Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина

(Технологии. Дизайн. Искусство)»

Кафедра реставрации и химической обработки материалов

Реферат по дисциплине «Химико-текстильные процессы»

на тему «Крашение тканей прямыми красителями»

Выполнила: асп. Кудрявцева Е.А. ____________

Принял: проф. Сафонов В.В.

Москва, 2017 Введение............................................................................................ 2

Глава 1 Обзор исторических данных....................................................................... 4

1.1 История открытия первого синтетического красителя................................... 4

1.2  Обращение к фондам Учебно-выставочного центра...................................... 7

Глава 2 Основные классы красителей для ткани. Способы крашения ткани.......... 8

2.1  Понятия «краситель» и «крашение»............................................................... 8

2.2 Классификация красителей для ткани........................................................... 10

2.2.1 Классификация по способу применения.................................................... 10

2.2.2 Прямые красители. Назначение современных прямых красителей............ 12

2.2.3 Классификация по химической структуре................................................. 13

Глава 3 Технология крашение прямыми красителями целлюлозных волокон и шелка............................................................................................................................... 14

Глава 4 Перспективы развития крашения текстильных материалов: новые вспомогательные вещества и красители................................................................ 18

Заключение............................................................................................................ 22

Список источников информации........................................................................... 24

Содержание

Введение

Целью данной работы является рассмотрение технологии крашения ткани прямыми красителями.

Задача работы заключается в анализе технологии крашения ткани прямыми красителями и рассмотрении примеров красителей конца XIX века, хранящихся в Учебно-выставочном центре нашего университета.

В рамках данной работы рассматриваются понятия красителя и крашения, история открытия первого синтетического красителя, основные классы красителей для ткани, а также проводится обзор способов печати и крашения основными красителями для ткани, особое место уделяется современной технологии крашения ткани прямыми красителями.

Способы крашения зависят от происхождения волокон материала, который требуется окрасить. К главным волокнистым материалам относят шерсть, хлопок, шелк, лен, пеньку, солому и т.п. Волокнистые материалы животного и растительного происхождения окрашивают в виде готовой ткани или в виде пряжи. В процессе крашения волокна поглощают краску. Красители, применяемые для крашения тканей, пряжи и других материалов, делятся на две группы: 

1.     естественные (их получают из продуктов растительного и животного происхождения);

2.     искусственные (или химические, их иногда называются также «анилиновыми», т.к. анилин является одним из главнейших исходных материалов для изготовления данного вида красителей). 

Существует мнение о непрочности искусственных красителей, но оно совершенно не обосновано, т.к. сейчас время имеется множество искусственно приготовленных красителей, которые значительно лучше противостоят действию воды, мыла, трения, света, чем естественные, поэтому они во многих случаях вытесняют из практики естественные. Еще одно преимущество искусственных красителей в том, что они изготовляются всевозможных цветов и оттенков и дают возможность большого выбора.

Предмет исследования данной работы – крашение текстильных материалов. Непосредственный объект изучения – это изучение современного состояния и перспектив развития процесса крашения прямыми красителями текстильных материалов.

Ввиду огромного разнообразия красителей и способов крашения в рамке данного реферата помещены лишь наиболее употребительные способы крашения текстильных материалов.

  Глава 1 Обзор исторических данных

1.1 История открытия первого синтетического красителя

12 марта 1838 года в семье английского строителя Перкина родился сын Уильям, названный так в честь великого драматурга Шекспира, не его имени настояла мать малыша, которая очень любила театр. Отец желал, чтобы сын шел по его стопам и стал архитектором или строителем. Но во время обучения в школе Уильям увлекся химией, особенно ему нравились опыты, когда на глазах у изумленных учеников преподаватель получал из одного вещества другое. Уильям был очень настойчив выборе своего увлечения и в пятнадцатилетнем возрасте, окончил школу и поступил в Королевский химический колледж, где его наставником стал известный Август Вильгельм фон Гофман. Уильям мечтал открыть новое средство для борьбы с малярией. До этого главным антималярийным препаратом считался хинин, добываемый из коры дерева. Процесс его получения был достаточно трудоемким, поэтому средство оказывалось очень дорогим. Он упорно проводил опыт за опытом, при этом получая вместо хинина густую черную массу, сильно похожую на деготь. Затем ему удалось из этой смолы выделить вещество красивого лилового цвета. Во время работы Уильям Перкин нечаянно капнул на свою белую рубашку каплю эого лилового красителя, и на ней образовалось лиловое пятно, которое ни чем не могло отстираться. Так состоялось открытие одного из первых искусственных красителей – мовеина^[1]. Производство мовеина оказалось недорогим и семья Перкин построила в Англии и во всем мире завод по получению лилового красителя мовеина. Уильям покинул колледж, его знаменитый учитель до конца своих дней считал, что он совершил непростительную ошибку. Однако уже в 1862 году, когда на Королевской выставке королева Виктория вышла к подданным в шелковом халате, окрашенном мовеином (который был получен Уильямом), данный цвет стал очень популярным.  Следующей ступенькой для Уильяма стало производство красного синтетического красителя, который он получал химическим путем с добавлением корня марены^[2]. В 1868 году успешному химику Уильяму удалось найти способ гораздо более дешевый, так он благополучно обеспечил работу семейному заводу на несколько лет вперед. Природные красящие вещества^[3], которые люди научились добывать еще в Древнем Египте, были единственным видом красителей до тех пор, пока Уильям не представил свои химические красители [1].

Углубляясь в историю, можно сказать, что также из высушенных тел насекомых получали красивый алый краситель (кармин), а знаменитый красный краситель древности (античный пурпур) добывали из желез особых морских моллюсков (багрянок) и доставался он очень дорогой ценой: ради одного грамма красителя надо было достать из моря несколько десятков тысяч раковин, поэтому ценился пурпур буквально на вес золота. Знаменитый оратор, политический деятель Цицерон, занимавший должность первого консула, носил дважды окрашенные пурпуром одежды, чтобы подчеркнуть высоту признания его выдающихся заслуг, а египетская царица Клеопатра (огромные богатства которой давали ей возможности на самые безрассудные и затратные поступки) приказала выкрасить пурпуром паруса своих кораблей; один такой пурпурный парус стоил золотого слитка. Богата событиями история индиго, которого с древних пор добывали из стеблей и листьев растения индигоферы^[4]. В Европу индиго завезли арабские купцы в VIII веке, однако против него восстали европейские красильщики. Они красили ткани в синий цвет, пользуясь соком растения вайды, которое часто встречается по берегам рек, поэтому заморский краситель был им не нужен. Немецкий химик Адольф Байер^[5] после упорных исследований, длившихся на протяжении пятнадцати лет, установил строение индиго. В 1882 году он получил его искусственным путем. Сначала синтетический индиго был дорогим, но уже в первые годы двадцатого столетия искусственный краситель стал почти в три раза дешевле натурального. Потерпевшие крах торговцы природным индиго, опираясь на помощь церкви, восстать против синтетического красителя, но прогресса науки было уже не остановить. Сейчас краситель индиго производится в больших количествах и особенно высоким спросом пользуется в последние сорок лет как лучший краситель для джинсовых тканей. 

Первые синтетические красители были получены случайно и только после создания А.М. Бутлеровым в 1861 г. теории строения органических соединений как теоретического фундамента органической химии стал возможным целенаправленный синтез красителей. Химики познакомились со структурными формулами соединений, которые стремились получить. Эти формулы послужили ученым своего рода картой «территории», на которой им предстояло действовать. Используя эту карту, можно было вывести логические схемы реакций, подобрать методы, позволяющие, постепенно меняя строение молекул, превратить одно соединение в другое.

Оглядываясь на историю применения технологии натуральных красителей и их поисков, можно сказать, что за относительно короткое время синтетические красители почти полностью вытеснили натуральные.

                1.2     Обращение к фондам Учебно-выставочного центра

В XIX — начале XX века изготовление пигментов для масляной живописи претерпевает существенные изменения: синтезируются новые пигменты и меняется технология производства старых. Пигменты становятся более химически чистыми и более звучными по цвету.

Художники XIX и XX веков начали выбирать и приобретать краски по прейскурантам фирм и фабрик, в которых было перечислено то триста, то двести красок с новыми и старыми названиями. Однако по своему составу краски часто не соответствовали старым названиям, а что скрывается под новыми названиями — было, как правило, неизвестно.

Так, в прейскуранте берлинской фирмы «Моевс» среди более чем трехсот наименований 56 относится к одним только красным, 33 из них имели обозначение как прочные, следовательно, остальные 23 фирма признавала непрочными, изменяющими цвет.

В последней четверти XIX в. по инициативе химика-технолога А. Кейма в Мюнхене было организовано общество по проверке прочности красок и рациональному их отбору для живописи. В задачи общества входила разработка мер по защите произведений живописи от преждевременных разрушений. Из красок фирмы «Моевс» Обществом было сначала рекомендовано в качестве надежных всего 52 краски, а через десять лет — только 44.

В начале 90-х годов позапрошлого века фирмы, производящие краски, начали издавать каталоги с обозначением прочности красок и указанием — к сожалению, далеко не всегда — их химического состава. «Покупатели красок в России находятся, в отношении выбора их, в особенно невыгодном положении, не имея иностранных каталогов, которые даже не у всякого продавца красок имеются. Ярлычки же красок по-прежнему ничего не говорят. Русские художники пользуются иностранными красками — своих у нас нет или они пользуются малою известностью. В недавнее время в Москве стал фабриковать краски г. Досекин, ограничившийся выбором умеренного числа красок, которых содержится в его списке 85. Химический состав краски обозначен на каждом ярлыке. Краски распределены по трем степеням прочности».

То, что русским художникам приходилось пользоваться красками, изготовлявшимися иностранными фирмами, и небольшим количеством красок, выпускавшихся фабрикой Досекина, поставило их перед довольно затруднительным выбором из числа неизвестных материалов, что, в свою очередь, пагубно отразилось на технологии настенной масляной живописи и на продолжительности жизни отдельных произведений.

Глава 2 Основные классы красителей для ткани. Способы крашения ткани

                2.1     Понятия «краситель» и «крашение»

Красители – химические соединения, используемые для придания окраски различным материалам, например, текстилю, бумаге, мехам, волосам, коже и древесине. Крашение – процесс придания окраски таким материалам. Ежегодное мировое потребление красителей составляет около полумиллиона тонн; свыше двух третей этого количества идет на окраску текстильных материалов. В этой статье описываются красители для текстильных волокон и крашение текстильных материалов [6].

Окраска – первейшее соображение, возникающее у потребителя при выборе ткани или другого изделия [6]. Глаз человека способен обнаружить малые различия в окраске ткани, поэтому производитель ткани должен обеспечить равномерность (ровноту) ее окраски. Как правило, свойство равномерности гораздо важнее для окраски, чем для любого другого вида химической отделки. Например, если распределение мягчителя в ткани неравномерно, то потребитель этого не заметит, поскольку такая неравномерность не сказывается на свойствах ткани, важных для потребителя. С другой стороны, даже неискушенный наблюдатель заметит неравномерность окраски. Кроме того, важен контроль постоянства окраски при переходе от одной партии красителя к другой или в пределах одного куска ткани, поскольку различия в окраске соседних элементов швейного изделия проявятся почти неизбежно. Отсутствие метамеризма, т.е. свойства двух цветовых оттенков совпадать при освещении одним источником света и различаться при освещении другим источником, также должно учитываться при крашении материалов.

Устойчивость окраски определяет, насколько охотно будет пользоваться данным текстильным изделием потребитель. Окраска ткани должна сохраняться в течение срока службы изделия, но в некоторых случаях она может блекнуть, оставаясь приятной на вид. Важна также устойчивость окраски материала при мокрых обработках, стирке, химической чистке, трении, воздействии света, пота, атмосферных загрязнителей, погодных условий и других неблагоприятных факторов. Назначение конкретного текстильного изделия определяет требуемые степень, характер и устойчивость его окраски. Например, для обивки автомобильных сидений устойчивость окраски к химической чистке не так важна, как устойчивость к световому воздействию, которая имеет для нее первостепенное значение.

Ровнота окраски и ее устойчивость - главные факторы в выборе красителей и методов крашения для текстильных материалов. Для достижения приемлемых ровноты и устойчивости окраски надо учитывать такие переменные, как температура, давление, количества красителей и текстильно-вспомогательных веществ, а также свойства волокон. 

2.2 Классификация красителей для ткани

2.2.1 Классификация по способу применения

В текстильной промышленности обычно используются красители восьми основных классов. Первые пять классов красителей (прямые, сернистые, азоидные, реактивные и кубовые) используются в основном для крашения целлюлозных волокон, например, хлопковых и вискозных. Последние три класса красителей (кислотные, основные и дисперсные) применяются для крашения других натуральных и синтетических волокон.

Сернистые красители. Сернистые красители - это органические соединения, получаемые нагревом соединений из группы аминов или фенолов в присутствии серы. Сернистые красители существуют в форме пигментов, не обладающих сродством к целлюлозе. В процессе обработки сернистыми красителями используются химические реакции восстановления и окисления. Путем восстановления сернистые красители переводятся в водорастворимую форму, обладающую сродством к целлюлозе. После их поглощения волокнами сернистые красители надо окислить для обратного преобразования в пигментную форму. Наибольшее достоинство сернистых красителей – низкая стоимость. К недостаткам относятся невысокая яркость и, в некоторых применениях, низкая устойчивость к мокрым обработкам и воздействию света [3].

Азоидные красители. Эти красители синтезируются внутри волокон в ходе реакции двух компонентов, ни один из которых не является красителем. Поскольку один из компонентов – нафтол, азоидные красители иногда называют нафтоловыми. Вещество, образующееся при азоидном крашении, является пигментом. Однако азогены классифицируются как красители, потому что отдельные их компоненты действуют как таковые перед тем, как они прореагируют внутри волокна с образованием пигмента. Важное достоинство азоидных красителей состоит в том, что они обеспечивают дешевый способ получения оттенков некоторых цветов, особенно красного. Их недостаток – не всегда достаточная устойчивость к трению [4].

Реактивные красители. Реактивные красители, иногда называемые активными или волоконно-реактивными, разработаны в 1950-х годах. Реактивные красители образуют химическое соединение с волокном и становятся его частью. Поскольку связь между красителем и волокном прочна, реактивные красители очень устойчивы к мокрым обработкам, что является их основным достоинством. Реактивные красители, как правило, дороже прямых, сернистых и азоидных. Устойчивость реактивных красителей к воздействию хлора и других отбеливателей иногда бывает невысокой.

Кубовые красители. Эти красители похожи на сернистые в том отношении, что они являются пигментами, т.е. в процессе обработки сначала должны быть восстановлены, а потом окислены. На этом, однако, их сходство заканчивается. Кубовые красители обладают, как правило, очень высокой устойчивостью к мокрым обработкам и воздействию света; исключение составляет индиго. Большой недостаток кубовых красителей – высокая стоимость [4].

Кислотные красители. Кислотные красители называются так потому, что содержат в своей структуре кислотные группы. Кислотные группы красителя реагируют с основными группами белковых (шерсть и шелк) и полиамидных

(найлон) волокон с образованием связей между красителем и волокном через органические солевые группы. Эти связи прочны и придают окраске высокую устойчивость к мокрым обработкам.

Основные красители. Эти красители иногда называют катионными, потому что молекула красителя содержит положительный заряд. Основные группы красителя реагируют с кислотными группами акриловых, полиэфирных и полиамидных волокон, поддающихся крашению катионными красителями, а также белковых волокон. При этом между красителем и волокнами образуются связи примерно таким же путем, как в реакциях между кислотными красителями и волокнами (см. выше). Недостаток основных красителей – низкая устойчивость окраски к свету, особенно для белковых волокон.

Дисперсные красители. Дисперсные красители используются в основном для крашения полиэфирных, полиамидных и ацетилцеллюлозных волокон, хотя они могут окрашивать и другие волокна. Дисперсные красители почти нерастворимы в воде и должны быть диспергированы в ней для образования красильной ванны. Эти красители были разработаны в 1920-х годах специально для крашения ацетилцеллюлозных волокон. Дисперсные красители – единственный вид красителей, пригодных для крашения ацетатных и немодифицированных полиэфирных волокон.Обучение студентов представляет собой процесс воздействия на их психику и деятельность обучаемого с целью вооружения его знаниями, умениями и навыками. Однако следует отметить, что навыки не исчерпывают результатов обучения[4].

В эту классификацию входят и прямые красители, которые в рамках реферата рассматриваются отдельно.

2.2.2 Прямые красители. Назначение современных прямых красителей

Эти анионные водорастворимые красители называются так потому, что обладают высоким сродством к целлюлозным волокнам и могут применяться без вспомогательных химических средств. Однако на практике скорость крашения и интенсивность окраски могут быть увеличены. Прямые красители широко используются для крашения хлопковых и вискозных тканей. Их наибольшее достоинство – простота применения, а недостаток в том, что в ряде случаев они неустойчивы к мокрым обработкам. Устойчивость прямых красителей к мокрым обработкам повышают введением закрепителей и с помощью различных технологических приемов.

Как уже было сказано, чаще всего данный вид красящих веществ используется для вискозных и хлопчатобумажных тканей. Также их используют при окрашивании льняных и шерстяных волокон, а и искусственного шелка. Недостаток красителей прямого действия в их неустойчивости к влажной среде и воздействию воды. Чтобы повысить водостойкость красителей в процессе обработки тканей добавляются специальные закрепители, а также применяются особые технологии обработки ткани. Наиболее популярными оттенками являются: алый, зеленый, фиолетовый, голубой, бордо, красный, желтый, оранжевый, розовый, синий, черный, коричневый [5].

Прямые красители продаются на развес, расфасованные по пакетам. Стандартная фасовка – 1 кг. В наименовании товара можно найти точное описание цвета, ткани, для которой рекомендован данный краситель. Например, название «прямой зеленый 6» говорит о классе красителей и точном цвете данного порошка. К названию могут прибавляться также буквы «Ж», «С», «З», «К», что означает указание на оттенок красителя (желтоватый, синеватый, зеленоватый, красноватый). К названиям оттенков могут также добавляться буквы «М» или «Х», что означает закрепитель, с помощью которого можно зафиксировать полученный оттенок (медный купорос и хромпик), например, «прямой черный ЗХ».

2.2.3 Классификация по химической структуре

В молекулах красителей присутствуют разнообразные структурные группы. Однако свыше половины всех красителей можно классифицировать как азокрасители или антрахиноновые красители.

Азокрасители. Азогруппы, т.е. два атома азота, соединенные двойной связью, обусловливают цвет свыше половины всех промышленно производимых красителей. Азогруппа -N=N- является сильным хромогеном (источником цвета), и поэтому азокрасители обычно обладают высокой красящей способностью. Молекулы азокрасителей могут содержать от одной до четырех, а иногда и больше азогрупп. Моноазокрасители (одна азогруппа) наиболее важны, дисазокрасители (две азогруппы) – вторые по значению. Азогруппы соединены с ароматическими ядрами, например, бензолом или нафталином, которые в качестве заместителей могут содержать хлор и бром, а также нитро-, амино- и другие группы. Общая структурная формула моноазокрасителя может быть записана в виде A-N=N-B, где A и (или) B - ароматические ядра. Все азокрасители – синтетические соединения, не имеющие натуральных аналогов. Число теоретически возможных молекул с азогруппами чрезвычайно велико.

Антрахиноновые красители. По своему практическому значению антрахиноновые красители уступают только азокрасителям. Хотя антрахиноновые красители имеют более яркий цвет, чем азокрасители, они дороже их и слабее по красящей способности [5].

Глава 3 Технология крашение прямыми красителями целлюлозных волокон и шелка

Прямые красители окрашивают целлюлозные волокна непосредственно из нейтральных или слабощелочных ванн в присутствии электролитов (хлорида или сульфата натрия). Такой способ крашения называют прямым, отсюда и название самих красителей. Цветовая гамма прямых красителей очень широка и охватывает цвета от желтого до черного они хорошо комбинируются друг с другом. Данные красители обладают хорошей ровняющей способностью. Окраски большинства из них вытравляются, т.е. под действием восстановителя краситель восстанавливается до бесцветных продуктов, которые затем могут быть смыты с волокна. Это позволяет использовать их для создания фонов на тканях при вытравной печати. 

Благодаря простоте способов применения прямые красители широко используют для крашения целлюлозных волокнистых материалов, а также натурального шелка, полиамидного волокна, тканей из смеси шерсти и целлюлозных волокон. Недостатком этих красителей является низкая устойчивость получаемых окрасок к мокрым обработкам, а у красителей некоторых марок— и к свету. 

Наличие в молекулах прямых красителей сульфогрупп обеспечивает их растворимость в воде. В водных растворах они диссоциируют с образованием окрашенных анионов, способных к ассоциации. Присутствие в растворе ионов красителей и их ассоциатов различного состава зависит от температуры раствора, концентрации красителя и нейтрального электролита. 

Способность прямых красителей самопроизвольно переходить из водного раствора на целлюлозное волокно, образуя окраски различной устойчивости к физико-химическим воздействиям, обусловлена спецификой их химического строения. Проявлению сродства к целлюлозе способствуют увеличение молекулярной массы красителя, линейность и планарность его молекулы, наличие длинной цепочки сопряженных двойных связей, а также присутствие в молекуле группировок, способных образовывать водородные связи с гидроксильными группами целлюлозы. Сродство красителей к целлюлозе тем выше, чем длиннее цепочка сопряжения в его молекуле, включающая электронодонорные и электроноакцепторные заместители. 

Сродство прямых красителей к целлюлозе уменьшается при нарушении плоскостной конфигурации молекулы красителя, а также при накоплении в ней сульфогрупп, вызывающих повышение растворимости красителя и снижение его адсорбции волокном вследствие проявления эффекта отталкивания одноименных зарядов этих групп в красителе и на поверхности волокна. 

Крашение целлюлозных волокнистых материалов прямыми красителями обычно проводят в слабощелочной среде при pH 8—10, иногда в нейтральной среде при pH 6—8. Для создания слабощелочной среды обычно используют карбонат натрия. 

Снижение модуля ванны при крашении повышает экономичность процесса (уменьшается объем ванны, снижается расход электроэнергии, повышается скорость крашения). При одинаковом количестве красителя в растворе получаемые окраски тем светлее, чем выше модуль ванны. Существенное влияние на переход прямых красителей из раствора в целлюлозное волокно оказывает введение в красильную ванну нейтрального электролита. Количество электролита в ванне необходимо строго контролировать, так как при его избытке лишенные отрицательного заряда частицы красителя легко ассоциируют в крупные агрегаты, не способные непосредственно принимать участие в процессе крашения. Это приводит к снижению содержания красителя в волокне. Оптимальная концентрация электролита в красильной ванне зависит от температуры крашения, природы электролита, наличия в ванне гидрофильных органических растворителей или текстильно-вспомогательных веществ и некоторых других факторов. При непрерывном способе крашения оптимальные концентрации электролита меньше, чем при периодическом Повышение температуры крашения, введение в красильный раствор органических растворителей или текстильно-

вспомогательных веществ противодействуют ассоциации анионов красителя в этих случаях оптимальное значение концентрации нейтрального электролита повышается. Увеличение валентности катиона электролита позволяет снизить оптимальную концентрацию соли [3]. 

Крашение целлюлозных волокнистых материалов прямыми красителями можно осуществлять по периодическому и непрерывному способам. Крашение начинают при 30—40 °С, далее красильный раствор нагревают до оптимальной для данного красителя температуры (70—90 °С) и красят при этой температуре 45—60 мин. Модуль ванны зависит от типа выбранного оборудования и составляет 10—

50. 

При непрерывном способе крашения ткань пропитывают в течение 4—6 с при 80—90°С в растворе красителя (5—20 г/л), содержащем хлорид натрия (25 г/л и более) и гидрофильный органический растворитель, например, триэтаноламин (10— 20 г/л). Далее ткань отжимают и запаривают при 100°С в течение 60 с, а затем тщательно промывают. 

Как уже отмечалось, недостатком прямых красителей является низкая устойчивость получаемых окрасок к мокрым обработкам и действию света. В связи с этим на стадии промывки обычно проводят специальную обработку текстильного материала с целью упрочнения полученных окрасок. Из существующих способов упрочнения окрасок прямыми красителями наиболее широкое применение нашли следующие: обработка окрашенных изделий препаратами ДЦУ, ДЦМ и устойчивым к обработке солями металлов (меди, хрома, алюминия, никеля). Наибольший интерес представляет первый способ, так как он несложен и наиболее универсален.

При непрерывном способе крашения упрочнение окраски осуществляют путем пропитки ткани в растворе, содержащем 20—40 г/л закрепителя и 0,5 г/л 60%-ной уксусной кислоты, при 0—70 °С. Далее ткань без промывки подвергают сушке. Кроме того, при обработке красителей, содержащих сульфогруппы, солями меди или никеля возможно образование труднорастворимых сульфонатов этих металлов, что способствует повышению устойчивости окрасок к мокрым обработкам. 

Для упрочнения окрасок применяют сульфат меди, бихроматы натрия и калия, сульфат и ацетат никеля и алюминия и другие. Наиболее эффективное упрочнение дают соли никеля и меди при их использовании устойчивость окрасок к свету возрастает на 1—2 балла. Недостатком такого способа является снижение чистоты тона, а иногда и резкое изменение цвета окраски после упрочнения. [c.99] 

Прямые красители широко применяются для крашения натурального шелка, так как позволяют получать на этом волокне достаточно устойчивые окраски, способные вытравляться. 

При крашении натурального шелка краситель закрепляется на волокне не только посредством сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей, но и ионными связями (уравнение 4 Ф — остаток фиброина). Этим и объясняется более высокая устойчивость окрасок прямыми красителями на шелковых тканях по сравнению с целлюлозными. 

Применяют четыре варианта крашения натурального шелка: в слабощелочной среде, в нейтральной среде с добавкой нейтрального электролита или без него, в слабокислой среде.

В светлые тона шелк красят в слабощелочном растворе, содержащем 2—3% (от массы материала) 60%-ного олеинового мыла и, иногда, 5—10% хлорида натрия, или в нейтральной ванне без добавки соли в средние и темные тона — в нейтральной ванне в присутствии электролита. Крашение начинают при 40 °С, постепенно нагревают раствор до 90—95 °С и красят при этой температуре 1 ч. Затем ткань промывают теплой и холодной водой и обрабатывают в течение 15 мин в ванне, содержащей 5 г/л 30%-ной уксусной кислоты.

Глава 4 Перспективы развития крашения текстильных материалов: новые вспомогательные вещества и красители

Мировая химическая промышленность предлагает широчайших выбор красителей и вспомогательных веществ не только для производства высококачественной одежды и текстиля, но и для обслуживания и содержания технологического оборудования.

Концерн BASF предлагает новую систему фторуглеродной отделки LurotexDuoSystem для защиты от грязи и пятен. Система предотвращения пятен состоит из LurotexProtectorRPECO и специального вещества PerapretBoosterXLR, а система для удаления пятен – из LurotexProtectorRLECO и PerapretBoosterXLR. Оба типа Lurotex относятся к экологичной фторкарбоновой отделке, основанной на технологии С6 [2].

Фирма DowCorningсовместно с компанией DeranChemicalsNV разработала экологичный силиконовый пластификатор DC-9000 EcoRepel для отделки негорючих технических текстильных материалов без отрицательного влияния на огнезащитное действие [2].

Компания Huntsmann выпускает диспергирующее средство AlbatexDBS, которое также является защитным коллоидом, способным связывать ионы кальция, магния и тяжелых металлов. Оно предназначено для крашения целлюлозных волокон. Обладая диспергирующим и комплексообразующим действиями, оно предотвращает кристаллизацию солей щелочных и щелочноземельных металлов, повышая качество и прочность крашения и облегчая последующие технологические переходы [2].

Другой разработкой фирмы является новый фиксатор ErionalFRN – продукт, который улучшает прочность мокрых полиамидных волокон. Он обладает хорошей стабильностью в кислой среде и хорошим резервирующим свойством при крашении смеси полиамида с другими волокнами (например, шерстью) без отрицательного влияния на светостойкость.

В производственную программу фирмы также входит новая серия безхромовых красителей LanasolDeepBlack для шерсти, которая призвана заменить экологические опасные хромовые красители. Новая гамма используется для достижения очень глубокого черного цвета при сокращении продолжительности крашения и с минимальным повреждением волокон. Его рекомендуется применять вместе со вспомогательным средством для крашения MiralanLTD, что позволяет окрашивать шерсть при низкой температур (до 90 градусов) [2].

Huntsmann также выпускает серии реактивных красителей NovacronDeepOrangeS-4R, DeepCherryS-D и DeepNightS-R, обеспечивающие получение особенно глубоких и ярких цветов. Эти серии дополняют другие новые серии красителей - NovacronNC, C, S- для непрерывного крашения. Каждая серия красителей разработана для получения определенных свойств: NovacronNC – для получения светлых тонов, NovacronC – для получения среднего по глубине крашения, NovacronS– инновационная серия для экономичного крашения с получением глубоких цветов. Эти высококонцентрированные красители обеспечивают хорошую воспроизводимость и высокий уровень устойчивости.

К новым разработкам Huntsmann также относится средство Univadine DFM, содействующее диффузии, для полиэфирных волокон и смесей с их участием. Оно существенно улучшает миграцию, позволяет уменьшить температуру и продолжительность крашения. Одновременно улучшается выход красителей и скорость выбирания без негативного влияния на воспроизводимость и устойчивость, а также повышается миграция красителей, которая важна для равномерного крашения.

Huntsmann также расширила ассортимент выпускаемых ею смачивателей за счет AlbaflowCONTIиAlbaflowUNI-01. AlbaflowCONTI – эффективный смачиватель для непрерывного применения, способствует поглощению красителей из красящего раствора, удалению воздуха и пеногашению. С его помощью достигается равномерное и очень хорошее проникание раствора в текстильный материал с получением равномерной окраски и с минимальным подкреплением раствора. Смачиватель не содержит силикона, и поэтому не возникает риска возникновения пятен на текстильном материале. AlbaflowUNI01 – эффективный смачиватель для изготовления натуральных и химических волокон, удаляет воздух и гасит пену, не содержит силикона и минеральных масел и, следовательно, не образует пятен.

К новому поколению средств, придающих устойчивость к действию масел, воды и образованию пятен на хлопковых, химических волокнах и их смесях относится препарат OleophobolCP-C. Он является совместной разработкой Huntsmann TextileEffectsи DuPont. Препарат отличает структура на основе молекул небольшой длины, минимальное загрязнение окружающей среды, более высокая эффективность по сравнению с другими короткоцепными препаратами и соответствие требованиям стандарта EU 2006/22.

Фирма Tanatex создала средство MesitolBFN-D для улучшения устойчивости крашения в мокром состоянии при крашении полиамидных материалов. Оно не оказывает существенного влияния на процесс крашения, обладает хорошей стабильностью по отношениям к кислотам и низкой вязкостью и может применяться в автоматических дозирующих установках.

В производственную программу фирмы также входит новая серия водных покрытий для функциональных текстильных материалов. Разработка позволяет получить водостойкие покрытия с хорошими гигиеническими свойствами и хорошей устойчивостью к стирке и чистке.

К новым разработкам Tanatex также относится инновационный гидрофильный силиконовый пластификатор PersoftalNano-S2G, который применяется при импрегнировании и выбирании и при рецептурах высококачественной отделки без отрицательного влияния на степень белизны [2].

В производственную программу Tanatex также входит имеющее сродство к красителям эгализирующее средство LevegalLPA 01 для крашения полиамидных волокон вместе с кислотными и 1:2-металлокомплексными красителями. Оно замедляет поглощение красителя волокном, улучшает его миграцию, обеспечивая высокую равномерность крашения.

Фирма представила на рынок диспергатор Olistop OGD на основе модифицированных наночастичек, предназначенный специально для олигомеров.

Благодаря своей химической структуре он препятствует неконтролируемому росту кристаллов и, таким образом, существенно уменьшает их отложение на материале и машинах. Это малопенящийся продукт не оказывает влияние на нюансы и глубину цвета и устойчивость окраски.

Компания Cenencor стала выпускать препарат PrimaGreenEcoFadeLT100, представляющий собой комбинацию из лакказы и медиатора для отбеливания джинсовой ткани при нейтральном значении рН и низкой температуре [2].

Заключение

В данной работе рассмотрена технология крашения ткани прямыми красителями. Окрашивание этим видом красящих веществ осуществляется, как правило, периодическим способом, иногда непрерывным плюсовочно-запарным методом.

Крашение текстиля может производиться на разных этапах его производства:

на крашение могут поступать текстильные материалы в виде ткани, трикотажа, пряжи, волокон, ленты.

Можно окрашивать исходный волокнистый материал до его прядения. Такой метод отличается хорошим проникновением красителя и часто применяется для крашения шерсти.

Прямые красители непосредственно окрашивают текстильные материалы. Причем целлюлозные волокна хорошо окрашиваются в слабощелочной среде, белковые – в слабокислой. Крашение хлопчатобумажных материалов в темные тона производится обычно на роликовых красильных машинах. Материал в расправку накатывается на один из валов роликовой машины и одновременно замачивается в барке с теплой водой. Затем в барку машины вливают раствор красителя и перекатывают ткань через барку с красителем с одного вала на другой и обратно в течение 40—60 мин. После этого ткань промывают.

Крашение хлопчатобумажных тканей в светлые тона производится на плюсовках. Ткань проходит через ящик с красителем, затем под прижимные валы 3 и далее поступает на сушку.

При крашении шерстяных тканей ванну с красителем доводят до кипения и красят 1—1,5 ч. Затем ванну охлаждают, а ткань промывают. Прочность окраски невысокая. Чаще всего прямые красители применяют для крашения полушерстяных тканей. Для получения равномерной окраски применяют двухванный способ. При этом вначале ткань красят кислотным красителем для шерсти, а затем прямым для хлопка.

Наиболее широко прямые красители применяют для крашения натуральных шелковых тканей, так как они дают более прочную окраску, чем кислотные.

Шелковые ткани красят в нейтральной среде (в средние и темные цвета) или слабощелочной (в светлые цвета) при температуре 90—95°С в течение 1 ч. Затем ткань промывают умягченной водой и обрабатывают в ванне, содержащей 5 г/л уксусной кислоты.

При крашении прямыми красителями ткани получают окраску яркую, сочную, но неустойчивую к мокрым обработкам и к свету. Чтобы краситель лучше пропитывал волокна, к раствору, в котором выдерживают изделие в ванне около часа, можно добавлять электролиты, например, хлорид натрия. После окрашивания текстильный материал промывают в холодной и теплой воде до тех пор, пока вода для промывания не станет бесцветной. Затем изделие помещают в раствор закрепителя на полчаса при температуре 45С⁰ градусов. Количество закрепителя равняется 4-6 % от всей массы изделия.

Назначение конкретного текстильного изделия определяет требуемые степень, характер и устойчивость его окраски. Получение устойчивой к химическим и физико-механическим воздействиям ровной окраски с заданной колористической характеристикой (интенсивность окраски, цвет, оттенок) является основным требованием, предъявляемым к качеству текстильного материала. Для достижения приемлемых ровноты и устойчивости окраски учитываются такие переменные, как температура, давление, количество красителей и текстильно-вспомогательных веществ, а также свойства волокон.

Список источников информации

                1)         Бельцов, В.М. Оборудование текстильных отделочных предприятий:

Учебник для вузов; 2-е изд. перераб. и доп. / В.М. Бельцов. СПГУТД. –СПб., 2000.

– 568 с.

2)                Статья «Крашение». Интернет-справочник. http://bibliotekar.ru/spravochnik-25/30.htm, 2015 г.

3)                Статья «Красители и способы крашения для льна». Химическая информационная сеть http://www.chem.msu.su/rus/jvho/2002-2/47.pdf., 2002 г.

4)                Статья «Прямые красители: назначение, технология применения» Agropoisk – Агропромышленный портал http://agroden.ru/article/pramye-krasitelinaznacenie-tehnologia-primenenia, 2016 г.

5)                Шкробышева, В.И. Современное оборудование для отделки текстильных материалов: учеб. пособие / В.И. Шкробышева, Р.А. Быков, Н.П.

Щитова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2008. 80с.

6)                Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.