Формоустойчивая и другие виды отделки

⇐ ПредыдущаяСтр 26 из 31Следующая ⇒

Под малой сминаемостью волокнистого материала понимают способность его быстро восстанавливать исходную форму и расправлять складки после прекращения действия сминающей нагрузки. Различают несминаемость текстильного материала в сухом или мокром состоянии.

В основе придания целлюлозным текстильным материалам свойств малосминаемости лежит реакция «сшивки» макромолекул (уравнение 109). Реакция проходит внутри волокна на свободных поверхностях элементарных фибрилл, макромолекулярные цепи которых содержат большое число гидроксильных групп, не связанных водородными связями. Если «сшивка» макромолекул проводится в сухом волокне, то достигается эффект малосминаемости текстильного материала в сухом состоянии. В этом случае обычно достаточно ввести 4–5 «мостиков» на 100 ангидроглюкозных остатков целлюлозы.

(109)

При проведении этой реакции, когда волокно находится во влажном состоянии или когда макромолекулы целлюлозы сохраняют то положение, которое соответствует влажному набухшему волокну, достигается эффект несминаемости в мокром состоянии. Для этой цели проще всего использовать препараты типа этамона ДС (схема 110). Выделяющиеся в процессе реакции алкиламины удерживают волокно в набухшем состоянии и тем самым способствуют проявлению эффекта малосминаемости в мокром состоянии. Несколько снижается и число сшивок: обычно до 0, 5–1 на 100 элементарных звеньев.

Образование поперечных связей протекает с достаточной скоростью только в присутствии катализатора и при температуре выше 100 °С. В качестве катализаторов используют соли металлов (например, хлорид магния) или соли аммония (чаще всего, хлорид аммония).

(110)

В условиях отделки текстильных материалов предконденсатами термореактивных смол в волокне протекают не только реакции «сшивки» макромолекул; образуются и нерастворимые смолообразные продукты. Эти реакции весьма сложны и мало изучены.

Образующиеся смолообразные продукты удерживаются в волокне достаточно прочно вследствие образования водородных и ковалентных связей с целлюлозой (уравнение 111).

(111)

Реакция «сшивки» макромолекул волокна более желательна, чем образование смолы в его пустотах.

При осуществлении процессов малосминаемой отделки в производственных условиях отделочные препараты обычно используют совместно с мягчителями, пластификаторами, смачивателями и другими соединениями. Из таких вспомогательных веществ следует прежде всего назвать полиэтиленовую эмульсию, алкамон ОС–2, стеарокс–6 и стеарокс–920, аламин М, кремнийорганические препараты или композиционные препараты на их основе.

Обычно в процессе придания тканям из целлюлозных волокон эффектов малой сминаемости или противоусадочности ткани пропитывают раствором предконденсата смолы, содержащим катализатор, мягчитель и другие вспомогательные вещества, сушат, подвергают термической обработке и промывают.

При отделке вискозных штапельных тканей для достижения требуемого эффекта обычно наносят 8–12 % отделочного препарата, для хлопчатобумажных тканей достаточно 5–8 %. В первом случае используют карбамол, метазин или их смесь, во втором — карбамолы ЦЭМ или ГЛ или карбазоны Э и О. При совместном использовании этамона ДС и карбамола ЦЭМ ткань приобретает малосминаемость одновременно в сухом и мокром состоянии; такой вид отделки условно называют «стирай — носи», т. е. изделие практически не требует глажения после стирки и высушивания.

Если ткань, пропитанную раствором предконденсата, после сушки пропустить через каландр и только после этого направить на термическую обработку, то в зависимости от типа каландровых валов можно получить различные устойчивые к стиркам эффекты тиснения, серебрения, лощения и т. д. При этом на стадии каландрирования поверхности текстильного материала придается нужная форма, а на стадии термообработки эта форма фиксируется путем сшивки макромолекул волокна и отложения в нем смолы именно в том положении, которое задано при каландрировании.

Интересным является такой вариант отделки, когда ткань на текстильной фабрике только пропитывают раствором предконден-сата смолы и ускорителя реакции. Затем после сушки в мягких условиях, минуя стадию термообработки, ткань передается на швейные предприятия, где из нее изготовляют нужные изделия, задают им требуемую форму и затем осуществляют их термообработку. При этом сшивка макромолекул волокна происходит в готовом изделии, и эта форма не утрачивается при эксплуатации и стирках.

Наличие в волокне термореактивных смол увеличивает реакционную способность целлюлозы к взаимодействию с некоторыми типами красителей, в частности с активными красителями. Это открывает возможность для совмещения технологических процессов отделки и крашения. При осуществлении таких однованных процессов в пропиточный раствор, содержащий предконденсат смолы, катализатор и мягчитель, вводят активный краситель. Дальнейшие операции сушки, термической обработки и промывки проводят так же, как и при малосминаемой отделке; фиксация красителя в волокне в этом случае происходит с помощью предконденсата или образованной из него смолы:

При использовании красителей, не реагирующих с образующейся в волокне термореактивной смолой (пигменты, кубовые красители), происходит своеобразная цементация их в результате процессов смолообразования; получаемые окраски имеют достаточно высокую устойчивость к мокрым обработкам.

Применение предконденсатов термореактивных смол позволяет придать текстильным материалам новые ценные свойства и эффекты: повышенную сопротивляемость смятию, приятную наполненность, эластичность и улучшенную драпируемость, устойчивость к усадке и способность сохранять заданную форму, эффекты тиснения, глянцевого блеска, лощения, устойчивость к действию микроорганизмов и т.д.

Одновременно, однако, проявляются и нежелательные свойства; повышенная жесткость у вискозных штапельных тканей и снижение прочности у хлопчатобумажных тканей. Для частичной компенсации этих недостатков хлопчатобумажные ткани перед отделкой подвергают мерсеризации, а в процессе отделки используют смеси предконденсатов термореактивных смол с различными латексами.

Малосмываемые аппреты

Этот способ отделки предназначен для повышения износоустойчивости тканей, улучшения их драпируемости, придания требуемого грифа и товарного вида. Раньше для этой цели применяли в основном крахмал, который удаляется с ткани после стирки, В настоящее время для аппретирования тканей применяют синтетические препараты, устойчивые к стиркам, поэтому аппреты на их основе получили название малосмываемых. При получении малосмываемых аппретов используют специальные препараты, например гликазин (см. разд. 3.11).

Гликазин образует в растворе ассоциированные частицы, которые при пропитке ткани локализуются преимущественно в периферических слоях волокна. В зависимости от желаемого грифа ткани применяют только один гликазин или его смеси с небольшими количествами полиэтиленовой эмульсии, препарата АМ или таких соединений (например, крахмал, поливиниловый спирт, акриламид, поливинилацетат), которые реагируют с гликазином при получении малосмываемых аппретов.

В смесях с активными наполнителями (крахмал, поливиниловый спирт, поливинилацетатная эмульсия и т. д.) вместо гликазина можно применять, например, карбамол и метазин.

При получении малосмываемых аппретов в волокне наполнители (X) присоединяются к молекуле целлюлозы с помощью мостиков (М) из остатков молекул гликазина, метазина, карбамола и аналогичных препаратов: Целл — О — М — X.

В значительно меньшей степени идет реакция сшивки макромолекул целлюлозы (Целл — О — М — X — М — О — Целл); это позволяет проводить данный вид отделки практически без потерь прочности текстильного материала.

Помимо композиции предконденсатов термореактивных смол или гликазина с активными наполнителями при получении малосмываемых аппретов на тканях можно использовать латексы и эмульсии, строение которых было описано ранее. Латексы образуют на волокне пленку, обладающую высокой адгезионной способностью к целлюлозе. Сила сцепления пленки с волокном зависит от ее толщины и характера поверхности материала: чем тоньше пленка, тем выше сцепляемость ее с волокном. Кроме силы сцепления очень важными характеристиками пленки являются ее упругость, эластичность и устойчивость к многократным деформациям растяжения, сжатия и изгиба. Иногда для получения необходимого комплекса свойств пленки и отделанной ткани применяют композиционные аппретирующие составы, получаемые путем смешения различных латексов, или используют специальные готовые препараты, например эмукрилы С, М, 2М.

На практике для получения на ткани малосмываемых аппретов ее пропитывают раствором предконденсата смолы (20–80 г/л) с активным наполнителем (10–30 г/л) и катализатором, (2–5 г/л) или высокодисперсной суспензией какого–либо латекса (10–50 г/л), отжимают, высушивают и иногда подвергают термообработке при 110–120 °С.

В результате аппретирования повышается добротность и наполненность ткани, увеличивается прочность (на 20–25 %), возрастает устойчивость к истиранию (в 2–15 раз). Эти ценные свойства ткани сохраняются почти полностью после 10–25 стирок.

Специальные виды отделки

В ряде случаев при заключительной отделке требуется не только улучшить те или иные эксплуатационные свойства текстильных материалов и повысить санитарно–гигиенические показатели, но и сообщить тканям из различных волокон новые специфические свойства: способность отталкивать воду и противостоять масляным и другим загрязнениям, огнестойкость, бактерицидность, устойчивость к гниению. Все эти отделки часто называют специальными, так как их осуществляют в большинстве случаев при обработке тканей специального и технического назначения. Несколько реже специальным видам отделок подвергают ткани бытового назначения.

Водоотталкивающая отделка

Способность большинства волокон поглощать влагу основана на взаимодействии молекул воды с гидрофильными группами волокнообразующих полимеров. Следовательно, для того чтобы придать таким гидрофильным волокнам способность отталкивать воду, необходимо блокировать их активные группировки. Это достигается с помощью химической реакции, приводящей к превращению гидрофильных группировок в гидрофобные, или путем экранирования активных группировок гидрофобными пленками от контакта с молекулами воды. С этой целью используют: эмульсии восков, содержащие соли алюминия или циркония; кремнийорганические соединения (силиконы); органические комплексы хрома или алюминия; фторсодержащие препараты; гидроксиметилпроизводные различных соединений, содержащих длинные алкильные цепочки.

Эмульсии восков и парафинов, содержащие соли алюминия и циркония, представляют собой легко диспергирующиеся в теплой воде пасты белого цвета. Применение их основано на поверхностной гидрофобизации волокон вследствие отложения на них нерастворимых восков и парафинов, а также отложения в волокне солей алюминия и циркония. В некоторых случаях катионы металлов участвуют в реакции с волокном путем образования ионных и ковалентных связей.

Кремнийорганические соединения оказывают гидрофобизирующее действие на волокнистые материалы путем образования ковалентных (а) или водородных (б) связей. Во втором случае алкильные группы, связанные с атомом кремния, образуют гидрофобную поверхность, экранирующую гидрофильные группы волокна от взаимодействия с молекулами воды.

В ряде случаев кремнийорганические соединения применяют совместно с предконденсатами термореактивных смол. При этом кремнийорганические препараты могут взаимодействовать с предконденсатами и образуют в волокне смолу, в состав которой входят оба компонента.

а б

Органические комплексы хрома или алюминия. Среди комп-лексных соединений, получаемых из высших жирных кислот и солей металлов, наиболее широкое распространение получил препарат хромолан. В волокне этот препарат образует труднорастворимые высокомолекулярные соединения, которые прочно удерживаются гидрофильными группами волокна. Гидрофобные остатки стеариновой кислоты ориентируются в плоскости, перпендикулярной поверхности волокон, создавая гидрофобную мономолекулярную пленку, придающую отделанной ткани мягкость и водоотталкивающие свойства.

Целлюлоза

Фторсодержащие препараты придают волокну гидрофобные и олеофобные свойства. Это обусловлено тем, что они имеют самую низ-кую из всех известных соединений поверхностную энергию. Фторсодержащий препарат под действием щелочи переходит на волокне в активную форму, которая реагирует с целлюлозой (схема 112).

(112)

Совместное использование фторсодержащих препаратов, предконденсатов термореактивных смол и алкилениминовых соединений дает на тканях эффекты водо– и маслостойкости.

Гидроксиметильные производные. Наиболее эффективны соединения, содержащие одновременно гидроксиметильные группы и остатки N–гидроксиметиламида стеариновой кислоты, например препараты фоботекс ФТЦ и аламин С. Они придают волокнистым материалам гидрофобные свойства за счет химической реакции между гидроксиметильными группами препарата и гидрофильными группами волокна и вследствие блокирования гидрофильных групп волокна при образовании в нем смолы.

Противогнилостная отделка

Наиболее склонны к разрушению под действием микроорганизмов, т.е. бактерий и грибков, изделия из целлюлозных волокон. Большинство бактерий лучше всего развивается при 30–40 °С при содержании влаги в волокне более 9 % и относительной влажности воздуха выше 75–8 5%.

В качестве средств защиты тканей от разрушения микроорганизмами неплохие результаты дает применение обычных предкон-денсатов мочевино– и меламиноформальдегидных смол. Применение препаратов для гидрофобной отделки совместно с предконденсатами термореактивных смол повышает устойчивость тканей к действию микроорганизмов, поскольку снижается поглощение волокном воды.

Однако наилучший эффект получают при специальной отделке целлюлозных тканей, в которой предусматриваются:

а) химическое предупреждение роста бактерий путем закрепления на волокнах соединений, ядовитых для микроорганизмов;

б) химическая модификация волокна.

Препараты первого типа получили название бактерицидных, или в более широком смысле, фунгицидных. К ним относятся нерастворимые соединения меди и других металлов, производные фенола, соли четвертичных аммониевых оснований, органические производные серы. Препараты второго типа реагируют с гидроксильными группами целлюлозы с образованием лабильных связей. К ним относятся производные акридинового ряда (риванол и трипафлавин), соли хлорированных фенолов с сополимером целлюлозы и поли(5–винил–2–метилпиридина) и некоторые другие соединения. Аналогичный эффект дает ацетилирование и цианэтилирование целлюлозы.

Огнезащитная отделка

Для защиты текстильных материалов от действия огня используют следующие способы: а) нанесение на ткань веществ, которые при температуре горения разлагаются с выделением негорючих газов; б) образование на ткани негорючей пленки, защищающей волокно при горении от контакта с кислородом воздуха; в) химическое преобразование целлюлозы и повышение устойчивости ее макромолекулярных цепей к термическому расщеплению.

Для защиты волокнистых материалов от возгорания предложено большое число самых разнообразных неорганических и органических веществ. По устойчивости огнезащитного эффекта к мокрым обработкам различают следующие виды огнезащитной отделки: временную, ограниченно устойчивую и устойчивую.

В настоящее время наибольшее внимание уделяется устойчивой огнезащитной отделке. Для этого используют смеси хлорированных углеводородов с оксидами металлов, некоторые титано–сурьмяные препараты, активные фосфорорганические соединения, способные к взаимодействию с волокном и другими веществами, которые входят в состав отделочной композиции.

В качестве хлорированных углеводородов используют полихлорвинил, хлоркаучук, сополимеры винил– и винилиденхлоридов и другие препараты. Из оксидов металлов чаще всего применяют оксид сурьмы (III). Оксиды металлов катализируют разложение хлорированных углеводородов с выделением хлороводорода, который является активным пламегасителем.

Комплекс, образующийся из оксида сурьмы (III) и безводного хлорида титана при осторожном добавлении воды в гомогенную смесь этих веществ, при обработке им хлопчатобумажных тканей реагирует с целлюлозой. В результате образуется соединение, примерное строение которого можно представить следующим образом:

Целл—О—Тi(ОН)₂—О—Sb(ОН)₂

Для получения устойчивой к стиркам огнезащитной отделки содержание в волокне титана и сурьмы должно быть не менее 7–8 %.

Из фосфорорганических препаратов хорошие результаты при огнезащитной отделке тканей из целлюлозных волокон дают следующие препараты: ВАР (полимер триаллилфосфата, полученный в присутствии бромоформа), ТНРС [хлоридтетра(гидроксиметил)фосфония] и АРО (азиридин–3–фосфат). В отечественной промышленности наибольшее применение находят N–гидроксиметилпроизводные амидов фосфорсодержащих карбоновых кислот, например препараты пироватекс ЦП и пирофикс, общую формулу которых можно представить следующим образом:

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. С какой целью проводят заключительную отделку текстильных материалов?

2. Какие препараты используются для различных видов заключительной отделки общего назначения?

3. Что из себя представляют низко– и бесформальдегидные отделочные препараты?

4. В чем заключается сущность малосминаемой и различных видов формоустойчивой отделок?

5. Как получают на тканях малосмываемые аппреты?

6. Какие способы существуют для придания текстильным материалам водоотталкивающего эффекта?

7. Как можно сообщать текстильным материалам противогнилостные свойства?

8. Какие препараты можно использовать для огнезащитной отделки текстильных материалов?

Г л а в а 5

ПРИМЕНЕНИЕ КРАСИТЕЛЕЙ В НЕТЕКСТИЛЬНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ДРУГИХ СФЕРАХ ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

Крашение натуральной кожи

В процессах изготовления кожи крашение является очень важной операцией, значительно влияющей на качество полуфабриката и готовых изделий. В свою очередь на результаты крашения существенное влияние оказывают все предшествующие процессы выработки кож, в первую очередь, дубление, промывка, нейтрализация (см. разд. 2.2.2).

Крашение кожи осуществляют либо растворами красителей, либо покрывными красками, т.е. путем образования цветной пленки только на лицевой стороне кожи. В настоящее время разрабатываются и применяются способы крашения кожи в сухих условиях — так называемое неванное крашение. По одному из способов сухого крашения в барабан загружают кожу и сухой краситель. Во время вращения в барабане из кожи вытесняется вода, в результате чего на поверхности кожи образуется концентрированный раствор красителя. При осуществлении данного процесса при комнатной температуре красящее вещество глубоко и равномерно проникает в глубь кожи. На отечественных кожевенных заводах процесс сухого крашения для более полного выбирания красящего вещества обычно завершают введением в систему горячей воды (55–60 °С) и, если необходимо, уксусной или муравьиной кислоты. Известны и поточные способы поштучного крашения кожи концентрированными растворами красителей с использованием в качестве интенсифицирующих веществ гидрофильных органических растворителей. По сравнению с крашением в барабане в этом случае уменьшаются расходы электроэнергии, красителей и воды, а также снижаются затраты труда.

Для крашения кожи в растворе красителей применяют основные, кислотные, кислотные металлсодержащие, хромовые, прямые, а также кубовые, сернистые и активные красители. Механизм взаимодействия данных красителей с основным белковым веществом кожи — коллагеном в значительной степени аналогичен механизму взаимодействия их с белком шерсти и шелка. Однако следует учитывать, что в реальных условиях краситель взаимодействует не с изолированными коллагеновыми волокнами, а с комплексом коллагена и связанного с ним дубителя. Реакционная способность входящих в состав кожи коллагеновых волокон по отношению к красителям после дубления значительно изменяется. Дубление обычно нарушает упорядоченность структуры коллагеновых пучков и волокон вследствие отложения продуктов коагуляции, конденсации или других превращений дубящих веществ и сопутствующих им примесей. Дубление снижает способность кожи поглощать воду и, следовательно, набухать в водных растворах. Кроме того, молекулы дубителей одновременно могут реагировать сфункциональными группами соседних молекулярных цепей коллагена, образуя между ними мостики, устойчивые к термическому воздействию. Однако в молекуле коллагена всегда остаются свободные, не прореагировавшие с дубящими соединениями функциональные группы (гидрокси–, амино–, карбокси– и др.), которые могут взаимодействовать непосредственно с молекулами красителя.

Таким образом, химическая природа применяемых дубящих веществ оказывает существенное влияние на процесс крашения кожи, в том числе на выбор того или иного класса красителей. В качестве дубящих веществ применяют продукты растительного происхождения, например танины, минеральные вещества (соли хрома и алюминия), синтетические смолы, водные дисперсии полимеров. Для некоторых видов кож применяют жировое, формальдегидное или формальдегидно–жировое дубление, используют соединения циркония.

Крашение кожи растворами красителей в настоящее время осуществляют в основном в барабанах. Этот способ наиболее экономичен. Процесс проводят при непрерывном вращении барабана (16–20 об/мин). Выбор красителей для крашения того или иного вида кожи зависит от ее назначения, колористических требований к готовому продукту, вида дубления и т.д.

Одну из наиболее важных групп красителей, применяемых для крашения кожи, составляют кислотные красители. Водные растворы этих красителей окрашивают все виды кожи и не так резко, как другие красители, выявляют дефекты лицевой поверхности кожи. Вследствие высокой растворимости эти красители легко проникают в глубь кожи, что способствует повышению устойчивости окраски. Крашение ведут при 60–65 °С и рН (красильной ванны и самой кожи) 4, 5–5, 0. В красильную ванну вводят нейтральный электролит, а при крашении в светлые тона — и анионоактивные выравниватели. Для создания оптимального значения рН в ванну добавляют уксусную, муравьиную или серную кислоту. Продолжительность крашения 1 ч, расход красителя 1, 5–2 % от массы кожи.

Кислотно–протравные красители для шерсти применяют при крашении кож без обработки солями хрома, так как кожи, подвергнутые дублению минеральными солями, уже содержат атом металла, способный к комплексообразованию с красителем. В результате образования ионных связей краситель—белковое вещество кожи и координационных связей краситель—металл—белковое вещество получаемые окраски отличаются высокой устойчивостью к различным физико–химическим воздействиям.

Кислотные металлсодержащие красители, содержащие комплексы состава 1: 1 и 1: 2, занимают в крашении кож особое место, так как являются универсальными. Они обладают сродством к кожам хромового, танинного и комбинированного дубления и в то же время позволяют получать равномерные окраски: с высокой устойчивостью к свету, мокрым обработкам и трению. Красители состава 1: 2 особенно удобны в применении, так как окрашивают кожи из нейтральных и слабокислых растворов.

Оснó вные красители дают на коже яркие окраски, которые, однако, недостаточно устойчивы, особенно к действию света. К кожам хромового дубления эти красители сродством почти не обладают, но могут окрашивать их после предварительной обработки веществами фенольного характера (танинами, синтетическими олигомерными фенольными смолами), в результате которой в кожу вводятся слабокислые функциональные группы, с которыми и взаимодействуют основные красители. Обычно их используют по танинной протраве для углубления окраски кож после крашения кислотными или прямыми красителями. Кожи, подвергнутые дублению танином, уже содержат танин, поэтому специально протраву на них не наносят. Однако для получения более прочной окраски танины на коже закрепляют солями тяжелых металлов. Чаще всего для этой цели используют двойную соль оксида сурьмы и тартрата калия (рвотный камень). Обработку кожи в растворе этой соли проводят при 30–40 °С в течение 10–15 мин в присутствии нейтрального электролита — хлорида натрия. При крашении в желтые, коричневые, красные цвета целесообразно применять соли титана, так как они дают с танином желто–коричневую окраску, в результате чего сокращается расход красителя. Иногда для закрепления танина применяют соли железа, что приводит к заметному углублению цвета. Последующее крашение основными красителями проводят в уксуснокислой среде с постепенным повышением температуры красильного раствора от 30 до 55 °С; продолжительность крашения 40–60 мин.

Прямые красители достаточно широко применяют для крашения различных видов кож. Вследствие значительной молекулярной массы и склонности к ассоциации в растворе диффузионная способность этих красителей меньше, чем у кислотных. Поэтому они не проникают в глубь кожи, а фиксируются в основном на ее поверхности. Учитывая это, крашение прямыми красителями часто проводят после крашения кислотными красителями, которые проникают глубоко в кожу и окрашивают ее внутренние слои. Крашение кожи прямыми красителями осуществляют при 60 °С в нейтральной или слабокислой среде при рН 6–7 в присутствии нейтрального электролита в течение 40–60 мин. Диазотирующиеся прямые красители после крашения кожи в барабане и закрепления на ней красящего вещества подвергают диазотированию при 10–12 °С и сочетанию с различными азосоставляющими. При крашении в черный или темно–коричневый цвета в качестве азосоставляющей наиболее часто применяют 3, 5–диаминотолуол, при крашении в синий, бордо, красный цвета — b–нафтол.

Нередко используют двухванный способ крашения с последовательным применением прямых и основных красителей; при этом увеличивается устойчивость окраски к трению.

В последние годы быстро возрастает использование кожи для изготовления одежды. Для крашения таких кож пригодны лишь те красители, которые дают окраски, устойчивые к действию моющих веществ, химической чистки, пота и света. Этим требованиям отвечают активные красители, образующие с белковым веществом кожи прочные ковалентные связи. Крашение кожи активными красителями осуществляют при 30–40 °С в слабощелочной среде, создаваемой гидрокарбонатом или фосфатом натрия.

Кубовые и сернистые красители применяют в ограниченном количестве, так как кожа разрушается в щелочно–восстановительной среде. Кубовые красители позволяют получать окраски, обладающие высокой светостойкостью и устойчивостью к мокрым обработкам, однако в крашении кож могут быть использованы только те из них, которые способны восстанавливаться в мягких условиях (при низкой температуре и невысокой щелочности). Сернистые красители дают окраски высокой устойчивости к мокрым обработкам, способны глубоко проникать в кожу. Их применяют для крашения замши формальдегидно–жирового дубления, поскольку она наиболее устойчива к действию щелочей и повышенной температуры.

Центральное место среди всего цикла отделочных процессов занимает покрывное крашение кожи. Оно заключается в образовании на лицевой поверхности кожи окрашенной пленки с помощью пленкообразующего вещества, смешанного с пигментом. Основные преимущества покрывного крашения по сравнению с крашением растворами красителей заключаются в следующем: обеспечивается более равномерная окраска кожи; устраняются лицевые дефекты кожи, что не всегда удается при крашении в растворе; образующаяся на поверхности пленка предохраняет кожу от внешних атмосферных воздействий.

Покрытия на коже должны удовлетворять целому комплексу требований. Они должны обладать высокой адгезионной способностью, водо–, свето–, тепло– и морозостойкостью, устойчивостью к действию растворителей, трению, ударам, многократно повторяющемуся изгибу, растяжению и сжатию. Гигиенические свойства кожи в результате покрывного крашения чаще всего ухудшаются.

В состав покрывных красок входят: 1) пленкообразующие вещества; 2) красящие вещества (органические и неорганические пигменты, а также лаки из кислотных и нерастворимых азокрасителей); 3) растворители для пленкообразующих веществ (пентилацетат, бутилацетат, целлозольв, толуол и др.) и разбавители (бензол, толуол и др.); 4) пластификаторы — вещества, снижающие температуру стеклования пленкообразователей и обеспечивающие тем самым высокую эластичность и гибкость пленок в широком интервале температур (дибутилфталат, диоктилфталат, ализариновое масло, глицерин и др.); 5) вспомогательные вещества — диспергаторы, эмульгаторы, стабилизаторы, пеногасители и т. д.

В настоящее время применяют различные пленкообразователи: полиакрилаты, полибутадиены, нитроцеллюлозу, полиуретаны и их смеси с полиакрилатами, нитроцеллюлозой или полихлорвинилом; белковые покрытия. Как правило, ни один из пленкообразователей индивидуально не применяется; обычно используют сочетания нескольких пленкообразователей либо в составе покрывной краски, либо путем их последовательного нанесения на кожу, например, средние слои покрытия из полиакрилатов, верхние — из нитроцеллюлозы или полиуретана.

Полиакрилаты (полимеры на основе метиловых, этиловых и бутиловых эфиров акриловой и метакриловой кислот) хорошо совмещаются с другими смолами, образуют весьма эластичные, водо– и светостойкие пленки с высокой адгезией к коже. Недостатки этого покрытия: термопластичность, недостаточная морозоустойчивость, нестойкость к действию органических растворителей. Полиакрилаты используют в виде водных эмульсий, к которым добавляют пигменты в пасте, а также некоторые вещества в зависимости от конкретного назначения покрытия и вида кожи, например альбумин или шеллак, улучшающие гриф кожи и повышающие ее блеск.

Нитроцеллюлоза (коллоксилин с содержанием азота 11–12 %), применяемая в качестве пленкообразователя, растворима в органических растворителях (ацетоне, пентилацетате и др.). В растворы для снижения вязкости добавляют разбавители — спирт, бензол, толуол. Нитроцеллюлозные пленки почти неэластичны, поэтому в них вводят пластификаторы (100–200 % от массы пленкообразователя).

Достоинством нитроцеллюлозных покрытий является их исключительная водоустойчивость, а недостатками — низкая адгезия к коже, склонность к старению, снижение гигиенических свойств кожи, высокая стоимость, огнеопасность применяемых материалов. В состав растворов нитроцеллюлозы для покрытия кожи входят нитроэмали, растворители, пластификаторы и разбавители. Выпускаемые промышленностью готовые нитроэмали различных цветов представляют собой тщательно перетертую пастообразную смесь пигментов и высоковязкого пластифицированного раствора коллоксилина. Для получения на коже нужного цвета комбинируют несколько нитроэмалей. Токсичность, огнеопасность и высокая стоимость нитроцеллюлозных покрытий в значительной мере устраняются при использовании водных эмульсий нитролаков, т. е. систем, в которых органический растворитель частично заменен водой с добавкой эмульгатора. Для повышения устойчивости в эмульсии вводят стабилизаторы, лучшими из которых являются длинноцепочечные алкиловые эфиры целлюлозы.

Полиуретаны — полимеры, содержащие в своем составе группу —NНСОО—, в настоящее время широко применяют для отделки кожи. Пленки на их основе обладают эластичностью и твердостью, высокой износостойкостью, имеют красивый внешний вид, устойчивы к воде, органическим растворителям, атмосферным воздействиям. Полиуретановая пленка может быть окрашена в любой цвет, обладает высокой адгезией к поверхности кожи, устойчива к истиранию и механическим повреждениям. При отделке кожи полиуретаны часто комбинируют с другими полимерами — поливинилхлоридом, полиамидами, полиакрилатами, нитроцеллюлозой. Большой практический интерес представляют водные дисперсии полиуретанов, имеющие ряд преимуществ по сравнению с их растворами: замена органических растворителей снижает стоимость покрытия, решает проблемы экологии и охраны труда. Полиуретаны, диспергированные в воде, обладают очень хорошей пленкообразующей способностью. Дисперсии полиуретанов можно использовать на всех стадиях покрывного крашения и наносить на кожу любым способом. Они сочетаются с растворами казеина, пластифицируя его.

В качестве белковых пленкообразователей используют казеин и коллаген. Казеиновые покрытия обладают высокой адгезией к поверхности кожи, сохраняют естественный вид кожи, меньше всех других покрытий снижают ее ценные гигиенические свойства, устойчивы к действию высоких и низких температур. К недостаткам этих покрытий относятся низкая водоустойчивость и недостаточная устойчивость к старению. Чистый казеин не растворяется в воде, спирте и органических растворителях. Однако он сильно набухает и постепенно растворяется в слабощелочных растворах, образуя вязкие растворы. Растворы казеина (10 и 20 %–е) готовят, используя аммиачную воду, растворы соды или буры, реже гидроксид натрия. Помимо казеина и пигментов в состав покрытия вводят пластификаторы, например глицерин, в отсутствие которых казеиновые пленки неэластичны; антисептики; различные специальные добавки, повышающие смачиваемость кожи, стабилизирующие вязкость красок, удерживающие пигменты во взве-шенном состоянии. Сам казеин в качестве пленкообразователя в настоящее время применяется только для специальных видов кожи, но растворы его являются необходимым компонентом покрывных красок на основе полиакрилатов или полибутадиена.

Растворы коллагена обладают очень хорошими пленкообразующими свойствами. После установления определенного значения рН (4, 0 или 9, 0) и введения пластификатора они образуют пленки с очень равномерной структурой и высокой адгезией к коже, с хорошими механическими свойствами и сильным блеском. Растворы коллагена хорошо сочетаются с водными дисперсиями полиакрилатов.

⇐ Предыдущая 21 22 23 24 252627 28 29 30 Следующая ⇒