Выпускная форма оптического отбеливателя

Выпускная форма оптического отбеливателя

Реферат

 

Изобретение относится к выпускным формам оптических отбеливателей, предназначенных для оптического отбеливания целлюлозных текстильных материалов и бумаги. Описывается выпускная форма оптического отбеливателя, включающая мас. ч: оптический отбеливатель триазиниламиностильбенового ряда 100, прямой краситель синей гаммы 0,05-0,15, прямой краситель зеленой гаммы 0,001-0,05 и прямой краситель красной гаммы 0,01-0,0001. Технический результат: отбеливающая способность предложенного оптического отбеливателя (ОО) повышается в 2,2 раза по сравнению с известным ОО, содержащим смесь синего прямого и синего кислотного красителя, нежелательный красноватый оттенок белизны изменяется на голубой или нейтральный. 5 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению выпускных форм оптически отбеливающих веществ (OOВ) на основе флуоресцентных производных 4,4'-бис-(1,3,5-триазин-2-ил-амино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты, предназначенных для оптического отбеливания целлюлозных текстильных материалов и бумаги.

Целлюлозные волокна характеризуются большей или меньшей желтизной из-за наличия окрашенных соединений [1, 2]. Нежелательный тон можно смягчить при помощи оттеночных красителей. На практике в основном применяются синие или фиолетовые красители, например: прямой синий светопрочный КУ, прямой фиолетовый С, кислотный синий К, кислотный фиолетовый С, основной фиолетовый К, прямой голубой светопрочный, кислотный ярко-синий антрахиноновый и т.п. [3-5] . При этом "подсиненные" ткани выглядят менее желтыми, но более тусклыми и серыми, т.к. общее количество света уменьшается [6]. Этот недостаток устраняется, если совместить действие синего красителя и флуоресцентного отбеливателя. В этом случае флуоресценция оптического отбеливателя накладывается на отражение белого материала, действуя как дополнительный источник излучения [1, 2].

Одним из наиболее широко распространенных OOВ, применяемых для устранения естественной желтизны текстильных материалов, является белофор КД-2: [4,4'-бис(4''-анилино-6''-морфолино-триазин-2''-иламино)-2,2'-стильбендисульфокислота, динатриевая соль (отбеливатель I).

Однако эта выпускная форма обладает недостаточной отбеливающей способностью и придает нежелательный красноватый оттенок материалу.

Устранение нежелательного оттенка белизны материала достигается благодаря применению красителей синей гаммы [1, 3-5]. После "подсинивания" коэффициент отражения для всех длин волн снижается, но в большей степени для диапазона 600-700 нм [6]. Визуально воспринимаемая белизна при этом повышается, т.к. на ее восприятие большое влияние оказывает цветовой тон: желтый снижает белизну, голубой повышает [6].

Увеличение поглощения излучения материалом в интервале 600-700 нм приводит к уменьшению коэффициента отражения в указанной области, что увеличивает долю голубой, синей и фиолетовой компонент в спектре отражения [6]. Красители синей гаммы влияют на изменение коэффициента отражения в узком интервале длин волн. Для того, чтобы уменьшить коэффициент отражения в более широком интервале, в патенте КНР [7] используют оттеночные красители синей и красной гаммы. Предложенная комбинация красителей не является оптимальной, т.к. используется очень высокая относительная концентрация красителя красной гаммы, что вносит значительный дисбаланс в спектр отражения и приводит к снижению отбеливающего эффекта. В американских патентах [8-9] предлагается использовать комбинацию красителей: синей, красной и желтой или синей, красной и фиолетовой гаммы соответственно. Однако эти предложения имеют общий недостаток - смешение отдельных компонентов не позволяет получить белый цвет. Устранить отмеченный недостаток и существенно увеличить отбеливающий эффект позволяет применение комбинации красителей синей, зеленой и красной гаммы. Смешение красителей указанных цветов позволяет получить в сумме белый цвет. Кроме того, уменьшить коэффициент отражения в диапазоне длин волн от 500 до 700 нм и наиболее оптимально сбалансировать спектр отражения во всей видимой области. Однако следует учитывать, что чем ближе максимум поглощения оттеночного красителя к максимуму флуоресценции отбеливателя (416-466 нм), тем более строгими становятся концентрационные ограничения [10]. Поэтому красители красной и зеленой гаммы используются в значительно меньших концентрациях, чем синей.

Задачей изобретения является существенное повышение эффективности указанного флуоресцентного отбеливателя при одновременном улучшении оттенка белизны материалов, благодаря применению красителей синей, зеленой и красной гаммы, добавляемой в выпускную форму OOВ.

Предлагаемый состав выпускной формы OOВ отличается от известного состава тем, что в него на 100 мас.ч. OOВ вводятся прямые красители, мас.ч.: - синей гаммы: 0,05-0,15; - зеленой гаммы: 0,001-0,05; - красной гаммы: 0,01-0,0001.

Для выпускных форм нового состава в качестве ООВ использовано соединение (отбеливатель I): динатриевая соль 4,4'-бис(4''-анилино-6''-морфолино-триазин-2''-иламино)-2,2'-стильбендисульфокислоты.

Благодаря добавке красителей синей, зеленой и красной гаммы отбеливающая способность OOВ на хлопчатобумажной ткани возрастает в 1,4-2,2 раза, улучшается оттенок белизны, приближаясь к синеватому, и достигается экономия дорогостоящего отбеливателя.

Для оптического отбеливания бумаги и целлюлозных текстильных материалов известна жидкая выпускная форма оптического отбеливателя, содержащая в качестве флуоресцентного производного 4,4'-бис[4''-диэтаноламино-(п-сульфоанилино)-1,3,5-триазин-2''-иламино] -2,2'-стильбендисульфокислоты в виде соли с добавкой карбамида и диэтаноламина (отбеливатель II) [I].

Данная жидкая выпускная форма обладает недостаточной отбеливающей способностью и создает нежелательный красноватый оттенок белизны материала.

Постоянство показателя белизны бумаги, ее оттенка имеет огромное значение для правильной передачи тональности и точности воспроизведения цвета печатных изображений.

Добавление композиции прямых красителей синей, зеленой и красной гаммы приводит к существенному повышению эффективности указанного флуоресцентного отбеливателя и улучшению оттенка белизны бумаги.

Благодаря добавке красителей отбеливающая способность OOВ для бумаги возрастает в 1,4-2,2 раза, улучшается оттенок белизны, приближаясь к синеватому или нейтральному и достигается значительная экономия дорогостоящего оптического отбеливателя.

Приготовление выпускных форм на основе отбеливателей I и II с добавками красителей показано в примерах 1-10, 12, а методика и результаты определения отбеливающей способности полученных выпускных форм - в примерах 1, 12 и таблице.

Оценку белизны образцов проводили на фотоэлектронном колориметре типа "Эльрефо" фирмы "Оптон", которую рассчитывали по формуле Бергер [1, 5] WR_y+3(R_zR_x), где R_x, R_y, R_z - коэффициенты отражения при красном, зеленом и синем светофильтрах соответственно [1, 5].

Пример 1 В лабораторный смеситель загружали 100 г отбеливателя, 0,05% прямого бирюзового светопрочного К (C.I. Direct Blue 86), 0,05% прямого зеленого светопрочного (C.I. Direct Green 26) и 0,01% прямого алого (C.I. Direct Red 23) (в расчете на 100% массы ООВ). Процесс смешения осуществляли в течение одного часа. Окончание процесса смешения контролировали с помощью отбора проб, которые затем анализировали на спектрофотометре СФ-26.

Отбеливание и крашение образцов ткани проводили в лабораторной стиральной машине типа "Лаундер - Ометр" при 52^oС в течение 20 минут. Каждый образец ткани массой 1,5 г помещали в герметически закрытый стакан, в который предварительно загружали 200 мл водного раствора, содержащего 0,2% отбеливателя (на сухую ткань). По окончании процесса отбеливания образцы промывали водой и выдерживали в сушильном шкафу в течение 3 минут при температуре 70^oС. У полученных образцов ткани измеряли белизну (W) и спектры отражения в диапазоне длин волн 400-740 нм. Спектры отражения измеряли на приборе "Color Eye 7000" фирмы "Gretag Macbeth".

Пример 2 Отличается от примера 1 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,05% прямого ярко-голубого светопрочного (C.I. Direct Blue 106), 0,01% прямого ярко-зеленого светопрочного 4Ж (C.I. Direct Green 28) и 0,001% прямого красного 2С (C.I. Direct Red 54).

Пример 3 Отличается от примера 1 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,05% прямого чисто-голубого (C. I. Direct Blue 1), 0,001% прямого зеленого светопрочного С (C.I. Direct Green 96) и 0,0001 прямого красного светопрочного С (C.I. Direct Red 79).

Пример 4 Отличается от примера 1 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,1% прямого бирюзового светопрочного К, 0,05% прямого зеленого светопрочного и 0,01% прямого алого.

Пример 5 Отличается от примера 2 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,1% прямого ярко-голубого светопрочного, 0,01% прямого ярко-зеленого светопрочного 4Ж и 0,001% прямого красного 2С.

Пример 6 Отличается от примера 3 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,1% прямого чисто-голубого, 0,001% прямого зеленого светопрочного С и 0,0001% прямого красного светопрочного С.

Пример 7 Отличается от примера 6 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,15% прямого чисто-голубого, 0,05% прямого зеленого светопрочного С и 0,01 прямого красного светопрочного С.

Пример 8 Отличается от примера 1 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,15% прямого бирюзового светопрочного К, 0,01% прямого зеленого светопрочного С и 0,001% прямого красного светопрочного С.

Пример 9 Отличается от примера 2 тем, что к отбеливателю I добавляется 0,15% прямого ярко-голубого светопрочного, 0,001% прямого зеленого светопрочного и 0,0001% прямого красного 2С.

Пример 10 Отличается от примера 6 тем, что содержание отбеливателя I уменьшено в 2 раза и составляет 0,1% от массы сухой ткани.

Пример 11 (контрольный) Отличается от примера 1 тем, что отбеливатель I не содержит оттеночных красителей.

Примеры 12, 13 (прототип) Отличается от примера 1 тем, что отбеливатель I содержит в качестве оттеночного красителя 0,2% прямого бирюзового светопрочного.

Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что применение комбинации красителей синей, зеленой и красной гаммы позволяет существенно повысить эффективность отбеливателя I. При отсутствии оттеночных красителей (пример 11) отбеливатель I обеспечивает показатель белизны для х/б ткани 133,4% при содержании отбеливателя 0,2% (на сухую ткань). При использовании новой выпускной формы ООВ с оттеночными красителями (пример 10) показатель белизны равен 137,3% при содержании отбеливателя 0,09% (на сухую ткань), что позволяет сократить расход отбеливателя I в 2,2 раза. Существенное повышение показателя белизны х/б ткани по прототипу (пример 12) достигается лишь при увеличении концентрации OOВ в 2 раза.

Пример 14 В трехгорлую колбу объемом 1000 мл, снабженную мешалкой, загружали 500 г отбеливателя II и оттеночные красители синей, зеленой и красной гаммы в количествах 0,1 г, 0,001 г и 0,001 г соответственно.

Процесс смешения осуществляли в течение одного часа при температуре 20^oС до полного растворения красителей. Контроль за полнотой растворения красителей осуществляли методом отбора проб, которые анализировали на спектрофотометре СФ-26. Для полного исключения механических примесей и частично не растворившихся красителей раствор фильтровали на нутч-фильтре.

Испытание жидких выпускных форм на основе отбеливателя II проводили при отбеливании бумаги в массе по ГОСТ 27404. Дозировка отбеливателя II составляла 0,5-2,0% (в пересчете на 100%) от массы абсолютно сухой целлюлозы.

Образцы бумаги готовили из бумажной массы, содержащей химически отбеленную целлюлозу, канифольный клей, сернокислый алюминий и каолин. Показатель белизны образцов бумаги определяли при помощи фотоэлектронного колориметра "Эльрефо".

Для отбеливателя II без оттеночных красителей при дозировке 1,0% (на массу абсолютно сухой целлюлозы) показатель белизны составил 124,7%, а при использовании новой выпускной формы этого OOВ (с оттеночными красителями) в дозировке 0,5% показатель белизны 126,1%, что позволяет сократить расход отбеливателя в 2 раза.

Как видно из приведенных экспериментальных данных, заявляемая выпускная форма оптического отбеливателя позволяет повысить отбеливающую способность целлюлозных текстильных материалов и бумаги в 1,4-2,2 раза и улучшает оттенок белизны. В результате достигается экономия дорогого и дефицитного оптического отбеливателя.

Источники информации 1. Емельянов А.Г. Оптически отбеливающие вещества и их применение в текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1971.

2. Б. М. Красовицкий, Б.М. Болотин. Органические люминофоры, М.: Химия, 1977.

3. Авт. свид. СССР 1714013.

4. Авт. свид. СССР 1714016.

5. Патент РФ 2081137.

6. И. А. Горловский и др. Лабораторный практикум по пигментам и пигментированным лакокрасочным материалам. Л.: Химия, 1990.

7. Патент КНР 111034.

8. Патент США 5131910.

9. Патент США 2002/0038484.

10. К. Венкатараман. Химия синтетических красителей. Л.: Химия, том VI, 1977.

Формула изобретения

1. Выпускная форма оптического отбеливателя для целлюлозных текстильных материалов и бумаги, содержащая оптический отбеливатель триазиниламиностильбенового ряда и цветовую добавку, отличающаяся тем, что добавка представляет собой композицию прямых красителей, включающую красители синей гаммы, зеленой гаммы и красной гаммы, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Оптический отбеливатель - 100 Прямой краситель синей гаммы - 0,05 - 0,15 Прямой краситель зеленой гаммы - 0,001 - 0,05 Прямой краситель красной гаммы - 0,01 - 0,0001 2. Выпускная форма оптического отбеливателя по п.1, в которой оптический отбеливатель триазиниламиностильбенового ряда - динатриевая соль 4,4'-бис-(4"-анилино-6"-морфолино-триазин-2"-иламино)-2,2'-стильбендисульфокислоты.

3. Выпускная форма оптического отбеливателя по п.1, в которой оптический отбеливатель триазиниламиностильбенового ряда - соль 4,4'-бис-[4"-диэтанол-амино-(п-сульфанилино)-1,3,5-триазин-2"-иламино] -2,2'-стильбендисульфокислоты.

4. Выпускная форма оптического отбеливателя по п.1, в которой прямой краситель синей гаммы выбран из ряда, включающего прямой ярко-голубой светопрочный C.I. Direct Blue 106, прямой бирюзовый светопрочный К C.I. Direct Blue 86, прямой чисто-голубой С. I. Direct Blue 1.

5. Выпускная форма оптического отбеливателя по п.1, в которой прямой краситель зеленой гаммы выбран из группы, включающей прямой зеленый светопрочный C.I. Direct Green 26, прямой ярко-зеленый светопрочный 4Ж C.I. Direct Green 28, прямой зеленый светопрочный С C.I. Direct Blue 96.

6. Выпускная форма оптического отбеливателя по п.1, в которой прямой краситель красной гаммы выбран из группы, включающей прямой алый C.I. Direct Red 23, прямой красный 2С C.I. Direct Red 54, прямой красный светопрочный С C.I. Direct Red 79.

РИСУНКИ

Рисунок 1