Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

греваемую камеру, где выдерживают в течение необходимого

времени при постоянном вращении. По окончании процесса об-

работки полотно промывают на промывных линиях.

Беление способом «Пэд-ролл» можно проводить хлоритом

натрия и пероксидом водорода. При белении хлоритом натрия

полотно в плюсовке пропитывается раствором, содержащим

хлорит натрия в количестве 10—15 г/л, муравьиную кислоту и

фосфорнокислый натрий до рН 3,8—4 или активатор в количе-

стве 5—10 г/л; для уменьшения коррозии в раствор добавляют

0,5—0,75 г/л нитрита натрия. Температура обработки 60—80°С,

продолжительность 4—6 ч.

Перед накаткой в рулон полотно проходит камеру с ин-

фракрасными нагревателями, где осуществляется предвари-

тельный нагрев полотна до заданной температуры.

При пероксидном белении способом «Пэд-ролл» полотно про-

питывают раствором, содержащим 30 %-й раствор пероксида

водорода в количестве 20—30 мл/л, гидроксид натрия 5 г/л, три-

натрийфосфат 10—12 г/л, силикат натрия 20—25 г/л, смачива-

тель 10 г/л. Температура плюсовочного раствора 30—40 °С, от-

жим до содержания влаги 80—100 %, температура обработки

75—80°С, продолжительность 2—3 ч. При использовании хло-

рита натрия камера должна быть выполнена из специальной

стали или облицована стеклопластиками.

Способ «Пэд-ролл» экономичен, позволяет обрабатывать не-

большие партии полотна. В СССР он пока не получил распро-

странения из-за отсутствия оборудования.

Все шире используются непрерывные способы беления три-

котажных полотен. Однако необходимо отметить, что внедре-

ние линий для беления в трикотажной промышленности идет

достаточно медленно, так как установка оборудования непре-

рывного действия экономически целесообразна только на пред-

приятиях большой мощности, выпускающих большое количество

отбеленных полотен или полотен, предназначенных для бело-

земельной печати.

Для беления трикотажных полотен непрерывным способом

выпускаются линии двух типов: для обработки полотен врас-

правку и жгутом.

Для обработки полотен в расправленном виде применяют

линии ЛБ-220-Т (СССР) и фирмы «Фляйснер» (ФРГ), принцип

работы на которых одинаков. Линия ЛБ-220-Т (рис. 10) пред-

назначена для беления кругловязаных трикотажных полотен из

хлопка и смеси хлопка с вискозным или полиэфирным во-

локном.

Полотно через заправочное устройство 1 поступает в пропи-

точную машину 2, где обрабатывается белящим раствором. По-

сле отжима на отжимных валах 3 полотно укладывается на кон-

вейерную ленту запарной камеры 4. Далее промывается в про-

'^777777T777777777777777T777Z^

мывных машинах с сетчатыми барабанами 5 и высушивается

в сушильной машине 6. Во время запаривания полотно транс-

портируется уложенным складками на конвейерной ленте. Про-

должительность запаривания до 60 мин в зависимости от ско-

рости движения конвейерной ленты.

Конструкция пропиточной секции и промывной машины обес-

печивает интенсивную пропитку и промывку полотна, не под-

вергая его вытягиванию и сильным механическим воздействиям.

Это достигается в результате просасьшания жидкости через по-

лотно и перфорацию барабана, к которому полотно прижато

потоком жидкости (рис. И).

Барабаны вращаются, и вместе с ними перемещается по-

лотно. Число промывных секций может быть различным, но

обычно линия включает в себя четыре промывные секции, в трех

из которых проводится промывка, а четвертую используют для

аппретирования и обработки растворами ООВ. Между промыв-

ными машинами установлены пары отжимных валов. Для пре-

дотвращения выхода пара из запарной камеры на вводе полотна

в запарную камеру установлен шлюз, а на выходе — водяной

затвор. Одновременно в линию заправляется два-три полотна

в зависимости от их ширины.

В основу технологии обработки на линии ЛБ-220-Т положен

одностадийный щелочно-пероксидный способ беления, когда бе-

ление и отваривание совмещены в одну операцию.

Пропитка полотна осуществляется белящим раствором, со-

держащим: пероксид водорода (в пересчете на 100 %-й продукт)

в количестве 10—12 г/л, метасиликат натрия (14 г/л), гидроксид

натрия (4—6 г/л), смачиватель (4 г/л), ООВ 0,5 (1 г/л). Тем-

пература раствора 40°С.

Полотно отжимают до содержания влаги 120—150 %, запа-

ривание проводится в течение 20—30 мин при температуре

100—102 °С. Затем следуют промывка, аппретирование и высу-

шивание.

Одностадийный способ экономичен, однако при непрерывном

белении возникает ряд трудностей. Вследствие кратковременно-

сти запаривания и воздействия компонентов варочного и беля-

щего растворов на полотно трудно получить высокую степень

белизны при обработке полотен, изготовленных из хлопкового

волокна низкого качества, содержащего большое количество ос-

татков коробочек и загрязнений. Это вызывает необходимость

Рис. 10, Отбельнай

линия ЛБ-220-Т

повышения концентрации химических реагентов, нужных для

удаления сопутствующих веществ, что может привести к по-

тере прочности полотна вследствие окислительной деструкции.

В целом при обработке полотен на линиях этого типа до-

стигаются высокая степень белизны, хороший гриф, мягкость,

отсутствуют заломы и замины, полотно мало вытягивается.

Производительность линии ЛБ-220-Т 500—550 кг/ч, расход

воды 20 л/кг, пара 6,8 кг/кг. Линию обслуживают четыре че-

ловека. Скорость перемещения полотна 20 м/мин. Габарит

44665X5500X3840 мм, мощность электродвигателей 280 кВт.

Наряду с этим широко используются линии для обработки

трикотажного полотна жгутом. К ним относятся линии фирм

«Кляйневеферс» и «Брюкнер» (ФРГ). При обработке жгутом

достигаются высокая скорость и отличное качество беления.

Линии, имеющие сравнительно невысокую производительность,

очень компактны, имеют меньший габарит по сравнению с ли-

ниями для обработки полотен в расправленном состоянии. Од-

нако при обработке жгутом полотна больше деформируются и

вытягиваются, особенно на линиях с джей-боксами для запари-

вания полотна вместимостью 500—1500 кг.

Линия «Колорадо С-10» фирмы «Брюкнер» (ФРГ) предназ-

начена для беления кругловязаных полотен щелочно-пероксид-

ным или двустадийным гипохлоритно-пероксидным способом.

Первый рекомендуется использовать при подготовке полотна

для последующего крашения или печатания, а второй — при

выпуске полотна в белом виде. По зарубежным данным

исследователей, двустадийный способ является наиболее эко-

номичным и надежным, обеспечивающим высокую степень бе-

лизны.

При белении на линии «Колорадо

С-10» полотна пропитываются раствором

гипохлорита натрия в пропиточной ма-

шине, отжимаются отжимными валами и

направляются в компенсатор, где вы-

леживаются в течение 30 мин при тем-

пературе 20—25 °С. Далее полотна по-

ступают в промывную машину для про-

мывки. Здесь же может осуществляться

антихлорирование благодаря подаче линии ЛБ-220-Т

воды, содержащей пероксид водорода (из промывной машины

после пероксидного беления). Затем полотно попадает в ма-

шину, состоящ,ую из десяти сапожковых камер. В первых пяти

камерах осуществляется обработка раствором пероксида водо-

рода для беления, а в остальных — промывка и аппретиро-

вание.

Нижняя часть сапожковых камер заполнена белящим рас-

твором, что увеличивает продолжительность контакта полотна

с отбеливающими веществами и тем самым повышает качество

беления. Между соседними сапожковыми камерами установлены

отжимные валы. Для сокращения расхода воды в промывных

камерах организован противоток. Вместе с тем любую секцию

можно исключить из противотока, что необходимо при нанесе-

нии аппретов.

Скорость перемещения полотна до 45 м/мин, производитель-

ность линии 500 кг/ч при удельном расходе воды 10—12 л/кг

и пара 1 кг/кг. Вместимость сапожковых камер 25—50 кг,

а компенсатора после пропитки гипохлоритом натрия не пре-

вышает 250 кг, что позволяет свести к минимуму вытягивание

полотна и его деформацию. Схема машины приведена на

рис. 12, а схема технологического процесса беления на линии

«Колорадо С-10» —на рис. 13.

Рис. 12. Отбельняя линия «Колорадо С-10» фирмы «Брюкнер»

КС

90 90

т,ми»

6 В Б

Вмести-

мость, к г

25 25 25

25 25 50 50 50

100

250

//гО,

ШВ

mClO^/i/aO/f

МгО,Г7/1В,М//, ООд,

стабилизатор

Рис. 13. Технологический процесс беления на линии «Колорадо С-10»

§ 6. МЕРСЕГ>ИЗАЦИЯ

Мерсеризацией называется процесс обработки волокнистых ма-

териалов из хлопка концентрированными растворами щелочей

с последующей промывкой для удаления щелочи. В трикотаж-

ной промышленности мерсеризации подвергают хлопчатобумаж-

ную пряжу и полотна. В результате мерсеризации хлопчатобу-

мажные изделия приобретают шелковистость, увеличиваются их

накрашиваемость, гигроскопичность, реакционная способность,

эластичность.

При мерсеризации под натяжением волокно приобретает

блеск, появление которого объясняется изменением морфологи-

ческого строения хлопкового волокна — переходом из формы

извитой скрученной спирали в цилиндрическую форму (рис. 14).

Волокно набухает, его стенки утолщаются, канал сужается, бо-

лее гладкая цилиндрическая форма способствует лучшему отра-

жению света. Наибольший блеск достигается при максималь-

ном растяжении, но при этом несколько ухудшаются накраши-

ваемость и эластичность (по сравнению с мерсеризацией без

натяжения). В то же время мерсеризация под натяжением спо-

собствует увеличению прочности на разрыв.

При крашении мерсеризованной пряжи и полотна для полу-

чения одинаковой интенсивности окраски требуется меньше кра-

сителя на 10—15 % при крашении в светлые и на 20—30 % —

в темные цвета. При этом не только увеличивается интенсив-

ность в результате увеличения сорбции красителя, но и улуч-

шаются колористические показатели окраски: чистота, яркость,

насыщенность, а также устойчивость к некоторым воздей-

ствиям, в частности к свету.

Такого рода явления объясняются изменением надмолеку-

лярной структуры волокна. В процессе щелочной обработки

волокно набухает, разрывается часть водородных связей. Пред-

полагают, что происходит поворот глюкозидных звеньев, при-

водящий к нарушению расположения (ориентации) цепей вну-

три части кристаллитов, в результате которого увеличиваются

аморфная часть и эффективный объем волокна и, как следствие,

происходит более глубокое проникновение красителя в глубь

волокна, повышаются реакционная способность и гигроскопич-

ность. Уменьшение степени кристалличности подтверждается

рентгеноструктурным анализом.

Химизм процесса состоит в том, что целлюлоза взаимодей-

ствует со щелочью с образованием щелочной целлюлозы:

[СвНА(ОН)з]„ + ЫаОН^

jCeHA(0H)20Na]„

'[QHA(OH)3-NaOH]„

Рис. 14. Попереч-

ное сечение хлоп-

кового волокна;

а — до мерсериза-

ции; б — после

мерсеризации

Одновременно разрушается и уДаляетсй

часть естественных спутников целлюлозы.

Щелочная целлюлоза — соединение неустой-

чивое, при последующей промывке разлага-

ется с образованием гидратцеллюлозы:

[QHА (ОН)з • NaOHJ„ [СвН^О^ (ОН)з]„ +

+ rtNaOH.

Степень изменений, происходящих в во-

локне в процессе мерсеризации, зависит от

концентрации раствора едкого натра, про-

должительности обработки, температуры и

степени натяжения.

Ниже приведены данные о влиянии концентрации щелочи

при мерсеризации на способность хлопка связывать воду.

Влияние концентрации щелочи при мерсеризации

на водопоглощение

Концентрация NaOH, % 4,8 9,3 15 17,5 20 24,9

Относительное влагопогло- 1,01 1,07 1,53 1,56 1,57 1,65

щепие

Как видно из этих данных, влагопоглощение хлопка после

мерсеризации возрастает приблизительно в 1,5 раза.

Большое влияние на эффект мерсеризации оказывает тем-

пература процесса. Так как взаимодействие целлюлозы с гид-

роксидом натрия протекает с выделением тепла (экзотермиче-

ская реакция), мерсеризацию лучше осуществлять при невысо-

кой температуре (15—20°С). Для получения той же степени

мерсеризации при более высокой температуре требуется более

высокая концентрация щелочи. В последние годы начали ши-

роко применять «горячую мерсеризацию», при которой, хотя и

требуется более высокая концентрация едкого натра, эффект

мерсеризации достигается быстрее.

Мерсеризации можно подвергать суровые, отваренные и от-

беленные полотна. Однако практически чаще всего проводят

мерсеризацию суровых трикотажных полотен, хотя при этом

возникают определенные трудности при пропитке суровых по-

лотен из-за наличия природных примесей и имеет место силь-

ное загрязнение щелочных растворов.

Мерсеризацию отбеленных текстильных материалов практи-

чески не проводят из-за возможности пожелтения уже отбелен-

ного волокна и из экономических соображений. Мерсеризация

после отваривания, хотя и является оптимальной с точки зре-

ния качества изделий, неудобна из-за того, что ее очень трудно

включить в общую последовательность обработки (требуются

дополнительные операции сушки, транспортирования, пере-

грузки из одного вида оборудования в другое и т. д.).

В трикотажной промышленности достаточно продолжитель-

ное время мерсеризации подвергали только пряжу (о мерсери-

зации пряжи подробно будет рассказано в гл. 7), которую да-

лее использовали для изготовления изделий и полотен. Это

было связано с отсутствием оборудования для мерсеризации

трикотажных полотен, обладающих высокой растяжимостью и

деформируемостью, а также с трудностью обеспечения равно-

мерного натяжения трикотажных полотен и обработки нераз-

резанных кругловязаных полотен.

Для мерсеризации полотен применяют машины двух типов.

К первому типу относятся бесцепная мерсеризационная ма-

шина фирмы «Беннингер» (ФРГ) и мерсеризационная машина

полунепрерывного действия фирмы «Кляйневеферс» (ФРГ),

предназначенные для трикотажных полотен с основовязальных

машин и кругловязаных разрезанных полотен, ко второму — ма-

шина «Стабило Флоу» фирмы «Тис» (ФРГ)—для кругловяза-

ных неразрезанных полотен.

Достоинством машины фирмы «Тис» является возможность

осуществления мерсеризации кругловязаных полотен в нераз-

резанном виде и ее маленький габарит, позволяющий устанав-

ливать эту машину на сравнительно небольших предприятиях.

Однако из-за очень короткого участка промывки остаточная

щелочность на полотне достигает 60 г на I кг полотна и тре-

буется дополнительная промывка. Промывку обычно проводят

в жгутовых барках и эжекторных машинах, которые постав-

ляются фирмой в комплекте с мерсеризационной. Машины

фирмы «Тис» установлены на ряде предприятий нашей страны.

Перед подачей в накопитель (выщелачиватель) полотно про-

ходит через заправочное устройство 1 (рис. 15), где расправ-

ляется по ширине. Обработка полотна растворами щелочи осу-

ществляется в накопителе 2, имеющем U-образную форму. Про-

должительность обработки полотна щелочью 40—60 с. Одно-

временно в накопителе, заполненном раствором щелочи, может

находиться один-два куска по-

лотна. Высота уровня ра-

створа щелочи 60—65 см, что

соответствует вместимости

около 400 л. Концентрация ра-

створа 260—275 г/л.

После обработки щелочью

полотно поступает на участок

стабилизации 3. Равномерное

натяжение трикотажного по-

лотна создается круглым ши-

рителем, заправленным внутрь

трубки. Изменяя диаметр ши-

рителя, можно регулировать р„с. 15. Мерсеризационная машина

степень натяжения полотна, «Стабило Флоу» фирмы «Тис»

На участке стабилизации проводится также частичная про-

мывка. На выходе из этого участка полотно стягивается с ши-

рителя тянульными валами, одновременно отжимающими по-

лотно после промывки. Скорость перемещения полотна Юм/мин,

степень отжима после щелочной обработки 140 %, после про-

мывки 100—110 %. Машину обслуживает один человек.

Ширина обрабатываемых полотен от 400 до 1200 мм. Расход

пара 1000 кг/ч, воды 164 л/мин, щелочи 1,4—1,6 г на 1 кг по-

лотна. На этой машине можно проводить как горячую мерсе-

ризацию (при температуре 60 и 90 °С), так и мерсериза-

цию при температуре 20—30 °С. TeMnepatypa промывки 90 °С.

При комплектовании партии необходимо подбирать полотна

одинаковой ширины, без дыр и спущенных петель, так как при

большом натяжении на ширителе полотна могут рваться. Для

улучшения смачивания сурового полотна в щелочной раствор

вводят смачиватель, устойчивый в сильнощелочной среде, на-

пример сульфирол-8 концентрации 3—5 г/л, а также прекомер-

цин (ГДР), «Хое Т 2868» (фирмы «Хёхст», ФРГ) и др. В при-

сутствии смачивателя происходит сильное пенообразование, ко-

торое осложняет процесс мерсеризации, поэтому в щелочной

раствор вводят еще и антивспениватели.

Как уже говорилось, на мерсеризационной машине фирмы

«Тис» очень короткий промывной участок и полотно выходит из

него с высоким содержанием щелочи, поэтому после мерсери-

зации полотно нужно окончательно промыть. Промывку прово-

дят в жгутовых барках или эжекторных машинах сначала

теплой, а затем холодной водой. В конце промывки для нейтра-

лизации остатков щелочи полотно обрабатывают 30 %-м рас-

твором уксусной кислоты концентрации 3—5 г/л.

Достоинства мерсеризации несомненны, однако не всегда

экономически целесообразно устанавливать мерсеризационную

машину высокой производительности на предприятиях малой

мощности. С этой точки зрения определенный интерес представ-

ляет сухая мерсеризация, предложенная фирмой «Бабкок»

(ФРГ). Этот способ включает в себя пропитку трикотажного

полотна раствором гидроксида натрия, высушивание полотна

на сушильно-ширильной машине и последующую промывку.

На предприятиях малой мощности сушильно-ширильную ма-

шину используют для мерсеризации в течение всего нескольких

смен в неделю, а остальное время ее применяют по прямому

назначению — для сушки и термофиксации трикотажных поло-

тен. Продолжительность воздействия щелочи на полотно от мо-

мента пропитки в плюсовке до начала сушки должна состав-

лять 20—30 с. Высушивание проводят при температуре 120—

140

После высушивания полотно промывают. Для промывки ре-

комендовано использовать специальный промывной аппарат

«Перфоролл», в котором полотно сразу после высушивания на-

матывается на перфорированный цилиндр. На первой стадии

обработки происходит вымывание едкого натра, а затем в этом

же аппарате проводится беление. При диаметре навоя 600 мм

производительность аппарата при промывке и белении состав-

ляет 1 т за 8 ч.

Эффект, достигаемый при сухой мерсеризации, соответ-

ствует эффекту, полученному при обычной мерсеризации. Как

показывает опыт работы ряда предприятий ФРГ, этот способ

представляет большой интерес для мерсеризации хлопчатобу-

мажных основовязаных и разрезанных кругловязаных полотен,

предназначенных для печати.

В последние годы для мерсеризации текстильных материа-

лов было предложено использовать безводный жидкий аммиак.

Технология применения жидкого аммиака для мерсеризации

разработана учеными ИХТИ под руководством проф.

Б. Н. Мельникова.

Жидкий аммиак представляет собой сильнополярную жид-

кость, обладающую сильными сольватирующими свойствами.

Сольватация (от лат. solvere — растворять)—связывание мо-

лекул растворителя, в данном случае жидкого аммиака, макро-

молекулами набухшего полимера или ионами растворенного

вещества. Жидкий аммиак быстро смачивает даже суровое

хлопковое волокно, проникает внутрь и взаимодействует с цел-

люлозой. Исследования показывают, что процесс мерсеризации

практически заканчивается за 1—2 с, в то время как для дости-

жения того же эффекта при мерсеризации едким натром требу-

ется 1,5—2 мин (рис. 16).

Обработку жидким аммиаком проводят при температуре

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

ван. Из волокна его удаляют или испарением в процессе вы-

сушивания, или при обработке

горячей водой.

Исследования показали, что

применение жидкого аммиака

для мерсеризации позволяет сов-

местить ряд операций мерсери-

зации и крашения, мерсериза-

ции и заключительной отделки

смолами, если вместо горячей

воды при удалении аммиака ис-

пользовать соответствующие рас-

творы красителей или отделоч-

ных препаратов. При этом ам-

миак мгновенно испаряется,

а растворы быстро заполняют

открытые поры набухшего

Рис. 16. Скорость набухания хлоп-

кового волокна при мерсеризации

едким натром (^) и жидким ам-

миаком (2)

волокна. Замечено, что обработка жидким аммиаком повышает

реакционную способность гидроксильных групп целлюлозного

волокна. Константа скорости реакции активных красителей

с волокном возрастает в 2—2,5 раза, а сорбция красителей —

в 2—3 раза.

Однако применение жидкого аммиака пока не нашло прак-

тического применения, что обусловлено особыми требованиями

к оборудованию: полной герметизации узла обработки текстиль-

ных материалов жидким аммиаком и необходимостью рекупе-

рационной установки для рекуперации жидкого аммиака. Ма-

шины эти дороги и сложны в эксплуатации. В случае разгер-

метизации оборудования возникает опасность попадания паров

аммиака в рабочее помещение.

§ 7. ПОДГОТОВКА ПОЛОТЕН И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ИСКУССТВЕННЫХ

И СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Общим для трикотажных полотен и изделий из искусственных

и синтетических волокон является то, что они не содержат

трудноудаляемых примесей, поэтому процесс подготовки про-

водят в более мягких, чем для полотен и изделий из хлопка,

условиях. В процессе подготовки главным образом удаляют за-

масливатели, попадающие на нити после формования, при пе-

рематывании и вязании, а также водорастворимые красители,

наносимые на нити для маркировки, и случайные загрязнения.

Обработка нитей и волокон замасливателями производится

в процессе их переработки для уменьшения трения, сцепляемо-

сти, склеивания и электризуемости. В состав замасливателей

обычно входят минеральные масла, эмульгаторы для эмульги-

рования масла, антистатики. Например, в состав эмульсии для

обработки при сновании вискозных нитей входит 58 % вазели-

нового масла, 4 % превоцелла W-OF-100 или синтанола ДС-10,

10 % олеиновой кислоты и 28 % уайт-спирита, в состав эмуль-

сии для обработки при сновании капроновых нитей — 68% ва-

зелинового масла, 6 % олеиновой кислоты, 3 % триэтаноламина,

13 % стеарокса-6 и 10 % уайт-спирита.

Содержание замасливателя на нитях и волокнах достигает

3—3,5 % массы волокна.

Процесс подготовки состоит из двух основных операций: от-

варивания и беления, которые чаще всего объединяют. Необ-

ходимо отметить, что искусственные и синтетические нити при-

ходят на трикотажные предприятия в отбеленном виде —их

-беление осуществляется в процессе производства на заводах

химических волокон. В связи с этим изделия и полотна подвер-

гают белению только в том случае, если они выпускаются в бе-

лом цвете, предназначены для белоземельной печати или ок-

рашивания в очень нежные тона.

Полотна и изделия, выпускаемые в окрашенном виде, под-