Спосіб світлостабілізації текстильних матеріалів

Винахід відноситься до технології текстильних матеріалів, конкретніше, до процесів опорядження виробів, що містять вовняні волокна, у середовищі органічних розчинників в машинах хімічної чистки. Відомий спосіб для світлостабілізації текстильних виробів, при якому матеріал обробляється синергічною сумішшю диоксідифенілу і дифеніламіну в середовищі перхлоретилену (ПХЕ) в процесі хімічної чистки [1]. Недоліком цього способу є використання токсичних речовин: гранично допустима концентрація диоксідифенілу складає 5 мг/м3, а дифеніламіну - 0,1 мг/м3 [2]. Відомо також, що для світлостабілізації текстильних матеріалів застосовують кумарини і їх похідні, які виконують роль УФ-абсорберів [3]. Недоліком цих речовин є їх низька розчинність в органічних розчинниках хімічної чистки. Крім того, застосування органічних речовин в процесі хімічної чистки призводить до забруднення навколишнього середовища при втратах розчинників [4]. Найбільш близьким до заявленого є використання ефірних масел в косметичній і парфумерній промисловості з метою одорації продукції [5]. Недоліком застосування таких речовин в якості світлостабілізаторів в практиці хімічної чистки є великі витрати ефірних масел при нанесенні на текстильні вироби методом розпилення. В основу винаходу поставлено завдання створення такого способу світлостабілізації на основі нетоксичних речовин, використання яких в умовах хімічної чистки дозволить підвищити світлостійкість готових виробів, що містять вовняні волокна, надати їм приємного запаху, а також запобігти забрудненню навколишнього середовища. Поставлене завдання вирішується тим, що під час обробки в машинах хімічної чистки в останню ванну вводиться суміш концентрацією 2,1 - 3,2 г/л при такому кількісному співвідношенні інгредієнтів (мас.%): ізопропанол (етанол) 20 бергамотове або неролієве масло 80. Ізопропанол (етанол) застосовують в якості співрозчинника. Бергамотове і неролієве масло діють як світлостабілізатори. Після обробки матеріали можна висушувати при температурах до 90°С. Таблиця 1 Склад ароматичних масел Масло і джерело його одержання Неролієве (з квіток помаранчу або апельсину) Назва речовини метил-антранілат Склад масла Формула COOCH3 tкип., оС 259,8 NH2 індол 253-254 NH Бергамотове (з кожури плодів бергамотового дерева) ліналоол гераніол ліналіл-ацетат ліналіл-ацетат лімонен (СН3)2С=СН(СН2)2С(СН3)(ОН)СН=СН2 (СН3)2С=СН(СН2)2С(СН3)=СН-СН2OН (СН3)2С=СН(СН2)2С(СН3)(ОСОСН3)СН=СН2 (СН3)2С=СН(СН2)2С(СН3)(ОСОСН3)СН=СН2 CH3 197-200 229-230 220 220 176-176,4 С H 3C ліналоол бергаптен CH2 (СН3)2С=СН(СН2)2С(СН3)(ОН)СН=СН2 OCH3 O O 197-200 Тпл. = 179 O Високу ефективність бергамотового масла можна пов'язати наявністю у його складі бергаптена (5-метоксі6,7-фурокумарин). Бергаптен за своєю будовою є фурокумарином, механізм дії якого полягає у поглинанні УФсвітла та наступного випромінюванню світла з більшою довжиною хвилі, ніж поглиненого. Фуранове кільце бергаптена легко окислюється киснем повітря, тому може виконувати роль антиоксиданта. Таким чином, молекула бергаптена поєднує в собі властивості двох типів стабілізаторів, чим і пояснюється висока ефективність бергамотового масла в процесах гальмування окислювальної деструкції. Стабілізуючу дію неролієвого масла можна пояснити з наявністю у його складі метилантранілату та індолу, які за будовою можна віднести до типу стабілізаторів - антиоксидантів амінного типу. Текстильні матеріали сорбують ефірні масла безпосередньо із розчинника центрами сорбції, які знаходяться у дефектних аморфних ділянках волокон. Молекули стабілізаторів утримуються у волокні внаслідок зв'язування полярними групами волокон. Приклад 1 Пасма вовняних ниток масою 1,0 г оброблялись у ванні ПХЕ з додаванням композиції певної концентрації (концентрація добиралась таким чином, щоб після обробки та висушування при 80°С нитки мали приємний нерізкий запах). Розривне навантаження ниток вимірювалось після обробки в ПХЕ з додаванням композицій, 4охгодинного УФ-опромінювання та після витримування в приборі штучної світлопогоди (ГОСТ 10793-64) (табл. 2). Розривне навантаження необроблених вовняних ниток складало 16,4 Η, а ниток, які оброблялись в ПХЕ без додавання масла та висушувались при 80°С, -15,3 Η. Міцність вовняних ниток, стабілізованих ароматичними маслами Масло Неролієве Бергамотове Таблиця 2 Розривне навантаження, Н Концентрація масла у ванні, г/л після обробки після УФ-опром. 3,2 2,1 3,2 2,1 16,20 15,97 16,40 16,40 15,63 15,13 16,10 15,98 після дії світлопогоди 15,58 14,95 16,45 15,77 Наявність бергамотового масла у перхлоетиленовій миючій ванні у концентраціях 3,2 та 2,1 г/л повністю гальмує процеси, що призводять до падіння міцності при проведенні хімічного чищення, а у концентрації 3,2 г/л надає стійкість вовняним ниткам до дії УФ-опромінювання та світлопогоди. Менш ефективним, але досить дієвим, особливо в процесах гальмування негативної дії факторів хімічного чищення, виявилось неролієве масло. Таким чином, як показують наведені в таблиці 2 результати досліджень, запропоновані композиції дозволяють підвищити світлостійкість вовняних матеріалів. Крім того, вовняні нитки, оброблені розчином стабілізаторів у розчиннику хімічної чистки, мають приємних запах. Приклад 2 Виробничі випробування проводили в машинах хімічної чистки "Специма-312" та "Bowe". В табл. З наводяться характеристики цих машин. Таблиця 3 Характеристики знежирювальних машин Показники Завантажувальна маса, кг Тривалість двохванного циклу, хв. Тривалість сушіння, хв. Втрати розчинника, кг на 1 кг виробів Специма-312 12 38-40 16-20 0,10-0,12 Bowe 10-12 37 15-18 0,10-0,12 При використанні технологічного режиму із застосуванням стабілізаторів загальний цикл скорочується на 6-8 хв. Операція сушіння скорочується за рахунок підвищення температури з 60 до 80°С. В присутності стабілізаторів таке підвищення температури не призводить до погіршення механічних властивостей вовни. Запропоновані композиції вводились у другу миючу ванну у концентрації 3,2 г/л. Зразки тканин (табл. 4) підшивали до виробів, які завантажувались в машину хімічної чистки. Після повного циклу чищення без стабілізаторів і з запропонованими композиціями визначали розривне навантаження по основі та стійкість до стирання безпосередньо після обробки та після дії світлопогоди в приборі ПДС. Одержані результати наведені в табл. 5. Таблиця 4 Технічні характеристики тканин Тканина Волокнистий склад, % Плат.-кост. Арт. 4125”П” ІР9-Дл Костюмна "Гранит" Арт. 43302 Костюмна вовна - 67 капрон-11 віскоза - 22 вовна - 88 капрон -12 вовна- 15 Розривне навантаження по основі, Η Стійкість до стирання, циклів 358 24295 245 16355 Арт. 20058 (Італія) поліестер - 85 478 32456 Таблиця 5 Характеристики оброблених тканин Обробки: 1. після хім.- Втрата міцності по основі (%) / втрата стійкості (%) до стирання чистки тканин Стабілізатори 2. після дії костюмна (Італія) платтяно-костюмна костюмна "Граніт" світлопогоди 1 5,2 / 8,6 6,4 / 8,2 2,3 / 6,2 Без стабілізатора 2 9,1/10,8 8,8/9,1 4.2/7,1 1 2,4/2,6 1,7/2,5 1,0/2,1 Неролієве масло 2 3,1/3,8 3,8/3,2 1,9/2,6 Бергамотове 1 0,5/1,3 0/1,7 1,3/1,4 масло 2 1,7/1,9 1,5/2,0 2,2/1,8 Результати досліджень свідчать, що застосування ароматичних масел в якості світлостабілізаторів значно гальмує деструктивні зміни, які відбуваються в самому процесі хімічної чистки і подовжує терміни експлуатації тканин в умовах інсоляції без руйнування і істотного зниження їх міцності. Оскільки стабілізатори вводили дифузійним способом, і вони розташовуються в основному в поверхневих шарах, і захищають від дії факторів зношення не тільки вовну, а і інші волокна, які входять до складу матеріалу. Таким чином, спосіб світлостабілізації текстильних матеріалів з використанням ароматичних масел має такі переваги: 1. Нетоксичність світлостабілізаторів. 2. Розчинення ароматичних масел в розчинниках хімічної чистки. 3. Надання приємного запаху виробам після хімічної чистки. 4. Підвищення світлостійкості вовняних матеріалів призводить до збільшення терміну їх експлуатації в 1,5 і більше разів. Джерела інформації: 1. Патент України № 32371 МКВ D 06 Μ 23 / 10 від 15.05.2003 ρ. 2. Вредные вещества в промышленности: Справочник / под ред. Лазарева Н.В. и Левиной Э.Н. - Лен. отдел: Химия, 1976. - T.I.: Органические вещества. - 592 С. - Т.2.: Органические вещества. - 624 с. 3. Рэнби Б., Рабек Я. Фотодеструкция, фотоокисление, фотостабилизация полимеров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978. - 675 с. 4. Федорова А.Ф. Технология химической чистки и крашения .- М.: Легпромбытиздат, 1990.- 336 с. 5. Химия. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. И.Л. Кнунянц.-М.: Большая Рос. энц., 2000. - 792 с.