Подготовка тканей из синтетических волокон

Основная задача при подготовке тканей из химиче­ских волокон — удаление веществ, нанесенных при изготовлении и переработке волокна: жировых эмульсий, подцветочных краси­телей и шлихты. Для тканей из термопластичных химических волокон необходима тепловая обработка с целью обеспечения стабильной формы ткани.

Для всех изделий из химических волокон процесс удаления примесей включает отваривание, т. е. обработку раствором ПАВ в присутствии небольших количеств кальцинированной соды или тринатрийфосфата при температуре 40—95 °С и тщательную про­мывку для полного удаления растворенных загрязнений и хими­ческих веществ, применяемых при отваривании. В процессе от­варивания ткани практически полностью освобождаются от жировых эмульсий, подцветочных красителей и водорастворимой шлихты. Но удаление труднорастворимых шлихтующих матери­алов, получаемых на основе крахмала, требует более интенсив­ных способов обработки.

Обычно химические волокна выпускаются химическими заво­дами в отбеленном виде, но иногда требуется дополнительное беление, технология которого определяется природой волокна. Для получения повышенного эффекта белизны тканей применя­ют оптически отбеливающие вещества (ООВ), которые пред­ставляют собой флюоресцирующие белые красители. Их приме­няют для получения повышенного эффекта белизны изделий, выпускаемых в белом виде. Эти вещества способны поглощать не­видимые ультрафиолетовые лучи и преобразовывать их в види­мые сине-фиолетовые лучи, которые вместе с желтыми лучами, отражаемыми отбеливаемым субстратом, воздействуют на глаз человека, создавая восприятие чисто-белого цвета.

Для обработки полиэфирного, полиамидного, полиакрилонитрильного, ацетатного, триацетатного волокон используют дис­персные ООВ, а для гидратцеллюлозных волокон — водораст­воримые ООВ.

Чаще всего ООВ служит не для замены окислительного бе­ления, а как дополнение к нему. Для сокращения числа техно­логических операций часто объединяют обработку ООВ с основ­ными процессами отделки: химическим белением, крашением и отделкой.

В процессе влажно-тепловых обработок ткани из термопла­стичных волокон способны образовывать необратимые деформа­ции (неравномерную усадку, фиксирование на поверхности тка­ни складок, заломов), что объясняется их неравновесным состоянием и большими внутренними напряжениями. Устранение внутренних напряжений, перевод в равновесное состояние осуществляют в процессе термостабилизации. Термостабилиза­ция — процесс специальной тепловой обработки ткани, находящейся под натяжением, для придания ей мягкости, стабильных линейных размеров, безусадочности и устойчивости к смятию и образованию заломов и складок на ее поверхности. Процесс тер­мостабилизации сострит из двух стадий: нагревание ткани до определенной для каждого волокна температуры, обеспечиваю­щей разрыв неустойчивых межмолекулярных связей и выравни­вание внутренних напряжений в цепях макромолекул, и быстрое охлаждение, приводящее к образованию межмолекулярных свя­зей при новом состоянии волокна, свободном от внутренних на­пряжений.

На первой стадии в результате повышения температуры теп­ловая энергия переходит в кинетическую энергию колебаний от­дельных звеньев макромолекул в волокне. Когда энергия коле­баний звеньев макромолекул превышает энергию водородных связей, происходит ослабление этих связей и отдельные звенья макромолекул волокна получают относительную подвижность и возможность для более компактного расположения в волокне. Верхний предел температуры стабилизации определяется темпе­ратурой размягчения волокна. Чем ниже температура стабили­зации, тем больше длительность обработки.

Вещества, способствующие набуханию волокна, вызывают частичное нарушение межмолекулярных связей и разрыхление структуры. К таким веществам относятся вода и различные ор­ганические вещества. Для стабилизации набухших волокон тре­буется более низкая температура. Оптимальная температура стабилизации при использовании в качестве теплоносителя го­рячего воздуха неодинакова для различных волокон: капроново­го 190°±2°С, анидного 215±8°С, лавсанового 200—220°С, диацетатного 180—190°С, триацетатного 200—210°С. При ста­билизации в паровой среде температура обработки снижается и составляет для капронового волокна 127 °С, анидного 130 °С, лавсанового 125—126 °С.

Продолжительность тепловой обработки зависит от вида и температуры теплоносителя, способа стабилизации, природы, плотности и массы фиксируемой ткани. Тепловая обработка го­рячим воздухом проводится в течение 20—40 с, насыщенным па­ром — 10—60 мин. Нижний предел температуры должен на 30— 40°С превышать температуру последующих технологических операций и обработок при эксплуатации изделий.

Отклонения технологических параметров при термостабили­зации приводят к появлению неровноты волокон по структуре и неравномерной окраски при последующем крашении.

Стабилизацию обычно проводят после отварки перед краше­нием, так как имеющиеся на суровых тканях примеси в процес­се стабилизации настолько прочно фиксируются на тканях, что затрудняется их удаление при отварке.

Для обработки ткани в среде насыщенного пара используют оборудование периодического действия, работающее под давлением; при обработке в воздушной среде применяют стабилизаци­онные сушильно-ширильные машины. Последний способ нашел более широкое применение.

Стабилизационная сушильно-ширильная линия (рис. 18) включает плюсовку 1, сушильно-ширильную камеру 2, где ткани придается необходимая ширина и идет процесс высушивания, стабилизационную камеру 3, охладительную камеру 4 и компенсатор 5. Воздух в сушильных секциях нагревается паровым калорифером до температуры 135—150 °С, а в сушильно-стабилизационных секциях дополнительно имеются электрокалориферы, обеспечиваю­щие нагревание воздуха до температуры 200—250 °С, в охладительную сек­цию подается холодный воздух. Скорость движения ткани до 25 м/мин.

В качестве примерных режимов подготовки к крашению и печатанию тканей из различных химических волокон могут быть приведены следующие.

Ткани из гидратцеллюлозного волокнаизготавливаются из нитей и волокна. Помимо удаления примесей важной задачей подготовки этих тканей является обеспечение равномерного по­глощения красителей и выявление особенностей структуры тка­ней, например креповых. Неравномерность в степени ориентации макромолекул при получении вискозных комплексных нитей вле­чет за собой неравномерное восприятие красителей волокном (неровнота окраски, полосатость), поэтому необходимо при под­готовке обеспечить равномерность набухания волокон. Структур­ные особенности тканей проявляются в условиях влажно-тепло­вых обработок при подготовке их к крашению, причем процесс получения крепового эффекта протекает очень быстро. Релакса­ционный процесс начинается при смачивании почти мгновенно: крученые нити резко укорачиваются, давая усадку, и в резуль­тате образуется волнистая, рельефная поверхность.

При подготовке к крашению тканей из вискозного волокна следует учитывать также малую устойчивость его к деформации, особенно во влажном состоянии. Даже незначительные нагрузки на ткань приводят к значительным растяжениям. Полученные деформации исчезают, что сопровождается изменением линейных размеров ткани до достижения первоначального состояния. Это свойство является причиной усадки изделий из вискозного волокна. Наиболее быстро снимаются напряжения при смачива­нии изделий из вискозного волокна и последующей сушки в свободном состоянии. Все это следует учитывать при выборе обору­дования для проведения процессов.

Ткани из вискозных нитей выпускают в отбеленном виде. Они содержат водорастворимые примеси, которые удаляются в про­цессе обработки раствором ПАВ (1—2 г/л) и кальцинированной соды (0,5—0,8 г/л) при температуре 85—90°С в течение 45— 60 мин с последующей промывкой теплой и холодной водой. При выпуске белых тканей проводят беление чаще всего по запарно­му способу в слабощелочных растворах перекиси водорода (2—7 г/л), стабилизированных силикатом натрия, с последую­щим запариванием при температуре 100 °С в течение 2—3 мини промывкой.

Подготовка тканей из комплексных вискозных нитей осуществляется в основном по непрерывному способу на линии для отварки, расшлихтовки и промывки шелковых тканей (рис. 19).

Линия состоит из заправочного устройства 1, лоткового компенсатора 2, роликового компенсатора 3, пропиточной ванны 4, ширителя 5, отжимной па­ры 6, запарной камеры конвейерного типа 7, заправочного устройства 8, промывных ванн 9, отсосного устройства 10, воздушной сушилки 11, охладительной камеры 12, накатного устройства 13. В состав линии входит промывной аппарат, состоящий из ванн с турбулентным движением жидкости, что обеспечивает хорошее качество промывки ткани. На линии предусмотрено автоматическое регулирование температуры растворов в пропиточной и промывных ваннах и паровоздушной среды в запарной камере, контролируется скорость движения ткани, расход пара, растворов, воды и давление пара. Скорость движения ткани до 80 м/мин. Линия предназначена для отварки вискозных и вискозно-ацетатных тканей.

При крашении тканей по периодическому способу нередко подготовку их проводят на том же оборудовании, что и краше­ние.

Ткани из вискозного волокна содержат трудноудаляемую крахмальную шлихту, замасливатель и имеют желтоватый цвет. Процесс их подготовки включает опаливание, расшлихтовку и беление. Химическая подготовка осуществляется по одностадий­ному щелочно-перекисному запарному способу. Ткань пропиты­вают при температуре 50—60 °С раствором, содержащим (г/л): перекиси водорода 10, силиката натрия 6—7, едкого натра 2—3, ПАВ 0,3—0,5. Затем отжимают и укладывают в запарную маши­ну, где она обрабатывается при температуре 98—100 °С водяным паром в течение 10—15 мин, затем следует тщательная промыв­ка в горячей воде, в растворе ПАВ и в холодной воде.

Читайте также: Какую ткань используют для купальника по художественной гимнастике

В процессе запаривания перекись водорода разрушает окра­шенные примеси и переводит шлихту в водорастворимое состоя­ние.

Обработку осуществляют на отбельных линиях ЛБ-140 (рис. 20). В состав линии входят заправочное устройство 1, две пропиточные машины 2, запарная машина 3, малая промывная ванна 4, девять промывных машин 5 с ребристыми роликами и отжимами 6, сушильная барабанная машина 7 с охладительной камерой 8, накатная машина 9 и тканеукладчик 10. Линия предназначена для расшлихтовки и беления суровых вискозно-штапельных тканей поверхностной плотности до 220 г/м 2 и шириной не более 125 см. Скорость движения ткани до 100 м/мин.

Ткани из ацетатных нитей выпускают обычно в отбеленном виде, они содержат замасливатель, красители для подцветки, водорастворимую шлихту. Подготовка их к крашению и печата­нию сводится к обработке в растворах моющих веществ, но в ус­ловиях более мягких, чем при подготовке тканей из гидратцел-люлозных нитей. При подготовке тканей из ацетатного волокна необходимо строго соблюдать температурный режим (в ней­тральной среде —85°С, в слабощелочной среде не выше 60°С), так как ацетатное волокно легко омыляется щелочами, превра­щаясь в гидратцеллюлозное волокно, имеющее иные свойства.

Ацетатные ткани отбеливают хлоритом натрия в слабокислых растворах рН 4,5 при температуре 60—70 °С и концентрации ак­тивного хлора 1,5 г/л.

Ткани из ацетатного волокна следует обрабатывать в рас­правленном состоянии, так как могут образовываться неисправи­мые заломы, что объясняется термопластичностью волокна. Кро­ме того, это волокно очень чувствительно к механическим воз­действиям, поэтому необходимо применение оборудования, исключающего механическое повреждение волокна.

Для подготовки тканей из ацетатного волокна рекомендуется использовать линию (рис.21), в состав которой входят заправочное устройство1, ван­на для предварительной пропитки ткани 2, основная ванна для отварки и крепирования ткани 3, отжимное устройство 4 и промывные коробки 5 с отжимными валами 6.

Замачивание и отварка ткани осуществляется в растворе, содержащем (г/л): ПАВ 1—2, соды кальцинированной — 0,5. В отварочной ванне ткань, подвешенная в виде свободных петель и подвигающаяся со скоростью 40. м/мин, подвергается действию моющего раствора при. температуре до 60 °С для ацетатных тканей и 95 °С для три­ацетатных. После отварки с по­мощью выборочного устройства, предупреждающего вытягивание ткани, она передается в промыв­ную часть аппарата, где переме­щается непрерывно по системе ро­ликов, проходя последовательно через три ванны и полностью осво­бождаясь от загрязнений и остат­ков моющих веществ. В модерни­зированных линиях основными ра­бочими органами каждой промыв­ной ванны являются перфориро­ванный барабан и осевой насос, просасывающий воду из барабана сквозь ткань. Натяжение ткани между отварочными и промывны­ми ваннами регулируется автома­тически. В процессах подготовки происходит релаксация ткани до 15—20 %, что улучшает ее внеш­ний вид и способствует уменьше­нию потребительской усадки.

Ткани из синтетических волокон содержат водораст­воримые замасливатель и шлихту, которые удаляются при отваривании в растворе ПАВ (1—4 г/л) и кальци­нированной соды (1—2 г/л) при температуре 60—100°С в течение 20—60 мин с по­следующей промывкой.

Ткани из синтетических волокон обычно не отбели­вают. Беление требуется в следующих случаях: при на­личии на тканях красителей для маркировки, случайных загрязнений, не удаляемых промывкой, и при необходи­мости получения тканей с очень высокой степенью бе­лизны.

Для разрушения окрашен­ных примесей целесообразно использовать хлорит натрия и надуксусную кислоту. Бе­ление проводят в растворе, содержащем 3 г/л хлорита натрия 80 %-ного при рНЗ,5. Температура раствора 89—98°С, длительность обработки 60—120 мин. Беление надуксусной кислотой проводят в растворе, содержащем (г/л): надуксусной кислоты 2, гексаметафосфата 2, едкого нат­ра 1 и смачивателя 0,5 при температуре 90 °С и длительности 30 мин.

Для получения высокой степени белизны используют ООВ.

Ткани из термопластичных синтетических волокон способны в условиях влажно-тепловой обработки фиксировать складки и заломы, поэтому обработка их в жгуте, особенно при повышен­ных температурах, не допускается. Они проходят процессы под­готовки, находясь в расправленном состоянии.

Текст книги «Химическая технология текстильных материалов»

Автор книги: Эмиль Вознесенский

Жанр: Учебная литература, Детские книги

Текущая страница: 4 (всего у книги 10 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]

Мерсеризация является процессом облагораживания хлопчатобумажных тканей, в результате которого они приобретают комплекс ценных потребительских свойств: повышенную гигроскопичность и накрашиваемость, устойчивый шелковистый блеск, эластичность и дополнительную прочность.

В настоящее время классическую операцию мерсеризации проводят обработкой пряжи или ткани под натяжением концентрированными (250–300 г/л) растворами гидроксида натрия в течение 30–90 секунд при комнатной температуре.

В результате такой обработки в хлопковом волокне происходят физические, химические и структурные изменения.

Физические изменения проявляются в сильном набухании волокна вследствие проникновения щелочи сначала в аморфные, а затем и в ориентированные зоны. Степень набухания характеризует активность процесса мерсеризации и увеличивается с понижением температуры. Оптимальной является температура 16 о С. При набухании стенки волокна утолщаются, оно приобретает цилиндрическую форму, внутренний канал практически исчезает. В результате волокна лучше отражают световые лучи, усаживаются, а ткань приобретает блеск, шелковистость, становится плотнее, прочнее, эластичнее. Чтобы снизить усадку и усилить блеск мерсеризацию проводят под натяжением.

В результате действия на целлюлозу концентрированных растворов щелочи и последующей промывки водой, происходит последовательное превращение целлюлозы сначала в щелочную целлюлозу, а затем в гидратцеллюлозу. Число гидроксильных групп целлюлозы, реагирующих со щелочью, изменяется в зависимости от концентрации NaOH, температуры и наличия вспомогательных веществ в мерсеризационной ванне.

Химические превращения практически не изменяют состава целлюлозы, но существенно влияют на ее надмолекулярную структуру. Сорбция целлюлозой щелочи сопровождается частичным разрушением межмолекулярных водородных связей, что приводит к декристаллизации целлюлозы, увеличению доли аморфных областей на 10–20 % и образованию новой структурной модификации – целлюлозы II. В результате волокно проявляет повышенную сорбционную и реакционную способность, становится более гигроскопичным, легче окрашивается. Этому способствует также увеличение площади поперечного сечения волокна, его объема, размера пор внутри волокна. Хлопчатобумажные ткани лучше мерсеризовать после расшлихтовки и щелочной отварки. Однако, это разрывает цепочку непрерывного способа подготовки, поэтому мерсеризацию тканей часто проводят в суровом виде.

Ткани мерсеризуют на цепных и валковых машинах непрерывного действия. Материал пропитывают концентрированным раствором щелочи и выдерживают в натянутом состоянии 1 –5 минут, чтобы обеспечить реакцию NaOH с целлюлозой. Затем интенсивно промывают горячей водой, причем для лучшего удаления щелочи ее попеременно обрабатывают паром и водой в специальной машине – пароводяном выщелачивателе. Оставшийся в волокне едкий натр отмывается очень трудно, поэтому ткань пропитывают разбавленным раствором серной кислоты, с целью нейтрализации NaOH.

Для мерсеризации предложено также использовать жидкий аммиак, который быстро смачивает даже суровые материалы и эффективно проникает в волокно, вызывая его набухание.

2.2. Подготовка льняных тканей

Льняное волокно по составу аналогично хлопковому, поэтому при подготовке льняных тканей сохраняется сущность физико-химических явлений, свойственных подготовке хлопчатобумажных тканей.

Особенности подготовки изделий из льна обусловлены спецификой структуры, а главное большим содержанием примесей (до 25 % от массы волокна). Наличие в льняном волокне лигнина, который придает материалу деревоподобность, грубость, жесткость, и природных красителей в значительной степени осложняет процесс беления льняных тканей.

Чтобы добиться высокой степени очистки и предотвратить возможные повреждения технического волокна, процесс подготовки льняных материалов проводят в две стадии.

Первая из них предусматривает окислительную отварку льняной ровницы или пряжи в аппаратах периодического действия при температуре 98–100 о С, в течение 2–3 часов. Варочный раствор содержит: пероксид водорода, силикат натрия и соду. Отваренный полуфабрикат промывают, высушивают и вырабатывают из него полубелую ткань. Вследствие частичной очистки льняной пряжи от примесей, она становится более мягкой и эластичной, что положительно сказывается на процессе ткачества.

Далее льняные полотна добеливают по непрерывному щелочно-гипохлоритно-перекисному способу, который включает приведенные ниже последовательно повторяющиеся операции.

Читайте также: Ткани для рушников для свадьбы

1. Пропитку тканей раствором гипохлорита натрия, выдерживание ее в емкостном компенсаторе в течение 1,5 ч без нагревания и последующую промывку. На этой стадии осуществляется расшлихтовка ткани и ее беление.

2. Пропитка щелочным раствором перекиси водорода, запаривание при температуре 90 о С, промывка горячей и холодной водой. Перекись не только разрушает окрашенные примеси, но и обеспечивает процесс антихлорирования, то есть разрушение остатков гипохлорита натрия в волокне.

Для достижения максимального эффекта белизны операции гипохлоритной и перекисной обработки повторяют дважды. Далее следует обработка тканей разбавленным раствором серной кислоты при температуре 20–25 о С, выдерживание ее в емкостном компенсаторе и промывка холодной водой.

При подготовке льняных тканей наиболее перспективным является хлоритно-перекисный способ. Отбеливание льна в горячих (80 о С) кислых растворах хлорита натрия (рН = 4–5) с последующим добеливанием по щелочно-перекисному способу позволяет получить ткани с высокой степенью белизны и капиллярности.

2.3. Подготовка тканей из гидратцеллюлозных волокон

В отличие от хлопка и льна гидратцеллюлозные волокна не содержат природных примесей. Поэтому процесс подготовки тканей из них преследует цель очистить материал от шлихты, замасливателей, маркирующих красителей.

Процесс очистки суровых тканей от примесей проводят путем отварки в растворах, содержащих синтетические моющие средства (СМС) и кальцинированную соду при температуре 85–90 о С в течение 45–60 минут. Затем следует промывка горячей и холодной водой. Обычно искусственные волокна выпускаются химическими заводами в отбеленном виде, но при переработке в текстильном производстве они несколько загрязняются, поэтому их добеливают в мягких условиях, чаще всего перекисью водорода. При обработке необходимо использовать оборудование, в котором ткань испытывает минимальное натяжение. Это требование связано с тем, что гидратцеллюлозные волокна теряют прочность в мокром состоянии. Все химические обработки должны проводиться в мягких условиях, поскольку искусственные волокна более чувствительны к воздействию химических реактивов и особенно щелочей.

Подготовка тканей из вискозного штапельного волокна имеет некоторые особенности, поскольку они содержат шлихту на основе крахмала. Вследствие этого их очистка путем отварки в растворах СМС и соды малоэффективна.

Вискозные штапельные ткани подготавливают к крашению по непрерывному одностадийному щелочно-перекисному способу, совмещая в одну стадию процессы расшлихтовки и беления. Ткань пропитывается раствором, содер_ожащим Н₂О₂, NaOH, Na₂SiO₃ и ПАВ, запаривается при температуре 98С в течение 5–7 минут и промывается горячей и холодной водой. В этих условиях происходит удаление крахмала и ткань получает необходимую белизну.

2.4. Подготовка шерстяных тканей

Шерстяные ткани подразделяются на гребенные и суконные, значительно различающиеся между собой по сырьевому составу и технологии обработки.

Для гребенных тканей необходимо сохранить четкость исходного ткацкого рисунка, а также форму и линейные размеры полотна.

Для суконных тканей предусмотрены воздействия, вызывающие их усадку, уплотнение, образование поверхностного застила.

Большинство шерстяных тканей в настоящее время изготавливается из смеси шерсти с химическими волокнами, что необходимо учитывать при выборе технологии подготовки.

Основными подготовительными операциями при обработке шерстяных тканей являются: опаливание, промывка, карбонизация, заварка, валка, ворсование и беление.

Опаливанию подвергают только гребенные ткани. Процесс осуществляется на газоопаливающих машинах.

Промывка осуществляется с целью удаления шлихты и жировых веществ, присутствие которых затрудняет проведение последующих процессов крашения и отделки.

Чаще всего в шерстяной отрасли шлихтованию подвергают основную пряжу гребенных тканей, так как она обладает пониженной линейной плотностью. Для шлихтования используют составы на основе производных крахмала и синтетических ВМС, например, полиакриламида. Одновременно со шлихтой при промывке удаляются шерстяной воск, замасливатели, наносимые перед кардочесанием, различные загрязнения. Для промывки можно использовать органические растворители, способные удалять жир. Однако для реализации данного способа необходимо использовать специальное герметичное оборудование.

Наибольшее распространение получила промывка, при которой происходит омыление и эмульгирование жировых веществ в растворах, содержащих СМС и кальцинированную соду. При этом большая часть примесей эмульгируется ПАВ и удаляется с ткани при промывке водой в виде эмульсии. Сода умягчает воду, повышает набухание волокна и способствует омылению жировых веществ. Промывку осуществляют при температуре 35–40 о С на оборудовании как периодического (для тяжелых тканей), так и непрерывного действия.

Карбонизация – это процесс обработки шерстяных тканей раствором серной кислоты с последующей сушкой и термообработкой, с целью удаления целлюлозных примесей (остатки репья, корма, затканные нити из целлюлозных волокон). Процесс основан на различном отношении шерсти и целлюлозы к действию кислот. В условиях карбонизации прочность шерстяного волокна не изменяется, а целлюлоза превращается в гидроцеллюлозу.

Процесс карбонизации осуществляют на поточной линии, где ткань сначала пропитывается относительно разбавленным (4–6 %) раствором H₂SO₄ при 20–25 о С, отжимается до влажности 70 %, а затем подвергается сушке при 80 о С и термической обработке при температуре 110–115 о С в течение 5 минут. В заключении проводят следующие операции: выколачивание хрупкой гидроцеллюлозы, путем механических воздействий, промывку и нейтрализацию шерсти для удаления остатков кислоты.

Карбонизацию можно проводить после промывки или после крашения. Второй вариант более предпочтителен, поскольку исключается неровнота окраски, появляющаяся при крашении карбонизированной ткани.

Заварка (фиксирование) тканей – это процесс обработки полотен в кипящей воде или в насыщенном водяном паре, под натяжением с последующим охлаждением для придания тканям устойчивой структуры. В условиях заварки кератин переходит в фиксированную βмодификацию, в результате чего происходит снятие внутренних напряжений в волокне, возникших под действием механических нагрузок при прядении и ткачестве. Это позволяет предотвратить такие пороки как неоднородность усадки отдельных участков ткани, неровнота окраски, образование заминов, полос и заломов. Кроме того, после заварки ткань менее склонна к свойлачиванию, форма ткацкого рисунка окончательно стабилизируется, наблюдается некоторое повышение интенсивности окрашивания.

Валка – это процесс изготовления тканей суконной группы, при котором происходит целенаправленное уплотнение ткани (уменьшение длины и ширины при увеличении толщины) с одновременным свойлачиванием волокна в поверхностном слое. В результате повышаются теплоизоляционные свойства ткани, увеличивается ее мягкость, упругость, эластичность.

Валкоспособность является специфическим свойством шерсти, связанным с наличием наружного чешуйчатого слоя в волокне, его извитостью и упругостью, что обусловлено складчатой структурой макромолекул кератина. Благодаря этому, в процессе валки происходит сцепление и перепутывание волокон, приводящее к образованию застила. Протеканию процесса способствуют механические нагрузки (трение, удары, давление), увлажнение и повышение температуры.

Валку проводят на сукновальных машинах, где пропитанную мыльно-содовым раствором ткань подвергают механическим воздействиям, создаваемым рабочими органами машины. Оптимальной температурой валки является 37–45 о С, а длительность процесса определяется требованиями к величине уплотнения и свойлачивания.

Беление шерсти, имеющей слабую природную окраску, осуществляют пероксидом водорода в щелочной среде при рН = 8–9 или в подкисленных растворах при температуре 40–50 о С. Материал выдерживают в подогретом растворе в течение часа, после чего обработку продолжают в остывающей ванне в течение 8–12 часов при постоянной циркуляции раствора. Далее следует промывка.

2.5. Подготовка тканей из натурального шелка

Шелковые ткани, изготовленные из шелка-сырца, имеют неприглядный внешний вид, жестки на ощупь, в них отсутствует характерный для этого волокна блеск. Их жесткость и матовость обусловлены присутствием на волокне шелкового клея – серицина. Шелковые основы обычно не шлихтуются, но шелк-сырец подвергается замочке – обработке составами, в которые входят растительные, животные и минеральные масла. Перед кручением шелковые нити подкрашивают. Все эти вещества и, прежде всего, серицин подлежат удалению.

Суровые шелковые и полушелковые ткани перед отваркой подвергают опаливанию на газоопаливающих машинах.

Применяемые способы обесклеивания (отварки) шелковых тканей основаны на способности серицина растворяться в воде, в растворах щелочей и кислот при высоких температурах.

Наибольшее применение имеет классический мыльно-содовый способ отварки шелка. Процесс отварки проходит в две стадии. На первой стадии (собственно отварки), которая проводится в течение 1 часа при 92 о С в мыльно-содовом растворе, удаляется серицин и другие примеси. Однако, волокно вновь сорбирует их из раствора, поэтому после отварки проводят переварку с применением свежей варочной жидкости, содержащей меньшее количество мыла и соды, в течение 20–30 минут. При этом шелк поглощает 1–1,5 % мыла, которое придает ему мягкость и добротность. Далее ткань промывают сначала в аммиачном растворе, а затем в воде. Если ткани выпускаются в неокрашенном виде, то заключительной операцией является обработка в растворе уксусной кислоты (2–5 г/л) при температуре 30–35 о С в течение 15–30 минут. Эта операция получила название оживка. Ее применяют для придания специфического грифа, скрипучести и повышения блеска. Если шелк выпускается в окрашенном виде, оживление проводят после крашения. Данный способ обработки позволяет получать высококачественные ткани, но имеет ряд недостатков. Он экономически невыгоден, так как требует больших затрат дорогостоящего мыла и низкопроизводителен.

Читайте также: Подставка ежик из ткани 2 класс

В этой связи разработаны ускоренные способы отварки шелка, основанные на применении щелочных буферных смесей. Одним из таких способов является ускоренный бисульфитно-содовый.

Буферную смесь, способную поддерживать определенное значение рН раствора для удаления серицина, готовят смешением соды с рассчитанным количеством бисульфита натрия. При этом часть соды переходит в бикарбонат, который при гидролизе образует щелочь.

При использовании этого способа наблюдается значительное повышение скорости обесклеивания, что позволяет проводить процесс собственно отварки в течение 15–30 минут. Однако, обработанный шелк, будучи полностью обесклеенным, остается грубым и жестким,поэтому его переваривают в мыльном растворе в течение 30 минут, а затем промывают. Выделившийся при реакции сульфит натрия (Na₂SO₃) способствует отбеливанию шелка.

Природные красящие вещества шелка связаны с серицином и удаляются при отварке. Однако, часть их вновь сорбируется волокном, придавая ткани кремовый или желтоватый оттенок. Повысить белизну шелка можно путем воздействия восстановителей или перекиси водорода. Также можно использовать оптические отбеливатели.

При подготовке шелковых тканей все обработки должны проводиться без натяжения. Соблюдение этого требования особенно важно для креповых тканей, так как при натяжении креповый эффект (мелкая шероховатость) ослабляется или совсем пропадает.

2.6. Подготовка тканей из синтетических волокон и ацетатного шелка

Такие ткани могут содержать шлихту, замасливатели и случайные загрязнения, которые необходимо удалить перед крашением.

Для всех изделий из химических волокон с целью удаления примесей проводят отварку в растворах ПАВ с добавлением небольших количеств соды при оптимальных температурах. Во избежание образования заломов обработку ведут в расправленном виде. Длительность отварки составляет 30–60 минут.

Для отбеливания тканей из синтетических волокон применяют хлорит натрия и надуксусную кислоту. Для получения высокого эффекта белизны применяют оптические отбеливающие вещества (ООВ). Они представляют собой флюоресцирующие белые красители. Эти вещества способны поглощать ультрафиолетовые лучи и преобразовывать их в видимые сине-фиолетовые, которые вместе с желтыми лучами, отражаемыми волокном, воздействуют на глаз человека, создавая восприятие чисто-белого цвета. Оптические отбеливающие вещества, применяемые в отделочном производстве, синтезируются подобно текстильным красителям и по свойствам напоминают прямые, кислотные и дисперсные красители. В соответствии с этим одни из них используют для обработки целлюлозных волокон, другие – для белковых, третьи – для синтетических. Недостатком большинства ООВ является их низкая светостойкость.

Особенностью подготовки тканей из синтетических волокон и ацетатного шелка является проведение специальной операции – термостабилизации структуры и размеров полотна. Данный процесс представляет собой обработку тканей в расправленном состоянии под натяжением горячим воздухом с последующим охлаждением. Нагревание ткани до оптимальной для каждого волокна температуры (она должна быть выше температуры стеклования волокна) обеспечивает разрыв межмолекулярных связей и протекание релаксационных процессов в макромолекулах полимера. Охлаждение волокна приводит к восстановлению межмолекулярных связей при новом состоянии волокна, свободном от внутренних напряжений. Чем быстрее охлаждение и ниже температура, тем лучше эффект стабилизации. Термостабилизация фиксирует линейные размеры полотна и форму ткацкого переплетения, предотвращает усадку ткани, и образование заминов и заломов при последующих обработках и в процессе эксплуатации. Стабилизация является обратимым процессом и ее эффект обнаруживает тем большую устойчивость, чем больше разница между температурой термостабилизации и температурой обработки в крашении, печатании и заключительной отделке. Этот факт необходимо учитывать при реализации последующих технологических процессов отделки тканей из термопластичных волокон.

3. КРАШЕНИЕ И ПЕЧАТАНИЕ ТКАНЕЙ

Крашение и печатание тканей имеют много общего: используются те же классы красителей; физико-химические процессы, протекающие при крашении и печатании, различаются незначительно; химизм фиксации красителей на волокне одинаков. Однако для нанесения красителя на ткань способом печатания требуются некоторые специфические условия и оборудование, более сложное, чем для гладкого крашения.

В процессе крашения частицы красителя переходят из красильного раствора на волокно самопроизвольно в виде молекул или ионов с их последующим прочным закреплением внутри волокнообразующего полимера.

При печатании в качестве красильной ванны используют вязкий раствор красителя, называемый печатной краской. Наличие в ней загустителя обеспечивает получение четких контуров рисунка и удерживание печатной краски в гравюре печатных валов, с помощью которых рисунок наносится на ткань. В качестве загустителей используют высокомолекулярные соединения природного или химического происхождения, способные образовывать вязкие растворы. Широкое применение в качестве загустителей находят крахмал и продукты его модификации; эфиры целлюлозы; альгинат натрия, получаемый из морских водорослей; камеди – застывшие соки растений; а также синтетические загустители – поливиниловый спирт, полимеры акриловой и метакриловой кислот.

Красители, используемые для колорирования текстильных материалов, представляют собой окрашенные органические соединения, способные самопроизвольно переходить на волокно (проявлять сродство к волокну) и фиксироваться на реакционноспособных группах волокнообразующего полимера с помощью различных по природе связей.

Процесс перераспределения красителя между раствором и волокном, а также его последующее закрепление в волокне можно условно подразделить на несколько физико-химических стадий, которые протекают практически одновременно: внешняя диффузия, адсорбция, внутренняя диффузия и фиксация красителя активными центрами волокна.

Диффузия красителя в растворе к поверхности погруженного в него материала протекает достаточно быстро. Ее можно ускорить созданием на поверхности волокон зарядов, противоположных заряду красителя или путем нейтрализации одноименных зарядов волокна и красителя. В реальных условиях крашения высокая скорость внешней диффузии достигается повышением температуры и интенсивным перемешиванием.

Процесс адсорбции представляет собой поглощение красителей активными центрами поверхности волокна. Эта стадия, как процесс экзотермический, ускоряется при понижении температуры и зависит, прежде всего, от сродства красителя к волокну. Адсорбция в значительной степени определяет равномерность получаемой окраски.

Самой медленной стадией, определяющей скорость процесса крашения в целом, является внутренняя диффузия – процесс проникновения красителя внутрь волокна. Его скорость возрастает с увеличением температуры, вследствие повышения растворимости и подвижности частиц красителей, степени набухания волокна, а главное разрушения сил адсорбции, удерживающих красители на поверхности материала.

Проникнув вглубь волокна, краситель фиксируется на его реакционно-способных группах (активных центрах) с образованием различных по природе связей. Их энергия влияет на прочность получаемых окрасок.

В процессе крашения возможно образование следующих типов связи красителя с волокном:

– физические силы межмолекулярного взаимодействия – силы Ван-дер-Ваальса – характеризующиеся самой низкой энергией;

– ионная химическая связь, возникающая при наличии у волокна и красителя противоположных зарядов;

– ковалентная химическая связь – самая прочная, обеспечивающая наиболее устойчивую окраску.

Первые два вида связей определяют силы адсорбции и свойственны практически всем красителям.

Устойчивость окрасок зависит не только от характера связей, но и от растворимости красителя и его распределения в волокне. Последнее свойство отражает прочность окрасок к трению. Светостойкость окрасок зависит, в первую очередь, от устойчивости хромофорной системы красителя (совокупности функциональных групп красителя, обусловливающих его цветность) к действию солнечных лучей.

Данное произведение размещено по согласованию с ООО «ЛитРес» (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом