Оценка эффективности применения полимерных вязких систем при печатании текстильных материалов активными красителями

АННОТАЦИЯ

В статье приведены данные эффективности применения полимерных вязких систем при печатании текстильных материалов активными красителями. Установлена зависимость вязкости системы от концентрации бентонита и выявлено, что самые при оптимальном содержании компонентов: бентонит:К-4:ГАЭ=1:0,05:0,2 обеспечивают устойчивые структуры с необходимой динамической вязкостью. Выявлено влияние концентрации щелочного агента и времени выдерживания активных красителей на степень фиксации. При этом установлено, что степень фиксации активных красителей при печати с использованием загустки не снижается и на 10-25% выше, чем при использовании существующих загусток. Изучены структурно-механические и реологические свойства разработанных полимерных систем, и сделан вывод о более глубоком проникновении печатных красок в глубь ткани по сравнению с печатанными красками, загущенными альгенатом натрия.

ABSTRACT

The article describes the data of the effectiveness of the use of polymer viscous systems in the printing of textile materials with active dyes. The article the research results about the dependence of the viscosity of the concentration system of bentonite and it was found that bentonite K-4: HAE=1:0.05:0.2 provides stable structures with the required dynamic viscosity in case of having optimal components. The influence of the concentration of the alkaline agent and the holdup time of the active dyes on the degree of fixation was revealed during the research. Along with this it was found that the degree of fixation of active dyes when printing using a thickener has not been reduced and in contrast it was higher by 10-25% than when using existing thickeners. The structural-mechanical and rheological properties of the developed polymer systems were carefully studied and revealed a deeper penetration of printing inks into the fabric, compared with printed inks thickened with sodium alginate.

Ключевые слова: вязкость, концентрация, бентонит, степень фиксации, загустка, компонент, набивка, пористость, полимерная композиция, реологические свойства.

Keywords: viscosity, concentration, bentonite, degree of fixation, thickener, component, packing, porosity, polymer composition, rheological properties.

В современном мире большое внимание уделяется вопросу подбора подходящих загущающих композиций для активных красителей, которые отвечали бы экономическим и экологическим требованиям, предъявляемым к ним в настоящее время на отделочных предприятиях. Поэтому наиболее перспективными прежде всего являются низкоконцентрированные композиции на основе природных и синтетических полимеров отечественного производства, таких как природный бентонит, гидролизованная акриловая эмульсия и универсальный флокулянт К-4, которые не только сами обладают сравнительно низкой стоимостью (на уровне альгинатной загустки), но и обеспечивают экономию химических материалов и энергоносителей. Все вышеперечисленные преимущества могут быть реализованы с внедрением таких загусток, при этом качество печатных рисунков не будет уступать качеству импортных аналогов [1; 2].

В связи с этим в данной статье проанализировано поведение химических компонентов и их эффективность при печатании текстильных материалов активными красителями.

С целью оптимизации состава печатной краски на основе активных красителей и разработанных низкоконцентрированных загущающих составов необходимо проанализировать роль компонентов, входящих в печатную краску. При изготовлении традиционной печатной краски при печатании активными красителями по одностадийному способу придерживаются следующего состава, г/кг:

– краситель – 1,5-2,0

– гидрокарбонат натрия – 20

– лудигол – 10

– мочевина – 80

– загуститель – до 1000.

Гидрокарбонат натрия в печатной краске выполняет роль щелочного агента для создания среды на стадии хранения на уровне рН=8,5÷9,0 и рН=10,0÷11,0 на стадии фиксации. В связи с тем, что водородный показатель разработанных загусток составляет около 10,0, в работе проводились исследования по выявлению влияния концентрации щелочного агента в печатной краске при использовании различных активных красителей, а также времени выдерживания печатной краски на качество отпечатка, которое оценивали по интенсивности полученных рисунков и степени полезного использования активного красителя (СПИК). Соответствующие данные иллюстрируются графиками на рис. 1.

a)

б)

Рисунок 1. Влияние концентрации гидрокарбоната натрия в печатной краске на интенсивность окраски (а) и степень фиксации красителя (б)

Из полученных данных можно сделать вывод, что при использовании красителя активного бирюзового КП нецелесообразно уменьшать концентрацию гидрокарбоната натрия, т. е. в составе печатной краски его концентрация должна быть в пределах 20 г/кг.

При хранении печатной краски с достаточно высокой щелочностью может происходить гидролиз активного красителя. Чтобы выявить влияние времени хранения на степень гидролиза активного красителя при использовании разработанных низкоконцентрированных загусток, осуществляли печать одной печатной краской сразу после ее приготовления и после выдерживания в течение 1, 2 и 6 часов. Для сравнения такой же опыт проводили с печатными красками, приготовленными с загусткой из импринта. Соответствующие данные представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Влияние времени хранения печатной краски на результаты печатания активными красителями

Из полученных данных, представленных в табл. 1, видно, что степень полезного использования активных красителей при печати разработанной загусткой как свежеприготовленным составом, так и после выдерживания его в течение суток при температуре на 10+25% выше, чем при ис­пользовании импринта, и до 40% выше по сравнению с альгинатной загусткой. На основании этого можно сделать заключение, что гидролиз активного красителя при использовании низкоконцентрированной загустки происходит в пределах допустимых значений.

В печатной краске лудигол является слабым окислителем и предохраняет активный краси­тель от восстановительного действия целлюлозы и загустителя. Опыт неко­торых отделочных предприятий показывает, что при использовании тради­ционных загусток лудигол для большинства красителей можно исключить из состава печатной краски. Поэтому важно выяснить необходимость введения в печатную краску этого компонента при использовании новых, более слож­ных по химическому составу загусток. Для этого осуществили печать, в состав которой входил лудигол, и без него. Причем оценивали влияние времени выдержи­вания этих печатных красок на результаты печати (табл. 2).

Таблица 2.

Влияние наличия лудигола в печатной краске при использовании пористой загустки и красителя Дримарен фиолетовый X2RL

Из табл. 2 следует, что введение лудигола не только не повышает выход красителя на ткань, но и приводит к некоторому снижению интенсивности отпечатка. В то же время результаты говорят о том, что печать с использованием разработанной загустки, как при наличии в печатной краске лудигола, так и без него, выдержанной в течение не менее 1 часа, обеспечивает существенное увеличение выхода красителя и повышение степени его фиксации.

Таким образом, увеличение интенсивности окраски при печатании краской после ее выдерживания свыше 1 часа может быть вызвано оседанием композиции, в связи с чем были проведены исследования по измене­нию плотности печатной краски в течение суток. Зависимость плотности печатной краски от времени ее выдерживания представлена в виде гистограм­мы на рис. 2, из которой видно, что плотность печатной краски увеличивается после выдерживания ее в течение часа, а потом остается постоянной (до 6 часов). Это свидетельствует о том, что структура печатной краски на основе разработанной загустки не изменяется при хранении ее в течение суток.

Рисунок 2. Зависимость плотности печатной краски от времени ее выдерживания

Рисунок 3. Зависимость степени фиксации от концентрации мочевины и способа фиксации красителя

Мочевина является основным важным компонентом печатной краски при печатании активными красителями. В связи с этим для оптимизации состава печатной краски при использовании разработанной загущающей системы было исследовано влияние концентрации мочевины на качество печатной краски и результаты печати при различных способах фиксации красителя. Как известно, фиксация красителя при печатании текстильных материалов в различных производствах осуществляется горячим воздухом или же запариванием насыщенным и перегретым водяным паром. Нами выявлено, что в случае фиксации красителя сухим горячим воздухом оптимальной концентрацией мочевины является 100 г/кг, а при запаривании насыщенным и перегретым водяным паром – 60 и 80 г/кг соответственно. Это наглядно видно из представленной на рис. 3 гистограммы, отображающей зависимость степени фиксации от концентрации мочевины и способа фиксации красителя.

Таким образом, разработана технология печатания хлопчатобумажных тканей активными красителями, определены оптимальные концентрации компонентов печатной краски, условия фиксации красителя и промывки ткани после печати.

Список литературы:
1. Епишкина B.A. Использование акриловых сополимеров в процессе печатания активными красителями / В.А. Епишкина, Р.Н. Целмс, A.M. Киселев, В.К. Васильев // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. – 2008. – № 2. – С. 59-62.
2. Некрасова В.Н. Эффективные загустители для активных красителей / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Изв. вузов. Техноло¬гия текстил. пром-сти. – 2009. – № 2. – С. 49-52.