[发明专利]用铬后处理染料进行染色

说明书

铬后处理染料(afterchroming dye)具有高牢度水平并且提供具有优 异的可重现性的染色，因此几十年来已经成为在纤维材料上染色的重 要且广泛使用的组分，这些纤维材料由聚酰胺、毛以及同等的纺织以 及非纺织的天然和合成蛋白质构成。在这些染色的部分的这种高牢度 水平以及这种优异的可重现性仅在用铬(VI)化合物进行铬后处理时才 是可实现的，这些铬(VI)化合物在纤维中被还原并且在纤维和染料之间 形成固定的染料络合物。例如，当以这种方式染色毛料时，它本身充 当还原剂。

铬(VI)化合物具有明显的缺点。它们引起急性的取决于吸入剂量的 过敏性湿疹皮肤反应，并且目前对它们的与吸入性长期接触相关的致 癌效应正在进行争论。因此，最大的接触风险是由吸入造成的，这具 体地在移动、包装和称重的过程中，以及还在运输并且储存铬(VI)化合 物时可以轻易地发生。在这方面，废水中的铬(VI)化合物问题较少，特 别是因为对此的清理方法已经是现在的技术发展水平。

与铬(VI)化合物不同，铬(III)化合物几乎没有毒性；事实上，铬(III) 被认为是人的基本微量元素。在一个成年人的体内储存了0.4mg到0.6 mg之间的铬(III)。

针对这一背景，一直不乏在铬后处理操作中完全避免使用铬(VI) 化合物的尝试。例如，参考文献Advances in Colour Science and Technology，第5卷，第1期，Jan.2002描述了以铬(III)形式引入在纤维 上形成络合物所需要的铬的尝试，例如通过在马来酸酐存在下使用铬 (III)盐，在那种情况下形成了一种马来酸/铬(III)的络合物。在这个过程 中过氧化氢充当氧化剂以生产铬(VI)化合物。类似地，J.Soc.Dyers and Colourists，1993，109(5/6)，193-8描述了铬的氧化状态对铬后处理结果 的影响的研究，其目的是为了避免铬(VI)。然而，人们发现所有这些方 法均导致色彩上、生态意义上或经济上不令人满意的结果，并且当使 用铬后处理染料时，目前没有使用铬(VI)的工业上可实现的替代方案。

因此，对于没有上述使用铬(VI)化合物的缺点、但是提供了与常规 铬后处理方法相似染色结果的方法，一直存在明显的需求。

本发明通过一种用铬(IV)化合物对用铬后处理染料染色的纤维材 料进行铬后处理的方法解决了所述的难题，该方法包括

a)将在水性介质中的水溶性铬(III)化合物氧化成铬(VI)化合物，然 后

b)直接把所得到的溶液送入铬后处理操作。

出人意料地，本发明的方法导致与使用分析纯的重铬酸盐的现有 铬后处理方法一样良好的结果。本领域的技术人员实际上会预期直接 使用氧化溶液将会导致在废水中剩余更多的铬。但如在实验室规模(对 10g的材料进行染色)、在中试规模(对500g的材料进行染色)以及在工 业化规模(对100kg的材料进行染色)已经确定，肯定不是这种情况。

在本发明的方法中使用的优选的水溶性铬(III)化合物包括其阴离 子在氧化成铬(VI)的条件下未以氧化方式转化并且不消耗氧化剂的所 有铬(III)盐。具体地说，这些铬(III)盐是无卤素的化合物，它们除了铬 (III)外不包含进一步可氧化的组分。特别优选的是例如碱式硫酸铬以及 钾铬矾。三价铬氧化成六价铬可以通过不同的方法进行，在这种情况 下可以使用化学氧化剂或进行阳极氧化。

在根据本发明的方法的第一实施方案中，氧化在酸性介质中进行。 为此，优选地，铬(III)化合物是在升高的温度下，具体地在80℃-90℃ 下优选以5％到10％摩尔量的铬(III)化合物通过混入硫酸而被溶解，随 后通过氧化剂或由阳极方式来进行氧化。有用的氧化剂包括例如碱金 属过二硫酸盐(peroxodisulfate)、碱金属过硫酸盐(peroxosulfate)以及具 有适当氧化电位的有机过氧化合物。特别优选的是过二硫酸钾，它有 利地在沸点时使用。