ЛЕКЦИЯ № 6 ПЕЧАТАНИЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ. Классификация загусток и их свойства
ЛЕКЦИЯ № 6
ПЕЧАТАНИЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Различают следующие виды печати: прямую, вытравную и резервную. При прямой печати цветной узор наносят на белую или окрашенную в светлые тона ткань.… В зависимости от того, какую долю занимает площадь под рисунком при печати,… Качество печати характеризуется не только показателями, используемыми обычно для характеристики качества крашения…Классификация загусток и их свойства
Загустками являются истинные или коллоидные растворы полимерных материалов. Компонент загустки, образующий сетку или остов ее внутренней пространственной структуры, называется загустителем. Макромолекулы загустителей взаимодействуют между собой, образуя пространственную внутреннюю структуру. Существующие в настоящее время загустки можно разделить на две группы: 1) водные растворы различных высокомолекулярных веществ (загустителей), являющиеся однофазными структурированными растворами полимеров; 2) коллоидные двухфазные системы с ярко выраженной поверхностью раздела.
Свойства загусток и, следовательно, печатных красок делятся на две основные группы — печатно-технические и физические. К печатно-техническим свойствам печатных красок относятся: ровнота печати, степень проникновения печатной краски в толщу ткани, степень растекания печатной краски по поверхности ткани, четкость контуров отпечатка и интенсивность его окраски, степень фиксации красителя и др.
Большое значение для управления процессом печати имеет установление связи между печатно-техническими и физическими свойствами печатных красок. Чем меньше вязкость печатной краски, тем глубже печатная краска проникает в глубь ткани при одной и той же скорости работы печатной машины. Причиной растекания контуров рисунка при работе печатного оборудования является снижение вязкости печатной краски вследствие механического разрушения ее внутренней структуры. Качество печати существенно зависит от того, насколько быстро и полностью восстанавливается эта внутренняя структура. Свойство загустки восстанавливать свои свойства после снятия внешних воздействий называется тиксотропностью. Если загустка не обладает тиксотропными свойствами, то она непригодна для использования.
Высокомолекулярные загустители. Выбор продуктов для загущения печатных красок является одной из важнейших проблем в области печати текстильных материалов. Наиболее интересными с технологической точки зрения являются природные вещества. Большинство применяемых в текстильной промышленности природных загустителей относятся к полисахаридам. По объему использования более 90% применяемых природных загустителей являются различными крахмалами и продуктами их модификации. Чаще других используется маисовый (кукурузный) крахмал. Он нерастворим в холодной воде и поэтому для приготовления загустки его подвергают развариванию. Из крахмала готовят загустки 10— 20 %-ной концентрации.
Крахмальные загустки обладают комплексом недостатков. При хранении они неустойчивы, быстро расслаиваются. Печатные краски на их основе не дают четких контуров рисунка, плохо пропитывают ткань и вследствие плохой растворимости в воде плохо удаляются с ткани при промывке, сообщая ей повышенную жесткость. Крахмальные загустки нельзя использовать для приготовления печатных красок, в состав которых входят щелочи, так как под влиянием их крахмал коагулирует. Образующаяся в процессе сушки напечатанной ткани жесткая пленка печатной краски физически препятствует полному переходу красителя на ткань. Кроме того, крахмал вступает в химическое взаимодействие с красителями некоторых классов (активные), образуя жесткую, нерастворимую в воде пленку, что также ограничивает возможности его применения. Крахмал можно подвергать модификации под действием тепла, кислот и механическим путем (тонкий помол).
Из механически обработанного крахмала типа сольвитекс получают загустки с высокими печатно-техническими свойствами. Термокрахмалы (пиродекстрины) образуются в результате кратковременного воздействия на крахмал высоких температур (150—200°С). В зависимости от времени воздействия и температуры получают продукты разной степени деструкции, характеризующиеся различной вязкостью. Декстрины — продукты глубокой степени кислотной деструкции крахмала. Загустки на основе декстринов устойчивы при хранении, к воздействию щелочей, что делает их пригодными для приготовления печатных красок, содержащих значительное количество щелочного агента (например, при печати кубовыми красителями). Недостатком декстринов является низкая загущающая способность, поэтому часто их используют в смеси с крахмалом. Кроме того, декстрины обладают клеящими свойствами, что позволяет применять их в качестве клея при фотофильмпечати.
Известны также и другие способы модификации крахмала, например путем его этерификации, т.е. получение растворимых эфиров крахмала. Наибольшее распространение в качестве загустителя имеет карбоксиметилкрахмал, который получают при действии монохлоруксусной кислоты на крахмал, обработанный щелочью.
КМК рекомендуется применять в тех случаях, когда нужна вязкая загустка с малым содержанием сухого вещества. Печатные краски на основе загустки из КМК позволяют воспроизводить на ткани рисунки с большими площадями, окрашенными в один цвет. Загустка из КМК устойчива при хранении и не обладает восстановительными свойствами, однако она дороже крахмала в 2—3 раза.
Большое значение в качестве загустителей приобрели различные производные целлюлозы, в частности оксиэтилированные производные целлюлозы (ОЭЦ) и простые эфиры целлюлозы, такие, как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). КМЦ используется в виде солей натрия. Загустки на основе КМЦ по сравнению с крахмальными понижают интенсивность окраски ткани. Причиной этого является низкая структурированность печатных красок на основе КМЦ, способствующая глубокому проникновению печатной краски в ткань, что приводит к понижению поверхностной окраски ткани. КМЦ обладает достаточно высокой загущающей способностью уже при 6%-ной концентрации. Она хорошо растворима в холодной воде, но при повышении температуры более 50°С растворимость ее заметно понижается. Благодаря этому печатные краски, приготовленные на основе КМЦ, не растекаются и не дают налёжек при запаривании и мокрой обработке напечатанной ткани. Загустки на основе КМЦ устойчивы при хранении и легко вымываются из ткани холодной водой.
Одним из источников получения загустителей являются морские коричневые водоросли. В состав этих водорослей входит альгиновая кислота, натриевая соль которой используется в качестве загустителя под названием альгината натрия. Альгинат натрия представляет собой твердые и хрупкие пластинки темного цвета. Он легко растворяется в воде и при низких концентрациях дает однородную и вязкую массу. Обычно применяют 8 %-ный раствор альгината натрия. Загустки из альгината натрия устойчивы к щелочам и неустойчивы к кислотам. Они обладают хорошей кроющей способностью и легко вымываются из ткани при промывке. Альгинат натрия совместим со всеми анионными красителями, пигментами и металлокомплексными красителями и несовместим с катионными красителями. За рубежом альгинаты для текстильной промышленности выпускают под различными названиями: манутексы, ламитексы и т.д. Альгинаты типа манутекса содержат 10 % альгината кальция и обладают очень высокой загущающей способностью. Манутексы применяют для печати прямыми, металлокомплексными, дисперсными, кислотными, активными, кубовыми красителями
В практической колористике до сих пор имеют большое значение натуральные камеди, которые являются застывшим соком, выступающим на коре некоторых видов тропических растений. Внешне — это кусочки разной величины, обладающие хрупкостью и роговистым изломом. По химическому строению камеди представляют собой смесь полисахаридов. Они обладают рядом ценных свойств, делающих их незаменимыми при вытравной и резервной печати. Большое значение эти продукты имеют при печатании по тканям из синтетических волокон. Применяют обычно 50 %-ные растворы. Недостатком камедей является их очень высокая стоимость, а также способность взаимодействовать с красителем, что приводит к заметному осветлению окраски, загрязнению фона ткани и потере, красителя. Трагант (фруктовая камедь) обладает хорошей загущающей способностью, ее готовят 6—8%-ной концентрации Трагантную загустку обычно применяют в смеси с крахмальной или декстриновой для печатания по тканям из целлюлозных волокон.
Новым направлением в создании загустителей для текстильной печати является направленный синтез полимеров с заданными свойствами. Интерес к этому направлению в последние годы возрос из-за необходимости замены крахмала и альгината натрия, которые являются синтетическими пищевыми продуктами. В качестве синтетических загустителей в настоящее время применяют в основном карбоцепные линейные полимеры: на отечественных отделочных предприятиях — полиакри-ламид и продукты омыления полиакрилонитрила, а за рубежом — поливиниловый спирт, полимеры акриловой и метакриловой кислот.
Коллоидные двухфазные загустки. В таких загустках один компонент (внутренняя фаза) равномерно распределен в объеме второго компонента (внешней фазы). Общей их особенностью является наличие низкомолекулярного загустителя. Наружная фаза таких загусток должна быть обязательно жидкой, а внутренняя может находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Если загустителем являются твердые частички, загустка называется суспензионной, если загуститель — жидкость (масло) —эмульсионной и если загуститель — газ (воздух) — пенной. В настоящее время наиболее употребимы эмульсионные загустки.
Загущающая способность эмульсионной загустки зависит от концентрации в ней жидкого загустителя (внутренней фазы). Максимальная загущающая способность достигается при концентрации его около 90 %, а при дальнейшем повышении концентрации устойчивость эмульсии падает и она расслаивается.
Наибольшее распространение эмульсионные загустки получили при печати пигментами, где присутствие высокомолекулярных загустителей нежелательно.
Эмульсионные загустки получают путем механического перемешивания масла с водным раствором эмульгатора. При этом капельки масла (велоситового, машинного, веретенного или уайт-спирита) распределяются в водной среде, образуя сферические частицы размером до 0,75 мкм.
Недостатком эмульсионных загусток является их огнеопасность, а также низкая стабильность в присутствии большого количества электролита.
Приготовление печатных красок
Приготовление печатных красок осуществляется по заранее разработанной и утвержденной рецептуре, которая учитывает характер и свойства применяемых… Приготовление загусток и печатных красок на отделочных предприятиях…Технология печатания тканей
Процесс печатания включает несколько стадий, осуществляемых на различном оборудовании:
подготовкатканей к печатанию;
Нанесение печатной
сушка напечатанной ткани.
зреление — обработка напечатанной и высушенной ткани в атмосфере пара при температуре 100°С и более.