CC BY
0УДК 677.11/.84
Крашение льняных материалов с помощью прямых красителей и новых бесформальдегидных закрепителей
В. К. Переволоцкая, Н. А. Леонова, В. А. Афанасьева
НАДЕЖДА АЛЕКСЕЕВНА ЛЕОНОВА — кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии волокнистых материалов Ивановского государственного химико-технологического университета. Область научных интересов: технологические аспекты колорирования и заключительной отделки тканей из натуральных и искусственных волокон.
115162 Москва, ул. Шухова, д. 14, ФГУПЦНИИЛКА, тел. (095)236-05-71, факс (095)236-46-59, E-mail nauka@tsniilka.ru
До 1990 г. в ассортименте применяемых для льна красителей на первом месте (до 80 %) стояли кубовые и ку-бозолевые отечественные красители. На втором месте в льноотделочном производстве были активные красители, образующие химические связи с целлюлозой льна. Однако активные красители отечественного производства плохо «выбираются» в аппаратах периодического действия и при промывке после печати наблюдается «захаживание» белого фона.
За последнее десятилетие (1990-2000 гг.) производство всех отечественных красителей резко сократилось, а выпускающие кубовые красители предприятия оказались за пределами России. В связи с этим возникла необходимость частичной замены кубовых и активных красителей в льноотделочном производстве прямыми красителями.
Прямые красители — соли сульфокислот — обладают сродством к целлюлозным материалам и окрашивают их в водной среде в присутствии электролитов без протравы; удерживаются на волокне силами Ван-дер-Ваальса и водородными связями. Производство этих красителей развивается сейчас наиболее динамично. Совершенствуется ассортимент и выпускные формы прямых красителей на АО «Колорос» (Россия). Одновременно появились новые бесформальдегидные закрепители, позволяющие улучшить прочность окрашенных ими тканей к стиркам.
Прямые красители просты в применении, хорошо выбираются при маломодульном крашении (на красильно-роликовых машинах и аппаратах для крашения пряжи типа АКД), дешевы (в сравнении с кубовыми и активными). Основные их недостатки — невысокая устойчивость к мокрой обработке, что можно устранить, и невозможность применения в прямой печати [1]. Повысить устойчивость окраски можно при обработке окрашенного материала специальными закрепителями, например, текстильными вспомогательными веществами (ТВВ) ка-тионного типа. Действие этих закрепителей основано
на способности взаимодействовать с анионом красителя (Кр) с образованием малорастворимого в воде соединения по схеме [2]:
Кр80^ №+ + СН3СООК-
-^Кр803К+ + СНзСООШ
Целью данной работы была оценка колористических возможностей прямых светопрочных красителей при крашении различных льносодержащих материалов [ткани, пряжи, волокна (котонина)] и эффективности бес-формальдегидных закрепителей нового поколения.
Для крашения применяли красители ЗАО «Колорос» следующих марок: прямой желтый К 200 %, прямой ярко-оранжевый 100%, прямой алый 100%, прямой голубой светопрочный 200 %, прямой синий светопрочный 2 КХ 100%, прямой коричневый светопрочный 2 КХ 100%, прямой оливковый светопрочный 100%, прямой черный 22 400%.
Для крашения использовали чистольняную ткань арт. 80-61, льнохлопкосиблоновую пряжу 50 х 2 текс, содержащую 22 % льна, 35 % сиблона и 43 % хлопка и полульняную пряжу 73 текс.
Закрепляли окраску после крашения бесформаль-дегидными препаратами нового поколения: Бикол (НПФ «Траверс», Россия) и Сандофикс ББМ (фирма Кла-риант, Австрия).
По данным фирмы Сандофикс ББМ — производное алифатического полиамида катионного типа. Бикол — катионноактивный закрепитель, рекомендуемый для закрепления окраски на целлюлозных материалах.
Крашение льняной ткани осуществляли по периодическому способу в ванне, содержащей (при модуле 1: 45)
Таблица 1
Показатели прочности окраски льняной ткани прямыми красителями без и с закрепителями
Устойчивость окраски, баллы
Краситель Процент выкраски Закрепитель к стирке* ■ к поту* ■ к трению
40 ^ 60 ^ сухому мокрому
Прямой желтый К 0,5 — 3/3/9 3 3 9 4/9-5/9 4-5 4
Сандофикс FFN 4/9-5/9 4 9-5 9 5 5 9 4-5 4
Бикол 4/9-5/9 4 9-5 9 5 5 9 4-5 4
2,5 — 2/9-3/9 2 2 9 3 3 9 4 3
Сандофикс FFN 4/4/9 3 9-3 9-4 5 5 9 4 3
Бикол 4/9-5/9 4 4 9-5 5 5 9 4 3
Прямой ярко-оранжевый 0,5 — 3 3 9 2 9-3 9 4 4 9 4-5 4
Сандофикс FFN 4 4 9 3 9-3 9-4 5 5 9 4-5 4
Бикол 4 4 9 3 9-3 9-4 5 5 9 4 3-4
2,5 — 2 2 9 2 2 9 2 9-2 9-3 4 3
Сандофикс FFN 3 9-3 9-4 3 3 9 5 5 9 4 3-4
Бикол 3 9-3 9-4 3 3 9 4 9-5 9 3 4
Прямой алый 0,5 — 4 4 9 3 3 9 4 9-4 9-5 4-5 3
Сандофикс FFN 5 5 9 4 4 9 5 5 9 4 3
Бикол 5 5 9 4 9-4 9-5 5 5 9 4-5 3
2,5 — 2 2 9 1/9-1/9-2 3 3 9 4 3
Сандофикс FFN 3 9-3 9 2 9-2 9-3 4 9-4 9-5 3-4 3
Бикол 4 4 9 3 3 9 4 9-4 9-5 3-4 3ж
Прямой синий 0,5 — 3 3 9 2 9-2 9-3 4 4 9 4-5 3
светопрочный Сандофикс FFN 4 4 9 3 9-4 9 5 5 9 4 3
Бикол 5 5 9 4 9-4 9-5 5 5 9 4-5 3
2,5 — 2 9-3 9 2 2 9 3 3 9 4 3
Сандофикс FFN 3 3 9-4 2 9-2 9-3 5 5 9 3-4 3
Бикол 3 9-4 9 3 3 9 5 5 9 4 3
Прямой голубой 0,5 — 4 4 9 3 2 9-3 4/9,4/9-5 4-5 4
светопрочный Сандофикс FFN 4 9-4 9-5 4 4 9 5 5 9 4-5 3-4
Бикол 5 5 9 5 5 9 5 5 9 4-5 4
2,5 — 2 9-3 9 2 2 9 4 4 9 4-5 3
Сандофикс FFN 3 9-4 9 2 9-2 9-3 5 5 9 4 3
Бикол 4 9-4 9-5 4 4 9 5 5 9 4-5 3-4
Прямой оливковый 0,5 — 4 9-4 9-5 3 3 9 5 5 9 5 4
светопрочный Сандофикс FFN 5 5 9 5 5 9 5 5 9 5 4
Бикол 5 5 9 5 5 9 5 5 9 5 4
2,5 — 3 3 9 4ж 2 9 4 4 9 4-5 3-4
Сандофикс FFN 5с 5-5 9-4 5с 3-3 9-4 5 5 9 4-5 3-4
Бикол 5с 5 9 5с 4ж 4ж 5 5 9 4-5 3-4
Прямой коричневый 0,5 — 4 9-4 9-5 3 3 9 5к 4-4 9-5 4-5 4
светопрочный 2КХ Сандофикс FFN 5 5 9 4 4 9 5 5 9 4-5 4
Бикол 5 5 9 4 4 9 5 5 9 4-5 4
2,5 — 2 2 9-3 1 9-1 9-2 3 3 9 4-5 3
Сандофикс FFN 3 3 9 2 2 9 4 9,4 9-5 3-4 3
Бикол 4 4 9 3 3 9 4 9-5 9 4 3
Прямой черный 22 0,5 — 4 9-4 9-5 3 3 9 5 5 9 4 3
Сандофикс FFN 5 5 9 4 9-4 9-5 5 5 9 4-3 3
Бикол 5 5 9 5 5 9 5 5 9 4 3
2,5 — 3 9-3 9-4 2 2 9 5к 4 9 3 2
Сандофикс FFN 5 5 9-4 3 3 9 5 5 9 3 2
Бикол 5/5/9 3 9-3 9-4 5 5 9 3 2
* Три цифры через косые дроби обозначают (по 5-ти бальной системе): I — изменение первоначальной окраски образца, II и III -закрашивание соответственно белых льняного и хлопчатобумажного образцов, стираемых вместе с окрашенным.
Таблица 2
Параметры подготовки текстильных материалов к крашению
Отварка
Отбеливание
Материал
Состав рабочего раствора, г/л и режим промывки
Время, мин
Температура,
Состав рабочего Время,
раствора, г/л мин
Температура,
Волокно (котонин)
Льнохлопковая пряжа
Сода кальцинир. 8,5-9,5
Бисульфит натрия 0,6-0,8 (4 = 1,3г/см3) Смачиватель 0,2 (Общая щелочность 3,3-3,7 по ШОН) Промывка
Сода кальцинир. 13-14
Едкий натр 2,5-2,7
Бисульфит натрия 0,9-1,0 Силикат натрия 0,9-1,0
Смачиватель 0,25-0,35 Промывка 20-30
Льнохлопкосиблоновая Сода кальцинир. 1,0-2,0 пряжа
Смачиватель 1,0-1,5 Промывка
20-30 Разогрев до 98
60
98
20-30 90
60
Разогрев до 98
98
98
Пероксид водорода 1,1 (по акт. кислороду) Сода кальцинир. 6,5
Силикат натрия 7,5
Пероксид водорода 1,1 (по акт. кислороду) Едкий натр 3,2
Силикат натрия 10,4
Пероксид водорода 1,1 (по акт. кислороду) Едкий натр 3,2 Силикат натрия 10,4
40-45
30
40-45
30
40-45
Разогрев до 98
98
Разогрев до 98
98
Разогрев до 98
(масса текстильного материала к массе воды) следующие компоненты (% от массы ткани):
Светлые Темные
окраски окраски
Краситель1 0,5 2,5
Сода кальцинированная 1,0 1,0
Поваренная соль 5,0 1,0
Смачиватель 0,5 0,5
неионогенный
Закрепление Биколом проводили в ванне, содержащей 4,5 % закрепителя от массы ткани и 40 % -ю уксусную кислоту до рН = 5,5 + 6,0, при 50 ± 2 °С в течение 30 мин с окончательной промывкой в горячей воде.
Закрепление Сандофиксом ББМ проводили в 3,5%-м растворе при 30-40 °С в течение 5 мин, затем повышали рН до 7-8, введением 2 мл раствора кальцинированной соды (5 г/л) и обрабатывали в течение 15-20 мин при той же температуре.
Определяли устойчивость окраски к стирке при 40 и при 60 °С (ГОСТ 9734-83), а также к поту (ГОСТ 9733-6-83) и к сухому и мокрому трению (ГОСТ 9733-24-83). Показатели прочности окрасок к указанным воздействиям без последующего закрепления и при закреплении Биколом и Сандофиксом ББМ приведены в табл. 1.
1 Концентрация прямого черного составляла соответственно 1 и 5 %.
Как видно, обработка окрашенной льняной ткани закрепителями позволяет повысить устойчивость окраски к мокрой обработке, на 2-3 балла, в результате чего окраска соответствует нормам ГОСТ 15908-87 (4/5/5 для особо прочной окраски и 4/4/4 для прочной окраски). Бикол оказался более эффективным закрепителем по сравнению с Сандофиксом БЕЫ. Устойчивость окраски после обработки Биколом выше (в среднем) на 1,0-0,5 балла. Особенно эффективно применение Бикола для следующих марок прямых красителей: желтый К, алый, синий светопрочный, голубой светопрочный, оливковый светопрочный, черный 22.
Подтвердив возможность устранения основного недостатка прямых красителей (неустойчивость к стирке) и убедившись в пригодности их для крашения льно-содержащих материалов, мы определили оптимальные режимы подготовки к крашению прямыми красителями котонина (резаное льноволокно), льнохлопкосиблоновой и льнохлопковой пряж.
Крашение волокна (котонина) и пряжи проводили тремя способами:
I — крашение после предварительной отварки;
II — крашение после предварительного беления;
III — крашение с одновременным отбеливанием.
Основные параметры отбеливания и отварки приведены в табл. 2 [3], а крашения (в отдельной ванне и с одновременным белением) — в табл. 3.
Прямой желтый К
Прямой ярко-оранжевый
Прямой алый
80 70 60 50 40 30 20
10 0
80 70 60 50 40 30 20 10 0
II Ш
Прямой синий светопрочный
II
Ш
40
30
20
10
0
Прямой голубой светопрочный 40
I II III
Прямой коричневый светопрочный 2КХ
II III
Прямой черный 22
80 70 60 50 40 30 20 10
I II Ш
Прямой оливковый светопрочный
| | льнохлопкосиблоновая пряжа □
льнохлопковая
□
Зависимость коэффициента отражения R от способа крашения I—III образцов льносодержащих материалов.
I — Льнохлопкосиблоновая пряжа, II — льнохлопковая пряжа, III — котонин
Таблица 3
Параметры крашения льносодержащих материалов прямыми красителями
Способ Состав ванн, % от массы Порядок введения Модуль Продолжительность Температура,
крашения материала, и режимы обработки реагентов ванны операции, мин 0C
I, II Краситель 0,5; 2,5 Смачиватель 30 : 1 30-50
Сода кальцинир. 1,0 Сода 5-10 Оптимальная температура для каждого красителя
Поваренная соль 5,0; 10 Краситель 30-40
Смачиватель 1,0 Поваренная соль 30 (70-90)
Промывка двухкратная 10-15 45-50
Закрепление окраски 20-30 40-50
III Сода кальцинир. 0,5-1,0 Едкий натр 1,0-1,5 (32%-й) Силикат натрия 3,0-4,0 ^ = 1,3 г/см3) Отбеливающий раствор 30 : 1 10 30 25-40 40
Пероксид водорода 30% 3,0-4,0 Краситель 30-40 40 (оптим.)
Смачиватель 0,1-0,2
Краситель 0,5; 2,5 30 Оптим. температура по [1]
Промывка двухкратная 10-15 45-50
Закрепление окраски 20-30 45-50
У образцов льносодержащих материалов, окрашенных различными способами, определяли интенсивность окраски по коэффициентам отражения Я. Больший коэффициент отражения для всех красителей, кроме желтого, соответствует меньшей интенсивности окраски. Зависимость Я от вида сырья и способа крашения для всех красителей представлена на рисунке.
Анализируя полученные данные с учетом визуальной оценки, мы установили зависимость колористических характеристик от способа крашения и субстрата. При окрашивании прямым желтым К на всех видах текстильного материала (включая котонин) лучший результат — при крашении после предварительного беления; при одновременном белении и крашении окраска более тусклая с грязноватым оттенком, что отражено в меньших коэффициентах отражения; хуже всего окрашивается льнохлопкосиблоновая пряжа.
Прямой оранжевый К одинаково хорошо окрашивает все три льносодержащих материала и с ним меньше разница между способами крашения II и III. Аналогичные результаты для способов II и III получены при крашении прямым алым. При крашении с ним по способу I окраска получается более темная, но с грязноватым оттенком.
При крашении прямым синим светопрочным хорошие результаты получены для I способа (т. е. с предварительной отваркой) для всех видов образцов, но особенно на котонине и льнохлопковой пряже.
Лучшие результаты крашения с голубым светопрочным получены для II способа (с предварительным белением) на льнохлопковой пряже и котонине.
Для оливкового светопрочного одинаковая интенсивность окраски получается при обоих (I и II) способах крашения на всех видах текстильных материалов.
Коричневым и черным красителями можно окрашивать материалы по III способу (одновременное беление и крашение); особенно хорошо окрашивается льнохлоп-косиблоновая пряжа и котонин.
Таким образом, прямые красители ЗАО «Колорос» можно успешно использовать для крашения льносодер-жащих материалов в форме волокна, пряжи различного состава и ткани.
Применение закрепителей нового поколения (Би-кол, НПФ «Траверс») обеспечивает получение окрасок, устойчивых к мокрым обработкам в соответствии с ГОСТом 15968-87 «Ткани чистольняные, льняные и полульняные».
Лучший колористический эффект получается при крашении с предварительной подготовкой материала (отбеливание и частично отварка для оливкового, синего красителей). Одновременное беление и крашение приемлемо для черного и коричневого красителей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Прямые красители. М.: изд. Минхимпром В/О, 1963. 155 с.
2. Ковтун Л. Г. Технология отделки трикотажа. М.: Легпром-бытиздат, 1990. 232 с.
3. Регламентированные технологические процессы обработки ровницы, пряжи и ткани. М.: ЦНИИТЭИЛЕГПРОМ, 1982, с. 30-35.
