Ковтун Л.Г. Химическая технология отделки трикотажных изделий

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 9. Мерсеризацион-

ная машина «Стабило-

Флоу» для мерсеризации

кругловязаного неразре-

занного полотна

кругловязаных разрезанных полотен и для мерсеризации кругло-

вязаных неразрезанных полотен (в виде трубки). Мерсеризация

полотна в виде трубки, имеет ряд преимуществ: в неразрезан-

ном полотне нет необходимости проклеивать кромки для пре-

дотвращения их закручивания; легче осуществлять контроль

за изменением длины и ширины полотна; меньше перекаши-

ваются петли; процесс более экономичен благодаря примене-

нию системы рециркуляции промывных вод; машины имеют

меньший габарит и потребляют меньше энергии.

На ряде предприятий установлены машины «Стабило-Флоу»

фирмы «Тис» (ФРГ). Перед подачей в накопитель 1(выщелачи-

ватель) полотно проходит заправочное устройство 1 (рис. 9),

где расправляется по ширине. В накопителе 2 U-образной формы

осуществляется обработка трикотажного полотна растворами

щелочи. Продолжительность обработки (время нахождения по-

лотна в накопителе) 40—60 с. Концентрация щелочи 260—

275 г/л, уровень раствора 60—65 см, что соответствует вмести-

мости накопителя 400 л. Одновременно в накопителе может

находиться 1—4 куска трикотажного полотна.

После обработки щелочью полотно поступает на участок

стабилизации 3. Равномерное натяжение трикотажного полотна

создается круглым ширителем, заправленным внутрь трубки. Из-

меняя диаметр ширителя, можно регулировать усадку трико-

тажных полотен. В конце участка стабилизации полотно стяги-

вается с ширителя тянульными валиками, которые одновременно

отжимают полотно после промывки. Промывку полотна осуще-

ствляют на участке стабилизации. Участок этот очень короткий,

поэтому остаточная щелочность достигает 60 г/кг полотна.

Скорость перемещения полотна 10 м/мин, степень отжима после

обработки щелочью 170 %, после промывки 110 %. Температура

промывки 90 °С. Машину обслуживает один человек.

Рис. 10. Машины для мерсеризации пряжи

в мотках

Из-за высокого содер-:

жания щелочи в полотне •

после выхода из мерсе- ;

ризационной машины оно '

перед крашением подвер-

гается промывке в маши-

нах МКП-1 или в эжек-

торных машинах. Для

.улучшения пропитки су-

рового полотна ш,елочью

в щелочные растворы вво-

дят смачиватели, устойчи-

вые к действию щелочей

концентрации 3—5 г/л.

На машине «Стабило-

Флоу» можно проводить

как горячую (до 90 °С),

так и холодную (25 "С)

мерсеризацию, но чаще

всего применяют мерсеризацию при температуре 60 °С.

Мерсеризацию пряжи можно проводить в жгуте и в мотках.

Для мерсеризации пряжи в мотках применяют машины с вер-

тикальным и горизонтальным расположением валов. К машинам

с вертикальным расположением валов относятся машины фирмы

«Меканотессиле» (Италия), а с горизонтальным расположением

валов — машины объединения «Текстима» (ГДР) и ММП-1

(СССР). Процесс мерсеризации пряжи на этих машинах пока-

зан на рис. 10.

. Основными рабочими органами машины являются два обре-

зиненных вала 1 (рис. 10, а) и 2 и отжимной вал 3. Мотки пряжи

надевают на обрезиненные валы, валы разводят и создают не-

обходимое (4—5%) натяжение пряжи (рис. 10,6). Под валь!

подводят ванну 4 со щелочью и поднимают ее так, чтобы валы

с надетой на них пряжей наполовину были погружены в рас-

твор. Валы приводят во вращение. Обработку пряжи сначала

ведут без отжима, а затем при непрерывном отжиме с помощью

отжимного вала 3.

Применение принципа «отжим — пропитка — отжим» позво-

ляет интенсифицировать процесс пропитки и способствует глубо-

кому прониканию щелочи в глубь пряжи. Концентрация щелочи

в ванне 250—280 г/л, обработку ведут в течение 2—3 мин при

температуре 20°С. Затем ванна опускается, под валы подво-

дится лоток для сбора промывных вод. Через спрыски 5

(рис. 10, в) подают воду, которая стекает в лоток. После про-

мывки пряжу отжимают и, сблизив валы 3 (рис. 10, г) и 2, сни-

мают мотки пряжи с рабочих валов. Далее пряжу подвергают

дополнительной промывке и кисловке для нейтрализации щелочи.

Промывку и кисловку проводят или в пряжекрасильных аппа-

ратах, или в кисловочных машинах.

В последние годы для мерсеризации текстильных материалов

было предложено использовать безводный жидкий аммиак.

Технология применения жидкого аммиака для мерсеризации

разработана учеными ИХТИ под руководством проф. Б. Н. Мель-

никова.

Мерсеризация жидким аммиаком имеет ряд преимуществ пе-

ред классической мерсеризацией гидроксидом натрия. Жидкий

аммиак представляет собой сильнополярную жидкость, обладаю-

щую интенсивными сольватирующими свойствами, поэтому он

быстро смачивает даже суровое хлопковое волокно, проникает

внутрь него и взаимодействует с целлюлозой. Благодаря этому

процесс мерсеризации практически полностью заканчивается за

1—2 с. О^аботку жидким аммиаком проводят при температуре

— 33°С. После мерсеризации аммиак может быть регенериро-

ван, для чего его удаляют из волокнистого материала или путем

обработки горячей водой, или высушиванием текстильного мате-

риала. \

Применение жидкоаммиачной технологии позволяет совмес-

тить ряд операций, в частности мерсеризацию с заключительной

отделкой текстильных материалов синтетическими смолами. Кро-

ме того, замечено, что обработка жидким аммиаком повышает

реакционную способность гидроксильных групп целлюлозных во-

локон, что обеспечивает высокую фиксацию активных краьите-

лей. Возрастает также скорость поглощения красителя волокном.

Например, если сразу после обработки жидким аммиаком тек-

стильный материал обработать горячими водными растворами

красителей, аммиак мгновенно испарится из волокна, в субмик-

роскопических порах создастся вакуум и раствор красителя

быстро их заполнит, чем и объясняется увеличение скорости

крашения.

Однако применение жидкоаммиачной технологии пока еще не

нашло широкого распространения, что в значительной мере .свя-

зано с особыми требованиями, предъявляемыми к оборудова-

нию: полной герметизации узла обраббтки текстильного мате-

риала жидким аммиаком и необходимостью наличия установки

для рекуперации жидкого аммиака. Машины эти дороги и слож-

ны в эксплуатации. В случае разгерметизации возникает опас-

ность попадания паров аммиака в рабочую зону цеха.

2.5. ПОДГОТОВКА ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН

ИЗ ИСКУССТВЕННЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Общим для трикотажных полотен из искусственных и синте-

тических волокон является то, что они не содержат трудноуда-

ляемых естественных примесей. Поэтому подготовку этих воло-

кон к крашению и печатанию проводят в относительно мягких

условиях. В процессе подготовки удаляют вещества, нанесен-

ные в процессе прядения, перемотки, вязания: замасливатели,

антистатики, водорастворимые красители, наносимые для марки-

ровки, и т. д.

Весь процесс подготовки, так же как и для целлюлозных

волокон, состоит из двух основных операций: отваривания и

беления, которые чаще всего объединяют, а иногда беление

вообще исключают, так как искусственные и синтетические

нити приходят на трикотажные предприятия уже отбеленными

(беление осуществляется в процессе производства). Их подвер-

гают только отвариванию. Однако если изделие выпускается

в белом цвете или если полотно предназначено для белоземель-

ной печати или окраски в пастельные тона, полотна необходимо

дополнительно отбелить, особенно если они связаны из пряжи.

При подготовке трикотажных полотен отваривание предназ-

начено не только для удаления замасливателей. При отвари-

вании в водной среде происходит выравнивание структуры и

снятие внутренних напряжений,- возникших в нитях в процессе

прядения и вязания. Эту же цель преследует и специальная

операция — термостабилизация, о которой речь будет идти не-

сколько позже. Выравнивание внутренней структуры обеспечива-

ет равномерное окрашивание трикотажных полотен, а у поло-

тен, связанных из окрашенного волокна или окрашенных нитей,

повышается формоустойчивость.

Полотна из вискозных нитей. Отваривание как самостоятель-

ную операцию проводят для пестровязаных полотен,' а также

для сильно загрязненных и замасленных полотен. В остальных

случаях ее совмещают с белением или крашением. Отваривание

трикотажных полотен из вискозных нитей проводят на оборудо-

вании периодического или непрерывного действия при темпера-

туре 95—98°С. На оборудовании периодического действия отва-

ривание осуществляют в растворе, содержащем 1—2 г/л смачи-

вателя (ПАВ) и 1—2 г/л соды или тринатрийфосфата, в те-

чение 30—45 мин.

Так как гидратцеллюлозные волокна в водной среде набу-

хают и теряют механическую прочность, а также обладают

низким модулем упругости, трикотажные полотна из них необ-

ходимо обрабатывать на оборудовании, которое обеспечивает

минимальные механические воздействия, особенно натяжение.

Беление вискозных полотен проводят в слабощелочных рас-

творах пероксида водорода при температуре 80—90 °С в течение

30—60 мин (в зависимости от вида переплетения и поверхност-

ной плотности полотна) в ванне, содержащей 4—6 г/л 30 %-го

раствора пероксида водорода (пергидроля), 0,8—1 г/л силиката

или метасиликата натрия, Л г/л кальцинированной соды NaaCOs

или 0,2—0,25 г/л гидроксида натрия, 0,5—1 г/л поверхностно-

активного вещества (смачивателя). Обработка оптически отбели-

ваю1дим веществом может производиться как одновременно с

белением (в этом случае оптически отбеливающие вещества

должны быть устойчивы к действию окислителей), так и после

промывки (в этом случае оптически отбеливающее вещество до-

бавляют в последнюю промывную ванну в количестве 0»05 г/л,

обработку проводят при температуре 40°С в течение 15—20 мин).

Можно также нанести ООВ плюсованием переД высушиванием.

Как уже говорилось, недостатком беления в присутствии

силиката натрия является образование силикатных осадков на

оборудовании и на волокне. Образование осадков на волокне

приводит к повышению жесткости и прорубанию полотна при

пошиве. При белении вискозных трикотажных полотен можно

рекомендовать использование в качестве стабилизатора моче-

вины в сочетании, с гексаметафосфатом натрия. Кроме того,

большой интерес для беления полотен и изделий из вискозных

нитей представляет применение твердых пероксидных соедине-

ний, например пероксогидрата мочевины.

Полотна из ацетатного и триацетатного волокон. Так же как

и вискозное волокно, ацетатные и триацетатные нити обрабо-

таны замасливателем, который удаляют в процессе отваривания.

Беление полотен из ацетатных и триацетатных нитей выполняют

только в том случае, если изделия выпускаются в белом цвете.

Отваривание трикотажных полотен из ацетатных нитей про-

водят при температуре 70 °С в нейтральных растворах неионо-

генного ПАВ, так как ацетатное волокно очень чувствительно

к действию щелочей, особенно при нагревании. Под действием

щелочей происходит омыление уксуснокислого эфира:

[СбН702(0Н)(С0СНз)]л

НгО

NaOH

[СбН702(0Н)з]„ -f СНзСООМа.

Однако в ряде случаев отваривание и беление совмещают

с S-отделкой, заключающейся в поверхностном омылении волок-

на. В этом случае отваривание проводят в слабощелочной среде

в присутствии карбоната натрия. Беление полотен из ацетатных

и триацетатных нитей можно выполнять хлоритом натрия, надук-

сусной кислотой, дихлоризоциануратом натрия, а также дитиони-

том натрия. Если беление совмещают с S-отделкой, его проводят

пероксидом водорода в слабощелочной среде.

в процессе подготовки к крашению и печатанию полОтна из

триацетатных нитей подвергаются в основном тем же операциям,,

что и полотна из диацетатных нитей: отвариванию, промывке-

релаксации и белению. Но отваривание и беление этих полотен

может проходить в щелочной среде (в растворах карбоната

натрия или гидроксида натрия) при условии, что общая щелоч-

ность не превышает 0,5 г/л, так как триацетатные нити более

устойчивы к действию разбавленных щелочей, чем диацетатные

волокна.

Для повышения белизны отваренные и отбеленные трикотаж-

ные полотна обрабатывают растворами ООВ.

Полотна из синтетических волокон и нитей. Для удаления

замаслйвателей с трикотажных полотен из синтетических воло-

кон и нитей их подвергают отвариванию в растворах, содержа-

щих 1—4 г/л анионоактивных или неионогенных ПАВ и 1—2 г/л

карбоната натрия или тринатрийфосфата, при температуре 70—

98 °С, используя периодический или непрерывный способ. В слу-

чае выпуска в белом цвете или крашения в пастельные тона эти

полотна подвергают белению, что позволяет получить чистые

яркие цвета.

Для беления Полотен из полиамидного волокна наиболее

безопасно применять хлорит натрия, так как полиамидные во-

локна очень чувствительны к действию окислителей. Беление

осуществляется в течение 40—60 мин при. температуре 80—

85 °С при рН 3,5, полученном с помощью муравьиной кислоты.

Концентрация хлорита натрия 1—2 г/л, активатора хлорита

натрия (чаще пирофосфата натрия) 0,75—1,5 г/л. После беления

полотно тщательно промывают для удаления остатков хлорита

натрия.

Кроме того, для беления могут быть рекомендованы восста-

новители. В ряде случаев, для очень мягких условий, допуска-

ется применение пероксида водорода, особенно если белению

подвергают полотна, изготовленные из полиамидного волокна в

сочетании с хлопком или вискозными нитями. Отбеленные три-

котажные полотна из полиамидных нитей желтеют в процессе

эксплуатации значительно меньше, чем неотбеленные.

Полиэфирное волокно, как правило, имеет достаточно хоро-

шую белизну, поэтому обычно ограничиваются отвариванием и

обработкой ООВ. Однако иногда волокно имеет желтоватый

оттенок. В этом случае для беления рекомендуется применять

хлорит натрия. Пероксид водорода и гипохлорит натрия хотя

и не повреждают волокно, но недостаточно эффективны. При

обработке ими белизна практически не улучшается. Полотна

отбеливают в растворах, содержащих 3—5 г/л хлорита натрия,

при рН 3,5 (эту кислотность обеспечивают с помощью муравьи-

ной,. щавелевой или фосфорной кислоты), в течение

—1,5 ч при

температуре 90—95 "С. Однако даже хлоритное беление недоста-

точно, эффективно.

Полотна из полиакрилонитральных (ПАН) волокон чаще

всего подвергают только отвариванию и оптическому белению.

Некоторые ПАН-волокна (куртель, долан) чувствительны к дей-

ствию кислородсодержащих окислителей, которые могут вызвать

нежелательное пожелтение волокна. Такое пожелтение может

произойти и после обработки этого волокна в щелочных средах

при высоких температурах, что объясняется омылением нитриль-

ных групп в этих условиях. Поэтому при их обработке отвари-

вание желательно проводить в нейтральной среде. В случае не-

обходимости беления используют хлорит натрия. Работы, прове-

денные в ЛИТЛПе, показали, что хорошие результаты могут

быть получены при использовании для беления дихлоризоциану-

рата натрия. Концентрация дихлоризоцианурата не превышает

1—3 г/л активного хлора, температура беления 80—90 °С,

рН 3,5—4,5, продолжительность обработки 30—45 мин.

Полиуретановые волокна подвергают промывке в растворах

ПАВ в присутствии пирофосфата натрия при температуре не

выше 60 °С. При необходимости беления этих волокон могут быть

использованы восстановители (например, гидросульфит натрия

или дитионит натрия) концентрации 1—2 г/л и ООВ.

Поливинилхлоридные волокна в процессе подготовки подвер-

гаются отвариванию и белению. Отваривание-размасливание

проводят в растворах, содержащих неионогенное или анионоак-

тивное ПАВ (1—2 г/л), кальцинированную соду (0,5 г/л) и гек-

саметафосфат натрия (0,25 г/л), при температуре 40—50°С в

течение 30 мин. Для беления наиболее целесообразно исполь-

зовать 80 %-й раствор хлорита натрия концентрации 1—3 г/л

при рН ванны 3—3,5 в присутствии "фосфорной или серной кисло-

ты. Продолжительность беления 2—3 ч, температура раствора

50—60 °С. Однако высокой степени белизны получить не удается.

Трикотажные полотна и изделия из поливинилспиртовых во-

локон подвергают отвариванию-размасливанию и белению. Отва-

ривание проводят в растворах синтетических моющих веществ

анионоактивного или неионогенного типа. Концентрация ПАВ в

растворе 1—2 г/л, температура 80—90 °С, время обработки

30—45 мин. Для беления могут быть использованы гипохлорит

натрия, хлорит натрия или дихлоризоцианурат натрия.

Трикотажные полотна из синтетических волокон и нитей,

окрашенных в массе, в волокне или жгуте, а также пестровяза-

ные полотна в отделочном производстве подвергаются только

промывке-релаксации для удаления замасливатёля. Пестровяза-

ные изделия подвергаются белению в редких случаях.

Оборудование для подготовки полотен из искусственных и

синтетических волокон к крашению и печатанию. Подготовку

полотен из вискозного волокна и из смеси целлюлозных и гидрат-

целлюлозных волокон с синтетическими волокнами можно

проводить в отбельных линиях, применяемых для беления хлоп-

чатобумажных трикотажных полотен.

Отваривание и беление трикотажных полотен из синтети-

ческих и искусственных волокон можно выполнять в оборудова-

нии периодического действия — жгутовых красильно-промывных

машинах, эжекторных машинах или в аппаратах навойного

типа. Особенно это удобно в том случае, если далее следует

крашение. Однако оборудование периодического действия имеет

низкую производительность, а кроме того, при обработке в

жгуте вследствие термопластичности синтетических и ацетатных

волокон могут образоваться заломы и замины. Поэтому про-

мывку-релаксацию, отваривание и беление трикотажных полотен

из синтетических и искусственных волокон лучше проводить

в машинах непрерывного действия в расправленном состоянии.

В последние годы создан целый ряд линий и аппаратов для

непрерывной обработки трикотажных полотен врасправку. Внед-

рение таких линий позволяет решить целый ряд проблем, возни-

кающих при отделке трикотажных полотен из искусственных и

синтетических волокон в жгуте и обусловленных особенностями

структуры трикотажных полотен и свойствами термопластичных

синтетических волокон. Непрерывная обработка в линиях осуще-

ствляется при минимальйом натяжении, что обеспечивает высо-

кую степень релаксации и хорошую очистку от сопутствующих

веществ, а также устраняет возможность образования муарис-

тости, заломов и заминов. Непрерывные способы отделки более

производительны и экономичны. Их использование позволяет

снизить стоимость обработки, повысить производительность тру-

да, уменьшить расход воды. Процесс может быть полностью

автоматизирован.

В нашей стране для отваривания, промывки, беления се-

рийно выпускается машина МП-220Т (рис. 11). Интенсивная

промывка в этой машине достигается благодаря использованию

принципа «пропитка отжим — пропитка» и обеспечивается от-

жимными валами и спрысками, через которые подается моющий

раствор. Трикотажное полотно проходит между шестью отжим-

ными валами 3 и центральным большим барабаном /. Внизу

машины находятся две ванны 4, внутри которых расположен

змеевик глухого пара для нагревания раствора. Моющий рас-

твор, содержащий 1—2 г/л ПАВ, разбрызгивается через спрыс-

ки 2 на полотно. Использованный раствор стекает в резервуар

и с помощью насоса 5 опять подается в спрыски. Ванны выпол-

нены из нержавеющей стали. Обычно эти машины агрегируют

по две-три в линию. Полотно перемещается со скоростью 20—

60 м/мин.

Рис. 11. Промывная машина МП-220Т

Для промывки-релаксации трикотажных полотен из текстури-

рованных синтетических нитей применяют оборудование барабан-

ного типа. К, такому оборудованию относятся линии фирм

«Фляйснер» (ФРГ), «Ариоли» и «Изотекс» (Италия), линия

«Трикотекс» фирмы «Кляйневеферс» (ФРГ). Основным рабочим

органом оборудования этого типа является перфорированный

барабан из нержавеющей стали, который вращается в ванне,

заполненной моющим раствором. Моющий раствор проходит

через перфорацию внутрь барабана и отсасывается из него.

Благодаря разности давлений снаружи и внутри барабана

полотно, огибающее барабан, прижимается к поверхности бара-

бана потоком жидкости и таким образом транспортируется в про-

цессе вращения барабана.

Из-за дифференцированного регулирования частоты враще-

ния барабана, скорости подающего конвейера и частоты вра-

щения отжимных валов полотно на поверхности барабана обра-

зует небольшие складки, благодаря чему и достигается усадка

полотна.

7 г

Рис. 12. Промывная линия'ЛРП-220Т с сетчатыми барабанами

Для повышения объемности и достижения высокой степени

релаксации трикотажных полотен из синтетических текстуриро-

ванных нитей некоторые линии («Трикотекс», «Изотекс» и др.)

оборудованы релаксационными камерами, в которых полотно

транспортируется, находясь в свободном состоянии, на сетчатой

конвейерной ленте в среде пара или раствора. Максимальное,

повышение объемности (на 8—12 %) достигается при температу-

ре выше 80 °С и продолжительности не менее 30 с. Повышение

объемности и релаксация полотна перед крашением способ-

ствуют улучшению грифа и повышению качества изделий.

В этом оборудовании также проводится промывка-релакса-

ция пестровязаных трикотажных полотен и полотен, связанных

из волокна и нитей, окрашенных в массе.

Созданная в нашей стране линия ЛРП-220Т предназна-

чена для промывки-релаксации и промывки после печати всех

видов полотен в расправленном состоянии. В настояш1ее время

проектируется более совершенная модель на базе существующей.

На линии ЛРП-220Т обрабатываются полотна поверхностной

плотности 120—300 г/м^ и шириной 1000—2000 мм (рис. 12).

Трикотажное полотно из тележки проходит в заправочное уст-

ройство 1, на котором осуществляется расправление кромок

и центрирование полотна.

Далее полотно попадает в замачивающую ванну 2, отжима-

ется валами и поступает в машину предварительной промывки,

где промывается моющим раствором, подаваемым на полотно

чёрез спрыски, затем полотно поступает в три пропиточно-про-

мывные ванны с перфорированными барабанами 3, первую

релаксационную машину 4, опять промывается в трех промыв-

ных ваннах с перфорированными барабанами, проходит через

еще одну релаксационную камеру, промывается, отжимается

и укладывается в тележку. Между соседними релаксационными

машинами и промывными ваннами установлены отжимные

валы 5. Для снижения расхода воды при промывке предусмотрен

противоток между смежными ваннами. Контроль технологиче-

ского процесса осуществляется средствами автоматики, которы-