Разработка эффективной технологии колорирования и гидрофобизации камуфляжных тканей из смеси целлюлозных и полиэфирных волокон

Проблема получения текстильных материалов из смеси целлюлозных и синтетических волокон с высокими показателями устойчивости окраски к гветопогоде, к сухому трению и мокрым обработкам является актуальной и важной практической задачей, поскольку увеличение срока службы материала или изделия из него означает экономию дорогостоящих и дефицитных природных или синтетических продуктов и затрат на их производство. В ряде случаев существенное повышение качества окрашенного материала означает создание по существу новой продукции для использования в новых областях науки и техники, а также культуры и быта. В данном случае повышение светостойкости и устойчивости окраски к трению и мокрым обработкам дает возможность использования этих материалов в качестве обивочных материалов в автомобилях, чехлов и т. д. Кроме того, придание данным тканям на стадии заключительной отделки гидро — и олеофобности позволяет использовать их в качестве спецодежды, армейского камуфляжа, плащевых тканей, а также в бытовых целяхувеличивается срок службы изделий.

Проблема качества приобретает особенно актуальное значение в условиях рыночной экономики.

Таким образом, получение тканей с высокими показателями устойчивости окраски к светопогоде, трению и мокрым обработкам является актуальной и до конца еще не решенной проблемой. Многие текстильные материалы выходят из строя, не исчерпав полностью ресурс своей полимерной основы, поскольку красители обычно менее светостойки, чем полимерный материал. Эта проблема требует научно-обоснованного выбора текстильного материала (природа волокон, переплетение) — выбора светостойких красителей и эффективной технологии колорирования (крашение, печатание) — выбора препарата и технологии заключительной отделки. Этой проблеме и будет посвящена тема диссертации, которая имеет прямое отношение к ассортименту текстильных материалов, выпускаемых на ОАО «Балашовский текстиль».

Наиболее перспективным классом красителей для колорирования тканей из смеси природных и синтетических волокон являются пигменты.

Рассмотрим позицию и долю, которые занимает печать в отделочном производстве: 70% - гладкокрашеные ткани.

20% - набивные ткани 5% - пестроткань 5%-белая ткань (рис. 1) [41] Распределение красителей по классам показано на рис. 2. [40] Основное достоинство пигментов заключается в том, что их использование позволяет колорировать и целлюлозную и полиэфирную составляющие ткани красителями одного класса, получать широкую гамму чистых ярких окрасок, устойчивых при эксплуатации к мокрым обработкам и светопогоде. Эти красители универсального типа фиксируются на поверхности элементарных волокон с помощью полимерного связующего независимо от природы волокна. Пигментные красители в крашении и печатании смешанных тканей из целлюлозных и полиэфирных волокон составляют конкуренцию смеси активных и дисперсных красителей, поскольку технология применения пигментов более экономична (отсутствует промывка, одна стадия фиксации). Все это говорит в пользу пигментных красителей. На отделочных предприятиях текстильной промышленности в последние годы заметно усилилась работа по экономному расходу сырья, материалов, топливноэнергетических ресурсов, воды, а также по изысканию дополнительных резервов экономии, увеличению выпуска продукции из сэкономленных материалов. Эта работа проводится на основе совершенствования техники и технологии. По существу речь идет, естественно, не о сокращении объема потребления природных ресурсов, а об их более эффективном использовании, т. е. о сокращении их удельного расхода на единицу выпускаемого конечного продукта. [41 ].

Из-за использования водной технологии текстильно — отделочное производство относится к числу десяти наиболее энергоемких отраслей промышленности.

Более половины энергии, потребляемой в отделочном производстве, расходуется на сушку. [42].

Таким образом, отсутствие процесса промывки тканей, напечатанных пигментными красителями, дает решение сразу нескольких проблем:

1. Рациональное водообеспечение.

2. Проблема очистки промышленных стоков.

3. Энергосберегающая технология.

Целью работы является разработка эффективной технологии колорирования и гидрофобизации смешанных целлюлозно-полиэфирных камуфляжных тканейполучение высоких показателей устойчивости окраски к светопогоде, к сухому и мокрому трению, мокрым обработкам.

Пути выполнения работы включают в себя следующие стадии:

— выбор классов и марок красителей;

— выбор эффективной технологии колорирования хлопко — полиэфирных камуфляжных тканей (крашение и печатание);

— испытания устойчивости окраски напечатанных тканей к сухому и мокрому трению, мокрым обработкам, светопогоде;

— анализ факторов, влияющих на качество гидрофобной отделки смешанных целлюлозно-полиэфирных тканей, напечатанных пигментами;

— выбор технологии и препарата для гидрофобной отделки целлюлозно-полиэфирных тканей, напечатанных композицией на основе пигментов;

— проведение испытаний образцов ткани на эффект водоотталкивания;

— проведение испытаний образцов смешанных целлюлозно-полиэфирных тканей, напечатанных пигментами, на наличие маскировочного эффекта в ИК-области спектра (приборы ночного видения).

Сущность работы.

Данная работа направлена на повышение качества выпускаемой продукции ОАО «Балашовский текстиль», а именно камуфляжных хлопко-полиэфирных тканей, с наименьшими затратами.

Рассмотрены возможные пути колорирования данных тканей разными классами красителей и предложена оптимальная и эффективная технология колорирования композицией на основе пигментов. Проведенные испытания полученных образцов показали, что устойчивость окраски данных тканей соответствует требованиям ГОСТ 29 222–91.

Кроме того, рассмотрены препараты для заключительной отделки тканей из смеси синтетических и природных волокон, напечатанных композицией на основе пигментов. Предложены препараты на основе акрилатов, придающие данным тканям необходимую гидрофобность.

Выбран препарат для гидрофобной отделки хлопко — полиэфирных тканей, напечатанных композицией на основе пигментов, отвечающий требованиям «цена — качеством.

Автор защищает:

— эффективную технологию колорирования целлюлозно — полиэфирных камуфляжных тканей печатной композицией на основе пигментов;

— эффективную технологию гидрофобной отделки целлюлознополиэфирных тканей, напечатанных композицией на основе пигментов. 4 1.

1−70% гладкокрашенные ткани. 2.

2 — 5% пестроткань.

3 — 5% белые ткани.

4- 20% набивные ткани.

Рис. 1 Позиции текстильной печати.

4%.

52%.

52% - пигменты 27% - активные 10% - дисперсные 7% - кубовые 4% - прочие.

10%.

27%.

Рис. 2 Мировое печатание по классам красителей.

Научная новизна.

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

• проведены исследования и установлены причины несовместимости гидрофобизирующего препарата на основе солей циркония и парафиновой эмульсии с композицией на основе пигментов;

• выбраны, обоснованы и предложены препараты для гидрофобной отделки смешанных целлюлозно-полиэфирных тканей, напечатанных пигментами, придающие им необходимый эффект водоотталкивания в соответствии с требованиями ГОСТ;

• выявлено, что близкая химическая природа компонентов печатной композиции и гидрофобизирующего реагента (акрилатная) позволяет получить высокий гидрофобный эффект.

Практическая значимость работы.

• Разработаны теоретически и экспериментально обоснованы рекомендации по колорированию целлюлозно-полиэфирных камуфляжных тканей с целью получения высоких показателей устойчивости окраски к светопогоде, к сухому и мокрому трению, мокрым обработкам.

• Разработана технология гидрофобизации текстильных материалов, напечатанных пигментами различных фирм, с использованием олеофобизирующих препаратов на основе фторуглеродов и препаратов на основе акрилатов.

• Проведены исследования текстильных материалов, напечатанных пигментами различных фирм, на недешифруемость в ИК-лучах спектра (наличие маскировочного эффекта, т. е. невозможность обнаружения приборами ночного видения).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа содержит введение, 4 главы, выводы, список использованной литературы из 67 наименований.

6.0 выводы.

1). Изучено влияние ПАВ различной природы на подготовку к крашению ч пе: -а:л'ю тканей из смесей целлюлозных и полиэфирных волокон, выпу< ых ОАО «Балашовский текстиль», и показано, что наилучшие технс. веские и потребительские свойства достигаются при использовании композиции анионактивных ПАВ (например, Коттокларин PN — препарат фирмы «Хенкель»).

2). Сравнительное изучение технологий крашения (колорирование целлюлозно-полиэфирных тканей красителями различных классов) показало, что разработанная экологичная технология крашения смесью дисперсных и прямых красителей обеспечивает устойчивости окраски к различным воздействиям на уровне 4−5 баллов.

3). Сравнительное обследование технологий печатания целлюлозно-полиэфирных тканей комбинацией красителей разных классов и пигментов показало преимущества последних по экологичности, экономичности, простоте технологии. Устойчивости окрасок, полученных при использовании пигментов, удовлетворяют требованиям ГОСТов РФ. Проведена оптимизация технологии печатания пигментами фирм «Клариант» и «Минерва».

4). Из ряда адгезивных материалов выбран для приклеивания тканей к кирзе (транспортерная лента) печатной машины перманентный клей «Кивотекс ДК 54 L» фирмы «Albert Rose" — данный адгезив обеспечивает длительный срок службы клеевого покрытия даже в жарких климатических условиях.

5). Выявлена необходимость введения в печатную краску препаратов гидрофобной природы для исключения забивания шаблонов печатной краской на основе пигментов. В качестве такого препарата выбрано масло для печати Printol S фирмы «Хенкель». Препараты подобного типа способствуют быстрой и эффективной очистке шаблонов после печати.

6). Выявлено, что акриловый загуститель в пигментных печатных красках, как гидрофильнь’й продукт, ингибирует проявление гидрофобного эффекта на смешанных целлюлозно-полиэфирных тканях, обработанных парафиновой эмульсией с добавкой соединений циркония.

7). Изменение условий гидрофобной отделки целлюлозно-полиэфирных тканей парафиновой эмульсией с добавкой солей циркония (рН, температура, концентрация препарата) не обеспечивает положительного гидрофобного эффекта.

8). Показано, что использование фторорганических препаратов и препаратов на основе акрилатов позволяет обеспечить водоотталкивающий эффект на целлюлозно-полиэфирных тканях в случае пигментной печати на основе акриловых загустителей.

9). Хорошие результаты по гидрофобности достигаются в случае использования композиции на основе производного меламина жирных кислот и парафина за счет близкой химической природы компонентов печатной краски и гидрофобизирующего препарата.

10). Выявлено, что камуфляжные ткани, напечатанные по предлагаемой технологии пигментной печати, отвечают требованиям, предъявляемым к армейскому камуфляжу по устойчивости окраски и по наличию маскировочного эффекта по отношению к приборам ночного видения.