Новые методы и подходы к отделке текстильных материалов из полимерных волокон

О. Е. Гаврилова, Л. Л. Никитина, Г. И. Гарипова

НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ К ОТДЕЛКЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН

Ключевые слова: текстильные материалы, полимерные волокна, отделка, металлизация.

Рассматриваются современные способы отделки материалов в текстильной промышленности, новые разработки в сфере улучшения физических свойств и внешнего вида натуральных и синтетических текстильных материалов.

Keywords: textile materials, polymeric fibers, furnish, metallization.

Modern ways offurnish of materials in the textile industry, new development in the sphere of improvement ofphysical properties and appearance of natural and synthetic textile materials are considered.

Все актуальнее становится необходимость производства и использования современных текстильных синтетических материалов, отвечающих требованиям современного ритма жизни, технологий и потребностей общества. Такие материалы востребованы для изготовления разнообразных инновационных изделий легкой промышленности, и в ближайшем будущем спрос на них будет расти.

Наиболее активно разработки ведутся в сфере улучшения физических свойств и внешнего вида натуральных текстильных материалов [1,2,3,4], а также создания полимерных синтетических материалов [5] и отделки натуральных и искусственных кож [6]. Разработаны полимерные композиции для создания оптических эффектов на текстильных материалах. Новое направление, на базе термодинамического подхода к выбору полимерных компонентов печатной композиции предполагает грунтовку на основе оценки термодинамических параметров полимеров и расчета критерия термодинамической совместимости.

Целенаправленное использование несовместимости полимеров разрешает с помощью смесей полимеров формировать на текстильных материалах матовые эффекты. Исследован ряд примесей к смеси полимеров, которые обеспечивают повышение качества и стойкости эффекта. Предложен композиционный полимерный состав смеси, которая содержит формальдегид, а также рассмотрены пути повышения эффективности использования пигментной технологии в процессе крашения текстильных материалов, которая почти не используется из-за недостаточной стойкости окрашиваний и невозможности получения

интенсивно окрашенных тканей, высокой энергоемкости процесса. Определенные пути повышения эффективности технологии

предусматривают интенсификацию процесса

крашения на стадиях просачивания тканей пигментным красильным составом и термической обработки.

Исследование использования полимерных

композиционных материалов при производстве искусственных и отделке натуральных кож позволяет выявить закономерность: отсутствие органических

растворителей во время получения композиционных полимерных материалов обеспечивает экологичность производства и эксплуатации [7].

В последние годы многие разработки в текстильной промышленности связаны с увеличением количества всевозможных

«гаджетов», систем связи, источников

электромагнитного «загрязнения» окружающей среды, вызванного функционированием сотовой связи, персональных компьютеров и других источников. Защитой от излучения, бактерий, травм может служить одежда из металлизированных текстильных материалов из полимерных волокон. Изготовление одежды, экранирующей от электромагнитных полей, ИК-излучения, получение текстильных материалов с антистатическими, бактерицидными,

электропроводящими, радиоотражающими,

теплоотражающими и другими специальными свойствами требует использования

металлизированных текстильных материалов. Металлизированные ткани и нетканые материалы по своим свойствам более универсальны, чем металлизированные пленки, производство которых налажено, но которые не пригодны для изготовления одежды и других изделий легкой промышленности. Ткани, как известно, пропускают через себя воду, пары и воздух, они могут драпироваться, облегать выпуклости и впадины поверхностей, быть устойчивыми к физикомеханическим воздействиям, и они долговечнее пленок.

Существующие методы металлизации текстильных материалов из растворов электролитов экологически вредны, т. к. при их производстве используются агрессивные и токсичные вещества, требующие утилизации. Текстильные материалы, металлизированные электрохимическим методом, имеют плохой товарный вид, жесткий гриф, покрытие обладает недостаточной адгезией к субстрату. Кроме того, данный способ не позволяет с достаточной точностью контролировать электропроводность ткани и другие ее свойства, имеющие большое значение для дальнейшего

применения. Существует также возможность металлизации текстильных материалов методом вакуумтермического испарения. Этот способ ограничивается возможностью напыления на текстильные материалы только тонких пленок алюминия, что существенно ограничивает его применение. Кроме того, процесс с трудом поддается контролю и получение тонких пленок алюминия заданной толщины проблематично.

Исследователями предлагается использовать для металлизации текстильных материалов метод магнетронного распыления, получивший широкое применение в микроэлектронике, однако практически не применявшийся в текстильной промышленности. Метод основан на использовании аномального тлеющего разряда в инертном газе с наложением на него кольцеобразной зоны

скрещенных неоднородных электрического и

магнитного полей, локализующих и стабилизирующих газоразрядную плазму в прикатодной области. Положительные ионы, образующиеся в разряде, ускоряются в направлении катода, бомбардируют его поверхность в зоне эрозии, выбивая из нее частицы материала. Покидающие поверхность мишени частицы

осаждаются в виде пленки на подложке (ткани). Высокая кинетическая энергия частиц обеспечивает хороший уровень адгезии образующейся пленки к подложке. Метод магнетронного распыления реализуется в достаточно глубоком вакууме (порядка 5х10-5мм рт.ст.) и позволяет наносить на ткани тонкие пленки меди, алюминия, титана, латуни, серебра, нержавеющей стали, бронзы и других металлов в их сплавов. Способ позволяет наносить на текстильные материалы соединения некоторых металлов с кислородом или азотом. Можно наносить на поверхность тканей нитрид титана, получая ткань, окрашенную «под золото» или ткани с перламутровым эффектом.

Данный способ практически не загрязняет окружающую среду. Отсутствует необходимость в использовании каких-либо химических материалов, в очистке сточных вод, что должно скомпенсировать затраты, связанные с повышенным

энергопотреблением оборудования в связи с необходимостью достаточно глубокого

вакуумирования и использованием магнетрона. Установка оборудования не требует наличия специальных инженерных коммуникаций: станций очистки сточных вод, парогенераторов и паропроводов, химстанций и т. п. Это позволяет использовать данное оборудование даже в условиях малых предприятий. Существует промышленная установка, которая позволяет металлизировать ткани, нетканые полотна и пленки шириной до 170см. При этом на поверхности материала осаждается тонкая пленка настоящего металла или сплава, придающая тканям благородный и оригинальный оттенок, например, перламутровый, или металлический блеск нержавеющей стали, титана, золота, серебра, алюминия, бронзы и т.п. Указанные цвета и оттенки не достижимы ни гладким крашением, ни

пигментной печатью, ни металлизацией из растворов электролитов, ни вакуум-термическим испарением.

Напыление слоя металла приводит к появлению у ткани электрической проводимости. В отличие от других способов металлизации, способ магнетронного распыления позволяет достаточно тонко регулировать толщину металлического слоя и его сопротивление, что важно при создании структур с определенной проводимостью. Появление проводимости дает возможность

получать материалы, экранирующие

электромагнитные излучения. Это может быть использовано при создании легких, прочных, долговечных и декоративно привлекательных радиоэкранирующих маскирующих в широком диапазоне частот (от ИК и СВЧ) материалов. В 2006 г. были изготовлены и успешно испытаны экспериментальные партии комплектов, произведенных ООО «Ивтехномаш»,

применяющихся для маскировки военной техники и войсковых объектов на летнем растительном фоне от оптических и радиолокационных средств разведки. Магнетронный способ напыления является весьма экономичным. При определенных параметрах обработки возможно нанесение малых количеств металла. Это важно при напылении дорогостоящих металлов и сплавов, например, серебра, небольшое количество которого, может придавать материалам бактерицидные свойства или металлов платиновой группы, используемых в качестве катализаторов. Предварительные исследования показали, что хлопчатобумажная марля, покрытая серебром, обладает бактерицидной активностью по отношению к стафилококку, посевов синегнойной палочки, Enterobacter Л Марля с напылением тонкой пленки серебра обладает бактерицидной эффективностью, достаточной для практического применения в медицине. Такая марля после стерилизации была использована для местного лечения поверхностных ожоговых ран. На участках, укрытых посеребренным материалом, раны заживают быстрее. Цена перевязочных средств, изготовленных на основе металлизированной марли, должна быть существенно ниже цены импортных салфеток на основе специальных мазей. Кроме того, такие перевязочные средства будут иметь неограниченный срок годности [8].

Модификация текстильных и нетканых материалов позволит производителям изделий легкой промышленности значительно улучшить потребительские показатели качества этих товаров. Современный потребитель готов приобретать одежду, обувь и аксессуары, способные удовлетворять самые специфические его потребности даже по достаточно высокой цене. Повышенные защитные свойства может иметь не только предмет одежды, но и, например, чехол для сотового телефона, дамская сумочка и пр. И в этой сфере простор для внедрения в производство

легкой промышленности технических научных

разработок не ограничен.

Литература

1. Кулиш И.М. Применения смесей полимеров для создания модных эффектов на текстильных материалах: Автореф. дис... канд. техн. наук, Херсон, 2001. - 18с.

2. Самойленко И.О. Повышение эффективности пигментной технологии при крашении хлопчатобумажных тканей: Автореф. дис.. канд. техн. наук, Херсон. гос. техн. ун-т, 2001. - 19с.

3. Ксенжук Н.И. Разработка и применение композиционных текстильно-вспомогательных веществ для выбеливания хлопчатобумажных материалов: Автореф. дис... канд. техн. наук, Херсон. гос. техн. ун-т, 2002. - 22с.

4. Погоревшая О.В. Разработка полимерной композиции для крашения тканей пигментами: Автореф. дис... канд. техн. наук, Херсон. гос. техн. ун-т, 2002. - 20с.

5. Шаталов В.Г. Технология полимерных пленочных

материалов и искусственной кожи: учебник для

сред.спец.учеб.заведений текстил.и легкой пром-сти / Л.Е.Добрынина, Н.О.Нипот, Л.М.Порватова,

Б.В.Холоденко. - М.: Легпромбытиздат, 1993. - 62с.

6. Масленникова Л.Д. Молекулярные взаимодействия, структура и свойства полимерных смесей для отделки натуральных и создания синтетических кож: Автореф. дис... д-ра техн. наук, Киев. нац. ун-т технологий и дизайна, 2002. - 18с.

7. Гаврилова О.Е. Перспективы развития исследований полимерных и композиционных материалов в современной химической и легкой промышленности / О.Е.Гаврилова, Л.Л.Никитина, Ю.А.Коваленко // Вестник технологического университета. - 2011. - Т. 14, №6 - С.127-129

8. ООО «Ивтехномаш» - производство

металлизированных текстильных материалов // Материалы Интернет-сайта Сошр1ех(1ос

http://sde1anounas.comp1exdoc.ru/40196.html -

Электронный ресурс.

© О. Е. Гаврилова - ст. препод. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ; Л. Л. Никитина - доц. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ; Г. И. Гарипова - канд. тех. наук, доцент той же кафедры, fusion478@mai1.ru.