книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

443 № Заказ '*>

Рис. 94. Производственная установка для получения гидрата окиси алюминия и сернокислого бария:

ная камера; /7—шкаф-бункер; 13—кулачковая дробилка; /9—бочка с готовой продукцией.

Так, например, чем ниже температура, тем мелкозернистее и бо­ лее прозрачным получается осадок гидрата окиси алюминия и тем лучше его печатные свойства. При высокой температуре, на­ пример при 80° или даже при кипячении, получается грубозерни­ стый осадок, мало пригодный для изготовления печатных красок. Используя влияние температуры на физико-химические свойства гидрата окиси алюминия, вырабатывают две марки алюминиевых белил: прозрачные № 801 при температуре 35° и особо прозрач­

ные № 810 при температуре не выше 20—25°.

Прозрачные белила могут быть получены также из сернокис­ лого глинозема и соды по схеме:

A12(SO4)3 + 3Na2CO3 + ЗН2О -* 2А1(ОН)3'+ 3Na2SO4~+ ЗСО2

Гидрат окиси алюминия растворяется в едких щелочах и в кислотах, он светопрочен и может смешиваться со всеми краска­ ми. Прозрачность его в тонком слое на оттиске настолько высо­ ка, что тертые прозрачные белила можно применять для лаки­ рования оттисков способами высокой и офсетной печати.

Гидрат окиси алюминия (прозрачные белила № 801 и особо прозрачные белила № 810) применяется: как наполнитель при изготовлении красочных лаков и тертых печатных красок; для изготовления прозрачных тертых белил; в смеси с сернокислым барием для изготовления «печатных» белил; для изготовления лакировочных средств для лакирования печатной продукции, особенно эффективно применение для этой цели особо прозрач­

ных белил № 810.

Бариевые белила (бланфикс) — это почти чистый сернокис­ лый барий BaSCh в виде очень белого порошка, получаемого, на­ пример, из сернокислого натрия и хлористого бария по схеме:

Na2SO4 + ВаС12 -> BaSO4 + 2NaCl

сернокислый хлористый сернокисхлористый

Удельный вес сернокислого бария 4,5. Диаметр первичных частиц сернокислого бария 0,05—0,15 микрона. Сернокислый ба­ рий вполне пригоден для применения в печатных красках само­ стоятельно или в смеси с гидратом окиси алюминия, как, напри­ мер, это имеет место в так называемых «печатных» белилах (см.

«Печатные» белила. Печатными белилами № 825 называется смесь состава 3BaSO« + 2А1(ОН)3, получаемая из сернокислого глинозема, кальцинированной соды и хлористого бария. Сперва действуют’содой на раствор сернокислого глинозема и получают

В зависимости от продолжительности отварки приготовляют два вида (марки) милори: милори темный № 342 (продолжитель­ ность отварки 30 минут) и милори светлый № 345 (продолжи­ тельность отварки 12 часов). Считается, что в процессе отварки происходит изменение состава милори—молекула милори насы­ щается атомами калия за счет атомов железа.

3. Превращение белого теста в пигмент милори путем его окисления, например, бертолетовой солью и серной кислотой, хромовой смесью или кислородом воздуха.

Затем следует фильтрация, сушка обычным способом и раз­ мол на бегунах, так как размалывание на ударно-кулачковых мельницах опасно в пожарном отношении (милори может заго­ реться от искры). Теперь значительная часть милори не высуши­ вается и не размалывается, а сразу после фильтр-пресса идет на изготовление печатных красок способом отбивки воды (см. § 99).

Удельный вес милори 1,8—2,0, содержание гигроскопической (несвязанной) влаги до 5%. Милори—высокодисперсный пигмент с диаметром первичной частички гораздо меньше 0,01 микрона. Затертая на милори краска прозрачна в тонком слое и кроющая в толстом, что объясняется хорошей интенсивностью пигмента. Молекула милори содержит атомы железа и поэтому действует как сиккатив, ускоряя высыхание красок, затертых на льняной и т. п. высыхающей олифе. Милори устойчив к действию кислот, щелочи совершенно разрушают милори, превращая его в гидрат окиси железа:

Fe4 [Fe(CN)6]3 + 12КОН -+ 4Fe(OH)3 + 3K4[Fe(CN)e]

Поэтому красками, изготовленными из милори, нельзя печа­ тать в тех случаях, когда оттиски могут прийти в соприкоснове­ ние со щелочью, например при печатании упаковок для мыла. Оттиски, отпечатанные краской милори, нельзя приклеивать ще­ лочными клеями. Краски из милори, неустойчивы к нагреву, по­ этому их не рекомендуется применять для печатания по жести.

Хромовые желтые пигменты, хрома, или крона, обладают раз­ нообразными оттенками, начиная от лимонно-желтого до оран-

обычно из хромовокислого свинца PbCrCh и сернокислого свинца PbSO4, которые образуют совместные кристаллы (кристалли­ зуются в единую кристаллическую решетку) сульфохроматов свинца. Основным красящим веществом хромовых желтых пиг­ ментов является хромовокислый свинец, а наличие сернокислого свинца только влияет на оттенок пигмента: чем больше серно­

кислого свинца, тем более желтовато-лимонным становится от­ тенок пигмента. Однако содержание сернокислого свинца не должно быть слишком большим. Так, предельное количество сернокислого свинца определяется формулой РЬСгО4 • PbSO<. Содержание сернокислого свинца выше этого количества уже не входит в состав совместных кристаллов с хромовокислым свин­ цом, а находится в виде механической смеси с кристаллами сульфохромата свинца,,что заметно понижает красящую силу — кон­ центрацию пигмента.

Различные марки хромовых желтых пигментов имеют следую­ щий химический состав:

№ 575 лимонный PbCrO4-2PbSO4 + 2А1(ОН)3 № 560 светлый РЬСгО4 • PbSO4

№565 средний 4PbCrO4-PbSO4

№570 темный РЬСгО4

Хромовые желтые пигменты можно изготовить, применяя в качестве исходных химических материалов уксуснокислый сви­ нец РЬ(СН3СОО)2 или азотнокислый свинец РЬ(ХЮз)г и соответ­ ствующую хромовую соль, например хромовокислый калий КгСгО4 или хромовокислый натрий N'a2CrO4, а также двухромо­

Если последовательно выполнять одну реакцию вслед за дру­ гой, то в результате получится механическая смесь кристалли­ ков хромовокислого и сернокислого свинца, в которой последний будет выполнять роль белил, т. е. разбеливать цвет пигмента, понижать его насыщенность.

Сульфохроматы свинца, т. е. кристаллы, в которых и хромо­ вокислый и сернокислый свинец кристаллизуются в единых крис­ таллах, образуются в том случае, если к раствору уксуснокисло­

го свинца прилить смесь растворов хромовых и сернокислых солей.

Производственные рецепты получения хромовых желтых пиг­ ментов строятся в соответствии с химическими расчетами количеств исходных материалов, необходимых для получения хромового желтого пигмента того или иного химического состава. Для образования сернокислого свинца, являющегося одной из составных частей хромовых желтых пигментов, в реакцию можно вводить серную кислоту или соответствующую сернокислую соль, например сернокислый алюминий АЬ^ОДз, алюминиево-калие- вые квасцы KAI (SO4)2 и пр.

Промышленные виды темного хрома № 570 имеют в своем составе некоторое количество сульфата свинца, образующегося вследствие добавления в реакционную смесь около 2,5% серно­ кислого алюминия по отношению ко всему количеству загружае­ мого сырья, что позволяет получить темный хромово-желтый пигмент состава 20РЬСгО4 • PbSO4.

Лимонный хром № 575, кроме сульфохромата свинца, содер­ жит некоторое количество гидрата окиси алюминия, образующе­ гося в результате добавления в реакционную смесь после осаж­ дения сульфохромата свинца, сернокислого алюминия и соды. Количество соды должно быть достаточным, чтобы образовать около 8% (весовых) гидрата окиси алюминия по отношению к сульфохромату свинца.

Хромовые желтые пигменты, изготовленные из азотнокислого свинца, отличаются несколько лучшими печатными свойствами и более чистыми оттенками, чем аналогичные пигменты, изго­ товленные из уксуснокислого свинца. Поэтому в ассортименте заводов печатных красок имеются теперь хромовые желтые пиг­ менты, изготавливаемые из азотнокислого свинца и выпускаемые под следующими номерами: № 574—лимонный, № 561—свет­ лый и № 566 — средний.

На оттенки и на печатные свойства сильно влияют также тех­ нологические условия получения хромово-желтых пигментов: концентрация исходных растворов, водородный показатель сре­ ды, наличие избытка свинцовых солей, интенсивность и продол­ жительность перемешивания, температура выполнения техноло­ гических операций. Так, более концентрированные растворы ис­ ходных химических веществ, меньшая кислотность среды, более высокая температура и отсутствие избытка свинцовых солей спо­ собствуют получению более темных оттенков (красноватых) хро­ мовых желтых пигментов. Интенсивное перемешивание и мень­ шая концентрация исходных растворов содействуют получению более мелкозернистых осадков хромовых желтых пигментов. По­ ложительное влияние на оттенок лимонного хрома, как уже ука­ зывалось, имеет небольшая добавка гидрата окиси алюминия,

осаждаемая почти одновременно с хромовым желтым пигментом в одном и том же реакционном чану.

Ценными свойствами хромовых желтых пигментов являются красивый желтый цвет и разнообразие его оттенков, сиккативные свойства, исключительно высокая кроющая способность, невысо­ кая стоимость. Недостатками хромовых желтых пигментов бу­ дут: крупнозернистость, большой удельный вес. Наличие свин­ ца делает хром вредным при его изготовлении и при изготовле­ нии печатных красок, не говоря уже о расходе дефицитного цветного металла — свинца.

Хромовые желтые пигменты применяются для изготовления переплетных красок и в смеси с органическими желтыми пигмен­ тами для изготовления красок для трех- и четырехкрасочного печатания. Желтые краски, содержащие хромовые желтые пиг­ менты, вследствие высокой кроющей способности и быстрого высыхания создают благоприятные условия для печатания и для закрепления последующих красок.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА

§ 77. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИНТЕТИЧЕСКИХ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВАХ

Синтетические органические пигменты, красители и красоч­ ные лаки объединяют под общим названием: «органические син­ тетические красящие вещества».

Синтетические органические пигменты — это красящие ве­ щества в виде цветных, нерастворимых в воде осадков, получае­ мых непосредственно в процессе органического синтеза из так называемых органических полупродуктов. Синтетические пиг­ менты не имеют в составе своей молекулы солеобразующих групп, например сульфогрупп или аминогрупп, и поэтому не рас­ творимы в воде, маслах и в органических растворителях. Органи­ ческие пигменты применяются в технике в виде суспензий в свя­ зующих веществах для изготовления печатных, малярных, худо­ жественных красок, пластических масс, резины и многих других.

Красителями называют органические красящие вещества, имеющие в составе своей молекулы солеобразующие группы (сульфогруппы, аминогруппы и др.) и поэтому растворимые в воде и способные окрашивать текстильные волокна в более или менее яркие и прочные цвета. Красители применяются главным образом в текстильной промышленности для крашения текстиль­ ных волокон и тканей. Красители в водных растворах диссоци­ ируются на ионы и, в зависимости от наличия тех или иных соле­ образующих групп могут иметь характер кислот (анионные кра­ сители) или характер оснований (катионные красители).

256 Полиграфические материалы

Анионными красителями будут, например, красители, имею­ щие сульфогруппы в виде натровых солей, а катионными краси­ телями будут красители, имеющие аминогруппы в виде хлористо­ водородных и т. п. солей, хорошо

внешне почти ничем не отличаются от органических пигментов. Следовательно, красочные лаки — это красители, которым хими­ ческим путем приданы пигментные свойства, т. е. нераствори­ мость в воде и многих других органических растворителях. Более подробные сведения о красочных лаках даются в дальнейшем.

§ 78. ИЗ ИСТОРИИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ

Раньше красители получали из растительного или из живот­ ного мира. Например, краситель карминовую кислоту получали из высушенных жучков, живущих на мексиканских кактусах и известных под названием «кошениль кактусовая». Для полу­ чения 1 кг красителя требовалось переработать до 15000 насеко­ мых. Краситель из кошенили представлял собой по химическому составу карминовую кислоту, а ее алюминиевые и кальциевые лаки получили название кармина.

Переработкой корней растения марена, широко культивиро­ вавшегося раньше во всех частях света, получали красный краси­ тель ализарин, известный в древности под названием «крапп». В старину для изготовления печатных красок применяли краси­ тель крапп в виде алюминиевого лака, получаемого кипячением красителя с алюминиевыми квасцами.

Из растения индигоноски, произрастающего главным обра­ зом в Индии, получали синий краситель индиго — один из самых древних и прочных красителей.

Еще древние египтяне знали ин­ диго и умели им пользоваться;

капля густой белой жидкости, пахнущей чесноком. Любая ткань, пропитанная этой жидкостью, под действием воздуха и света окрашивается в малиново-красный цвет, а после промывки мыль­ ной водой — в яркий пурпурный цвет. Этот способ крашения применялся древними народами (римлянами и др.) для окраски одежд высших сановников. Драгоценная краска пурпур, как было установлено химическим анализом, представляет собой краси­ тель, известный в настоящее время и изготовляемый искусствен­ ным путем в больших количествах под названием дибром-индиго.

Теперь красители растительного и животного происхождения утратили свое прежнее значение и полностью заменены в про­ мышленности искусственными органическими красителями.

Изготовлением красителей и пигментов занимается анилино­ красочная промышленность. Большое значение для развития ани­ линокрасочной промышленности имел дешевый способ изготов­ ления анилина, разработанный в 1842 г. Н. Н. Зининым. Вскоре после работ Н. Н. Зинина, английский химик Генри Перкин, пы­ таясь в 1856 г. приготовить искусственный хинин, обрабатывал не вполне чистый анилин (загрязненный толуидином) хромовой смесью и неожиданно для себя получил ярко-фиолетовый азино­ вый основной краситель, 'названный им мовеином. Уже в 1857 г. началось промышленное изготовление красителя мовеина, на­ шедшего применение для окраски шелка в ярко-фиолетовый цвет.

В том же 1856 г. польский химик Якуб Натансон обна­ ружил, что при нагревании технического анилина с дихлорэта­ ном при 200° образуется окрашенная в ярко-красный цвет жид­

кость, из которой ему удалось выделить вещество, окрашенное в красный цвет, оказавшееся, как это было установлено позднее, трифенилметановым красителем фуксином. Однако Я. Натан­ сон не придал значения своему изобретению. Только в 1859 г. французский химик Э. Верген независимо от Я. Натансона вто­ рично синтезировал это красящее вещество и дал ему название фуксин за сходство цвета с цветом лепестков цветка фуксии.

Э. Бергеном было осуществлено также промышленное изготовле­ ние фуксина.

В1863 г. немецкий химик Г. Каро разработал способ получе­ ния красителя индулина, основание которого широко применяет­ ся теперь для подцветки черных печатных красок.

В1868 г. немецкие химики К- Гребе, К. Либерман и Г. Каро открыли способ получения ализарина из антрахинона.

В1883 г. немецкий химик А. Байер разработал способ изго­ товления индиго и установил его строение.

Развитие производства синтетических красителей шло быст­ рыми темпами. В 1888 г. уже насчитывалось 273 синтетических

красителя, в 1919 г.— 939, в 1923 г.— 1579, а в настоящее время известно более 2500 красителей и пигментов, лучшие из которых превосходят природные красители по яркости, разнообразию цветов и светопрочности.

За годы советской власти производство красителей в нашей стране превратилось в одну из мощных отраслей химической промышленности; построены многие анилинокрасочные заводы, выпускающие высококачественные яркие и светопрочные краси­ тели и пигменты. Синтетические красящие вещества дают воз­ можность вырабатывать высокосортные печатные краски всевоз­ можных цветов в соответствии с требованиями растущей поли­ графии.

Большой вклад в создание советской анилинокрасочной про­ мышленности внесли советские ученые А. Е. Порай-Кошиц, В. М. Родионов, М. А. Ильинский, В. А. Измаильский, Н. Н. Во­ рожцов (старший) и др.

Синтетические органические красители и пигменты получают химической переработкой продуктов, выделенных тем или иным путем из каменного угля, изготовленных переработкой нефти или синтетически.

§ 79. КАК ИЗГОТОВЛЯЮТСЯ СИНТЕТИЧЕСКИЕ КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Технология изготовления синтетических красящих веществ состоит из трех последовательных стадий: 1) получение исходных сырьевых веществ, 2) получение органических полупродуктов и

3)получение синтетических органических красящих веществ. Исходными химическими веществами для изготовления орга-