условиях парового зрельника (г/кг):

Использование фталоцианогена голубого 43ММ (фталотрона) еще более упрощает процесс приготовления печатной краски. 200 г фталоцианогена голубого 43ММ растворяют в 600 г крах­ мально-трагантной загустки при температуре не выше 70° С с при­ менением скоростной мешалки, добавляют 25 мл 25%-ного раство­ ра аммиака и общий вес доводят до 1 кг с помощью воды или

ПО

загустки. Ткань после печатания сушат и подвергают термообра­ ботке при температуре 160° С в течение 3 мин. Для проявления окраски в условиях парового зрельника, как и в приведенном выше примере, рекомендуется вводить в печатную краску глюкозу в количестве 20 г/кг.

Несмотря на то, что сущность химического процесса образова­ ния фталоцианина меди на волокне с помощью упомянутых выше фталогенов остается неизменной, интенсивность и оттенок полу­ чаемой окраски зависят от марки фталогена, типа комплексной соли меди и условий проявления окраски.

Наиболее интенсивные голубые, почти синие, окраски образу­ ются при использовании фталогена ярко-голубого IF3G с фтало-

бого 43М и препарата ДЦМ в паровом зрельнике, несколько ниже по интенсивности и имеет зеленоватый оттенок.

Фталогены мономолекулярного типа чувствительны к восстано­ вителям и поэтому не могут применяться в раппорт с кубовыми красителями по двухфазному способу печатания. Кубовые краси­ тели можно использовать в раппорт с фталогенами мономолеку­ лярного типа по ронгалитно-поташному способу печатания в не­ больших фигурах и при минимальном содержании паров сернис­

ких-либо ограничений при работе в раппорт с ними по ронгалитнопоташному способу.

Проявление окрасок на тканях, напечатанных фталогенами конденсационного типа, можно осуществить двояким образом: за­ париванием в течение 8 мин при температуре 103—105° С, а также термофиксацией при 130—160° С в течение 3—5 мин или обработ­ кой ткани в горячем восстановительном растворе бисульфита нат­ рия (20 г/л) или препарата бланкит IN [237].

i l l

3,5.2. Печать в раппорт с красителями других классов

Образование фталоцианинов на волокне сопровождается выде­ лением аммиака в атмосферу парового или термического зрельника, что необходимо учитывать при подборе красителей, печатае­ мых в раппорт с фталогенами мономолекулярного типа. Поэтому наиболее пригодны активные красители, химическое взаимодейст­ вие которых с волокном происходит в щелочной среде, а также кубовые, применяемые по ронгалитно-поташному способу и алциаиовые красители. Однако необходимо учитывать возможность ответного влияния выбранного красителя на процесс прояв­ ления фталогена. В общем случае результат печатания фта­ логенов мономолекулярного типа в раппорт с красителями других классов будет зависеть от силы взаимного воздействия, соот­ ношения площадей печатного рисунка и состава газовой среды внутри сушилки печатной машины, парового зрельника или термо­ камеры.

В раппорт с черным анилином лучше всего печатать фталогены конденсированного типа, поскольку они не резервируются парами анилина и более устойчивы к действию растворов хлористого во­ дорода при высокой температуре.

Как показал опыт работы фабрики имени О. А. Варенцовой, применение кубовых красителей при печатании по ронгалитно-по­ ташному способу в раппорт с фталоцианогеном голубым 43М вполне возможно. Для предотвращения резервирования окраски последнего, как и в случае печатания в раппорт с черным анили­ ном, необходимо учесть факторы взаимного воздействия. Кроме того, целесообразно установить гладкий вал между печатными валами, наносящими печатную краску фталоцианогена голубого 43М и кубового красителя.

Широкое развитие двухфазного способа печатания кубовыми красителями очень остро поставило вопрос о возможности приме­ нения фталогенов при работе в раппорт, поскольку среди кубовых красителей нет представителей, позволяющих получать на хлопча­ тобумажных тканях голубые окраски, сравнимые по чистоте и яр­ кости с фталоцианином меди.

Фталогены мономолекулярного типа неустойчивы к действию восстановителей в щелочной среде, поэтому печатание, например фталоцианогеном голубым 43М, в раппорт с кубовыми красите­ лями по классическому суспензионному способу невозможно. На Глуховском хлопчатобумажном комбинате хорошие колористиче­ ские результаты получены при осуществлении следующей техно­ логии. Ткань печатают фталоцианогеном голубым 43М в раппорт с загущенными суспензиями кубовых красителей, сушат и подвер­ гают термообработке при температуре 150—160° С. При этом кубо­ вые красители остаются без изменения, а фталоцианоген голубой 43М образует фталоцианин меди с высоким выходом. Затем ткань пропитывают щелочным раствором восстановителя и обрабатывают в зрельнике мокрого проявления типа ЗМП-120. В этих условиях

112

кубовые красители переходят в форму лейкосоединения, диффун­ дируют в толщу волокна и фиксируются на нем после выхода ткани из зрельника в результате обратного перехода лейкосоеди­ нения в нерастворимую форму кубового красителя под действием окислителей (кислорода воздуха, растворов перекиси водорода или бихромата). Фталоцианин меди не претерпевает существен­

Описанный выше способ печатания в раппорт кубовых краси­ телей и фталогенов мономолекулярного типа несколько громоздок по своей технологии и не может удовлетворить требованиям ра­ ботников отделочного производства в полной мере. Идеальная возможность осуществления такого способа печатания появилась только после промышленного выпуска фталогенов конденсирован­ ного типа (фталогены с индексом К), которые образуют фталоцианины при действии горячих щелочных растворов восстановителей [239].

При использовании фталогенов конденсированного типа в рап­ порт с кубовыми красителями технология классического суспен­ зионного способа печатания остается без изменения: ткань после нанесения печатной краски сушат, обрабатывают в щелочном рас­ творе восстановителя и запаривают в зрельнике мокрого проявле­ ния. В качестве восстановителей, как обычно, применяют гидро­ сульфит или ронгаль А. Гидросульфит обеспечивает полное проявление фталогенов конденсированного типа, а для предотвра­ щения возможности перевосстановления в печатную краску фта­ логена вводят 10—20 г/кг лудигола [240].

При печатании фталогенов в раппорт с диазолями по азотолированной ткани состав печатной краски в основном не изменя­ ется. Для уменьшения щелочной среды в местах нанесения пе­

гена в паровом зрельнике, так как при термообработке окраска приобретает неустранимый зеленоватый оттенок в результате «прижога» азотола.

Применением фталогенов конденсированного типа и в этом случае достигают лучших технико-экономических результатов. При

необходимо проведение операций запаривания или термической обработки, которые являются в этом случае лишними, с точки зрения синтеза на волокне нерастворимых оксиазокрасителей. По­ скольку фталогены конденсированного типа могут проявляться при

режима, так как проявление фталогенов можно совместить с опе­ рацией промывки ткани после сушки.

Для получения зеленой расцветки по азотолированной ткани печатают краску, содержащую (г/кг):

можно получить любые оттенки перехода окраски от зеленого к синему. При смешении фталогена синего IBN с диазолями дру­ гих марок получают интересные окраски главным образом темносинего и сине-черного цветов. Естественно, что ценность такого рода колорирования во многом зависит от прочности синтезируе­ мого на волокне нерастворимого оксиазокрасителя, в противном случае окраска со временем будет приобретать все более и более сильный голубой оттенок.

3.5.3. Крашение целлюлозных тканей

Ни один из известных в настоящее время фталогенов не обла­ дает сродством к целлюлозе, поэтому при крашении путем синтеза фталоцианина на волокне используют только плюсовочиые способы нанесения пигментообразуюгцих компонентов на ткань. Плюсова­ ние проводят, как правило, с помощью многовальной плюсовки, выходная пара валов которой имеет резиновое покрытие с одина­ ковой (70—80 град, по Шору) жесткостью. Поскольку крашению путем синтеза на волокне пигментов фталоцианинового ряда под­ вергают только хорошо подготовленные ткани, например отбелен­ ные и мерсеризованные, длительность пребывания их в растворе ограничивается несколькими секундами. Во избежание разноотте­ ночное™ начала и конца партии окрашиваемой ткани плюсовочный раствор готовят в количествах, не превышающих потребности одной рабочей смены. Температура хранения и использования раствора не должна превышать 25—30° С.

После плюсования ткань высушивают. Для этого используют аппараты, обеспечивающие равномерное удаление влаги по ши­ рине и толщине полотна ткани. Из-за отсутствия сродства к во­ локну фталогены при сушке легко мигрируют по поверхности и в толщине волокнистого материала, поэтому неравномерность от­ вода влаги с ткани способствует получению неравномерной окрас­ ки при последующих стадиях тепловой обработки — термофикса­ ции или запаривании. Помимо использования современных суЩильных машин и агрегатов, для сведения к минимуму миграци­

неионогенного типа.

114

До сих пор нет единого мнения о проведении сушки ткани, оплюсовапной фталогеном мономолекулярного типа. Несмотря на многочисленные рекомендации о необходимости проведения этого процесса при температурах 60—80° С, следует считать, что причи­ ной гидролиза аминоиминоизоиндоленина является не повышение температуры сушки до 100—140°С, а низкая скорость удаления паров воды из волокнистого материала. В любом случае необхо­ димо следить, чтобы абсолютная влажность в атмосфере сушиль­ ной камеры имела минимальное значение. В отличие от большин­ ства других способов крашения стадия сушки при крашении путем синтеза фталоцианинов на волокне сопровождается химической реакцией гидролиза, интенсивное развитие которой является при­ чиной выработки бракованной продукции из-за резкого уменьше­ ния интенсивности окраски.

Для образования фталоцианина на волокне, т. е. с целью про­ явления окраски, ткань после высушивания подвергают тепловой

вида комплексной соли металла и органического растворителя. Поскольку процесс образования окраски при этом лимитируется скоростью химической реакции, предпочтительно использовать вы­ сокотемпературные способы обработки ткани.

Одним из наиболее ответственных моментов процесса краше­ ния путем синтеза фталоцианинов на волокне является приготов­ ление плюсовочного раствора фталогена. В настоящее время еще не разработана система быстрого и объективного контроля за ка­

об определении качества проведения высушивания ткани. Таким образом, до момента получения готовой окрашенной ткани работ­ ник отделочного производства не может оперативно контролиро­ вать и управлять процессом крашения.

Громоздкость большинства рецептов приготовления плюсовоч­ ных растворов всегда являлась причиной, сдерживающей широкое применение фталогенов в отделочном производстве текстильной промышленности, но в то же время обусловливала непрерывное со­ вершенствование этого перспективного способа крашения.

Наиболее старый рецепт, относящийся к 1953 г., касается при­ менения в крашении фталогена ярко-голубого IF3G [241].

Плюсовочный раствор содержит (г/л):

115

разбавляют водой, содержащей эмульгатор W и мочевину. Непо­ средственно перед употреблением добавляют фталоген К в виде 10%-ного водного раствора. После плюсования ткань высушивают и подвергают обработке в течение 5 мин при температуре 140°С или запаривают в течение 8 мин при температуре 102—105° С.

Первым усовершенствованием в области фталогенового спосо­ ба крашения явилось создание фталогенов с индексом М. Их ис­ пользование позволяет уменьшить вероятность наработки ткани с различной интенсивностью окраски из-за нарушения оптималь­ ного соотношения компонентов.

только в последнем случае добавляют уксусную кислоту из рас­ чета 8 г па 1 л.

Содержание органического растворителя в илюсовочном рас­ творе не является постоянной величиной. Например, вследствие низкой растворимости фталогена ярко-зеленого IFFBM, в рецеп­ туре плюсовочного раствора предусматривается значительное уве­

Для крашения целлюлозных тканей в бирюзовый цвет приме­ няют смесь фталогена ярко-голубого IF3GM и фталогена ярко-зе­ леного IFFBM. В этом случае содержание органических растворите­ лей в плюсовочном растворе по сравнению с предыдущим рецеп­ том уменьшается пропорционально уменьшению загрузки фтало­ гена ярко-зеленого IFFBM (г/л):

116

менения, параметры последующих за плюсованием технологиче­ ских операций индентичны приведенным выше.

Фталогены конденсированного типа с индексом К представ­

типа большей устойчивостью в концентрированных растворах, ори­ гинальным способом проявления окраски и более высоким выхо­ дом пигмента на волокне.

Для приготовления плюсовочных растворов фталогена ярко-го­ лубого IF3GK и фталогена бирюзового IFBK они, как и фтало­ гены мономолекулярного типа, первоначально растворяются в ор­ ганическом растворителе, и такой концентрированный раствор может храниться довольно длительное время без потери своих кра­ сящих свойств. Перед употреблением его разбавляют водой, содер­

С целью получения интенсивных окрасок содержание фталогена в плюсовочном растворе увеличивают до 30—40 г/л, .одновремен­ но применяя большие количества органического растворителя (до

3. Обработка в паровом зрельнике в течение 1 мин после пред­ варительного плюсования раствором гидросульфита или бисуль­ фита концентрации 15 г/л.

После обработки по любому из двух последних способов про­ мывку ткани горячим раствором соляной кислоты можно ис­ ключить.

На ткацко-отделочной фабрике имени О. А. Баренцевой осу­ ществлено крашение хлопчатобумажных и вискозных штапельных тканей фталостаном голубым 3G на универсальной красилыю-от-

стана К, а затем общий объем доводили до 200 л путем добавле­ ния 0,5%-ного раствора неионогенного смачивателя.

После плюсования ткань сушили в цепном поле и обрабаты­ вали в газовом термозрельнике при температуре 190°С в течение 1,5 мин.

На фабрике «Красная Талка» испытана технология крашения хлопчатобумажных тканей с применением фталоцианогена голу­

и сушат в плито-воздушной сушилке, имеющей на выходе колонку сушильных барабанов. Температура в первой зоне сушки не пре­ вышает 55—60° С.

Для проявления окраски ткань пропускают в течение 4—5 мин через термический зрельник типа МТО-1/120 при температуре 155—160° С.

По данным лабораторных исследований, проведенных на ткац­ ко-отделочной фабрике имени О. А. Варенцовой, можно получить вдвое большую интенсивность окраски, если применять плюсовочный раствор следующего состава (г/л):

В последних рекомендациях ИвНИТИ по применению фтало­ цианогена голубого 43М для крашения также рекомендуется уве­

Следует отметить, что в плюсовочные растворы фталогенов не­ обходимо вводить антимиграторы и поверхностно-активные веще­ ства неионогенного характера во избежание выделения в осадок

118

аминоиминоизоиндоленина или соединений меди, например, с альгиновой кислотой.

Определенный интерес представляют двухстадийные способы крашения целлюлозных тканей фталогенами. Ткань первоначаль­ но плюсуют раствором соли меди, причем можно использовать не комплексные, а простые соли, например хлориды, ацетаты, суль­ фаты. После высушивания вновь плюсуют, но уже раствором фта­ логена, содержащим необходимое количество органического рас­ творителя. Сухую ткань подвергают тепловой обработке в паро­ вом или в термическом зрельнике, причем параметры обработки совершенно одинаковы с применяемыми при одностадийных спо­ собах крашения.

Следует отметить, что изменение порядка плюсования приво­ дит к резкому снижению интенсивности образующейся на волокне окраски в связи с отклонением величины молярного соотношения между содержащимися на волокне аминоиминоизоиндоленином и медью.

Применяя двухстадийный способ крашения, можно получать на волокне максимальный выход пигмента, но необходимость про­ межуточной сушки значительно снижает эффективность процесса. Количественная технико-экономическая оценка двухстадийного способа крашения еще не осуществлена.

В отношении достижения максимального колористического эф­ фекта (яркость, чистота цветового тона) большое значение имеет промывка ткани после тепловой обработки. При синтезе фталоциа-

голубой окраске зеленоватый оттенок. Для устранения его ткань необходимо обработать горячим раствором минеральной или силь­ ной органической кислоты, которая способствует быстрому гидро­ лизу полииминоизоиндоленинов и не вступившего в реакцию ами­ ноиминоизоиндоленина до образования бесцветного фталимида, не имеющего сродства к волокну.

Весьма эффективна обработка ткани раствором азотистой кис­ лоты, которая химически взаимодействует с амино-и иминогруппами полииминоизоиндоленинов с образованием продуктов диазотирования, легко разлагающихся до фталимида при высокой температуре. Технология этого процесса выглядит следующим об­ разом. Ткань после тепловой обработки пропитывают раствором

той кислоты усиливается гидролитическим расщеплением побочных продуктов синтеза под действием горячих растворов кислот, со­ держащихся во второй ванне.

При обработке ткани горячим раствором бисульфита натрия также получают хороший эффект, поскольку устранение зеленова­ того оттенка идет не только за счет гидролизующего воздействия ионов водорода, по и за счет образования водорастворимых