Перспективы применения полимерных материалов с содержанием текстильных волокон в полиграфической индустрии

А. Р. Калимуллина

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С СОДЕРЖАНИЕМ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН В ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ИНДУСТРИИ

Ключевые слова: полимерные материалы, волокна, текстиль, технологии и материалы будущего.

Цифровые технологии и новые экологические стандарты открывают для поставщиков красок и типографий новые горизонты в текстильной промышленности. Одним из основных современных материалов являются полимеры. Современные рыночные отношения и совершенствование технологий текстильного производства открывают более широкие перспективы для творчества дизайнеров, способствует достижению качественно нового уровня их профессиональной компетентности, ориентированной на научно-техническое, социальноэкономическое и дизайнерское развитие полиграфической индустрии.

Keywords: polymers, fibers, textiles, technology and materials of the future.

Digital technologies and new environmental standards for suppliers offer printing inks and new horizons in the textile industry. One of the major modern materials are polymers have been successfully applied. The modern market economy and improving the technology of textile production open up wider opportunities for creative designer, contributes to the achievement of a qualitatively new level ofprofessional competence, focused on scientific, technical, socio-economic development of the printing and design industry.

Цифровые технологии и новые экологические стандарты открывают для поставщиков красок и типографий новые горизонты в текстильной промышленности. Застой конца 90-х гг. в текстильной печати сменился подъёмом. С усовершенствованными печатными машинами и красочными системами (особенно пигментными) темпы роста отдельных сегментов выражаются двузначными цифрами. Европейские полиграфисты и производители красок активно интересуются быстроразвивающимся рынком печати по тканям и одежде.

Конкуренция усиливается — давно известным на рынке компаниям, вплоть до выпускавших в своё время красители для тканей, приходится соперничать с производителями из полиграфической индустрии. Аналогичная

тенденция и среди европейских типографий, находящих всё больше общего между полиграфией и печатью по текстилю. Доминирует по-прежнему шелкография с листовыми и ротационными системами, но позиции постепенно отвоёвывают альтернативные технологии, в т. ч. офсетные и струйные.

Популяризация термопереноса

(изображение печатается на бумаге и переносится за счёт нагрева на ткань) заново открывает

полиграфистам текстильную промышленность.

Отпечатанные на термобумаге изображения

европейские типографии отгружают азиатским текстильным предприятиям, по мнению которых, термоперенос — это расширенный цветовой охват и более высокое разрешение. «Термоперенос на

текстиль повышает спрос на офсетную продукцию, — объясняет менеджер по маркетингу Sun Chemical Screen в Европе Даниэль Нейра. — С офсетом термоперенос становится дешевле: меньше затраты на складирование, короче тиражи. Большие объёмы термозаказов отходят к недорогим поставщикам, в т. ч. из Восточной Европы». Новый стимул получила

не только офсетная, но и струйная печать, в особенности сублимационные технологии, где красители, нагреваясь, испаряются с носителя и проникают в волокна ткани. Сублимация даёт насыщенные оттиски и тоже подходит для коротких тиражей. На руку струйной технологии растущие объёмы широкоформатной печати по текстилю, особенно европейской рекламной и промопродукции.

Для поставщиков красок широкоформатный сегмент — не только перспективы, но и технологические сложности, обусловленные широким ассортиментом тканей (проблема характерна и для текстильного рынка в целом). Природные и искусственные волокна отличаются по физико-химическим свойствам, весу, толщине, размеру нити и впитыванию краски. Ситуацию осложняют варьирующиеся требования к свойствам готовой продукции — цвету, стойкости к стирке и свету, растрескиванию и износу.

Сырьем в производстве синтетических волокон являются синтетические

волокнообразующие полимеры, которые получаются в результате химического синтеза из нефти, каменного угля или природного газа [1].

Полимеры относятся к

высокомолекулярным химическим соединениям и образуются из мономерных звеньев в результате полимеризации. В зависимости от материала, из которого получено полимерное волокно, различают: натуральные, полученные путем модификации из существующих природных материалов: хлопка, древесной массы и, синтетические полимерные нити, полученные путем синтеза искусственного волокна.

Половина объёмов печати приходится на хлопок, почти всё остальное — полиэфир и его смеси с хлопком, вискоза. Реже встречаются полиамид, полиакрил, шерсть и шёлк. Последние достижения по красковосприятию полипропилена

открыли для печати самый популярный полимерный продукт нефтехимической промышленности. А обрабатывают после печати любую ткань, в основном для качественной адгезии краски к волокнам. Ещё одна проблема — стандарты безопасности, соответствия которым европейские торговые компании начинают требовать от всех участников цепочки поставок. Больше внимания стало уделяться сокращению отходов и загрязнения окружающей среды. В печати по текстилю приоритеты отдаются технологиям, снижающим потребление воды и энергии.

Торговая английская компания Marks & Spencer, задающая тон в стандартах, недавно ввела минимальные экологические и химические требования к продукции текстильной промышленности, касающиеся и печати по тканям. Вместо запрещённых сольвентных связующих для пигментированных красок рекомендованы водные составы. Запрещён ряд красителей, органических растворителей и пластификаторов, в т. ч. фталатов в красках. При печати крупных рисунков на детской одежде не допускается применение ПВХ.

Международная торговая компания H&M из Швеции совместно с крупнейшими реализаторами одежды и владельцами торговых марок работает над требованиями к качеству воды, чтобы сократить загрязнение окружающей среды выбросами

текстильных фабрик и типографий. Часть производителей красок рассматривает внедрение торговыми компаниями стандартов как дополнительное преимущество, особенно если подразумеваются технологические инновации. Так, реализаторы будут рекомендовать поставщикам

текстиля определённые краски. Sun Chemical запустила в производство серию текстильных

красок без фталатов, где мягкую, но эластичную плёнку на поверхности материала формируют термопластичные смолы. Краски совместимы

практически с любыми тканями, включая хлопок, шерсть, ацетат, полиэфир и его смеси с хлопком. «По сравнению с другими красками без фталатов наши отличаются лучшей водостойкостью и подходят для термопереноса, — объяснил Нейра. — Совместно с Marks & Spencer мы работаем над их сертификацией для применения поставщиками компании»

В прошлом году

Huntsman Corporation приобрела текстильное

подразделение Ciba Specialty Chemicals и теперь уделяет больше внимания социальной и экологической ответственности своего бизнеса. Недавно анонсирована серия трафаретных красок с новым типом активного красителя для печати по хлопку и вискозе. Их особенность — сокращённый расход воды при печати за счёт увеличенного содержания красителей, закрепляющихся на ткани паровой обработкой. Остаточные красители смываются большим количеством воды.

«Инновационная химия активного

красителя снижает расход воды на 30-40%, — рассказывает Иан Бернелл, менеджер направления новых красок, которые планируется выводить на

рынок под маркой СШасгоп PH. — Стандартный уровень закрепления активных красителей 65-75%, мы повысили его до 90%, значительно уменьшив время вымывания. Краски будут актуальны для текстильных фабрик и типографий Европы, обязанных соблюдать нормы Евросоюза по загрязнению воды, жёстко ограничивающие количество красителей в сточных водах. Масса текстильных предприятий уже переместилась в Азию; надеемся, оставшиеся смогут соблюдать все экологические нормы, и в этом им поможет СШасгоп PH», — подчеркнул Бернелл.Новые горизонты струйной печати. Из-за сложности текстильных красок не все производители решились попробовать силы в сегменте, где продолжают доминировать долгожители. Эксперты в традиционной трафаретной печати по текстилю параллельно разрабатывают и решения для новых технологий. Несколько лет назад БЛ8Б отделила подразделение красителей, в 2005 г. продала долю бизнеса в полиграфических красках, но продолжает активно заниматься текстильной печатью, оставаясь

сильным игроком на рынке пигментных красок. Её торговая марка Не^апп — лидер среди концентрированных пигментов для трафаретной печати по текстилю. Теперь в серию входят ещё и пигментированные составы для струйной печати по тканям — сублимационные чернила от БЛ8Б. Струйные технологии впервые стали применяться для печати по текстилю 10 лет назад. Сейчас на них приходится всего 1-2% рынка, хотя в

узкоспециализированных сегментах струйная печать используется весьма активно, например, для изготовления образцов.

Значительная часть работающих с текстилем трафаретных мастерских Европы задумывается о приобретении струйного оборудования. Особенно уверенно струйная печать чувствует себя в секторе футболок.«Чем ближе предприятие к полиграфии, тем выше вероятность, что там приживутся струйные

технологии», — уверен менеджер по развитию струйного бизнеса БЛ8Б Майк Фреч. Одна из главных проблем струйной печати по текстилю — повышенный расход чернил по сравнению с бумагой из-за активно впитывающих волокон ткани. Трафаретная печать выгодно отличается расширенным цветовым охватом за счёт 12-15 красок; 4-красочным струйным технологиям здесь конкурировать проблематично, в т. ч. и по цене. Но качество печати струйных систем постоянно растёт, на новых машинах работать с тканями становится проще. Усовершенствованные составы сократили потребность в до- и после печатной обработке текстиля, расширили цветовой охват, сделав струйную печать экономичнее.

БЛ8Б разработала специальные связующие для решения проблем струйной печати с адгезией чернил к волокнам.«Пигментированные чернила для струйной печати значительно прогрессировали и теперь печатают на 95% тканей, — делится впечатлениями Фреч. — Проблематичной пока остаётся шерсть, неровная поверхность которой

слишком сложна для сопел печатных головок». Струйной печати не доминировать в текстильной отрасли, пока производство не станет более индивидуализированным. В прошлогоднем обзоре долгосрочных перспектив европейского текстильного рынка ассоциация текстильной промышленности ЕшОех спрогнозировала переход к персонализации предметов одежды. Вместо современной системы интуитивного определения спроса индустрия может получить нестандартную базу — с трёхмерными сканерами тела, интернет-коммуникациями и мелкими локализированными производствами. Вписаться в подобную инфраструктуру струйным технологиям будет гораздо проще.

В полиграфии применяются разнообразные синтетические полимерные материалы: пластомеры (синтетические смолы и пластические массы); эластомеры (синтетический каучук и резина); краски и клеи; синтетические волокна и ткани; «свободные» пленки; фотополимеры.

Синтетические полимеры получают методами полимеризации, сополимеризации и

поликонденсации. Эти процессы рассматриваются в курсе органической химии. Свойства синтетических полимеров зависят от их строения и молекулярной массы. Полимерные материалы с большей молекулярной массой характеризуются более высокой механической прочностью (на разрыв, изгиб, скручивание и пр.) и худшей растворимостью.

Характерной особенностью синтетических полимеров является полидисперсность — молекулы одного и того же полимера могут иметь разную величину, включая разное число структурных звеньев. Поэтому молекулярная масса полимера

обозначает не истинную массу каждой молекулы, а лишь некоторое среднее ее значение.

Микроволокна акрила способны создать большой объем, что обуславливает мягкость и имитацию натуральной шерсти. Производители часто используют его в сочетании с более устойчивым к истиранию полиэстером и нейлоном [2].

При нагревании синтетические полимеры плавятся, а при охлаждении обычно приобретают аморфную структуру из-за очень большой вязкости расплава перед его затвердеванием. Однако синтетические полимеры могут приобретать и кристаллическую структуру. В этом состоянии у них более высокая температура плавления и они становятся значительно более прочными.

Синтетические полимеры делятся на термопластические, способные многократно переплавляться без заметного изменения свойств, и термореактивные, необратимо затвердевающие при более или менее продолжительном нагревании в результате протекания термохимических реакций. Синтетические полимерные материалы по многим свойствам существенно превосходят черные и цветные металлы, древесину, стекло, требуют меньших капитальных затрат на организацию их производства

Литература

1. Калимуллина, А.Р., Романова,Н.В. «Химическая

технология полимерных волокон в текстильных материалах» /А.Р. Калимуллина, Н.В. Романова//

Вестник Кзан. Технол. ун-та. 2011. 142 с.

2. Кричевский, Г.Е. «Нано-, био-, химические технологии и производство нового поколения волокон, текстиля и одежды» / Г.Е. Кричевский // М., «Известия». 2011 г., 526 с.

© А. Р. Калимуллина - ст. препод. каф. дизайна КНИТУ, aysylulu@mail.ru.