КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КРАШЕНИЯ ПИГМЕНТАМИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
COMPOSITION FOR DYEING WITH PIGMENTS OF TEXTILE MATERIALS

Введение
Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов, а именно к композициям для крашения текстильных материалов пигментами.
Уровень техники
Технология пигментного крашения по сравнению с другими способами крашения имеет ряд преимуществ: простота технологии, большая производительность, возможность равномерного окрашивания текстильных материалов из смесей натуральных и химических волокон, широкая цветовая гамма и высокая устойчивость окрасок к свету и мокрым обработкам. Крашение пигментами экономически выгоднее, так как пигмент фиксируется на ткани в полимерной пленке, прочно удерживаясь на волокне, и поэтому нет необходимости проводить последующую промывку ткани.
Композиция для крашения кроме пигмента включает связующее, способствующее закреплению пигмента на текстильном материале благодаря образованию пленки. Поскольку от качества связующего в значительной степени зависит качество окраски, поэтому к нему предъявляются особые требования. Пленка связующего должна быть прозрачной, эластичной, экологически безопасной, должна обладать хорошей адгезией к частицам пигмента и к волокну и быть устойчивой к механическим и химическим воздействиям, свету, нагреванию и старению. Подобрать индивидуальные соединения, отвечающие всему комплексу требований, очень сложно, поэтому чаще всего используют композицию из двух компонентов - пленко- и сеткообразующих препаратов. Как правило, в качестве пленкообразующего препарата используют производные акриловой кислоты - латексы и эмульсии, а в качестве сеткообразующего компонента используют метилольные производные мочевины и триазина, которые в присутствии катализатора способны образовывать ковалентные связи, как между макромолекулами целлюлозы, так и с пигментом и с пленкообразующим полимером (П.А.Глубиш «Применение полимеров акриловой кислоты и ее производных в текстильной и легкой промышленности». М., «Легкая индустрия», 1975).
Известна композиция для крашения пигментами хлопчатобумажных тканей (В.В.Сафонов «Химическая технология отделочного производства» / учеб. для вузов / - М.: РИО МГТУ, 2002). Она содержит, г/л:
- пигментный краситель -
10;
- пленкообразующий препарат
(акрилатный латекс - эмукрил М) -
100;
- сеткообразующий препарат
(предконденсат меламиноформальдегидной
смолы - метазин) -
150;
- катализатор
(хлорид аммония) -
15;
- антимигрант
(альгинат натрия) -
1;
- смачиватель -
1
- вода
до 1 л.
Известна композиция, применяемая для совмещенной технологии крашения пигментами и заключительной отделки хлопчатобумажных тканей (Н.В.Егоров «Отделка хлопчатобумажных тканей»: справочник / Под ред. Б.Н.Мельникова, Егоров Н.В., Лебедева В.И., Смирнова O.K., Захарова Т.Д. и др. - Иваново: изд-во «Талка», 2003). Чаще используют не чистый карбамол, а композицию нескольких карбамолов, например карбамолы ЦЭМ и ГЛ (или карбамол без индекса) в соотношении 1:1. Также лучшие результаты получаются при использовании смеси эмукрилов с эмульсией ПВА. В качестве мягчителей применяют препарат ГКЖ - 94 или эмульсию ПЭ, в качестве катализаторов - сульфат аммония, хлорид магния, или хлорид аммония, в качестве антимигрантов - поливиниловый спирт или альгинат натрия. Она содержит, г/л:
- пигмент с маркой ТП -
до 15,
- пленкообразователь
(акрилатный латекс - эмукрил М) -
10-20,
- сеткообразователь
(карбамол ЦЭМ) -
до 180-200,
- мягчитель -
10-20,
- катализатор -
15,
- антимигрант -
1-5,
- вода
до 1 л.
Эти композиции для крашения пигментами текстильных материалов имеют ряд недостатков:
1. Состав композиций не отвечает требованиям экологической безопасности, так как на ткани, в воздухе рабочей зоны и в выбросах в атмосферу присутствует токсичный аллерген - формальдегид. Для снижения его содержания на ткани в красильный состав вводят мочевину (до 7 г/л) или ксилитан (5 г/л), но полное удаление формальдегида с ткани не происходит.
2. Композиции содержат достаточно большое количество связующего для фиксации частиц пигмента, в результате этого на поверхности текстильного материала образуется сплошная пленка, что увеличивает жесткость ткани и она теряет свои натуральные свойства. Уменьшение же количества используемого связующего приводит к снижению прочностных показателей.
3. Обычная система пигмент/связующее в процессе крашения имеет тенденцию к образованию пленок на поверхности роликов как в плюсовке, так и в термокамере. Часто эта пленка может быть удалена только механическим путем. Этот серьезный недостаток иногда является основной причиной отказа текстильных предприятий использовать пигментное крашение.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения, принятым за прототип, является композиция для пигментного крашения целлюлозосодержащих материалов А.с. СССР №1765269 А1 (Громов В.Ф., Федорова Н.С. Композиция для пигментного крашения целлюлозосодержащих материалов. - Опубл. 30.09.92. Бюл. №36. С.12). В этой композиции в качестве пленкообразующего препарата используют латекс (2,5-5,0 мас.%) сополимера винилиденхлорида с бутадиеном в массовом соотношении мономеров 70:30 (ДВХБ - 70) или латекс сополимера винилиденхлорида с винилхлоридом 65:35 (ВХВД - 60) или 80:20 (ВХВД - 80) соответственно или смесь латексов при соотношении 1:1 (2,5-5,0 мас.%); полиэтиленовую эмульсию (2,0-2,5 мас.%). Также лучшие результаты получаются при использовании в качестве антимигранта препарата на основе манутекса RS-альгинат натрия или смеси крахмала с сольвитозой в соотношении 1:1. Композиция содержит, мас.%:
- органический пигмент
0,1-0,3,
- пленкообразователь
2,0-5,0,
- сеткообразователь (полиэтиленовая эмульсия)
2,0-2,5,
- антимигрант (манутекс RS)
0,050-0,075,
- смачиватель
- превоцелл WOF 100 -
поверхностно-активное вещество
(0,06-0,08),
- вода
до 100.
Однако композиция имеет следующие недостатки:
1. Низкая прочность окрасок в средние и темные тона;
2. Неровнота крашения материалов, так как композиция обладает низкой устойчивостью, что приводит к образованию налипания коагулюма на поверхность пропиточных валов;
3. Потеря прочности окрашенного материала;
4. Низкая экологическая безопасность композиции из-за присутствия в ней токсичных хлорсодержащих латексов.
Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске композиции для крашения пигментами текстильных материалов, включающей пигмент, по крайней мере, один сополимер в качестве пленкобразователя, антимигрант и воду, которая позволила бы повысить прочность окрасок в средние и темные тона, ровноту крашения, снизить потерю прочности окрашенного материала и повысить экологическую безопасность.
Поставленная задача решена композицией для крашения пигментами текстильных материалов, включающей пигмент, по крайней мере, один сополимер в качестве пленкобразователя, антимигрант и воду, которая в качестве пленкообразователя содержит препарат, представляющий собой стирол-винил-ацетат-акриловый сополимер, полученный методом эмульсионной полимеризации, а в качестве антимигранта - препарат, представляющий собой сополимер (мет)акриловых мономеров, полученный методом эмульсионной полимеризации, при следующем содержании компонентов, г/кг:
- пигмент
-3-80
- препарат, представляющий собой стирол-винил-ацетат
акриловый сополимер, полученный методом эмульсионной
полимеризации
-14-120
- препарат, представляющий собой
сополимер (мет) акриловых
мономеров, полученный методом
эмульсионной полимеризации
-2-10
- вода
до 1000.
Изобретение дает возможность:
1. Повысить прочность окрасок в средние и темные тона,
2. Получить равномерное окрашивание материала,
3. Прочность обработанного материала даже повышается на 1,5%,
4. Сделать композицию экологически безопасной, поскольку она не содержит токсичных компонентов. К тому же предлагаемый состав позволяет получить следующие преимущества:
- обработанный материал приобретает высокую устойчивость полученных окрасок к мокрым обработкам, в том числе к бытовым стиркам,
- компоненты состава являются отечественными препаратами, что позволяет предприятиям сократить время и снизить финансовые затраты, связанные с доставкой сырья и поиском подходящих препаратов;
- состав более дешевый за счет меньшего количества используемых компонентов, а также их более низкой стоимости.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для реализации изобретения используют следующие вещества:
В качестве пигментов можно применять пигменты, традиционно используемые в пигментном крашении, например, в виде водоразбавляемой пасты тонкодиспергированного органического пигмента с содержанием основного красителя в пасте от 35 до 45% и размером частиц от 0,5 до 20 мкм.
Препарат, представляющий собой - стирол-винил-ацетат-акриловый сополимер, полученный методом эмульсионной полимеризации, выпускается под торговым названием «Ларусс-33» в соответствии с ТУ 2241-002-55085288-2005.
Препарат, представляющий собой сополимер (мет) акриловых мономеров, полученный методом эмульсионной полимеризации, выпускается под торговым названием «Акремос-402» в соответствии с ТУ 2241-005-55856863-2001.
Вода техническая
Композиция может быть приготовлена следующим образом: в емкость, оборудованную мешалкой, наливают 1/3 требуемой по рецепту воды, далее при перемешивании вводят препарат Ларус-33. Затем постепенно вводят препарат Акремос-402 и остаток воды. Перемешивание ведется до получения однородной вязкой композиции. На основе полученной композиции готовят состав для крашения путем введения пигмента.
Композицию для крашения можно использовать для колорирования текстильных материалов как из природных, так и синтетических волокон, а также их смеси. Крашение заявленной композицией осуществляют по традиционной технологии. Пигментное крашение осуществляют по непрерывной технологии, которая включает в себя пропитку, сушку и термофиксацию. Ткань плюсуют красильной композицией. После плюсования ткань сушат при температуре 70-80°С и подвергают термофиксации при температуре 130-140°С в течение 3-4 минут (Г.Е.Кричевский «Химическая технология текстильных материалов», учебник для вузов в 3 томах (2 том). М., «Легкая индустрия», 1975).
Качественные показатели окрашенных тканей с использованием прототипа и заявляемого состава определяли одинаково следующим образом:
- устойчивость окрасок к стиркам - по ГОСТ 9733.4-83;
- устойчивость окрасок к трению - по ГОСТ 9733.27-83;
- о потере прочности окрашенного материала судили по разрывной нагрузке, определенной по ГОСТ 6309-80;
- об интенсивности окраски образцов судили по величине коэффициента отражения, определяемого на спектрофотометре «Спекол-11», функцию Гуревича-Кубелки-Мунка рассчитывали в соответствии с ГОСТ 18054-72.
Для получения корректных сравнительных данных в качестве прототипа использовали следующую композицию, пример №6 таблицы, г/л:
- пигмент голубой фталоцианиновый ТП
5
- латекс ДВХБ-70
25
- препарат превоцел WOF
8
- полиэтиленовая эмульсия
25
- препарат манутекс RS
7,5
Качественные показатели окрашенного материала приведены в таблице. Данные таблицы с очевидностью подтверждают преимущества заявленного изобретения.