Едва снятая с ткацкого станка ткань всегда нуждается в дальнейшей обработке, так как не имеет готового к реализации вида. Поэтому следующий этап производства – это отделка ткани одним из видов обработки.
В настоящее время разнообразие и свойства тканей удивляет. Это объясняется появлением большого количества способов отделки, одним из которых является шлихтовка.
Определение шлихтования
Чтобы уменьшить износ ткани при частом растяжении в процессе ткачества, нити пропитывают тонким слоем шлихты (клеящего состава). Это и есть шлихтование ткани. Для приготовления шлихты могут быть использованы клеящие составы химического или натурального происхождения. Результатом шлихтования является склеивание волокон между собой. Это, в свою очередь, повышает естественное сцепление между ними. Нить становится гладкой, что позволяет снижать ее трение при прохождении ткацкого станка.
Чтобы качество ткани на выходе соответствовало заявленным нормам, требуется процесс расшлихтовки. Это физико-химический процесс, в ходе которого с ткани удаляется шлихта. Выбор правильных способов расшлихтовки зависит от состава шлихты и характера волокон. В настоящее время большую часть основ покрывают производными крахмала. Поэтому расшлихтовка ткани в таком случае – это ее обработка, которая обеспечивает перевод крахмала в растворимые продукты, легко удаляющиеся водой.
Шлихтование и аппретирование
Если шлихтование – это нанесение на ткань клеящего состава, для лучшей проходимости через ткацкий станок, то аппретирование – это финальная стадия нанесения состава на ткань, для придания ей прочности, несминаемости и гладкости уже на выходе с производства, для дальнейшей эксплуатации потребителем.
Отделкой ткани называют физико-химические процессы, в результате которых из суровых полотен из ткацких станков получают готовые ткани, имеющие товарный вид и готовые к дальнейшей реализации. Способов обработки и отделки тканей существует множество. Но все они имеют одну цель – улучшить физические и эстетические качества уже готовой ткани.
2.1.2. Расшлихтовка
Основной задачей расшлихтовки является удаление из ткани шлихты, наносимой с целью упрочнения нитей основы перед ткачеством.
Выбор рациональных способов расшлихтовки определяется составом шлихты и природой волокнистого материала.
В хлопчатобумажном производстве значительная часть основ шлихтуется составами на основе крахмала и его производных. Следовательно, задачей расшлихтовки является перевод крахмала в растворимые в воде продукты с их последующим удалением путем промывки. Традиционными веществами, используемыми для расшлихтовки, являются кислоты и окислители. Кислоты гидролизуют крахмал до водорастворимых продуктов, а окислители резко снижают его степень полимеризации. Однако применение указанных веществ связано с определенным риском, так как не исключено их деструктирующее воздействие на целлюлозу.
Наряду с крахмалом, шлихта содержит синтетические продукты на основе поливинилового спирта, полиакрилатов, поливинилацетатов и др. При их использовании возникают более прочные связи, удерживающие шлихту на волокне. В настоящее время значительные трудности удаления шлихты вызваны увеличением ее количества на ткани и введением в ее состав вспомогательных веществ (антиоксидантов, ингибиторов коррозии, регуляторов вязкости, замасливателей). Перечисленные добавки улучшают качество шлихтования, но повышают устойчивость шлихты к химическим реагентам, используемым при ее удалении.
В современных способах расшлихтовки доминируют два направления: применение ферментов, устойчивых к действию высоких температур, и использование окислителей.
Ферменты являются эффективными катализаторами гидролитической деструкции крахмала. Они представляют собой продукты жизнедеятельности некоторых растений, животных и микроорганизмов. Их основное преимущество в высокой избирательности действия на крахмал без повреждения целлюлозы. Действие ферментов в значительной степени зависит от рН среды и температуры. Они не выдерживают сильнощелочных сред и высоких температур. Наиболее эффективно применение бактериальных ферментов, например, амилаз, устойчивых в диапазоне температур 85– 120 о
Читайте также: Ткань для мужских брюк брезент
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Расшлихтовка. Назначение этой операции заключается в удалении шлихты, наносимой на нити основы перед процессом ткачества для их упрочнения и снижения обрывности
Физико-химические операции
Механические операции
Опаливанию подвергают почти все хлопчатобумажные ткани, за исключением марли, полотенечных, ворсовых (бумазея, байка, фланель) и пестротканых тканей.
Опаливание необходимо для удаления с поверхности ткани выступающих волоконец. Не опаленная окрашенная ткань имеет белесоватую окраску, причиной которой является рассеяние света от окрашенных выступающих волоконец. Отрыв выступающих волоконец с ткани в процессе печатания и попадание их в зазор между раклей и печатным валом являются причиной брака, называемого щелчки.
Таким образом, опаливание является операцией, необходимой для повышения качества готовых хлопчатобумажных тканей.
Основным рабочим органом современных опаливающих машин являются газовые горелки различной конструкции. Наибольшее распространение получили радиационно-конвективные горелки.
Опаливание ткани производят не самим пламенем горелки, а ИК-излучением керамической насадки, разогревающейся до температуры белого каления. Горелками такого типа оснащены отечественные газоопаливающие агрегаты ГО-240М, в состав которых входит пухоочистительная машина, опаливающая машина с четырьмя горелками, искрогаситель, ванна для замачивания, отжимные валы, выборочный механизм и тканеукладчик.
Во избежание возгорания ткань после опаливания попадает в искрогаситель парового или водяного типа. Наличие в агрегате ванны для замачивания позволяет использовать ее для промывки ткани одним из препаратов, необходимым для последующих операций расшлихтовки.
Стрижке подвергают некоторые виды тканей, например сатины, для обеспечения нужного качества окраски, особенно в темные цвета. Стрижку осуществляют на стригальных машинах. На наждачной машине обрабатывают суровые ткани из хлопковых волокон низких сортов с целью удаления из них механических примесей (кожица семян, остатки семенных коробочек, листочков кустарника и др.).
Расшлихтовка, отварка, отбеливание и мерсеризация относятся к физико-химическим операциям. Хотя каждая из этих операций будет рассмотрена в отдельности, следует отметить, что в настоящее время прослеживается четкая тенденция совмещать отдельные операции в целях интенсификации всего процесса беления. Особенно четко эта тенденция проявляется в непрерывных процессах беления.
В качестве шлихты используют пленкообразующие полимерные материалы, способные на поверхности пряжи (нити) после пропитывания и сушки образовывать полимерную пленку. Склеивая элементарные волокна пряжи между собой, шлихта придает им большую механическую прочность. Из вспомогательного препарата на стадии ткачества в отделочном производстве шлихта превращается в технологическое загрязнение, препятствующее последующим процессам крашения и печатания (затрудняет диффузию красителя в элементарные волокна). Поэтому необходимо по возможности полно удалить шлихту из ткани.
В качестве шлихты чаще всего используют различные крахмалы (маисовый, картофельный и др.), их эфиры, эфиры целлюлозы, поливиниловый спирт. Наибольшие трудности возникают при расшлихтовке тканей от крахмала, так как для полного удаления крахмал необходимо перевести в водорастворимое состояние путем деполимеризации до низкомолекулярных сахаров (глюкозы, мальтозы) или их олигомеров.
Деполимеризация крахмала, который является смесью двух полисахаридов линейной амилозы и разветвленного амилопектина основана на разрушении α-глюкозидной (в отличие от β-глюко-зидной в целлюлозе) связи.
Устойчивость к гидролизу α-глюкозидной связи (крахмал) существенно ниже, чем β-глюкозидной связи (целлюлоза), поэтому эту компромиссную технологическую задачу (разрушение крахмала при сохранении целлюлозы) удается решить достаточно успешно, подбирая условия гидролиза (природа реагента, его концентрация, рН, температура и время).
Гидролиз α-глюкозидной связи может осуществляться бактериальным, химическим и ферментативным способами.
Операция расшлихтовки тканей из целлюлозных волокон осложняется тем, что целлюлоза и крахмал являются полисахаридами, и гидролиз крахмала в той или иной степени сопровождается нежелательным гидролизом целлюлозы.
Читайте также: Все части листа состоят из клеток тканей да или нет
Бактериальный способ расшлихтовки. Этот способ является наиболее старым, продолжительным по времени, но самым простым по аппаратурному оформлению.
Ткань замачивают на пропиточной машине теплой водой и укладывают в хранилища (бетонные ящики) на 10—16 ч. За это время на поверхности влажной ткани развиваются бактерии, питательной средой для которых является крахмал. Бактерии выделяют ферменты, которые гидролизуют крахмал, переводя его в водорастворимое состояние. После вылеживания в ящиках ткань направляют на промывку для удаления продуктов гидролиза крахмала. Такая технология, которую можно назвать полунепрерывной (операции пропитывания и промывки непрерывные), позволяет удалить из ткани 60 — 70% шлихты.
Химические способы расшлихтовки.Эти способы основаны на кислотном гидролизе или окислительной деструкции крахмала.
Кислотный гидролиз крахмала осуществляют пропитыванием ткани 0,5-1 %-ным раствором серной кислоты при температуре 40 °С с последующим вылеживанием в течение 4 ч и последующей промывкой. Нельзя допускать обсыхания ткани при вылеживании, так как при этом резко возрастает концентрация кислоты на ткани, что может вызвать кислотный гидролиз целлюлозы.
В результате обработки растворами кислоты удаляется 70 % шлихты (крахмала) и другие загрязнения — прежде всего зольные (минеральные) примеси, что чрезвычайно важно для качественного отбеливания тканей перекисью водорода. Зольные примеси могут быть причиной каталитического разложения перекиси водорода. Остаток золы в ткани после расшлихтовки кислотой составляет не менее 0,1 %, в то время как после замачивания в теплой воде содержание зольных примесей составляет 0,15—0,25%.
Окислительная деструкция основана на преимущественном действии окислителей на крахмал, а не на целлюлозу. Окислители окисляют гидроксильные группы элементарных звеньев амилозы и амилопектина в альдегидные и кетонные, которые делают крахмал чувствительным к щелочному гидролизу по α-глюкозидной связи. Поэтому последующая после обработки окислителями промывка горячей водой переводит крахмал в водорастворимое состояние и удаляет его из ткани.
В качестве окислителей используют гипохлорит натрия, вещества, его выделяющие, а также бромит натрия и перекисные соединения. Наиболее удобно для этой цели использовать 1-2 %-ные растворы перекиси водорода, содержащие 7-15 г/л. NaOH. Ткань пропитывают этим составом при температуре 20-40 °С, запаривают в течение 1-5 мин и промывают. Степень удаления крахмала достигает приблизительно 80 %. Если запаривание проводить более 2 мин, то одновременно с расшлихтовкой идет частичное отбеливание ткани.
Расшлихтовка гипохлоритом совмещается с отбеливанием и включает пропитывание растворами, содержащими 1,5 г/л активного хлора при температуре 35 °С, вылеживание в течение 2-4 ч и промывку. При этом крахмал удаляется практически полностью, а степень белизны достигает приблизительно 80 %.
Расшлихтовку можно проводить ароматическим хлорамином Т, который, гидролизуясь в воде, выделяет хлорноватистую кислоту по схеме.
Хлорноватистая кислота окисляет крахмал.
В последние годы в качестве расшлихтовывающего препарата находит применение бромит натрия NaBrO2, который избирательно окисляет вторичные гидроксильные группы глюкозных остатков крахмала до альдегидных и тем самым придает крахмалу растворимость в горячих щелочных растворах.
Расшлихтовку ведут щелочным (NaOH — 20 г/л, рН ≥ 10) раствором бромита при температуре 50 °С. Продолжительность последующей обработки определяется температурой, концентрацией бромита и щелочи. При рН 10, комнатной температуре и расходе бромита около 0,1 % (считая активный бром) массы ткани время вылеживания составляет 10—20 мин. Если ткань пропитать высоко щелочным (NaOH — 30 г/л) раствором бромита (активного брома 4,5 г/л) в присутствии ПАВ (3 г/л), отжать до 70 %-ного привеса, то обработка в паровой среде должна вестись в течение 45 с с последующей промывкой.
Читайте также: Краски для ткани рукоделие
Растворы бромита вызывают ускоренную коррозию аппаратуры, поэтому детали машин, соприкасающиеся с ними, должны быть изготовлены из нержавеющей стали с содержанием молибдена 2,5 %.
Ферментативные способы расшлихтовки. Наиболее перспективным способом расшлихтовки является использование биологических катализаторов ферментов (энзимов), отличающихся высоким селективным, направленным действием. Ферменты чувствительны к высоким температурам (низкая энергия активации реакции), активны в узком интервале значений рН. В зависимости от природы разлагаемых ими веществ энзимы делят на амилазы (амилоза), целлюлазы (целлюлоза), протеазы (белки), лигниназы (лигнин) и др.
В зависимости от происхождения энзимы делят на растительные, животные, плесневые и бактериальные. Впервые энзимы растительного происхождения стали применяться в середине прошлого века, когда в теплую воду для расшлихтовки добавляли ячмень. Ускорение процесса расшлихтовки за счет энзимов, экстрагируемых из ячменя (мальт), было незначительным.
В начале XX в. стали применять энзимы животного происхождения, полученные экстракцией из поджелудочной железы крупного рогатого скота (панкреатины). В это же время была разработана технология получения в чистом виде энзимов из ячменя — мальт. Оба энзима (мальт и панкреатин) проявляют активность при низких температурах и требуют значительного времени для гидролиза крахмала, состав этих энзимов трудно строго контролировать.
В последние годы с развитием микробиологической промышленности во всем мире и в нашей стране практическое применение находят энзимы бактериального происхождения, которые культивируют в соответствующей среде при контролируемых условиях. Затем отделяют бактерии центрифугированием, а из жидкости получают энзимы. Эти препараты под различными названиями (супербиолаза, аминосубтилин и др.) применяются для расшлихтовки текстильных материалов.
Все энзимы типа амилаз по механизму действия на амилозу делятся на два класса: декстриногенные, или α-амилазы, и са-харогенные, или β-амилазы.
Общим для α- и β-амилаз является то, что они гидролизуют глюкозидные связи в амилозе и амилопектине, но механизм этого гидролиза и температура, при которой он начинается, различные.
Места атаки α-амилазы цепей амилозы и амилопектина неопределенны, т. е. ее действие беспорядочное, поэтому степень полимеризации быстро снижается, α-амилаза быстро разжижает крахмал, переводя его в водорастворимый декстрин.
Что касается β-амилазы, то она последовательно отщепляет концевые звенья мальтозы с конца цепи, способного восстанавливаться. Однако процесс деструкции идет медленно, а во фракциях амилопектина деструкция прекращается в точках разветвления цепи.
В табл. приведены оптимальные условия действия амилаз различного происхождения.
Важным фактором, влияющим на активность энзимов, является присутствие в системе нейтральных электролитов, которые содержатся в реальных биологических системах действия ферментов.
В настоящее время в качестве расшлихтовывающего препарата применяется панкреатин (1—3 г/л), раствором которого при температуре 35—55 °С и рН 6,5—7,5 в присутствии NaCl (2 г/л) пропитывают ткань, выдерживают ее в течение 30—45 мин, а затем промывают.
Более эффективно действует энзим бактериального происхождения амилосубтилин ГЗХ-1 (2 г/л) в уксуснокислой среде (рН 5,8—6) в присутствии NaCl (2 г/л). Расшлихтовка при температуре 60—70 °С длится всего 10—20 мин.
В связи с бурным развитием микробиологической промышленности и микробиологической науки можно ожидать появления более эффективных энзимов и их использования в отделочной отрасли не только для расшлихтовки, но и для других целей, например для удаления лигнина из природных целлюлозных волокон.
В результате операции расшлихтовки во всем мире около 180 тыс. т шлихтующих препаратов попадает в сточные воды.
Дата добавления: 2014-03-01 ; просмотров: 1318 ; Нарушение авторских прав
- 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