Nanjiba Nur
Este artigo descreve a química dos aglutinantes e sua ação na impressão de pigmentos de tecidos de algodão. A impressão de materiais têxteis é provavelmente melhor descrita como uma arte industrial, com uma longa história e um futuro garantido. A impressão têxtil é o mais versátil e importante dos métodos usados para introduzir cor e design em tecidos têxteis. Na impressão com pigmentos, os pigmentos insolúveis, que não têm afinidade com as fibras, são fixados às fibras com aglutinantes ou aglutinantes. Na impressão têxtil, os corantes ou pigmentos são transferidos para o tecido por meio de pastas de impressão. Os ligantes são o mecanismo usado para manter a cor no tecido ao usar pigmentos para impressão de tecidos. A escolha dos ligantes sempre dependerá dos requisitos finais de solidez, bem como dos requisitos de custo do processo. Esta revisão do artigo dá mais ênfase à necessidade e funções do aglutinante na impressão de pigmentos e também à química dos aglutinantes e sua ação na fixação do pigmento no substrato têxtil.
O que é Binder?
Os aglutinantes são produtos químicos que ligam os pigmentos com as fibras celulósicas na impressão de pigmentos têxteis. Quase todos os aglutinantes usados na impressão de pigmentos têxteis são produtos de polimerização de adição. É uma substância formadora de filme composta por macromoléculas de cadeia longa, que quando aplicadas ao tecido juntamente com o pigmento, produzem uma rede tridimensional. Diferentes aglutinantes também foram desenvolvidos para esse fim, resultando finalmente no uso de emulsões água-em-óleo e óleo-em-água. Isso acelerou muito o uso de pigmentos na impressão têxtil e, em seguida, os pigmentos se tornaram os principais corantes usados nas impressões.
impressão de pigmento
Atualmente, a impressão com pigmento é talvez a técnica mais comum e extensivamente usada para imprimir têxteis. Na impressão de pigmentos, pigmentos insolúveis, que não têm afinidade com a fibra e se fixam ao tecido com agentes de ligação no padrão desejado. Esta descrição é talvez muito simplificada, mas obviamente separa os pigmentos dos corantes que são absorvidos na fibra e fixados como resultado de reações específicas ao corante. A pasta de impressão é o principal constituinte da impressão que permite a formação dos padrões predefinidos. A pasta de impressão para impressão com pigmento geralmente contém pigmentos, emulsificantes, aglutinantes, amaciantes, espessantes, agentes antiespumantes e agentes de reticulação.
No entanto, a impressão com pigmento tem alguns problemas – cura em temperatura relativamente alta, toque rígido e baixa solidez dos produtos impressos. Estas desvantagens estão relacionadas com o ligante utilizado. Assim, para melhorar a qualidade dos produtos de pigmento, as propriedades gerais dos aglutinantes precisam ser melhoradas. Os métodos para diminuir a temperatura de cura têm recebido mais atenção porque o processo de cura em alta temperatura não apenas desperdiça energia, mas também corre o risco de destruir substratos que não podem suportar processos de alta temperatura.
Classificação do fichário e sua função
Em geral, os aglutinantes para impressão têxtil são classificados em dois, como reativos e não reativos. Aglutinantes não reativos não contêm grupos reativos. Devido à ausência de grupos reativos, eles não se auto-reticulam durante a fixação ou polimerização. Assim, a adição de agente de fixação é necessária para formar um filme aglutinante estável nos substratos. Aglutinantes reativos contêm grupos reativos geralmente de copolimerização com monômeros como N-metil acrilamida ou compostos similares. Esses aglutinantes são capazes de auto-reticulação e formam um filme estável durante a fixação.
Os fichários são normalmente adicionados à pasta de impressão para:
Revestir o pigmento e permitir a impressão de dispersões muito finas,
Proteja o pigmento de abrasões mecânicas,
Fixa o pigmento às fibras e
Qualidades essenciais dos ligantes
O aglutinante usado na impressão com pigmento deve ter certas qualidades. O fichário não deve coagular devido às forças de cisalhamento que operam durante a impressão. Se ocorrer coagulação, o entupimento da tela e o bloqueio das gravações dos rolos de impressão ocorrem durante a impressão real. O filme de aglutinante deve ser claro, de espessura uniforme, liso e nem muito duro nem macio. Deve ser de natureza elástica, deve ter boa adesão ao substrato sem ser pegajoso. Deve ter boa resistência a tensões químicas e mecânicas e deve ser facilmente removível das gravações dos rolos de impressão, telas, cinzas de fundo e blanquetas. Dentre essas propriedades, uma pode ser melhorada em detrimento de outras. Bons aglutinantes devem ser compostos incolores e inodoros que são fácil e suavemente dispersos em pastas de impressão sem afetar adversamente a viscosidade e são facilmente removidos de equipamentos de impressão, como telas e rolos. Os aglutinantes devem formar filmes flexíveis que encapsulam as partículas de pigmento e aderem aos tecidos sem inchar durante a lavagem e lavagem a seco.
Os aglutinantes têxteis são necessários para formar uma matriz para aprisionar a partícula de pigmento e devem ser estáveis a forças externas que tenderiam a desalojar o pigmento do substrato têxtil, como lavagem ou fricção. Um aglutinante deve ser passível de aplicação e possuir outras características para potencializar o efeito colorante do pigmento. Uma vez que a coloração do pigmento é um efeito aditivo ao substrato, os componentes desta adição tenderão a alterar a sensação do substrato do tecido.
Fatos dos aglutinantes para impressão de pigmentos
A maioria dos aglutinantes de impressão de pigmento no mercado são copolímeros de macromoléculas que são formados por processos de polimerização em emulsão de monômeros à base de vinil. Eles contêm seções hidrofílicas, que os tornam dispersáveis em formulações de pasta de impressão e grupos funcionais de cadeia lateral, alguns dos quais são capazes de formar filmes por reações de reticulação. A reticulação é a "cola" que dá estrutura aos filmes aglutinantes que encapsulam e aqui os pigmentos aos tecidos. Grupos funcionais que normalmente não formam reticulações são acrilatos de metila, etila e butila, acrilonitrila, estireno e grupos etila, enquanto os grupos que reagem para formar reticulações são acrilamida, metilolacrilamida, acrilato de hidroxila etila, ácido acrílico, ácido metacrilato e ácido fumárico. Muitos desses grupos são hidrofóbicos e ajudam a prevenir o inchaço da pasta de impressão na água.
O uso de glúten de trigo quimicamente modificado como aglutinante em pastas de impressão de pigmentos para têxteis foi investigado para que as propriedades de desempenho necessárias em aglutinantes de impressão de pigmentos têxteis para aplicações em vestuário e interiores possam ser alcançadas por métodos econômicos de modificação química. Este estudo melhorou a solubilidade em soluções alcalinas e as propriedades técnicas resultantes da modificação química do glúten para aglutinantes de papel. O glúten de trigo é composto por duas proteínas insolúveis em água encontradas na farinha de trigo, a glutenina e a gliadina. As moléculas de glutenina têm configurações lineares e o potencial para formar dissulfeto e outras ligações cruzadas. A gliadina consiste em pequenas moléculas globulares, é macia e possui boas propriedades adesivas.
As propriedades de solidez crocking do tecido impresso com pigmento são menores do que a solidez crocking do tecido impresso reativo, devido à insolubilidade dos pigmentos. No entanto, a solidez crocking pode ser melhorada selecionando o ligante apropriado. investigaram que alguns novos oligômeros aquosos preparados (aglutinante) de acrilato de poliuretano à base de polietileno glicol ou glicerol etoxilato-co-propoxilato com zero compostos orgânicos voláteis podem ser usados com segurança para preparar pasta de impressão para serigrafia de todos os tipos de tecidos têxteis usando corantes de pigmento . A mais alta intensidade de cor (K/S) é obtida e as propriedades de solidez variam entre bom e excelente para amostras impressas usando poliuretano acrilato baseado em glicerol etoxilato copropoxilato, isso é verdade independentemente do tipo de tecido impresso. O menor K/S é obtido no caso do uso do Ebecryl 2002 como ligante comercial. O aglutinante de PUA baseado em PEG2000 dá K/S melhor que o aglutinante de PUA baseado em PEG1000 mais 2000 para todos os tipos de tecidos estampados, a menos que no caso de lã estampada, o inverso é verdadeiro.
Novamente, a resistência à fricção do tecido de poliéster depende da elasticidade do aglutinante, adesão aos materiais têxteis e dispersão desigual do pigmento na pasta de impressão. O aglutinante estava bem disperso e tinha a mesma elasticidade; esses resultados indicaram que o tratamento com plasma melhorou a adesão dos tecidos à pasta de impressão e também ao aglutinante. Os resultados de resistência à fricção podem ser atribuídos a uma melhor resistência do filme aglutinante de tecidos tratados com plasma do que tecidos não tratados. Após o tratamento com plasma, a quantidade de ligação entre o aglutinante e as fibras e a resistência das ligações químicas aumentaram devido ao aumento dos grupos polares.
Na fixação de pigmentos em têxteis por meio de aglutinantes; As tecnologias de cura UV e de cura por radiação são usadas na indústria têxtil, devido ao baixo consumo de energia, curto período de inicialização, cura rápida e confiável, baixa poluição ambiental, cura à temperatura ambiente, economia de espaço, etc.
Ação do aglutinante na fixação do pigmento
A diferença entre os processos de tingimento e pigmentação é que os têxteis coloridos com pigmento requerem um procedimento de cura. Uma vez que os pigmentos não têm afinidade com os têxteis. A fixação de pigmentos em tecidos depende de aglutinantes que requerem um processo de cura para reter os pigmentos em um tecido. A cura convencional é um processo térmico em que os têxteis coloridos com pigmentos devem ser secos e depois curados com calor para converter a base orgânica macia (monômero e/ou oligômero) em um polímero resistente. A cura UV é uma alternativa ao processo térmico. As formulações de resina de cura UV contêm oligômeros, monômeros e fotoiniciadores. Esses componentes podem ser polimerizados (endurecidos) pelo mecanismo de radicais livres usando um fotoiniciador que desencadeia uma reação de cura quase instantânea após a exposição à luz ultravioleta. Assim, a cura UV produz uma rede completamente polimerizada em segundos e é mais rápida que a cura térmica. A cura por UV para impressão de pigmentos foi estudada. Os problemas associados ao processo incluem baixa resistência à crock, tecido rígido e baixa eficiência de cura da resina quando os pigmentos estão envolvidos. A impressão com pigmento disperso em composições líquidas curáveis por radiação e a cura com ultravioleta eliminam a etapa de secagem e reduzem muito a energia necessária para a cura. Altas velocidades de cura, altas densidades de reticulação e a ausência de solventes orgânicos tornaram a cura UV uma tecnologia bem estabelecida para todos os tipos de aplicações de revestimento e tinta.
Hoje, vários monômeros e oligômeros curáveis por UV, como poliéter, poliéster, epóxi, poliacrilato e acrilatos de uretano, estão disponíveis. Pela escolha de matérias-primas, ou seja, oligômeros como aglutinantes e monômeros acompanhantes, e fotoiniciadores, as propriedades do filme, como dureza, flexibilidade, resistência e adesão, podem ser controladas de maneira muito flexível. As propriedades de solidez das estampas dependem do tipo de aglutinante usado, bem como do tipo de tecido selecionado. Tanto a concentração quanto o tipo dos aglutinantes afetam a força da cor das impressões curadas por UV.
Principais Referências:
O papel dos aglutinantes e sua química na impressão de pigmentos têxteis, Journal of Textile Science & Engineering
A Teoria da Coloração de Têxteis." Society of Dyers and Colorists
O desenvolvimento da impressão de pigmentos nos últimos 50 anos". Revisão do progresso em coloração e tópicos relacionados
