состав резервной краски для нанесения контуров рисунка в процессе низкотемпературной художественной росписи тканей

Формула изобретения

Состав резервной краски для нанесения контуров рисунка в процессе низкотемпературной художественной росписи тканей, включающий пигмент, гидрофобизатор, мягчитель и загуститель, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора он содержит алкилполигидросилоксан или продукт конденсации метилолмеламина с N-оксиметилстеариламидом, в качестве мягчителя-полиэтиленовую эмульсию и дополнительно N-оксиметильное производное меламина, сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты и катализатор потенциальнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пигмент - 1 - 3

Алкилполигидроксисилоксан в виде 30%-ной эмульсии или продукт конденсации метилолмеламина с N-оксиметилстеариламидом в виде 20%-ной дисперсии - 0,12 - 3,4

Полиэтиленовая эмульсия - 2,7 - 22,0

N-Оксиметильное производное меламина - 5,7 - 11,0

Водная дисперсия сополимера дивинила с нитрилом акриловой кислоты (30 - 40% в расчете на сухой остаток) - 5,7 - 11,0

Катализатор потенциальнокислый - 0,6 - 1,0

Загуститель (3,5 - 5,0%-ный водный раствор) - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области художественно-колористического оформления текстильных изделий способами низкотемпературной ручной росписи (холодный батик) и фотофильмпечати.

В соответствии с этими способами процесс росписи тканей из различных волокон производится следующим образом: на ткань через сетчатый шаблон или с помощью стеклянной трубочки наносится контур рисунка и после его фиксации (тепловая обработка при 40 - 50^oC) осуществляется традиционная ручная роспись площадей, ограниченных контуром рисунка, красящей композицией, содержащей краситель и вспомогательные вещества. При этом контур рисунка должен быть непроницаемым для используемой красящей композиции.

По другому варианту после нанесения и фиксации контура рисунка ткань увлажняется и погружается в раствор красителя (холодный, теплый или горячий) на 10 - 40 минут. С целью фиксации красителя после росписи и сушки ткань запаривается в атмосфере влажного насыщенного пара, промывается и окончательно высушивается /Корюкин В. Н. Батик. Художественное оформление тканей. - Л., 1978, 135 с./.

Формирование контурного рисунка может производиться горячим и холодным способами. В первом случае используются составы на основе водоотталкивающих веществ (воск натуральный и синтетический, парафин, технический вазелин, канифоль). Данное изобретение относится к способу низкотемпературного формирования контура рисунка, при реализации которого применяются составы, содержащие большое количество органических растворителей (бензин, уайт-спирит, растворитель 2) /Арманд Т.А. Орнаментация ткани. - Л., 1931, 330 с. /(табл. 1).

Резиновый клей растворяют в бензине (или другом растворителе), вводят остальные компоненты и при перемешивании нагревают на водяной бане. При этом способе резерв остается на ткани и при необходимости его цвет можно изменить добавлением масляных красок, совместимых с используемым растворителем /Арманд Т. А, Руководство по росписи тканей. - СПб, 1992, 63 с./. С целью снижения количества растворителя в рассматриваемых составах может быть применена рецептура краски со следующим ингредиентами, мас.%: парафин - 2.8; канифоль - 3.8; вазелин технический - 1,4; олеиновая кислота - 2.0; кальцинированная сода (13.3%-ный р-р водный) - 1.7; скипидар - 1.0; трагантная загустка - до 100. Недостатком данного состава является высокая концентрация щелочного агента, ограничивающая его применение для росписи тканей из белковых волокон.

Наиболее близким к заявленному составу является композиция для нанесения резервного контурного рисунка для росписи тканей в технике холодного батика, включающая следующие компоненты, мас.% /Поманский Б.А., Фридман Н.Я. и др. Технология росписи тканей. - М.: 1957, 136 с./:

Резиновый клей (загуститель) - 50.0

Парафин (гидрофобизатор)

Канифоль (гидрофобизатор) - 0.75

Олеиновя кислота (мягчитель) - 0.06

Вазелин технический (мягчитель) - 0.06

Пигмент - X

Растворитель (бензин, уайт-спирит) - До 100

Приготовление указанного раствора производится нагреванием смеси компонентов на водяной бане (55 - 65^oC) при постоянном перемешивании. Перед нанесением состава ткань рекомендуется подвергнуть стирке в содовом растворе синтетического моющего средства для удаления примесей и возможного поверхностного аппрета. При нанесении контурного рисунка ручным способом ткань должна находиться в горизонтальном туго натянутом состоянии, что обеспечивается ее натяжением на деревянные рамы с острыми иглами длиной 3 - 4 см. В этом случае контур наносится стеклянными трубочками с различным диаметром выходного отверстия, определяющим толщину контурной линии. По другому варианту контурный рисунок образуется по технологии традиционной фотофильмпечати с использованием сетчатого шаблона и протиранием резервного состава через плоское сито в несколько проходов ракли в зависимости от его вязкости и структуры батицируемой ткани.

Следующей стадией процесса художественной росписи тканей является закрашивание фона, ограниченного контуром рисунка, красящей композицией, содержащей краситель и вспомогательные вещества, необходимые для получения прочных окрасок. В состав красящей композиции входят красители различных классов (прямые, кислотные, основные, активные), кислотные или щелочные агенты, смачиватели, диспергаторы, интенсификаторы и другие целевые добавки. Такие композиции предназначены для росписи тканей из различных волокон (белковые, полиамидные, вискозные, ацетатные и др.). С целью фиксации красителя ткани после росписи подвергаются запариванию в атмосфере влажного насыщенного пара под давлением при температуре 102 - 108^oC в течение 15 - 60 мин. Далее следует интенсивная промывка ткани с применением моющих средств и ее высушивание в естественных условиях.

Основным недостатком известного резервного состава является содержание в нем большого количества органического растворителя, что создает серьезные затруднения при его приготовлении и применении из-за взрывно- и пожароопасности летучих паров бензина (уайт-спирита), ухудшает условия труда, представляет опасность для здоровья обслуживающего персонала. Основу резервного состава составляет резиновый клей, вязкие растворы которого имеют низкие реологические свойства (плохая текучесть, склонность к нитеобразованию, заклеивание сита шаблона), что негативно отражается на качестве контура рисунка. Обладая высокими водоотталкивающими свойствами, данный состав при его нанесении на тонкие ткани повышает их жесткость (при достаточно большом количестве контурных линий). Присутствие в композиции бензина, парафина, канифоли и масляных красок отрицательно влияет и на другие показатели качества росписи и потребительские свойства готовых изделий (ореол окраски, запах растворителя, долгое высыхание рисунка и др.).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества художественно-колористического оформления тканей за счет улучшения реологических свойств резервного контурного состава с одновременным обеспечением безопасности проведения процесса росписи путем исключения использования взрывно- и пожароопасных и токсичных органических растворителей.

Поставленная задача достигается применением предлагаемого в техническом решении резервного контурного состава на водной основе в результате совмещения и проявления индивидуальных положительных качеств входящих в него веществ при следующем содержании компонентов, мас.%:

Пигмент - 1 - 3

Предконденсат термореактивной смолы (N-оксиметильное производное меламина) - 5,7 - 11,0

Водная дисперсия (30 - 40%-ная по сухому остатку) синтетического латекса (сополимер дивинила с нитрилом акриловой кислоты - 5,7 - 11,0

Полиэтиленовая эмульсия (25% по сухому остатку) (мягчитель) алкилполигидросилоксан в виде 30%-ной эмульсии или продукт конденсации метилолмеламина с N-оксиметилстеариламидом в виде 20%-й дисперсии (гидрофобизаторы) - 0,2 - 3,4

Катализатор потенциальнокислый - 0,6 - 1,0

Загуститель (метилцеллюлоза 3,5 - 5,0%-ный водный раствор) - Остальное

Характеристики компонентов состава.

1. Красящий пигмент: вводится в резервный состав для сообщения окраски контуру рисунка. В качестве красящих веществ могут использоваться органические и минеральные пигменты. В частности пигмент черный C (органический) относится к классу тиазиновых красителей.

Представляет собой нерастворимую (невосстановленную) форму сернистого красителя следующего строения:



Пигмент минеральный черный представляет собой продукт, полученный из очищенной газовой сажи с необходимыми вспомогательными добавками.

Концентрация пигмента выбирается исходя из требований художников в колориту расписываемой композиции.

2. Предконденсат термореактивной смолы (ПТРС) - используется в заявляемом составе в качестве сшивающего агента. Лучшие результаты получены при использовании гликазина (ГОСТ 10457-63), представляющего смесь гликолевых эфиров - оксиметильных производных меламина с содержанием групп -NH-CH₂OC₂H₄OH

В качестве мягчителя рекомендуется использование полиэтиленовой эмульсии (25% по сухому остатку ) при pH 7 - 8 /Мельников Б.Н., Захарова Т.Д. Современные способы заключительной отделки тканей из целлюлозных волокон. - М., 1975, 240 с./. Рекомендуемый в заявленном техническом решении интервал концентраций гликазина обусловлен его оптимальным соотношением с термопластичным полимером (латексом), при котором достигается высокая прочность и адгезионные показатели совокупной пленки. Это обеспечивает необходимую устойчивость контурной линии рисунка к внешним воздействиям.

3. Синтетические латексы: используются в заявляемом составе в качестве пленкообразующего компонента. Совместно с ПТРС способствует сообщению контурным линиям свойств водонерастворимости и водонепроницаемости с обеспечением прочного адгезионного закрепления на волокнах. Лучшими свойствами обладают дивинилнитрильные карбоксилированные латексы, характеристики которых представлены в табл. 2. /Ассортимент и свойства латексов, выпускаемых в СССР и за рубежом. - Обзор ЦНИИТЭИНефтехим, 1978, 132 с. //Еркова Л.Н., Чечик О. С. Латексы. - Л., 1983, 208 с./.

4. Гидрофобизаторы: предназначены для усиления водоотталкивающих свойств контурных линий рисунка, полученных с использованием заявляемого состава.

4.1. Жидкость 136 - 41: кремнийорганическое соединение (этилгидрополисилоксан), вязкая (45 - 200 сст. 20^oC) бесцветная маслянистая жидкость с плотностью около 1 г/см³, pH = 6, содержит 1,3 - 1,4% активного водорода /Граусман О.Н. Химические материалы, красители и моющие средства. - М.: 1985, 262 с./.

Приготовление 30%-ной эмульсии жидкости 136 - 41 осуществляется добавлением расчетного количества препарата к предварительно подготовленному 2%-ному раствору эмульгатора (алкамон OC-2) с последующим перемешиванием на пропеллерной мешалке (3000 мин^-1) в течение 7 - 10 мин /Хархаров А.А. Печатание и заключительная отделка волокнистых материалов. - Л., 1984, 128 с./.

4.2. Аламин С: продукт конденсации метилолмеламина с N-оксиметилстеариламидом. Процесс пленкообразования полимера протекает при несильном нагревании (50 - 60^oC) в течение нескольких часов в присутствии катализатора - хлорида аммония (2 - 5 г/л). /Каталог ТВВ и Изд. Ивхимпром. - Иваново, 1995, 36 с./.

Приготовление 20%-ной дисперсии аламина C производится путем добавления к 20 г продукта 60 - 70 мл горячей воды с последующим размешиванием на водяной бане в течение 5 - 10 мин. После этого прибавляется 5 мл 40%-ной уксусной кислоты и перемешивание продолжается до образования однородной дисперсии с температурой не более 80 - 85^oC. К полученной смеси добавляется горячая вода (до 100 мл) и после перемешивания образовавшаяся дисперсия устойчива в течение 24 часов. Оптимальная концентрация гидрофобизаторов (0,12 - 3,4 мас. %) определена экспериментальным путем при оценке водоотталкивающих свойств предлагаемых составов.

5. Катализаторы: в качестве потенциальнокислых катализаторов, обладающих достаточной эффективностью действия при температурах 40 - 60^oC. В заявляемом составе возможно использование следующих веществ: хлорид аммония (ГОСТ 2210-73); гексагидрат хлорида магния (ГОСТ 7759-55); хлорид цинка.

Рекомендуемая концентрация катализаторов (0,6 - 1,0 мас.%) обеспечивает необходимую степень их влияния на процессы межмолекулярных сшивок полимеров при температурах, не превышающих 60^oC. /Тихомиров В.Б. Химическая технология производства нетканых материалов. -М., 1971, 320 с./.

6. Загуститель: метилцеллюлоза (МЦ). Используется для создания необходимой вязкости заявляемого состава и сообщения ему дополнительной водонепроницаемости.

МЦ является простым эфиром целлюлозы и метилового спирта; наиболее пригодны для заявляемого состава марки МЦ со степенью замещения 40 - 200. При повышении температуры до 50 - 60^oC водные растворы МЦ склонны к желатинизации и термокоагуляции с переходом в водонерастворимое состояние. МЦ относится к неионогенным продуктам, устойчивым в интервале pH от 2 до 12. Пленки МЦ переходят в нерастворимое состояние при реакции с ПТРС. / Энциклопедия полимеров. т. 2. -М., 1974, с. 211./. Оптимальная концентрация МЦ обеспечивает необходимую четкость контура рисунка при его нанесении на ткань ручным и машинным способами. В первом случае она составляет 3,5%, во втором - 5% в виде водного раствора.

Таким образом, все компоненты заявляемого состава на водной основе подобраны так, чтобы обеспечивался переход сформированного на ткани контура рисунка в водонерастворимое (водонепроницаемое) состояние при нагревании материала до температуре 45 - 55^oC. Этим достигается непроницаемость контурных линий в процессе росписи тканей водными красящими композициями. Образование водонепроницаемого контура обусловлено следующими причинами: способностью МЦ к термокоагуляции и желатинизации с переходом в водонерастворимое состояние; образование пленок гидрофобизаторами с высокой водоотталкивающей способностью; протеканием реакций поликонденсации ПТРС и его взаимодействием с макромолекулами латекса при температуре 50 - 60^oC с образованием пространственных водонерастворимых термореактивных структурных соединений. Возможное повышение жесткости ткани при большом количестве контурных линий компенсируется наличием в составе мягчителя (полиэтиленовой эмульсии).

Приводим конкретные примеры заявляемых составов на водной основе для получения непроницаемых контуров рисунка при художественной росписи тканей из различных волокон:

Пример 1, мас.%:

Пигмент черный C (органический) - 1,0

Гликазин - 11,0

Латекс БНК 40/4 (40% по с/о - 11,0

Полиэтиленовая эмульсия (25% по с/о) - 22,0

Аламин C (20%-ная дисперсия) - 11,0

МЦ (3,5%-ный водн. р-р) - Остальное

Вязкость состава - 11,8 Пас.

Указанный состав наносится на шерстяную или шелковую ткань стеклянной трубочкой с диаметром отверстия 1,4 мм.

Пример 2, мас.%:

Пигмент черный C (органический) - 2,0

Гликазин - 5,7

Латекс БНК 20/35 или СКН 40 ИХ (30%) - 5,7

Полиэтиленовая эмульсия (25% по с/о) - 2,8

Жидкость 135 - 41 (30%-ная эмульсия) - 11,4

Хлорид цинка - 0,6

МЦ (5%-ный водн. р-р) - Остальное

Вязкость состава - 24,6 Пас.

Состав наносится на ткань из вискозных или полиамидных нитей через плоский сетчатый шаблон (сито N 67) в два прохода резиновой ракли.

Пример 3, мас.%:

Пигмент минеральный черный - 3,0

Гликазин - 6,7

Латекс БН-5 (34% по с/о) - 10,0

Полиэтиленовая эмульсия (25% по с/о) - 2,7

Аламин C (20%-ная дисперсия) - 40,0

Хлорид аммония - 0,6

МЦ (5%-ный водный раствор) - Остальное

Вязкость состава - 34,4 ПАс.

Состав наносится на ткань из ацетатных комплексных нитей по режиму, описанному в примере 2.

После нанесения контура рисунка образцы тканей по примерам 1 - 3 высушивались при температуре 45 - 55^oC в течение времени, необходимого для формирования линий, непроницаемых для красящих композиций (75 - 90 мин).

Затем ткани с нанесенным контуром рисунка расписывались традиционными растворами красящих композиций с использованием активных, прямых, кислотных, основных и др. красителей. После этого осуществлялась операция запаривания тканей под давлением при температуре 102 - 108^oC в течение 15 - 60 мин, их промывка в растворах синтетических моющих средств и высушивание на воздухе.

В табл. 3 приведена сравнительная характеристика реологических показателей, рекомендуемых и известного составов для нанесения контуров рисунка. Анализ этих данных показывает наличие необходимого комплекса реологических свойств у заявляемых резервных составов, которые по этим показателям превосходят составы, указанные в прототипе (лучшая текучесть, более высокая степень тиксотропного восстановления структуры, меньшая структурированность).

Качество контурного рисунка, полученного с применением указанных составов при нанесении ручным и шаблонным способами на ткани, оценивалось по показателям резкости контура, его проницаемости, адгезии к субстрату и устойчивости к трению. Сравнивались также показатели жесткости батицированных тканей (табл. 4).

Анализ данных табл. 4 показывает, что по значениям резкости контура рисунка, его проницаемости, адгезии к субстрату и устойчивости к трению рекомендуемые составы дают лучшие результаты по сравнению с прототипом на всех испытуемых тканей. Одновременно не отмечается повышения жесткости тканей.

Высокое качество художественно-колористического оформления тканей при их батицировании рекомендуемыми составами подтверждено результатами производственных испытаний на фабрике художественной росписи тканей АООТ ППГО "Север" (Санкт-Петербург). При проведении предлагаемого процесса, наряду с улучшением качества изделий, отмечено заметное улучшение условий труда при исключении применения бензиновых резервных составов. Подтверждены удобство и безопасность работы с предлагаемыми контурными красками на стадиях их приготовления, нанесения и фиксации на текстильном материале. Все компоненты заявляемого состава выпускаются отечественной промышленностью, относительно недороги и устойчивы при хранении.