Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

проводить эту операцию нужно очень осторожно, так как шелк

неустойчив к действию окислителей. Для беления используют

пероксид водорода (20—25 г/л) при рН 8—8,5 и температуре

60—70 °С в течение 2—3 ч, а затем обрабатывают ООВ в ра-

створах, содержащих уксусную кислоту. При выпуске в окра-

шенном виде после отваривания проводят крашение. Отварива-

ние, беление и крашение выполняют в оборудовании, обеспечи-

ваюш,ем обработку свободным жгутом без натяжения.

Заключительной операцией отделки является операция

«оживление», состоящая в обработке полотна в растворах, со-

держащих 2—3 г/л 30%-го раствора уксусной кислоты. В ре-

зультате оживления полотно приобретает характерный блеск и

приятный гриф (скрип на ощупь).

§11. ПОДГОТОВКА ПОЛОТЕН ИЗ СМЕСИ ВОЛОКОН

Большинство выпускаемых полотен и изделий изготовлено не

из одного вида волокон и нитей, а из их смесей. Волокна сме-

шивают из различных соображений, основными из которых яв-

ляются:

уменьшение расхода дорогих видов сырья, в частности при-

родных волокон;

улучшение потребительских свойств изделий (повышение

прочности, снижение сминаемости и т. д.) ;

получение особых эффектов (объемности, колористических

эффектов и т. д.).

Под термином «полотна из смеси волокон» подразумевают

не только полотна, связанные из смешанной пряжи (т. е. пряжи

из двух или более видов волокон различной природы), но и по-

лотна из нитей или пряжи различной природы и в различных

сочетаниях: полотна, связанные из комплексных нитей, кото-

рые состоят из элементарных нитей различной природы; рисун-

чатые полотна, связанные из различных нитей; двухслойные и

ворсовые полотна с грунтом из пряжи или нитей одного типа и

ворсом из нитей другого типа.

Применение смеси волокон или сочетания различных нитей

позволяет расширить ассортимент и улучшить качество трико-

тажных полотен и изделий.

В отделочном производстве возникают серьезные трудности

при выборе технологии подготовки и крашения полотен и из-

делий из смеси волокон, так как часто они требуют совер-

шенно различных условий обработки. Способы обработки по-

лотен и изделий из смеси в большинстве случаев зависят не от

способа смешивания волокон, а от их природы. Способ и усло-

вия выбирают в каждом отдельном случае в зависимости от

вида волокон, входящих в смесь, и их соотношения в этой

смеси. Условия выбираются таким образом, чтобы обеспечить

высокое качество подготовки полотна или изделия, не повредив

ни один из компонентов смеси.

В трикотажной промышленности для производства полотен

и изделий используется большее разнообразие смесей, чем

в других (шерстяной, шелковой и хлопчатобумажной). Среди

наиболее широко встречающихся следует назвать: смесь

хлопка с полиэфирным, вискозным, полиамидным волокнами;

шерсти с хлопком, вискозным, полиамидным, полиакрилонит-

рильным и триацетатным волокнами; натуральных и химиче-

ских волокон с полиуретановыми, с люрексом; искусственных

и синтетических между собой в самых различных сочетаниях.

Ниже приводится краткий обзор способов подготовки полотен

из смеси волокон.

Для подготовки трикотажных полотен из смеси хлопка

с лавсаном, вискозным волокном, сиблоном наиболее широко

используют щелочно-пероксидный способ подготовки и беле-

ния. Обработку можно проводить в машинах МКП-1, эжектор-

ных машинах периодическим способом, а также на линиях

ЛБ-220-Т, фирмы «Фляйснер» непрерывным способом, по ре-

жимам, рекомендованным для беления хлопчатобумажных по-

лотен, но при этом необходимо учитывать большую чувстви-

тельность вискозного волокна к щелочам. Кроме того, для бе-

ления могут быть использованы хлорит и гипохлорит натрия,

а также дихлоризоцианурат натрия. Полотна из смеси хлопка

с лавсаном могут подвергаться мерсеризации. Полотна, в кото-

рых содержание лавсана превышает 50%, подвергаются также

термостабилизации.

Несколько сложнее проводить подготовку трикотажных по-

лотен из смеси хлопка или вискозного волокна с полиамидным

и полиакрилонитрильными волокнами, так как полиамидное

волокно неустойчиво к действию окислителей, а ПАН волокна

желтеют при обработке в щелочной среде. При содержании

полиамидного волокна в смеси не более 30 % подготовку про-

водят по щелочно-пероксидному способу. Вследствие высокого

содержания в смеси целлюлозных волокон пероксид водорода

в основном расходуется на беление хлопка или вискозных во-

локон, не повреждая полиамидного волокна. При более высо-

ком содержании полиамидного волокна беление можно прово-

дить также пероксидом водорода, но в более мягких условиях

или использовать для беления хлорит натрия или ДХЦН.

ДХЦН может быть предложен также и для беления поло-

тен из смеси хлопка с ПАН волокнами. В частности, в ЛИТЛПе

была разработана технология беления таких смесей в раство-

рах, содержащих 1—3 г/л ДХЦН. Перед белением для повыше-

ния капиллярности рекомендуется проводить отваривание в рас-

творах синтетических ПАВ (1—2 г/л) в присутствии соды (1—

2 г/л). Беление смеси хлопка с полиамидным волокном про-

водят к слабощелочной среде при рН 7—9 в течение 30—45 мин

при температуре 80—90 ^С, а смеси хлопка с ПАН — при тем-

пературе 60—75 °С.

Трикотажные полотна из смеси хлопка с шерстью подвер-

гают главным образом крашению, поэтому они не отбелива-

ются, а подвергаются только отвариванию в растворах ПАВ

(1-2 г/л).

Полотна и изделия из смеси шерсти с синтетическими во-

локнами также отбеливают чрезвычайно редко, так как они

в большинстве своем предназначены для изготовления верхних

трикотажных изделий и вяжутся из уже окрашенного волокна.

При этом необходимо учитывать, что степень белизны большин-

ства химических волокон значительно выше, чем шерсти, по-

этому при выпуске изделий в белом виде основной задачей яв-

ляется беление шерсти.

В частности, при белении полотен из смеси шерсти с поли-

амидным волокном, предназначенных для изготовления белья,

или других полотен из смеси шерсти с полиэфирным, ПАН,

ПВХ и другими волокнами используют 30 %-й раствор перок-

сида водорода (30 г/л), для создания слабощелочной среды

(рН 8—8,5) добавляют пирофосфорнокислый натрий (5—

7 г/л) и 25 %-й раствор водного аммиака (2—5 г/л). Пиро-

фосфат натрия является стабилизатором пероксида водорода.

В раствор добавляют неионогенные или анионоактивные ПАВ

или их смесь концентрации 0,5—1 г/л. Температура беления

50—60 °С, продолжительность процесса отваривания и беле-

ния 2—3 ч. После беления полотна или изделия обрабатывают

растворами ООВ.

В последние годы значительно вырос объем производства

трикотажных полотен из текстурированных неоднородных ни-

тей: триацетатно-полиэфирных (калон), триацетатно-полиамид-

ных, ацетатно-полиамидных (комэлан) и др. Обычно такие по-

лотна подвергают промывке-релаксации (отвариванию) в рас-

творах анионных или неионогенных ПАВ и только в отдельных

случаях белению.

Отваривание полотен с рельефным переплетением или плю-

шевых полотен проводят в жгутовых барках МКП-1, или

в эжекторных машинах, или на линиях непрерывного действия

для промывки-релаксации. Тонкие полотна, склонные к обра-

зованию заломов и заминов, особенно из нитей комэлан, об-

рабатывают в красильных аппаратах АК-220 Т навойного типа.

Наибольший интерес представляют линии, в состав кото-

рых входят релаксационные камеры. Отваривание на линиях

проводят в растворе, содержащем 2 г/л ПАВ, 0,5 г/л кальци-

нированной соды и 2 г/л гексаметафосфата натрия. Темпера-

тура в первой ванне 40—45 °С, во второй и третьей 50—70 °С.

Далее следует промывка в теплой и холодной воде.

Трикотажные полотна, содержащие ацетатные или триаце-

татные нити, подвергают S-отделке, которую можно проводить

как отдельную операцию или совмещать ее с отвариванием. Ли-

товским научно-исследовательским институтом трикотая^ной

промышленности был разработан режим обработки трикотаж-

ных полотен из неоднородных текстурированных нитей (три-

ацетатно-полиэфирных и триацетатно-полиамидных) в жгуто-

вых машинах. Модуль обработки 1 : 20.

Полотна в течение 20 мин обрабатывают в растворе смачи-

вателя (0,5—1 г/л) и кальцинированной соды (0,5 г/л) при

температуре 40 °С. Затем температуру раствора повышают до

60 °С и обрабатывают в течение 30 мин. Далее раствор ох-

лаждают до 30 °С и сливают. Ванну вновь заполняют водой,

вводят гидроксид натрия (1—1,5 г/л) до рН 11 и смачиватель,

нагревают в течение 20 мин до температуры 80 °С и в течение

60 мин проводят S-отделку (поверхностное щелочное омыле-

ние). Затем полотно тщательно промывают и, если необхо-

димо, раствором уксусной кислоты нейтрализуют остатки ще-

лочи.

В последние годы расширился ассортимент полотен и изде-

лий, содержащих металлизированные нити — люрексы. При вы-

боре условий подготовки и беления необходимо учитывать

свойства этих нитей. Люрекс получают или напылением в ва-

кууме алюминия на синтетические нити, например полиэфир-

ные, или покрывают алюминиевую фольгу с двух сторон по-

лимерными пленками. Поэтому в большинстве случаев свой-

ства люрекса близки свойствам ацетатных или полиэфирных

волокон.

Во избежание потери блеска металлизированной нити и из-

менения ее окраски отваривание изделий и полотен, содержа-

щих люрекс, необходимо проводить при температуре не выше

80 °С в растворах нейтральных ПАВ. Отбеливать можно перок-

сидом водорода и хлоритом натрия. Особую осторожность ну-

жно соблюдать при обработке изделий, содержащих люрекс,

органическими растворителями.

§ 12. ПРИМЕНЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Одной из важнейших задач, стоящих перед отделочным произ-

водством, является внедрение новых, более интенсивных ре-

сурсосберегающих способов подготовки. Основные усилия тех-

нологов и исследователей направлены на снижение сброса

сильно загрязненных сточных вод и сокращение энергозатрат.

Пути решения этих задач могут быть самые разные: использо-

вание новых химических материалов, обладающих высокой хи-

мической активностью, совмещение двух или более операций

в одном процессе (отваривание и беление, отваривание и кра-

шение, отваривание, беление и крашение), проведение процес-

сов при низкой температуре. Одним из перспективных направо

лений при создании бессточной технологии является примене-

ние органических растворителей или использование пенных

способов обработки.

Применение органических растворителей позволяет не

только решить проблему снижения потребления воды в отде-

лочном производстве и сброса сильно загрязненных сточных

вод, но и значительно ускорить процесс обработки, так как они

хорошо растворяют воскообразные и жировые веш,ества, вхо-

дящие в природные сопутствующие вещества и замасливатели.

Например, было установлено, что кратковременная обработка

хлопка органическим растворителем в течение 20—30 с позво-

ляет извлечь из хлопка 70—80 % воскообразных веществ и

практически полностью удалить замасливатель.

Из большого числа исследованных растворителей наиболее

широкое распространение получили хлорированные углеводо-

роды — перхлорэтилен и трихлорэтилен. Хлорированные угле-

водороды не воспламеняются, малотоксичны (предельно допу-

стимая концентрация равна для перхлорэтилена 670 г/м®,

а для трихлорэтилена 535 г/м®), обладают низкой скрытой теп-

лотой парообразования и высокой плотностью паров, что поз-

воляет снизить энергозатраты на нагревание и рекуперацию

растворителя. Температура кипения перхлорэтилена 121 °С,

а трихлорэтилена 87 °С. Большинство волокон значительно

меньше набухает в хлорированных водородах, чем в воде, по-

этому меньше деформируется в процессе обработки.

Одна из трудностей, возникающих при применении органи-

ческих растворителей для подготовки текстильных материалов

к крашению, печатанию и заключительной отделке, заключа-

ется в том, что отбеливающие вещества, распространенные

в отделочном производстве (пероксид водорода, гипохлорит и

хлорид натрия), нерастворимы в органических растворителях.

Поэтому при необходимости беления процесс приходится разби-

вать на две стадии:

— промывка в органических растворите-

лях для удаления воскообразных веществ и замасливателей;

—-

беление в водной среде.

Для решения этой проблемы было предложено использовать

водные эмульсии, содержащие органический растворитель,

эмульгатор и все химические вещества, применяемые при обыч-

ной водной технологии (щелочь, отбеливающее вещество —

пероксид или гипохлорит натрия, стабилизаторы, смачиватели

и т. д.). Эмульгированный органический растворитель обеспе-

чивает быстрое и полное удаление воскообразных веществ,

а далее следует беление. При использовании эмульсионного

способа содержание органического растворителя невелико, 2—

4%.

Особенно большой интерес этот способ представляет для об-

работки сильно загрязненных полотен, имеющих масляные пя-

тна. Одна из предлагаемых композиций содержит пять частей

скипидара, одну — перхлорэтилена и четыре — неионогенного

ПАВ, обладающего высокими эмульгирующими свойствами.

При непрерывном способе подготовки полотно плюсуют рас-

твором, содержащим 4 % названной выше композиции, 1—2 %

пероксида водорода, силикат натрия или какой-либо другой ста-

билизатор, 0,1 % смачивателя и щелочь до рН 10,5. Затем по-

лотно запаривают и промывают.

При реализации этого процесса следует обращать внимание

на подбор эмульгаторов, способных обеспечить получение

высокостабильной эмульсии в условиях беления (щелочная

среда и температура 90—98 "С).

Несмотря на достоинство органических растворителей, ши-

рокого распространения для подготовки трикотажных полотен

они пока не получили. Одной из причин такого положения дел

является отсутствие герметичного оборудования, оснащенного

установками для рекуперации органического растворителя. За

рубежом выпускается ряд линий, предназначенных для подго-

товки как трикотажных полотен, так и тканей. Среди них сле-

дует назвать машину «Сольванит» фирмы «Брюкнер» (ФРГ)

и «Нова компакт» фирмы «Сперотто Римар» (Италия).

На рис. 23 приведена схема линии «Нова компакт» для под-

готовки полотен в среде чистого органического растворителя.

Полотно через заправочное устройство 6 поступает в замачи-

вающую ванну 5 небольшой вместимости, заполненную орга-

ническим растворителем. Далее полотно проходит через систему

направляющих роликов 4 и поступает на конвейерную ленту 3.

Находясь на конвейерной ленте, полотно еще раз обрабатыва-

Рис. 23. Линия «Нова компакт» для промывки-релаксации трикотаж-

ных полотен в среде органического растворителя

ется органическим растворителем, подаваемым через спры-

ски 2.

Затем избыток органического растворителя удаляется с по-

мощью отсоса и полотно поступает в сушильную камеру 1.

Благодаря тому что транспортирование полотна осуществля-

ется с помощью конвейерной ленты в расправленном свобод-

ном состоянии, достигаются необходимые усадка и релаксация

полотна.

Рабочая ширина машины 1800 мм, скорость перемещения

полотна до 30 м/мин, испарительная способность сушилки

200 кг/ч, расход пара 200 кг/ч, сжатого воздуха 200 м^/ч, рас-

ход растворителя 2 % массы обрабатываемого полотна, уста-

новленная мощность 29 кВт, габарит 5500X3500X2900 мм.

Особенно большой интерес линия представляет для обра-

ботки полотен из смеси шерсти с синтетическими волокнами,

например ПАН или полиэфирным.

Другим перспективным направлением, обеспечивающим

уменьшение водоемкости и энергоемкости процессов подго-

товки, является внедрение пенных способов обработки. При

пенном способе в рабочий раствор кроме обычных компонен-

тов вводят пенообразующие вещества и стабилизаторы пены.

В качестве примера можно привести способ беления ацетат-

ных и триацетатных текстильных материалов ДХЦН, разрабо-

танный в ЛИТЛПе. Раствор содержит ДХЦН (3 г/л), суль-

фосид-31 (2 г/л) и в качестве стабилизаторов пены —метил-

целлюлозу (5—7 г/л), моноэтаноламид (5 г/л). рН раствора

5,5—5,8, температура 20—25 °С, продолжительность беления

40—45 мин.

§ 13. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ

Качество подготовки полотен характеризуется степенью бе-

лизны, капиллярностью и смачиваемостью волокнистых мате-

риалов, качество мерсеризации — степенью и равномерностью

мерсеризации, а качество термостабилизации синтетических во-

локон—устойчивостью полотен к повторным тепловым обра-

боткам.

Методы приблизительной оценки степени белизны основы-

ваются на визуальном сравнении испытуемых образцов с эта-

лонными или с образцами шкалы белизны. Для точной оценки

степени белизны' используют инструментальные методы — спек-

тральные или колориметрические, при которых сравниваются

спектры отражения отбеленного образца со спектром отраже-

ния поверхности оксида магния.

Для определения степени белизны применяют лейкометры,

фотометры ФТ-2; может быть также использован электронный

компаратор цвета ЭКЦ-1. Степень белизны характеризуется

коэффициентом отражения и выражается в процентах. Нор-

мально отбеленные волокнистые материалы имеют белизну

82—85 %. Некоторые затруднения возникают при определении

степени белизны для образцов, обработанных ООВ.

Капиллярность является критерием оценки смачиваемости,

гидрофильности. Капиллярность определяют по высоте подъ-

ема слегка окрашенного раствора ( раствора хромпика, кислот-

ного или основного красителя) по полоске отбеленного трико-

тажного полотна длиной 30 см и шириной 5 см. У хорошо

подготовленного полотна высота подъема жидкости за 30 мин

равна 9 см. При этом оценивают не только высоту, но и равно-

мерность подъема. Если жидкость поднимается не сплошным

фронтом, а пиками, значит, подготовка неравномерна.

Степень мерсеризации определяют химическими или микро-

скопическими способами. Наиболее широко используют хими-

ческие способы, которые основаны на различной сорбционной

и реакционной способности мерсеризованного и немерсеризо-

ванного хлопка. К ним относится определение баритового чи-

сла.

Баритовым числом называют выраженное в процентах от-

ношение количества гидроксида бария, сорбированного мерсе-

ризованным волокном, к количеству, сорбированному немерсе-

(зизованным волокном. Баритовое число нормально мерсери-

зованной пряжи или полотна должно быть не менее 50 %•

Равномерность мерсеризации можно оценить по контроль-

ной выкраске: чем больше степень мерсеризации, тем интен-

сивнее окрашивается волокно.

Наиболее простым способом контроля качества термостаби-

лизации изделий из синтетических волокон и нитей является

определение остаточной усадки термостабилизированных об-

разцов. Образцы размером 12X12 см подвергают кипячению

в течение 30 мин, а затем определяют их линейные размеры.

Для нормально стабилизированных образцов усадка не дол-

жна превышать 1—2 %.

Критерием оценки степени стабилизации является также

йодное число. Йодным числом называется количество милли-

граммов иода, сорбированного 1 г волокна. У хорошо термо-

стабилизированного капронового волокна или нити йодное чи-

сло не превышает 90—100 мг на 1 г волокна.

В процессе подготовки при нарушении технологии может

иметь место деструкция волокнистых материалов, поэтому на-

ряду с контролем качества самой подготовки в лаборатории

проводят определение степени деструкции волокнистых мате-

риалов. Для этой цели применяют как химические, так и фи-

зико-механические методы.

Прочность на разрыв определяют на разрывных машинах

по методикам, установленным соответствующими стандартами.

Уменьшение прочности на разрыв по сравнению с этим свой-

ством сурового образца свидетельствует о деструкции волокна

в процессе подготовки.

Вязкость растворов является одним из важнейших показа-

телей степени деструкции волокнистых материалов в процессе

подготовки. При повышении степени деструкции вязкость рас-

творов уменьшается. При определении вязкости растворов осо-

бое внимание необходимо обращать на выбор растворителя,

который не должен вызывать дополнительной деструкции по-

лимера волокна. Для вискозиметрических исследований приме-

няют следующие растворители:

для целлюлозных волокон — медно-аммиачный раствор, ка-

доксен; ^

для полиамидных —серную кислоту 1,84' г/см^);

для полиэфирных — ж-крезол или трихлоруксусную кислоту.

Медное число характеризует степень химических изменений

в целлюлозном волокне в процессе отваривания и беления.

(Медное число ^си — количество граммов оксида меди (И),

восстановленной в оксид меди (I) при окислении альдегидных

групп.) Оно не должно превышать 63,54 г.

§ 14. ДЕФЕКТЫ ПОДГОТОВКИ

Основными дефектами подготовки являются недостаточная ка-

пиллярность, низкая степень белизны, неравномерность отва-

ривания или беления, снижение прочности волокна,, наличие

пятен.

Недостаточная капиллярность может быть следствием не-

правильного подбора поверхностно-активного вещества (с не-

достаточной смачивающей и эмульгирующей способностью) и

его низкой концентрации в растворе, недостаточной продолжи-

тельности или температуры отваривания.

Невысокая степень белизны может получиться при низкой

концентрации или плохом качестве (низкой концентрации ак-

тивного вещества в техническом продукте) отбеливающих ве-

ществ; неправильном подборе и плохом контроле за соблюде-

нием оптимальных условий проведения процесса (рН среды,

температуры, продолжительности); высокой или низкой концен-

трации оптически отбеливающих веществ; применения воды

с повышенной цветностью или с большим содержанием солей

металлов (железа, меди, марганца).

Неравномерная обработка возникает при плохой циркуля-

ции растворов, плохой работе оборудования (с остановами),

плохом качестве приготовления концентрированных и рабочих

растворов.

Снижение прочности волокнистых материалов происходит

в результате нарушения технологического режима и превыше-

ния концентрации окислителей, щелочей, кислот, а также уве-

личения температуры или продолжительности обработки.

Цветные пятна могут образоваться при использовании воды

с повышенной цветностью или с повышенным содержанием же-

леза (желтые, ржавые), а также при плохой подготовке обору-

дования. Масляные пятна могут быть следствием неправильной

промывки после отваривания (спуском раствора через нижний

сливной клапан), а также работы в загрязненном оборудо-

вании.

список ЛИТЕРАТУРЫ

Бельцов В. М. Придание текстильным материалам устойчивой белизны//

Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. Т. 26. 1981. С. 9—16.

Бернард В. Практика беления и крашения текстильных материалов. М.,

1971.

Кричевский Г. Е., Корчагин М. В., Сенахов А. В. Химическая технология

волокнистых материалов. М., 1985.

Лебедева В. И., Мельников Б. Н. Новые отбеливающие препараты и спо-

собы беления текстильных материалов//Обзорная информация. Вып. 6. 1984.

Непрерывные способы беления и промывки трикотажных полотен/

Н. В. Александровская, В. С. Гольдзберг, Н. М. Комаров и др.//Обзорная

информация. Вып. 3. 1982.

ГЛАВА 4

КРАШЕНИЕ

Крашением называют совокупность химических и физико-хими-

ческих процессов, протекающих при обработке волокнистого ма-

териала растворами красителей, в результате которых волокни-

стые материалы приобретают окраску, устойчивую к различным

физико-химическим воздействиям при их эксплуатации.

Крашение было известно еще в глубокой древности. Об этом

свидетельствуют образцы окрашенных тканей, найденные архео-

логами при раскопках древних захоронений. Первая докумен-

тальная запись об использовании в бытовых и религиозных об-

рядах окрашенных шелковых тканей в Индии относится ко вто-

рому тысячелетию до н. э.

В те далекие годы для крашения применяли природные кра-

сители, добываемые из растений или живых организмов (из мел-

ких ракообразных — пурпур древних, из насекомого коше-

нили—алый краситель кармин). Наиболее широко распростра-

ненными красителями растительного происхождения являются

хна, шафран (дающий желтую окраску), марена красильная

(в корнях которой содержится красная краска — крапп), моло-

чай, индиго, добываемый из растений субтропиков (индигофе-

ров), и др.

Производство природных красителей дорого и сложно. В на-

стоящее время они в очень ограниченном количестве применя-