Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 7. Оптимальные условия термостабилизации трикотажных полотен

из химических волокон

Оптимальные условия термостабилизации

Волокно

Температура

плавления,

"С

насыщенным паром

горячим

воздухом

Темпера-

тура, "С

Время,

мин

Темпера-

тура, °С

Время, с

Полиамидное (капрон)

Полиэфирное (лавсан)

Полиакрилонитрильное

(нитрон)

Триацетатное

215

256

130±4

140±2

130±5

3—15

10—30

190

190—200

140—160

20—30

20-30

Полиамидное (капрон)

Полиэфирное (лавсан)

Полиакрилонитрильное

(нитрон)

Триацетатное

290—300

125 20—30

190—200 25 40

ности. Это создает определенные трудности вследствие спе-

цифики строения и свойств трикотажных полотен.

Стабилизацию полотен проводят главным образом в среде

горячего воздуха. Кроме того, стабилизация в горячей воде не

обеспечивает необходимой стабильности размеров (табл. 8).

Таблица 8. Влияние условий термостабилизации на усадку нитей

Условия обработки

Температура

термостабили-

зации,

Усадка, %

Условия обработки

Температура

термостабили-

зации,

Полиамид-

ная нить

Полиэфир-

ная нить

Нестабилизированная нить 12-14 14 15

Стабилизация в водной среде

98—100

6-8 2—4

Стабилизация паром

130

0-1

—

Стабилизация паром

120

—

1—2

Стабилизация горячим воздухом

190

0—1

—

Стабилизация горячим воздухом

200

0-1

Термостабилизация в среде горячего воздуха улучшает ста-

бильность размеров, повышает устойчивость к мокрому смя-

тию, к глаженью, однако параллельно с этим в результате по-

вышения кристалличности волокна снижается влагопоглоще-

ние и сорбция красителей при последующем крашении. При

стабилизации в среде насыщенного пара сорбция красителя

или не изменяется, или увеличивается, а в среде перегретого

пара — снижается, так же как и при стабилизации горячим

воздухом.

Степень снижения сорбции красителя зависит от темпера-

туры термостабилизации (рис. 20). Сначала с повышением тем-

пературы она значительно уменьшается, а затем при темпера-

туре стабилизации выше 190—200 °С возвращается к исход-

ной. Но в то же время при условии равномерной стабилизации

I'"

120 m 160 /80 200 220 T°C

Рис, 20. Влияние температуры

термостабилизации на сорбцию

дисперсных красителей поли-

амидным волокном

повышается равномерность окра-

ски, и, наоборот, при неравномер-

ной стабилизации возрастает не-

ровнота окраски, особенно при

крашении полиамидных волокон

ионными красителями (прямыми,

кислотными).

Термофиксации может подвер-

гаться суровое полотно, полотно

после отваривания и беления или

после крашения. Каждый из спо-

собов имеет свои достоинства и

недостатки.

При термофиксации суровых

полотен может происходить пожел-

тение волокна вследствие частичной окислительной деструкции

полимера (например, у полиамидных волокон) под действием

кислорода воздуха, присутствующего в термокамере, разложе-

ния замасливателей, антистатиков или каких-либо загрязне-

ний, находящихся на суровом полотне.

Термофиксация после отваривания и беления не обладает

недостатками предыдущего способа, но ее трудно включить

в общий технологический процесс, особенно при периодических

способах обработки (полотно приходится выгружать из ма-

шины, где проводились отваривание и беление, расправлять,

высушивать, термофиксировать, а затем опять загружать в ма-

шину для последующего крашения). Кроме того, при отвари-

вании и белении нестабилизированного полотна в жгуте могут

образоваться заломы и замины.

Термофиксация после крашения требует использования кра-

сителей, обладающих высокой устойчивостью к сублимации и

термическому разложению.

В промышленности применяют все три способа. Тот или

иной из них выбирают в зависимости от вида полотна или из-

делий и от условий каждого конкретного предприятия. Но ста-

билизация после отваривания и беления обладает наиболь-

шими преимуществами, заключающимися в следующем:

крашение трикотажных полотен, как правило, проводится

в жгуте, после термостабилизации полотно приобретает ста-

бильность, что снижает опасность образования заминов и за-

ломов;

в процессе последующих жидкостных обработок устраняется

желтизна (для полиамидного волокна) и жесткость (для поли-

эфирных и триацетатных волокон);

исключается опасность изменения оттенка окраски вслед-

ствие термодеструкции или сублимации красителя.

Однако предфиксация — термостабилизация перед краше-

нием (как уже говорилось) снижает сорбцию красителя, что

затрудняет получение окрасок темных тонов, поэтому в этом

случае термостабилизацию, по-видимому, целесообразнее про-

водить после крашения.

Рассмотрим оборудование, применяемое для стабилизации

трикотажных полотен.

Для стабилизации трикотажных полотен в воде или в паро-

вой среде могут быть использованы аппараты навойного типа,

но в них трудно контролировать ширину внутренних слоев на-

воя. Кроме того, стабилизация по слоям протекает неравно-

мерно, полотно неравномерно усаживается. Термостабилиза-

ция трикотажных полотен с основовязальных машин прово-

дится в среде горячего воздуха в сушильно-ширильно-стабили-

зационных машинах. В этих машинах полотно обрабатывают

в расправленном состоянии. Для этого его вдоль кромки нака-

лывают на иглы игольчатых пластин, закрепленных на двух

бесконечных цепях, перемещающихся по двум направляющим

через сушильную и стабилизационную камеры.

Схема сушильно-ширильно-стабилизационной машины пред-

ставлена на рис. 21. Перед машиной установлена плюсовка,

в которой наносят аппрет на трикотажные полотна при их за-

ключительной отделке. Кромки полотна накалывают на иглы

ширильных цепей в водном поле. Перед этим полотно проходит

через винтовые ширители, с помощью которых расправляется

по ширине, и поступает на обрезиненный валик, подающий по-

лотно с некоторым опережением на винтовые кромкораспреде-

лители. Полотно накалывается на иглы цепей щетками меха-

низма накалывания.

Перед поступлением в цепное поле положение кромок кон-

тролируется фотоэлектрическими или электромеханическими

кромконаблюдателями. При малейшем отклонении кромки

в сторону прибор дает команду электродвигателю, перемещаю-

щему направляющие вместе с ширильными цепями по червяч-

ному валу, захватить кромку. После захвата кромки направ-

ляющая вместе с цепью автоматически возвращается в исход-

ное положение.

till i}ti}))/))i}

/ /1 / J t f i 11 / ! f f ! f 1 f 1 f

Рис. 21. Сушильно-ширильно-стабилизационная машина

Так как кромка полотна с помощью обрезиненного валика

подается с некоторым опережением (т. е. со скоростью не-

сколько большей, чем скорость перемещения цепи), она со-

бирается на иглах мелкими складочками, что обеспечивает не-

обходимую усадку и релаксацию полотна при прохождении че-

рез сущильные и стабилизационные камеры. Опережение

можно регулировать в интервале —5...-f40%.

Число секций у сушильно-щирильных машин может быть

различным, от трех до восьми, в зависимости от назначения.

Сушильно-ширильно-стабилизационные машины обычно имеют

более четырех-пяти секций, а сушильно-ширильные—меньше.

Длина каждой секции приблизительно 3000 мм.

Обогрев камер может осуществляться газом, паром, элек-

тричеством в зависимости от конструктивных особенностей и

назначения машины (является ли она только сушильно-ши-

рильной или сушильно-ширильно-стабилизационной). Наибо-

лее широкое распространение получили машины с комбиниро-

ванной системой нагревания теплоносителя, которым является

горячий воздух, использующей пар и электричество.

На выходе из стабилизационной камеры расположено ох-

лаждающее устройство, обеспечивающее быстрое охлаждение

полотна до температуры ниже температуры стеклования поли-

мера. При выходе из машины полотно с помощью съемного ва-

лика снимается с игл ширильной цепи и накатывается в рулон

или укладывается в книжку на специальную платформу.

На предприятиях в СССР широко применяются сушильно-

ширильно-стабилизационные машины «Элитекс» фирмы «Ково»

(ЧСФР), машины объединения «Текстима» (ГДР) и фирмы

«Брюкнер» (ФРГ). На машинах могут обрабатываться полотна

шириной 800—2200 мм (и даже 3200 мм — гардинно-тюлевые

полотна). Скорость перемещения полотна регулируется от 6

до 60 м/мин. Максимальная температура 250 °С. В состав ма-

шины входят одна-две сушильные секции и две-три стабилиза-

ционные. Машину обслуживают два-три человека.

Усовершенствование конструкции сушильно-ширильных ма-

шин идет в направлении увеличения производительности и

уменьшения габарита. Совершенствуется система циркуляции

горячего воздуха и обдува полотна для обеспечения равномер-

ности его нагревания и уменьшения провисания в центре

в процессе прохождения мокрого полотна через сушильные ка-

меры. Равномерность нагревания и отсутствие провисания спо-

собствуют повышению его стабильности и препятствуют

уменьшению объемности полотен из текстурированных нитей.

Неразрезанные полотна с кругловязальных машин подвер-

гают термостабилизации на машинах фирмы «Хирано Кин-

зоку» (Япония) или СПЭ-120 Тк (СССР). Схема машины

СПЭ-120 Тк приведена на рис. 22. Трикотажное полотно за-

Рис. 22. Стабили-

зационная машина

СПЭ-120 Тк для

кругловязаных три-

котажных поло-

тен

12 3

\v\\vm\v\m\vmm\v\\mw\\vw\\w\vv\\\\\\v

заправляется в машину через съемный раздвижной ширитель ^

и со скоростью 1,6—16 м/мин поступает в стабилизационную

камеру 3. Перед камерой расположено устройство 2 для запа-

ривания полотна. Пар, подаваемый на полотно, слегка его

увлажняет, что ускоряет процесс стабилизации. Специальные

подающие ролики, расположенные с двух сторон от ширителя

и имеющие принудительное движение, позволяют подавать по-

лотно с опережением до 30 %.

В стабилизационной камере полотно нагревается циркули-

рующим в ней горячим воздухом, нагретым с помощью элек-

трокалориферов 4 до заданной температуры. Максимальная

температура в камере 200—220 °С. На выходе из стабилиза-

ционной камеры полотно проходит через камеру охлаждения 5,

где обдувается струей холодного воздуха, и поступает в жало

приемных тянульных валов, с помощью которых стягивается

с ширителя и укладывается на приемную платформу в книжку

или накатывается в рулон.

Основными параметрами термостабилизации являются тем-

пература, продолжительность термообработки, определяемая

скоростью перемещения цепей с полотном, величина ширения

(или развода цепей) и опережение. В сушильных зонах темпе-

ратура ПО—130 °С. В стабилизационных зонах для каждого

вида волокна поддерживается оптимальная температура, при-

веденная в табл. 7. Продолжительность термостабилизации за-

висит от поверхностной плотности полотна и колеблется от

15 с для легких полотен до 25—30 с для тяжелых, плотных

полотен. На основании продолжительности стабилизации мо-

жет быть рассчитана скорость перемещения цепей:

60 In

где / — длина одной стабилизационной секции, м; « — число стабилизацион-

ных секций; t — продолжительность стабилизации, с.

Скорость перемещения цепей колеблется от 18 до 25 м/мин

в сушильно-щирильно-стабилизационных машинах и 8—

10 м/мин в машинах СПЭ-120 Тк. Ширение регулируют вели-

чиной развода цепей или ширителя, а опережение устанавли-

вают на пульте стабилизационной машины. В табл. 9 в каче-

стве примера приведены оптимальные условия термостабллиза-

ции кругловязаного полотна на машине фирмы «Хирано-

Кинзоку».

Таблица 9. Режим стабилизации кругловязаных полотен

из текстурированных капроновых нитей эластик

Диаметр вязальной

машины, дюймы

Размер ширителя, см

Ширина готового

полотна, см

36±1

39±1

22 45

42±1

Большое внимание уделяется совершенствованию техники

и технологии стабилизации, целями которого являются интен-

сификация процесса, снижение энергоемкости, повышение эф-

фекта. В частности, для интенсификации процесса предложено

использовать органические растворители, вызывающие набуха-

ние синтетических волокон и тем самым ускоряющие релакса-

ционные процессы. В работах, проведенных в МТИ, было пред-

ложено использовать в качестве интенсификаторов триэтанол-

амин и этиленгликоль. Интенсификатор в количестве 1—2 г/л

вводится в плюсовочную ванну, установленную перед су-

шильно-ширильно-стабилизационной машиной. Использование

интенсификатора позволяет снизить температуру стабилизации

или сократить время обработки (т. е. повысить скорость пере-

мещения полотна в машине).

Термостабилизацию можно проводить также с использова-

нием инфракрасных лучей или токов высокой частоты. Однако

широкого распространения эти способы термостабилизаций

пока еще не получили.

При стабилизации трикотажных полотен из полиамидного

волокна может происходить их пожелтение вследствие термо-

окислительной деструкции. Для ее снижения при термофикса-

ции сухого полотна в стабилизационную камеру подают пар,

снижающий содержание воздуха в камере. Желтизна устраня-

ется при последующих промывках и других жидкостных обра-

ботках.

При термофиксации триацетатных трикотажных полотен

в среде горячего воздуха могут происходить размягчение и

склеивание небольшого числа волокон, что приводит к повы^

шейной жесткости. Эту жесткость, так же как и жесткость по-

лотен из полиэфирных волокон, можно уменьшить путем обра-

ботки полотна в кипящих растворах ПАВ. Избежать жестко-

сти в процессе стабилизации можно проведением S-отделки.

§ IA. ПОДГОТОВКА ПОЛОТЕН ИЗ БЕЛКОВЫХ ВОЛОКОН

Полотна из шерстяных волокон. На трикотажных предприя-

тиях чистошерстяные полотна подвергают главным образом

промывке-релаксации и аппретированию, так как эти полотна

вяжут преимущественно из пряжи, полученной из окрашенного

волокна или окрашенной гребенной ленты, и только небольшая

часть, предназначенная для изготовления белья, подвергается

белению. Тем не менее следует остановиться на суш,ности ос-

новных технологических операций, характерных для обработки

шерсти и реализуемых на стадии обработки шерстяного во-

локна, предназначенного для получения пряжи.

Промывка. В процессе отделки шерсть подвергается про-

мывке неоднократно. Первый раз промывают (моют) суровое

(немытое) шерстяное волокно, которое содержит шерстяной

жир и пот (12—26%), грязь, растительные целлюлозные и ми-

неральные примеси. В процессе мойки, которая проводится на

предприятиях первичной обработки шерсти, удаляется основ-

ная часть природных сопутствующих веществ — жиропота,

грязи, минеральных примесей. Мытая шерсть содержит 0,5—

1 % шерстного жира.

Мойку проводят в растворе, содержащем ПАВ и кальцини-

рованную соду. ПАВ эмульгируют жиры.

Так как промывку проводят в щелочных средах, на пред-

приятиях возникает целый ряд проблем, связанных со свойла-

чиванием и даже некоторой потерей прочности волокна, что

ухудшает их прядильные свойства, повышает обрывность.

При промывке в водной среде образуется огромное количе-

ство сильно загрязненных и трудноочищаемых сточных вод.

Для промывки можно применять органические растворители,

которые хорошо растворяют жиры и обезжиривают шерстяное

волокно, не повреждая его, и, кроме того, позволяют организо-

вать бессточную технологию. Из используемых для промывки

органических растворителей легче извлекать ценное сырье —

ланолин (составную часть шерстного жира), который из вод-

ной среды выделяется значительно хуже и сильно загрязнен

ПАВ.

Карбонизация. Целью карбонизации является удаление ра-

стительных примесей (репейника, травинок), которые всегда

в некотором количестве содержатся в суровой немытой шерсти.

Сущность операции состоит в обработке волокна раствором,

содержащим 30—50 г/л серной кислоты (d=l,84 г/см^), с по-

следующей термической обработкой при температуре 105—

110 °С. Карбонизация основана на разности поведения белко-

вых и целлюлозных волокон при действии кислот. Под дей-

ствием кислоты целлюлоза гидролизуется, а образующаяся

гидроцеллюлоза, обладающая низкой механической проч-

ностью, легко удаляется в процессе последующих промывок и

обработок.

После нагревания волокно промывают и нейтрализуют.

Промывка-релаксация трикотажных полотен. Как уже гово-

рилось, в трикотажной промышленности полотна вяжут из ок-

рашенной пряжи, полученной из волокна, прошедшего соответ-

ствующий цикл подготовки: мойку, карбонизацию, крашение.

После всех этих обработок на волокне остается до 1 % жира.

Кроме того, в процессе прядения и перематывания на волокно

и нити наносят замасливатели, поэтому в отделочном произ-

водстве трикотажных предприятий полотна подвергают про-

мывке-релаксации, для ограниченного ассортимента — валке,

белению (если изделия выпускаются в белом виде) и аппрети-

рованию.

Таким образом, в процессе промывки-релаксации удаляют

остатки природных жировых веществ, грязь и замасливатели.

Кроме того, происходит релаксация полотна, снятие внутрен-

них напряжений и выравнивание петельной структуры. Про-

мывку-релаксацию проводят в растворах, содержащих 1—2 г/л

ПАВ и 0,2—0,5 г/л соды. Полотно можно обрабатывать жгу-

том в жгутовых машинах МКП-1 или в эжекторных машинах,

но лучшие результаты получают при обработке в расправлен-

ном состоянии на отечественных промывных машинах

МП-220-Т и линиях фирм «Фляйснер» и «Кляйневеферс»

(ФРГ). Температура промывки 40—45 °С.

Беление. Беление шерстяных полотен и изделий проводят

довольно редко, так как шерсть очень трудно отбеливать из-за

ее относительно низкой устойчивости как к окислителям, так и

к восстановителям. Окислители разрушают шерсть больше,

чем восстановители.

После беления окислителями повышается способность шер-

сти сорбировать красители, причем наиболее ярко это выра-

жено при использовании для беления хлорсодержащих окисли-

телей. Причиной повышения сорбции красителей, по-видимому,

является то, что окислители в процессе беления частично раз-

рушают поверхностный (чешуйчатый) слой волокна, защищаю-

щий волокно от различного рода воздействий, в том числе и

от проникновения внутрь волокна различных веществ.

После беления волокно лучше набухает, что облегчает про-

никновение красителей внутрь волокна. Кроме того, в резуль-

тате окислительной деструкции изменяется число кислотных и

основных групп в волокне, являющихся активными центрами

для сорбции молекул красителя. Но при этом необходимо учи-

тывать, что часто не только возрастает сорбция, но и ухудша-

ется ровнота окраски.

Для беления могут быть использованы кислородсодержащие

(пероксид водорода, надуксусная и надмуравьиная кислоты)

окислители, а также восетановители (бисульфит и дитионит

натрия и др.).

Наиболее часто шерсть отбеливают пероксидом водорода

в слабощелочной среде при рН 8—9, создаваемом аммиачной

водой (25 %-м водным раствором аммиака NH4OH) в количе-

стве 1—1,5 г/л, в присутствии 1—1,5 г/л стабилизатора пиро-

фосфата натрия. Концентрация 30 %-го раствора пероксида

водорода 10—15 мл/л, температура 40—50 °С, продолжитель-

ность 2—4 ч. После беления полотно тщательно промывают и

нейтрализуют в растворе, содержащем 2—4 г/л 30 %-го рас-

твора уксусной кислоты.

Хорошие результаты получают также при белении над-

муравьиной кислотой.

Восстановители действуют на шерсть мягче окислителей,

однако белизна, полученная с их помощью, обладает меньшей

устойчивостью. Из восстановителей могут быть использованы

боргидрид, гидросульфит натрия NaHSOg, дитионитрит натрия

H^Nx

N828204 и диоксид тиомочевины )C = SOa.

H2N/

При белении восстановителями шерсть сначала обрабаты-

вают в растворе неионогенного или анионоактивного ПАВ (1—

2 г/л), а затем в растворе дитионита натрия (1—2 г/л) в при-

сутствии пирофосфорнокислого натрия (4—5 г/л) при темпера-

туре 60—65 °С в течение 2—2,5 ч. Затем полотно тщательно

промывают и в заключение обрабатывают раствором, содер-

жащим 1—?, г/л серной кислоты (ti=l,84 г/см^) и снова про-

мывают.

Сравнение различных способов беления показало, что наи-

более высокую степень белизны можно получить при последо-

вательном использовании для беления сначала окислителей,

а затем восстановителей, например сначала пероксида водо-

рода, а затем дитионита или гидросульфита натрия. Для по-

вышения степени белизны после беления полотна обрабаты-

вают 0,2—0,5 % ООВ (например, белофора ЗПШ или бело-

фора КБ) в присутствии 30 %-го раствора уксусной кислоты

в количестве 7 г/л или 85 %-го раствора муравьиной кислоты

(2,5 г/л).

Валка. Цель валки — повышение теплоизоляционных свойств

в результате изменения линейных размеров и уплотнения и

создания на поверхности плотной застилистой структуры —

фильца, образуемого при спутывании и свойлачивании отдель-

ных волокон.

Валкоспособность — специфическое свойство шерстяного во-

локна, обусловленное его строением, наличием на поверхности

чешуйчатого слоя, упругостью и эластичностью волокон. В про-

цессе валки полотна или изделия пропитывают валочным

раствором, содержащим мыло или ПАВ (3—5 % массы во-

локна) и 0,5—1 г/л соды, и обрабатывают на машинах, обеспе-

чивающих относительно интенсивное механическое воздействие

на волокнистый материал, создающее условия для перепутыва-

ния и зацепления волокон друг с другом.

При этом чешуйки соседних волокон, расположенных верху-

шечными концами в противоположные стороны, довольно

прочно сцепляются между собой. Слабощелочная среда валоч-

ного раствора и присутствие ПАВ способствуют набуханию

волокна, что ускоряет валку. Оптимальная температура валки

37—42 °С. При более низкой температуре шерсть мало на-

бухает, а при более высокой уменьшаются упругие свойства

волокна, вследствие чего уменьшается скорость валки.

Валку можно проводить также в кислой среде при рН

ниже 4. Валка в кислой среде протекает более интенсивно, кис-

лая среда уменьшает опасность деструкции волокна, но изде-

лия получаются жесткими. Поэтому шире распространена

валка в слабощелочных средах при рН 8—10.

Для валки полотен могут быть использованы специальные

сукновальные машины, аналогичные применяемым для валки

шерс1яных тканей. При этом можно совместить промывку и

валку. Однако так как валку трикотажных полотен как тако-

вую практически не проводят, а ограничиваются только легкой

подвалкой, можно использовать обычные жгутовые машины.

Более широко в трикотажной промышленности проводят валку

и подвалку штучных изделий (см. гл. 6).

Полотна из натурального шелка. В отечественной трикотаж-

ной промышленности натуральный шелк не применяется, но

известен опыт ряда зарубежных фирм. Ранее полотна и изде-

лия изготовляли только из предварительно обесклеенного во-

локна, так как считалось, что шелк-сырец, обладая повышен-

ной жесткостью и хрупкостью, непригоден для переработки на

вязальных машинах. В последние годы было показано, что

шелк-сырец обладает достаточной эластичностью и прочностью,

чтобы его можно было использовать в трикотажной промыш-

ленности. Наиболее пригодной машиной для переработки

Шелка-сырца является кругловязальная машина с язычковыми

иглами.

Основной операцией подготовки полотен из шелка-сырца

является отваривание-обесклеивание, в процессе которого уда-

ляются шелковый клей — серицин {его содержание в шелке-

сырце достигает 19—28%). воскообразные вещества, а также

замасливатели и загрязнения. Отваривание проводят в слабо-

щелочной среде в растворах мыла или ПАВ при рН 10—10,5 и

температуре кипения в течение 1 ч.

При выпуске в белом виде полотна подвергают белению.

Однако отбеливать натуральный шелк достаточно трудно, и