СОСТАВ ДЛЯ МАРКИРОВКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
COMPOSITION FOR MARKING TEXTILE MATERIALS

Изобретение относится к области химической технологии волокнистых материалов и может быть использовано в качестве краски для маркировки разных текстильных материалов (ТМ).
Известен маркировочный состав для нанесения меток на текстильные изделия (авт. свидетельство СССР №1557151, С09D 11/10, D06Р 3/00, 1990 г.), содержащий следующие компоненты, г/л: алюминиевая пудра 40, сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом 50, ацетон - остальное до 1 л. Этот состав быстро закрепляется на ткани, но метки неоднородны по цветовой насыщенности, так как алюминиевая пудра при высыхании частично осыпается. Кроме того, достаточно осложнены гигиенические условия производства этого состава.
Известна краска для клеймения волокнистых материалов по патенту РФ №2045557, С09D 11/20, 1995 г., включающая, мас.%: краситель прямой чисто-голубой 0,6, клей мездровый в качестве связующего 3,0, смачиватель НБ 0,4, каолин 8,0, вода - остальное. Известный состав имеет достаточную цветовую насыщенность и адгезию к волокнистым материалам, но не выдерживает многократной тепловой обработки, например, растворами стиральных порошков. После такой обработки метки тускнеют, а потом исчезают.
Известен маркировочный состав по авторскому свидетельству СССР №654660, С09D 11/10, С09В 67/00, 1979 г., содержащий, вес.%: фталоцианиновый пигмент 0,9 (красящее вещество), дивинилстирольный латекс 92 (связующее), сульфированное касторовое масло 0,9, полиметилсилоксан 0,1, гексаметафосфат натрия 0,1, вода - остальное. Этот состав обеспечивает нормальные гигиенические условия труда при его изготовлении и использовании, но не выдерживает многократной тепловой обработки стиральными порошками, после которой метки бледнеют и исчезают с материала. Кроме того, этот состав предназначен для маркировки только льняных и хлопчатобумажных изделий и плохо сцепляется с поверхностью других, более жестких волокнистых материалов.
Наиболее близким к изобретению является состав для маркировки текстильных материалов, представленный в патенте РФ №2226230, D 6Р 3/00, D06Р 1/00, 2004 г., содержащий пигмент, связующие, воду, дополнительно содержит глицерин и алифатический спирт, причем в качестве алифатического спирта он содержит изопропиловый или этиловый спирт, а в качество связующего - бинарное связующее в виде смеси бутадиенстирольного латекса, модифицированного резорцинформальдегидным олигомером, и акриловой дисперсии в весовом соотношении 3:1 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пигмент
0,5-3,5
Глицерин
1,0-2,5
Бинарное связующее
10,5-18,0
Алифатический спирт
0,5-1,0
Вода
Остальное
В качестве пигмента в составе композиции может быть использована водная суспензия технического углерода, азо- или фталоцианиновых пигментов. Технический результат изобретения - расширение области применения маркировочного состава за счет увеличения адгезии, сохранение цветовой насыщенности маркировочного состава при многократной тепловой обработке волокнистых материалов современными моющими средствами, повышение гигиенических условий труда при изготовлении состава, так как не используются высокотоксичные вещества.
Недостатки данного состава:
- разнообразные неорганические и органические пигменты, используемые в маркировочном составе, ограничены в использовании для маркировки ведомственного постельного белья, имеющего преимущественно белую и светлую окраску, тогда как для окрашенных в разнообразные, в том числе темные и насыщенные цвета, волокнистых материалов необходимы контрастные маркировочные составы;
- состав не является экологичным за счет использования высоколетучего токсичного алифатического спирта;
- состав отличается низкой адгезией к различным поверхностям и высоким временем фиксации;
- длительное время закрепления (4-8 мин);
- низкая адгезия состава к подложке (1-2 балла) и после влажно-тепловой обработки в растворе порошка (1-2 балла) по сравнению с известным составом.
Изобретение решает задачи сохранения цветовой насыщенности маркировочного состава при многократной влажно-тепловой обработке текстильных материалов, повышения экологических качеств печатной краски за счет исключения из состава органических растворителей при одновременном увеличении адгезионной прочности закрепления маркировочного рисунка при снижении времени фиксации путем проведения термической обработки.
Поставленная задача достигнута тем, что состав для маркировки ТМ, включающий пигмент, бинарное связующее, мягчитель, воду, согласно изобретению дополнительно содержит акриловый загуститель и аминокремнийорганический мягчитель, а в качестве пигмента содержит интерференционные пигменты на основе частиц оксида кремния с нанесенным наноразмерным слоем из диоксида титана, а в качестве бинарного связующего содержит смесь акрилового сополимерного латекса с фторуглеродной наноразмерной эмульсией при соотношении компонентов 2:1, при следующем соотношении компонентов (г/кг):
пигмент
50-70
бинарное связующие
90-150
загуститель
16-20
мягчитель
4-6
вода
до 1000
Ингредиенты, указанные выше, известны, но вместе их ранее не использовали. Только заявляемая совокупность признаков обеспечивает достижение технического результата, указанного выше.
Для печатания ТМ в качестве пигмента используются интерференционные пигменты на основе частиц оксида кремния с нанесенным наноразмерным слоем из диоксида титана, цвет которых является следствием интерференции света. Пигменты представляют собой чешуйки оксида кремния с нанесенными на них покрытиями из диоксида титана с разной толщиной слоя. Особенностью этих пигментов является высокая термическая и химическая стойкость, высокая кроющая способность и инертность. Интерференционные пигменты различных марок отличаются толщиной напыления слоя диоксида титана, различной для получения нескольких оттенков пигмента: при толщине слоя напыления 70-80 нм образуется желтый оттенок, при 90- 100 нм - красный оттенок, при толщине слоя 100-130 нм - синий оттенок (www.soapokay.ru).
В качестве загустителя в предлагаемом составе используется акриловый полимер, содержащий карбоксильные группы, а именно соединение следующего состава (I):
В качестве бинарного связующего в указанном составе используется смесь акрилового сополимерного латекса (II) с фторуглеродной наноразмерной эмульсией (III) при соотношении компонентов 2:1, что позволяет получить рисунок с высокой адгезией к поверхности материала, устойчивый к воздействию воды. Строение компонентов связующего отвечает следующим формулам:
3
3
7
где R=CH, CH
Для получения мягкого грифа отпечатка с состав вводится аминокремнийорганический мягчитель состава (IV):
Способ приготовления состава заключается в том, что в водный раствор бинарного связующего с мягчителем при перемешивании вводят дисперсию загустителя, а затем добавляют интерференционный пигмент. В качестве перемешивающих устройств для приготовления состава лучше использовать устройства со скоростью ниже 400 об/мин. Приготовленный состав может храниться в закрытой таре в течение 10 суток.
Предлагаемый состав может быть использован на разных типах трафаретных печатных машин с последующей фиксацией пигментного состава на текстильном материале, которая может быть осуществлена на типовом сушильном и стабилизационном оборудовании.
Реализация печатания текстильного материала возможна, например, на печатной машине карусельного типа с плоскими сетчатыми шаблонами 4×4 «Профи» фирмы «Евро-принт» с последующей термофиксацией на туннельной конвейерной ИК-сушилке фирмы Ranar.
Перед нанесением краски необходимо установить и настроить печатную форму в станке. Расстояние до поверхности материала устанавливают с помощью регуляторов (болтов) в диапазоне 3-6 мм. Малая величина зазора приводит к зацеплению печатаемой поверхности и как следствие размазыванию наносимой краски. Большой зазор приводит к большей силе надавливания ракеля, к растягиванию шелка и продавливанию краски под края защитного слоя на печатной форме.
По приводным крестам устанавливают под печатную форму изделие, на которое будет наноситься оттиск. На печатную форму, на защитный слой наносят необходимое количество краски. Ракелем, подбирая наклон и усилие, выполняют накат краски, при этом сетка не должна касаться поверхности материала, на который наносится слой. Затем, изменяя наклон ракеля и усиливая давление, производят печать (продавливание краски через незащищенные участки на сетке). Требуемая интенсивность окраски достигается количеством проходов ракеля.
После завершения печатания необходимо термофиксировать слой краски, чтобы оттиск получился стойким. Для этого используются туннельная конвейерная ИК-сушилка. Находясь на конвейерной ленте, изделие в течение регулируемого времени проходит под мощными нагревательными элементами и дополнительно обдувается горячим воздухом. Термофиксация осуществляется 3 минуты при температуре 170-180°C.
Промывка после термической обработки не требуется.
Определение устойчивости окраски к трению проводится по ГОСТ 9733.27-83, определение устойчивости окраски к стирке - по ГОСТ Р ИСО 105-С06-2011, определение маслоотталкивания - по методу «3М Company».
Анализ таблицы показывает, что в диапазоне граничных значений заявляемого состава одновременно достигается технический результат, указанный выше, а именно сохранение цветовой насыщенности маркировочного состава при многократной влажно-тепловой обработке текстильных материалов, повышение экологических качеств печатной краски за счет исключения из состава органических растворителей и увеличение адгезионной прочности закрепления маркировочного рисунка при снижении времени фиксации путем проведения термической обработки. Увеличение содержания пигментного красителя свыше 70 г/кг нецелесообразно, так как заданные качественные показатели достигаются при данной концентрации.