Nanjiba Nur
Aquest article descriu la química dels aglutinants i la seva acció en l'estampació pigmentada de tèxtils de cotó. La impressió de materials tèxtils probablement es descriu millor com un art industrial, amb una llarga història i un futur assegurat. La impressió tèxtil és el més versàtil i important dels mètodes utilitzats per introduir el color i el disseny als teixits tèxtils. En la impressió de pigments, els pigments insolubles, que no tenen afinitat per les fibres, es fixen a les fibres amb aglutinants o aglutinants. En la impressió tèxtil, els tints o pigments es transfereixen al teixit tèxtil mitjançant pastes d'impressió. Els enquadernadors són el mecanisme que s'utilitza per mantenir el color a la tela quan s'utilitzen pigments per imprimir tèxtils. L'elecció dels aglutinants sempre dependrà dels requisits de solidesa finals, així com dels requisits de cost del procés. Aquesta revisió d'articles posa més èmfasi en la necessitat i les funcions de l'aglutinant en la impressió de pigments i també en la química dels aglutinants i la seva acció en la fixació del pigment sobre el substrat tèxtil.
Què és Binder?
Els aglutinants són productes químics que uneixen els pigments amb les fibres cel·lulòsiques en la impressió de pigments tèxtils. Gairebé tots els aglutinants utilitzats en la impressió de pigments tèxtils són productes de polimerització d'addició. És una substància pel·lícula formada per macromolècules de cadena llarga, que quan s'apliquen al tèxtil juntament amb el pigment, produeixen una xarxa tridimensional. També es van desenvolupar diferents aglutinants amb aquesta finalitat, donant com a resultat finalment l'ús d'emulsions d'aigua en oli i oli en aigua. Això va accelerar molt l'ús de pigments en la impressió tèxtil i després els pigments s'han convertit en les principals matèries colorants utilitzades en les impressions.
Impressió de pigments
Actualment, la impressió amb pigments és potser la tècnica més utilitzada i més àmpliament per imprimir tèxtils. En la impressió de pigments, pigments insolubles, que no tenen afinitat per la fibra i fixats al tèxtil amb aglutinants en el patró requerit. Aquesta descripció potser és massa simplificada, però òbviament diferencia els pigments dels colorants que s'absorbeixen a la fibra i s'hi fixen com a resultat de reaccions específiques del colorant. La pasta d'impressió és el principal constituent de la impressió que permet la formació dels patrons predefinits. La pasta d'impressió per a la impressió de pigments conté generalment pigments, emulsionants, aglutinants, suavitzants, espessidors, agents antiescuma i agent de reticulació.
No obstant això, la impressió de pigments té alguns problemes: curació a temperatura relativament alta, mà rígida i poca resistència al crock dels productes impresos. Aquests inconvenients estan relacionats amb l'aglutinant utilitzat. Per tant, per millorar la qualitat dels productes pigmentats, cal millorar les propietats generals dels aglutinants. Els mètodes per reduir la temperatura de curat han rebut la major atenció perquè el procés de curat a alta temperatura no només malgasta energia sinó que també corre el risc de destruir substrats que no poden suportar processos d'alta temperatura.
Classificació dels aglutinants i la seva funció
En general, els aglutinants per a la impressió tèxtil es classifiquen en dos reactius i no reactius. Els aglutinants no reactius no contenen grups reactius. A causa de l'absència de grups reactius, no s'entrecreuen automàticament durant la fixació o el curat. Per tant, cal afegir un agent fixador per formar una pel·lícula aglutinant estable sobre els substrats. Els aglutinants reactius contenen grups reactius generalment de la copolimerització amb monòmers com la N-metil acrilamida o compostos similars. Aquests aglutinants són capaços d'auto-reticular-se i formar una pel·lícula estable durant la fixació.
Normalment s'afegeixen aglutinants a la pasta d'impressió per:
Recobriu el pigment i permeteu la impressió de dispersions molt fines,
Protegiu el pigment de les abrasions mecàniques,
Fixeu el pigment a les fibres i
Qualitats essencials dels aglutinants
L'aglutinant utilitzat en la impressió de pigments ha de tenir certes qualitats. L'enquadernador no s'ha de coagular a causa de les forces de tall que operen durant la impressió. Si es produeix la coagulació, es produeix l'obstrucció de la pantalla i el bloqueig dels gravats dels rodets d'impressió durant la impressió pròpiament dita. La pel·lícula aglutinant ha de ser clara, de gruix uniforme, llisa i ni massa dura ni suau. Ha de ser de naturalesa elàstica, ha de tenir una bona adherència al substrat sense ser enganxós. Ha de tenir una bona resistència a les tensions químiques i mecàniques i ha de ser fàcilment desmuntable dels gravats dels corrons d'impressió, pantalles, grisos posteriors i mantes. Entre aquestes propietats, una es pot millorar a costa d'altres. Els bons aglutinants han de ser compostos incolors i inodors que es dispersen fàcilment i suaument en les pastes d'impressió sense afectar negativament la viscositat i que s'eliminin fàcilment dels equips d'impressió, com ara pantalles i corrons. Els aglutinants han de formar pel·lícules flexibles que encapsulin partícules de pigment i s'adhereixin als teixits sense inflar-se durant el rentat i la neteja en sec.
Els aglutinants tèxtils són necessaris per formar una matriu per atrapar la partícula de pigment i han de ser estables a les forces externes que tendeixen a desallotjar el pigment del substrat tèxtil, com ara el rentat o el fregament. Un aglutinant s'ha de prestar a l'aplicació i tenir altres característiques per potenciar l'efecte colorant del pigment. Com que la coloració del pigment és un efecte additiu al substrat, els components d'aquesta addició tendiran a canviar la sensació del substrat del teixit.
Fets d'enquadernadors d'impressió de pigments
La majoria dels aglutinants d'impressió de pigments del mercat són copolímers de macromolècules que es formen mitjançant processos de polimerització en emulsió a partir de monòmers basats en vinil. Contenen seccions hidròfiles, que les fan dispersables en formulacions de pasta d'impressió i grups funcionals de cadena lateral, alguns dels quals són capaços de formar pel·lícules mitjançant reaccions de reticulació. La reticulació és la "cola" que dóna estructura a les pel·lícules aglutinants que encapsulen i aquí els pigments als teixits. Els grups funcionals que normalment no formen enllaços són els acrilats de metil, etil i butil, l'acrilonitril, l'estirè i els grups etil, mentre que els grups que reaccionen per formar enllaços són l'acrilamida, la metiolacrilamida, l'acrilat d'hidroxil etil, l'àcid acrílic, l'àcid metacrílic i àcid fumàric. Molts d'aquests grups són hidròfobs i ajuden a prevenir la inflamació de la pasta d'impressió a l'aigua.
L'ús de gluten de blat modificat químicament com a aglutinant en pastes d'impressió de pigments per a tèxtils es va investigar perquè les propietats de rendiment necessàries en aglutinants d'impressió de pigments tèxtils per a aplicacions de roba i interiors es podrien assolir mitjançant mètodes econòmics de modificació química. Aquest estudi va millorar la solubilitat en solucions alcalines i les propietats tècniques resultants de la modificació química del gluten per a aglutinants de paper. El gluten de blat es compon de dues proteïnes insolubles en aigua que es troben a la farina de blat, la glutenina i la gliadina. Les molècules de glutenina tenen configuracions lineals i el potencial de formar disulfur i altres enllaços creuats. La gliadina consta de petites molècules globulars, és suau i té bones propietats adhesives.
Les propietats de solidesa del teixit estampat amb pigments són inferiors a la solidesa del teixit imprès reactiu, a causa de la insolubilitat dels pigments. No obstant això, es pot millorar la solidesa del crocking seleccionant l'aglutinant adequat. va investigar que alguns nous oligòmers aquosos preparats (aglutinant) d'acrilat de poliuretà basats en polietilenglicol o etoxilat-copropoxilat de glicerol amb zero compostos orgànics volàtils es poden utilitzar de manera segura per preparar pasta d'impressió per a la serigrafia de tot tipus de teixits amb colorants pigmentats. . S'obté la màxima força de color (K/S) i les propietats de solidesa oscil·len entre bones i excel·lents per a mostres impreses amb acrilat de poliuretà a base de copropoxilat etoxilat de glicerol, això és cert independentment del tipus de teixit estampat. El K/S més baix s'obté en cas d'utilitzar Ebecryl 2002 com a aglutinant comercial. L'enquadernador de PUA basat en PEG2000 dóna K/S millor que l'enquadernador de PUA basat en PEG1000 més 2000 per a tots els tipus de teixits estampats tret que en el cas de llana estampada, sigui el contrari.
De nou, la resistència al fregament del teixit de polièster depèn de l'elasticitat de l'aglutinant, l'adhesió als materials tèxtils i la dispersió desigual del pigment a la pasta d'impressió. L'aglutinant estava ben dispers i tenia la mateixa elasticitat; aquests resultats van indicar que el tractament amb plasma millorava l'adhesió dels teixits a la pasta d'impressió i també l'aglutinant. Els resultats de solidesa al fregament es poden atribuir a una millor resistència de la pel·lícula aglutinant dels teixits tractats amb plasma que els teixits no tractats. Després del tractament amb plasma, la quantitat d'enllaç entre l'aglutinant i les fibres i la resistència dels enllaços químics van augmentar a causa de l'augment dels grups polars.
En la fixació del pigment als tèxtils mitjançant l'ús d'aglutinants; A la indústria tèxtil s'utilitzen tecnologies de curat per radiació UV, a causa del baix consum d'energia, període d'inici curt, curació ràpida i fiable, baixa contaminació ambiental, curació a temperatura ambient, estalvi d'espai, etc.
Acció de l'aglutinant en la fixació del pigment
La diferència entre els processos de tenyit i la pigmentació és que els tèxtils de color pigment requereixen un procediment de curat. Com que els pigments no tenen afinitat amb els tèxtils. La fixació de pigments en tèxtils es basa en aglutinants que requereixen un procés de curat per mantenir els pigments en un tèxtil. El curat convencional és un procés tèrmic on els tèxtils de color pigment s'han d'assecar i després curar amb calor per convertir la base orgànica suau (monòmer i/o oligòmer) en un polímer resistent. El curat UV és una alternativa al procés tèrmic. Les formulacions de resines de curació UV contenen oligòmers, monòmers i fotoiniciadors. Aquests components es poden polimeritzar (endurir) pel mecanisme de radicals lliures utilitzant un fotoiniciador desencadena una reacció de curació gairebé instantània a l'exposició a la llum UV. Així, el curat UV produeix una xarxa completament polimeritzada en segons i és més ràpid que el curat tèrmic. S'ha estudiat el curat UV per a la impressió de pigments, els problemes associats amb el procés inclouen una baixa solidesa de crock, mà rígida del teixit i una baixa eficiència de curat de la resina quan hi ha pigments. La impressió amb pigment dispers en composicions líquides curables per radiació i el curat amb ultraviolat elimina l'etapa d'assecat i redueix molt l'energia necessària per a la curació. Les altes velocitats de curat, les altes densitats de reticulació i l'absència de dissolvents orgànics han fet que el curat UV sigui una tecnologia consolidada per a tot tipus d'aplicacions de recobriments i tintes.
Avui dia hi ha disponibles nombrosos monòmers i oligòmers curables per UV com els acrilats de polièter, polièster, epoxi, poliacrilat i uretà. Mitjançant l'elecció de matèries primeres, és a dir, oligòmers com a aglutinants i monòmers acompanyants, i fotoiniciadors, les propietats de la pel·lícula com la duresa, la flexibilitat, la resistència i l'adhesió es poden controlar d'una manera molt flexible. Les propietats de solidesa de les impressions depenen del tipus d'aglutinant utilitzat així com del tipus de teixit tèxtil seleccionat. Tant la concentració com el tipus d'aglutinants afecten la força del color de les impressions curades UV.
Referències principals:
El paper dels aglutinants i la seva química en la impressió de pigments tèxtils, Journal of Textile Science & Engineering
La teoria de la coloració dels tèxtils." Societat de tintores i coloristes
El desenvolupament de la impressió pigmentada durant els darrers 50 anys". Revisió dels avenços en coloració i temes relacionats
