СПОСОБ ДЕКОРИРОВАНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2015 года по МПК D06P3/00 

Изобретение относится к отделке текстильных материалов, конкретно к печатанию текстильных материалов с использованием пенного состава.

Уровень техники

Из современных методов колорирования текстильных материалов и изделий в настоящее время наибольшее распространение получило гладкое крашение и узорчатое расцвечивание тканей и изделий методом прямой печати. С этой целью чаще всего используются активные красители, позволяющие получать окраски высокой прочности к мокрым обработкам, и пигменты, которые могут применяться для колорирования различных по природе волокнистых материалов. При этом пигменты фиксируются на поверхности тканей за счет «пришивки» к функциональным группам волокна посредством пленко- и сеткообразующих связующих веществ [Мельников Б.Н., Виноградова Г.И., Щеглова Т.Л. Применение красителей: учеб. для вузов. - М.: «Бином. Лаборатория знаний». - 2012. - С. 130-138, 201, 270-278].

Известен способ печатания текстильных полотен пигментами следующим составом (г/кг): пигмент 30-60, карбамол МТ-2 60-70, поливинилацетатная эмульсия 140-160, хлорид аммония 15-20, загустка до 1 кг. Состав наносят на материал способом печати через сетчатые шаблоны и фиксируют при обработке в поле токов высокой частоты 40,68 МГц в течение 6-10 с. [Новоселова, Е.П. Разработка высокочастотного способа закрепления пигментов на хлопчатобумажных тканях в процессах печатания / Е.П. Новоселова, А.Л. Никифоров, Б.Н. Мельников, О.Г. Циркина // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 1999. - №6. - С. 53-57].

Однако при использовании пигментных составов невозможно получить объемный (выпуклый) пористый печатный рисунок или покрытие, т.к. пигмент фиксируется в тонком слое связующих веществ. При увеличении толщины слоя связующих веществ возникает опасность локального или повсеместного отслоения пигмента от поверхности текстильного полотна.

В отличие от пигментов пластизольные составы лишены указанных недостатков. Они способны образовывать на поверхности тканей прочный и эластичный рисунок значительной толщины за счет того, что частицы поливинилхлорида (ПВХ) впитывают пластификатор, увеличиваются в объеме, связываются друг с другом и с нитями ткани и создают за счет этого объемный эффект или крепкую эластичную пленку.

В отличие от пигментов пластизольные составы (пасты, краски) состоят из двух основных ингредиентов - ПВХ-смолы и пластификатора - и не сохнут при комнатной температуре, а должны быть нагреты до t=140-160°C, чтобы высохнуть. Пластизоль в отличие от других красок не проникает в волокна изделия, а обволакивает их, образуя механическое соединение [Андрианова Г.П. и др. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Часть 1. Физико-химические основы и общие принципы производства полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. В 2-х ч. - М.: Легпромбытиздат. - 1990. - 4.1 - С. 63-64].

Пластизоли хорошо ложатся как на темные, так и на светлые ткани, отличаются повышенной кроющей способностью. Полученное в результате полимерное декоративное покрытие может быть улучшено за счет спецдобавок. С помощью добавок получают вспененные объемные изображения и другие эффекты печати [Андрианова Г.П. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Ч. 2. Технологические процессы производства полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - С. 7, 134]

Известен способ печатания текстильных декоративных материалов пенным составом, который содержит, мас.%:

- органический пигмент 0,15-1,5 - смесь дивинилнитрильных карбоксилированных латексов с количеством карбоксильных групп 4 и 3-5 при их массовом соотношении 1:(3,7-4,0) 15-20 - метаупон - препарат на основе натриевой соли метилтаурида олеиновой кислоты 0,5-1,0 - моноэтаноламин 2,0-3,0 - гликазин - препарат на основе диметилолмочевины 2,0-3,0 - гидроокись аммония (3,7%-ный раствор) 0,5-1,5 - хлористый аммоний (5%-ный раствор) 0,3-1,0 - вода до 100%

Печатный состав вспенивают на скоростной мешалке при числе оборотов ротора n=50 и времени перемешивания 180 с. Полученной пенной краской 2,5-кратности печатают через сетчатые шаблоны. После сушки текстильный материал подвергают термообработке при 140°C в течение 120 с. [Авт. свид. СССР №1557225, опубл. 15.12.1989, бюлл. №14.].

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ декоративной отделки текстильного материала, заключающийся в последовательном проведении следующих операций:

- нанесение на поверхность ткани ПВХ-пластизоля, включающего (вес.ч.):

- сополимер винилхлорида и винилацетата 60

- пластификаторы

диоктилфталат 40 бутилбензилфталат 10 хлорпарафин 4 - вспенивающий агент - азодикарбонамид 1 - антиокислитель - 2,2-дифенилолпропан 0,1 - окись цинка 0,2 - наполнитель 10-15

- стабилизатор (в случае необходимости) Са, Cd, Zn;

- сушка путем выдержки ткани с нанесенным ПВХ-пластизолем в термокамере при интенсивном обдуве до 15 мин при температуре до 30°C. На этой стадии пластизоль твердеет до состояния, не дающего отлипа;

- термообработка ткани в термокамере при температуре 180°C до 3-х мин где происходит вспенивание, отверждение и фиксация пластизоля на материале;

- охлаждение декорированной ткани до 70°C;

- гофрирование нанесенной пасты пеноматериала в специальном устройстве или обработка ножевым расщепляющим устройством для вскрытия пористой структуры.

[Способ декоративной отделки текстильного материала // А.С. СССР №499818, Опубликовано 15.01.76].

Недостатками способа являются:

- большая длительность процесса получения декоративного узора: сушка после нанесения состава - до 15 мин, вспенивание, отверждение и термофиксация пластизоля на материале - до 3 мин, охлаждение в течение 10 мин, гофрирование 5-7 мин;

- сложность реализации из-за необходимости использования энергоемкого и металлоемкого оборудования, а именно наличие трех термокамер с воздушным обдувом для соблюдения необходимых температурных режимов при сушке (30°C), вспенивании, отверждении и фиксации пластизоля на материале (180°C), охлаждении (70°C);

- экологическая опасность, связанная с необходимостью применения в качестве вспенивателя термически нестабильного азодикарбонамида, разлагающегося при нагревании с выделением аммиака;

- велики потери прочности материала, обработанного этим способом - до 20% в зависимости от вида ткани;

- жесткий гриф материала в местах нанесения состава.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа декорирования текстильных материалов, который позволил бы сократить длительность процесса, упростить его реализацию, снизить экологическую опасность способа и потери прочности материала при сохранении мягкого грифа декорированной ткани.

Поставленная задача решена способом декорирования текстильных материалов, заключающимся в том, что на материал наносят ПВХ-пластизоль, содержащий, вес.%: сополимер винилхлорида и винилацетата - 46-53; диоктилфталат - 30-40; бутилбензилфталат - 9-15; хлорпарафин - 2-5; 2,2-дифенилолпропан - 0,05-0,1; обезвоженный кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации - 0,6-2,0, и обрабатывают его в поле токов высокой частоты в течение 20-30 с при частоте 27,12 МГц или в течение 12-18 с при частоте 40,68 МГц.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- уменьшение длительности процесса путем сокращения стадийности процесса за счет замены нескольких операций общей длительностью до 35 мин (сушка, вспенивание, отверждение, термофиксация пластизоля на материале, охлаждение, гофрирование) одной операцией длительностью не более 30 с - обработкой в поле токов высокой частоты;

- упрощение реализации способа за счет исключения использования металло- и энергоемкого оборудования;

- улучшение экологичности за счет исключения из ПВХ-пластизоля препаратов, представляющих экологическую опасность, а именно азодикарбонамида в качестве вспенивателя и соединений кадмия в качестве стабилизатора;

- уменьшение потерь прочности текстильного материала до 5-10%;

- сохранение мягкого грифа декорированного материала.

К тому же изобретение позволяет дополнительно получить следующие преимущества:

- повышение устойчивости печатного рисунка, т.е. полимерного покрытия к истиранию на 10-15%;

- удешевление ПВХ-пластизоля за счет замены вспенивающего агента, наполнителя и стабилизатора одним компонентом - обезвоженным кремнегелем, который к тому же является отходом производства.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Способ может быть реализован для декорирования текстильных материалов различного состава (из натуральных, искусственных, синтетических волокон и из смесей) и функционального (бытового, технического, декоративного и др.) назначения. Для реализации способа используют следующие материалы. В качестве сополимера винилхлорида и винилацетата могут быть использованы, например,

Сополимер винилхлорида и винилацетата ГОСТ 12099-75 ПВХ эмульсионный ГОСТ 14039-77 ПВА ГОСТ 18992-80

В качестве пластификаторов могут быть использованы

Диоктилфталат ГОСТ 8728-88 Бутилбензилфталат (ББЗФ) ТУ 6-05-1347-75 Хлорпарафин ТУ 2493-339-05764458-2003

В качестве антиокислителя используют

2/2-дифенилолпропан ГОСТ 12138-86 Обезвоженный кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации ГОСТ 19181-78

Для реализации способа сначала готовят ПВХ-пластизоль известным способом, традиционно применяемым в технологии получения ПВХ-паст. Для этого тщательно смешивают ингредиенты при комнатной температуре до получения однородной пастообразной массы.

Заявленный способ декорирования текстильного материала заключается в последовательном проведении следующих операций:

- нанесение на поверхность ткани ПВХ-пластизоля, например, ламинированием, трафаретной печатью или через сетчатые шаблоны;

- обработка ткани в поле токов высокой частоты в течение 20-30 с при частоте электромагнитного поля 27,12 МГц или в течение 12-18 с при частоте электромагнитного поля 40,68 МГц. При этом одновременно происходят процессы сушки, вспенивания, отверждения и фиксации ПВХ-пластизоля на поверхности текстильного материала.

После этой обработки материал готов к использованию. Качественные показатели декорированного текстильного материала определяли одинаково для прототипа и для заявленного способа:

- прочностные характеристики материала определяли на разрывной машине РТ-250 по ГОСТ 20566-75, потери прочности рассчитывали по отношению к необработанной ткани;

- мягкость ткани оценивали экспресс-методом, определяя суммарный (по основе и утку) угол отклонения от горизонтали закрепленного образца размером 4×6 см. Большему углу отклонения соответствует большая мягкость. (Лабораторный практикум по текстильному материаловедению / под ред. Коблякова А.И. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - С. 261-264);

- стойкость рисунка к трению определяли на приборе ПТ-4 по ГОСТ 9733.27-83.

Качественные показатели декорированных материалов при различных составах ПВХ-пластизоля и режимах приведены в таблице.

Изобретение относится к отделке текстильных материалов. Заявлен способ декорирования текстильных материалов, заключающийся в том, что на материал наносят ПВХ-пластизоль, содержащий, вес.%: сополимер винилхлорида и винилацетата - 46-53; диоктилфталат - 30-40; бутилбензилфталат - 9-15; хлорпарафин - 2-5; 2,2-дифенилолпропан - 0,05-0,1; обезвоженный кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации - 0,6-2,0, и обрабатывают его в поле токов высокой частоты в течение 20-30 с при частоте 27,12 МГц или в течение 12-18 с при частоте 40,68 МГц. Технический результат изобретения заключается в сокращении длительности процесса, его упрощении, снижении экологической опасности способа и потери прочности материала при сохранении мягкого грифа декорированной ткани. 1 табл.

Способ декорирования текстильных материалов, заключающийся в том, что на материал наносят ПВХ-пластизоль, содержащий, вес.%: сополимер винилхлорида и винилацетата - 46-53; диоктилфталат - 30-40; бутилбензилфталат - 9-15; хлорпарафин - 2-5; 2,2-дифенилолпропан - 0,05-0,1; обезвоженный кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации - 0,6-2,0, и обрабатывают его в поле токов высокой частоты в течение 20-30 с при частоте 27,12 МГц или в течение 12-18 с при частоте 40,68 МГц.