Способ выбора светостабилизаторов окрашенных целлюлозных текстильных материалов и определения их оптимальной концентрации

 

Сущность изобретения: способ заключается в обработке окрашенного материала в растворах светостабилизатора различной концентрации, измерении координат цвета и выборе оптимальной концентрации светостабилизатора при наличии скачкообразного и реверсивного изменения окраски рбразцов, причем оптимальной концентрацией светостабилизатора является та, для которой насыщенность окраски.выше, чем у ближайших образцов, обработанных растворами светостабилизаторов большей и меньшей концентрации, при этом отличие цветового тона от начального не должно превышать 1 отн.ед. (Е). 9 табл., 3 ил. : S &

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ1+ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) -„, jl < () f « » i

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4931745/25 (22) 25.04.91 (46) 07.05,93. Бюл. ¹ 17 (71) Центральный научно-исследовательский институт шерстяной промышленности и Московский текстильный институт им, А.Н. Косыгина (72) А,Г. Новорадовский, Ф.И. Сиваков, Т,Т. Хачатурова и Г.Е. Кричевский (56) 1. Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций. М„Высшая школа, . 1978, с. 280, 2. Кричевский Г.Е. Фотохимические превращения красителей и светостабилизация окрашенных материалов. M.: Химия, 1986, с. 182. (54) СПОСОБ ВЫ БОРА СВ ЕТОСТАБИЛИЗАГОРОВ ОКРАШЕННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ

Изобретение относится к области испы4.ания материалов к световому и атмосферному воздействию и может быть использовано для оценки эффективности светостабилизаторов окрашенных текстильных материалов.

Целью изобретения является повышение надежности выбора светостабилизатора и сокращение длительности процесса выбора оптимальной концентрации светостабилизатора.

На фиг. 1, 2 и 3 изображены графики цветности.

Способ основан на регистрации координат цвета окраски необработанных и обработанных светостабилиэатором окрашенных текстильных материалов. В этом случае при увеличении концентрации

„... Ж„„1814053 Al

4 (я)5 G 01 N 21/25

ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ (57) Сущность изобретения: способ заключается в обработке окрашенного материала в растворах светостабилизатора различной концентрации, измерении координат цвета и выборе оптимальной концентрации светостабилизатора при наличии скачкообразного и реверсивного изменения окраски образцов, причем оптимальной концентрацией светостабилиэатора является та, для которой насыщенность окраски, выше, чем у ближайших образцов, обработанных растворами светостабилизаторов большей и меньшей концентрации, при этом отличие цветового тона от начального не должно превышать 1 отн.ед. (Е), 9 табл., 3 ил. светостабилизатора в текстильном матери- : (р але наблюдаются уменьшение светлоты и насыщенности окраски и изменение цветового тона, Насыщенностью является расстояние от начала координат на плоскости координат цвета а*, Ь* до точки И цветности ассматриваемого образца (h)

C= (*) +(b*)2, цветовой тон — угол между положительной осью а* и прямой, соединяющей начало координат плоскости а* b* с точкой цветности рассматриваемого образца. Координаты а* и b* (+а* — красный цвет, — а* — зеленый, +Ь* — желтый, — b*— синий) рассчитывают по формулам а = 500(ф(}-f(Y));

b* = 200(f(YPf(Z));

f(X) = (Х/Х ) з при (Х/Х ) > 0,008856;

1814053.7

Z = К Н131г;

1= 00 где Х, Y Z - координаты цвета в системе MKO

1964 г„отн.ед.;

Ri — спектр отражения окраски, ; 20

Si — спектр испускания стандартного излучателя МК0, отн.ед„ х,у,г — функция сложения стандартного колориметрического наблюдателя MKO

1964 r., отн.ед.; 25

К вЂ” нормировочный коэффициент, отн.ед.

При обработке окрашенного текстильного материала светостабилиэатором с увеличением его концентрации наблюдается 3 уменьшение насыщенности, затем, если существует взаимодействие между красителем и светостабилизатором, при определенной концентрации светостабилиэатора насыщенность увеличивается и при после- 3 дующем увеличении концентрации светостабилизатора снова начинает падать. Для нахождения оптимальной концентрации рассматривают точку цветности в области, где имеет место максимальная насыщен- 4 ность и минимальное изменение цветового тона среди близлежащих образцов окрашенных текстильных материалов, обработанных светостабилиэатором, В этом случае оптимальную концентрацию светостабили- 4 затора, взаимодействующего с красителем и дающего эффект светостабилизации, можно определить априори по изменению характеристик цветности у обработанного образца, которое обусловлено взаимодей- 5 ствием красителя со светостабилизатором.

Если такого взаимодействия нет, то стабилизатор является неэффективным, т.е. не повышающим светостойкость окраски.

Изобретение позволяет разработать 5 стандартную процедуру отбора светостабилизаторов для окрашенных текстильных материалов, дающих эффект при образовании взаимодействующих пар краситель — светостабилизятор.

f(X) = 7,787(Х/Хп)+16/116 при Х/Хп<

-0,008856;

f(Y) =-(Y/Yï) при Y/Yï > 0,008856:

f(Y) = 7,787(У/Уп) + 16//116 при Y/Уп 0,008856;

f(Z) - (Z/Zn)1/3 при Z/Zn > 0,08856;

f(Z) = 7,787(2/2 ) + 16/116 при Z/Zï < 0,08856;

7О0

Х - К g Н131х1, 1 =400

Y К Rislyi 700

i = 00 51 1

I =400

Пример 1. Проводят крашение вискозно-штапельной ткани красителем кубовым золотисто-желтым ЖХ (дибенэпиренхинон, ДБПХ) по щелочно-восстановительному способу. Концентрированный раствор красителя готовят по следующему режиму: 1 r красителя затирают с несколькими каплями глицерина, добавляют 50 мл дистиллированной воды, 1.5 мл 32,57-ного

10 раствора едкого натра и при перемешивании порциями прибавляют 0,5 г гидросуль- фита натрия. Затем готовят красильный раствор, содержащий

Концентрированный

15 раствор красителя 5 мл/л

Едкий натр (32,5 -ный) 12 мл/л

Гидросул ьфит натрия 3 г/л, и проводят крашение при модуле ванны

1:200 в течение 30 мин, после чего добавляют 15 г/л хлористого натрия и продолжают крашение еще 30 мин. Температура красильного раствора 25 С. Затем ткань промывают в холодной воде и окисляют на воздухе в течение 15 мин, После окисления образец обрабатывают в течение 5 мин в водном растворе ледяной уксусной кислоты (концентрация 5 мл/л). Затем окрашенную ткань промывают горячей, теплой, холодной водой и сушат на воздухе. Образец делят на

0 девять частей, Обработку светостабилизатором восьми окрашенных образцов текстильного материала проводят в водном растворе ацетата кобальта (2) в течение 5 мин. Концентрация. ацетата крбальта (2) в пропиточной ванне: 0,5; 1; 2; 3; 3 5; 4; 5; 6 г/л. Затем ткань отжимают до 100 -ного привеса и высушивают на воздухе.

Координаты цвета в системе МКΠ— 76

0 при освещении стандартным источником

MKO Дж и для стандартного колориметрического наблюдателя MKO — 1964 г. для всех девяти образцов вычисляют по спектрам отражения, измеренным с помощью спектро5 фотометра. Координаты цвета, например, в системе МКО-1976 а*, Ь*, характеризующие цветность объекта(цветовой тон и насыщенность), наносят на цветовой график в координатах a*, Ь*.

0 На фиг. 1 и в табл. 1 представлены координаты цвета в системе СП А — 76 штапельного полотна, окрашенного красителем

ДБПХ (С=5 мл/л) и обработанного ацетатом кобальта (2), при этом каждой точке на цве5 товом графике соответствует определенная концентрация светостабилизатора в образце: 0 — необработанный образец; 1-8 — образцы, обработанные в водном растворе светостабилизатора с концентрацией аце1814053

30

40

50 примере 1, 55 тэта кобальта (2): 1-0,5; 2- 1; 3-2; 4-3; 5-3,5;

6-4; 7-5; 8-6 г/л.

В табл. 2 представлены изменения цвета после обработки образцов соответствующими концентрациями светостабилизатора.

На фиг, 1 прямая линия, соединяющая точку О (цветность исходного необработанного светостабилиэатором образца окрашенной ткани) и начало координат цветового графика, характеризует цветовой тон исходной окраски (отн.ед.). Откло нение экспериментальных точек от прямой линии свидетельствует об изменении цветового тона окраски у обработанных светостабилиэатором образцов, а приближение точек к началу координат соответствует уменьшению насыщенности С (отн.вд.). С= тт(вв тт и. (Ов тт . Ha кривой, приведенной на фиг.1, выделяют три участка: на первом участке происходит постепенное изменение как цветового тона, так и уменьшение насыщенности; на втором участке кривая образует "петлю", и изменения цветового тона и насыщенности происходят скачкообразно эа счет взаимодействия красителя со светостабилизатором; на третьем участке наблюдается постепенное нарастание изменений цветовых характеристик за счет самого светостабилиэаторэ. Оптимальную концентрацию светостабилиэатора содержит тот образец, координаты цвета которого находятся на втором участке кривой (фиг, 1), причем насыщенность окраски является максимальной к значениям, характеризующим близлежащие образцы, а значение цветового тона — минимальным, т,е. оптимальной является точка на кривой, у которой имеются минимальные цветовые различия от Π— точки (цветность необработанного светостабилиэатором образца) для второго участка кривой. В данном случае— ,это точка 6, соответствующая образцу окрашенной ткани, обработанной в водном растворе ацетата кобальта (2) с концентрацией

4 г/л, Положение кривой, соединяющей точки цветности на цветовом графике а* Ь*, зависит от цвета красителя и светостабилизатора, Кривая может лежать в любом из четырех квадрантов плоскости а* Ь* (первый квадрант — желтые, красные и оранже- . вые пятна; второй квадрант — зеленые и голубые; третий — синие; четвертый — пурпурные и фиолетовые).

Доказательство правильности найденной оптимальной концентрации светостабилизатора приведено в табл. 3, где указана светостойкость окраски исследуемых образцов. т,е. цветовые различия между необлученными и облученными образцами окрашенного текстильного материала, обработанного и необработанного светостабилиээтором.

Как следует из фиг. 1 и табл. 1 и 2, наименьшее изменение окраски образца, обработанного светостабилиээтором (минимальное значение Л С и Л Н) наблюдается у образца, обработанного ацетатом кобальта

10 (2) в концентрации 4 г/л, Из табл. 3 следует, что эта концентрация светостабилиэатора снижает цветовые различия, накопленные за период облучения с 9,8 ед, MKO 1976 r. y необработанного сеетостэбилиэатором об15 раэца до 7,3 ед„т,е. на 26%. Таким образом, светостойкость материала, обработанного ацетатом кобальта (2) в концентрации 4 г/л, повышается на 26%, т,е, для такой концентрации ацетата кобальта (2) в окрашенном текстильном материале светостабилиэирующий эффект имеет место.

Хотя увеличение концентрации светостабилиэатора в окрашенном текстильном материале приводит к дальнейшему увели25 чению светостойкости окраски до 34%, что является пределом для данного светостабилизаторэ, однако это приводит и к значительному изменению цвета за сЧет снижения насыщенности окраски, что является нежелательным фактом для колори- ( рования текстильных материалов (уменьшение цветового охвата данного красителя, ухудшения эстетического восприятия внешнего вида и т,д.).

Для нахождения оптимальной концентрации эцетата кобальта (2) в окрашенном текстильном материале по способу (2) требуется 600 ч облучения, а по изобре ению—

1 ч на измерения.и расчеты координат цвета.

Пример 2. Крашение вискозно-штапельной ткани красителем кубовым яркооранжевым КХ (C=1,5 мл/л) проводят, как указано в примере 1, Обработку восьми окрашенных образцов текстильного материала проводят в водном растворе ацетата никеля (2), как указано е примере 1, с теми же концентрациями светостабилизатора.

На фиг. 2 и в табл, 4 и 5 представлены значения характеристик цветности для данных образцов, полученные, как указано е

Как видно из фиг. 2 и табл. 4 и 5, при обработке окрашенного текстильного материала светостабилиэатором ацетатом никеля 92) "петли" не образуется. Следовательно, можно предположить, что этот светостабилизатор не взаимодействует с красителем и недает эффекта светостэбилизации, В табл. 6 представлены цветовые.

1814053

20

25 ных образцов

50

55 различия (определенные, как указано в примере 1).

Видно, что цветовые различия у обработанных и необработанных этими светостабилизаторами образцов после облучения увеличиваются, т.е. светостойкость окрашенного текстильного материала после обработки не только не увеличивается, но даже уменьшается. В этом примере отсутствует эффект светостабилизации, так как на цветовом графике отсутствует скачкообразное и реверсивное изменение насыщенности.

Пример 3. Крашение вискозно-штапельной ткани красителем кубовым яркооранжевым КХ (С=5 мл/л) проводят, как указано s примере 1. Обработку восьми ок.рашенных образцов текстильного материала проводят в водном растворе ацетата кобальта (2), как указано в примере 1, теми же концентрациями светостабилизатора.

На фиг, 3 и в табл. 7 и 8 представлены значения характеристик цветности, полученные, как указано в примере 1, для данКак видно из фиг. 3 и табл. 7 и 8, при обработке окрашенного образца текстильного материала светостабилиэатором ацетатом кобальта (2) на кривой наблюдается три участка, причем на втором участке кривой образуется "петля", т.е, изменения цветового тона и насыщенности происходят скачкообразно за счет взаимодействия красителя со светостабилизатором. Как уже отмечалось в примере 1, оптимальную концентрацию светостабилизатора содержит тот образец, координаты цвета которого находятся на втором участке кривой (фиг.

3), причем насыщенность окраски является максимальной к значениям, характеризующим близлежащие образцы, а значение цветового тона — минимальным, В этом случае — зто точка 6, соответствующая образцу окрашенной ткани, обработанной в водном растворе ацетата кобальта (2) с концентрацией 4 г/л.

Доказательства правильности найденной оптимальной концентрации светостабилиэатора приведены в табл. 9, где указана светостойкость окраски исследуемых образцов, т.е. цветовые различия между необлученным и облученным образцами окрашенного текстильного материала, обработанного и необработанного светостабилизэтором, Облучение проводили при тех же условиях, что и в примере 1.

Как следует из фиг. 3 и табл. 7 и 8 наименьшие изменения окраски образца. обработанного светостабилиэатором, наблюдаются у образца, обработанного светостабилизатором ацетатом кобальта (2) в концентрации 4 г/л, Из табл. 9 следует. что эта концентрация светостабилизатора снижает цветовые различия. накопленные эа период облучения с 5,9 ед,МКО 1976 г. у необработанного светостабилизатором образца до 4,5, т.е, на 24ф,, Таким образом светостойкость материала повышается на

24, т.е. для такой концентрации ацетата кобальта в окрашенном текстильном материале светостабилизирующий эффект имеет место.

Как уже отмечалось в примере 1 и для данного примера, для нахождения оптимальной концентрации ацетата кобальта (2) в окрашенном текстильном материале пф способу (21требуется 600 ч, а по изобретению — 1 ч на измерения и расчеты координат цвета.

Формула изобретения

Способ выбора светостабилизаторов окрашенных целлюлозных текстильных материалов и определения их оптимальной концентрации, включающий разделение окрашенного образца на несколько образцов и их обработку в водных растворах светостабилизаторов различных концентраций, сушку образцов, измерение отраженного от обработанных образцов излучения, выбор светостабилизатора и его оптимальной концентрации, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности выбора светостабилизатора и сокращения длительности процесса выбора оптимальной концентрации светостабилиэатора, измеряют отраженное от необработанного и.обработанных светостабилизатором образцов излучения во всех диапазонах видимого спектра, вычисляют насыщенность окраски и цветовой тон обработанных и необработанных образцов, выбор светостабилизатора осуществляют при наличии реверсивного изменения насыщенности окраски обработанных образцов, а оптимальную концентрацию светостабилизатора определя ют по об раз цу, у кото рого насыщенность окраски выше, чем у ближайших образцов, обработанных растворами светостабилизаторов большей и меньшей концентраций, при условии отличия цветового тона обработанного образца от необработанного не выше 1 отн.ед.

18! 4053

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

1814053

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

1814053

Таблица 7.Таблица 8

Таблица 9

1814053 ра>х цветйости ткани, окржйеййой крвситеаей фбоф1ым золотисто=келтым Т((С 5,0 нл/я, обработанной в эовмои растворе вцетвтв кобальта(2) с концентрацией <- 0,5;

2- 1 ; 3- 2 ; 4- 3, ; 5- 3,5; 6- 4 ; 7- 5 ; 8- 6 г/д и

0- необработанной.

Ркмскими цифии обоэнвчекы участки от точки 0 go точки 4

-С; 4- ?- П; 7-8- И1.

5"абак eh

7Ч

7О

t3 а" вин Й.

4игЛ

1814053

Гфа4их цэетноеза таама, ехраеенмоР красителем обозам

Ярхо-ораниевым C (С 5,0 ма/И,обрвботвнной в аодмом растворе ацетата кобальта(2) с хшщемтрацией 1- 0,5;

2- 1 4 Э- 2 :; 4- Э .; 5- 3,5; 6- 4. ; 7- б, г/» и и иеобработамноВ .О.

5 аен eb. чв

Я a"Iùí eh. Фиг. Э

Составитель А. Новорадовский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Редактор Л, Волкова. Производственно-издательский комбинат "Патент"., г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1826 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5