Принципиальная особенность активных красителей — их способность фиксироваться на целлюлозных волокнах, натуральном шелке и капроне посредством образования устойчивых ковалентных химических связей между волокнами и красителями — определяется наличием в молекулах этих красителей активных групп или атомов, которые способны химически реагировать с текстильными волокнами, имеющими свободные гидроксильные или аминогруппы. У красителей реакционноспособными группами являются: монохлортриазиновая (Н-проционы), дихлортриазиновая (М-проционы), винилсульфоновая (ремазоли) и т. д. От характера активных групп и строения красителя зависят его активность субстантивность, растворимость и другие свойства. Наибольшей активностью обладают М-проционы. По отношению к активным красителям реакционноспособными группами волокон являются: в целлюлозных волокнах — гидроксильные группы ОН, в натуральном шелке и полиамидных волокнах — группы NH2.
За период, прошедший с момента синтеза активных красителей (1956 г.), их ассортимент значительно расширился; резко возросло и использование активных красителей при крашении и печатании.
Все активные красители хорошо растворимы в теплой воде (при температуре 30—40° С), но чувствительны к присутствию щелочей; поэтому при растворении красителей добавки щелочи, а также кипячение должны быть исключены. Красители удовлетворительно комбинируются в смесях, хорошо выравнивают, окраски получаются ровными даже на изделиях, изготовленных из неравномерного по свойствам сырья.
Крашение можно проводить в ваннах, красильных барках и роликовых красильных машинах, в плюсовках. Крашение высокоактивными красителями осуществляют при более низкой температуре (50° С для вискозного волокна и 50—60° С для натурального шелка).
Активным красителям свойственны и некоторые недостатки. В частности, при крашении одновременно с закрашиванием волокон происходит реакция взаимодействия красителя с водой. Краситель, вошедший в реакцию с водой, гидролизуется и в крашении волокна не участвует. Не связанный с волокном, он в последующих обработках должен быть полностью удален, так как может оказать влияние на показатели прочности полученных окрасок.
Кроме того, при крашении активными красителями в результате их химического взаимодействия с волокном выделяется соляная кислота, которая должна быть нейтрализована введением в ванну бикарбоната или карбоната натрия. Крашение активными красителями должно осуществляться в присутствии значительных количеств электролитов — поваренной или глауберовой соли.
Способ крашения, режим процесса зависят от активности выбранных красителей, их сродства к волокнам (субстантивности). Например, для крашения в плюсовках нужно подбирать красители, обладающие малым сродством к волокнам; для крашения в ваннах более пригодны красители с повышенной субстантивностью.
Как уже указывалось, наиболее активными являются М-проционы; средняя активность характеризует красители ремазолевые и отечественные, пониженная— Н-проционы и цибакроновые красители.
Растворяют красители в холодной воде; при этом образуется паста. К последней затем добавляют теплую воду, чтобы растворение было полным. Если красители высокой активности, температура воды не должна подниматься выше 50° С. В случае использования менее активных красителей допускается при растворении понижение температуры воды до температуры кипения. Не рекомендуется хранить растворы красителей длительное время во избежание гидролиза красителя, так как тогда красящая способность красителя уменьшается.
Отделка тканей, трикотажа и нетканных материалов
Крашение — процесс нанесения красителя на текстильный материал, в результате чего материал изменяет свой цвет.
Согласно современной теории процесс крашения состоит из нескольких фаз: 1) адсорбции, 2) диффузии, 3) фиксации красителя на волокне. В первый момент после погружения текстильного материала в раствор красителя отдельные молекулы или ионы красителя адсорбируются на внешней поверхности волокон. Затем одновременно с адсорбцией происходит медленная диффузия красителя внутрь волокон и фиксация его на внутренней поверхности волокон. Чем меньше размер частиц красителя и чем больше набухает волокно, тем скорее частицы красителя проникают в толщу волокна.
Читайте также: Как называют образовательные ткани растений
Крашение текстильных материалов является сложным процессом, зависящим от целого ряда факторов: структуры материала, вида волокна, диффузионной способности красителя, добавок электролита, температуры красильной ванны и др.
Крашение текстильных материалов производится главным образом синтетическими красителями, которые обеспечивают сочную, глубокую и прочную окраску; являются безвредными для человека; не ухудшают свойств волокон.
В настоящее время применяют следующие группы красителей:
1) кислотные — растворимые в воде, окрашивают белковые и полиамидные волокна;
2) кислотно-протравные — растворимые в воде, окрашивают белковые волокна;
3) прямые (субстантивные) — растворимые в воде, окрашивают целлюлозные, белковые и полиамидные волокна;
4) кубовые — нерастворимые в воде; с помощью восстановителей их переводят в лейкосоединение, хорошо растворяющееся в щелочах, и после этого они легко усваиваются волокнистыми материалами; окрашивают главным образом целлюлозные волокна;
5) сернистые — нерастворимые в воде, но при восстановлении легко растворяются в щелочах, окрашивают целлюлозные волокна;
6) азокрасители — нерастворимые в воде; окрашивание производится путем синтеза красителя непосредственно на волокне; окрашивают целлюлозные волокна;
7) черный анилин — окрашивание производится путем образования красителя на волокне при окислении анилина в присутствии катализатора; окрашивают главным образом целлюлозные, реже белковые волокна;
8) активные (процио новые) — растворимые в воде; окрашивают целлюлозные волокна;
9) красители для ацетатных, синтетических и других волокон.
Рис. VII-34. Схема жгутовой красильной машины.
Кислотные красители.
Интенсивность процесса крашения кислотными красителями зависит от рН среды; чем ниже рН, тем больше электростатическое взаимодействие между красителем и волокном и тем быстрее происходит выбирание красителя из ванны. Однако, быстрое накрашивание волокна вызывает неровноту окраски, поэтому процесс крашения регулируют, т. е. подбирают соответствующую кислоту (серную, уксусную). Крашение обычно проводят в жгутовой красильной барке. Ткань 1 (рис. VII-34) заправляют на большой овальный 2 и малый 3 валики и сшивают в виде жгута. При крашении благодаря принудительному вращению вала 2 происходит непрерывное перемещение ткани в барке.
Технология крашения кислотными красителями состоит в следующем.
Ткань (4—8 кусков) помещают в барку с водой при температуре 40°С и заливают раствором красителя. При 45—50°С в барку вводят кислоту и продолжают нагревать до 90—100°С. При этой температуре в течение 1—2 ч ткань окрашивается при полном выбирании красителя.
Кислотные красители дают яркую, сочную, но непрочную к свету, стирке и трению окраску.
Кислотно-протравные (хромовые) красители. Эти красители относятся к кислотным, но в отличие от первых для усиления прочности окраски производят хромирование до крашения, в момент крашения, а чаще всего после крашения. В последнем случае ткань окрашивают кислотным красителем обычным путем. Затем ванну охлаждают до 60°С и в нее вливают раствор хромпика (30—50% от веса красителя). После этого ванну опять нагревают до 90—100°С и при этой температуре обрабатывают ткань 30—40 мин. Прочность окраски получается значительно выше, чем при кислотном крашении. Однако прочность волокон при этом способе крашения несколько снижается.
Прямые красители.
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 (рис. VII-35). 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.
Читайте также: Ткань портьерная с квадратами
Рис. VII-35. Роликовая красильная машина.
Крашение хлопчатобумажных тканей в светлые тона производится на плюсовках. Ткань 1 (рис. VII-36) проходит через ящик 2 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. Поэтому в последнее время для тканей, окрашенных прямыми красителями, в целях повышения прочности окраски применяют обработку закрепителями ДЦУ или ДЦМ.
Сернистые красители.
Сернистые красители не растворимы в воде и других растворителях, однако обладают способностью при восстановлении переходить в лейкосоединение, которое растворяется в щелочах и хорошо усваивается волокном. На этом основана технология крашения сернистыми красителями.
Восстановление обычно проводят с помощью сернистого натра. Процесс крашения протекает таким образом. При действии восстановителя происходит распад дисульфидной группы сернистого красителя — S — S — с образованием лейкосоединения по схеме:
Лейкосоединение легко растворяется в щелочи с образованием натриевой соли:
Полученный щелочной раствор лейкосоединения сернистого красителя хорошо усваивается волокном. При последующей промывке холодной водой, кислород, растворенный в воде, окисляет поглощенное волокном лейкосоединение и переводит его на волокне в нерастворимое состояние.
Крашение хлопчатобумажных тканей проводится на проходных аппаратах, где процесс крашения и промывки идет непрерывно. Ткани одежные неотбельные предварительно замачивают в растворе едкого натра, а легкие отбеленные сразу поступают в красильный раствор, состоящий из сернистого красителя, растворенного в сернистом натре. Крашение продолжается в течение 35—90 сек при температуре около 100°С. Затем ткань отжимают и она поступает на промывку холодной, потом горячей и опять холодной водой. Цвет окрашенных тканей тусклый, а прочность окраски средняя. Необходимо иметь в виду, что прочность тканей, окрашенных сернистым черным красителем, при длительном хранении несколько снижается. Объясняется это тем, что со временем происходит окислительный распад сернистого черного красителя с образованием серной кислоты, которая разрушает целлюлозные волокна.
Кубовые красители.
Эти красители не растворимы в воде и других растворителях, но при восстановлении, так же как и сернистые, образуют лейкосоединения, растворимые в щелочах и усваиваемые волокнами. Восстановление кубовых красителей производят гидросульфитом натрия. Процесс крашения, например, красителем индиго происходит следующим образом.
Читайте также: Местонахождение покровной ткани в стебле дерева
Индиго с помощью гидросульфита натрия восстанавливается с образованием лейкосоединения:
лейкосоединение (белое индиго).
Полученное лейкосоединение бесцветное (белое индиго), легко растворяется в щелочах с образованием натриевой соли лейкосоединения:
При обработке ткани щелочным раствором лейкосоединения оно хорошо усваивается волокном. При последующем окислении лейкосоединение непосредственно на волокне переходит в исходный нерастворимый краситель — индиго синего цвета. Крашение кубовыми красителями производят на проходных аппаратах. Ткань в расправленном виде поступает в красильную барку, где в течение 25—30 сек подвергается действию красильного раствора, затем отжимается и в течение 30—45 сек проходит по воздуху. При этом лейкосоединение окисляется и переходит в исходный краситель. Затем цикл перечисленных выше обработок повторяют еще раз, после чего ткань промывают.
Кубовые красители применяют для крашения материалов из целлюлозных волокон.
В настоящее время для получения большей ровноты окраски кубовыми красителями применяют суспензионный способ крашения. По этому способу нерастворимый кубовый краситель без предварительного восстановления наносится в виде суспензии на материал, затем его восстанавливают непосредственно на волокне, пропуская через восстановительный раствор. После этого производят окисление восстановленного красителя непосредственно на волокне.
Азокрасители (холодное крашение).
Крашение азокрасителями происходит путем образования красителя непосредственно на волокне при сочетании двух его составляющих: азосоставляющей (азотол) и диазосоставляющей (амины) по схеме:
диазосоставляющая азосоставляющая краситель.
При крашении азокрасителями ткань предварительно пропитывают щелочным раствором азосоставляющей при температуре 60—70°С. После сушки азотолированную ткань пропускают через холодный (ледяной) раствор диазосоставляющей. После отжима ткань проходит зрельник, где происходит окончательное сочетание азо- и диазосоставляющей. После этого ткань промывают и сушат.
Активные (проционовые) красители.
В последнее время для крашения материалов из целлюлозных волокон применяют новый вид красителей — активные. В отличие от других они прочно соединяются (связываются) с целлюлозой. Дело в том, что активные красители в своем составе имеют атомы С l, которые в слабощелочной среде легко реагируют с гидроксильными группами целлюлозы с образованием соединения типа простого эфира целлюлозы.
При крашении активными красителями ткань обрабатывают раствором, содержащим краситель (15—30 г/л) при 30°С в течение 30 мин. При этом краситель сорбируется целлюлозой, но химически с ней не соединяется. Затем в ванну добавляют щелочь и в щелочной среде идет химическое соединение красителя с целлюлозой. Ткани, окрашенные активными красителями, характеризуются окраской прочной к свету и мокрым обработкам.
Красители для ацетатных и синтетических волокон. Красители этой группы являются нитро-, амино- и гидроксилпроизводными азосоединений. Некоторые из них не растворимы или мало растворимы в воде и применяются в виде тонких суспензий, другие — способны растворяться в воде, и технология крашения этими красителями сходна с крашением прямыми красителями.
Крашение красителями, нерастворимыми в воде, производят следующим образом. Предварительно готовят суспензию красителя, для чего затирают порошок красителя в пасту со смачивателем ОП-10 и далее разбавляют умягченной водой. Ткань загружают в барку и вначале обрабатывают смачивателем ОП-7 или раствором сульфонола при температуре 60°С. Затем ткань промывают, а в барку подают суспензию красителя и красят постепенно, повышая температуру до 60°С. После этого следует промывка и обработка раствором глицерина или ализаринового масла.
Ткани, окрашиваемые растворимыми красителями, получают окраску, устойчивую к стирке.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом