СПОСОБ РОТАЦИОННОЙ ПЕЧАТИ НА ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ТКАНИ Российский патент 2022 года по МПК D06P1/44 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к инновационной технологии колорирования текстильных материалов методом ротационной CMYK печати, и может быть использовано при нанесении красочных рисунков на хлопчатобумажные ткани для постельных принадлежностей и домашнего текстиля.

CMYK - современная цветовая модель, использующаяся в полиграфии и текстильной промышленности для получения цветных изображений методом цифровой печати. Аббревиатура образована начальными буквами основных цветов, из которых она состоит: С - cyan (голубой); М - magenta (пурпурный); Y - yellow (желтый); K - key или black (черный).

Для осуществления цифровой CMYK печати на тканях необходимо использование дорогостоящего оборудования, поэтому отечественные текстильные предприятия продолжают выпускать набивные ткани с ограниченным количеством цветов рисунка (не более 12) традиционным способом с применением ротационных печатных машин, имеющих 12 цилиндрических сетчатых шаблонов.

Предложенное техническое решение позволяет получать красочные рисунки с неограниченным количеством оттенков на традиционных ротационных машинах методом CMYK печати с одновременным использованием только 4-х сетчатых шаблонов.

Известен способ ротационной печати на ткани, включающий приготовление печатной краски, содержащей, г/кг: 20-30 пигмента; 80-100 загустителя - препарата Акремос-402, представляющего собой сополимер (мет)акриловых мономеров, полученный методом эмульсионной полимеризации; 60-80 связующего - препарата Рузин-14, представляющего собой многокомпонентный сополимер бутилметакрилата с глицедилметакрилатом, изоборнилметакрилатом, итаконовой кислотой и стиролом, полученный методом эмульсионной полимеризации, и воду - до 1000; нанесение рисунка на ткань сетчатыми шаблонами или гравированными валами; сушку и термообработку (RU 2387748, кл. D06P 1/52, D06P 3/34, D06P 3/58, D06P 3/82; опубл. 27.04.2010).

Недостатком известного способа является ограниченное количество цветов полученного рисунка, невозможность создания рисунков фотографического качества и невысокие показатели устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.

Известен способ ротационной печати на ткани из различных волокон, в том числе хлопка, включающий приготовление печатной краски вязкостью от 2000 до 30000 МПа⋅с на основе 2-30 мас. % полимера при расходе состава 10-100 г/м²; нанесение рисунка на ткань цилиндрическими сетчатыми шаблонами 20-500 меш; сушку и термообработку. Примеры полимерного материала включают акриловые, полиуретановые, кремнийорганические смолы и их смеси (JP 5430383 В2, кл. D06C 15/00; D06M 15/263; D06M 15/277; D06M 15/643, опубл. 26.02.2014).

Полученные ткани обладают ветрозащитными свойствами и предназначены для верхней одежды.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ ротационной печати на хлопчатобумажной ткани, включающий приготовление печатной краски, содержащей, мас. %: акриловое связующее 30,0, пигментную пасту 30,0, эмульгатор 3,0, отбеливатель 5,0, матирующий агент 3,0, выравниватель 2,0, загуститель 5,0, пигментный краситель 7,0 и воду до 100; нанесение рисунка на ткань цилиндрическими сетчатыми шаблонами; сушку и термообработку (CN 107012696 А, кл. D06P 1/44; D06P 1/50; D06P 1/52; D06P 3/60; опубл. 04.08.2017).

Недостатком способа по прототипу является узкий спектр цветов и невысокое качество полученных изображений, а также относительно низкие показатели устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей способа, создание на ткани рисунков фотографического качества и повышение устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.

Данный результат достигается тем, что в способе ротационной печати на хлопчатобумажной ткани, включающем приготовление печатной краски, содержащей акриловое связующее, эмульгатор, загуститель, пигментный краситель и воду, нанесение рисунка на ткань цилиндрическими сетчатыми шаблонами, сушку и термообработку, в печатную краску дополнительно вводят пеногаситель, триметакрилат триэтаноламина и фиксатор при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Пеногаситель 0,03-0,05 Акриловое связующее 16,0-18,0 Эмульгатор 0,1-0,2 Триметакрилат триэтаноламина 1,0-3,0 Фиксатор 0,1-0,2 Загуститель 1,6-1,8 Пигментный краситель 2,0-3,0 Вода до 100

и она имеет вязкость 70-75 dPa⋅s, а нанесение рисунка на ткань осуществляют методом CMYK печати четырьмя цилиндрическими сетчатыми шаблонами 125 меш каждый при скорости движения ткани 35-40 м/мин.

При этом в качестве пигментного красителя используют краситель, выбранный из группы: Ауксипринт розовый 3BL, Ауксипринт желтый GG/S, Ауксипринт синий 2G, Ауксипринт черный К, Ауксипринт красный 2ВТ, Ауксипринт синий В, их смеси.

Отличительной особенностью предложенного способа является то, что при дополнительном введении в покрывную краску пеногасителя, триметакрилата триэтаноламина и фиксатора при заявленном соотношении компонентов возникает синергический эффект повышения ее эксплуатационных свойств, проявляющийся в повышении седиментационной устойчивости краски; прочности связывания с волокнами хлопка; устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.

Экспериментально установлено, что триметакрилат триэтаноламина (ТМАТЭА) в сочетании с компонентами заявленного состава краски проявляет свойства фотоактивного сшивающего агента, полимеризующегося на волокне, что позволяет нанесенному рисунку сохранять яркость и четкость при химико-физических воздействиях в процессе эксплуатации.

Заявленный качественный и количественный состав печатной краски, ее вязкость 70-75 dPa⋅s, скорость движения ткани при печати 35-40 м/мин и число меш цилиндрических сетчатых шаблонов, равное 125, создают возможность получения рисунков фотографического качества с неограниченным количеством оттенков на хлопчатобумажной ткани методом CMYK печати при одновременном использовании только 4-х шаблонов. Число меш характеризует количество отверстий сетчатого шаблона на 1 линейный дюйм (25,4 мм).

Введение компонентов печатной краски при других качественных и количественных соотношениях с получением иной вязкости краски, а также использование других скорости движения ткани и числа меш шаблонов, кроме заявленных, не позволяют получить на ткани рисунки фотографического качества с повышенной устойчивостью окрасок к физико-химическим воздействиям.

На фиг. представлен образец набивной хлопчатобумажной ткани с рисунком, нанесенным предложенным способом.

Триметакрилат триэтаноламина [CH₂=C(CH)COOCH₂CH₂]₃N (ТМАТЭА), характеризующийся температурой кипения 168-171°С/0,7 мм рт.ст. и плотностью 1,0762 г/см³, получают реакцией переэтерификации метилметакрилата триэтаноламином.

В качестве пеногосителя в печатной краске используют композиции на основе кремнийорганических жидкостей, ПАВ и активных добавок, такие как: Тексоклен ESF (Россия), ПС-1 по ТУ 2016-001-37631882-2018 (Россия), Rustol (Германия) и другие.

В качестве акрилового связующего используют водные дисперсии полиакрилатов, такие как Эмультекс 5БН по ТУ 2216-032-05800142-2008 (Россия), Helizarin Binder TOW (Германия), Tian Binder PA (Германия) и другие. В качестве эмульгатора - препараты на основе смеси ПАВ различной химической природы: EMULGATOR К CONS (Турция), Tubigat AFR 20 (Швейцария), Luprintol РЕ New (Германия) и другие.

В качестве фиксатора применяют полифункциональные сшивающие агенты Тубификс ML-55 (Швейцария), FIXATOR FF (Турция), Helizarin Fixing Agent LF (Германия) и другие. В качестве загустителя - аммонийные соли полимерных карбоновых кислот и их сополимеры: Тубивис DRL-175 (Швейцария), Lutexal HEF (Германия), Tanaprint ST 160 (Нидерланды) и другие.

В качестве пигментных красителей используют преимущественно Ауксипринт розовый 3BL, Ауксипринт желтый GG/S, Ауксипринт синий 2G, Ауксипринт черный К, Ауксипринт красный 2ВТ, Ауксипринт синий В и их смеси, позволяющие создать цветовую модель CMYK.

Ассортимент хлопчатобумажных тканей включает ситец, сатин, бязь, поплин, перкаль, фланель, муслин и другие.

Технология приготовления печатной краски заключается в следующем.

В смеситель с дозирующими головками и мешалкой, заполненный водой температурой 25-30°С, последовательно вводят пеногаситель, акриловое связующее, эмульгатор, ТМАТЭА, фиксатор и загуститель в заявленном соотношении. После перемешивания в течение 20-30 мин в композицию вводят пигментные красители в соответствии с заданной рецептурой. Вязкость готовой печатной краски составляет 70-75 dPa⋅s, рН - 8-9.

Технология способа заключается в следующем.

На хлопчатобумажную ткань, прошедшую предварительную подготовку по известной технологии, на печатной машине «ERA 12» фирмы MHMS Mechatronic Solution GmbH & Co. KG (Австрия), использующей цветовую модель CMYK, с помощью четырех цилиндрических сетчатых шаблонов 125 меш каждый наносят рисунок печатной краской вязкостью 70-75 dPa⋅s. Краска содержит, мас. %: пеногаситель 0,03-0,05, акриловое связующее 16,0-18,0, эмульгатор 0,1-0,2, ТМАТЭА 1,0-3,0, фиксатор 0,1-0,2, загуститель 1,6-1,8, пигментный краситель 2,0-3,0 и воду до 100. Скорость движения ткани составляет 35-40 м/мин. Затем осуществляют сушку при температуре 150°С в течение 2-3 мин, термообработку при 160°С в течение 4 -5 мин и каландрирование.

В качестве пигментных красителей используют преимущественно Ауксипринт розовый 3BL, Ауксипринт желтый GG/S, Ауксипринт синий 2G, Ауксипринт черный К, Ауксипринт красный 2ВТ, Ауксипринт синий В и их смеси.

Составы печатных красок для четырех цилиндрических сетчатых шаблонов, используемых одновременно в каждом примере для CMYK печати, представлены в таблицах 1, 2, 3 и 4, параметры способа - в таблице 5. Примеры 4 и 5 являются сравнительными. Хлопчатобумажные ткани по примерам: 1 - ситец, 2 - сатин, 3 - бязь, 4 - ситец, 5 - сатин.

Для проведения сравнительных испытаний был изготовлен образец набивной хлопчатобумажной фланели с использованием способа ротационной печати по прототипу (CN 107012696). Печатную краску готовили последовательным смешением, мас. %: акрилового связующего HDL 30,0, пигментной пасты SMS 30,0, эмульгатора DOP 3,0, отбеливателя SMZ 5,0, матирующего агента SML 3,0, выравнивателя SMO 2,0, загустителя CMC 5,0 воды 15,0. После перемешивания в течение 30 мин в композицию вводили 7,0 мас. % пигментных красителей и вновь перемешали. Были использованы химические препараты и красители красного, желтого, синего и черного цветов производства Shaoxing Tianji Printing Material Factory (Китай). После нанесения рисунка на ротационной печатной машине фланель сушили, термообрабатывали и каландрировали.

Результаты сравнительных испытаний образцов опытных набивных тканей и тканей по прототипу представлены в таблице 6.

Устойчивость окрасок к физико-химическим воздействиям определяли по методикам ГОСТ 9733.0-83, ГОСТ 9733.4-83, ГОСТ 9733.6-83, ГОСТ 9733.7-83, ГОСТ 9733.27-83 по показателям устойчивости к: а) стирке №3 при 60°С; б) «поту»; в) сухому трению; г) глажению с запариванием.

Использование предложенного способа позволит получать набивные хлопчатобумажные ткани с рисунками фотографического качества и неограниченным количеством оттенков методом CMYK печати на традиционном оборудовании.

Способ ротационной печати на хлопчатобумажной ткани включает приготовление печатной краски вязкостью 70-75 dPa⋅s, содержащей, мас.%: пеногаситель 0,03-0,05, акриловое связующее 16,0-18,0, эмульгатор 0,1-0,2, триметакрилат триэтаноламина 1,0-3,0, фиксатор 0,1-0,2, загуститель 1,6-1,8, пигментный краситель 2,0-3,0 и воду до 100; нанесение рисунка на ткань методом CMYK печати четырьмя цилиндрическими сетчатыми шаблонами 125 меш каждый при скорости движения ткани 35-40 м/мин; сушку и термообработку, для создания на ткани рисунков фотографического качества и повышения устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям. 6 табл., 1 ил.

Способ ротационной печати на хлопчатобумажной ткани, включающий приготовление печатной краски, содержащей акриловое связующее, эмульгатор, загуститель, пигментный краситель и воду, нанесение рисунка на ткань цилиндрическими сетчатыми шаблонами, сушку и термообработку, отличающийся тем, что в печатную краску дополнительно вводят пеногаситель, триметакрилат триэтаноламина и фиксатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пеногаситель 0,03-0,05 Акриловое связующее 16,0-18,0 Эмульгатор 0,1-0,2 Триметакрилат триэтаноламина 1,0-3,0 Фиксатор 0,1-0,2 Загуститель 1,6-1,8 Пигментный краситель 2,0-3,0 Вода до 100,

и она имеет вязкость 70-75 dPa⋅s, а нанесение рисунка на ткань осуществляют методом CMYK печати четырьмя цилиндрическими сетчатыми шаблонами 125 меш каждый при скорости движения ткани 35-40 м/мин.