PL154284B1 - Środek barwiący do drukowania i barwienia wyrobów z włókien celulozowych na kolor czarny - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

154 284

Patent dodatkowy do patentu nrInt. Cl® C09B 62/006

Zgłoszono: 89 06 22 Pierwszeństwo (P. 280211)

URZĄD

PATENTOWY

RP

Zgłoszenie ogłoszono: 90 05

Opis patentowy opublikowano:

1991 10 31

Twórcy wynalazku: Antoni Maciejewski, Eugeniusz Cieślak, Jan Gmaj, Janusz Kloczkowski, Bogumił Mrowiński, Tadeusz Marcinkowski, Stanisław.Pruś,

Tadeusz Andrzejewski, Jerzy Skrzypkowski, Jerzy Wiećzyński

Uprawniony z patentu : Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Barwników Organika, . Zgierz (Polska)

ŚRODEK BARWIĄCY DO DRUKOWANIA I BARWIENIA WYROBÓW Z WŁÓKIEN CELULOZOWYCH NA KOLOR CZARNY

Przedmiotem wynalazku jest środek barwiący przeznaczony do drukowania i barwienia na kolor czarny, zwłaszcza przez napawanie wyrobów z włókien celulozowych i mieszankowych z ich udziałem.

Najczęściej stosowanym do barwienia i drukowania na kolor czarny wyrobów z włókien celulozowych jest barwnik reaktywny opisany w C.I. jako Reactive Black 5. Jest to barwnik zawierający układ reaktywny winylosulfonowy i stosowany do druku oraz w koloryzacjach złożonych do barwienia może być stosowany tylko razem z barwnikami o tym samym układzie reaktywnym. Natomiast czernie zawierające reaktywny układ chlorotriazynowy są to przeważnie barwniki metalokompleksowe zawierające chrom i/lub kobalt jak np. C.I. Reactive Black 1, C.I. Reactive Black S, charakteryzują się wysokimi odpornościami na światło wybarwień, ale poważną niedogodnością jest zła wypieralność, utrudniająca usunięcie z materiału nieutrwalonej części barwnika i uzyskania wysokich odporności mokrych wydruku. Ponadto barwniki te wykazują dużą wrażliwość na odchylenia parametrów utrwalania jak: czas, temperatura, wilgotność pary, co utrudnia uzyskanie powtarzalnego odcienia i głębokości czerni w różnych partiach produkcyjnych. Warunki utrwalania na tkaninie najczęściej stosowanego C.I. Reactive Black 8 różnią się od standardowych warunków utrwalania innych barwników chlorotnazynowych, co w przypadku druków wielokolorowych wymaga stosowania farby o mniejszej ilości mocznika 1 uniemożliwia wykorzystanie typowego zagęszczenia farbiarskiego. Obecność metali ciężkich w cząsteczkach przedstawionych powyżej barwników stwarza dodatkowe problemy z oczyszczaniem ścieków, zarówno w trakcie wytwarzania barwnika jak 1 jego stosowania .

Dotychczas do drukowania i barwienia barwnikami reaktywnymi wyrobów z włókien celulozowych na kolor czarny nie stosowano barwników mieszankowych ani koloryzacji opartych na trójce chro154 284

154 284 matycznej, ponieważ trudno przy racjonalnej ilości barwników uzyskać głęboką czerń o powtarzalnym odcieniu, a stosowanie dużych ilości barwników powoduje pogorszenie odporności wybarwień na czynniki mokre - szczególnie na pranie, na tarcie, na pot. W wyniku prowadzonych prób i badań nieoczekiwanie okazało się, że środek barwiący według wynalazku zawierający dobrane ilościowo i jakościowo barwniki reaktywne nie metalizowane, umożliwia uzyskanie na wyrobach z włókien celulozowych wydruki i wybarwienia w kolorze czarnym, o dużej głębokości barwy, bardzo dobrej powtarzalności odcienia, czystym niezadrukowanym tle i wysokich odpornościach na czynniki mokre, światło, pot i pranie.

Środek barwiący według wynalazku zawiera 50-80 części wagowe barwnika o wzorze 1 i/lub o wzorze 2, 5-20 części wagowe barwnika o wzorze 3 i/lub o wzorze 4 oraz 25-40 części wagowe barwnika o wzorze 5 i/lub o wzorze 6 i/lub o wzorze 7, w których to wzorach podstawniki i X? oznaczają atom wodoru lub grupę sulfonową, Y oznacza: grupę aminową ewentualnie podstawioną resztą metanosulfonową lub grupę aminoalkilo- lub alkanolo- lub cyjanoalkilo- fenylową, w której alkil może zawierać 1-4 atomów węgla, Rj oznacza grupę karboamidową, Rj oznacza grupę metylową. Środek barwiący według wynalazku ewentualnie zawiera znane środki wypełniające jak: siarczan lub chlorek sodowy i/lub potasowy, mocznik, środki stabilizujące pH jak: fosforany sodowe i/lub potasowe oraz środki przeciwpylne jak: oleje mineralne, Olan G, olej Twitchella itp. Użyte do sporządzania środka barwiącego barwniki posiadają chromogeny różnych klas (mono i disazowe) oraz różniące się między sobą moderatory w układach reaktywnych. Nieoczekiwanie okazało się, że chromogeny wszystkich składników dają w wyniku zmieszania nie tylko głęboką czerń, ale również okazało się, że uzyskane właściwości dyfuzyjne środka barwiącego, zapewniają otrzymanie jednolitego odcienia zabarwienia nawet po lewej stronie druku i na brzegach wzoru (brak migracji), tak jak to ma miejsce w przypadku stosowania barwnika jednolitego. Ponadto nieoczekiwanie okazało się, że moderatory układów reaktywnych użytych składników, kompensują wpływ chromogenowej części barwników na ich reaktywność w taki sposób, że wszystkie składniki użyte do kompozycji mają w przybliżeniu jednakową reaktywność, podczas gdy poszczególne barwniki zawierające takie same moderatory mają różne reaktywności. Synergetyczne działanie składników użytych do sporządzania środka barwiącego przejawia się również w tym, że odporność na światło wydruków i wybarwień na kolor czarny uzyskanych tym środkiem jest znacznie wyższa niż odporność na światło wybarwień uzyskanych składnikami środka .

Środek barwiący według wynalazku otrzymuje się na drodze homogenizacji składników barwnych o koncentracji typowej lub skoncentrowanych z udziałem wypełniaczy, stabilizatorów, środków przeciwpylnych. Ola uzyskania bardziej jednorodnej mieszaniny składników, celowym jest rozprowadzenie w wodzie surowych past pofiltracyjnych składników barwnych w odpowiedniej proporcji, wynikającej z przeliczenia koncentracji, dodanie stabilizatorów, środków przeciwpylnych oraz wypełniaczy, a następnie wysuszenie zawiesiny np. w suszarni rozpyłowej. Szczególnie korzystnym technologicznie i energetycznie sposobem otrzymywania środka według wynalazku, jest dodanie do roztworu barwnika o wzorze 1 i/lub o wzorze 2, których podstawniki zostały omówione powyżej, bezpośrednio po jego syntezie, bez wydzielania, barwników o wzorach 3 i/lub 4 oraz o wzorach 6 i/lub 6 i/lub 7 w postaci surowej pasty pofiltracyjnej lub ewentualnie gotowego barwnika, środków stabilizujących, przeciwpylnych wypełniaczy, a następnie wymieszanie i wysuszenie na suszarni rozpyłowej.

Poniżej podane przykłady ilustrują wynalazek, a podane w nich części oznaczają części wagowe .

Przykład I. Do 540 części wagowych masy poreakcyjnej bezpośrednio po procesie syntezy, zawierającej roztwór wodny 54 części barwnika o wzorze 1, w którym X^ oznacza grupę sulfonową, oznacza atom wodoru, Y oznacza resztę kwasu metani1owego, dodaje się: 23 części pasty pofilIrącyjnej zawierającej 9 części oarwnika o wzorze 3, w którym X^ oznacza atom wodoru i Y oznacza resztę etanoloani1my, 80 części pasty pofiltracyjnej zawierającej 27 części barwnika o wzorze 5, w którym Y stanowi resztę kwasu aminometanosulfonowego, a następnie dodaje się 1 część technicznego fosforanu jednosodowego, 5 części technicznego fosforanu dwusodo154 284 wego oraz 8 części środka pomocniczego przeciwpylnego Olan G i miesza 2-8 godziny w temperaturze 20-25°C. Po dokładnym wymieszaniu zawiesinę suszy się w suszarni rozpyłowej w temperaturze wlotu 175-180°C i wylotu 80-90“C. Otrzymuje się 100 części środka barwiącego, którym drukuje się lub barwi na kolor czarny tkaniny z włókien celulozowych i tkaniny mieszankowe z udziałem włókien celulozowych jednym ze sposobów podanych w przykładach V-VI.

Przykład II. Do 850 części wody o temperaturze 55-60°C dodaje się 2 części technicznego fosforanu jednosodowego, 7 części technicznego fosforanu dwusodowego, miesza około 15 minut i dodaje 200 części pasty pofiltracyjnej zawierającej 60 części barwnika o wzorze 2 , w którym i X? oznaczają grupy sulfonowe, Y oznacza resztę kwasu aminometanosulfonowego, 28 części pasty pofiltracyjnej zawierającej 10 części barwnika o wzorze 4, w którym X^ oznacza atom wodoru, Y oznacza resztę etanoloaniliny, 86 części pasty pofiltracyjnej zawierającej 80 części barwnika o wzorze 6, w którym oznacza grupę karboamidową, Y oznacza resztę kwasu metanilowego i miesza intensywnie do uzyskania jednorodnej zawiesiny . Następnie dodaje się 8 części środka pomocniczego przeciwpylnego Olan G, miesza 5 minut i zawiesinę podaje się bezpośrednio na suszarnię rozpyłową o temperaturze wlotu 155-160‘C i wylotu 80-90*C. Otrzymuje się 100 części środka barwiącego, którym drukuje się lub barwi na kolor czarny tkaniny z włókien celulozowych jednym ze sposobów podanych w przykładach V-VI.

Przykład III . W mieszalniku do substancji sypkich umieszcza się: 57 części barwnika o wzorze 1, w 'którym X^ oznacza atom wodoru, oznacza grupę sulfonową, Y oznacza grupę aminową, 6 części barwnika o wzorze 4, w którym X^ oznacza grupę sulfonową, Y oznacza resztę metyloaniliny oraz 27 części barwnika o wzorze 7, w którym oznacza rodnik metylowy, Y oznacza resztę kwasu aminometanosulfonowego. Następnie do mieszalnika dodaje się 10 części soli glauberskiej i miesza aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Otrzymuje się 100 części środka barwiącego, którym drukuje się lub barwi na kolor czarny tkaniny z włókien celulozowych jednym ze sposobów podanych w przykładach IV-V.

Przykład IV. Oo mieszalnika wprowadza się: 62 części barwnika o wzorze 1, w którym X^ oznacza grupę sulfonową, oznacza atom wodoru, Y oznacza grupę aminową, 10 części barwnika o wzorze 8, w którym X^ oznacza atom wodoru, Y oznacza resztę etyloaniliny, 28 części barwnika o wzorze 5, w którym Y oznacza resztę kwasu aminometanosulfonowego i 10 części soli glauberskiej. Całość miesza się, aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Otrzymuje się 100 części środka barwiącego włókna celulozowe na kolor czarny, który stosowany według przykładu V i VI daje szczególnie dużą stabilność barwy przy zmieniających się warunkach utrwalania.

Przykład V. 60 części środka barwiącego otrzymanego jednym ze sposobów opisanych w przykładach I_s-IV wsypuje się do 1000 części drukarskiego zagęszczenia alginianowego, zawierającego 2,5 części alginianu sodowego, 50 części mocznika, 20 części wodorowęglanu sodowego i 10 części Nitrolu S oraz 866 części wody i miesza pod mieszadłem szybkoobrotowym do rozpuszczenia środka barwiącego. Otrzymaną farbą drukarską drukuje się tkaninę z włókna celulozowego dowolną techniką druku. Następnie zadrukowaną tkaninę suszy się w temperaturze 40-80°C i poddaje utrwaleniu przez parowanie w parowniku parą nasyconą w czasie 8 minut. Po utrwaleniu tkaninę płucze się, pierze i suszy w zwykły sposób. Otrzymuje się wydruk o głębokim kolorze czarnym, czysto białym niezadrukowanym tle'i wysokich odpornościach mokrych i na tarcie, oraz dobrej odporności na światło.

Przykład VI. 65 części środka barwiącego otrzymanego jednym ze sposobów opisanych w przykładach I-1V wsypuje się przy intensywnym mieszaniu do 1000 części roztworu zawierającego 100 części mocznika, 15 części węglanu sodowego i 5 części Nitrolu S, oraz 2 części niejonowego środka zwilżającego. Uzyskaną kąpielą napawa się tkaninę z włókna celulozowego, odżyma do 80-100¾ przyrostu masy, suszy w temperaturze 40-80”C, a następnie utrwala przez parowanie w parze przegrzanej o temperaturze 120’C w ciągu 8 minut. Po utrwaleniu płucze się, pierze i suszy w zwykłyrsposób. Otrzymuje się wybarwienie w kolorze głębokiej czerni, o wysokich odpornościach na czynniki mokre i dobrej odporności na światło.

154 284

Przykład VII . 42 części barwnika o koncentracji typowej i budowie przedstawionej wzorem 1, w którym i oznaczają grupy sulfonowe, Y oznacza grupę amnowii 6 części barwnika o koncentracji typowej i o budowie przedstawionej wzorem 3, w którym X^ oznacza atom wodoru, Y oznacza resztę metyloaniliny, oraz 22 części barwnika o koncentracji typowej i budowie przedstawionej wzorem 7, w którym Rj oznacza resztę metylową, Y oznacza grupę aminową, dodaje się przy intnnyywnym mieszaniu do 1000 części drukarskiego zagęszczenia alginiinowegk o składzie opisanym w przykładzie V i mesza do rozpuszczenia się środków barwiących. Otrzymaną farbą drukarską drukuje się tkaninę z włókna celulozowego, suszy w 40-80*C i następnie utrwala i wykańcza jak w przykładzie V lub VI. Otrzymuje się wydruk o głębokim kolorze czarnym, czysto białym niezadrukwwanym tle i wysokich odpornościach mokrych i na tarcie, oraz dobrej odporności na światło.

Claims (5)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Środek barwiący na kolor czarny przeznaczony do drukowania i barwienia wyrobów z włókien celulozowych i mieszankowych z ich udziałem, zawierający barwniki reaktywne, znamienny tym, że zawiera: 50-80 części wagowych barwnika o wzorze 1 i/uub
2. 2, 5-20 części waaowych barwnika o wzorze
3. 3 i/uub
4. 4 oraz 25-40 części wagowych barwnika o wzorze 5 i/uub 6 i/uub 7, w których to wzorach Xj i oznaczają atom wodoru lub grupę sulfonową, Y oznacza grupę aminową ewentualnie podstawioną resztą meeanosulfonową lub grupę aminno!^lo- lub alkanol- lub cyjanoalkilo- fenylową, w której alkil może zawierać 1-4 atomów wj^la, R^ oznacza grupę karbkamidkwąι Rj oznacza grupę metylową, ponadto ewentualnie zawiera środki wyceniające, stabilizujące, przeciwpylne.

   JC wzór 1

   SOj w Oh sOJfa 13 wzór 2 i

   154 284 ^hq γ

   < óOfa soja a wzór j

   HO NH-C^Ć—^y “Am Ύ

   SO/No SCyNa WZOr¹

   SO/a

   SO^Ha

   -N=N-jQ)-NHSOyWa c ^c^z II I H N i

   a wzór 5
5. 5C₃ Na _ _{y r}N=NjP-N7- Cj &Οα Λα

   NZÓró

   W jv ^^c/

   I a

   SO/Na H O

   I I

   N=N-\

   A_rX ςη m S0₃Na δ C₃Na 3

   Nzór 7

   0^

   V

   154 284

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł