Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

в эжекторных машинах. При этом больше расход воды и хими-

ческих материалов, а качество промывки хуже, могут образо-

вываться належки, отпечатки на не заполненных рисунком уча-

стках, замыв фона. Для промывки применяют те же линии, что

и для промывки-релаксации: МП-220 Т, линии фирм «Фляйс-

нер» (ФРГ), «Ариоли» (Италия) и др. Режим промывки зави-

сит от класса красителей, которые применялись для печати.

§ 2. ПЕЧАТНЫЕ КРАСКИ

Печатные краски представляют собой композиции, содержащие

краситель, растворитель (обычно воду), текстильно-вспомога-

тельные вещества, создающие условия для максимально полной

фиксации красителя, и загуститель. При печатании для получе-

ния рисунка красящий состав наносится только на определен-

ные места. Для получения высококачественной печати с четким

контуром рисунка печатная краска должна обладать следую-

щими свойствами:

не растекаться при нанесении на волокнистый материал;

быть однородной по составу, легко проникать через шаблон,

не засорять его, легко заполнять гравюру и выбираться из нее

(при печатании на машинах с гравированными валами);

обладать клейкостью, смачивать волокнистый материал;

иметь оптимальные деформационные свойства;

вязкость печатной краски не должна уменьшаться вследст-

вие механического разрушения ее внутренней структуры под

действием печатных органов машины. Внутренняя структура

должна обладать свойством быстро восстанавливаться, т. е.

быть тиксотропной (от Греч, thixis — прикосновение и trope —

изменение; тиксотропность — это способность некоторых струк-

турированных полимерных и дисперсных систем самопроиз-

вольно восстанавливать разрушенную механическими воздейст-

виями исходную структуру;

быстро и равномерно набухать при запаривании и не пре-

пятствовать переходу красителя в волокно;

хорошо смываться при промывке.

Большинство из перечисленных свойств печатная краска

приобретает благодаря наличию в ней загустки. Загустка не

должна взаимодействовать с красителем и текстильно-вспомо-

гательными веществами, входящими в состав печатной краски,

она должна быть устойчивой к их воздействию.

§ 3. ЗАГУСТИТЕЛИ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИЗ НИХ ЗАГУСТОК

Загустки можно разделить на две большие группы;

I) загустки на основе водных растворов гидрофильных вы-

сокомолекулярных веществ — загустителей, которые, раство-

ряясь в воде, образуют вязкие коллоидные растворы;

2) двухфазные коллоидные системы с ярко выраженной по-

верхностью раздела (эмульсионные, пенные).

И в том и в другом случае отдельные элементы загустки,

взаимодействуя друг с другом, образуют пространственную

внутреннюю структуру.

Для получения загусток первой группы применяют природ-

ные полимеры, такие, как крахмал, декстрин, камеди и др. Из

крахмалов чаще других используют маисовый, реже картофель-

ный или пшеничный. Загущающая способность крахмала неве-

лика, поэтому из него готовят загустки 10—20 %-й концентра-

ции. Крахмальные загустки обладают целым рядом недостат-

ков: они неустойчивы и при хранении расслаиваются, плохо

пропитывают полотно, не позволяют получить четкие контуры

при печатании и плохо смываются, отчего полотна и изделия

становятся жесткими. Для улучшения свойств крахмальных за-

густок крахмал подвергают модификации. Простейшим видом

модификации является частичный гидролиз крахмала в присут-

ствии кислоты.

В трикотажной промышленности загустки на основе крах-

мала применяются очень редко.

Декстрины — продукты термического или гидролитического

расщепления крахмала. Декстриновая загустка обладает хоро-

шими клеящими свойствами, хорошо смачивает волокнистый

материал, устойчива к действию щелочей и хранению, легко

смывается. Но загущающая способность ее низка, поэтому для

приготовления загустки берут от 200 до 500 г декстрина на 1 кг

полотна в зависимости от условий гидролиза и степени поли-

меризации.

Декстриновые загустки рекомендуется использовать при пе-

чати кубовыми красителями и вытравной печати, так как они

обладают восстановительными свойствами.

Камедь представляет собой смесь полисахаридов. Получают

ее из сока тропических растений, акаций. Камедные загустки

обладают высокой клеящей и кроющей способностью, при печа-

тании позволяют получить четкий контур, устойчивы к дейст-

вию щелочей и кислот, хорошо смываются. Недостатками ка-

медной загустки являются высокая стоимость и низкая загу-

щающая способность.

Камедные загустки можно использовать при печати краси-

телями большинства классов.

Альгинат натрия — продукт, получаемый при переработке

морских водорослей. Альгинат натрия обладает высокой загу-

щающей способностью, поэтому для приготовления печатных

красок лишь 4—6 общей массы составляют загустки. Альги-

натная загустка пластична, хорошо смачивает волокно, устой-

чива при хранении и к действию щелочей, легко смывается. Мо-

жет применяться при печати красителями практически всех

классов, но особенно большой интерес представляет для печати

активными красителями.

Эти загустки нельзя применять для печати катионными кра-

сителями. Кроме того, альгинат натрия неустойчив к действию

солей тяжелых металлов. Альгинат натрия довольно дорог и

является пищевым продуктом.

При обработке солями кальция загущающая способность

альгината натрия возрастает, благодаря чему его расход при

приготовлении загустки может быть снижен до 3—3,5 %. За

рубежом загустки на основе альгината выпускаются под торго-

выми названиями: манутексы (Великобритания), ламитексы

(Норвегия), матональги (Франция). В трикотажной промыш-

ленности применяются широко.

Карубин и гуаран относятся к полисахаридам. Их получают

из семян рожкового и гуарового деревьев. Загустки на основе

карубина и гуарана по своим свойствам близки к трагантным

загусткам, но неустойчивы к действию щелочей. Для повыше-

ния устойчивости их подвергают этерификадии, карбоксилиро-

ванию или оксиэтилированию.

Модифицированные продукты обладают хорошей раствори-

мостью, обеспечивают получение высокого качества печати,

легко смываются с волокна, однородны по своей структуре, ши-

роко применяются при печатании плоскими и цилиндрическими

сетчатыми шаблонами.

Выпускаются под торговым названием гуаранаты (Фран-

ция), мейпрогумы (Швейцария), диапринты (ФРГ), индалки

(Италия). Хорошо зарекомендовали себя при печатании син-

тетических материалов. Применяются для печати кислотными,

металлсодержащими, дисперсными и катионными красителями.

Трагант — застывший сок растения трагакант семейства бо-

бовых, относящегося к камедесодержащим растениям. Трагант

обладает высокой загущающей способностью (на его основе го-

товят 8—10 %-е загустки), пластичностью, кроющей способно-

стью, хорошо смачивает волокнистый материал, устойчив при

хранении, хорошо удаляется при промывке.

Основными недостатками трагантной загустки являются

плохая клейкость и низкая устойчивость в щелочной среде. При

приготовлении она требует тщательного и продолжительного

разваривания. Вследствие сильной засоренности трагантная за-

густка находит ограниченное применение при печатании с по-

мощью сетчатых шаблонов. Кроме того, для получения опти-

мальных печатно-технологических свойств ее используют в смеси

с другими загустками: крахмальной, декстриновой и т. д.

В трикотажной промышленности трагантная загустка приме-

няется очень редко.

С появлением машин с ротационными сетчатыми шаблонами

стали уделять очень большое внимание выбору загустителей.

Кроме того, расширился ассортимент текстильных изделий,

подвергаемых печати, увеличилась доля синтетических волокон,

что также выдвинуло некоторые новые требования к загусти-

телям.

Природные загустители не всегда обладают всем комплек-

сом необходимых свойств. У них может быть низкая загущаю-

щая способность, сильная загрязненность, плохая клейкость,

они плохо смываются при промывке, неустойчивы к некоторым

химикатам и т. д. Поэтому в последние годы велся интенсив-

ный поиск новых загущающих веществ. Были получены загу-

стители на основе модифицированных природных полимеров:

карубина и гуарана, альгината натрия, о которых уже упоми-

налось, а также на основе крахмала и целлюлозы.

Загустители на основе модифицированного крахмала. Одним

из путей модификации крахмала является его этерификация

(получение простых и сложных эфиров крахмала). Этерифика-

ция приводит к улучшению растворимости крахмала, повыше-

нию его устойчивости при хранении и улучшению вымывае-

мости из волокнистых материалов.

Простые эфиры крахмала обладают лучшими печатно-тех-

нологическими свойствами, чем сложные. Наиболее широко

применяют карбоксиметиловый и гидроксиэтиловый эфиры

крахмала. По своим печатно-технологическим свойствам они

приближаются к камеди и траганту. На основе карбоксимети-

лового эфира выпускается сольвитоза С5, которая применяется

в виде 6—10 %-х водных растворов.

На основе эфиров целлюлозы выпускаются загустители под

торговым названием: сольвитоза Н4М, KV и др. (ФРГ, Ни-

дерланды); монагумы N и W (ФРГ); колопринт СМ (Швейца-

рия) и т. д. Все они хорошо растворяются в воде, обеспечивают

получение четкого контура при печатании, устойчивы при хра-

нении, некоторые из них неустойчивы к солям многовалентных

металлов. Могут применяться для печатания кубовыми краси-

телями и кубозолями. Колопринт СМ рекомендован для печати

активными красителями, сольвитоза OFA — дисперсными, кубо-

выми, кислотными, кислотными металлсодержащими.

Загустители на основе эфиров целлюлозы. Наиболее широко

применяют карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), которая хорошо

растворяется в воде, обладает высокой загущающей способно-

стью.

Степень удаления с волокнистого материала при промывке

зависит от степени полимеризации и этерификации.

Загустителями на основе эфиров целлюлозы являются

также оксиметилцеллюлоза и метилцеллюлоза.

Синтетические загустители. Еще одним направлением реше-

ния проблемы загустителей является создание синтетических

загустителей. Практическое значение имеют полиакриламид,

поливиниловый спирт, соли полиакрилатов, продукты щелочного

омыления полиакрилонитрила.

Многие природные полимеры, применяемые в качестве загу-

стителей, являются пищевыми продуктами, поэтому внедрение

синтетических загустителей позволило бы уменьшить использо-

вание пищевых продуктов в технических целях. Однако синте-

тические загустители пока еще не нащли широкого применения,

так как они обладают плохими печатно-технологическими свой-

ствами. Из синтетических загустителей наибольший интерес

представляют загустители на основе акриловых водораствори-

мых полимеров. В СССР создан акриловый загуститель № 9,

представляющий собой редкосшитый сополимер бутилакрилата

и метакриловой кислоты. Этот загуститель предназначен глав-

ным образом для пигментной печати, но может применяться и

для печатания активными, кубовыми и кислотными кра-

сителями.

Эмульсионные и пенные загустки. Эмульсионные загустки

представляют собой трехкомпонентные системы, состоящие из

двух несмешивающихся жидкостей (масла и воды) и эмульга-

тора. Для повышения устойчивости эмульсии в систему вводят

четвертый компонент — защитный коллоид. Эмульсионные за-

густки получают путем интенсивного перемешивания масла

с водным раствором эмульгатора и защитного коллоида (обычно

гидрофильного загустителя), в результате чего капельки масла

равномерно распределяются в водной среде. В качестве масля-

ной фазы обычно применяют уайт-спирит, велосит и изредка

веретенное масло.

В состав эмульсионной загустки входят, г на 1 кг: загустка

на основе альгината натрия (5 %-я) 100; эмульгатор 1; вода 99;

уайт-спирит 800. Основными недостатками загусток этого типа

являются высокое содержание масляной фазы и как следст-

вие— огнеопасность и загрязнение окружающей среды. Этим и

объясняется ограниченное применение этих загусток, а в связи

с ужесточением требований к охране окружающей среды их

перестали применять практически полностью.

Пенные загустки представляют собой также трех- или мно-

гокомпонентные системы, состоящие из двух основных фаз —

жидкости и воздуха, веществ, обеспечивающих образование

пены (вспенивание), и веществ, стабилизирующих пену.

В качестве пенообразователя применяют поверхностно-ак-

тивные вещества, обладающие высокой пенящей способностью.

Их выбор в значительной степени зависит от назначения загу-

стки (класса красителей, для печати которыми она будет ис-

пользована) и среды печатной краски (кислая, щелочная и

т. д.). В качестве пенообразующих веществ используются пре-

воцелл WOF, сульфирол-8, метаупон, сапаль, синтанол ДС-10

и др.

в качестве стабилизаторов используют алкилоламиды син-

тетических жирных кислот, например моноэтаноламид синтети-

ческих жирных кислот фракции Сю—Cie, в сочетании с загу-

стителями. Наилучшими стабилизаторами пены из числа загу-

стителей являются загустители на основе КМЦ, метилцеллю-

лозы и манутекса.

Пенные загустки получают с помощью пеногенераторов

с частотой вращения мешалки 4000—4500 мин"'.

Рецепт пенной загустки, г/л

Сульфосид-31 2

Метилцеллюлоза 4—7

Моноалкилоламид 5—6

Применение пенных загусток позволяет получить ровную и

яркую печать, уменьшает глубину проникновения красителя на

изнаночную сторону, на 30—40 % повышает скорость печата-

ния, приблизительно на 30—50 % уменьшает расход печатной

краски.

Одним из важных достоинств применения пенной загустки

является сохранение грифа полотна даже при печатании грун-

товых рисунков, что очень важно при печатании трикотажных

полотен. Необходимо также отметить высокую экономичность

процесса печатания с применением пенных загусток в резуль-

тате снижения расхода энергозатрат на высушивание полотна

после печатания.

Приготовление загусток и печатных красок. Загустки готовят

в специальном оборудовании: открытых котлах или автоклавах

при повышенном давлении. Сначала их замачивают в холодной

или теплой воде, а после набухания разваривают — нагревают

до определенной температуры, обусловленной свойствами и хи-

мической природой загустителя, при постоянном перемешива-

нии в течение 1—3 ч до образования однородной вязкой массы.

Большинство загустителей, применяющихся в настоящее

время, обладает хорошей растворимостью, поэтому температура

варки не должна превышать 70—90 °С, а загустители на основе

эфиров крахмала и целлюлозы вообще не требуют нагревания,

так как хорошо растворяются в холодной или теплой воде.

Исключение составляют загустители на основе природных поли-

меров— крахмала, траганта, камеди, которые требуют специ-

альных условий приготовления.

По окончании разваривания загустки процеживают для уда-

ления твердых примесей и приготовляют печатные краски.

При приготовлении печатных красок загуститель смешивают

с красителями и ТВВ. Все твердые компоненты предварительно

тщательно растворяют или переводят в высокодисперсные сус-

пензии. Полученные печатные краски можно разбавлять загу-

сткой для получения при печатании различной интенсивности

тона или смешивать друг с другом в определенных соотноше-

ниях для получения различных оттенков.

Печатная краска с наибольшей концентрацией называется

цельной. Для разбавления ее в определенных пропорциях сме-

шивают с загусткой для деления, представляющей собой загу-

стку, смешанную с ТВВ, входящими в цельную печатную

краску. Это обеспечивает поддержание концентрации ТВВ,

обеспечивающих фиксацию красителя, на определенном уровне.

Процесс разбавления цельной краски называют делением,

или купюрованием, а степень разбавления — купюром. Купюр

обозначают дробью, где числитель показывает число частей

цельной печатной краски, а знаменатель — число частей загу-

стки для деления. Например, цельная печатная краска будет

обозначаться I/O. Купюр 1/5 означает, что к одной части цель-

ной печатной краски нужно прибавить пять массовых частей

загустки для деления.

Смешивание цельных печатных красок, называемых серией,

позволяет получить большое разнообразие цветов и оттенков.

Обычно для этой цели применяют две-три краски (например,

желтую, красную, синюю). Состав смешанных красок принято

выражать цифрами, указывающими число долей исходных кра-

сок в смеси. Например, «оранжевая 220— 1/2» означает, что

желтая и красная краски были взяты в соотношении 2:2, си-

няя печатная краска в этом случае не использовалась, а затем

полученная смесь была разбавлена загусткой для деления

в соотношении 1 : 2.

Расчет расхода печатных красок и загусток, а также краси-

телей и ТВВ, необходимых для получения расчетного количе-

ства печатной краски, проводят с учетом характера рисунка

(степени заполнения полотна рисунком).

Расход печатной краски Мк

где G — масса (или площадь) напечатанного полотна; q — расход печатной

краски на единицу массы (или площади) полотна.

Эту величину или находят опытным путем, или рассчиты-

вают на основании степени заполнения площади полотна рисун-

ком и расхода печатной краски на единицу напечатанной пло-

щади, которая зависит от вида полотна и состава печатной

краски.

Расход красителей или отдельных химических веществ, вхо-

дящих в состав печатной краски, рассчитывают исходя из об-

щего расхода печатной краски Мк".

M^Ci

1000

М^Сп

1000

где Си Сп — концентрация компонента в печатной краске, г/кг.

Концентрация красителя в разбавленной печатной краске

после деления С

С = СкПк/(Пк + Пд),

где С —концентрация красителя в разбавленной печатной краске; Ск —кон-

центрация красителя в цельной печатной краске, г/кг; Пк —число частей

цельной печатной краски; «д — число частей загустки для деления.

§ 4. ВИДЫ ПЕЧАТИ

По характеру рисунка и площади, занимаемой им на по-

лотне, различают белоземельную, полугрунтовую и грунтовую

печать. В трикотажной промышленности наиболее широко рас-

пространена белоземельная печать, при которой площадь по-

лотна, занимаемая рисунком, не превышает 20—30 % всей его

площади. Белоземельную печать чаще применяют для бельевых

изделий. Для верхних трикотажных изделий большой интерес

представляют полугрунтовые (40—60 % площади) и грунтовые

(более 60 % площади) рисунки.

Однако грунтовые рисунки при прямой печати трикотажных

полотен применяют сравнительно редко (исключая переводную

печать), что связано с изменением грифа полотна, а иногда и

сложностью получения равномерной печати и фиксации краси-

теля вследствие особенностей строения трикотажных полотен.

Печатать можно на отбеленном или окрашенном полотне.

В соответствии с этим различают прямую, вытравную и резерв-

ную печать.

При прямой печати печатную краску наносят на отбеленное

или предварительно окрашенное в светлые тона полотно. В по-

следнем случае (иногда этот вид печати называют накладной

печатью) печатная краска должна быть более насыщенного

тона или другого цвета, непрозрачной и цвет фона не должен

смешиваться с цветом печатной краски. В трикотажной про-

мышленности прямая печать преобладает надо всеми другими

видами печати.

При вытравной печати на предварительно окрашенное три-

котажное полотно или изделие наносят рисунок печатной крас-

кой, содержащей вещества, способные разрушить окраску фона.

Поэтому для крашения полотна подбирают красители, способ-

ные вытравляться. К ним относятся прямые, прямые диазоти-

руемые, нерастворимые азоидные, дисперсные и кислотные

красители, представляющие собой по химическому строению

азокрасители, способные разрушаться под действием восстано-

вителей

в результате разрушения образуются два амина, которые

сравнительно легко удаляются при последующей промывке.

Вытравная печать бывает белая (на окрашенном полотне

образуется белый рисунок) и цветная (на окрашенном полотне

образуется цветной рисунок). Печатная краска содержит вос-

становитель (дитионит натрия или ронгалит), щелочной агент,

загуститель и другие ТВВ. Печатная краска для цветной вы-

травной печати содержит еще и краситель, устойчивый к дей-

ствию восстановителей, например кубовый, и ТВВ, необходи-

мые для его проявления или фиксации.

Для ускорения процесса восстановления в печатную краску

вводят гидротропные вещества и катализаторы восстановле-

ния, например антрахинон.

После печатания и высушивания напечатанное полотно под-

вергают запариванию при температуре 100—120 °С в течение

5—15 мин, в процессе которого, собственно, и происходит раз-

рушение (восстановление) красителя. При цветной вытравке

параллельно с восстановлением осуществляется фиксация кра-

сителя. Затем полотно промывают холодной водой, подвергают

мыльно-содовой обработке и еще раз промывают сначала теп-

лой, а потом холодной водой.

Вытравная печать применяется в трикотажной промышлен-

ности крайне редко, хотя этот способ печати представляет

большие возможности для колорирования текстильных изделий.

При резервной печати на полотно наносят печатную краску,

которая содержит вещества, препятствующие фиксации краси-

теля при последующем крашении. Это самый древний способ

печатания, который лежит в основе техники росписи батик.

На ткань наносится рисунок веществом, непроницаемым

для красителя, например разогретым воском, а после застыва-

ния воска ткань погружают в раствор красителя. В местах, где

нанесен воск, краситель не может проникнуть в волокно и за-

фиксироваться там, поэтому после удаления резервирующего

вещества эти места остаются неокрашенными.

Сейчас для резервирования применяют различные химиче-

ские вещества. Резервный способ печатания очень интересен,

но довольно сложен, поэтому в трикотажной промышленности

практически не применяется.

§ 5. ПЕЧАТАНИЕ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН

ИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН

Как уже говорилось, в трикотажной промышленности использу-

ется преимущественно прямая печать. Для печатания трико-

тажных полотен из целлюлозных волокон (из хлопка и вискоз-

ного волокна) можно применять красители кубовые, активные,

кубозоли, прямые, нерастворимые азокрасители и пигменты.

Наиболее широкое применение находят кубовые, активные и

пигментные красители.

Большой интерес представляют также кубозолевые и нера-

створимые азокрасители, применяемые для печатания тканей,

но в трикотажной промышленности они пока не получили рас-

пространения. Прямые красители для печати практически не

применяются вследствие их низкой устойчивости к мокрым об-

работкам.

Активные красители. В трикотажной промышленности для

печатания активными красителями применяется одностадийный

способ, при котором печатают краской, содержащей краситель,

ТВВ и щелочной агент. При одностадийном способе печати кра-

сители должны обладать высокой диффузионной и реакционной

способностью и низким сродством к волокну, поэтому предпоч-

тение отдается красителям с маркой X. Кроме того, ряд зару-

бежных фирм выпускает специальные группы красителей для

печати: супра-проционовые (фирма ICI, Великобритания), ци-

бакроновые с высокой скоростью фиксации (фирма «Циба-

Гейги», Швейцария), левафиксовые (фирма «Байер», ФРГ)

и т. д.

при печатании активными красителями особые требования

предъявляются к выбору загустителя, так как эти красители

вступают в химическую реакцию с гидроксильными группами.

Для печатания нельзя применять гидроксилсодержащие загу-

стители, например крахмал. В присутствии крахмала не только

ухудшается переход красителя из печатной краски на волокно,

но и в результате реакции между красителем и загустителем

образуется малорастворимое соединение, которое с трудом смы-

вается с волокна и придает ему жесткость.

Для печатания активными красителями применяют загусти-

тели на основе солей альгиновой кислоты (альгинат натрия, ма-

нутекс), а также на основе эфиров крахмала и целлюлозы.

Состав печатной краски, г/кг

Краситель 10—50

Мочевина 50—150

Бикарбонат натрия 10—15

Лудигол 10

Вода (температуры 70—80 °С) 150—200

Загустка До 1 кг

Мочевину вводят для улучшения растворения красителя,

бикарбонат натрия в процессе запаривания создает необходи-

мое для фиксации активного красителя значение рН, а лудигол,

являясь слабым окислителем, предотвращает разрушение кра-

сителя в условиях запаривания.

Фиксацию можно проводить в среде насыщенного пара при

температуре 102—105 °С в течение 12—15 мин для красителей