Красители и пигменты для крашения капрона в массе

⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 31Следующая ⇒

№ п/п	Наимено- вание	Структурная формула	Температура плавле-ния, °С	Состояние в полимере
	Капрозоль рубиновый		~ 250	раствор
	Белофор ОПМ			раствор
	Фталоцианиновый голубой		> 500	дисперсия
	Сажа	Технический углерод	–	дисперсия

Из термопластичных волокон в настоящее время наиболее широко крашение в массе применяют для полипропиленового волокна. Это обусловлено рядом причин:

– большая часть производимых полипропиленовых волокон идет для производства напольных покрытий и ковровых изделий, технология изготовления которых позволяет даже при ограниченном количестве цветов добиваться необходимого разнообразия по колористике;

– подбор красящих веществ для этого типа волокон гораздо легче, чем для других термопластичных волокон;

– проблема колорирования готовых изделий из полипропилена до сих пор не решена.

Другим направлением окрашивания волокон в процессе их производства является окрашивание через поверхность. По этому способу сформованные синтетические нити окрашиваются при прохождении ванн, заполненных раствором красителя в растворителе, частично растворяющем полимер. За время нахождения волокна в ванне молекулы красителя диффундируют в объем волокна, равномерно окрашивая его в поверхностных слоях. Далее следуют обычные отделочные операции, необходимые для того или иного волокна.

Способ поверхностного окрашивания технически более простой, обеспечивает экономию красителей; при его использовании проще, чем при крашении в массе, осуществлять переход с цвета на цвет.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что предполагают процессы под названием “крашение в массе”? В чем состоят преимущества и ограничения таких процессов?

2. Каковы основные общие требования, предъявляемые к красящим веществам, используемым для крашения волокон в массе?

3. Какие красящие вещества и почему применяются для крашения в массе вискозы, идущей на производство вискозных текстильных нитей и вискозного штапельного волокна?

4. Как и какими красителями осуществляют крашение в массе ацетилцеллюлозных, полиакрилонитрильных и полихлорвиниловых волокон?

5. Какие способы используются для крашения термопластичных полиамидных, полиэфирных и полипропиленовых волокон в процессе их производства? Что необходимо учитывать при выборе красящих веществ для крашения этих волокон в массе?

6. Чем обусловлено широкое применение способа крашения в массе полипропиленовых волокон?

7. В чем состоит суть и преимущества поверхностного окрашивания химических волокон в процессе их производства?

Применение красителей в целлюлозно–бумажной и полиграфической промышленности

Трудно переоценить значение и многообразие функций бумаги в жизни современного человека и общества в целом. Целлюлозно–бумажной промышленностью производится широкий ассортимент бумажных материалов, характеризующийся самыми различными свойствами и назначением (см. разд. 2.5).

С повышением жизненного уровня людей и совершенствованием техники постоянно возрастают требования к качеству бумаги и ее эстетическому виду, в частности, к разнообразию цветового оформления бумажных изделий. Тот или иной колористический эффект придается бумаге и изделиям из нее различными способами:

– крашением бумажной массы;

– поверхностным крашением бумаги;

– получением многокрасочной продукции путем печатания (например, обоев);

– различными приемами полиграфической печати.

Крашение бумаги

Значительная часть производимой бумаги окрашивается в массе. Этот процесс довольно сложен из–за неоднородности бумажной массы, обусловленной различным содержанием в ней целлюлозы и лигнина, которые неодинаково окрашиваются красителями одного и того же класса.

Для крашения в массе можно использовать прямые, кислотные, основные, катионные красители, а также органические и неорганические пигменты.

При крашении бумажной массы водный раствор красителя или суспензию пигмента приливают к предварительно размолотой волокнистой массе. Бумажную массу из беленой целлюлозы окрашивают преимущественно прямыми красителями; из небеленой целлюлозы вследствие присутствия в ней значительного количества лигнина, не имеющего сродства к этим красителям, лучше окрашивать основными или катионными красителями и их смесями с прямыми. Катионные и основные красители образуют с лигнином нерастворимые соединения. Основные красители можно использовать и для крашения бумаги из беленой целлюлозы, но в этом случае необходимы вспомогательные добавки; наполнители, синтетические смолы и (или) вещества, осаждающие основные красители на бумаге в виде нерастворимых соединений, например глиноземно–канифольные соли.

Поверхностное крашение бумаги проводят на бумагоделательных машинах при ее изготовлении или на специальных красильных машинах, в которых бумага из рулонов протягивается системой валиков через красильную ванну, отжимается и сушится. Для крашения применяют уксуснокислые растворы основных красителей, водные растворы кислотных и прямых красителей, суспензии тонкодисперсных пигментов.

Основные красители, обладая невысокой ровняющей способностью, образуют интенсивные и яркие окраски, но не достаточно равномерные. Кислотные красители используются наиболее часто, так как не обладая сродством к целлюлозе и лигнину, они равномерно проникают в бумагу, обеспечивая высокую ровноту окраски, которая однако, недостаточно водостойка; для ее повышения требуется обработка бумаги карбамидными смолами, глиноземом и (или) закрепителями типа ДЦУ или ДЦМ. Прямые красители из–за большого сродства к целлюлозе используются редко.

При покрывном крашении бумаги на одну ее сторону наносят тонкий слой красочного состава, представляющего собой смесь пигментов, связующего и наполнителей (мел, каолин и др.). В качестве связующих в последние годы преимущественно используют латексы, представляющие из себя коллоидные дисперсии синтетических полимеров в воде (см. гл. 4).

Латексы улучшают кроющую способность пигментированных покрытий, повышают лоск бумаги, ее гибкость, сопротивляемость истиранию. При покрытии бумаги в основном применяются латексы на основе акрилатов, а также сополимеров стирола с бутадиеном; последние обладают хорошими эксплуатационными свойствами и имеют сравнительно невысокую стоимость. Акрилатные латексы дают пленки высокой прозрачности, незначительно желтеющие при хранении; покрытия на основе таких латексов приобретают блеск при каландрировании и не имеют запаха.

Красочный состав наносят на бумагу с помощью ленты из сукна, пропитанной этим составом, разравнивают щетками или с помощью валика и специальной ракли, затем бумагу сушат.

Для получения узорчатой расцветки на обоях чаще всего применяют красочные лаки, отличающиеся высокой устойчивостью к свету. Краску наносят на печатных обойных машинах различной конструкции. Машины с металлическими гравированными валами для обоев отличаются от аналогичных машин для текстиля тем, что имеют на печатных валах выпуклую, а не углубленную гравюру.

Полиграфическая печать

Последние годы ознаменовались необычайно бурным развитием технологии производства печатной продукции. К изделиям полиграфии относятся газеты, красочные журналы, книги, каталоги, упаковочные материалы, крупноформатные плакаты, театральные программки, деньги, ценные бумаги и т.д.

Изготовление печатной продукции довольно сложный многоступенчатый процесс. В зависимости от вида продукции, требований к ее качеству, эстетическому виду, потребительским свойствам и исходя из экономических соображений, производители выбирают ту или иную технологию тиражирования, тип бумаги и всего печатного оборудования.

В рамках данного издания невозможно дать даже краткое описание всех существующих способов типографской печати, так их много: начиная от классических (прямая, высокая, плоская офсетная, прямая глубокая) и кончая наиболее современными (лазерная печать, технология " компьютер–печать", струйная печать, термография и др.). Не менее разнообразно и печатное оборудование, для которого в самом упрощенном виде можно дать такую классификацию: тигельные плоскопечатные машины (самые первые и простейшие), плоскопечатные машины разной конструкции, рулонные и листовые ротационные печатные машины и наиболее современные цифровые печатные машины.

Для получения необходимого полиграфического воспроизведения как текстовых, так и многоцветных изображений важно не только правильно осуществить выбор технологии печатания и оборудования для ее осуществления, но и грамотно приготовить печатные краски. Свойства печатных красок оказывают существенное влияние на качество печати, определяя такие факторы, как смачивание поверхности бумаги полиграфической краской, прилипание краски к поверхности бумаги и заполнение ее неровностей и устьев пор, впитывание краски, скорость ее высыхания и др.

Печатные краски представляют собой коллоидные системы, образованные смесями тонко растертого красящего вещества с более или менее жидким и липким связующим веществом или раствор красителя в связующем растворителе. В состав красок вводятся также различные добавки: подцветки ― для изменения и усиления тона краски, сиккативные вещества, содействующие более быстрому высыханию краски, наполнители ― для улучшения ее печатно–технических свойств, различные специальные добавки, необходимые для конкретных технологий.

К красящим веществам, входящим в состав полиграфических красок, относятся органические и неорганические пигменты, красители и красочные лаки.

К неорганическим пигментам, применяемым в полиграфических красках, относятся белые и цветные окислы, гидроокиси и соли некоторых металлов, а также тонко измельченные металлические порошки.

Белые пигменты (TiO₂, ZnO, Al(OH)₃, BaSO₄) составляют основу для изготовления белых кроющих красок, применяемых для печати по цветной бумаге и картону, а также для печатных фоновых (обложечных) работ. Кроющая способность таких красок зависит от показателей преломления пигмента и пленкообразующего вещества: чем выше разница между ними, тем выше кроющая способность. Очень часто неорганические белые пигменты используются не в виде индивидуальных печатных красок, а в качестве наполнителей, делая краски более прозрачными или кроющими в зависимости от вида белил.

Ассортимент цветных неорганических пигментов, применяемых в полиграфии, крайне невелик: милори, желтые хромовые пигменты и шелковая зелень.

Милори представляет собой вещество интенсивного чисто синего цвета с формулой Fe₄[Fe(CN)₆]₃ ∙ K₄[(CN)₆] ∙ nH₂O; желтые хромовые пигменты состоят из хромовокислого (РbСrO₄), сернокислого (PвSO₄) свинца; шелковая зелень ― это пигмент зеленого цвета являющийся продуктом осаждения на поверхность сульфохромата каллоидного раствора милори.

Бронзовые и алюминиевые пудры используются для получения “золотых” и “серебряных” окрасок. Высокая отражающая способность оттисков, получаемых с помощью таких красок, достигается за счет чешуйчатого строения металлической пудры и высокой степени дисперсности (1…10 мкм).

Одним из важнейших черных пигментов, применяемых в производстве печатных красок является сажа, которая бывает двух разновидностей: печная и канальная. Канальная отличается более высокой степенью дисперсности. Сажа поглощает 95-97 % падающего света и поэтому имеет интенсивный черный цвет, устойчивый к различным воздействиям. Ее недостатком является способность задерживать пленкообразование связующего, повышенная маслоемкость и несколько коричневатый или сероватый тон получаемой окраски. В целях повышения степени черноты в газетные краски вводят жирорастворимый краситель индулин:

или нигрозин (получается в результате реакци между нитробензолом, солянокислым анилином и анилином в присутствии чугунной стружки).

К синтетическим органическим красящим веществам, применя-емым в полиграфии, относятся пигменты, основные красители и кра-сочные лаки.

Примерами органических пигментов могут служить следующие соединения:

– пигмент желтый светопрочный:

– пигмент ярко–красный 4Ж:

Основными красителями являются хлористоводородные соли производных аминозамещенных триарилметана общего строения RNH₂∙ HCl. Они растворимы в воде, спирте, глицерине и в водных растворах кислот. Их основания получают осаждением 1 %–ого раствора соответствующего красителя 10 %–м раствором щелочи. При взаимодействии оснований основных красителей с высшими жирными кислотами, например, олеиновой, получаются малорастворимые интенсивно окрашенные олеаты соответствующих красителей, применяемые для интенсификации цвета полиграфических красок, в особенности, газетных ротационных.

В полиграфических красках довольно широко используются красочные лаки (лаковые пигменты), получаемые из анионных (кислотных, хромовых и прямых) и катионных и основных красителей.

К числу органических красящих веществ относятся также люминофоры, т.е. флуоресцирующие пигменты, которые получают путем введения основных красителей (триарилметановых и ксантеновых) в водную среду при синтезе меламино– и мочевиноформальдегидных смол и последующем тонком размоле.

Кроме красящих веществ в состав печатных красок входят связующие вещества. Они представляют собой системы, состоящие из масел, смол, различных растворителей и других компонентов. Связующие вещества определяют способность печатных красок раскатываться и накатываться на форму, переходить с нее на бумагу или другую воспринимающую поверхность и закрепляться там.

Связующие вещества изготавливаются на основе природных или чаще синтетических полимеров: поливинилацетата, его сополимеров (например, винилацетата с хлорвинилом), алкидных смол, фенолальдегидных смол, полиизобутилена, сополимера стирола с льняным и шунговым маслами и т.д.

Поскольку доминирующая роль в закреплении краски на отпечатке принадлежит именно связующим, классификация этих веществ основывается на механизме указанного процесса и делит их на шесть групп:

1) химические пленкообразующие (натуральные и синтетические алкидные олифы;

2) впитывающиеся (растворы битума или светлой смолы в нелетучем растворителе, например, в нефтяном масле);

3) испаряющиеся (например, смоляные лаки состоят из 30 % смолы фенолформальдегидной или битума и 70 % толуола, ксилола или скипидара);

4) осаждающиеся (например, фирнис, содержащий циклизованный каучук, веретенное масло, керосин);

5) термоплавкие (перед печатанием разогреваются до 85–90 °С, затем при охлаждении оттисков отвердевают и закрепляются);

6) комбинированные (чаще сочетающие связующие первой и второй групп этой классификации).

Печатные полиграфические краски должны удовлетворять целому комплексу требований по оптическим (цветность, прозрачность, глянцевитость, интенсивность), структурно–механическим (вязкость, тиксотропность), прочностным (свето–, водо–, спирто–, щелоче–, кислото– и маслостойкость, термопрочность) и технологическим свойствам.

Получить печатную краску, пригодную для всех видов печати не только проблематично, но, наверное, даже невозможно. Поэтому печатные краски выпускаются в соответствии с их назначением: типографские (для высокой печати), офсетные, газетные, книжные, иллюстрационные, краски для глубокой печати, глянцевые краски, флексографические, трафаретные, картографические краски и др. Легче изготовить черные краски для каждого вида печати, сложнее для трех– и четырехцветной печати. Для каждого способа печатания необходимы минимально три триады красок следующих примерных цветов и оттенков: желтые (лимонно–желтая, светло–желтая, чисто–желтая), красные (пурпурно– красная, розовая, чисто–красная), синие (бирюзовая, синяя, темно–синяя). При печатании из числа существующих триад выбирают ту, которая по оптическим свойствам ближе всего подходит к цветным градациям репродуцируемого оригинала.

Во многом облегчает работу колористических лабораторий и способствует улучшению качества цветной печати использование системы PMS (Pantone Matching System), разработанной американскими художниками, издателями и изготовителями красок. Она позволяет получать 497 цветов смешением восьми различных красок и до 1000 различных оттенков на базе 14 основных красок.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие способы колорирования бумаги существуют в настоящее время?

2. В чем состоит суть крашения бумаги в массе? Какие красящие вещества для этого можно использовать и почему?

3. Как и какими красящими веществами осуществляется поверхностное крашение бумаги?

4. Какие компоненты включает красочный состав при покрывном крашении бумаги?

5. Что из себя представляют печатные краски для полиграфической печати?

6. Какие красящие вещества наиболее часто используются при приготовлении полиграфических красок?

7. Какие соединения используются в качестве связующих для полиграфических красок? Какова их роль в процессе печатания?

8. Какие требования предъявляются к печатным краскам?

⇐ Предыдущая 22 23 24 25 262728 29 30 31 Следующая ⇒