автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка технологии печатания текстильных материалов с поливинилхлоридным пленочным покрытием водными пигментными составами

На правах рукописи

НАХРАТОВ Владимир Владимирович

Разработка технологии печатания текстильных материалов с поливинилхлоридным пленочным покрытием водными пипиентиыми

составами

Специальность 05.19.02. - технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» на кафедре химической технологии и дизайна текстиля

Научный руководитель'

доктор технических наук, профессор

Киселев Александр Михайлович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Павутницкий Вячеслав Васильевич

Заслуженный деятель науки РФ, доктор химических наук, профессор Новоселов Николай Петрович

Ведущая организация:

ОАО «Икофлок» (Санкт-Петербург)

Защита состоится 1 ноября 2005 г. в 12— на заседании диссертационного совета Д 212.236.0} при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, Санкт - Петербург, ул. Большая Морская, 18 ауд 241

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, Санкт -Петербург, ул. Большая Морская, 18 ауд. 241

Автореферат разослан 1 октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д 212.236.01,

13597

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

¿/УУЗб/

Актуальность темы исследования. В современных условиях невозможно дальнейшее развитие в производстве товаров народного потребления и изделий специального назначения без использования разнообразных материалов на основе искусственных кож и текстильных полотен с пленочными покрытиями. Из таких материалов изготавливается продукция одежного, галантерейного, декоративного и др. ассортимента В диссертационной работе рассматриваются, главным образом, изделия из мягкой кожи и с покрытиями для производства чемоданов, портфелей, сумок, скатергсй, занавесей. Основное внимание уделено ассортименту столовых клеенок с печатными рисунками широкого спектра бытового применения Формирование рисунков на подобных изделиях значительно расширяет возможности их художественно- колористического оформления, придает товарам более привлекательный вид, повышает их конкурентоспособность в условиях рыночной экономики. В настоящее время колорирование материалов и изделий с пленочными поливинилхлоридными (ПВХ) покрытиями встречает достаточно серьезные затруднения в связи с химической инертностью субстрата, его низкой влагопоглощающей способностью, сложностью получения четкого контура печатного рисунка. Существующие способы печати базируются на использовании составов, содержащих 8090% органических растворителей (ОР) (циклогексанон, алкилацетаты, изопропанол и др.). Только в этом случае специальные минеральные красители (микролиты) могут образовывать качественные рисунки с достаточной прочностью окрасок на поверхности ПВХ - покрытий. Применение токсичных, взрыво- и пожароопасных ОР в таких высоких концентрациях негативно отражается на условиях труда обслуживающего персонала, снижает его безопасность, отрицательно влияет на качество готовых изделий, приводит к несоответствию продукции требованиям экологических стандартов в области текстильной и легкой промышленности. Такие изделия имеют устойчивый неприятный запах, повышенную липкость и пониженную механическую прочность. Помимо этого, микролиты являются дорогими и дефицитными импортными продуктами, что является одной из причин нарушения ритмичности работы предприятий данной отрасли. Ряд исследований, проведенных с цель исключения или снижения концентрации ОР в красящих составах не дали положительного результата, вследствие получения малоинтенсивных окрасок с низкой прочностью к физико-химическим воздействиям.

В связи с изложенным, задача обоснования и разработки технологии печатания материалов с ПВХ - пленочным покрытием водными составами с минимальной концентрацией ОР и содержащими текстильные органические пигменты является актуальной, и ее решение имеет научное и существенное практическое значение. Замена красящих микролитов текстильными пигментами позволит снизил, стоимость печатных красок, расширить гамму полученных окрасок, а уменьшение количества ОР в красках до 10-15 % поможет решить экологические проблемы и улучшить условия труда в производственных условиях.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с основным научным направлением кафедры химической технологии и дизайна текстиля СПГУТД по созданию и освоению ресурсосберегающих и экологически более безопасных технологий отделки текстильных материалов совместно с ОАО "Икофлок",

заижсресованпьгм во внедрении ее результатов для совершенствования процесса колорирования изделий с ГТВХ - пленочными покрытиями

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом обосновании и разработке оптимизированной технологии печатания материалов с ПВХ - пленочным покрытием, основанной на использовании водных пигментных составов с минимальным содержанием органических растворителей и позволяющей получить высокое качество узорчаюй расцветки при применении текстильных пигментов.

Для решения поставленной задачи диссертационная работа проводилась в следующих основных направлениях:

-анализ существующих процессов производства, колорирования и отделки с целью оценки возможности перехода к водной технологии узорчатой расцветки;

-исследование особенностей воздействия ОР на свойства ПВХ - пленок с целью выбора эффективного растворителя и оптимизации его концентрации в печатных составах;

-подбор компонентов и оптимизация рецептуры водных пигментных составов с минимальной концентрацией ОР;

-исследование реологических и печатных свойств разработанных составов с целью получения высокого качества узорчатой расцветки ПВХ- материала;

-поиск путей повышения прочности пигментных окрасок с обоснованием механизма адгезионного закрепления частиц пигмента на ПВХ- субстрате;

-оценка возможности использования пенных пигментных красок дня печатания ПВХ - пленочного материала;

-изучение потребительских свойств напечатанных изделий, оценка технико-экономических, токсикологических и экологических показателей разработанной технологии в сравнении с технологией печатания, используемой на ОАО «Икофлок» для узорчатой расцветки столовой клеенки с ПВХ - покрытием.

Решение указанных задач диссертационного исследования позволит приблизить продукцию рассматриваемого ассортимента к требованиям международных стандартов (Эко-гекс, ИСО 9000,14000), расширить возможности ее реализации на рынке товаров текстильной и легкой промышленности. Результаты диссертационной работы могут послужить основой для совершенствования технологии колорирования искусственных кож и пленочных материалов в направлении улучшения условий труда и выпуска продукции, соответствующей требованиям ГОСТ Р 121 052-97 "Единая система безопасности продукции".

Научная новизна результатов диссертационного исследования заключается в:

- разработке теоретических основ процесса печатания материалов с ПВХ— пленочным покрытием водными пигментными составами с минимальной концентрацией органических растворителей;

- оценке характера изменения физико-химических и механических свойств ПВХ-пленок в среде с различным содержанием ОР;

- установлении особенностей реологического состояния печатных красок, содержащих ОР и характера взаимосвязи реологических и печатно-технических свойств водных пигментных красок на ПВХ- пленочном материале;

- выявлении механизма упрочнения адгезионного закрепления частиц пигмента на ПВХ-субстрате, обуславливающего получение окрасок, устойчивых к внешним воздействиям;

- оптимизации параметров печатного процесса применительно к водным пигментным составам, обеспечивающим высокое качество узорчатой расцветки на гидрофобном пленочном покрытии с низкой влагопоглощающей способностью.

Новизна результатов диссертационной работы подтверждена получением патента РФ № 2086719, опубл. 10 06 97, бюлл. 22

Практическая значимость результатов диссертационной работы состоит в совершенствовании технологии печатания винилискож и пленочных материалов путем перехода от печатных красок с минеральными микролигами с высокой концентрацией ОР к составам с пигментами текстильных марок и нгоким содержанием органических растворителей. Практическая реализация разработанной технологии позволяет:

- упростить процесс получения и закрепления печатных рисунков на материалах с пленочными покрытиями;

- исключить неудобства и затруднения, связанные с использованием высоких концентраций токсичных, взрыво- и пожароопасных ОР, облегчить процесс приготовления печатных красок в красковарке, снизить выделение паров ОР в атмосферу производственных помещений;

- обеспечить высокое качество узорчатой расцветай пленочных материалов и изделий с получением прочных окрасок и улучшенных потребительских показателей (пониженная липкость при сохранении блеска),

- сохранение механической прочности, отсутствие неприятного запаха, устойчивость к старению и др.). Применение разработанной технологии обеспечивает соответствие выпускаемой продукции требованиям российских и зарубежных стандартов в области текстильной и легкой промышленности;

- снизить затраты на мероприятия по охране и обеспечению безопасности труда обслуживающего персонала при выпуске набивных пленочных материалов.

Производственные испытания, проведенные на ОАО "Икофлок" при печатании столовой клеенки на агрегате фирмы "Коломбо" (Италия) подтвердили преимущества разработанной технологии, которая рекомендована к практическому использованию на предприятиях отрасли.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы были представлены и получили положительную оценку на 3 Конгрессе химиков- текстильщиков и колористов России (Москва, 2000г.), Международной конференции «Текстильная химия - 2000» (Иваново:2000 г.), межвузовской научно- технической конференции «Наука — 99» (Димигровфад, 1999 г.), Юбилейной конференции, посвященной 70-летию СПГУТД (Санкг - Петербург, 2000 г), научных конференциях молодых ученых и студентов СПГУТД (День науки ХТФ) в 1999 —2001 гг.

Результаты диссертационной работы доложены и рекомендованы к защите на расширенном заседании кафедры химической технологии и дизайна текстиля СПГУТД (протокол № 2 от 21.06.2005 г.).

Основные результаты диссертационного исследования отражены в публикациях, которые полностью соответствуют ее содержанию

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав (литературно аншттический обзор, экспериментальная часть, технико-экономическое обоснование разработанной технологии, методическая часть), основных выводов, списка литературных источников (155 наименований) и приложения. Содержит 150 с. машинописного текста, 37 таблиц, 40 рисунков. В приложении к диссертации содержатся вспомогательные материалы, не вошедшие в ее основное содержание, акты производственных испытаний и копии других документов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование выбора темы диссертационного исследования, его актуальности и важности для народного хозяйства. Сформулирована цель работы, ее основные направления, главные положения научной новизны и практической значимости полученных результатов.

В литературно-аналитическом обзоре (глава 1) осуществлен анализ способов получения материалов с ПВХ- пленочными покрытиями с описанием свойств компонентов, их состава Особое внимание уделено анализу существующих способов колорирования винилискож и пленочных материалов с выделением проблем, связанных с необходимостью использования больших количеств органических растворителей в данном процессе. Представлены основные сведения о процессе текстильной пигментной печати, выделены ее преимущества, рассмотрена возможность применения органических пигментов для узорчатой расцветки ПВХ- пленочных материалов. На основании анализа литературных данных и с учетом задач диссертационного исследования сформулированы основные направления в выполнении экспериментально -технологического раздела диссертации. Подтверждена необходимость создания экологически адаптированной технологии колорирования пленочных ПВХ- материалов. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЛГЛАВА 2)

2.1. Исследование свойств ПВХ- пленок при обработке в растворах с различной концентрацией ОР

Для оценки возможности использования водных пигментных красок с пониженной концентрацией ОР для печатания пленочных ПВХ- покрытий необходимо иметь сведения о характере влияния этих растворителей на свойства пленок и качество узорчатой расцветки. Эксперими ггалъно установлено, что качество печатных рисунков, полученных при отсутствии в краске ОР не отвечает уровню существующих требований. Введение в печатные составы полярных ОР позволяет улучшить показатели резкости контуров рисунка, интенсивности и прочности окрасок к трению с небольшим повышением липкости пленочного покрытия (табл. 1).

С целью оптимизации количественного содержания ОР в пигментных печатных составах был осуществлен специальный эксперимент, по результатам которого сделан вывод о том, что основные показатели качества печати пленочного материала имеют необходимые значения при концентрации ОР в интервале 10- 15 % При этом наиболее эффективным является использование циклогексанона (ЦТ), при применении которого величина растекания краски за пределы контура рисунка не превышает 0,4-0,5 мм, интенсивность окраски (по функции коэффициента отражения с пигментом алым 2 СВ)

составляет 16-17 ед.. а прочность окрасок к сухому трению находится на удовлетворительном уровне (3 балла) (прочность окраски к мокрому трению низкая- 2 балла) Таблица 1 - Влиятге присутствия ОР на качество печати ГТВХ - пленочных покрытий водными пигментными составами

ВидОР Показатели качества узорчатой расцветки

Вязкость, Резкость Интенсив- Прочность окраски, Липкость

Пас контура, ность цвета балл покрытия,

мм СТ М'Г усл.ед.

Этилацетаг 66,6 0,580 17,3 3 3 10

Бутилацетат 63,2 0,610 17,8 3 2-3 И

Изопропанол 68,4 0,520 16,6 3 2-3 9

Циклогексанон 70,4 0,470 18,5 ЗА 3 8,5

БезОР 88,5 0,860 11,3 2-3 2 7

Примечание: СТ - сухое трение; М'Г - мокрое трение.

Экспериментально установлено, что рекомендуемые концентрации ОР (10-15 %) не вызывают заметной потери массы ПВХ- пленок (- Дш= 2-4 %) и снижения их механической прочности (Р„ = 5-15 %). Нарастание деструкционных процессов, степени набухания и растворения пленок отмечается при дальнейшем повышении концентрации ОР, причем это выражается тем сильнее, чем больше полярность молекул растворителя (рис.1, табл.2).

10 30

50 70 90 концентрация ЦГ, %

Таблица 2 - Потеря массы и прочности ГГВХ - - пленок в присутствии ОР

ВидОР изопропанол этилацетат бутилацетат циклогексанон

Структура ОР СНз -СН-СНз 1 ОН СН3СООС2Н5 СН3СООС4Н9 С1Ь(аЬ),,СО 1 _1

Дипольный момент 1,79 2,31 2,44 3,18

Потеря массы, % 1,80 2,40 3,34 3,82

Потеря прочности пленки, % 5,3 6,8 12,4 15,9

Содержание ЦТ в печатной краске оказывает активирующее влияние на поверхностную структуру ПВХ — пленочного покрытия по следующей возможной схеме:

ЦГ=0 +

СН-СН2

I

С1

СН-СН2-

I

С1

+ ЦГ-0

о

Частично набухшая и размягченная поверхность ПВХ- полимера более реакционноспособна по отношению к анионным группам связующих веществ в составе пигментных красок, что усиливает адгезионное закрепление пленки печатной краски с возможным образованием химических связей эфирного типа Пленочное покрытие, модифицированное ОР, более доступно для проникновения адгезива в глубь субстрата с прочным закреплением твердых частиц пигмента. Отсюда следует, что связующие вещества с малым содержанием анионных групп менее пригодны для водной пигментной печати материалов с ПВХ- пленочными покрытиям и не обеспечивают достаточной прочности окрасок. Поэтому для составов с содержанием 10- 15 % ОР необходим целенаправленный поиск пленкообразующих компонентов.

Для печати гидрофобных ПВХ- покрытий с низкой влагопоглощающей способностью характерна трудность получения рисунков с четким контуром, что зависит, прежде всего, от реологических свойств печатных композиций. На основании вискозиметрических измерений (ротационный вискозиметр Реотест-2) в диапазоне градиентов скорости сдвига 1,5 - 1312 с) определены основные реологические характеристики исследуемых печатных красок. Установлено, что водные пигментные составы с низкой концентрацией ОР (например, ЦТ - 10 - 20%) имеют псевдопластический характер вязкого течения, высокую степень структурированности и тиксотропного восстановления структуры (табл. 3). Эти свойства обеспечивают необходимый уровень качества узорчатой расцветки (на примере столовой клеенки с ПВХ- покрытием).

Экспериментально доказано, что реологические свойства печатных красок существенно ухудшаются при увеличении концентрации ОР более 35- 40% При этом вследствие заметного падения динамической вязкости водных составов, величина распекания контура рисунка достигает 0,8 - 1,2 мм.

Таблица 3 - Реологические показатели водных пигментных составов с высокой и низкой концентрацией ЦТ

Концентрация ЦГ,% г] Вязкость 1,5 Пас Вязкость 1312 Пас Пс Степень структурированности Аср,% Степень гиксотропного восстановления

- 26,9 1Д4 20,69 95,4

10 24,4 1,18 19,67 89,8

20 21,2 1,08 18,63 75,6

40 9,3 0,86 9,81 42,5

80 2,4 0,34 6,06 20,4

Традиционная краска с микролитом, 85% ЦТ 17,6 0,845 20,82 85,4

Реологические свойства водных пигментных паст с концентрацией ЦТ не более 15 % близки к традиционным составам с минеральными микролитами.

С практической точки зрения важно иметь сведения об изменении вязкости печатных красок в процессе их хранения, срок которого обычно не превышает 2-4 суток. Установлено, что водные пигментные составы с низкой концентрацией ЦТ полностью сохраняют реологические и печатные свойства в течение указанного времени. При содержании ОР в красках в количестве, превышающем 40 %, вязкостные и тиксотропные характеристики печатных композиций заметно снижаются, что связано с деструкционными процессами в их объеме (рис. 2).

\д0 - _ _

5/'1 3 / ,/у 1/2 /.Л/./

// / ' ' У у/

/ 1 /Л У / /

2 3 2 3

а б

Рис.2 - Изменение вязкости водных пишентных красок с высокой (а) и низкой (б) концентрацией ЦТ в процессе хранения: ф 1 - свежеприготовленная; 2 - через 1 сут; 3 через 2 суг; 4 через 3 сут; 5 - через 4 суток

С учетом полученных результатов, рекомендуется тщательный контроль концентрации ОР в водных пигментных красках при их приготовлении, хранении и ^ практическом использовании для печати материалов с ПВХ- пленочными покрытиями.

2.3. Исследование возможности упрочнения окрасок при печатании материалов с ПВХ- пленочными покрытиями водными пигментными составами

Недостаточная устойчивость окрасок к трению после печати ПВХ - покрытий водными пигментными составами особенно становится заметной по мере старения пленки связующею вещества (латекс СКН- 40 -ГТ1) и снижения ее адгезии к субстрату. С целью дополнительного повышения прочности окрасок предложено использование в качестве

шюнкообразователя в составе пигментных красок дивинилнитрилъного латекса БИК 40/4 с повышенным содержанием анионных карбоксильных групп При проведении эксперимента изучена адгезия пленок латексов к ПВХ- субстрату, обоснованы и оптимизированы соотношения количеств латекса и предконденсата термореактивной смолы (ПТРС), обеспечивающих прочное закрепление частиц пигмента. Доказано что наиболее активным потенциально-кислым катализатором сшивки пленки печатной краски с субстратом является хлорид аммония в виде 10-15%-ного водного раствора при содержании в краске в количестве 0,5-1 % масс. Установлено, что повышенная активность данного катализатора связана с легкостью его термической диссоциации при высокотемпературной фиксации пигмеита. Оптимизирован режим термообработки напечатанного материала, установлены интервалы температур и продолжительности тепловой обработки, обеспечивающие прочное закрепление пленки печатной краски при отсутствии деструкции ПВХ - пленочного покрытия (140 - 150 °С в течение 3-5 мин) (табл. 4).

Таблица 4 - Закрепление пленки печатной краски и прочность пигментных окрасок при различных условиях термической обработки

Основа водного Адгезия пленки, Н/м Когезия пленки, Н/м2 Устойчивость окраски, балл

состава Температура обработки, °С

110 150 190 НО 150 190 110 150

СТ МТ СТ МТ

Лат. СКН-40 5,4 8,6 6,3 350 710 485 2-3 2 3 2-3

1 ГП+Карбамол ЦЭМ

Лат. БНК 40/4 +

Кар- бамол ЦЭМ 1:1 7,6 9,7 6,8 410 815 530 3 2-3 3-4 3

1,5:1 9,8 12,4 8,6 620 930 680 3 3 4 3

2:1 10,3 13,6 9,4 705 1018 815 3-4 3-4 4 3

Примечание: СТ и МТ- устойчивость окрасок, соответственно, к сухому и мокрому трению.

На основании полученных результатов определена необходимость дальнейшего поиска путей повышения прочности окрасок на ПВХ- пленочных покрытиях при применении водных пигментных составов с низкой концентрацией ОР.

2.4. Исследование процесса самозагущения водных пигментных красок и дополнительного повышения прочности окрасок на ПВХ - пленочном материале

Прочность окрасок пигментами во многом определяется устойчивостью связующего вещества к коагуляции. Латексы с повышенным содержанием карбоксильных групп агре гатив но менее стабильны, вследствие снижения дзета- потенциала и облегчения слипания глобул при увеличении кислотности среды. В связи с этим рекомендуется использовать разбавленные водные растворы потенциально-кислых катализаторов при их минимальной концентрации в печатной краске.

Определение порогов коагуляции синтетических латексов показало, что максимальную агрегативную устойчивость имеет латекс БПК 40/4 с минимальным количеством СООН-групп (табл.5)

Таблица 5 - Величины поро! ов коагуляции латексов в присутствии хлорида аммония

Марка латекса рН Концентрация хлорида аммония, г - экв/л Порог коагуляции, г экв/л

БНК40/4 7,82 2,8 0,038

БНК20/20 4,50 2,8 0,020

БНК20/35 3,60 2,8 0,010

В связи со способностью карбоксилированных латексов к повышению вязкости их дисперсий в щелочной среде (рис 3) изучена возможность дополнительного загущения печатных красок за счет введения в их состав латекса с повышенным содержанием карбоксильных групп, что позволило уменьшить расход загустителя и ПВХ- смолы без снижения вязкости составов.

ЧПа-с X

ц Пяс

/ \г

г

■ , 1

а в г « и рч « м 4Я

Концентрация 1ЧН4ОН Рис.3 Изменение вязкости карбоксилированных латексов в щелочной среде 1 -латекс БНК 40/4; 2- латекс БНК 20/35; 3-латскс БНК 20/20

При проведении эксперимента установлено, что максимальной загущающей способностью обладает латекс БНК 20/35 в присутствии гидроксида аммония в количестве 3-4 %, что позволяет степень загущения и величину динамической вязкости печатных композиций. Сравнение качества узорчатой расцветки столовой клеенки (табл. 6) показало, что разработанный водный состав на основе органических пигментов, включающий, % масс: пигмент ТП - х; латекс БНК 40/4-10-12. латекс БНК 20/35-7-8; карбамол ЦЭМ-7-9, хлорид аммония (1 0%-ный водный раствор)-0 5-1 0; гидроксид аммония (3 - 4,5%)-0,5. диок1илфталат-4,0; циклогексанон- 10- 15; ПВХ - смола С7059М-10-15; водный раствор загустителя-до 100; обладает хорошими реологическими и печатными свойствами и позволяет обеспечить высокое качество рисунка и окраски.

Таблица 6 - Сравнение качества узорчатой расцветки столовой клеенки с ПВХ- пленочным покрытием

Вид Реологические свойства Качество печати

печатной П 1,5 Пс Лср, Предел ДЬ КХЖ Липкост Прочность,

краски Пас % текучести 10"3м ь, балл баллы

0 СТ МТ

Традиционная 57,4 20,5 83,3 1,4 0,415 19,4 14 3-4 л

с высокой

конц. ОР

Традиционная 66,4 ззТ"1 85,2 1,9 0,860 12,1 4 2 2

с текст.

пигментом

Водная 60,8 24,4 83,5 1,6 0,480 17,6 8 ЗА 2-3

пигментная

без латекса

БНК 20/35

(10%ЦГ)

Водная 64,8 36,2 86,4 1,8 0,390 18,6 6 4-5 3-4

пигментная на

основе

латексов

БНК40/4 и

БНК20/35

Увеличение прочности окраски при применении разработанного состава обусловлено усилением взаимодействия плёнки печатной краски с субстратом, благодаря наличию высококарбоксилированного латекса БНК 20/35. Одновременно это позволяет увеличить стойкость ПВХ - покрытия к мокрым обработкам и химчистке. После процесса печати отмечается повышение интенсивности окрасок, невысокая липкость ПВХ- пленочного покрытия при отсутствии снижения показателей его механической прочности. Вследствие низкой концентрации ЦТ в печатной краске практически отсутствует неприятный запах у готовых изделий, значительно облегчается обслуживание печатного агрегата с улучшением условий и обеспечением безопасности труда.

2.5 Исследование возможности применения вспененных составов для печатания материалов с ПВХ- пленочным покрытием

Данный раздел диссертационной работы посвящен изучению возможности использования печатных пен для нанесения рисунков на материалы с пленочными покрытиями. При этом теоретически и экспериментально обоснован выбор пенообразователей и стабилизаторов таких пен, изучено влияние ОР на их основные коллоидно-химические и печатные свойства. Установлено, что полярные органические вещества оказывают на пены деструктивное влияние, снижают активность ПАВ, вызывают дестабилизацию двухфазных коллоидных систем и снижение их вязкости даже при использовании в относительно низких концентрациях (15- 30%).

Методом дисперсионного анализа доказано, что присутствие ОР резко повышает степень полидисперсности печатных пен, что приводит к потере ими печатных качеств и не позволяет получить на пленочных материалах узорчатую расцветку с необходимым уровнем качественных показателей.

2 6 Комплексная оценка печатного процесса и качества напечатанных изделий мри применении водных пигментных составов

Комплексное решение проблем экологии и токсикологии отделочного производства и текстильной продукции включает разработку новых экотехнологий колорирования текстильных материалов. В этой связи оценка токсикологических и экологических параметров разработанной технологии и полученных изделий является актуальной и обязательной задачей диссертационного исследования. В работе экспериментально оценены основные потребительские показатели столовой клеенки с ПВХ - покрытием, напечатанной по существующей и разработанной технологиям (табл. 7)

Таблица 7 - Потребительские свойства столовой клеенки с набивными рисунками

Техноло- Четкость Яркость Неровно- Липкость, Предел Прочность окраски,

гия рисунка 10'3м окраски та балл прочности балл

печати Р(Я) окраски на разрыв,

ДЕ,% Н СТ МТ ХЧ

Существу- 0,425 18,8 4,6 15 8,8 3-4 3 4/5/5

ющая

Разрабо- 0,380 17,3 3,8 6 14,5 4 34 5/5/5

танная

Примечание: ХЧ—химическая чистка.

Установлено улучшение показателей четкости контуров рисунка; интенсивности, ровноты и прочности окрасок нри снижении липкости покрытия и повышении его механической прочности. Отмечено сохранение блеска поверхности клеенки после печати составами с низкой концентрацией циклогексанона

Опытные испытания показали, что уровень потребительски свойств изделий сохраняется после их достаточно длительной эксплуатации. Они практически не имеют неприятного запаха и не образуют на поверхности трещин, ухудшающих их внешний вид.

В работе представлены данные по токсикологической оценке компонентов разработанных печатных красок. Сделан обоснованный вывод об их меньшей токсикологической и экологической опасности (по индексу токсичности) при практическом применении, а таки при эксплуатации готовых изделий. Специальными измерениями показано, что концентрация паров ОР атмосфере печатного цеха снижается в 7-8 раз при переходе разработанной технологии печатания водными пигментными составами с низкой концентрацией циклогексанона.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ (ГЛАВА 3)

Технологическое и технико-экономическое обоснование разработанной технологии осуществлено применительно к предприятию ОАО «Икофлок» (Санкт-Петербург) на основании сравнения затрат на ее реализацию по отношению к аналогичному существующему процессу (реализуется на 4-х красочном печатном агрегате фирмы 'Коломбо" (Италия) для глубокой печати) с рассмотрением всех переходов технологического регламента Показано, что реализация новой технологии в производственных условиях позволяет снизить затраты на химматериалы и красители, уменьшить потребление органических растворителей, улучшить условия и безопасность труда обслуживающего персонала.

Осуществлен сравнительный анализ изменения условий труда при обслуживании печатного агрегата в результате перехода к рекомендуемой технологии печати. Установлено, что в этом случае достигается снижение интегрального показателя тяжести труда на 25-30 % с улучшением токсикологической и экологической ситуации на производстве.

Разработанная технология апробирована с положительными результатами и рекомендована к использованию на предприятиях отрасли, выпускающих пленочные материалы (винилискожа) и изделия с печатными рисунками.

МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (ГЛАВА 4)

Содержит описание объектов (ПВХ- пленочный материал, красители, ТВВ, ОР, загустители, латексы, ПАВ и др.) и методов экспериментальных: исследований (вискозиметрические измерения, печатные свойства красок, физико-химические и механические свойства ПВХ- пленок, определение порога коагуляции латексов, адгезиометрия и оценка величины когезии в пленках, коллоидно-химические свойства высокодисперсных пен, определение концентрации и токсичности паров ОР, компонентов печатного состава и текстильного материала и др.). Прочие анализы и измерения проведены на метрологически аттестованной приборной технике в соответствии с существующими ГОСТ и нормативами, в том числе принятыми на ОАО "Икофлок".

В ПРИЛОЖЕНИИ к диссертации содержатся акты производственных испытаний результатов исследований, документы и вспомогательные материалы, не вошедшие в ее основное содержание.

ОС НОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 .На основании анализа существующих технологий колорирования материалов с ПВХ - пленочными покрытиями установлено, что их реализация сопровождается серьезными затруднениями, связанными с необходимостью использования дорогих и дефицитных минеральных пигментов и высоких концентраций органических растворителей (до 90 %) в красящих и печатных составах.

2. Разработана технология печатания материалов с ПВХ пленочным покрытием водными составами на основе текстильных органических пигментов с минимальной концентрацией ОР (10-15%).

3. Оценено влияние различных ОР на свойства ПВХ- пленок, установлена оптимальная концентрация растворителя в печатном составе, показано, что максимальной эффективностью в рассматриваемом процессе обладает циклогексанон в количестве 10-15 %. Доказана возможность получения высокого качества узорчатой расцветки пленочных материалов при отсутствии деструктивных процессов в ПВХ- полимере. Установлена недостаточная устойчивость полученных окрасок к трению.

4. Изучены реологические свойства предлагаемых печатных составов. Установлен псевдопластический характер их вязкого течения при высоких показателях структурированности и степени тиксотропного восстановления структуры при концетрации ОР не выше 30-35 %.

Экспериментально подтверждена возможность получения рисунков с четким контуром, необходимой интенсивностью и ровнотой окрасок. Установлено, что при высокой концетрации ОР печатные краски при хранении, в течение нескольких суток ухудшают свои реологические и печатные свойства.

5. Определена величина адгезии латексных пленок к ПЕХ покрытию, оптимизировано количественное соотношение между пленкообразующим и сшивающим агентами в водных пигментных составах На основании оценки порога коагуляции латексов осуществлен выбор эффективного потенциально кислого катализатора (хлорид аммония) и оптимизирован режим термической фиксации пигментов(150 "С, 3-5 мин) на ПВХ -пленочном покрытии.

6. С целью дополнительного упрочнения окрасок рекомендовано введение в водную пигментную краску дивинилнитрильного латекса БНК 20/35 с повышенным содержанием карбоксильных групп. Показана возможность загущения печатной краски в щелочной среде (гидроксид аммония) за счет ионизации СООН- групп полимера латекса со снижением расхода основных загустителей в процессе печати. Оценена агрегативная устойчивость латексов в печатной краске и оптимизированы количества компонентов с электролитической активностью (хлорид и гидроксид аммония). Получено высокое качество узорчатой расцветки столовой клеенки с ПВХ покрытием с прочностью окрасок на уровне 4-5 баллов. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложен механизм получения пигментных окрасок повышенной прочности.

7. При изучении влияния ОР на свойства вспененных водных пигментных красок (кратность, стабильность, вязкость, дисперсность) установлена невозможность их применения для печатания ПВХ- пленочных материалов, вследствие разрушения печатных пен в присутствии даже невысоких концентраций полярных органических растворителей.

Изучены потребительские свойства столовой клеенки с ПВХ пленочным покрытием после печатания разработанными водными пигментными составами Установлено улучшение показателей четкости контура рисунка, ровноты, интенсивности и прочности окрасок по сравнению с традиционной технологией. Выявлено полное сохранение прочностных характеристик изделий, снижение липкости ПВХ покрытия, отсутствие неприятного запаха ОР, наличие необходимого уровня блеска пленочной поверхности и замедление ее старения в процессе эксплуатации готовых изделий.

Проведена оценка токсичности компонентов предлагаемых печатных составов, отмечено снижение концентрации паров ОР в атмосфере производственных помещений при переходе к водной технологии пигментной печати.

Сделан вывод о соответствии процесса и продукции требованиям <^щот'Люяих в текстильной и легкой промышленности эколошческих стандартов. ' *т V/ /

10. Осуществлено технико-экономическое обоснование разработанной технологии и печатания ПВХ- пленочных материалов водными пигментными составами с низкой конценграцией циклогексанона. Показано, что ее реализация в условиях ОАО «Икофлок» (СПБ) позволяет сократить затраты на химматериалы и красители, снизить объем использования ОР, улучшить условия и безопасность работы обслуживающего персонала на 25-30 % , уменьшить интегральный показатель тяжести труда, существенно улучшить токсикологическую и экологическую ситуацию на предприятии.

Разработанная технология рекомендована для практического применения на предприятиях отрасли.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. Нахратов В.В., Киселев А.М. Водные пигментные составы для печати материалов с ПВХ — покрытием /ЛГезисы докл. Научно — техн. конф. — выставки «Новые текстильные и кожевенные материалы улучшенного качества» — СПБ, СПГУТД 2001, с.26.

2. Нахрагов В.В., Епишкина В.А., Киселев A.M. Печатание материалов с ПВХ — покрытием водными пигментными составами //Сборник трудов «Проблемы экологии и прогрессивные технологии в текст, и легкой пром-сти» - СПБ, СПГУТД 2001, с. 120-123

3. Нахратов В.В., Епишкина В.А., Киселев А.М. Печагание материалов с ПВХ — пленочными покрытиями / Сборник научных статей аспирантов и молодых ученых СПГУТД —СПБ, 2001

4. Киселев A.M., Епишкина В.А., Нахратов В.В. Новый подход к колорированию изделий с ПВХ — пленочными покрытиями //Сборник трудов Юбилейной конф, посвященной 70 —летаю СПГУТД—СПБ,2000

5. Нахратов В.В., Киселев А.М., Егшшкина В.А., Стрелков А.А. Применение текстильных пигментов для колорирования изделий с пленочными покрытиями //Сборник трудов межд. конф.: «Текстильная химия — 2000», - Иваново, 2000

6. Нахратов В.В., Киселев А.М., Епишкина В.А. Водная печать материалов с ПВХ — покрытием //Сборник научных трудов III Конгресса Российского союза химиков — текстильщиков и колористов. — Москва, 2000.

7. Епишкина В.А., Нахратов В.В., Павупшцкий В.В., Киселев A.M. Составы с низкой концентрацией растворителя для колорирования изделий с ПВХ — пленочным покрытием // Тезисы докл. межвузовской научно—технической конф. «Наука — 99» - Димтровград, ДИУТД 1999.

8. Нахратов В.В., Епишкина В.А., Киселев A.M. О возможности минимального использования органических растворителей в процессе печатания изделий с ПВХ — пленочными покрытиями //Сборник научных трудов молодых ученых и студентов СПГУТД (Дни науки — 99). — СПБ, 1999

9. Киселев A.M., Епишкина В.А. и др. Состав для печатания изделий с ПВХ — Пленочным покрытием //Патент РФ 2086719, опубл. 10.08.97, бюлл. 34.

РНБ Русский фонд

2006-4 13597

Введение

Глава 1. Литературно-аналитический обзор

1.1. Особенности получения материалов и свойства материалов с ПВХ-пленочными покрытиями

1.1.1. Способы получения материалов с ПВХ-покрытиями

1.1.2. Свойства компонентов, формирующих ПВХ-пленочное покрытие

1.1.2.1. Поливинилхлорид и его сополимеры

1.1.2.2. Пластификаторы и мягчители

1.1.2.3. Растворители и разбавители

1.1.2.4. Наполнители

1.1.2.5. Пигменты и красители

1.2. Колорирование материалов с ПВХ-пленочными покрытиями

1.2.1. Обзор существующих способов крашения

1.2.2. Основные сведения о текстильной пигментной печати

В современных условиях невозможно существование человека без широкого использования в быту и технике разнообразных материалов и изделий из искусственных кож и пленочных покрытий. Освоение методов синтеза поливинилхлорида (ПВХ) привело к созданию на его основе широкого спектра искусственных кож и текстиля с пленочными покрытиями. К таким изделиям относится продукция, изготовленная на основе обувных, одежных, галантерейных, обивочных, декоративных и др. материалов. Область изделий, рассмотренных в настоящей работе, составляют мягкие искусственные кожи и пленочные покрытия, из которых изготавливаются чемоданы, портфели, сумки, ремни, скатерти, занавеси и т.д. В частности, основное внимание уделено ассортименту столовых клеенок с печатными рисунками, предназначенных для широкого бытового использования. Такие изделия с ПВХ - пленочным покрытием должны иметь невысокую поверхностную плотность, обладать необходимой механической прочностью, эластичностью, хорошей драпи-руемостью, сопротивлением истиранию, изгибам, водонепроницаемостью и устойчивостью к старению. Столовая клеенка не должна обладать липкостью и должна иметь высокие показатели устойчивости окраски рисунка к трению и другим физико-механическим воздействиям.

Колорирование материалов с ПВХ - пленочным покрытием встречает серьезные затруднения в связи с химической инертностью субстрата, его низкой влагопоглощающей способностью, сложностью формирования четкого контура рисунка. Существующие способы создания рисунков на рассматриваемых материалах базируются на использовании составов, содержащих 80-90% органического растворителя (циклогексанон, изопропило-вый спирт и др.). Только при этом условии специальные красящие вещества (микролиты) способны образовать прочные окраски на поверхности пленочного покрытия. Однако применение токсичных, взрыво- и пожароопасных органических растворителей (ОР) в высоких концентрациях негативно отражается на условиях работы обслуживающего персонала, требует значительных затрат на мероприятия по обеспечению безопасности труда, ухудшает качество готовых изделий (несоответствие международным экологическим стандартам). Изделия с пленочными покрытиями в этом случае имеют устойчивый неприятный запах, повышенную липкость, пониженные показатели механической прочности. Помимо этого специальные красители минерального состава - микролиты являются дорогими и дефицитными продуктами, что является препятствием для ритмичной работы предприятий.

Ряд исследований, проведенных с целью уменьшения концентрации ОР в красящих составах или их полного исключения, не дали существенных результатов, вследствие получения окрасок с низкими колористическими и прочностными показателями.

Данная диссертационная работа проводится в соответствии с основным научным направлением кафедры ХТВМ СПГУТД по созданию и освоению экологически адаптированных технологий отделки текстильных материалов совместно с ОАО «Икофлок» (Санкт-Петербург), заинтересованным в совершенствовании и снижении экологической опасности процесса колорирования материалов с ПВХ - пленочным покрытием.

ЦЕЛЬ диссертационной работы состоит в теоретическом обосновании и разработке оптимизированной технологии печатания материалов с ПВХ - пленочным покрытием, основанной на использовании водных пигментных составов с минимальной концентрацией органического растворителя.

Выбор текстильных пигментов для решения поставленной задачи обусловлен их доступностью, широкой цветовой гаммой, универсальностью закрепления на различных материалах и технологической простотой фиксации на полимерном субстрате (нанесение рисунка - сушка - термообработка).

Для достижения сформулированной цели диссертационная работа проводилась в следующих основных направлениях:

• Анализ процессов получения материалов с ПВХ - покрытиями и их колорирования с целью определения возможных путей перехода к водным технологиям узорчатой расцветки;

• Исследование особенностей воздействия ОР на ПВХ - пленки и покрытия с целью выбора оптимального растворителя для модификации ПВХ - субстрата

• Выбор компонентов и оптимизация рецептуры водных пигментных составов с минимальным содержанием ОР;

• Оценка реологических и печатных свойств водных пигментных красок при формировании рисунка на ПВХ - пленочном покрытии;

• Поиск путей повышения прочности пигментных окрасок на ПВХ - субстрате с обоснованием механизма устойчивого адгезионного закрепления частиц пигмента;

• Оценка качества колористического оформления (на примере столовой клеенки с ПВХ - пленочным покрытием), технико-экономических и экологических характеристик разработанной технологии в сравнении с традиционным процессом, принятым на ОАО «Икофлок». Выдача рекомендаций по практической реализации разработанного способа водной пигментной печати.

Успешное решение задач диссертационного исследования позволит приблизить продукции) рассматриваемого ассортимента изделий к требованиям Международных экологических стандартов ИСО-14000 и Экотекс-100 и тем самым, расширить возможности ее реализации на мировых рынках товаров текстильной и легкой промышленности. Известно, что количество вредных веществ, представляющих опасность для человека и окружающей среды очень велико: по данным агентства по профессиональной безопасности и здоровью (OSHA) США таких веществ (включая ОР) и материалов насчитывается более 1,5 млн. и их число неуклонно растет. В этой связи постоянно отмечается ужесточение требований к экологической чистоте производства и продукции, успешная реализация которой становится невозможной без наличия соответствующих сертификатов. В России обязательным требованием при реализации продукции является ее соответствие ГОСТ Р 121.052-97 «Единая система безопасности продукции. Паспорт безопасности вещества (материала). Общие требования». Подобное соответствие имеет не только экологические, но и социально-экономические преимущества (улучшение качества продукции и здоровья персонала, снижение штрафов, потерь сырья и материалов, рост числа инвестиций и др.).

Результаты диссертационной работы могут послужить основой для совершенствования технологии колорирования (создание экотехнологии) материалов с ПВХ-пленочными покрытиями в направлении улучшения условий проведения печатных процессов и выпуска продукции, соответствующей современным требованиям по уровню безопасности и качества.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА результатов диссертационного исследования заключается:

• В разработке теоретических основ процессов колорирования текстильных материалов с ПВХ-пленочными покрытиями водными пигментными составами с минимальным содержанием полярных органических растворителей;

• В оценке изменений физико-химических и механических свойств ПВХ-пленок при их обработке водными растворами с различным содержанием ОР (алкилацетаты, изопропанол, циклогексанон);

• В выяснении особенностей реологического поведения и печатных свойств водных пигментных красок с различным содержанием ОР;

• В формулировке механизма упрочнения адгезионного закрепления частиц пигментов на ПВХ-субстрате, обуславливающего получение окрасок с высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям;

• В оптимизации параметров печатного процесса при использовании водных пигментных красок, обеспечивающих высокое качество рисунка, формируемого на субстрате с низкой влагопоглощающей способностью.

Новизна результатов диссертационного исследования подтверждена получением патента РФ N 2086719, опубл. 10.06.97, бюлл. 22.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ результатов диссертационной работы состоит в совершенствовании технологии узорчатой расцветки материалов и изделий с ПВХ-пленочными покрытиями типа искусственных кож путем перехода от печатных красок с микролитами и высоким содержанием ОР к водным составам с текстильными пигментами и низкой концентрацией органического растворителя.

Практическая реализация разработанной технологии позволяет:

• Упростить технологию формирования и закрепления рисунков на материалах с ПВХ-пленочными покрытиями;

• Исключить неудобства, связанные с использованием высоких концентраций взрыво-, пожароопасных и токсичных ОР, облегчить процессы приготовления печатных красок и уменьшить выделение паров ОР при реализации печатного процесса;

• Обеспечить высокое качество художественно - колористического оформления изделий (на примере столовой клеенки с набивными рисунками) с обеспечением повышенной устойчивости окрасок и улучшенных показателей потребительских свойств (меньшая липкость, повышенный блеск, сохранение прочности и отсутствие запаха ОР);

• Снизить затраты на мероприятия по охране труда и пожарной безопасности, улучшить экологическую ситуацию в красильно-отделочном производстве, уменьшить выделение паров ОР в атмосферу производственных помещений.

Производственные испытания, проведенные на ОАО «Икофлок» (Санкт-Петербург) при печатании столовой клеенки на тканевой основе водными пигментными составами на агрегате «Colombo» (Италия) полностью подтвердили преимущества разработанной технологии. Она рекомендована к практическому использованию на предприятиях отрасли.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Результаты диссертационной работы были представлены и получили положительную оценку на III Конгрессе Российского союза химиков-текстильщиков и колористов (Москва, 2000 г.); Международной конференции: «Достижения текстильной химии в производство» (Текстильная химия-2000) (Иваново, 2000 г); межвузовской научно-технической конференции: «Новое в текстильной промышленности» (Наука-99) (Димит-ровград, 1999 г.); Юбилейной конференции, посвященной 70-ти летию СПГУТД (Санкт-Петербург. 2000 г.); научной конференции молодых ученых и студентов СПГУТД (День науки ХТФ) в 1999, 2000, 2001 г.

Результаты диссертационной работы докладывались и одобрены на расширенном заседании кафедры ХТВМ совместно с членами НТС ОАО «Икофлок» в 2002 г.

Основные результаты диссертационной работы отражены в печатных работах, которые отражают ее содержание.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа существующих технологий колорирования материалов с ПВХ-пленочнымн покрытиями установлено, что их реализация сопровождается серьезными затруднениями, связанными с необходимостью использования дорогих и дефицитных минеральных пигментов и высоких концентраций органических растворителей (ОР) (80-90%).

2. Разработана технология печатания ПВХ-пленочных материалов водными составами на основе органических пигментов (для текстильной промышленности) с минимальной концентрацией (10-15%) ОР.

3. Оценено влияние различных ОР на свойства ПВХ-пленок, установлена оптимальная концентрация растворителя в печатном составе (10-15%), показано, что максимальной эффективностью в рассматриваемом процессе обладает циклогексанон. Доказана возможность получения высокого качества узорчатой расцветки пленочных материалов при отсутствии деструкционных процессов в ПВХ-полимере. Отмечена низкая устойчивость полученных окрасок к трению.

4. Изучены реологические свойства предлагаемых печатных составов. Установлен псевдопластический характер их вязкого течения при высоких показателях структурированности и степени тиксотропного восстановления структуры при концентрации ОР не выше 30-40%. Экспериментально подтверждена возможность получения четких рисунков с необходимой интенсивностью окраски и степенью пропечатки субстрата. Установлено, что при высокой концентрации ОР в печатных красках при их хранении в течение нескольких суток наблюдается ухудшение основных реологических характеристик.

5. Оценена величина адгезии латексных пленок к ПВХ-покрытию, оптимизировано количественное соотношение между пленкообразующим и сшивающим компонентами в водных печатных составах. Осуществлен выбор наиболее эффективного по-тенциальнокислого катализатора (хлорид аммония) и оптимизирован режим тепловой фиксации (150 °С 3-5 мин) пигментов на ПВХ-пленочном покрытии.

6. С целью упрочнения окрасок рекомендовано введение в пигментную краску дивинилнитрильного латекса БНК 20/35 с повышенным содержанием карбоксильных групп. Показана возможность дополнительного загущения краски в щелочной среде (гидроксид аммония) за счет ионизации СООН-групп полимера латекса со снижением расхода загустителей в процессе печати. Оценена агрегативная устойчивость латексов в печатной краске с установлением оптимальной концентрации компонентов с электролитической активностью (хлорид и гидроксид аммония). Получено высокое качество узорчатой расцветки столовой клеенки с прочностью окрасок на уровне 4-5 баллов. Предложен механизм получения окрасок повышенной прочности.

7. На основании изучения влияния ОР на свойства вспененных водных пигментных красок (кратность, стабильность, вязкость, дисперсность) установлена невозможность их применения для печатания пленочных материалов, вследствие разрушения печатных пен в присутствии полярных органических растворителей.

8. Изучены потребительские свойства столовой клеенки с ПВХ-пленочным покрытием после печатания предложенными пигментными составами. Установлено улучшение показателей четкости контура рисунка, ровноты, интенсивности и прочности окрасок по сравнению с традиционной технологией. Отмечено полное сохранение прочностных характеристик изделия, снижение липкости ПВХ-покрытия при необходимом уровне его блеска.

9. Проведено технико-экономическое обоснование разработанной технологии печатания ПВХ пленочных материалов водными пигментными составами с низкой концентрацией циклогексанона. Показано, что ее реализация в условиях АО «Икоф-лок» (С.-Петербург), позволяет сократить затраты на красители и химматериалы, снизить объем использования ОР, улучшить условия и обеспечить безопасность работы обслуживающего персонала, на 25-30 % уменьшить интегральный показатель тяжести труда, существенно улучшить токсиологическую и экологическую ситуацию на предприятии (снижение концентрации паров ОР в производственных помещениях). Разработанная технология рекомендована для применения на предприятиях отрасли.

ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Характеристика объектов диссертационного исследования

4.1.1. ПВХ-пленочный материал

В качестве ПВХ-пленочного материала в работе в основном использовалась столовая клеенка с ПВХ-покрытием на тканевой и нетканой основе. Основные свойства материала указаны в табл.4.1.

1. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственных кож / Под ред. проф. Г. П. Андриановой. М.: Легпромбытиздат, т. 1, 1990.

2. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственных кож / Под ред. проф. Г. П Андриановой. М.: Легпроомбытиздат, т. 2, 1990.

3. Басов Н. И., Казаков Ю. Н. Литьевое формование полимеров. Л.:, 1984, 303 с.

4. Жаренкова O.A., Лапин Г. Ф., Кириллова Т. Н. Состояние и перспективы развития каландрового способа ппроизводства ПВХ пленок // Обзор ЦНИИТЭНМХП. - М., 1984, 165 с.

5. Лукач Ю. В., Петров А. Д., Сматос В. А. Оборудование для производстаа полимерных пленок. М.: 1981,240 с.

6. Файторович Ю. Д. Оборудование промышленности искусственных кож и пленочных материалов. М.: 1986, 416 с.

7. Производство искусственных кож на нетканой основе / В. ИАлексеенко, М. X. Берн-штейн, К. И. Александров и др. М.: 1977, 46 с.

8. Jones М. // Amsterdam Press NY 1954 16 N4 36-42.

9. Левин О. М. Химические волокна, 1968. №4,118-126.

10. Химическая энциклопедия. М.: 1978, 486 с.

11. J. Polymer Science. 1973, 16, №2, 56 - 164.

12. Минскер А. Д. Химические полимерные материалы. М.: 1976, 65 с.

13. Федосеева А. М. и др. Деструкция и стабилизация ПВХ. М.: Химия, 1979, 264 с.

14. Получение и свойства ПВХ / Под. ред. Е. Зильбермана. М.: Химия, 1968, 188 с.

15. Макеев К. Н. и др. Изучение свойств ПВХ пленок //Физико-химия полимеров -1966, 14, №3, 18-24.

16. Караганов Е. Д., Аскеров Ю. Е. Пластификация линейных полимеров М., 1977, 142 с.

17. Изучение полимеров и. сополимеров ПВХ // В сб. научных трудов конф. Синтетические полимеры настоящщее и будущее. Л., 1977, с. 18-23.

18. Хрулев М. В. Поли£инилхлорнд. М.: Химия, 1964, 303 с.

19. Донцов Л А. Процессы структурирования эластомеров. М: 1978, 202 с.

20. Cross W // J Phys Chem 1954, 16, №6, 96- 103.

21. Липпатов Ю. С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977, 283 с.

22. Тагер A.A. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1978, 336 с.

23. Казаков П. В., Панков С. П. Физико-химические основы пластификации полимеров. -М.: 1982,316 с.

24. Штаркман Б. П. Пластификация ПВХ. М.: 1975, 148 с.

25. Николаев А. Ф. Технология пластических масс. J1.: 1977, 138 с.

26. Наполнители для полимерных композиционных материалов /Под ред. П. Г. Бабаевского. М.: 1981.

27. Нильсен JI. Свойства полимеров и полимерных композиций (пер. с англ. ). М.: Химия, 1978,313 с.

28. Энтелис С. Г., Евреинов В. В. Дудаева А. И. Реакционноспособные олигомеры. М.: Химия, 1985, 283 с.

29. Мельников Б. Н., Морыганов П. В. Применение красителей. М. Легкая индустрия, 1971,240 с.

30. Степанов Б. И. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия, 1986, 640 с.

31. Андросов В. Ф., Петрова И. Н. Синтетические красители в текст, пром-сти. М.: Легпромбытиздат, 1989, 262 с.

32. Холл Р. Волокна из синтетических полямеров. Издатиклит, 1957,467 с.

33. Мельников Б. Н. Прогресс техники и технологии печатания. М.: Легкая индустрия, 1980, 262 с.

34. Colombites А //J Polym Science. 1976,14, №4, 62 - 67

35. Волхонская Н. С. Основные тенденции в использовании пигментных композиций в текст, пром-сти //Текст, химия. 1996, № 1(8), с. 11 -13

36. Павутницкий В. В. Исследование в области пигментной печати //Дисс.: канд.техн. наук. Л.: ЛИТЛП, 1975, 183 с.

37. Bode В. //Meli Textilber 1985,66, № И, 814 - 818

38. Nambooodri Ch. G. //Amer Dyest Rep 1985, 74, №4, 52 - 57

39. Schwetmer M Bts H Gootz А // Textilveredlung 1975,10, 15 - 20

40. Базоли К Система пигментной печати на текстильных материалах фирмы "3V Sigma" //Текст, химия, 1996, № 1, с. 22 26

41. Berleabach HC //Meli Textilber. 1972, 66, № 10, 168 - 174

42. Агстер X Ппигментная печать и экология, мягкая химия. Мечта и реальность // Текст, химия, 1996, № 1, с. 13 -19

43. Шпитцнер К Печатание текстильных материалов. М.: 1985, 204 с.

44. Материалы симпозиума по пполнмерным и флокированным материалам. М.: 1985, 126 с.

45. Кричевский Г. В. Экологические проблемы отделочного производства. Взгляд технолога // Текст, химия, 1996, № 1 (8), с. 28-37.

46. Диденко МА., Павлова М. И., Гандурин J1. И. Новые загустители для пигментной печати //Новая техника и технология отделочного производства: Сб. научи, трудов. -М.: 1972, 125- 128

47. Патент ФРГ 1164095: Дисперсия карбоксилированных сополимеров для текстиля -. опубл. 26. 04. 67; сер. № 37234009.

48. Патент США 3501448: Редкосшитые акриловые и метакриловые эфиры кислот. -оппубл. 22. 11. 67; сер. № 703198

49. Патент США 3366588: Текстильная паста для печати: опубл. 16. 06. 65; сер. № 464561

50. Патент США 2923692: Комозиция, содержащая соль для поперечной сшивки кар-боксилсодержащих полимеров; опубл. 25. 01. 60; сер. № 460085

51. Патент Франции 1457494: Управление непрерывным нанесением компонентов и их смесей на материал; опубл. 26. 09. 66; сер. № 423145.

52. Walsh WK // Radiar Phys Chem. 1981,18, № 1, 2, 253-265.

53. Bandyopadhay В. N. //Colourage 1982, 29 № 9, 9 - 15

54. Bandyopadhay B. N. // Colourage 1979, 26, №26, 3,4

55. Bandyopadhay B. N. // Colourage, 1982, 29, №19, 5 8'

56. Kumar R Sarma T. S. //Colourage. 1982, 29, №12, 3 15

57. ETRA Foam Printing Process //J. Jndian Cotton Mills Federal. - 1983, 19, №9, 22-24

58. Пенный состав для колорировання текстильных материалов на основе хлопка: Мазурина Н. А., Борзова Т. Ф., Егоров Н. В., Ефремова Г. В. Авт. свид. 1265227 СССР,: опубл. 7. 06. 86, бюлл. изобр. № 39.

59. Мазурина Н. А. и др. Пенное пигментное печатание тканей //Интенсификация процессов красильно-отделочного производства. М.: 1982, с. 17-24.

60. Мазурина Н.А. и др. Пенная технология печатания. тканей пигментами //Текст, пром-сть. - 1988, №4, 59, 60

61. Ладнов А. В. Новый способ печатания тканей из химических нитей с применением пенных систем //Повышение эффективности процессов отделки текстильных материалов. М.: 1984, с. 66-69

62. Изучение динамики адсорбции и капиллярных явлений в пене на свойства пенных красок / А. Ф Давыдова, А. В. Ладнов //Разработка технологии производства шелковых тканей.-М.: 1987, 109- 115.

63. Заявка Японии № 57 191377: Пенная печатная композиция; опубл. 25. 11. 82.

64. Donze J. J. // Ind Text (France) 1986, № 1162, 62-67.

65. Епишкина В. А. Разработка процесса печатания стеклотканей пигментными составами на основе вязких стабильных пен //Дисс.канд. техн. наук. Л.: ЛИТЛП, 1986,184 с.

66. Авт. свид. 1557225 СССР: Пенный состав для печати по текстильным материалам /Епишкнна В А., Киселев А. М. и др; опубл. 15. 12. 89; бюлл. изобр. №14

67. Вильштеттер Р. Физико-химия полимерных материалов. М.: Госхимиздат, 1956, 428 с.

68. Справочник химика, Т. 2. М.: Госхимиздат, 1958, 683 с.

69. Фишер К. Механизмы реакций в химии полимерных материалов. М - Л: Мир -1959, 240 с.

70. Волхонская Н. С. Связь между реологическими и печатными свойствами печатных красок // Автореф. дисс.канд. техн. наук. М.: МТИ, 1973, 20 с.

71. Мельников Б. Н. и др. Интенсификация процессов красильно отделочного производства. - М.: Легкая индустрия, 1975,263 с.

72. Сенахов А. В. Физико-химические основы процесса ппечатания текстильных материалов. М. 1986, 208 с.

73. Киселев А. М., Тихомирова НА. Проведение вискозиыетрических измерений / Метод. указания для студентов спец. 280700. СПБ, СПГУТД, 1993, 36 с.

74. Андросов В. Ф. Крашение синтетических волокон М.: Легкая и рнщщевая пром-сть, 1984, 272 с.

75. Мельников Б. Н. и др. Основы интенсификации процессов крашения волокнистых материалов. М.: Легкая индустрия, 1981 276 с.

76. Мельников Б. Н., Морыганов А. П., Калинников Ю. А. Теория и практика высокоскоростной фиксации красителей на текстильных материалах. М. Легпромбытиздат, 1987, 208 с.

77. Степанов А. С. Загустители и печатные краски. М: Легкая индустрия, 1972, 240с.

78. Milkova A., Detcheva R. // Textilbetrieb. 1985, 103, № 2,42, 43

79. Щщамолова Г. Е., Швец В. И., Мельник Л. Н. //Текст пром-сть. 1983, №9. 50, 51

80. Андреевская Г. Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики. М.: Наука, 1968, 363 с.

81. Petersen Н // Textilveredlung 1985 (20), № 1, 3-7

82. Нобль Р. Дж. Латексы в технике. Л.: Госхимиздат, 1962,466 с.

83. Еппкшкина Е. А. и др. Печатание стеклоткани ТСД 1Н вспененнымни пигментными составами //Сб. научн. трудов ЛИТЛП. Л.: 1984, с. 86 - 89

84. Кузнецов В. JI. и др. Свойства водорастворимых карбоксилированиых сополимеров // Колл. журнал. 1971, 33, № 2, с. 93 - 97.

85. Белов Б. И. Белова Л А. Исследование тканей с несмываемыми аппретами на основе карбохсилсодержащих латексов // Известия вузов: технология текст, пром-сти. 1962, №2, с. 81 -86.

86. Miller R, Schwindt W. // Meli Textilber. 1968,49, № 6, 11 - 18

87. Gglastra W. Van Lamoen F // Meli Textilber 1965, 46, №12, 1348 - 1357.

88. Bedercher W. // Textilveredlung 1966, № 1, 654 - 658

89. Derry R Higgibotham R. S. // J. Soc. Dyers a Colour 1953, 64, №7, 569 - 577

90. Roup P // Textil 1965., № 4,148 - 157.

91. Ломакина Т. Н., Казарян М. 3., Сенахов А. В. Сенахова Р. В. Использование синтетических загустителей в ечати (Обзор) // Текст, пром-сть в СССР. 1977, №3, 31 с.

92. Патент 1164695 ФРГ: Дисперсия карооксилированных сополимеров для текстиля; опубл. 24. 06. 67; сер. № 37234009

93. Ппатент 3501636 США; опубл. 19. 04. 66; сер №4365875

94. Патент 3386459 США; опубл. 13. 12. 65; сер. №3467892

95. Патент 2965384 США; опубл. 4. 07. 63; сер. №2345632

96. Патент 1654376 Франция; опубл. 23. 08. 74

97. Bikkermann J. Foams //Academ Press. NY. 1953, 463 c.

98. Тихомиров В. Б. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. Л.: Химия, 1975, 262с.

99. Kaufmaim Н Elates J 7/Fetten Seifen. 1954, 56, №8, 596 - 603

100. Неволин Ф. В. Химия и технология CMC. М.: 1971, 424 с.

101. Леви С. M., Смирнов О. К. //Колл. журнал. 1958, 20, №2. с. 178 - 183.

102. Rosen M. //Amer Oil Chem Soc. 1972, 49, № 5, 293 - 297

103. Kroemer P Erhard A // Meli Textilber. 1953, 34, № 2,127 - 130.

104. Петров А Д. // Маслосб. жиров, пром сть. - 1960. №8, 124 - 129.

105. Tschneken H. //Seifen fette - Ole - Wasche. - 1966, 92, №24, 853 - 861.

106. Пустовалов H. H., Пушкарев В. В. Березнюк Б. Г. //Колл. журнал, 1974, 36, №1, с. 171 174

107. Tschekert H //Tenside. 1966,3, № 11,388 - 394

108. Шенфельд H Неионогенные моющие средства. M.: 1965,487 с.

109. Roseii M Salash R //Amer Oil Chem Soc 1969, 46, № 8, 339 - 345

110. Левитский Б. В., Сафонов В. Ф. //Журнал прикл. химии. 1983, 56, № 10, с. 22222226.

111. Stäche H. // Tenside. 1973f 10, №2, 78-82

112. Литвин И. Я. Пенообразующая способность растворов N содержащщих КПАВ // Сборник научн. трудов. - Киев, 1974, с. 44 - 48

113. Мазурина Н. А. и др. Исследование свойств пенных красок для узорчатой расцветки текстильных материалов //Сб научн. тр. конф.: Химия 87, Иваново, 1987. С. 89 - 94.

114. Morroow N. // Ind Eag. Chem. 1977, 62, № 6, 32 - 56.

115. De Vries F. // J. Amsterdam Sei Centre. 1957, №2, 88 - 94

116. Brody A Ross S Hi Amer Chem Soc. 1944, 66, № 8,1348 - 1363.

117. AdamsonA // J Phys Chem of Surfaces. 1960, 689 - 696

118. David В Milling M // Amer Dyest Rep. 1980, 6, № 9,42 - 50

119. Русанов А И. // Колл. журнал. 1966, 28, № 5, с. 718 - 725.

120. Касаткин А. Т. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: 1973, 750 с.

121. Ребиндер ПА. Физико-химия моющего действия. М.: 1935, 235 с.

122. Жуков И. Н. и др. // Колл. журнал. 1968, 45, № 5, 1101 -1104

123. Тараканов О. Г., Дубяга Е. Г. Колл. журнал. 1972, 28, № 5, с. 732 - 734

124. Сенахов А. В., Калинина К. Г., Сухова Л. И. Повышение эффеективности печатных процессов //Сб. научн. тр. МТИ. М.: 1972, 23, с. 46 - 48

125. Павутницкий В. В. Устойчивость высокодисперсных пен // Химия и хим. технология в текст, и легкой пром-сти: Сб. научн. тр. Л.: ЛИТЛП, с. 44 - 46

126. Ледерер ЭЛ. Коллоидная химия мыл (под ред. П. А. Ребиндера). М.: 934, 220 с.

127. Кругляков П. М.„ Таубе П. Р. // Колл. журнал. 1967, 19, №4, 528 - 532

128. Киселев A. M. Устойчивость высокодисперсных печатных пен //Сб. научн тр. J1.: ЛИТЛП, 1977, с. 46-49

129. Киселев А. М. Теоретическое обоснование и разработка технологии получения и применения высокодисперсных пен в процессе печатания текстильных материалов //Дисс.докт. техн. наук. СПБ, 1992, 436 с.

130. Балакирев Н. П., Пустовалов H. Н. //Колл. журнал. 1976, 33, №4, с. 46 - 52

131. Абрашон А А. Ппоьерхностноактнвные вещества (Справочник). Л.: ЛГУ, 1974, 340с.

132. Акилов К. У. Исследование, процесса печатания хлопчатобумажных материаловвспененными составами на основе активных красителей // Дисс.канд. техн. наук. 1. Л.: ЛИТЛПП, 1987, 187 с.

133. Фелленберг Г. Загрязнение окружающщей Среды: введение в экологическую химию. М.: Мир, 1997, 232 с.

134. Корте Ф., Бахадир М., Клейн В. и др. Экологическая химия. М.: Мир, 1997, 395 с.

135. Лазарев Е. Д. Вредные вещества в пром-сти (Справочник). М.: 540 с

136. Кордиш Э. А. Факторы внешней Среды и их влияние на здоровье населенил. -Кнев, Здоровье, 1971, 27 с.

137. Васильев Г. В. Водное хозяйство и очистка сючных вод предприятущ текст, пром-сти. М.: Легкая индустрия, 1976, 230 с.

138. Alien W Altheer Е //Text Chetn a Colour. 1972, 4, 275 - 282

139. Auliker R //J Soc Dyers and Colour. 1979, № 9, 317 - 326

140. Оуэн О. С. Охрана природных ресурсов. М: Колос, 1977, 363 с.

141. Бертокс П. П., Радд Д. Защита окружающщей среды от загрязнений. М.: Мир, 1980, 56 с.

142. Грушко Я. М. Вредные химические соединения в ппромышленных сточных водах. -Л.: Химия, 1976

143. Смирнова Е. С. и др. //В сб. Боппросы гигиены труда, профессиональной патологии рабочих химической пром-сти. М.: 1977, 35 с.

144. Селиванова О. М. и др. Локальная очистка сточных вод предприятий текст, пром-сти. Л.: ЛИСИ, 1969

145. Андреева К. С. Стандарты в текст, и легкой пром-сти. М.: 1999, 28 с.

146. Мельников Б. Н., Захарова Т. Д. Современные методы заключительной отделки тканей из целлюлозных волокон. М.: Легкая индустрия, 1975, 208 с.

147. Новые препараты для заключительной отделки хлоппчатобумажных тканей // В сб. Химия и технология отделки хлопчатобумажных материалов. Херсон, 1983 138 с.

148. Киселев A. M. и др. Проведение вискозиметрических измерений //Метод, указания для студентов спец. 280700. СПБ, СПГУТД, 1995, 18 с,

149. Ломакина Т. Н. и др. // Текст, пром-сть в СССР, 1977, №3, 31 с.

150. Ross J. Milles J D // J. Phys Chem. 1944, 46, №4, 240 245

151. Бромберг А. В. //Колл. журнал. 1968, 78, №8, с. 117 -121

152. Шварц А. Перри Д. Поверхностноактивные вещества. М.: Гизлегпром, 1955.