DIPLOMOVÁ PRÁCE

DIPLOMOVÁ PRÁCE

LIBEREC 2014 Bc. BARBORA LIPENSKÁ

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ

Akademický rok 2013/2014

Studijní program: N3108 Průmyslový management Studijní obor: 3106T013 Management jakosti

POSOUZENÍ STÁLOSTÍ DISPERZNÍCH BARVIV PO APLIKACI PŘENOSOVÉHO TISKU NA

POLYESTEROVÝ A BAVLNĚNÝ MATERIÁL STABILITY ASSESSMENT OF TRANSMISSION

PRINTING ON POLYESTER AND COTTON MATERIAL

Bc. Barbora Lipenská

Vedoucí diplomové práce: Ing. Jana Čandová

Konzultant diplomové práce: Doc. Ing. Jakub Wiener, Ph.D

Rozsah práce

Počet stran textu : 74 Počet obrázků : 19 Počet tabulek : 12 Počet příloh : 6

PROHLÁŠENÍ

Byla jsem seznámena s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé bakalářské práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li bakalářskou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím bakalářské práce.

Datum: 20. prosince 2013

...

Podpis

PODĚKOVÁNÍ

Mé poděkování z největší části patří tajemnici katedry textilní chemie a zároveň mé vedoucí diplomové práce paní Ing. Janě Čandové za její vstřícnost, věcné připomínky a všestrannou pomoc při vypracovávání diplomové práce a paní Ing. Marii Havlové, Ph.D za odbornou pomoc při zkoušení vzorků v prodyšnosti. Dále mé poděkování patří paní Martině Čimburové, která vždy ochotně pomohla při řešení experimentální části a dalším pracovníkům KTC FT TUL v Liberci za pomoc při vypracovávání zadaného tématu.

Také musím poděkovat svým drahým rodičům, že mě celou dobu na studiích podporovali.

ANOTACE

Cílem této diplomové práce bylo ověřit, zda lze zvýšit afinitu disperzních barviv k bavlněným textiliím prostřednictvím napuštění textilií specifickými chemikáliemi obsahujícími pryskyřice.

V teoretické části prace je popsána historie, možnosti výroby a základní vlastnosti bavlny a polyesteru. Dále je v teoretické části rozebráno potiskování textilií, především přenosový tisk a přenosový papír. Rovněž je do rámce teoretické části práce zakomponován popis barviv a barevných stálostí v suchém i mokrém otěru.

Do experimentální části byl zahrnut popis použitých textilní materiálů a použitých strojů. Následoval popis přenosového tisku, stálosti v otěru, praní, UV záření a popis zkoušky prodyšnosti textilií, včetně vlastního vyhodnocení naměřených dat.

Z naměřených dat zkoušky prodyšnosti byly vytvořeny grafy a vypočtena statistická analýza. Práci doplňuje několik snímků z elektronového mikroskopu Tescan Vega XMU.

Klíčová slova: bavlna, polyester, barvivo, přenosový tisk, UV, praní, prodyšnost

ABSTRACT

The aim of this thesis is to verify whether it is possible to apply the disperse dyes for cotton fabrics through impregnation of the fabrics with chemicals containing resins.

The theoretical part of the thesis deals with the history, production methods and basic properties of cotton and polyester. The theoretical part further discusses textile printing, mainly transfer printing and transfer paper. This part also describes dyes and colour fastness to wet and dry rubbing.

The experimental part of the thesis describes the textile fabrics and machines used. It is followed by a description of transfer printing, colour fastness to rubbing, washing and UV radiation, and of an air permeability test, including self-evaluation of the collected data.

The data from the air permeability test was used to create graphs and perform a statistical data analysis. The thesis is complemented by several images from the Tescan Vega XMU scanning electron microscope.

Key words: cotton, polyester, dye, transfer print, UV radiation, washing, air permeability

OBSAH

1. Úvod 9

2. Teoretická část 10

2.1. Bavlna 10

2.2. Polyester 17

2.3. Potiskování textilií 22

2.3.1. Potiskování textilií – Přenosový tisk 25

2.3.2. Potiskování textilií – Barviva 29

2.4. Stálosti 36

2.4.1. Stálosti vybarvení 37

2.4.2. Hodnocení stálosti vybarvení 39

2.5. UV záření 41

2.6. Prodyšnost plošných textilií 44

3. Experimentální část 46

3.1. Úvod experimentální části 46

3.2. Provedené zkoušky 53

3.2.1. Stálost v otěru 53

3.2.2. Zkouška stálobarevnosti v domácím a komerčním praní 55

3.2.3. Stálost v UVC záření 58

3.2.4. Zkouška prodyšnosti 60

4. Závěr 69

5. Použité zdroje a literatura 71

1. ÚVOD

Informace o první tiskařské technice lze nalézt na asijském kontinentu v době starověku. Předpokládáme, že kolébkou potiskování textilií je Indie. Z počátku se jednalo o tisk textů, obrázků či vzorů na textil a následně i na papír. Do Evropy se tiskařská technika dostala později, a to až kolem 10. století přes islámský svět.

Od svého počátku technika tisku velmi pokročila. Technologický pokrok a ustavičné módní proměny zapříčiňují zdokonalování tiskařských technik a stále vyšší poptávku zákazníků po kvalitních výrobcích.

Disperzní barviva dosahují vynikajících výsledků při přenosovém tisku na syntetická vlákna, jako jsou polyester, triacetát, polyamid a polyakrylonitril. K celulózovým vláknům disperzní barviva afinitu nevykazují.

Cílem této diplomové práce je posouzení stálostí přenosového tisku na polyesterovém a bavlněném materiálu za předpokladu, že bavlněná plošná textilie bude opatřena specifickými chemikáliemi s pryskyřicemi.

V rešeršní části práce je popsána historie bavlny, možnosti jejího pěstování, suroviny, z nichž se vlákna vyrábějí, samotný vznik vláken a chemické hledisko problematiky. Dále je v práci obdobným způsobem pojednáno o polyesteru. Významnou částí rešerše je popis potiskování textilií. Podrobně je rozebrán přenosový tisk a přenosový papír. Práce se dále zabývá popisem potiskování bavlněných a polyesterových vláken a popisem a rozdělením disperzních barviv. Rešeršní část pojednává také o stálostech vybarvení v suchém a mokrém otěru, zabývá se definicí UV záření a principem stálosti v praní. Na závěr rešeršní části je popsána prodyšnost plošných textilií.

Experimentální část diplomové práce obsahuje popis použitých přístrojů, popis a koncentraci chemikálií a postup samotné aplikace na plošné bavlněné textilie. Bavlněné vzorky se podrobily stálostem v mokrém a suchém otěru, stálostem v UV záření, v domácím a komerčním praní a zkoušce prodyšnosti. Výsledky experimentu se vyhodnocovaly za denního světla a údaje jsou uvedeny v experimentální části v tabulkách. Experimentální část obsahuje statistkou analýzu z naměřených dat v prodyšnosti. Práci doplňuji snímky z elektronového mikroskopu Tescan Vega XMU.

2. TEORETICKÁ ČÁST

2.1. BAVLNA Historie bavlny

Bavlna se poprvé začala pěstovat v Euroasii asi 2500 př.n.l. Jednalo se o civilizaci Harappan. Tito lidé popisovali bavlnu ve starověké posvátné sbírce Rigveda (napsána v Indii, 600 př.n.l.). [1] Egyptští zemědělci také v menší míře pěstovali bavlnu, ale nikdy se nestala pro tento národ významně důležitou surovinou. Egyptští lidé nosili převážně oblečení lněné. [2]

Řecký historik Herodotos (400 př.n.l) napsal o Indii: "stromy tam rostou divoké, produkují jakési vlny lepší, krásnější i kvalitnější než ovčí, Indové je používají pro výrobu svých obleční. " [3, odst. 1.] (Kniha III, a znovu v knize VII, kde Herodotus říká, že Indové bojující v armádě Xerxese byli oblečeni v bavlně). V této době se v jeskyni Ajanta (jedná se o buddhistický komplex v Indii, který se nachází ve státě Maharashatra, 3,5 km od obce Ajanta) zrodily řezbářské práce, které zobrazují pěstitele bavlny v Indii, kteří vynalezli válcový stroj na oddělování semen od bavlny.

V období Guptovské říše (celé období vlády dynastie Guptů je označováno jako zlatý věk Indie), asi 200 n.l., Indové začali s bavlnou obchodovat. Prodávali bavlnu jako luxusní zboží na západ do Partheské říše (starověký státní útvar se sídlem v dnešním Íránu) a také na východ do Číny. Římané bavlnu považovali za přepychové zboží, jako je například hedvábí.

Kupovali ji od patherských nebo arabských obchodníků. Římský aristokrat, vědec a autor nejvýznamnější encyklopedie starého Říma Plinius uvádí, že v Indii jsou "stromy, které nesou vlny" a "kuličky, z nichž se vyrábí materiál pro oblečení ". [3]

Anglické slovo cotton (bavlna) pochází z arabského "qutun." Islámská říše v roce 600 n.l. velice tlačila na produkci bavlny. Bavlna se rozšířila na západ přes islámské říše, do severní Afriky a Španělska (zde používali pro bavlnu slovo "algodon"). Východní římská říše také začala s pěstováním bavlny okolo roku 700 n.l.. V západní Asii a severní Africe začali nosit bavlněné oblečení i chudí lidé. Ale v Evropě byla bavlna ještě velmi neobvyklý luxus, dovezený z islámské říše. [2]

Roku 1200 n.l. mongolští císaři Číny motivovali své lidi k pěstovaní bavlny přislíbením daňových úlev a vzdělávacích programů. Tímto se stala bavlna pro chudé lidi první volbou k vyhotovení svého oblečení. Roku 1400 n.l. Italové začali vyrábět bavlnu pro

sebe v Janově a dalších severoitalských městech. V Evropě se bavlna nikdy nepoužívala pro obyčejné oblečení. [2]

Do 16. století, do období feudalismu, se textilie vyráběly velmi primitivně. Textilní stroje se začaly využívat až v raném kapitalismu. Díky strojům stoupla produktivita práce a rozvoj výrobních sil. Kolovrat na předení se začal zdokonalovat roku 1530. Umožnil vyrábět jemnější přízi a rychleji, než na vřetenu. V 18. století byly kolovraty vytlačeny spřádacími stroji. V tomto roce se zavedlo mnoho textilních vynálezů. V r. 1738 si nechal vynálezce Lewis Paul patentovat nový způsob spřádání bavlny a vlny, při němž použil posukovacích válečků a stojatých vřeten. Mykací stroj válcový sestrojil r. 1748 Lewis Paul.

James Wyat sestrojil roku 1839 mykací stroj, který již tvořil pruhy podobné pavučině. Tento rychlý rozvoj bavlnářského průmyslu umožnil vynalezení spřádacího stroje křídlového, poháněného vodním kolem. V třicátých letech 19. stol. se objevuje prstencový spřádací stroj na nepřetržitou výrobu. Revolučně zasahuje do výroby vynález automatického stavu se samočinnou výměnou člunku. Touha po zisku vedla k vygradování textilní výroby do obrovských rozměrů. Dělnictvo bylo vykořisťováno a docházelo k nadvýrobě. V našich zemích bylo bavlnářství odkázané na dovoz suroviny ze sousedství a vyvíjelo se pomaleji než soukenictví. Drobné bavlněné zboží bylo vyráběno v Čechách již v 17. stol., jeho výroba však byla bezvýznamná. V Kosmonosích byla založena první manufaktura na bavlněné zboží.

Začátkem 19. stol. u nás začíná mechanizace v bavlnářství, naopak lnářství upadá. Rozvoj bavlnářství je spojen s módou a jejími rychle se měnícími trendy. S tím úzce souvisí i mechanizace v tiskařství. Jak si lze všimnout, obdobně jako bavlna v historii vytlačila len, v dnešní době se bavlna nahrazuje umělým vláknem. [4][5][6]

Surovina

Chemickou podstatou bavlny je celulóza, která je nositelem mnoha vlastností. Bavlna je rozšířená po celém světě a je to nenahraditelná surovina zejména pro výrobu osobního prádla. Jedná se o měkké, nadýchané vlákno. Nepoškozené bavlněné vlákno má pod mikroskopem v podélném pohledu tvar překroucené stužky dlouhé cca 10 - 45mm. V příčném řezu má bavlněné vlákno tvar fazolky. [4] Bavlník (Gossypium) potřebuje ke svému růstu bezesporu vlhké a teplé ovzduší. Rostlina je původem keř z tropických a subtropických oblastí po celém světě, včetně Ameriky, Afriky a Indie. Jakost bavlny se liší dle teritoria jejího pěstování. Mezi nejcennější bavlnu patří bavlna egyptská a indická. Největší rozmanitost divoké bavlny se nachází v Mexiku, Austrálii a Africe. Květ bavlníku bývá žlutý

až načervenalý. Bavlník srstnatý produkuje nejkvalitnější bavlnu, pěstuje se jako jednoletý, někdy jako dvouletý keř. Dosahuje výšky 1,5-3m. Po odkvětu narůstají tobolky, v nichž na semenech rostou bílá nebo nažloutlá vlákna. Tobolka má velikost vlašského ořechu a postupem času hnědne, a právě toto zabarvování znamená zrání. Zralé tobolky praskají a bavlněná vlákna se tlačí ven z tobolky. Tato doba je vhodná ke sběru bavlny. V historii se sběr bavlny prováděl ručně do košů a pytlů, dnes se sběr bavlny provádí pomocí strojů. [5]

Vlákno bavlny se nejčastěji zatkává do příze. Používá se k výrobě měkké a prodyšné textilie.

Současná světová produkce bavlny činí asi 25 milionů tun ročně, což představuje 2,5%

světové orné půdy. Největším světovým producentem bavlny je Čína. Spojené státy byly největším vývozcem bavlny po mnoho let. [7] Strukturální jednotka celulózy je ukázána na obrázku Obr. č. 1.

Obr. č. 1 – Strukturální jednotka celulózy [8]

Kvalita bavlny

Bavlník se pěstuje ve více jak 2000 druzích. Surovina z různých druhů bavlníku či pěstitelských oblastí vykazuje různou kvalitu. Bavlna je specifikována příslušným označením a klasifikací podle rozličných standardů. Ve státech bývalého sovětského svazu se bavlna třídila podle délky vlákna, množství nečistot, barvy a zralosti na 0, I, II, III, IV, a V-tý sort.

USA označuje bavlnu jako Upland. Z egyptských bavlníků rostoucích v Americe je znám druh Pima. [9]

Druh Upland se třídí:

I. Middling fair

II. Strict good middling III. Good middling IV. Strict middling

V. Middling

VI. Strict low middling VII. Low middling VIII. Strict good ordinary IX. Strict ordinary [9]

Z egyptských druhů bavlny jsou známy: Ashmouni, Menoufi, Karnak, Zagora a Giza.

Jednotlivé kvality v uvedených druzích bývají označeny čísly. Bavlna se rovněž klasifikuje podle barvy, vzhledu a obsahu nečistot. [9]

1. Extra fine 2. Fine 3. Fully good 4. Good

5. Fully good fair 6. Good Fair 7. Fully fair 8. Fair

9. Middling fair

10. Middling nebo Ordinary [9]

Nejlepší kvalitu označují vesměs nejnižší klasifikační čísla. Indická bavlna patří mezi nejvýznamnější. Dále mezi významná pěstitelská místa bavlny patří provincie Bombay.

Druhy – Sindh, Broach, Surat, Dholerah, Comptah a Dharwar. Bavlna se rovněž pěstuje v Asii, Japonsku, Koreji, Indonésii, Vetnamu, Bengálsku, Bararu. [9]

Kromě uvedených nejvýznamnějších producentů bavlny pěstuje bavlník také Albánie, Bulharsko, Řecko, Rumunsko, Turecko, Syrie, Iran, Irák a mnoho dlaších zemí. Z těchto zemí se bavlna nakupuje podle vzorků. [9]

Druhy bavlny

Komerčně se pěstují čtyři druhy bavlny:

 Gossypium hirsutum (horská bavlna)- tato bavlna se pěstuje ve Střední Americe, Mexiku a na jižní Floridě (90% světové produkce)

 Gossypium barbadose- je známá především pro svá dlouhá vlákna. Pěstuje se v tropické Jižní Americe (8% světové produkce)

 Gossypium arboreum- jedná se o bavlníkový strom, pěstuje se v Indii a Pákistánu (méně než 2% světové produkce)

 Gossypium harbaceum- pěstuje se v jižní Africe a na Arabském poloostrově (méně než 2% světové produkce) [10]

Pěstování

Bavlna může růst přirozeně v barvě bílé, hnědé, růžové a zelené. V zájmu ochrany bíle kvetoucí odrůdy je u většiny pěstitelů zakázáno pěstovat jiné barvy.[10]

Úspěšné pěstování bavlny vyžaduje dlouhé období bez mrazu, dostatek slunečního svitu a mírné srážky, obvykle 600 až 1200 mm. Tyto podmínky jsou obecně splněny v suchých tropech a subtropech. Velká část bavlny se v současnosti pěstuje v oblastech s méně srážkami, kde získávají vodu zavlažováním. Plodina se zasazuje obvykle na podzim brzy po sklizni předchozí.

V jižních rovinách Spojených států je největší souvislá pěstitelská oblast na světě.

[10]. Bavlníková plantáž je ukázána na obrázku Obr. č. 2.

Obr. č. 2 – Bavlníková plantáž [11]

Sklizeň

Ve Spojených státech, Evropě a Austrálii je bavlna sklízena mechanicky např.

sběračem bavlny (anglicky Cotton Picker). Je to jeden z několika typů mechanických sklízečů

bavlny. Sběrač surové bavlny je zemědělský stroj určený ke sklizni bavlny ze zralých tobolek bavlníku. Rozlišujeme dva základní typy tohoto stroje: s horizontálním sběracím ústrojím a s vertikálním sběracím ústrojím. Sběrač může být samojízdný nebo nesený, jednořádkový nebo dvouřádkový. V méně rozvinutých zemích se bavlna sbírá ručně. [12]

Použití

Bavlna se používá k výrobě mnoha textilních výrobků. Patří mezi ně froté, vysoce savé osušky a župany, džíny, pracovních košile, ponožky, spodní prádlo, povlečení a většina triček. Bavlna se také používá k výrobě příze k háčkování a pletení. Vlákna mohou být rovněž vyrobena z recyklované bavlny. Bavlna se často mísí s jinými syntetickými vlákny, např.

s polyesterem.

Dále se bavlna používá také na rybářské sítě, kávové filtry, stany, papír, požární hadice atd. [10]

Procentuální zastoupení látek v bavlně

 87 - 92 % celulózy

 1 - 2,8 % bílkovin

 0,4 - 1,2 % pektinů

 1 - 1,8 % minerálních látek

 0,4 - 0,8 % tuků a vosků

 stopy pigmentů

 6 - 8,5 % hygroskopické vlhkosti [13]

Laboratorní zkoušky

 Spalovací zkouška

Vlákno bavlny hoří velmi rychle, jasným plamenem a zapáchá po hořícím papíru.

Posléze zůstává šedý, rozpadavý popel. [4]

 Chemická zkouška

Koncentrované louhy, kyselina dusičná a kyselina sírová zapříčiňují rozklad vlákna.

Na bavlnu smíme aplikovat pouze louhy zředěné, které vláknům bavlny neuškodí. [4]

 Vzhled bavlněného vlákna

Nepoškozené bavlněné vlákno má pod mikroskopem v podélném pohledu tvar překroucené stužky dlouhé cca 10 - 45 mm (viz. Obrazek Obr. č. 3). V příčném řezu má bavlněné vlákno tvar fazolky. [4]

Obr. č. 3 – Vlákno bavlny [11]

Vlastnosti bavlněného vlákna a) velmi dobrá tvárnost

b) vysoký stupeň mačkavosti (její mačkavosti se využívá i jako módního prvku) c) matný až hedvábný lesk

d) vlákno velmi dobře saje pot

e) dobrá hřejivost, kterou lze zvýšit počesáním povrchu

f) příjemný a měkký omak, spřádá se do směsi s polyesterovými nebo polyamidovými vlákny, působením slunečního záření ztrácí vlákno svou pevnost

g) velmi dobrá barvitelnost a potiskovatelnost h) dobře snáší alkalické prostředí [4][5][14]

2.2. POLYESTER Historie

Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) a Théophile-Jules Pelouse byli francouzskými chemiky, kteří roku 1833 připravili první syntetický polyester. K jeho detailnějšímu výzkumu došlo až na počátku 20. století, kdy elektroprůmysl potřeboval nové izolační materiály. Roku 1910 výzkumy probíhaly v laboratořích firmy General Electric. [15] Polyester neboli PES je jedním z nejvýznamnějších syntetických vláken patřících do skupiny polymerů, ačkoliv je tento název nejčastěji používán ve vztahu k polyethylenovému terepfhtalátu. Na jeho vývoji se podílel W. H. Carothers, objevitel nylonu, na jehož výzkum v roce 1939 navázala skupina britských vědců v čele s J. R. Whinfieldem a J. R. Dicksonem. Roku 1941 úspěšně vytvořili první polyesterové vlákno terylen. O pět let později od nich zakoupila společnost DuPont všechna práva a vyvinula polyesterové vlákno, které dostalo jméno dacron. V roce 1951 byl polyester poprvé představen v Americe, kde se výroba rychle rozšířila díky nízkým nákladům na jeho zhotovení.[16] Dnes patří polyesterová vlákna k druhým nejpoužívanějším vláknům na světě. Na prvním místě zůstává bavlna. [15]

Surovina a vlastnosti

Polyester je v mnoha ohledech podobný nylonu. Jeho výroba je však levnější, vlákna jsou lehká a přitom pevná a trvanlivá s vysokou odolností proti slunečnímu záření, otěru, plísním a chemikáliím. Vykazuje odolnost vůči minerálním kyselinám (vlákna PES se rozpouštějí v koncentrovaných kyselinách), dále je citlivý vůči alkáliím (modifikace povrchu) a chladu. Polyesterová vlákna mají nízkou absorpci vlhkosti a naopak dobrou schopnost odvádět vlhkost, čímž přispívají k rychlejšímu odvodu potu od pokožky. PES vlákna jsou díky svému kruhovému průřezu vysoce lesklá a výsledné textilii propůjčují hedvábný vzhled a omak. Vlákna polyesteru díky své velice kompaktní struktuře a značně hydrofobnímu chování jsou obtížně barvitelná, proto se na ně používají speciálně vyvinuté metody sublimačního tisku, které umožňují uzavřít barvu přímo ve struktuře vlákna. U materiálů tak dosahujeme stálých a velmi brilantních barev. Polyesterová vlákna mají i některé nepříjemné vlastnosti, a proto se zpravidla používají modifikovaná vlákna, která mají tyto vlastnosti vylepšené, a to z hlediska předpokládaného účelu použití vlákna. Za normálních povětrnostních podmínek absorbuje polyester jen 0,4% vody ve srovnání se 4% u nylonu a 7% u bavlny. Jeho výhodou je velmi krátká doba schnutí. Důležitou vlastností je odolnost

proti vytahování, výrobky z polyesteru si udržují tvarovou stálost, jsou měkké a pohodlné.

Polyesterová vlákna mají sklon ke žmolkovatění. Snadno se čistí (teplota praní i do 40°C) a nepotřebují žehlení. Pro zvýšení elasticity je vlákno často používáno ve směsi s jinými materiály. Nejčastěji se polyester využívá ve směsi s bavlněnými, vlněnými či lněnými vlákny. Polyester se snadno udržuje. Při praní a žehlení je nutné udržovat nižší teplotu. [17]

[18][19]

Negativní vlastnosti

Na povrchu vláken se časem objevují oligomery – vystupující krystaly dimerů a trimerů. Jedná se o krátké řetězce polyetyléntereftalátu, které způsobují drsnost vlákna a jeho zhoršenou zpracovatelnost. Dalším negativem je fibrilace vláken. Fibrilací vláken se rozumí roztřepení konců vláken při nošení, které následně vede až ke žmolkovistosti. Tento jev patří mezi nejhorší vlastnosti polyesteru. Protože je vlákno prakticky bez sorpce, snadno podléhá vzniku elektrostatického náboje. Přitahuje prach a stoupá tak jeho špinivost. [20]

Obchodní názvy polyesterových vláken

 TESIL

 DACRON

 SLOTERA

 TERYLEN

 TREVIRA

 DIOLEN

 CRIMPLEN

 LAVSAN

 FORTEL

 AVLEN [19][21]

Výroba

Základním materiálem pro výrobu polyesteru jsou ropné produkty. Z ropy se získávají konstituční kyseliny a alkoholy. Jedná se o dvě chemické sloučeniny, a to dimethyltereftalát a glykol. Polykondenzací těchto dvou sloučenin vzniká polyethylentereftalát – PET (na textilních výrobcích se označuje zkratkou PES). [22] Tento polykondenzát se zvlákňuje

z taveniny do šachty, následně dlouží, popřípadě sdružuje do kabelu, který se dále řeže na střiž nebo trhá na trhanec. Tak vznikají různě jemná vlákna. Vlákna polyesteru můžou být profilovaná, popřípadě bikomponentní. Vyrábí se ve formě monofilu nebo multifilu (např.

výroba ponožek). Polyester ve formě střiže se následně zpracovává na formu rouna, které slouží například jako tepelná izlozace do oděvu. Zvyšuje tuhost výrobku a snižuje jeho mačkavost. [20][23][24] Nejpoužívanější tvary profilovaných a dutých polyesterových vláken jsou ukázány na obrázku Obr. č. 4.

Obr. č. 4 – Nejvýznamnější tvary profilovaných a dutých vláken polyesteru [20]

Polyestery se dělí na

 Termoplastické polyestery lineární (polyestery kyseliny teraftalové a uhličité)

 Reaktoplastické polyestery rozvětvené

zesíťované (nechají se zesíťovat rozvětvené řetězce), (alkydy jednoduché, alkdydy modifikované oleji, nenasycené polyesterové pryskyřice a polydiallylftaláty) [24]

Nejvýznamnější lineární polyester v současné době je polyester kyseliny tereftalové a ethylenglykolu - Polyethylentereftalát (PETP). Používá se hlavně pro výrobu vláken, v menší míře pak pro výrobu fólií. Často je smícháván s jinými vlákny na různé směsové tkaniny. Polyester a bavlna je velice oblíbená kombinace. Také vlna a hedvábí se smíchává

s polyesterovými vlákny. Polyester je těžko rozpustný a krystalizuje na povrchu vláken. [24]

[25]. Základní strukturní jednotka PET je zobrazena na obrázku Obr. č. 5.

Obr. č. 5 – Strukturní jednotka PET [24]

Možnosti zpracování

a) kontinuálně - přímo se zvlákňuje

b) diskontinuálně - granulát – sušení – tavení – zvlákňování

V konečné fázi zpracovávacího procesu má polyester formu střiže, kabílku nebo filamentu.

[22]

Syntetizování polyesteru se provádí ve třech krocích:

1. Kyselina a alkohol reagují ve vakuu při vysokých teplotách. To má za následek kondenzaci a polymeraci. Jakmile dojde k polymeraci, materiál je extrudován na odlitky (žlaby) v podobě pásků. Po zchladnutí pásky ztvrdnou a rozdělují se do čipů.

2. Čipy, které jsou zaschlé, se roztaví a následně se pomocí vzduchu vytváří na vlákna.

Ta se na vzduchu ochlazují a jsou navinuta na válce.

3. Vlákna se následně protahují až o pětinásobek své původní délky. Tím se snižuje jejich šířka a vlákno se dostává do konečné fáze výroby, kdy je připraveno na návin do kuželů. [22]

Využití

 výroba oděvů

 funkční, sportovní oblečení

 dámské jemné punčochy

 ložní prádlo

 náplň do lůžkovin či spacích pytlů

 záclony

 nápojové lahve

 filmy

 nepromokavé plachtoviny

 izolace

 displeje z tekutých krystalů či dielektrických vláken [26][27]

Směs polyester/bavlna

Tato textilní směs byla zavedena roku 1960 a od té doby se neustále zvyšuje procento jejího využití. Měnící se požadavky moderního způsobu života, a to jak v domácnosti, tak v práci, se v textilním průmyslu projevily jako snaha vyrobit tkaniny s lepšími vlastnostmi.

Požaduje se snadná údržba výrobku, odolnost vůči pomačkání, snadné praní atd. Výrobou syntetických vláken se zpřístupnily vlastnosti textilií, které přírodní vlákna nenabízejí.

Výrobky z těchto materiálů jsou vytvářeny tak, aby využily výhod polyesteru i bavlny.

Kombinuje se komfort bavlny a trvanlivost polyesteru. Výsledný materiál je lehký a pevný.

Přidáním polyesterových vláken k bavlněným vznikne výrobek dvakrát trvanlivější, než výrobek obsahující pouze vlákna bavlněná. Polyester má vyšší pevnost v trhu, a zvyšuje tak trvanlivost oděvu. Bavlna vykazuje vysokou prodyšnost, a proto je příjemná a pohodlná k nošení. Oděvy ze směsi polyesteru/bavlny si déle zachovávají tvar i barvu a tkanina se tak brzy neopotřebuje. Výsledný materiál lze prát v průmyslových prádelnách, protože snáší vysoké teploty. Procentuální zastoupení bavlny ve směsi je přibližně 35%, polyesteru 65%.

Díky kombinaci těchto dvou materiálů se finální výrobek méně sráží ve srovnání s výrobkem pouze ze 100% bavlny. K negativním vlastnostem se řadí žmolkovitost, kterou způsobuje polyester. Řada lidí preferuje spíše výrobky z čistě bavlny, než v kombinaci s polyesterem.

[28]

Podíl polyesteru v celulosových směsích:

 košile 50%-70%

 nepromokavé oděvy 50%-75%

 halenky 25%-40%

 šatovky 10%-20%

 kalhoty 15%-40%

 pracovní oděvy 15%-25% [28]

2.3. POTISKOVÁNÍ TEXTILIÍ

Historie oděvu

Jedna z teorií o původu oděvu předpokládá, že vznikl z potřeby člověka chránit se proti nepřízni počasí. V Bibli se rovněž objevuje názor, že oděv vznikl s potřebou ukrytí nahého těla v souvislosti s pocitem studu. V současnosti oděv splňuje i jiné funkce, než ochranu před mrazem. Je to především prostředek, kterým komunikujeme se světem, jehož prostřednictvím dáváme najevo informace o sobě i o našich názorech na svět. [29]

Funkce oděvu (užitkové)

 ochranná

 hygienická

 antropometrická a psychofyzická

 biologická a sexuální [30]

Funkce oděvu (sociální a kulturní)

 společenská

 ideologická

 etiketní

 magická

 individuální

 kulturně-estetická a esteticko-erotická [30]

Historie textilního tisku

„Textilní tisk vznikl z touhy člověka zdobit textilie určené k oblékání a později i k výzdobě obydlí. Původně se tkaniny zdobily primitivními způsoby, a to buď pomalová- ním, nebo máčením v roztoku barviva. Používalo se barviv rostlinných nebo barevných hlinek vyskytujících se v přírodě.“ [31]

Jednou z nejstarších technik textilního tisku je batikování. Vzniklo z různých chyb při obarvování textilie. V místech, kde byla tkanina omylem svázána do uzlů nebo na ní zbyly různé nečistoty ve formě tuků či vosků, nemohlo barvivo proniknout na textilii, a vznikla tak neobarvená místa. [31]

Technologie batikování pravděpodobně pochází z asijského kontinentu- z Číny, Indie a Afriky. Předpokládáme, že Indie je kolébkou potiskování textilií. Do Evropy se potiskování textilií dostalo až později, a to kolem 10. století. Velkého rozmachu zaznamenalo batikování až v 18. století díky obchodním cestám Evropanů do Asie. Tyto cesty umožňovaly nákup exotických tkanin a poznávání technologie barvení látek. Evropané se následně snažili dosáhnout stejných dokonalostí. [32]

„Vývoj potiskování od ručního tisku pomocí dřevěných forem až po moderní tiskací stroje se stal téměř výhradně evropskou záležitostí.“ [31] Ruční tisk zavedli do Evropy Holanďané až v 17. století. Seznámili se s ním v Indii. V Anglii byla tato technika plně mechanizována. O první pokusy mechanizace se pokusil Francouz Perrot. Roku 1834 zkonstruoval první jednoduchý stroj k potiskování tkanin reliéfními formami. Tyto formy byly nazvány podle něj perotina. Hloubkový válcový stroj zkonstruoval Skot Thomas Bell roku 1770. Tento stroj nahradil práci 40-ti ručních tiskařů. Filmový tisk přišel do Evropy z Dálného východu, z Číny a Japonska. Francouzi tento tisk zdokonalili a používali ho v kombinaci s ručním tiskem. [31]

Technologie textilního tisku

Potiskování textilií společně s barvením textilií patří mezi nejdůležitější zušlechťovací technologie. Mají rozhodující vliv na prodejnost výrobku. Lokální zbarvení textilie se označuje jako potiskování. Používají se při něm stejná barviva jako pro lázňové barvení, od něhož se odlišuje tím, že barvivo je obsaženo v tiskací pastě, která navíc obsahuje ještě zahušťující přísady.

Tiskací pasta je místně nanášena různými tiskařskými technikami na textilní materiál.

Aby vzniklé vybarvení mělo požadované stálosti (odolnost v praní, světle a tření), musí se po tisku provést dokončující práce. „Při nanášení barviv jde téměř vždy o opakování určité vzorové jednotky, která se rozloží po celé délce i šířce textilie.“ [31]

Problémem potiskování je výskyt formaldehydu, který je obsažen ve fixačních prostředcích na bázi melaminformaldehydu a v zesíťujících prostředcích s methylovými skupinami. Formaldehyd způsobuje vážné zdravotní problémy, například kožní alergie, obtíže

s horními cestami dýchacími, poruchy krvetrvorby atd.. Při potiskování je v současnosti kladen důraz na zkrácení přípravných časů, zlepšení kvality potištěných textilií a ochranu životního prostředí. [13][33][34]

„V posledních letech dochází k mimořádně intenzívnímu vývoji v potiskování.

Vzrůstá nejen množství potiskovaných textilií, ale objevuje se velké množství technických a chemicko-technologických inovací včetně digitálního tisku.“ [31]

Zdroje emisí v textilním tisku

 Zbytky tiskacích past – připravuje se více pasty, než je k tisku potřeba. Pasty ulpívají na povrchu tiskacího zařízení. Pravděpodobnost kontaminace vody lze snížit setřením tiskací pasty z povrchu tiskacího zařízení.

 Odpadní vody – vznikají při finálním praní textilií po fixaci, při mytí nanášecích systémů tiskacích strojů atd.

 Těkavé organické sloučeniny ze sušení a fixace – v odsávaném vzduchu se mohou vyskytovat monomery akrylátu, styrenu, formaldehyd atd. [34]

Postup potiskování v 5-ti základních krocích

 příprava pasty

 vlastní tisk

 sušení

 fixace (např. paření)

 praní po tisku [13]

Tiskařské techniky se po mechanické stránce rozdělují do pěti základních stylů

 ruční tisk

 strojní válcový tisk

 filmový tisk

 přenosový tisk

 digitální tisk [33]

Způsoby tisku se po chemické stránce dělí na

 tisk přímý

 leptový tisk

 rezervový tisk [13][33][35][36]

2.3.1. POTISKOVÁNÍ TEXTILIÍ – PŘENOSOVÝ TISK Historie

Poprvé se disperzní barviva použila v roce 1924. Anglická firma British Celanese se zasloužila o první patenty (z roku 1929 a 1931), týkající se přenosového tisku. Roku 1947 British Celanese potiskla vzorek bavlny disperzními barvivy a po dobu jedné minuty při teplotě 150°C byl bavlněný vzorek přitisknut na acetátové hedvábí. Avšak o komerční využití přenosového tisku se zasloužila až francouzská firma Filatures Prouvost-Masurel (r. 1956-1957). De Plasse patentoval roku 1958 barvení polyesterových vláken v parách disperzních barviv. Italská firma Star Stampa Tessuti v Como patentovala první postup tisku přenosem, který se nazýval Star. [33][37]

Princip přenosového tisku

Přenosový neboli transferový tisk je technologie, při níž se vzor natištěný na speciálním papíru přenáší pomocí vysoké teploty a tlaku na potiskované materiály.

Jedná se o speciální techniku textilního tisku. V této tiskařské technice se pracuje převážně s disperzními barvivy. Hlavní princip přenosového tisku (ve starší literatuře můžeme nalézt pod názvem termotisk) spočívá v tom, že se nejdříve natiskne arch nebo role přenosového papíru (nebo jiného nosiče, např. fólie z plastu nebo kovu) barvivy a následně za pomoci tepla (cca 180-200°C), času a tlaku barva přesublimuje z papíru (nebo jiného nosiče) na povrch potiskované textilie. Pomocí páry okamžitě barvivo difunduje dovnitř textilie.

Nejlepších výsledků se dosahuje především na syntetických materiálech, a to na polyesteru, dále pak na polyamidu, triacetátu a polyakrylonitrilu. U celulózových vláken, jako je bavlna, se tento způsob tisku obvykle nepoužívá. Disperzní barviva nemají afinitu k celulózovým vláknům. Celulózová vlákna však lze upravit např. pryskyřicemi, které afinitu barviv s celulózovými vlákny umožňují. Touto technikou se tiskne především reklamní a pracovní textil, loga na trička, deštníky, čelenky, potítka atd. [13][37][38][39]

Přenos může probíhat:

 kontinuálně (stroje pro kontinuální potiskování metrového zboží nazýváme kalandry = vyhřívané válce)

 diskontinuálně (stroje nazýváme lisy). Přenosový tisk se liší ve způsobu fixace barviva v závislosti na materiálu a složení tiskací pasty. Znázorněno v následující tab. 1. [13][38]

Tab. č. 1 – Nejdůležitější systémy přenosového tisku [37]

Přenosový tisk

Postupy termické (suché) postupy mokrý postup Fixace sublimace termoplasty migrace paření Systémy Sublistatic Thermacrome

Bembrose Thermo Light Sublicolor Print

Transfaprint

Fastran Star

Max Spelio Noridem APT

Pozitiva přenosového tisku

a) pro potisk papíru lze použít polygrafické způsoby tisku (tříbarevný až čtyřbarevný hlubotisk, flexografi = gumotisk)

b) možnost tisknout náročnější vzory (jemnější kresby) c) vynikající ostrost, přesnost a opakovatelnost tisku

d) přenosový tisk lze použít i na textilie náročnější na tisknutí (např. pleteniny z poly- esterový vláken)

e) ekonomická výhodnost f) dokonalé stálosti

g) rychle proveditelné změny vzoru h) rychlé zaškolení pracovníků [39][40]

Negativa přenosového tisku

a) vysoká cena přenosového papíru

b) omezené použití na celulózová vlákna [40]

Postup vzorování přenosovým tiskem

a) potisk přenosového papíru (pomocného nosiče) speciálními barvivy b) přiložení lícní strany přenosového papíru na nepotištěnou textilii c) vložení obou materiálů mezi speciální přenosové kalandry (nebo lisy)

d) stisknutí obou materiálů, čímž za pomoci tepla a tlaku dojde k přesublimování barviv na textilii

e) současně dojde k dokonalé fixaci, praní již není potřeba (u mokrého postupu tisku se pere ihned po fixaci, nefixované barvivo se musí odstranit) [39][41]

Přenosový papír

Roku 1968 začala švýcarská barvírna Ciba společně s francouzskou společnostní Trentesaux Toulemonde vyrábět první přenosové papíry. Francouzská společnost Trentesaux Toulemonde se zabývala především potiskováním balicího papíru. [37]

Přenosový papír si lze představit jako podložku (nosič) s tiskací barvou na jejím povrchu. Vyrábějí se na konvenčních strojích pro papírenský průmysl nebo na strojích pro potiskování textilií. Mají formu rolí (pro kontinuální tisk) nebo archů (pro diskontinuální tisk).

Potiskování přenosového papíru se dělí do čtyř skupin tiskové techniky:

a) tisk z výšky b) tisk z plochy c) tisk z hloubky d) síťový tisk [37]

Přenosový papír musí být dostatečně stabilní a pevný, aby nedošlo k jeho deformaci při tisku vzoru ani při přenosu na textilie. Hlavním kritériem je jeho hladkost. Hrubší papír vyžaduje silnější nános barviva k zaplnění neegálností papíru. Jeho kvalita se tedy zvyšuje hlazením, klížením a přísadou plnidel. Důležitá je i hmostnost přenosového papíru, která by měla být co nejnižší vzhledem k jeho izolačním vlastnostem. Vysoká hmotnost papíru zbytečně prodlužuje dobu zahřátí a dobu pro přenos. Rozmezí jeho hmotností se pohybuje od 45g m^-2 do 80 g m^-2 . Pro náročnější vzory se používají papíry s vyšší hmotností, protože jsou při tisku stabilnější. [37]

Potiskování bavlněných vláken

Obarvitelnost bavlny ovlivňují především zralost bavlněných vláken, jemnost, původ a její předúprava. Pokud vlákna bavlny nejsou dostatečně uzrálá, nebo jsou dokonce mrtvá, barvitelnost se značně snižuje nebo nejdou obarvit vůbec. Vlákna poškozená mrazem se taktéž obarvují velmi těžce. Bavlna je hydrofilní celulózové vlákno. Bavlněná vlákna s dobře vyvinutou sekundární stěnou, tzn. vlákna zralá, se obarvují snadno všemi substantivně táhnoucími barvivy. Mrtvá či nezralá vlákna se slabou sekundární stěnou se zcela neobarví.

Kvalita bavlny se určuje podle poměru nezralých vláken v sortě. [13][42]

Barviva použitelná pro tisk bavlny jsou

 přímá (substantivní) a kyselá barviva (tisk přímý a leptem)

 mořidlová barviva

 sirná barviva (tisk přímý, leptem, rezervou)

 kypová barviva (přímý tisk, leptový a rezervou)

 rozpustné leukoestery kypových barviv (přímý tisk, rezervování)

 oxidační barviva (přímý tisk, rezervování)

 nerozpustná azová barviva (přímý tisk, leptem, rezervou)

 reaktivní barviva

 pigmentová barviva (přímý tisk) [42]

Zušlechťovací procesy bavlny před tiskem

Před samotným tiskem je nutné bavlněnou textilii dobře připravit. Je potřeba, aby textilie byla dostatečně hladká a měla vysokou, stejnoměrnou savost. Těchto požadavků se dociluje následujícími procesy:

 požehování (odstraňování krátkých, vyčnívajících vláken)

 odšlichtování

 alkalická vyvářka

 bělení peroxidem vodíku nebo chlornanem a chloritanem

 antichlórování (aby textilie při pozdějším styku s párami anylínu, které jsou v tiskárnách přítomny, nezrůžověly)

 mercerace (zvýšení afinity barviva k bavlněným vláknům)

 odstraňování nečistot (prach, odstávající vlákna)- kartáčování [13][42]

Odstávající vlákna by mohla při tisku způsobit neostré vzory. Nerovné textilie se před tiskem upínají na rozpínacích rámech, aby se vyrovnaly a minimalizovaly se tak záhyby a záložky, které by se nepotiskly. Rozpínací rámy jsou opatřeny i egalizačním zařízením (tzn. vyrovnávání zakřiveného útku). Takto předpřipravené textilie se většinou navíjejí na tzv. velkoprůměrové vály s délkou návinu 4000 až 8000 m. [13][42][43]

2.3.2. POTISKOVÁNÍ TEXTILIÍ – BARVIVA Barviva pro bavlnu

Přímá (substantivní) barviva

Jedná se o dobře ve vodě rozpustné Na⁺ soli barevných sulfokyselin. „Jejich charakteristickou vlastností je schopnost vytahovat z vodného roztoku na celulózová vlákna a upevňovat se na nich.“ [9] Tato vlastnost se nazývá substantivita. „Typická je pro ně dlouhá lineární molekula – umožňuje těsné přimknutí k makromolekulárnímu řetězci celulózy, při kterém se prostřednictvím polárních skupin barviva jako –OH, -N=N-,-NH2 ad. vytvoří vodíkové vazby (tzv. H-můstky) s –OH skupinami celulózy.“ [40] Přímá (substantivní) barviva se používají na celulózová vlákna, polyamid a proteinová vlákna. Jedná se o levná a snadno aplikovatelná barviva. Vykazují silnou afinitu především k bavlněným vláknům.

Stálosti těchto barev nejsou výborné, ale jejich paleta dostatečně jasných odstínů je velmi ucelená. Stálost těchto barev lze zvýšit působením solí některých kovů, umělými pryskyřicemi apod. Nejčastěji se přídává NaCl nebo Na2SO4 . Přidáním soli do barvící lázně se snižují odpudivé síly mezi částicemi barviva a povrchem vlákna. Přímá barviva se nejvíce uplatňovala pro tisk leptem. Pro tisk přímý se v současnosti vyrábějí přímá barviva ve větších koncentracích s výbornou rozpustností. [42][44]

Substantivita barviv

Tento proces spočívá v adsorpci barviva na vlákno a v jeho difúzi do nitra vlákna.

Vlákno má po zbobtnání vodou kanálkovitou stavbu, která umožňuje difúzi barviva do vlákna. Barevné částečky jsou přítomny v roztoku. Velikost barevných částeček se pohybuje od jednotlivých molekul až k velkým molekulárním shlukům. Můžeme hovořit

o molekulárních až koloidních disperzích. Z pohledu barvícího procesu je optimální stupeň disperse u jednotlivých barviv rozdílný a závislý hlavně na teplotě roztoku, na přítomnosti elektrolytu a dalších látek. Optimálním stupňem disperse je stav, kdy je barvivo schopno v maximální míře přecházet z roztoku do celulózového vlákna a pevně se v něm vázat.

Průběh barvení

 adsorpce (tj. ukládání částic barviva z lázně na povrch vlákna)

 difúze barviva do nitra vlákna (částečky pronikají přes kapilární póry, které se zbobtnáním vlákna rozšířily)

 upevňování barviva ve vlákně (způsobeno přitažlivými silami mezi molekulami celulózy a barviva)

 k zajištění dobré egality a stálostí je nutné před barvením vlákna zbavit cizích látek (škrob, aviváže, nečistoty) [9]

Názvy substantivních barviv

 přímá

 saturnová (na světle stálá přímá barviva)

 rybantinová (barviva dodatečně ustalovatelná měďnatými solemi)

 azogenová (barviva ustalovatelná diazotací a kopulací)

 solaminová barviva

 kolumbiová barviva (Wolfen)

 benzoová barviva (Bayer)

 difenylová, barviva chloratinová (Ciba) atd. [9] [42]

Substantivita těchto uvedených skupin barviv spočívá především v adsorpci barviva na vlákno a v jeho difúzi do nitra vlákna. [9]

Sirná barviva

Jsou to poměrně levná barviva, ve vodě nerozpustná. Rozpustnými se stávají teprve alkalickou redukcí (obvykle za použití sirníku sodného). Vodorozpustná forma sirných barviv se nazývá leukoformou. Vlastnostmi se podobají barvivům kypovým. Používají se převážně k barvení, méně pak k tisku rostlinných vláken (bavlny, lnu, konopí, viskózové střiže apod.).

V menší míře se používají k barvení papíru a zámišové usně. Vyrábějí se tavením různých

organických sloučenin se sírou, sirníkem sodným nebo alkalickými polysulfidy. Obarvují celulózová vlákna ve své rozpustné formě a pak se reoxidací opět mění na nerozpustná.

Dodávají poměrně stálé vybarvení a tisky. Paleta barev sirných barviv není úplná. Názvy sirných barviv: Sulfosolová, Neosolová tiskací (Ciba, Indocabor CL (Caseela), Solanová (Francolor) atd. Vyznačují se hlubokým barevným tónem, dobrými stálostmi a snadnou ulpívavostí na celulózová vlákna. Můžeme je použít při tisku přímém, leptovém, rezervovém.

[9][42]

Kypová barviva

Vykazují vysoké stálosti na celulózová vlákna, zejména na bavlnu ve všech stádiích zpracování – tj. na volný materiál, přízi, tkaniny i pleteniny, diskontinuální i kontinuální postupy. Významně přispěla k rozvoji potiskování textilií. Představují širokou skupinu barviv s dobrými aplikačními vlastnostmi. [9][18]

Dělí se na:

 kypová barviva odvozená od indiga

 kypová barviva antrachinonová

Kypová barviva jsou ve vodě nerozpustná. Pro barvení se musí převést kypováním na vodorozpustnou, k celulózovým vláknům afinní formu (leukosloučeninu kypového barviva).

Barvení vláken se při tisku dosahuje nanesením barevných pigmentů, které se při paření rozpustí na koncentrovaný roztok. Názvy kypových barviv jsou např.: Suprafixteig, Mikroteig nebo Mikropulver(Ciba), Optima(Francolor), Ultrafix atd. Kypovými barvivy se tiskne přímým tiskem, leptovým tiskem a rezervovým tiskem. [9][18]

Reaktivní barviva

Tato barviva se pro tisk bavlny používají nejčastěji. Odstíny barev jsou jasné, stálosti tisku vysoké. Rovněž se vyznačují vysokou rozpustností a dobrou vypratelností nefixovaného barviva. Barvivo je s vláknem vázáno kovalentní vazbou. Díky této vazbě je jejich vybarvení velmi stalé. Základem reaktivních barviv bývají většinou jednoduchá kyselá barviva ázová nebo antrachinonová. Vyrábí se velké množství reaktivních barviv (např. Ostazin H, Ostazin V). Fixace barviva se provádí pařením nebo horkovzduchem. Důležitým krokem při tisku reaktivními barvivy je závěrečné zpracování potisknutých textilií. Studenou vodou se nejdříve odstraní záhustka, alkálie a nefixované barvivo. Dále je třeba odstranit praním zhydrolizované

barvivo z hmoty vláken. Na závěr se potisknutá textilie opláchne horkou a studenou vodou.

[17][42]

Pigmentová barviva

Pigmenty jsou nerozpustná barviva, která se používají k výrobě olejových a tiskových barev, barviv, laků, barviv k barvení plastů a syntetických vláken ve hmotě. Dříve se používaly pigmenty anorganické, které vykazovaly nízkou rozpustnost, větší tepelnou stabilitu, stálost na světle a stálost při sublimaci. Na druhou stranu vykazovaly malou vydatnost, tupé odstíny a nebyly odolné proti kyselinám a alkáliím. Také jejich paleta barev nebyla příliš pestrá. V současnosti se používají pigmenty organické. Na vlastnost pigmentů se kladou vysoké nároky, například nerozpustnost ve vodě, v organických rozpouštědlech, olejích, změkčovadlech, dispergační, eventuálně aglomerační schopnost barviva apod. Tisk pigmentovými barvivy patří mezi nejstarší a velmi jednoduché techniky tisku. Pigmenty se nalepují pomocí pojidla na jakýkoliv textilní materiál, nemají afinitu k vláknům. Po tisku a usušení se barviva upevňují tepelně, za sucha nebo pařením. Praní není potřeba. Stálosti na světle jsou většinou vetší než u barviv s afinitou k vláknům. Stálosti v otěru jsou i přes vysoké úsilí výrobců nízké. Tiskací pigmentová pasta obsahuje vlastní barvivo, pojidlo, záhustku a pomocné látky. [21][42]

Pigmenty rozdělujeme do 3 skupin

 laky (organická část je pomocí anorganického substrátu převedena na organickou sloučeninu)

 nerozpustné soli některých barviv (tonery)

 barviva (patří sem azopigmenty, nazývají se pigmentová barviva nebo tonery) [21]

Mezi azopigmentová barviva patří

 pigmenty na bázi acetoacetarylidu (odstíny žluté)

 pigmenty na bázi pyrazolonu (odstíny žluté přes červenou)

 pigmenty na bázi 2-naftolu (odstíny od žlutavých šarlatů do modravých červení)

 pigmenty na bázi arylidů 2-hydroxy-3-naftoové kyseliny (hlavně odstíny červeně) [21]

Potiskování polyesterových vláken

V úvahu se berou textile vyrobené jak z polyesterové střiže, tak z polyesterového hedvábí. Polyester je značně hydrofobní a má velice kompaktní strukturu. Vlákna PES mají velmi malou afinitu k barvivům. V molekule polyesteru chybí chemické skupiny (např. hydroxylová, aminová nebo amidová), které by umožňovaly difúzi barviva do vláken.

Vlákna z polyesteru přijímají barvivo nejpomaleji ze všech syntetických vláken. [45]

Difúzní rychlost je závislá na stavu vlákna a na stavu barviva. Je potřeba, aby se struktura polyesterového vlákna uvolnila natolik, aby molekuly barviva mohly do vlákna vstoupit. Rychlost difúze barviva rozhoduje o rychlosti fixace, neboť povrch vlákna je barvivem rychle nasycen a nemůže dále přijímat další barvivo, dokud se barvivo z povrchu vlákna nedostane až do jeho nitra. [33] [37] [45]

Barviva použitelná pro polyesterová vlákna

 disperzní barviva (u nás jsou vyráběna pod označením ostacetová barviva, patří mezi nejběžnější a nejpoužívanější barviva)

 disperzní diazotací barviva (pro speciální účely)

 kypová barviva

 indigosolová barviva (pastelové odstíny)

 pigmentová barviva (pro speciální účely)

 kationaktivní barviva [9]

Použití disperzních barviv v tisku na PES vlákna Výběr barviv s malou molekulou

Difúzní rychlost je velmi citlivá na změnu velikosti difundujících molekul. Použitím menších molekul, než jsou otvory vlákna, s sebou přináší nižší stálost v sublimaci, která je u tisku nežádoucí. Sublimací barvivo zabarvuje i nepotištěné textilie, a snižuje se tak i vydatnost barviva. Hlavní roli zde hraje zvláštní sortiment barviv s většími molekulami, než mají dosavadní disperzní barviva. [33] [37] [45]

Zvýšení teploty fixace nad 100°C

Vysoká teplota urychluje difúzi barviva do polyesterových vláken. „Vedle většího termického pohybu makromolekul vlákna, který má za následek větší přístupnost vlákna pro vstup molekul barviva, má zvýšení teploty vliv také na rozpustnost barviva ve vodní fázi, na energii jeho molekul a na rozdělovací koeficient barviva mezi vláknem a vodní fází.“

[45, str. 285]

Zvýšení teploty fixace nad 100°C se využívá

 při tisku tlakovým pařením

 pařením za zvýšené teploty (HT paření)

 horkovzdušná fixace [45]

Urychlení difúze barviva chemickými prostředky

Látky převážně aromatického původu urychlují difúzi disperzních barviv do polyesterových vláken, a to až do té míry, že je možno využít fixace pařením bez přetlaku.

Tyto látky se nazývají přenašeče a jsou ve vodě velmi málo rozpustné. V praxi se používají hlavně při horkovzdušné fixaci. Za nevýhody přenašečů lze považovat možnost žloutnutí zboží, které vede k zakalení odstínu a na světle ke snížení stálostí tisku. Dále případné podráždění pokožky kvůli toxicitě většiny přenašečů. Vzhledem k těmto potížím jejich používání v tiskařské praxi není příliš rozšířeno. [45]

Předúprava zboží před tiskem

Textilie se před samotným tiskem musejí nejprve odšlichtovat. Šlichty, které se používají na polyesterové tkaniny, jsou převážně ve vodě rozpustné. Pro odstranění šlichet tedy stačí praní v roztoku neionogenního pracího přípravku. Teplota lázně by neměla být vyšší než 60°C a doba praní delší než 20 až 40 minut.

Nízké mačkavosti a rozměrové stability se docílí horkovzdušnou fixací na rozpínacím rámu nebo na zařízení s horkými válci. Fixace se provádí při teplotě nejméně o 20°C vyšší, než je maximální teplota, ve které se zboží v průběhu dalšího zpracování nachází. Polyester zachovává stejný tvar, kterého nabyl při zpracování za nejvyšší teploty. Polyesterové tkaniny musejí být pečlivě vyrámovány, aby nedošlo k posunu osnovních a útkových nití.

Díky vysokému stupni běli, který polyesterové tkaniny většinou vykazují, je bělení již prakticky zbytečné. Popřípadě se bělí chloritanem a k dosažení plného stupně běli se přidávají opticky zjasňující prostředky do bělící lázně. [45]

Tisk disperzními barvivy

Polyesterové textilie se potiskují filmovým i strojním tiskem. U filmového tisku je potřeba předběžného nalepení textile na běhoun, neboť jinak se těžko dosahuje návaznosti střídy vzoru. U silnějších tkanin se lze obejít bez předběžného nalepování na běhoun. Je třeba dbát na minimální nanesení tiskací pasty. U filmového tisku to vyžaduje hustší šablonovou gázu a u strojního tisku použití mělké rytiny. „Vzhledem ke kvalitě, ceně a vlastnostem potiskovaného materiálu je možno použít pouze vybraných disperzních barviv s dobrými celkovými stálostmi, především stálostí v sublimaci, které plně vyhovují požadavkům kladeným na finální výrobek.“ [45, str. 286] Stálost disperzních barviv v praní bývá u polyesterových textilií mnohem vyšší, než u acetátového hedvábí nebo u polyamidu. [45]

Přímý tisk disperzními barvivy

Přímý tisk se řadí u polyesterových textilií mezi nejvýznamnější. Rozpustnost disperzních barviv ve vodě je velmi nízká. Rozpustnými se stávají až při vyšší teplotě od 100°C do 130°C. V disperzním prostředí jsou mikroskopické částečky barviva rozptýleny ve formě jemných polymerních kapének. Kromě dispergovaného barviva obsahuje tiskací barva ještě záhustku a vzhledem k tomu, že barviva jsou již jemně dispergovaná, nevyžadují přísadu dispergačního prostředku. „Při barvení za vyšší teploty se vytvoří na povrchu vláken vrstvička barviva, ze které následně proti směru koncentračního gradientu barvivo proniká difuzí dovnitř vláken.” [33, odst. 1.] „Barvivo se po tisku upevňuje buď pařením pod tlakem v kotlovém pařáku 15 minut při tlaku 1,5 at, nebo tepelným upevňováním při teplotě 190 až 195 °C 30 až 60 sekund.“ [38, str. 230] Odstíny disperzních barev pro polyester jsou brilantní, s vysokými stálostmi v sublimaci a vysokými užitkovými stálostmi. [33] [42]

Rozdělení disperzních barviv

 antrachinonová a) homocyklická

b) heterocyklická

 azová

a) monoazobarviva b) disazobarviva

 nitrodifenylaminová barviva

 methinová barviva

 chinoftalonová barviva

 naftochinonová barviva

 ostatní barviva různých konstitucí [45]

Názvy disperzních barviv

 Palanil

 Resonil

 Terasil

 Samaron

 Foron

 Sandoz atd. [33][42]

2.4. STÁLOSTI Stálosti lze dělit na

 spotřebitelské

 technologické [9]

Mezi spotřebitelské stálosti lze zahrnout např.

 stálobarevnost v praní- domácím i komerčním

 stálobarevnost na světle (Xenostest)

 v otěru (mokrý, suchý, organickými rozpouštědly)

 v chemickém čištění

 vůči působení potu a slin

 v žehlení

 v mořské nebo chlorované plovárenské vodě

 při bělení (chlornan, peroxid)

 při šamponování

 při potřísnění vodou atd. [9]

Mezi technologické stálosti se zařazuje např.

 paření

 tlaková vyvářka

 peroxidové bělení

 plizování

 valchování atd. [9]

2.4.1. STÁLOSTI VYBARVENÍ

Jedním z nejdůležitějších hledisek při posuzování kvality textilních výrobků je stálost jejich vybarvení. Nedostatečná stálost vybarvení se většinou projeví již velmi brzo při dalším zpracování, používání nebo ošetřování výrobku natolik, že je v některých případech k původnímu účelu nepoužitelný. [9, str. 785, odst. 1.] Z praktického a technického hlediska se využívají pouze barviva, která vykazují dostatečně vysoké stálosti proti chemickým a fyzikálním vlivům.

V České republice se stálost vybarvení hodnotí podle norem ČSN, které odpovídají příslušným ISO (International Organisation for Standardization) normám. ISO je mezinárodní specializovaná agentura pro normalizaci, která se zabývá podporou a rozvojem norem. Jejím cílem je usnadnit mezinárodní výměnu zboží či služeb a rozvíjet spolupráci v ekonomické a technické sféře. „ISO normy vypracoval v Technickém výboru ISO/TC 38 - "Textilie"

technický podvýbor SC-1, který zpracovává normy pro hodnocení stálobarevnosti a objektivní měření barevnosti.”[46, kapitola 1.10]

Stálostní zkoušky jsou simulací podmínek, kterými textilie prochází při zpracovávání ve výrobě a nebo při praktickém lidském užívání. Po zkoušce se hodnotí změna sytosti, brilance a odstínu barvy na testovaných vzorcích. Srovnávají se vzorky před zkouškou a po zkoušce. Principiálně se stálostní zkoušky dělí na: [43][46]

a) suché – stálosti na světle, povětrnosti, otěru atd.

b) mokré – v chemickém čištění, v praní, potu atd. [43]

Stálosti na světle

Rozklad barviva ve vlákně zapříčiňuje fotosyntetická asimilace nebo-li fotosyntéza.

Jedná se o biochemický proces, při kterém se přeměňuje energie světelného záření na energii chemických vazeb. UV složky světla zapříčiňují barevné změny a pokles intenzity odstínu barviva. Stálosti na světle se hodnotí pomocí osmistupňové modré stupnice, která se vystavuje slunečnímu ozáření současně s napnutými testovanými vzorky o velikosti 1 x 5 cm.

Světlostálost se zkouší na světle: [41][43]

a) denním – ČSN EN ISO 105-B01 (pouze výjimečně)

b) umělém – ČSN EN ISO 105-B02 (značky XENOTEST, Atlas, atd.) [43]

Stálosti v otěru

Princip této zkoušky spočívá ve tření zkoušené textilie a sledování barevných změn na textilii. Normy pro tuto zkoušku jsou :

 ČSN EN ISO 105-X12 (80 0139)

 ČSN EN ISO 105-X16 (80 0198)

Textilie je otírána suchou nebo mokrou bavlněnou tkaninou navlečenou na palci o průměru 15 mm a při zatížení 900g. Palec s bavlněnou tkaninou se 10 x posune sem a tam po zkoušené textilii v rozmezí 10 cm. Zapouštění textilie se hodnotí podle šedé stupnice.

Mokrý otěr, kdy bavlněná textilie je smočena v destilované vodě, patří ke kritickým stálostním zkouškám. [41][43][47]

Stálosti za mokra

Mezi tzv. mokré stálosti patří stálost ve vodě, v potu, v praní, v alkalické vyvářce, krabování, bělení peroxidem atd. Vzorek pro mokré stálostní zkoušky se skládá ze tří textilních materiálů o velikosti 10 x 4 cm. Taktéž se tento sdružený vzorek jednoduše nazývá sendvič. Po sestavení vzorků se musejí vrstvy zpevnit, aby se jednotlivé vrstvy neoddělily od

ostatních. Sdružený vzorek se připravuje striktně podle normy ČSN EN ISO 105-C06 (80 0123). Vytvořený sendvič se upevňuje sešitím na jedné krátké straně.

1. vrstvu tvoří první doprovodná neobarvená tkanina, která musí mít stejné materiálo- vé složení jako zkoušený vzorek

2. vrstvu tvoří obarvená zkoušená textilie

3. vrstvu tvoří druhá doprovodná neobarvená tkanina definovaná normou [43]

Zkoušený materiál je vždy uprostřed vytvořeného sendviče.

Takto připravený vzorek se smáčí v různě definovaných vodních lázních, za různých teplot. Následně se vzorek rozpáře a usuší. Je důležité dbát na to, aby se jednotlivé vrstvy vzorků sušily odděleně při teplotě nepřesahující 60°C. Zhodnotí se změna barevného odstínu na zkoušené textilii a zapuštění barviva ze zkoušené textilie na doprovodnou textilii. [43]

2.4.2. HODNOCENÍ STÁLOSTI VYBARVENÍ Pomocí šedé stupnice

Po usušení jednotlivých vzorků se provede vizuální hodnocení stálosti barvy, tj.

posuzuje se změna barevného odstínu vzorku. Vizuální hodnocení zkušebního vzorku (zapuštění barviva do doprovodných tkanin) se porovnává podle šedé stupnice. Existují dva druhy šedých stupnic, které jsou ukázány na obrázcích Obr. 6 a 7. [43]

Druhy šedých stupnic

1) pro vyhodnocení změny barevného odstínu zkoušené textilie

Obr. č. 6 – Šedá stupnice pro hodnocení změny odstínu zkoušené textile [47]

2) pro vyhodnocení zapuštění barvy do doprovodných tkanin

Obr. č. 7 – Šedá stupnice pro hodnocení zapouštění barviva na doprovodnou textilii [47]

Šedá stupnice je určený etalon, který je potřeba pravidelně kontrolovat. Každá stupnice má pět stupňů, včetně polostupňů (například 1-2). 5. stupeň vykazuje nejlepší výsledek. To znamená nejlepší stálobarevnost zkoušeného vzorku, a vzorek tedy nevykazoval po provedené stálostní zkoušce žádnou změnu barevného odstínu. Naopak stupeň 1. vykazuje pravý opak. Jedná se o výsledek nejhorší, a tedy stálost barviva na textilii nejméně kvalitní.

Podle šedé stupnice se hodnotí původní vzorek se vzorkem po zkoušce, hledá se, o kolik se změnil odstín vzorku po vykonané zkoušce. Ke každému vzorku se přiřadí číslo. [43]

Pomocí modré stupnice

Jedná se o modrý etalon s osmi stupni, včetně půlstupňů (viz. Obrazek Obr. 8).

Používá se k hodnocení stálobarevnosti na světle. Spolu se zkoušenými vzorky se osvětluje a určuje se stupeň stálobarevnosti. Stupni 8 odpovídá nejlepší stálobarevnost. Stupni 1 odpovídá stálobarevnost nejhorší. [47]

Obr. č. 8 – Modrá stupnice pro určování stálobarevnosti [47]

Stálosti v praní

Před provedením zkoušky v praní se nejdříve musí připravit sdružené vzorky a roztok pracího prostředku (4 g pracího prostředku v 1 l vody).

Pro tuto zkoušku se používá stejná konfigurace vzorku jako u výše popsané zkoušky stálosti za mokra (tj. poskládané a sdružené vzorky ze zkoušeného materiálu a doprovodných tkanin). Realizace zkoušky se řídí normou ČSN EN ISO 105-C06 (80 0123).

Samotné praní se provádí v rotačním aparátu s patronami, které rovněž rotují. Do každé patrony jsou vloženy ocelové kuličky, které vytváří mechanický vliv, jenž vzniká při praní. Počet ocelových kuliček, doba trvání zkoušky a teplota po dobu zkoušky jsou stanoveny normou.

Po doprání se vzorky z patron vyjmou a dvakrát se vymáchají po dobu 1 min vždy ve 100 ml vody o teplotě 40°C. Ze sdružených vzorků se válečkem odstraní přebytečná voda a nechají se zavěšené usušit na vzduchu tak, že se jednotlivé části sdruženého vzorku nedotýkají. [43]

Princip stálosti v praní

Na obrázku Obr. č. 9 lze vidět princip vypírání barviva ze zkoušeného vzorku a následně zapouštění barviva do doprovodné tkaniny.

Obr. č. 9 – Princip stálosti v praní [48]

2.5. UV ZÁŘENÍ Definice záření

Hovoříme-li o záření, máme na mysli vysílání nebo přenos energie v podobě elektromagnetických vln nebo částic fotonů. Jakékoliv záření lze rozdělit na složky se sinusovým průběhem. [49]

Elektromagnetické záření je charakterizováno buď vlnovou délkou (uváděnou v nm = 10^-9 m) nebo frekvencí neboli kmitočtem (jednotky: s^-1 = Hz, případně v násobcích kHz = 10³ Hz nebo MHz = 10⁶ Hz). Méně přesně lze viditelné světlo charakterizovat (subjektivně) barvou, ale i to se občas používá například k odhadům teploty žhavých těles.

[50]

Frekvence a vlnová délka jsou spolu vázány vztahem (1) λ . f = c

kde λ ... vlnová délka (m)

f ... frekvence, kmitočet (Hz = s^-1) c ... rychlost světla ve vakuu (i vzduchu)

pro potřeby zdejších výpočtů c = 3.10⁸ m/s

Energie přenášená 1 kvantem (fotonem) je dána vztahem (2) E = h . f

kde E ... energie (J)

h = 6,6.10^-34 ... Planckova konstanta (J.s) [50]

Ultrafialové záření (zkratka UV, odvozena z anglického Ultra-Violet) je nedílná součást slunečního záření, je součástí elektromagnetického spektra. Podíl ultrafialového záření vyvolává obdobné reakce jako tepelná energie. U polymerů dochází k trhání řetězců, k síťování, k aktivaci oxidačních reakcí. Sluneční světlo, které dopadá na zemský povrch, obsahuje následující druhy záření:

 viditelné - energeticky tvoří 45%

 infračervené - energeticky tvoří 50%

 ultrafialové - energeticky tvoří 5% , které se dále dělí na:

 UV-A

 UV-B

 UV-C

Ultrafialové záření se nachází mezi rentgenovým zářením a viditelnou částí spektra.

Jedná se o elektromagnetické záření s vlnovou délkou kratší než má viditelné světlo, tudíž je