Nanjiba Nur
Ovaj članak opisuje kemiju veziva i njihovo djelovanje u pigmentnom tiskanju pamučnog tekstila. Štampanje tekstilnih materijala je vjerovatno najbolje opisati kao industrijska umjetnost, koja ima dugu povijest i osiguranu budućnost. Štampa na tekstilu je najsvestranija i najvažnija metoda koja se koristi za uvođenje boje i dizajna u tekstilne tkanine. U pigmentnoj štampi, nerastvorljivi pigmenti, koji nemaju afinitet prema vlaknima, fiksiraju se na vlakna pomoću veziva ili veziva. U štampi na tekstilu, boje ili pigment se prenose na tekstilnu tkaninu štamparskim pastama. Veziva su mehanizam koji se koristi za zadržavanje boje na tkanini kada se koriste pigmenti za štampanje tekstila. Izbor veziva uvijek će zavisiti od konačnih zahtjeva za postojanošću, kao i zahtjevima troškova procesa. Ovaj pregled rada daje veći naglasak na potrebi i funkciji veziva u pigmentnoj štampi, kao i na hemiju veziva i njegovo djelovanje u fiksaciji pigmenta na tekstilnu podlogu.
Šta je Binder?
Veziva su hemijski proizvodi koji vezuju pigmente sa celuloznim vlaknima u tekstilnoj pigmentnoj štampi. Gotovo sva veziva koja se koriste u tekstilnoj pigmentnoj štampi su proizvodi adicione polimerizacije. To je supstanca koja stvara film sačinjena od dugolančanih makromolekula, koje kada se nanesu na tekstil zajedno s pigmentom, stvaraju trodimenzionalnu mrežu. U tu svrhu razvijena su i različita veziva, što je konačno rezultiralo upotrebom emulzija voda u ulju i ulje u vodi. To je uvelike ubrzalo upotrebu pigmenata u štampi na tekstilu i tada su pigmenti postali glavne boje koje se koriste u štampi.
Pigment Printing
Trenutno je pigmentna štampa možda najčešće i najraširenija tehnika za štampanje tekstila. U pigmentnoj štampi potrebni su nerastvorljivi pigmenti, koji nemaju afiniteta za vlakna i fiksiraju se na tekstil pomoću veziva u uzorku. Ovaj opis je možda previše pojednostavljen, ali očito razlikuje pigmente od boja koje se apsorbiraju u vlakno i tamo fiksiraju kao rezultat reakcija specifičnih za boju. Štamparska pasta je glavni sastojak štampe koji omogućava formiranje unapred definisanih šara. Pasta za štampanje za pigmentnu štampu uglavnom sadrži pigmente, emulgatore, veziva, omekšivače, zgušnjivače, agense protiv pjene i sredstva za umrežavanje.
Međutim, pigmentno štampanje ima nekoliko problema – stvrdnjavanje na relativno visokim temperaturama, ukočenost ruku i slaba postojanost tiskane robe. Ovi nedostaci se odnose na korišteno vezivo. Stoga, da bi se poboljšao kvalitet pigmentne robe, potrebno je poboljšati ukupna svojstva veziva. Metode za snižavanje temperature očvršćavanja dobile su najveću pažnju jer proces očvršćavanja na visokim temperaturama ne samo da troši energiju, već i rizikuje uništavanje supstrata koji ne mogu izdržati visokotemperaturne procese.
Klasifikacija veziva i njena funkcija
Općenito, veziva za tekstilnu štampu dijele se na dva tipa reaktivna i nereaktivna. Nereaktivna veziva ne sadrže reaktivne grupe. Zbog odsustva reaktivnih grupa, oni se ne spajaju samostalno tokom fiksacije ili stvrdnjavanja. Stoga je potrebno dodati sredstvo za fiksiranje da bi se formirao stabilan vezivni film na podlozi. Reaktivna veziva sadrže reaktivne grupe obično nastale kopolimerizacijom s monomerima kao što je N-metil akrilamid ili slični spojevi. Ova veziva su sposobna za samopoprečno povezivanje i formiraju stabilan film tokom fiksacije.
Veziva se obično dodaju u pastu za štampanje kako bi se:
Premazati pigmentom i omogućiti štampanje veoma finih disperzija,
Štiti pigment od mehaničkih abrazija,
Fiksirajte pigment na vlakna i
Osnovni kvaliteti veziva
Vezivo koje se koristi u pigmentnoj štampi mora imati određene kvalitete. Vezivo ne bi trebalo da se koagulira zbog sila smicanja koje deluju tokom štampanja. Ako dođe do koagulacije, dolazi do začepljenja sita i blokiranja gravura štamparskih valjaka tokom samog štampanja. Vezivna folija mora biti čista, ujednačene debljine, glatka, niti pretvrda niti mekana. Trebao bi biti elastičan po prirodi, dobro prianjati na podlogu, a da nije ljepljiv. Trebalo bi da ima dobru otpornost na hemijska i mehanička naprezanja i da se lako može ukloniti sa gravura štamparskih valjaka, sita, pozadinskih sivila i pokrivača. Među ovim svojstvima, jedna se može poboljšati po cijenu drugih. Dobra veziva moraju biti bezbojna jedinjenja bez mirisa koja se lako i glatko raspršuju u štamparskim pastama bez štetnog uticaja na viskozitet i lako se uklanjaju sa opreme za štampanje, kao što su sita i valjci. Veziva treba da formiraju fleksibilne filmove koji kapsuliraju čestice pigmenta i prianjaju na tkanine bez bubrenja tokom pranja i hemijskog čišćenja.
Tekstilna veziva su neophodna za formiranje matrice za hvatanje čestica pigmenta i moraju biti stabilna na spoljne sile koje bi imale tendenciju da istisnu pigment sa tekstilne podloge, kao što je pranje ili trljanje. Vezivo mora biti pogodno za nanošenje i imati druge karakteristike za poboljšanje efekta bojenja pigmenta. Pošto je pigmentna boja aditivni efekat na podlogu, komponente ovog dodatka će imati tendenciju da promene osećaj podloge tkanine.
Činjenice o vezivama za pigmentno štampanje
Većina veziva za pigmentnu štampu na tržištu su kopolimeri makromolekula koji se formiraju procesima emulzijske polimerizacije od monomera na bazi vinila. Sadrže hidrofilne dijelove, koji ih čine dispergljivim u formulacijama paste za štampanje i funkcionalne grupe bočnih lanaca, od kojih su neke sposobne da formiraju film reakcijama umrežavanja. Unakrsno povezivanje je "ljepilo" koje daje strukturu vezivnim filmovima koji inkapsuliraju i ovdje pigmente tkaninama. Funkcionalne grupe koje obično ne stvaraju poprečne veze su metil, etil i butil akrilati, akrilonitril, stiren i etil grupe, dok su grupe koje reaguju da formiraju poprečne veze akrilamid, metilolakrilamid, hidroksi etil akrilat, akrilna kiselina, meta i akrilna kiselina. fumarna kiselina. Mnoge od ovih grupa su hidrofobne i pomažu u sprečavanju bubrenja paste za štampanje u vodi.
Upotreba kemijski modificiranog pšeničnog glutena kao veziva u pigmentnim tiskovnim pastama za tekstil je ispitana da bi se svojstva koja su potrebna za veziva za pigmentnu štampu na tekstilu za primjenu u odjeći i interijerima mogla postići ekonomičnim metodama kemijske modifikacije. Ovo istraživanje poboljšalo je rastvorljivost u alkalnim rastvorima i tehnička svojstva koja su rezultat hemijske modifikacije glutena za papirna veziva. Pšenični gluten se sastoji od dva proteina netopiva u vodi koji se nalaze u pšeničnom brašnu, glutenina i glijadina. Molekuli glutenina imaju linearnu konfiguraciju i potencijal da formiraju disulfidne i druge umrežene veze. Gliadin se sastoji od malih globularnih molekula, mekan je i ima dobra adhezivna svojstva.
Svojstva postojanosti pigmentnog štampanog materijala manja je od otpornosti na reaktivno štampano platno zbog nerastvorljivosti pigmenata. Međutim, postojanost crockinga može se poboljšati odabirom odgovarajućeg veziva. istražili su da se neki novi pripremljeni vodeni oligomeri (vezivo) poliuretan akrilata na bazi polietilen glikola ili glicerol etoksilat-kopropoksilata koji imaju nula hlapljivih organskih spojeva mogu bezbedno koristiti za pripremu štamparske paste za sitotisak svih vrsta tekstilnih tkanina korišćenjem pigmentnih boja . Dobija se najveća jačina boje (K/S), a svojstva postojanosti se kreću između dobrih i odličnih za uzorke štampane poliuretan akrilatom na bazi glicerol etoksilat kopropoksilata, to je tačno bez obzira na vrstu štampane tkanine. Najniži K/S se dobija u slučaju upotrebe Ebecryl 2002 kao komercijalnog veziva. Vezivo od PUA na bazi PEG2000 daje K/S bolje od veziva od PUA na bazi PEG1000 plus 2000 za sve vrste štampanih tkanina osim ako je u slučaju štampane vune obrnuto tačno.
Ponovo, postojanost poliesterske tkanine na trljanje ovisi o elastičnosti veziva, adheziji na tekstilnim materijalima i neravnomjernoj disperziji pigmenta u pasti za štampu. Vezivo je bilo dobro raspršeno i imalo je istu elastičnost; ovi rezultati su pokazali da je tretman plazmom poboljšao adheziju tkanine na štamparsku pastu i vezivo. Rezultati otpornosti na trljanje mogu se pripisati boljoj čvrstoći vezivnog filma tkanina tretiranih plazmom od neobrađenih tkanina. Nakon tretmana plazmom, povećava se količina veze između veziva i vlakana i otpornost hemijskih veza zbog povećanja polarnih grupa.
U fiksiranju pigmenta na tekstil upotrebom veziva; UV, kao i tehnologije stvrdnjavanja zračenjem koriste se u tekstilnoj industriji, zbog niske potrošnje energije, kratkog perioda pokretanja, brzog i pouzdanog očvršćavanja, niskog zagađenja okoline, sušenja na sobnoj temperaturi, uštede prostora itd.
Djelovanje veziva u fiksaciji pigmenta
Razlika između procesa bojenja i pigmentacije je u tome što tekstil obojen pigmentom zahtijeva postupak sušenja. Pošto pigmenti nemaju afiniteta prema tekstilu. Fiksacija pigmenta na tekstilu se oslanja na veziva koja zahtijevaju proces očvršćavanja da bi pigmenti zadržali na tekstilu. Konvencionalno očvršćavanje je termički proces u kojem se tekstil obojen pigmentom mora osušiti, a zatim osušiti toplinom kako bi se meka organska baza (monomer i/ili oligomer) pretvorila u čvrst polimer. UV stvrdnjavanje je alternativa termičkom procesu. Formulacije smole za UV očvršćavanje sadrže oligomere, monomere i foto inicijatore. Ove komponente se mogu polimerizirati (očvrsnuti) mehanizmom slobodnih radikala pomoću foto inicijatora koji pokreće skoro trenutnu reakciju očvršćavanja nakon izlaganja UV svjetlu. Stoga UV stvrdnjavanje proizvodi potpuno polimeriziranu mrežu za nekoliko sekundi i brže je od termičkog očvršćavanja. Proučavano je UV očvršćavanje za pigmentno štampanje. Problemi povezani sa procesom uključuju nisku postojanost kamenca, čvrstu ruku tkanine i nisku efikasnost očvršćavanja smole kada su uključeni pigmenti. Štampanje pigmentom raspršenim u tečnim kompozicijama otvrdljivim zračenjem i očvršćavanje ultraljubičastim eliminiše korak sušenja i značajno smanjuje energiju potrebnu za sušenje. Velike brzine stvrdnjavanja, visoke gustoće umrežavanja i odsustvo organskih rastvarača učinili su UV sušenje dobro uspostavljenom tehnologijom za sve vrste premaza i primjena tinte.
Danas su dostupni brojni UV-otvrdljivi monomeri i oligomeri poput polietera, poliestera, epoksida, poliakrilata i uretana akrilata. Izborom sirovina, odnosno oligomera kao veziva i pratećih monomera, i foto inicijatora, svojstva filma kao što su tvrdoća, fleksibilnost, otpornost i adhezija mogu se kontrolisati na vrlo fleksibilan način. Svojstva postojanosti otisaka zavise od vrste upotrijebljenog veziva kao i od vrste odabranog tekstila. I koncentracija i vrsta veziva utiču na jačinu boje UV očvrsnutih otisaka.
Glavne reference:
Uloga veziva i njegova hemija u štampanju pigmenta na tekstilu, Journal of Textile Science & Engineering
Teorija bojenja tekstila." Društvo bojara i kolorista
Razvoj pigmentne štampe u poslednjih 50 godina". Pregled napretka u koloriranju i srodnim temama
