New Eco-friendly Method for Paper Dyeing

• Autorzy: Blus K , Czechowski J , Koziróg A

Warianty tytułu

PL

Nowa, proekologiczna metoda barwienia papieru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For economical and environmental reasons, the paper industry has shifted the production of paper products towards dyed products made from pulp grades with a high content of recovered paper. The basic method for dyeing paper products is pulp colouring with direct and basic dyes. Disadvantages of this method include coloured white water and so-called „bleeding” processes when using those products. „Bleeding” processes are undesired when using tissue products. A new eco-friendly method for dyeing pulp with adducts of reactive dyes and selected cationic aliphatic polyamine compouds was developed. A reactive dye is added to refined pulp and then a cationic polyamine compound. The dyeing substance is adsorbed on the entire surface of refined cellulose based semi finished products in a water medium with a pH near to neutral. After web consolidation, an uniform dye penetrated paper product is obtained, with high colour life and strength. Reactive dyes contain 3’-carboxypyridine-1,3,5-triazine systems that react with cellulose in a medium near to neutral and at a temperature similar to web drying. As polyamine compounds, polycondensates of guanidine with hexamethylene-1.6-diamine and octamethylene-1,8-diamine were used. As was proved by a test done on coloured paper, these compounds are characterised by bactericidal and fungicidal properties, which are advised for tissue paper. The polyamine compounds mentioned cause the quantitative adsorption of dyes on cellulose based pulp, increasing the retention of cellulose fibre fines, and the white water is practically colourless. In principle, this dyeing method does not change the strength, optical, structural and dimensional properties of selected paper products.

PL

Ze względów ekonomiczno-ekologicznych przemysł papierniczy przestawił produkcję wyrobów papierniczych na barwne wyroby wytwarzane z mas papierniczych z dużym dodatkiem makulatury. Główną metodą barwienia wyrobów papierniczych jest barwienie masy barwnikami bezpośrednimi i zasadowymi. Wadą tej metody często są zabarwione wody podsitowe oraz tzw. procesy „krwawienia” w czasie użytkowania wyrobów. Procesy „krwawienia” są niepożądane w czasie użytkowania wyrobów higienicznych {produkty tissue). Opracowano nową proekologiczną metodę barwienia włóknistej masy papierniczej adduktami barwników reaktywnych i kationowych wyselekcjonowanych alifatycznych związków poliaminowych. Do zmielonej masy papierniczej jest dodawany barwnik reaktywny a następnie kationowy związek poliaminowy. Substancja barwiąca jest adsorbowana na całej powierzchni zmielonych półproduktów celulozowych w środowisku wodnym o pH zbliżonym do obojętnego. Po procesie konsolidacji wstęgi papierniczej otrzymuje się równomiernie przebarwiony wyrób papierniczy o dużej żywości i intensywności barwy. Barwniki reaktywne zawierają układy 3’-karboksypirydynotriazynowe wiążące się z celulozą w środowisku zbliżonym do obojętnego, w temperaturze zbliżonej do suszenia wstęgi papierniczej. Jako związki poliaminowe zastosowano polikondensaty guanidyny z heksametyleno-1,6-diaminą oraz oktametyleno-1,8-diaminą. Wymienione związki charakteryzują się właściwościami bakterio- i grzybobójczymi, co potwierdziły badania wykonane na wybarwionych papierach. Tego typu właściwości są wskazane w przypadku stosowania papierów higienicznych. Wymienione związki poliaminowe powodują praktycznie ilościową adsorpcję barwników na masie celulozowej, zwiększając jednocześnie zatrzymanie drobnych frakcji włókien celulozowych. Wody podsitowe są praktycznie bezbarwne. Ten sposób barwienia nie zmienia w zasadniczy sposób właściwości wytrzymałościowych, strukturalno-wymiarowych i optycznych wybranych wyrobów papierniczych.

Słowa kluczowe

EN

paper dyeing; reactive dyes; retention agents; biocidal properties; pulp dyeing; reative dye derivatives; 3’-carboxypyridinetriazine

PL

przemysł papierniczy; barwienie papieru; barwniki reaktywne; środki retencyjne; właściwości biobójcze; pulpa; 3'-carboxypyridinetriazine

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 22, no. 5 (107)
• Strony: 121--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Blus K

• Poland, Łódź, Lodz University of Technology, Institute of Polymers and Dyes Technology

autor

Czechowski J

• Poland, Łódź, Lodz University of Technology, Institute of Papermaking and Printing

autor

Koziróg A

• Poland, Łódź, Technical University of Lodz, Institute of Technology Fermentation and Microbiology

Bibliografia

• 1. Przybysz K, Przybysz Z, Drzewińska E. The Use of Natural Raw Materials in Modern Pulp and Paper Industry. State of Art and Development Prospects (in Polish). Przem. Chem. 2006; 85, 8-9: 1303.
• 2. Przybysz K. Technologia papieru. Ed. WNT, Warsaw, 1997. 3. Szwarcsztajn E. Przygotowanie masy papierniczej. Ed. WNT, Warsaw, 1991.
• 3. Szwarcsztajn E. Przygotowanie masy papierniczej. Ed. WNT, Warsaw, 1991.
• 4. Drzewińska E, Czechowski J, Stanisławska A. Technologia wytwarzania tektury falistej. Ed. Technical Univ. of Łódź, 2006.
• 5. Palenik K. Paper Dyeing by Dyes Soluble in Water (in Polish). Przegl. Papiern. 1994; 50, 3: 98.
• 6. Berry T. Progress in paper coloration. Rev. Prog. Coloration 1998; 28, 1: 18.
• 7. Drzewińska E. The influence of Paper Pulp Type on the Dyeing with Direct Dyes. Fibres & Textiles in Estern Europe 2008; 1: 103-107.
• 8. Jackson AC. Paper dyestuffs and FWAs. World Pulp @ Paper Technology 1995/1996, 133.
• 9. Hunger K. Industrial dyes. Part 5.3. Paper dyes, p. 459. Willey-VCH, Weinheim, 2003.
• 10. Zollinger H. Color Chemistry. Part 7.13. Reactive azo dyes, p. 225. Verlag Helvetica Chimica Acta, Weinheim, New York, 2003.
• 11. Renfrew AHM, Philips DAS, Bates J, Kampali V. Novel fibre-reative triazinyl betaines: a one- step synthesis of 4-mcarboxypyridinium- s-triazine-2-oxides from dichloro-s-triazinyl derivatives. Dyes and Pigments 2004; 60, 1: 85.
• 12. Czajkowski W, Paluszkiewicz J. Reactive Dyes Destinated for Dyeing Cellulose Fibres in Neutral Environment (in Polish). Przem. Chem. 2004; 83, 4: 374.
• 13. Blus K, Paluszkiewicz J, Czajkowski W. Reactive dyes for single-bath and single- stage dyeing of poliester-cellulose blends. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2005; 13, 6: 75.
• 14. Czajkowski W, Blus K, et. al. Method of Dyeing Cellulose Fibres by Reactive Dyes, Derivatives of 3-carboxypyridinotriazine. Pat. RP- 212 177, 2012.
• 15. Paluszkiewicz J, Matyjas E, Blus K. Di and tetrafunctional reactive red dyes. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2002; 10, 4: 64.
• 16. Blus K, Czechowski J. Method of Dyeing Paper Pulps in the Process of Paper Manufacturing. Patent Application. P-387 433, 2009.
• 17. Blus K, Czechowski J. Paper Dyeing by Reactive Dyes (in Polish). Przegl. Papiern. 2009; 65, 12: 749.
• 18. Staino F. Sterilizing polymers and preparation and use. Pat. WO 2004/052 961.
• 19. Falendysh NF. A process for preparation hydrochloride polyhexamethyleneguanidine, salt of polyhexamethyleneguanidne and biocyde agent. Pat UA 61 215, 2003.
• 20. Nijnik A, Hancock R. Host Defence peptides: antimicrobial and immunomodulatory activity and potential application for tacking antibiotic-resistant infections. Emerging Heath Threats Journal 2009, 2.
• 21. Arnt L, et. al. Membrane activity of biomimetic facially amphiphilic antibiotics. Journal of Pfysical Chemistry 2006; 110: 3527.
• 22. Kwiecień A, Górecki T. Modern Polymeric Antibacterial Agents (in Polish). Barwniki, środki pomocnicze 2010; 54, 1: 40.
• 23. Górecki T, Kwiecień A, Szuster L, Wyrębska Ł. PHMG as an Example of Modern Polymeric Antibacterial Agent (in Polish). In: Mat. XXVI Seminnary Polish Colorists Assosiation. Ustroń- Jaszowiec 2011, 111.
• 24. AATCC Test Metod 147-2011. Antibacterial activity assessment of textile materials. Paracell Streak Method.
• 25. Blus K, Czechowski J. Influence of the Dying System on Basic Use Properties of Selected Paper Products (in Polish). Przegl. Pap. 2013; 11: 609.