Без лишней воды: российские ученые запатентовали технологию цифровой печати по хлопку
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна запатентовали состав для цифровой печати по хлопку, который позволяет отказаться от длительной промывки ткани после нанесения рисунка.
Производство и окраска ткани – это всегда сложный технологический процесс. В цифровой печати рисунок наносится на поверхность материала струйным принтером. Примерно по тому же принципу, по которому обычный принтер печатает изображение на бумаге. Но в текстильном производстве есть дополнительная сложность: краситель нужно не просто нанести, а надежно закрепить на волокнах, чтобы ткань не линяла, а рисунок не размывался от стирки и трения. Обычно для этого материал запаривают, а затем несколько раз промывают в холодной и горячей воде.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна предложили изменить этот процесс. Они разработали специальный состав для предварительной обработки хлопка, который закрепляет краситель без дополнительных манипуляций.
Как закрепить рисунок?
Решение ученых кафедры химических технологий имени профессора А. А. Хархарова СПбГУПТД основано на специальной водной композиции. В ее состав входят поливинилацетатная и полиэтиленовая эмульсии, а ключевым компонентом стал 3-аминопропилтриэтоксисилан. Он усиливает фиксацию красителя на материале.
Сначала хлопок пропитывают составом, затем отжимают и сушат. После этого изображение наносят струйным принтером с использованием активных красителей. На заключительном этапе ткань нагревают до 140-160 градусов Цельсия всего на 3-5 минут. Этого достаточно. Длительное запаривание и многоступенчатая промывка больше не требуются.
Благодаря этому производственный процесс становится короче, а часть операций, требующих значительного расхода воды и энергии, можно исключить.
Без потери качества
Но как новый процесс закрепления краски скажется на качестве и износостойкости? Лабораторные испытания показали, что интенсивность цвета и устойчивость окраски к стирке и трению остаются на высоком уровне. По данным разработчиков, показатели соответствуют стандартам качества для премиального текстиля, а яркость рисунка не уступает результатам традиционной печати.
Для производителя это принципиально, поскольку экономия ресурсов не должна оборачиваться дополнительными расходами на контроль брака или снижением качества продукции. Если характеристики сохраняются при переходе на новую схему обработки, предприятие получает возможность пересмотреть производственный процесс без отказа от привычных требований к готовой ткани.
Есть и экологический эффект. Новый способ позволяет экономить тысячи литров воды на каждом производственном цикле. Одновременно сокращается объем сточных вод, содержащих остатки красителей и технологических составов, а значит, уменьшается нагрузка на очистные сооружения. Снижается и потребление энергии. Для предприятий это означает существенную экономию ресурсов.
Перспективы за пределами России
Экспортный потенциал разработки обеспечен тем, что задача экономии воды и энергии актуальна для текстильной промышленности практически всех стран мира. Технология может заинтересовать зарубежных производителей, которые используют прямую цифровую печать по хлопку и хотят сократить количество операций после нанесения рисунка.
Если промышленная проверка подтвердит лабораторные результаты, новый способ закрепления краски может стать основой для предложения зарубежным производителям текстиля. Причем потенциальный интерес связан не только с экономией ресурсов. Сокращение продолжительности обработки поможет оптимизировать производство и быстрее выполнять заказы.
Сейчас экспертам предстоит оценить эффективность метода в условиях реального производства. Если результаты будут удовлетворительными, текстильные предприятия получат дополнительный инструмент снижения расходов, а российская разработка – перспективу применения на международном рынке цифровой печати по тканям.
