В текстильной промышленности яркий рисунок на хлопке нередко требует большого расхода воды уже после нанесения краски. Ткань обрабатывают паром, затем последовательно промывают горячей и холодной водой, удаляя не закрепившийся краситель. Учёные Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали состав, позволяющий отказаться от этих стадий при прямой цифровой печати на хлопке. Вместо запаривания и промывки напечатанный материал достаточно нагреть до 140–160 градусов на три–пять минут.
Разработку запатентовали специалисты кафедры химических технологий имени профессора А. А. Хархарова. Как сообщает университет, новый состав предназначен для предварительной обработки ткани перед струйной печатью активными красителями. Технология рассчитана прежде всего на сокращение расхода воды, энергии и объёма сточных вод, возникающих при закреплении рисунка.
При обычной технологии активный краситель после нанесения должен закрепиться на хлопковых волокнах. Для этого материал запаривают, а затем тщательно отмывают остатки красителя и вспомогательных химических веществ. Эти операции требуют нагрева воды, моющих компонентов и последующей сушки ткани. Чем больше объём производства, тем заметнее затраты на водоподготовку, водоотведение и очистку стоков.
Петербургские исследователи предложили изменить начальный этап процесса. Ткань пропитывают водной композицией на основе поливинилацетатной и полиэтиленовой эмульсий с добавлением 3-аминопропилтриэтоксисилана. Последний помогает закреплению красителя. После пропитки хлопок отжимают и сушат, затем струйный принтер наносит изображение, а короткая термообработка заменяет традиционное запаривание и многоступенчатую промывку.
По данным СПбГУПТД, лабораторные испытания показали, что интенсивность цвета и устойчивость окраски к стирке и трению сохраняются на уровне, соответствующем требованиям к качественному текстилю. Авторы оценивают потенциальную экономию воды при внедрении технологии в тысячи литров на производственный цикл.
Экологический эффект связан не с отказом от химических веществ вообще, а с исключением наиболее водоёмких операций после печати. В новой технологии по-прежнему применяются полимерные эмульсии и органосилановый компонент, а до нанесения рисунка ткань необходимо высушить. Поэтому сокращение общего воздействия на окружающую среду предстоит оценить в промышленных условиях — с учётом изготовления компонентов состава, расхода энергии на термофиксацию и стойкости покрытия.
Разработку создали доцент Наталия Тихомирова, аспирант Анастасия Захарова и профессор Александр Киселёв. Перспективы технологии связаны с предприятиями лёгкой промышленности, где цифровая печать позволяет наносить рисунки малыми партиями и менять дизайн без изготовления традиционных печатных форм.
Это не единственное экологическое решение, о котором в октябре сообщили учёные университета. Совместно с Петербургским институтом ядерной физики имени Б. П. Константинова РАН специалисты СПбГУПТД запатентовали способ получения углеродного волокнистого сорбента для очистки воды и воздуха с использованием водной фуллереновой композиции вместо токсичных органических растворителей.
