Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Печать текстильных материалов пигментными красителями ...9
1.1.1. Классы пигментов, применяемые для колорирования текстильных материалов ... ...10
1.1.2. Связующие для пигментной печати.. 13
1.1.3. Загустители для пигментной печати 17
1.1.4. Текстильно-вспомогательные вещества для пигментной печати 20
1.2. Общие сведения об УФ-красках 22
1.2.1. Состав УФ-красок свободно-радикального отверждения 24
1.2.2. Оборудование для УФ-трафаретной печати 25
1.2.3. Фотоинициаторы радикальной полимеризации ...27
1.2.4. Классы фотоинициаторов и сферы их применения 29
1.2.4.1. Производные бензоина 30
1.2.4.2. Бензофенон.. 30
1.2.4.3. Кетон Михлера 32
1.2.4.4. Тиоксантоны.. 32
1.2.4.5. Кетали 33
1.2.4.6. Ацетофеноны .35
1.2.4.7. Хиноны 36
1.2.5. Влияние атмосферного кислорода на ингибирование полимеризации...37
1.3. УФ-краски для пигментной печати по текстильным материалам 38
Глава 2. Методическая часть 40
2.1 Используемые вещества и материалы 40
2.2. Методика получения пленок 45
2.3. Условия облучения пленок ...45
2.4. Методика исследования пленок .45
2.5. Условия облучения окрашенных тканей.. 46
2.6. Методика определения реологических свойств печатных красок 47
2.7. Методы испытания устойчивости окрасок 47
2.7.1. Метод испытания устойчивости окраски к свету в условиях искусственного освещения 47
2.7.2. Метод испытания устойчивости окраски к стирке 47
2.7.3. Метод испытания устойчивости окраски к дистиллированной воде 47
2.7.4. Метод испытания устойчивости окраски к "поту" 47
2.7.5. Метод испытания устойчивости окраски к глажению 47
2.7.6. Метод испытания устойчивости окраски к органическим растворителям 48
2.7.7. Метод испытания устойчивости окраски к сухому и мокрому трению 48
2.8. Определение цветовых характеристик 48
2.9. Методы испытания физико-механических характеристик материала 48
2.9.1. Метод определения разрывных характеристик ткани при растяжении 48
2.9.2. Метод определения стойкости ткани к истиранию 48
2.9.3. Метод определения воздухопроницаемости 48
2.10. Метод определения гигроскопичности 48
2.11. Метод определения адгезионной прочности пигментированной пленки к целлюлозному волокну 49
2.12. Печатание и обработка образцов .49
Глава 3. Влияние красителей на фотоотверждение олигомерных композиций ..57
3.1. Выбор фотоинициирующей системы и ее оптимизация 58
3.2. Влияние красителей на полимеризацию 67
3.3. Влияние красителя на превращение фотоинициатора 73
3.4. Устойчивость красителей в процессе окрашивания 78
Глава 4. Разработка УФ-красок для пигментной печати по хлопчатобумажным тканям 87
4.1. Составы и свойства УФ-красок для пигментной печати... 88
4.2. Светочувствительность УФ-красок на основе пигментов 89
4.3. Оценка физико-химических показателей напечатанных УФ-краской хлопчатобумажных тканей... 92
4.4. Оценка физико-химических показателей напечатанных УФ-краской хлопчатобумажных тканей 95
4.5. Гигиенические показатели напечатанных УФ-краской хлопчатобумажных тканей 99
4.6. Исследование адгезии УФ-краски к хлопковому волокну 99
4.7. Реологические характеристики УФ-красок 100
Глава 5. Разработка эмульсионных УФ-красок для пигментной печати по хлопчатобумажным тканям... ...105
5.1. Составы и свойства эмульсионных УФ-красок для пигментной печати... 106
5.2 Печать эмульсионными УФ-красками 107
5.3. Гигиенические показатели напечатанных эмульсионной УФ-краской хлопчатобумажных тканей ...107
5.4. Оценка физико-химических показателей напечатанных эмульсионной УФ-краской хлопчатобумажных тканей 108
5.5. Оценка физико-химических.показателей напечатанных эмульсионной УФ-краской хлопчатобумажных тканей 110
5.6. Реологические характеристики эмульсионных УФ-красок. 112
Выводы 117
Литература 119
- Классы пигментов, применяемые для колорирования текстильных материалов
- Методика определения реологических свойств печатных красок
- Устойчивость красителей в процессе окрашивания
- Оценка физико-химических показателей напечатанных УФ-краской хлопчатобумажных тканей...
Введение к работе
Актуальность темы.
Крашение и печатание текстильных материалов пигментами представляет собой одну из доминирующих технологий благодаря ряду принципиальных преимуществ: - универсальности, поскольку фиксация частиц красителя на волокне осуществляется за счет специального связующего, образующего на волокне прочную окрашенную пленку; - экологачности, так как при использовании современных технологий печати пигментами отсутствует стадия промывки; - технологичности и удобства применения, благодаря возможности колорирования всех видов волокон и их смесей.
Поэтому доля пигментной печати составляет в настоящее время более 50%.
Основные тенденции совершенствования технологий пигментной печати призваны обеспечить как повышение качества окраски, в первую очередь устойчивость к трению и другим обработкам, так и улучшение технологичности и экологачности процесса, главным образом за счет снижения энергетических затрат и использования экологически чистых препаратов.
Окрашенные олигомерные композиции (в общем случае композиции типа полимер/олигомер/мономер), так называемые УФ-краски (краски отверждаемые ультрафиолетовым светом), получили в последнее время широкое распространение в различных областях техники (в частности для крашения пластмасс, металлов и других материалов), а также в полиграфической промышленности.
Преимущества данной технологии обусловлены: (1) Высокой устойчивостью окраски, в первую очередь благодаря современным материалам, позволяющим получить окрашенную пленку с заданными свойствами.
Экономичностью, связанной с отсутствием энергоемкой стадии термической фиксации, а также с успехами в разработке современных фотоинициирующих систем и экономичных УФ-ламп.
Высокой экологичностью как самого процесса окраски, так и получающегося окрашенного пленочного покрытия вследствие отсутствия легко летучих и экстрагируемых веществ.
Именно по этим причинам разработка УФ-красок для печати по текстильным материалам и оптимальных технологий их применения представляется актуальной задачей.
Цель работы.
Разработка УФ-красок для печати по хлопчатобумажным тканям, обеспечивающих, наряду с технологичностью применения, хорошие эксплуатационные качества окрашенного материала, включая гигиенические показатели, физико-механические характеристики и устойчивость окраски.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
1. Выбор оптимальных фотоинициирующих систем, обеспечивающих быстрое фиксирование красителя на материале и хорошие характеристики окраски.
2. Анализ взаимного влияния красителей и фотоинициаторов, а также кинетических закономерностей фотоотверждения окрашенных композиций.
Поиск оптимальных соотношений компонентов и условий получения УФ-красок.
Определение устойчивости окраски, а также гигиенических и физико-механических характеристик окрашенных материалов.
Установление корреляций показателей окраски и характеристик окрашенных материалов й технологическими особенностями их нанесения и фиксации на ткани.
7 Научная новизна.
В работе впервые:
Обнаружено изменение активности фотоинициаторов в присутствии дисперсных красителей и влияние природы фотоинициатора на расходование красителей в процессе фотосшивания композиций на основе олигоуретанметакрилатов.
Установлены кинетические закономерности и определены начальные квантовые выходы расходошишя двойных связей, фотоинициаторов и красителей в процессе фотоотверждения композиции.
Обнаружено влияние структуры олигоуретанметакрилата, типа, пигмента, наличия наполнителя, ПАВ и других компонентов УФ-краски на устойчивость окраски и физико-механические характеристики материала.
Обнаружены синергические эффекты при использовании эмульгаторов различной химической природы в процессе получения окрашенных микроэмульсий на основе олигоуретанметакрилатов. Показано, что возможность получения и стабильность микроэмульсий определяется це только составом и концентрацией компонентов, но и порядком их введения.
Практическая значимость.
Определены оптимальные составы окрашенных дисперсными красителями композиций, обладающие высокой светочувствительностью и сохраняющие окраску в процессе фотоотверждения.
Получены УФ-краски на основе олигоуретанметакрилатов и пигментов в форме порошков, предназначенные для печати по хлопчатобумажным тканям. Показано, что их применение обеспечивает высокую устойчивость окраски к физико-химическим воздействиям и приводит к существенному улучшению физико-механических характеристик материала.
3. Разработаны эмульсионные УФ-краски, позволяющие использовать текстильные пигменты в форме паст и применять другие современные препараты и технологические приемы для печати пигментами. Установлено,
8 что использование таких красок позволяет получать материалы с хорошими гигиеническими характеристиками, улучшенными по сравнению с исходным материалом физико-механические показатели и высокой устойчивостью окраски.
Классы пигментов, применяемые для колорирования текстильных материалов
В процессах печатания текстильных материалов можно применять как органические, так и неорганические пигменты. Пигмент играет роль высокодисперсного цветного наполнителя в полимерном связующем. Однако в настоящее время в печати по текстилю используют преимущественно органические пигменты по причине их широкой цветовой гаммы, возможности получать более яркие оттенки и высокие устойчивости окрасок. Наиболее часто применяют такие классы пигментов, как азопигменты, фталоцианиновые, а также полициклические.
Среди прочих классов преобладающим являются азопигменты, в первую очередь благодаря высоким колористическим показателям и доступности. Формула имеет вид:
Азопигменты составляют около 80% от общего числа выпускаемых марок. Основная гамма этих пигментов ограниченна желтыми, оранжевыми и красными цветами. Среди красных пигментов большое распространение получили производные 2-нафтола и арилиды 2-гидрокси-З-нафтойной кислоты, среди желтых - пигменты на основе ацетоацетарилидов.
Значительную долю в текстильной печати составляют, фталоцианиновые пигменты [19]. Для фталоцианина меди известны кристаллические формы, обуславливающие оттенок пигментов. Наибольшее применение в текстильной промышленности получили а и р-модификации, имеющие красноватый и зеленовато-синий оттенок соответственно. Среди зеленых фталоцианиновых пигментов особое место занимают полигалоидированные производные фталоцианина меди. В пигментной печати применяют главным образом высокохлорированный фталоцианин меди, а также его смешанные хлор-бром-производные. У данных зеленых пигментов отсутствуют полиморфные модификации, обладающие высокими прочностными показателями. Синие пигменты - производные фталоцианина меди - просты в синтезе и имеют высокую светостойкость:
Среди полициклических пигментов, отличающихся высокими прочностными показателями и хорошими колористическими свойствами, для набивки текстиля нашли применение индантрон, транс-1,4,5,8-нафтоиленбисбензимидазол, производные диоксазинкарбазола и тиоиндиго, а также азометиновых пигментов. Однако их широкому распространению препятствует относительно высокая стоимость.
Ассортимент некоторых фирм представлен также флуоресцентными пигментами, состоящими из смеси флуоресцирующих продуктов (люминофоров) с термореактивными смолами. В качестве флуоресцирующих продуктов широкое применение нашли ди- и трифенилметановые красители (родамины, флавины, аурамины), а также ксантеновые, кетоиминовые, хинониминовые, азометиновые и полиметиновые производные. Современные флуоресцентные пигменты при использовании достаточного количества связующего демонстрируют хорошие прочностные показатели к мокрым обработкам и трению, однако существенным недостатком пигментов этой марки является их низкая светостойкость.
Важным моментом при производстве пигментов для текстильной промышленности является получение специальных выпускных форм, пригодных для процесса печати или крашения [20, 21]. Для этого исходные органические пигменты на последней стадии синтеза выделяют в виде водных паст, содержащих агрегаты и агломераты из первичных частиц пигментов. Важной задачей при выделении пигментов является получение их в определенных кристаллических модификациях и с оптимальной дисперсностью, так как от морфологических особенностей зависят в первую очередь колористические эффекты. Оптимальная степень дисперсности пигмента в выпускных формах составляет 0.2-2.0 мкм, при этом максимальная интенсивность окраски достигается при размерах частиц 0.4 мкм. Для получения высокодисперсных органических пигментов в процессе синтеза выделение обычно происходит в присутствии различных ПАВ. Для пигментов, используемых в текстильной промышленности, обязательным является выполнение следующих требований [22-24]: обеспечение чистого и яркого тона на волокне; отсутствие изменения размеров частиц пигмента и осаждения их в плюсовочной ванне; устойчивость к действию щелочей, моющих средств, органических растворителей и свету; отсутствие изменения оттенка при термообработке. не токсичность [25]
При разработке рецептуры пигментной композиции особое внимание уделяется выбору связующего [26, 8]. Связующее образует на поверхности волокна плотную пленку, покрывающую частицы пигмента и тем самым связывающую их с волокном. Оно определяет все прочностные свойства окрасок за исключением лишь светопрочности, определяемой непосредственно пигментом. Связующее представляет собой смесь макромолекулярных соединений, образующихся в результате реакции полимеризации и поликонденсации полифункциональных соединений при тепловой обработке. Оно должно прочно удерживать частицы пигмента на волокне и удовлетворять следующим требованиям: хорошая адгезия к частицам пигмента и подложке; бесцветность, прозрачность; твердость и эластичность; нерастворимость в воде, водных растворах кислот и щелочей; устойчивость к действию органических растворителей, применяемых при химической чистке; устойчивость к действию света, тепла и окислителей; высокая механическая стабильность в процессе печатания, а также стабильность при хранении; совместимость со всеми вспомогательными средствами, применяемыми в печатной краске; нетоксичность.
Удовлетворить всем этим требованиям с помощью однокомпонентных полифункциональных соединений достаточно сложно, поэтому чаще применяют связующее на основе смеси мономеров и предконденсатов. Один из компонентов является пленкообразующим и служит для образования эластичной и прозрачной пленки, а другой структурирующим агентом, используемым для образования жесткой сетчатой структуры, обеспечивающим связь волокнистого материала с пленкой, внутри которой распределены частицы пигмента. Пленку с требуемыми свойствами получают, используя линейный сополимер из двух и более мономеров. Например, стирол, метилметакрилат, акрилонитрил и винилхлорид - образуют жесткие хрупкие пленки, а бутадиен и бутилакрилат - мягкие липкие. Сочетание этих мономеров позволяет получить пленку с заданными характеристиками. Современные компании представленные на рынке рекомендуют к применению связующие для пигментной печати на базе сополимеров винилхлорида, акрилатов, бутадиена, а также смесовые акрилатно-бутадиеновые связующие.
Методика определения реологических свойств печатных красок
Печатание осуществляли трафаретным способом с помощью сетчатых шаблонов или с использованием гравированного вала с ручным приводом производства "FRANZ ZIMMER S ERBEN" (Германия) по подготовленной хлопчатобумажной ткани (бязь или сатин).
Влияние дисперсных красителей на относительные начальные скорости и квантовые выходы полимеризации, а также времена отверждения окрашенных композиций на основе ОУМА и ТАМП (75:25) при инициировании 2,6-ди-трет-бутилантрахиноном или фенил-бис-(2,4,6 триметилбензоил)-фосфиноксидом (значения в скобках). Концентрация фотоинициатора 3 мас.%. Облучение светом с Я,=365 нм Hg-лампы ДРШ-1000.
Как уже было отмечено в литературном обзоре, круг синтетических полимеров, реально используемых в качестве связующего в процессах колорирования пигментами, весьма ограничен. В основном это полимеры на основе производных акриловой и метакриловой кислоты, полибутадиена или стирола, а также полиуретана. Использование УФ-технологии позволяет, в принципе, резко расширить их число, поскольку практически доступно большое число олигомеров и мономеров, способных фотохимически отверждаться в процессах радикальной или ионной полимеризации. Однако с учетом ряда экономических, экологических и гигиенических ограничений такое расширение, по крайней мере, на начальном этапе, вряд ли целесообразно. Поэтому в данном исследовании в качестве связующего использовали олигоуретанметакрилаты. Этот выбор обоснован несколькими причинами: доступностью олигоуретанметакрилатов и потенциальной возможностью в широких пределах менять структуру, а, следовательно, и свойства олигомера; хорошей адгезией полиуретанов к волокну; мягкостью пленок полиуретанов и их высокой устойчивостью к физико химическим воздействиям.
Для повышения светочувствительности в композицию вводили триакриловый эфир триметилолпропана (ТАМП) или диметакриловый эфир бутандиола (ДМАБ). В качестве фотоинициаторов, учитывая известные данные для других полимеризующихся систем [106], использовали ароматические кетоны, дикетоны, хиноны и другие ароматические соединения.
Крашение с использованием отверждаемых под действием УФ-света олигомерных композиций открывает более широкие возможности использования красителей. В отличие от традиционных методов печати, когда используются преимущественно либо красители, имеющие хорошее сродство к окрашиваемому волокну, либо дисперсии пигментов, при печати УФ-красками, в принципе, можно использовать любые красители и пигменты. В этом случае граница между красителями и пигментами становится еще более условной, чем это принято считать в настоящее время в текстильной химии. Основная цель процесса окрашивания при печати УФ-красками - получить на поверхности волокна окрашенную пленку, причем окрашивание можно осуществить в "массе", путем использования молекулярно растворимых в олигомере (и в получающемся полимере) красителей или используя связующее как своеобразный клей, фиксирующий на поверхности волокна частицы пигмента, как это принято в обычных технологиях пигментной печати. Из общих соображений ясно, что чем меньше размер частиц красителя, тем меньше его надо использовать для получения заданного тона окраски, и тем, в принципе, выше должна быть устойчивость окраски к трению и мокрым обработкам. Поэтому задачей данного исследования на первом этапе было изучение влияния дисперсных красителей, хорошо растворяющихся в олигомерной композиции, на процессы фотосшивания и эффективность действия фотоинициаторов с целью оптимизации фотоинициирующих систем УФ-красок. Необходимость такого анализа диктовалась также существованием целого ряда патентов [121-123] по применению фотополимеризующихся красителей, а также наличием отдельных патентов [120], в которых декларируется использование окрашенных дисперсными красителями олигомерных композиций для печати по текстильным материалам с использованием УФ-технологий. В качестве красителей применяли дисперсные красители, используемые в текстильной промышленности.
Устойчивость красителей в процессе окрашивания
При облучении окрашенных композиций наряду с изменением поглощения в УФ-области наблюдается и заметное изменение спектров в видимой области, особенно в области полос поглощения красителей. Эти применения в общем случае носят сложный характер и могут приводить к изменению формы полосы поглощения красителей.
Расходование красителей в процессе фотоотверждения композиций также описывается уравнениями типа (1) и (2). Наиболее важными особенностями этого процесса являются следующие: (1) Скорость расходования красителя и предельная глубина его превращения в существенной мере зависят от структуры красителя (рис. 15, 16 и табл. 13). Наименее устойчивы красители, содержащие аминогруппу (желтый 43, желтый 2К, оранжевый Ж, розовый 2С, синий К и синий ПЭ). (2) Скорость и предельная глубина превращения красителя в существенной мере зависят также от природы фотоинициатора (рис. 17 и табл. 13). Для пяти из , двенадцати изученных систем в присутствии фенил-бис-(2,4,6-триметилбензоил)-фосфиноксида краситель расходуется сильнее, чем в присутствии 2,6-ди-трет-бутилантрахинона, как, например, для дисперсного синего полиэфирного (рис. 13, 14). Для четырех систем (красители желтый 3, желтый прочный 4К, оранжевый Ж и красно-коричневый) расходование красителя практически не зависит от природы фотоинициатора. Лишь один краситель, розовый 2С, несколько быстрее расходуется в присутствии 2,6-ди-трет-бутилантрахинона. Красители желтый 63 и желтый К наиболее устойчивы и заметно не расходуются в присутствии любого из изученных фотоинициаторов.
Наблюдается качественная корреляция между скоростью превращения красителей и их влиянием на расходование двойных связей. Например, красители желтый 43, желтый 63, желтый 63 ПЭ и желтый К при инициировании 2,6-ди-трет-бутилантрахиноном мало расходуются сами и лишь в небольшой степени снижают квантовый выход превращения двойных связей (табл. 10 и 13), в отличие от желтого прочного 4К, который превращается достаточно быстро и сильно тормозит полимеризацию.
Таким образом, полученные данные позволяют сделать следующие заключения: 1. Выявлены кинетические особенности и установлены кинетические параметры процессов расходования двойных связей, фотоинициаторов и дисперсных красителей в композициях на основе олигоуретанметакрилата и триакрилового эфира триметилолпропана. Определены начальные квантовые выходы процессов. 2. Показано, что влияние красителей на фотоотверждение олигомер-мономерных композиций обусловлено одновременно несколькими механизмами: (1) поглощением фотохимически активного света (экранированием); (2) взаимодействием с инициатором, вызывающим снижение скорости его расходования, и, следовательно, скорости инициирования; (3) ингибированием полимеризации вследствие взаимодействия со свободными радикалами, что приводит также к расходованию красителей. 3. Обнаружено изменение ряда активности фотоинициаторов в присутствии красителей и влияние природы фотоинициаторов на расходование красителей при фотоотверждении композиций. 4. Определены оптимальные составы окрашенных композиций, обладающие достаточно высокой светочувствительностью и сохраняющие окраску в процессе фотоотверждения. Показано, что использование в качестве фотоинициатора 2,6-ди-трет-бутилантрахинона, а в качестве красителей соединений, не содержащих в п-положении амино- или гидроксигруппу (например, красителей желтый 43 или желтый 63) позволяет осуществлять процесс с высоким квантовым выходом, близким по величине к квантовому выходу для неокрашенных композиций, и получать материал с окраской, практический не отличающейся от окраски исходной композиции.
В главе 3 определены оптимальные составы окрашенных дисперсными красителями композиций, обладающие высокой светочувствительностью и сохраняющие окраску в процессе отверждения. Однако, несмотря на очевидные преимущества дисперсных красителей (см. гл. 3), с точки зрения использования их в УФ-красках, они имеют один очень серьезный недостаток, а именно низкую устойчивость к свету. Серия экспериментов с использованием дисперсных красителей в УФ-отверждаемой печатной краске выявила в некоторых случаях существенное изменение цвета отвержденных образцов. Этими недостатками, в принципе, не должны обладать пигменты, представляющие собой достаточно крупные агломераты молекул, находящихся, кроме того, в ином фазовом состоянии (состоянии твердого тела), препятствующим химическим процессам, требующим изменения пространственной структуры частиц. Отметим также, что использование пигментов в УФ-красках соответствовало бы основным тенденциям, доминирующим в текстильной химии, в соответствии с которьши, как уже отмечалось выше, доля пигментной печати составляет в настоящее время более 50%.
Оценка физико-химических показателей напечатанных УФ-краской хлопчатобумажных тканей...
Ткани, окрашенные разработанными композициями, характеризуются высокой устойчивостью окраски практически ко всем видам физико-химического воздействия даже при относительно небольших временах облучения (табл. 14 - 17). Исключением, как и для большинства других "обычных" печатных красок, является низкая устойчивость к сухому трению, особенно для красок на основе Акрола У. Увеличение времени облучения t приводит к улучшению показателей, и для синей краски на основе ОУМА уже при t = 3 мин удается достигнуть устойчивости окраски, соответствующей степени «особо прочная» по ГОСТ 29298-92. Устойчивость окраски к действию света также является достаточно высокой и составляет 6 баллов по 8-ми бальной шкале, при этом изменения собственно цвета образца практически незаметно, окраска становится лишь несколько тусклее.
Устойчивость к действию света желтых образцов несколько выше, чем синих, и достигает 7 баллов, то есть и по этому показателю соответствует степени «особо прочная». Недостаточно высокая устойчивость окраски, особенно к сухому трению, при небольших временах облучения не связана с наличием в композиции микроталька, поскольку для краски на основе Акрола У, не содержащей микротальк, не зафиксировано ни увеличение светочувствительности, ни возрастания устойчивости окраски.
Данные, приведенные в табл. 14 - 17, соответствуют темному тону окраски. Для образцов, окрашенных в средние и светлые тона путем уменьшения количества нанесенной на ткань краски того же состава, устойчивость окраски к трению повысилась на 0.5 — 1 балл (по закрашиванию белой ткани). Следовательно, и в этих случаях степень устойчивости окраски соответствует «особо прочной».
Относительно низкая устойчивость окраски образцов с использованием композиции на основе Акрола У по сравнению с ОУМА, по-видимому, связана с более низкой концентрацией концевых метакрилатных групп, что в свою очередь обусловлено более высокой молекулярной массой этого олигомера.
Окрашивание с использованием УФ-красок приводит к существенному улучшению физико-механических характеристик материала (табл. 18). Заметно, в 1.7 раза возросла прочность, и качественно, более чем в 18 раз, выросла стойкость к истиранию. Важным представлялось исследовать влияние органического наполнителя - микроталька, который составляет значительную долю всей УФ-краски - 14 мас%., на прочностные характеристики ткани. В результате разрывная нагрузка окрашенной без микроталька ткани увеличилась в 1.9 раз (табл. 19). Полученный результат свидетельствует о целесообразности использования микроталька в УФ-краске, так как это позволяет увеличить укрываемость и существенно снизить ее стоимость за счет экономии связующего. Кроме того, использование микроталька не влияет на светочувствительность краски, физико-химические показатели и практически не влияет на физико-механические показатели.
Заметным недостатком окрашивания с использованием разрабатываемой УФ-краски является относительно низкая гигроскопичность. Показано, что даже при использовании гравированного печатного вала с целью получения более тонкого и равномерного слоя гигроскопичность снизилась с 14.3 до 9.6%, то есть практически в 1.5 раза. Подчеркнем однако, что данный результат является «максимально плохим», так как относится к образцам, одна из поверхностей которых окрашена целиком, причем тон окраски соответствует темному. Кроме того, при получении образцов не удалось полностью избежать протекания краски на обратную сторону ткани. Это позволяет надеяться на улучшение показателей гигроскопичности при оптимизации состава и (или) технологии нанесения печатной краски.
Адгезия краски к запечатываемой поверхности определяется в первую очередь адгезией связующего. Как уже отмечалось выше, связующие на основе олигоэфируретанов являются перспективными для применения в печати по хлопчатобумажным материалам, так как получающиеся из них" при фотополимеризации полиэфируретаны характеризуются высокой адгезией к пленкам и волокнам из гидрофильных полимеров. Помимо, связующего на величину адгезии могут влиять наполнители, в данном случае, пигмент и микротальк. Поэтому представлялось важным исследовать адгезию УФ-красок к хлопковому волокну.
Исследуемая краска имела следующий состав: (7) олигоуретанметакрилат (ОУМА или Акрол У) - 60.4%; (8) сшивающий агент - 20.2%; (9) фотоинициатор - 3.0%; (10) микротальк -14%; (11) пигмент (синий или желтый) - 2.0%; (12) пеногаситель - 0.4%. Склейки, изготавливаемые по методике указанной в гл. 2, облучали лампой ДРТ-400 в течение 10 минут и раскраивали на полоски шириной 10 мм. Адгезионную прочность определяли методом расслаивания по методике [131] на машине "FRZ-100/1" снабженной самописцем. Адгезионная прочность УФ-краски с хлопчатобумажным волокном, рассчитанная по полученным адгезиограммам составляет 1 Н/см. Для сравнения адгезионная прочность пигментированной полимерной пленки на основе хитозана составляет 2 Н/см при концентрации пигмента 20 г/кг и падает до 1.5 Н/см при увеличении концентрации пигмента до 50 г/кг [132]. Рассматривая УФ-краски, необходимо учитывать влияние на адгезию не только пигмента, но и микроталька, так как суммарная концентрация пигмента и микроталька в композиции составляет 160 г/кг. В целом же адгезионная прочность УФ-краски к хлопковому волокну является вполне приемлемой, о чем свидетельствуют также испытания к мокрым обработкам и трению. Детальное исследование реологических характеристик разработанных УФ-красок (рис. 19 и 20) свидетельствует о том, что они в целом соответствуют основным требованиям, предъявляемым при использовании красок в текстильной промышленности. Кривые течения разработанных УФ-красок и их промышленного аналога, полученные в широком диапазоне изменения градиента скорости у в условиях установившегося течения представлены на рис. 19 в виде логарифмической зависимости у от напряжения сдвига г. Из полученных данных следует, что эта зависимость, как и для других печатных красок [133] соответствует уравнению Освальда-де-Вила (5)
