Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Применение пигментов в текстильной промышленности [обзор]

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
2.86 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ л е г к о й ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ПРИМЕНЕНИЕ ПИГМЕНТОВ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Москва 1974

УДК 677.04.004,14

В обзоре рассмотрены вопросы рационального использования пигментных красителей в крашенин и печатании тканей ив целлю­ лозных и синтетических волокон, а также из смеси природных и химических волокон. Описано строение и свойства новых пигментов и связующих; приведены режимы и рецепты крашения и печатания тканей из различных .волокон. Рассмотрены основные направления со­ вершенствования процессов пигментного крашения и печати.

Составили сотрудники Ивановского химико-технологического института проф., д-р техн. наук Б. Н. МЕЛЬНИКОВ, доцент, канд. техн. наук И. Б. БЛИНИЧЕВА.

Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований легкой промышленности, 1974.

Создание новых синтетических связующих и вспомогательных веществ, а также увеличение выпуска тканей из смеси природ­ ных и синтетических вблокон, обладающих совершенно различ­ ными химическими свойствами и физической структурой, способ­ ствовали значительному развитию в последние годы пигментной печати и увеличению объеме применения пигментов в крашении. Поскольку пигментные красители не обладают сродством к во­ локнистым материалам, обычно используемым в текстильной и трикотажной 'промышленности, их можно с успехом применять в крашении и печатании как по хлопчатобумажным тканям и тка­ ням из вискозных волокон, так и по тканям из химических воло­ кон — триацетатных, полиэфирных и полиакрилонитрильных. В настоящее время [разрабатываются также способы печатания по тканям из полиэтиленовых, полипропиленовых волокон и стек­ ловолокна. Но наиболее экономически оправдано использование пигментных красителей для узорчатой расцветки тканей из смеси волокон, например, шерсть — акриловое волокно, полиэфирные — целлюлозные волокна, при печатании которых по обычно приня­ той технологии применяют смеси красителей различных классов, требующих различных условий фиксации и различных заключи­ тельных обработок.

ВИДЫ ПИГМЕНТНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

Пигменты представляют собой высокодисперсные окрашенные вещества, нерастворимые в воде и уайт-спирите, но частично рас­ творимые в таких растворителях, как три- и перхлорэтилен. Они отличаются от других красителей тем, что не обладают сродст­ вом к большинству волокнистых материалов, а поэтому их мож­ но закрепить на текстильных материалах только с помощью спе­ циальных связующих веществ. В настоящее время имеется пол­ ная цветовая гамма пигментов как органического, так и неорга­ нического происхождения. Пигменты — это единственный класс красящих веществ, включающий белый краситель.

Большинство употребляемых до последнего времени пигментов представляют собой азосоединения. Так, желтые, оранжевые и

3

красные пигменты являются азосоединениями на основе ацетарилидов, пиразолонов и нафтолов.

Классические азопигменты имели невысокие прочностные свой­ ства, -но получили широкое распространение благодаря своей деше­

визне.

Синтез новых азопигментов, образованных конденсацией двух азосоединений одинаковой или различной химической структуры, позволил преодолеть проблемы, связанные с низкой прочностью. Новые азонигменты представляют интерес также и с экономиче­ ской точки зрения.

Антрахиноновые пигменты, получаемые из аминоантрахнноновых и бензантроновых производных, а также на основе тиоиндигопдных, антапиримидиновых и флавантроновых красителей, отли­ чаются высокой светопрочностью. Однако антрахиноновые пигмен­ ты обычно плохо диспергируют в субстрате н не обеспечивают по­ лучения ярких окрасок. Их производство дорого и поэтому приме­ нение их в промышленности ограничено. Пигменты подобных цве­ тов могут быть получены и из красителей других классов.

Из органических пигментов классического ассортимента наи­ больший интерес представляют фталоцианиновые пигменты, ко­

торые имеют

высокие прочностные свойства при использовании

во всех средах

[1]. Однако на основе производных фталоцианина

могут быть получены только синие и зеленые красящие вещества. Это ограничение заставило изыскивать новые классы пигментов, которые могли бы дать полную гамму цветов с прочностными свойствами, не уступающими фталоцианиновым пигментам.

Из новых пигментов, имеющих такие же хорошие прочностные свойства, как и фталоцианиновые пигменты, известны следующие: хииоакридон, диоксазин, перилен-перинон, флюорубин, пирроколин, изоиндолинон.

Впервые линейный хииоакридон был синтезирован Либенманогм в 1935 г. Но как пигмент это соединение не представляло ин­ тереса до тех пор, пока специалистами фирмы «Дюпон» (Фран­ ция) не были найдены способы превращения хиноакридона, имею­ щего структурную формулу

в пигментированную форму. Были получены многочисленные про­ изводные хиноакридонов путем использования различных заме­ щенных анилина, дающих, в зависимости от заместителей, пигмен­ ты от желтого до фиолетового цветов. Для того чтобы получить цвета, отличные от красного и фиолетового, было предложено иминную связь в хиноакридоне заменить меркаптановой.

Хиноакридол существует в четырех различных кристалличе­ ских модификациях: а, (3, у и а>которые отличаются по внешнему виду, цвету и дифракции рентгеновских лучей. Обычно пигмент существует в a-форме. Он может быть превращен в |3- или у-фор- му путем размола на шаровой мельнице в определенных условиях, а-хиноакридон, который имеет сходство с а-фталоцианином меди, превращается в у-форму в водной среде при температуре 220— 250°С.

На основе смесей линейных хиноакридонов получены желтые, оранжевые, красные, красновато-коричневые и синевато-красные пигменты, отличающиеся превосходными прочностными свойства­ ми и большей яркостью, чем отдельные составляющие. Увеличение яркости твердого раствора линейных хиноакридонов объясняется изменением кристаллографической формы пигментов.

Твердый раствор двух линейных хиноакридонов может быть получен путем обработки их вместе в серной кислоте и переосаждения водой или путем размола на шаровой мельнице в органиче­ ском растворителе в присутствии разбавителя. Прочность к свету

пигмента

хиноакридона может быть улучшена при

добавлении

к осадку

пигмента раствора сернокислого марганца

или путем

осаждения на пигменте карбоната никеля. Устойчивость и нераст­ воримость хиноакридоновых пигментов в органических и неоргани­ ческих растворителях обусловлена сильной внутримолекулярной

\\

водородной связью между NH- и СО-группами, которые сохра-

/

няют кристаллическую решетку молекулы, давая высокоассоции­ рованные и, следовательно, умеренно растворимые соединения.

Диоксазиновые пигменты представляют собой красящие ве­ щества, синтезированные на основе диоксазина:

Основное направление в развитии диоксазиновых пигментов —

замещение положений

9 и 10 на карбозтокси-,

—CONHR или

—NHCOR-группы, где

R — ароматическая или

алифатическая

группа. Положения 2 и 6, 3 и 7, симметрично расположенные, за­ мещаются на этокси-, ацетил- и бензиламиноцруппы. Путем тща­ тельного подбора заместителей удалось получить пигменты с улуч­ шенными прочностными свойствами желтого, оранжевого, бордо, красного, фиолетового и голубого цветов.

Если диоксазиновые пигменты замешать в присутствии арома­ тической сульфоновой кислоты и далее разбавить водой, выпадает мягкий порошок яркого пигмента. Были выделены различные по­ лиморфные формы некоторых диоксазиновых пигментов, которые

различаются по цвету и дифракции рентгеновских лучей значи­ тельно больше, чем фталоцианины и хиноакридоны.

Перилен-периноновые пигменты, область окрашивания кото ры-ми включает цвета от красного до голубого, характеризуются более чистым красным и оранжевым цветом. Их прочность к свету почти такая же высокая, как и у фталоцианиновых пигментов. Когда перилен 3, 4, 9, 10-тетракарбоновой кислоты или ее ангид­ рид конденсируются с замещенным ароматическим амином, обра­ зуется красный пигмент, цвет которого зависит от природы замес­ тителя.

н о о с - Г

 

г

у -с о о н

н о о с -

У

л _ У

-с о о н

 

 

о

/

f

“\

о

 

N— Аг

Аг— N

 

 

 

О ” \ у

\

J

О

 

 

При использовании различных замещенных аминов, таких как 3.3-диметил; (4,7) 3-йодо-; 3-бром-; 3,4-дихлор- и 4-гпдро«сиани- лина, получаются только красные пигменты. Метиламин и аммиак дают каштановый пигмент и пигмент цвета бордо. Причем проч­ ностные свойства каждого из полученных пигментов сравнимы со свойствами фталоцианиновых пигментов. При конденсации 3-амн- по-4-метилбензантрона с фталевым ангидридом в уксусной кис­ лоте образуется коричневый пигмент, имеющий перинон-имидную структуру. При высокой температуре происходит замыкание коль­ ца между карбонилом фтальимидной и метильной групп и пигмент изменяет цвет на фиолетовый. Эти пигменты чрезвычайно устой­ чивы к действию восстанавливающих агентов и высокой темпера­ туры и могут быть с успехом попользованы для крашения синтети­ ческих волокон в массе и при плюсовочно-термофиксационных спо­ собах крашения. Молекула пигментов может существовать в цис- и трансформе. Преимущественно используется трансизомер из-за его пониженной способности десорбировать в растворителе.

В настоящее время ассортимент периленовых красителей рас­ ширился благодаря созданию ряда марок красителей, отличаю­ щихся высокой светопрочностью, блеском, стойкостью к действию кислот, щелочей, растворителей и высокой температуры.

Флюорубиновые пигменты являются производными флкюрубина

6

Они могут быть превращены в тонкодиспереную форму путем обработки в концентрированной серной кислоте и гидроокиси ам­ мония. Для получения пигментов с желаемым размером частиц может быть использована шаровая мельница.

Флюорубин — зеленовато-желтый пигмент, который имеет очень высокие прочностные свойства. Если пйкмент смешивается с фталоцианином меди, образуется ярко-зеленый пигмент, обладающий высокой прочностью к действию света. Благодаря устойчивости к нагреванию флюорубияовые пигменты могут использоваться для крашения искусственных волокон в массе. Однако область при­ менения этого класса пигментов ограничена из-за их высокой стоимости.

Пирроколиновые пигменты — новый, перспективный класс пиг­ ментныхкрасителей, включающий органические соединения всей гаммы цветов от красного до голубого, со структурной формулой

CONH•Аг

Данные пигменты обладают высокой миграционной способно­ стью и прочностью к свету.

Изокндолиновые пигменты получаются в основном конденса­ цией двух молекул 3, 3, 4, -5, 6. 7-гексахлоризоиндолина с одним из диаминов (H2N-R-NH2), в результате чего получаются пигмен­ ты от зеленовато-желтого до красного и коричневого цвета в зави­ симости от природы диамина. Реакция идет по следующей схеме:

Молекулы этих пигментов могут существовать в цис- и транс­ формах, причем установлено, что мостиковая -N-R-N-гругша и хлоризоиндолиновый радикал лежат в разных плоскостях. Цвет изоиндолиновых пигментов зависит от способности молекул пигмента

/

образовывать межмолекулярные комплексы между электронно­ донорной группой одной молекулы и электронно-акцепторной груп­ пой соседней молекулы. Если имидная группа замещается на мстильную группу, комплексообразование невозможно п все мети­ лированные пигменты имеют приблизительно одинаковый желтый цвет. Присутствие четырех атомов хлора в 4, 5, 6 и 7-положениях изоиндолиновых ядер влияет на сообщаемую пигментам устойчи­ вость к действию света, погоды и к растворителям.

Отечественная анилино-красочная промышленность производит пятнадцать марок окрашенных органических соединений. Они вы­ пускаются в виде высокодиснерсных порошков или водных паст. Пасты пигментов изготовляются в морозоустойчивой и неморозо­ устойчивой формах. Дисперсность пигментов в пастах и порошках высокая: диаметр основной массы частиц не превышает 2мк. Для пигментной печати и крашения кроме пигментов с индексом ТП пригодны некоторые марки пигментов и кубовых красителей с ин­ дексом В, предназначенные для крашения вискозы в массе и от­ личающиеся высокой дисперсностью.

В табл. 1 приведен ассортимент пигментов для печати и пока­ затели устойчивости окрасок на хлопчатобумажной и вискозной штапельной тканях [2].

Для крашения из указанного ассортимента пигментных краси­ телей наиболее пригодны пигмент желтый светопрочный ТП, яркокрасный 4 ЖТП, голубой фталоцианиновый ТП, зеленый фталоцианиновый ТП и тиоиндиго красно-коричневый ЖВ. Кроме краси­ телей,' указанных в табл. 1, на основании лабораторных испыта­ ний НИОПИКом рекомендованы для крашения и печати пигмен­ ты, характеристика которых дана в табл. 2.

Зарубежные фирмы выпускают пигментные красители в виде эмульсий «масло в воде» и реже «вода в масле» под следующими названиями: акраминовые (фирма «Байер», ФРГ), аридай («Интеркемикал», США), бедафиновые (Ай-Си-Ай, Англия), хелизариновые (БАСФ, ФРГ), импероновые («Хехст», ФРГ), импралак («Франколор», Франция), микрофикс (ЦИБА, Швейцария).

К дисперсиям пигментов, используемых в крашении или для приготовления печатных составов, предъявляются следующие тре­

бования:

пигмент должен давать на волокне чистый и яркий тон;

должен быть устойчив к действию света, щелочей, моющих средств и органических растворителей, применяющихся при стир­ ке и химчистке;

не должен изменять оттенка при термообработке, проводящей­ ся для образования на волокне пленки связующего, а также при

глажении окрашенной ткани; размер частиц пигмента не должен изменяться в дисперсии и

частицы 'пигмента не должны осаждаться в плюсовочной ванне.

—^ со ■—со

0 ^ 0

Пигмент Ткань

» с И Н с О

0) ~ о. ■3* со 'ji

—н

О о> О id S я

света

-0

Et

О

U

о-

С

6

е- су са

о

 

 

 

 

 

 

Т я б л и ц а I

ироводы

Устойчивость расцветки (в баллах)

к воздействию

 

 

 

раствора

 

а

 

 

Он

CQ

 

М Ы Л Ь Н О - С О Д О В О Г О

 

 

глажения

СУ

3

 

 

 

 

 

дистилл ванной

С "ф

при С100°

пота

Н

сухого

мокро­ го

О X

мокрого тирания

£

 

 

 

 

и

 

 

о

 

 

 

 

 

S

 

 

с_

 

 

= и

 

 

гг

 

 

О

 

 

 

 

Я

 

 

и к

 

 

Q.O

 

 

 

 

 

К

 

Желтый

прочный

Хлопчатобу-

70

6

5

5/5/5

4/6/5

4/5/5

28ТП

 

мамс.ная

70

 

 

 

 

 

 

 

Вискозная

5/5/6

4/6/6

Желтый оветопроч-

Хлотчатобу-

70

6

5

5/6/5

5/5/6

3—4/5/6

ный 23ТП

мажная

70

 

5/6/6

5/5/6

 

 

Вискозная

 

 

 

 

 

 

 

 

Желтый

прочный

Хлюпчатобу-

70

6

5

5/6/5

4—6/6/6

3—4/5/6

зтп

 

мажная

70

 

 

 

 

 

 

Вискозная

5/5/6

4/6/6

Желтый светолрач-

Хлопчатобу-

70

6

5

4—5/6/6

4/6/6

3/5/5

ный ТП

 

!маж1ная

70

 

 

 

 

 

 

Вискозная

4/5/5

4/5/6

Желтый

прочный

Хлопчатобу-

60

5 - 6

4 5 5/5/6

5/5/6

4/4/4

ктп

 

маненая

60

 

 

 

 

 

Вискозная

5/5/6

5/6/6

Желтый 4КТП

Хлопчатобу-

70

6

5 - 6

4—6/6/5

5/5/5

4/5/6

 

 

мажная

70

 

 

 

 

 

Вискозная

5/5/5

5/5/5

Золотисто-желтый Хлопчатобу80

5 - 6

5

5/5/5

5/5/5

4—5/5/5

прочный ТП

мажная

80

 

5/5/5

5/5/5

 

 

Вискозная

 

 

 

 

 

 

 

 

Тиоиндиго

оран-

Хлопчатобу-

50

5

4

5/5/5

5/5/5

34/5/5'

жевын КХВ

мажная

50

5/5/6

5/5/5

 

 

 

Вискозная

 

 

 

 

 

 

 

 

5/5/5

4/5/5

5

5/5

3

3 - 4

5/15/6

4/5/5

5

б/б

3

3

5/5/5

5/5/5

5

■5/6

3

3

5/5/6

5/6/5

5

5/5

3

3

5/5/6

4/5/5

4—5

5/5

3 - 4

3

5/6/5

4/6/5

4 - 5

5/5

3

3

4—5/6/5

3—4/6/6

4

4/4

3—4

3

4/5/5

3—4/5/6

4

4/4

3—4

3

5/6/5

4/5/5

4—5

5/5

3

3 - 4

5/5/6

4/5/5

5

5/5

3

3

5/5/5

4/6/5

4—5

5/5

3

3 - 4

5/5/5

4/5/5

4 - 5

5/5

3

3

5/5/5

5/5/5

5

5/5

3 - 4

3

5/5/5

5/5/5

5

5/5

3 - 4

3

5/5/5

5/4/5

4

5/4

3 - 4

3—4

5/5/5

5/4/6

4

5/4

3—4

3 - 4

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ