Файл: Голомб, Л. М. Физико-химические основы технологии выпускных форм красителей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 89

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В пастах отечественного производства содержание красителя со­ ставляет обычно 15—20, реже 10—12 вес.% [153, 1541. Частицы дисперсной фазы не должны быть слишком крупными — во избе­ жание неполного восстановления красителей и неудовлетворитель­ ной фиксации при запаривании. Кроме того, они являются причиной возникновения крапа на печатных рисунках, низкой седиментационной устойчивости паст и пониженной устойчивости получаемых расцветок к вытиранию. Во избежание понижения колористического эффекта в печати вследствие чересчур глубокого проникновения частиц в глубь микроструктуры волокна, дисперсность не должна быть очень высокой [132]. Основная масса частиц дисперсной фазы должна иметь размеры ниже 4—5 мкм, некоторая доля может до­ стигать коллоидных размеров, т. е. ниже 0,1 мкм; допускается

небольшое содержание и более

крупных частиц — агломератов

с размерами от 10—15 до 35 мкм

[14(5].

Дисперсионный анализ. В связи с наличием относительно боль­ шой по сравнению с порошками марки Д фракции частиц 0 )> 5 мкм в пастах для печати по однофазному способу было предложено опре­ делять их дисперсный состав по методике, являющейся вариантом комплексного метода анализа (см. 2.2.5). Вначале устанавливают значение D 0iS для частиц диаметром Зг4,3 мкм (на фильтрах 1450 ЦФау), а затем D 033, D 0 2 8, D 0 2 i и D 02Л (соответственно на фильтрах 598, 5892 и 602 Агп), для чего суспензии предварительно фильтруют через фильтры 1450 ЦФау, отделяя частицы с диаметром более 4,3 мкм. Полученные данные дополняют оценкой Q по ка­ пельной пробе по бумаге 5892. Между показателе.м дисперсности по фильтруемости D 0 и ее оценкой Q для любых видов выпускных форм существует связь, выражаемая соответствующими уравнениями

[3, 155]; следовательно, величины D 0 и Q позволяют

достаточно

точно характеризовать дисперсный состав паст для печати.

Расчет дисперсного состава приведен в разделе

2.2.5 (стр. 37).

G целью упрощения методики ограничиваются определением двух

показателей D 04 3 и D 02i2 и значения

Q (табл. 5.8). Для лучшей

Таблица 5.8

 

 

 

 

 

 

Показатель дисперсности и оценка фнльтруемости

 

в пастах для печати

 

 

 

 

 

 

 

 

Содер кание частиц,

 

 

 

 

 

%

 

Оценка

Пасты для печати

 

Концент­

г

s

s

 

рация, %

X

X

X

по капельной

 

 

 

s

£

s

пробе, баллы

 

 

 

со

со

м

 

 

 

 

 

 

С\1

 

 

 

 

А

V

V

 

1а Кубовый золотисто-желтый ЖХП

20

12

88

28

4

2а Кубовый ярко-зелепый СП . . .

20

9

91

75

5

За Броминдиго П ................................

20

6

94

38

4

4а Тиоиндиго оранжевый КХП

. .

15

9

91

16

3

5а Кубовый ярко-голубой ЗП . . . .

10

10

90

60

2


дифференциации

результатов

и более точной оценки значения

Q в случае паст

для печати

рекомендуют использовать фильтр

1450 ЦФау, а для усиления миграции частиц от центра пятна к перифе­ рии — добавлять в суспензию диспергатор НФ в количестве равном содержанию пигмента [156].

С помощью данной методики, используя даже только одну ка­ пельную пробу на бумаге 1450 ЦФау, можно легко и быстро обна­ руживать наличие крупных частиц, т. е. диаметром более 4—5 мкм, и устанавливать конец процесса диспергирования.

Реологические и структурно-механические свойства паст и суспен­ зий кубовых красителей для печати. Подтверждением общей законо­ мерности, согласно которой при высокой дисперсности частиц

Рис. 5.15. Структурирование паст Кубового ярко-зеленого Ж раз­ ной дисперсности после повторных разрушений:

1 — тонкодисперсная; 2 — полидисперсная; з — средней дисперсности; 4 — грубодисперсная.

твердой фазы их анизометрическая форма и броуновское движение способствует образованию обратимых коагуляционных структур, служит структурообразование, обнаруженное у паст кубовых красителей [7, 11].

Влияние размера частиц на структурообразование паст. Кине­ тика структурообразования паст Кубового ярко-зеленого Ж оди­ накового состава и pH, отличающихся только размерами основной массы частиц дисперсной фазы (рис. 5.15) и имеющих выраженную анизометрическую форму. Из рис. 5.15 видно, что после повторных механических разрушений (I, II, III) структура обратимо восста­ навливается у тонкодисперсной пасты 1 и полидисперсной пасты 2. Обе системы легко перемешиваются и относительно быстро образуют пространственные сетки, что обеспечивает их стабильность при хранении. Структура пасты 1 характеризуется наибольшей проч­ ностью в разрушенном состоянии и быстро восстанавливается тиксо­ тропно. Среднедисперсная паста 3 мало структурирована, а грубо­ дисперсная паста 4 вообще не обладает способностью к структурообразованиго. О пригодности этих паст для использования в печати

173


можно судить только на основе рассмотрения их колористических

параметров

(табл. 5.9) — с т е п е н и

ф и к с а ц и и

(СФ),

к р а с я щ е й

э ф ф е к т и в н о с т и (КЭ) и п е ч а т н о й

э ф ф е к т и в н о с т и (ПЭ), определяемых по методике,

описан­

ной на стр. 192.

 

 

Таблица 5.9

Зависимость структурно-механических и колориметрических параметров Кубового ярко-зеленого Ж

 

Содержание Кубового

 

 

 

 

 

ярко-зеленого Ж

 

Колористические параметры, %

• Номер

на поверхности ткани,

 

 

 

 

мг/10 0 см2

 

 

 

 

образца

 

 

 

 

 

 

пасты

до запарива­

после мылов-

 

СФ

 

 

 

К

КЭ

ПЭ

 

ния (А)

ки (Б)

(В • 100/А)

 

П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь з а п а р и в а н и я ! м и н

 

2

2,45

1,5

100

62,1

100,0

 

1

2,6

1,8

115

69,2

94,6

 

4

3,2

1,45

90

45,5

93,0

'

3

2,2

1,45

85

66,0

88,0

 

П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь

з а п а р и в а н и я

3 мин

 

2

2,45

1,8

100

73,5

100,0

100,0

1

2,6

2,25

120

84,6

96,0

108,0

4

3,2

2,15

85

67,8

70,6

61,5

3

2,2

1,8

108

82,7

108,0

116,0

 

П р о д о л ж и т е л ь н о е ть

з а п а р и в а н и я

5 мин

 

2

2,45

1,9

100

77,7

100,0

100,0

1

2,6

2,0

120

91,0

114,0

113.0

4

3,2

2,35

100

74,0

84,5

78,0

3

2,2

1,9

105

88,5

100,0

117.0

По величине СФ эти пасты располагаются в следующем порядке (рис. 5.16): лучше всех фиксируется паста 1, близка к ней паста 3; хуже фиксируется паста 2, а паста 4 фиксируется плохо и оттенок

впечати получается тусклым.

Сучетом величины КЭ и ПЭ эффективность в печати пасты 1, несмотря на самое высокое значение СФ, меньше, чем у пасты 3. Паста 1 дает наивысший колористический эффект при несколько меньшей эффективности в печати, которая выше у пасты 3; все показатели пасты 4 весьма низки.

Степень фиксации пасты для печати, содержащей частицы диа­ метром не больше 10 мкм с преобладанием фракции до 5 мкм, близка

к90%. При этом кривая 3 (см. рис. 5.16) кинетики структуриро­ вания занимает положение между кривыми 1 и 2, характеризующими соответственно поведение тонкодисперсной и среднедисперсной паст.

Вданном случае увеличивается концентрация частиц наиболее тонкой фракции, за счет которых образуется пространственная сетка. Эти результаты, совместно с данными [132], полученными

174


тем же методом анализа для КИ Кубового красного 1, № 73360 (соответствующего Тиоиндиго ярко-розовому Ж), показывают, что наилучшими печатными свойствами для применения по однофазному способу обладают пасты с дисперсной фазой, средние размеры ко­

торой

находятся в

пределах

 

 

 

 

 

 

 

 

2—5 мкм.

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

Образование крапин (кра­

0s-

 

 

 

 

 

 

па) в печати тканей кубо­

Ъ~80

 

 

 

 

 

выми

красителями

является

 

 

70

7

 

 

 

 

серьезным

дефектом,

кото­

 

 

--!

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

Г\)

 

 

 

 

рый

обнаруживается

в ос­

 

 

--

 

 

 

 

новном при

слабой

интен­

 

 

50

4

 

 

 

 

сивности печати—в купюрах.

 

 

40

 

 

 

 

Этот

вид

брака

наиболее

 

 

0

1

2

3

4

5

часто

встречается

при ис­

 

 

Продолжительность запариваний, мин

пользовании паст, облада­

 

Рис. 5.16.

Зависимость степени фиксации

ющих особо выраженной тик­

 

паст (номера см. рис. 5.15)

от продолжи­

сотропией

(Кубовый

ярко-

 

тельности запаривания.

 

 

зеленый ЖП, Кубовый ярко-

ярко-голубой ЗП,

Броминдиго П и

фиолетовый

 

КП,

Кубовый

др.). Возникновение крапа

может быть вызвано наличием или

образованием

при

хранении

 

паст

крупных

частиц

в

связи с

малым содержанием диспергаторов или в присутствии солей кальция, железа и других, или вследствие замерзания паст при особо низких температурах во время транспортировки в зимних

Рис. 5.17. Тиксотропное структурирование паст Ку­ бового желтого ЗХ:

1 — образец, полученный измельчением исходного пигмента в

шаровой мельнице; 2 — образец, полученный переосаждением из сернокислотного раствора.

условиях, или же в результате рекристаллизации мелких частиц. Эти крупные частицы не успевают полностью восстановиться за время пребывания ткани в зрельнике. В лабораторных условиях их трудно обнаружить. В работе [157] на примере Кубового яркозеленого Ж в виде паст различной дисперсности установлено, что при длительном хранении мало агрегируют среднедисперсные пасты (D0 4,3 = 97,8%, D 0 M = 72,3%, Q = 4), т. е. с основной массой частиц до 5 мкм; значительной агрегации подвержена тонкодисперс­ ная паста (.004,3 = 99,8%, Z)02i2 = 97,5%, Q = 5) с основной

175


массой частиц до 2 мкм. Она же сильно агрегирует в различных загустках, применяемых по ронгалитно-поташному способу. Для достижения наибольшей эффективности в печати размеры основной массы частиц дисперсной фазы должны находиться в диапазоне

2 - 5 МКМ.

N S t

"

X J -

С _ 2 -

1

0 1 2

Время, у

Рис. 5.18. Кинетика структурирования образца 2 (см. рис. 5.17).

Влияние способа выделения исходных пигментов на структуро-

образование паст для печати. На тиксотропию дисперсных систем кроме размеров частиц твердой фазы оказывает влияние их форма. Несферичность формы частиц является обязательным условием для образования пространственной сетки

 

 

 

 

 

в тиксотропных системах [34]. Эта

 

 

 

 

 

закономерность характерна для сус­

 

 

 

 

 

пензий и золей, частицы которых

 

 

 

 

 

имеют палочкообразную или пла­

 

 

 

 

 

стинчатую форму [38]. Условия,

 

 

 

 

 

которые

изменяют

размер, форму

 

 

 

 

 

и кристаллическую структуру ча­

 

 

 

 

 

стиц,

влияют

 

и

па тиксотропию

 

 

 

 

 

дисперсной системы в целом [158,

 

 

 

 

 

159].

Эти

явления

наблюдаются и

 

 

 

 

 

у красителей [3]. Паста, получаемая

 

 

 

 

 

измельчением

исходного

пигмента

 

 

 

 

 

Кубового желтого ЗХ в вибрацион­

 

 

 

 

 

ной мельнице,

неустойчива

и

рас­

Рис. 5.19. Кинетика структури­

слаивается

с образованием глииопо-

добных

осадков.

Иными свойствами

рования паст Кубового ярко-

обладает паста той же концентрации,

зеленого

Ж из исходного пиг­

мента

(1),

из красителя, пере-

полученная из предварительно очи­

кристаллизованного

из

раствора

щенного

пигмента и выделенного из

в серной

кислоте (2),

из краси­

сернокислотного раствора (рис. 5.17).

теля,

полученного

окислением

Прочность

разрушенной структуры

лейкораствора (3).

 

 

 

 

 

 

 

этой

пасты

не

повышается

даже

после суточной выдержки в состоянии покоя (кривая 1). Образец пасты (2) обладает выраженной тиксотропией. Предельная проч­ ность разрушенной структуры близка к прочности образца 1, но через сутки благодаря образованию коагуляционной структуры Рм возрастает и затем снижается до своего начального значения

176