Разработка новых загущающих систем на основе эфиров целлюлозы и крахмала для текстильной печати

В результате подбора оптимальных температурно-временных параметров фиксации установлено, что лучшие показатели как по устойчивости окраски, так и по жесткости отпечатка достигаются при условии, когда термообработка как для пористых, так и для гелеобразных композиций осуществляется при температуре 160 С в течение 23 мин (рис.8). Увеличение времени и температуры фиксации приводит к снижению показателей устойчивости окрасок к мокрому и сухому трению в среднем на 0,5 балла, а показателя жесткости ткани на – 0,050,13 единицы из-за снижения эластичности полимерной пленки связующего.

113

В связи с тем, что низкоконцентрированные загустки можно получать с использованием стабилизаторов на основе различных соединений алюминия, и при этом они несколько отличаются по свойствам друг от друга, проведено сопоставление их печатно-технические свойств на различных целлюлозосодержащих тканях.

При этом новые пористые и гелеобразные композиции сравнивали как между собой по эффективности используемого алюмо-щелочного стабилизатора, так и с традиционно применяемыми импортными загустками из Сольвитозы С-5 и Эмпринта RS при печати активными красителями и с композицией фирмы «СНТ» – при печати пигментами. Соответствующие данные, полученные при использовании различных загусток и активных красителей, представлены на рис. 9, а пигментов в табл. 6.

Из гистограммы видно, что наиболее привлекательными для использования в качестве загусток являются гелеобразный и пористый составы на основе стабилизатора АЩ (приготовленного из Al(OН)3), т.к именно они обеспечивают степень полезного использования красителя на 1040% выше по сравнению с Эмпринтом RS.

Таблица 6

Влияние вида пигментной композиции на технические результаты печатания

целлюлозосодержащих тканей пигментом Унисперс желтый МЗГ

Из данных таблицы следует, что показатели качества отпечатка на всех исследуемых целлюлозосодержащих тканях по устойчивости окрасок к трению и стиркам, аналогичные образцам, напечатанным импортной композицией фирмы «СНТ» (эталон), обеспечивают только пигментные композиции с низкоконцентрированными загустками на основе стабилизатора АЩ, приготовленного из Al(OН)3. При одинаковой или более высокой интенсивности окраски они незначительно уступают эталону лишь в жесткости ткани в площади рисунка.

Таким образом, с точки зрения качества получаемого отпечатка использование низкоконцентрированных загусток как пористых, так и гелеобразных целесообразно.

В настоящее время отечественные отделочные предприятия стремятся использовать препараты с наименьшей стоимостью. Поэтому была проведена сравнительная оценка затрат на печать. Расчет показал, что использование предлагаемых низкоконцентрированных загущающих составов как гелеобразных, так и пористых, для печати целлюлозосодержащих тканей выгоднее:

• активными красителями в 1,53,0 раза по сравнению с Эмпринтом RS и в 1,52,0 раза по сравнению с крахмальной загусткой;
• пигментами в 1,74,3 раза по сравнению с импортной композицией и до 3-х раз по сравнению с крахмальной.

В связи с ужесточением в последние годы экологический требований к текстильным материалам, были проведены исследования по определению свободного формальдегида, находящегося на ткани. Показано, что при использовании предлагаемых низкоконцентрированных составов свободный формальдегид на ткани отсутствует, как и у импортной композиции. Это позволяет отнести их к IV группе по токсикологическим характеристикам, т.е. к текстильным материалам для детей в возрасте до 1 года. Этот факт является важным преимуществом перед составом ИвНИТИ и ходовой фабричной композицией (табл.7).

Таблица 7.

Содержание формальдегида на бязи, напечатанной пигментом

Бецапринт оранжевый PG

Составы прошли успешные производственные испытания в тканепечатном цехе на предприятии ОАО «Кохматекстиль». Результаты испытаний показали, что замена ходовых фабричных составов на низкоконцентрированные пористые составы на основе ПАЦ-В при печати хлопчатобумажных тканей как активными красителями, так и пигментами позволяет: улучшить качество набивных тканей, повысить экологичность, а также снизить материало- и ресурсоемкость процессов печатания тканей.

1. Разработан способ получения гелеобразных и пористых вязких систем на основе карбоксиметиловых эфиров целлюлозы и крахмала, анионактивного ПАВ и стабилизатора. Установлено, что для приготовления низкоконцентрированных систем целесообразно применять 3,5%-ный раствор КМК-ОК или 1%-ный раствор ПАЦ-В для пористых структур и 2,5%-ный – для гелеобразных, а в качестве поверхностно-активного вещества – стеарат натрия в концентрации 20 г/кг. Выявлено, что необходимые показатели устойчивости структуры загусток обеспечивает введение в смесь гидрогеля полимера и ПАВ 25 г/кг алюмо-щелочного стабилизатора, приготовленного из гидроксидов алюминия и натрия.
2. Определены температурно-временные параметры образования низкоконцентрированных вязких систем. Показано, что пористая система обладает оптимальной кратностью и хорошей устойчивостью во времени, если ее приготовление осуществляется при комнатной температуре, а раствор стеарата натрия вводится в композицию при температуре 4555С.
3. Установлено, что гелеобразные и пористые структуры по реологическим свойствам являются динамически устойчивыми структурами, по тиксотропности не уступают гидрогелям из немодифицированных КМЦ и КМК, а также импортномым загустителям таким, как Сольвитоза С-5.
4. Проведенными вискозиметрическим, калориметрическим и спектрофотометрическим методами исследования установлен факт взаимодействия компонентов низкоконцентрированных вязких систем посредством водородных связей и предложена схема образования новых структур.
5. Разработана технология печатания целлюлозных тканей активными красителями: определены оптимальные концентрации компонентов печатной краски, условия фиксации красителя и промывки ткани после печати. В отличие от классической технологии показана возможность исключения из рецептуры лудигола и уменьшения на 1/3 содержания мочевины, а в процессе промывки целесообразность устранения операции «мыловка». При этом достигаются колористические характеристики напечатанных тканей, не уступающие традиционно применяемым загусткам.
6. Разработана технология печатания пигментами целлюлозосодержащих тканей с использованием новых загусток: подобрано безформальдегидное связующее, в котором в качестве пленкообразующего компонента выступает препарат «Акремос 101», а в качестве сеткообразующего – низкоконцентрированная загустка. В отличие от классической технологии показана возможность снижения в 1,5 раза времени фиксации пигментов.
7. Показано, что по сравнению с импортными композициями использование предлагаемых низкоконцентрированных загущающих составов позволяет снизить затраты на печать целлюлозосодержащих тканей активными красителями до 3-х раз, а пигментами до 4-х раз.
8. Проведены производственные испытания предлагаемого загущающего пористого состава, которые подтвердили результаты лабораторных исследований.

1. Состав для пенной печати пигментами хлопчатобумажных текстильных материалов / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Заявка на патент №2008138800/12 (050023) Приоритет от 29.09.08. Решение о выдачи патента от 26.11.

   09.

2. Загустка для печати активными красителями целлюлозосодержащих текстильных материалов / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Заявка на патент №2009109548/04 (012891) Приоритет от 16.03.10. Решение о выдачи патента от 25.03.10.
3. Некрасова, В.Н. Влияние уровня подготовки хлопчатобумажных тканей на эффективность процесса печатания пигментами / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. – 2008. – №5 – С. 54-58.
4. Некрасова, В.Н. Эффективные загустители для активных красителей / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. – 2009 – №2 – С.49-52.
5. Некрасова, В.Н. Эффективная пористая загустка для пигментной печати / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. – 2010 – №2 – С.50-53.
6. Некрасова, В.Н. Новые загущающие составы для печати активными красителями / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Шестой Всерос. науч. студ. конф. «Текстиль XXI века» – Москва, МГТУ им. Косыгина А.Н. – 2007. – С.71-72.
7. Некрасова, В.Н. Разработка эффективных загущающих и аппретирующих составов на основе эфиров крахмала и целлюлозы / В.Н. Некрасова, Н.В. Татаренко // Тез. докл. Студ. науч. конф. «Дни науки – 2007. «Фундаментальные науки – специалисту нового века» – Иваново, ИГХТУ. – 2007 – С.101.
8. Некрасова, В.Н. Новые перспективные применения эфиров целлюлозы и крахмала в текстильной промышленности / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Материалы 11-ой Междунар. науч. конф. «Эфиры целлюлозы и крахмала: синтез, свойства, применения» – Владимир. – 2007. – 232-233.
9. Некрасова, В.Н. Оценка эффективности применения новых загущающих составов для активных красителей / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль – 2007). – Москва, МГТУ им. Косыгина А.Н. – 2007. – С.71.
10. Некрасова, В.Н. Оценка эффективности процесса печатания пигментами / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова // Тез. докл. Всерос. науч. техн. конф. студ. и молодых ученых «Молодые ученые – производству». – Санкт-Петербург, СПГУТД. – 2008. – С.173-174.
11. Некрасова, В.Н. Применение новых загущающих составов для активных красителей / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Междунар. науч. техн. конф. «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2008). – Иваново, ИГТА, часть 1. – 2008. – С.114.
12. Некрасова, В.Н. Новые экологичные композиции для пигментной печати / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Междунар. науч. техн. конф. «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона» (Лен – 2008) – Кострома. – 2008. – С.118.
13. Некрасова, В.Н. Новые экономичные композиции для пигментной печати / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Междунар. науч. техн. конф. «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль – 2008) – Москва, МГТУ им. Косыгина А.Н. – 2008. – С.179.
14. Худяков, А.А. Анализ и решение некоторых проблем пигментной печати / А.А. Худяков, А.А. О.В. Лапшина, В.Н. Некрасова // Тез. док. VII Регион. студ. конф. с международ. участием «Фундаментальные науки – специалисту нового века». – Иваново, ИГХТУ. – 2008. – С.92.
15. Некрасова, В.Н. Новые пористые композиции для пигментной печати / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Междунар. науч. конф., посвящ. 70-летию фак-та приклад. химии и экологии «Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов». – Санкт-Петербург, СПГУТД. – 2008. – С.29-30.
16. Некрасова, В.Н. Новая пористая загустка для активных красителей и пигментов / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова, О.А. Белокурова // III Междунар. науч. техн. конф. «Достижения текстильной химии – в производство» («Текстильная химия – 2008»). – Иваново. – 2008. – С.81-82.
17. Некрасова, В.Н. Оценка эффективности применения пористых составов при печатании активными красителями / В.Н. Некрасова, Т.В. Кукушкина Т.Л. Щеглова // Тез. докл. Межвуз. науч. техн. конф. асп. и студ. «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2009). – Иваново, ИГТА. – 2009.
18. Некрасова, В.Н. Универсальная загустка для активных красителей и пигментов / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова // Тез. докл. Всерос. науч. техн. конф. студ. и молодых ученых «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфических отраслях промышленности». – Санкт-Петербург, СПГУТД. – 2009.
19. Некрасова, В.Н. Получение на основе эфиров целлюлозы и крахмала модифицированных вязких систем для загущения печатных красок / В.Н. Некрасова, С.С. Серегин, Т.Л. Щеглова // Тез. док. IV Всерос. науч. конф. (с международ. участием) «Физико-химия процессов переработки полимеров». – Иваново, ИХР РАН. – 2009. – С.136-137.
20. Кукушкина, Т.В. Получение на основе эфиров целлюлозы и крахмала модифицированных вязких систем для загущения печатных красок / Т.В. Кукушкина, В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова // Тез. докл. Студ. науч. конф. «Фундаментальные науки – специалисту нового века» – Иваново, том 1. – 2009. – С.96.
21. Серегин, С.С. Изучение механизма образования устойчивых низкоконцентрированных вязких систем на основе модифицированных эфиров целлюлозы и крахмала / С.С. Серегин, В.Н. Некрасова, О.А. Белокурова // Тез. докл. Студ. науч. конф. «Фундаментальные науки – специалисту нового века» – Иваново, том 1. – 2009. – С.98.
22. Некрасова, В.Н. Новые гелеобразные системы для загущения печатных красок / В.Н. Некрасова, Т.Л. Щеглова // Тез. докл. Междунар. науч. метод. конф. с элементами научной школы для молодежи «Достижения в области химической технологии и дизайна текстиля, синтеза и применения красителей». – Санкт-Петербург, СПГУТД. – 2009. – С.57-58.