Крашение ПЭ волокон
Из-за наиболее плотной структуры волокон и более высокой температуры стеклования крашение проводят следующим образом:
1. высокотемпературный способ – при температуре выше 100 оС под давлением (120 - 130 оС); технология требует герметичного оборудования типа автоклава АК, АКД и эжекторных машин;
2. термозольный способ;
3. крашение с интенсификатором; состав ванны: краситель; ПАВ -1 – 2 г/л; СН3СООН до рН = 5 – 5,% (при более низком значении рН снижается яркость, изменяется оттенок, ухудшается гриф; выше этого значения краситель может разрушаться).
Высокотемпературный способ крашения.
Краситель (порошок) затирают с водой при 40 - 50 оС и ½ кол-ва диспергатора и уксусной кислоты. Операцию начинают при 40 оС, в течение 40 – 60 мин нагревают до 130 оС и красят ещё 46 – 60 мин. Затем промывают, подвергают восстановительной обработке и мыловке (2 г/л НПАВ, 20 мин, 80 - 85 оС). Состав 4,5 мл/л NaOH (32%) 2 г/л гидросульфат, 1 г/л ПАВ (для удаления поверхностного закрепл. Красителя). Время обработки составляет 15 – 20 мин при 75 оС.
Крашение с применением интенсификаторов
Высокотемпературное крашение требует специального оборудования. Данный способ позволяет красить в средние и тёмные тона ткани из полиэфирных волокон на барках, красильно – роликовых машинах при температуре до 100 оС. В качестве интенсификаторов используются вещества ароматические окислители (О – фенол-ароматические кислоты (бензойная, салициловая) и их производные (эфиры), находят некоторое применение и углеводороды.
Основная их функция – увеличение подвижности цепей, пластификация, и за счёт этого – уменьшение температуры стеклования. Идеальный интенсификатор должен соответствовать следующим требованиям:
- высокий эффект ускорения при низких концентрациях;
- незначительная летучесть с водяным паром;
- оптимальная эффективность выравнивания;
- неизменная прочность окраски;
- отсутствие при его применении усадки;
- удобное и полное удаление после крашения;
- дешевизна;
- бесцветность.
Механизм действия интенсификатора заключается в том, что он из-за меньших размеров диффундирует быстрее красителя, разрушая межмолекулярные связи, снижая Тст со 100 оС до 30 - 40 оС.
Состав красильной ванны:
Краситель - Х г/л;
Диспергатор - 1 – 2 г/л;
Интенсификатор - 3 – 5 г/л;
Уксусная кислота – до рН =5,5 – 6,0.
В красильную ванну при 40 оС вводят интенсификатор, ½ диспергатора, нагревают до 70 оС, добавляют СН3СООН до рН = 5,5 – 6,0. Затем нагревают до кипения (95 - 98 оС) и обрабатывают 10 -15 мин, охлаждают и вводят суспензию красителя.
Отрицательные свойства интенсификаторов:
1. токсичны, как правило, загрязняют воду, ухудшая экологическую обстановку;
2. вызывают необходимость в более длительных промывках;
3. если остаются на ткани, ухудшается прочность последней к свету.
Термозольное крашение
Сущность этого способа заключается в пропитке материала дисперсией красителя при 80 оС; подсушке до 30% влажности для исключения миграции; окончательной сушке и термической обработке фиксирования. Температура крашения на 20 – 40 оС меньше температуры плавления. При продолжительности процесса 30 – 90 с температура достигает 200 - 210 оС. Состав: краситель – 20 – 50 г/л; загустка – 2 – 3 г/л; дисперг. – 1 г/л. Загуститель вводят для уменьшения миграции красителя и увеличения его сорбции.
Большую роль играет подготовка текстильного материала. Так, термостабилизация снижает накрашиваемость на 10 – 40%.
Дисперсные красители, в отличие от других, обладают заметной упругостью паров (заметное парционное давление) из-за их малой молекулярной массы – обычно выше 130 - 140 оС.
Переход из твёрдого в газообразное состояние называется сублимацией или возгонкой. Это явление может влиять на процессы крашения. Используется при переводном способе печатания.
Способы получения белых и цветных узоров
Получение белых и цветных узоров по окрашенной ткани называется вытравной печатью. Это процесс при котором по окрашенной ткани печатают составом, обеспечивающим разрушение красителя в местах печати. Хотя имеются и окислительные вытравные составы, но большей частью используют восстановители. Основное ограничение – недопустимость деструкции ткани.
На ткани, окрашенные прямыми красителями, можно наносить только вытравные расцветки, а по тканям, окрашенным нерастворимыми азокрасителями, активными и кубовыми красителями, расцветки можно получать вытравным и резервным способами; по чёрно-анилиновой окраске – только резервным. Для чистоты и яркости вытравной расцветки необходимо полностью удалить вытравливаемый краситель.
При вытравке по тканям, окрашенным кубовыми красителями, используется ронгалит, а для предотвращения окисления – лейкотроп В. Состав, г/кг:
- ронгалит - 300;
- лейкотроп - 120;
- ZnO(1:1 с водой) – 150;
- NaOH(32%) - 50;
- солюц. Соль - 30;
- вода - 150;
- загустка крахмал - до 1000.
Напечатанная и высушенная ткань запаривается в течение 3 – 5 мин и промывается.
Вытравку по тканям, окрашенным нерастворимыми азокрасителями, можно осуществить составом:
- ронгалит - 200;
- антрахион - 20;
- загустка крахмальная - до 1000.
Запаривается 6 – 8 мин в паровой среде.
При вытравке по тканям, окрашенным прямыми красителями, применяют восстановители, например, ронгалит (100 г/кг) с загусткой. Время запаривания 8 – 10 мин. Закрепление ДЦУ только после закрепления вытравной печати.
Вытравная печать по тканям, окрашенным активными красителями, осуществляется печатным составом, г/кг:
- ронгалит - 120;
- гексаметафос - 50;
- лейкотроп В - 25;
- загустка - до 1000.
Время запаривания 8 – 10 мин.
При способе получения белых и цветных узоров на окрашенной ткани резервной печатью, на неё до крашения наносят соответствующие составы, препятствующие образованию окраски на волокне.
Крашение проводится после печати.
Различают резервы механические, при которых резервный состав образует на ткани плёнку, не проницаемую для раствора красителей, и химические, препятствующие образованию окраски химическим взаимодействием резервного состава с компонентами красильного раствора.
Использование АК в резервных расцветках.
С начала на хлопчатобумажное полотно наносят резервную печатную пасту, содержащую АК и органическую кислоту. После сушки ткань плюсуют в красильной ванне, содержащей другой АК и щелочь, сушат, запаривают, обрабатывают в горячем щелочном растворе для проявления красителя, содержащегося в резервном составе.
Резервное крашение АК под крашение нерастворимыми азокрасителями
Состав печатной краски для хлопчатобумажной ткани, г/кг:
-АК - 30
- вода - 200
- мочевина - 40
- тиомочевина - 40
- загустка - до 1000
- металин - 100
- NH4Сl - 30
- вода - 70
Технология
1. плюсование щелочным раствором азотола (7 – 9 г/л);
2. печатание по высушенной азотолированной ткани печатной краской;
3. термическая обработка в зрельнике при 140 оС 4 -5 мин;
4. обработка диазосоставляющей и промывка.
Резервы при крашении нерастворимыми азокрасителями.
Используются восстановители (соли Sn+2 ? cульфиты) и соли Al+3, Zn+2, Fe+3. Ткань пропитывается азотолом, сушится и печатается краской резервного состава (для белых узоров), г/кг:
- загустка - 600;
- NaHSO3 (1,8) - 170;
- Na OH (40%) - 60;
- NH4Cl - 7;
- вода - до 1000.
После печатания ткань высушивают и пропитывают раствором диазосоединений, пропускают через воздушный зрельник и промывают.
Сущность восстановительного резервирования заключается в превращении под действием восстановителей солей диазония в производные арилгидразинов.
4. Заключительная отделка специального назначения. Придание тканям огнезащитных свойств
Самостоятельное горение волокна протекает только в том случае, когда выделяющаяся энергия больше или равна сумме энергий, затраченных на его воспламенение. Поэтому принципиально повышение огнезащитности текстильного материала сводится к тому, что он должен обладать свойством самозатухания после удаления источника воспламенения. В процессе горения не должно выделяться много дыма и токсичных газов. Горение текстильных материалов состоит из следующих основных этапов:
- теплоотдача от источника к материалу;
- термическое разложение полимерной структуры;
- диффузия и конвекция продуктов термического разложения;
- кинетические реакции атмосферного кислорода и продуктов термического разложения.
Огнезащитные свойства могут придаваться материалам на любой стадии горения.
Горение – это гетерогенный процесс. С увеличением массы ткани скорость горения уменьшается из-за замедления диффузии кислорода, температурных перепадов между внешними и внутренними слоями.
В зависимости от энергетического баланса горения вещества, замедляющие этот процесс – антипирены- подразделяются на три класса:
1 – поглащают тепло, активные в конденсированной фазе, эффективны в субстрате и уменьшают количество газов за счёт замедления деструкции; к ним относятся разлагающиеся при повышенных температурах с поглощением большого количества тепла: Al(OH)3, MgSiO3 (ДН>>0), уменьшающие выделение энергии;
2 – активные в газовой фазе, уменьшающие кол-во выделившегося тепла за счёт замедления процесса окисления путём обрыва цепи; антипирены второго класса замедляют горение, что уменьшает кол-во освободившейся энергии, снижает температуру горения, - это галогеносодержащие соединения, (NH4)2 CO3 щавелевокислый аммоний, разлагающийся на СО2 и NH3, не поддерживающие горения;
3 – антиперены, способствующие образованию карбонизированного остатка путём изолирования массы полимера от доступа кислорода.