Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

ются в косметике, пищевой промышленности и в народных про-

мыслах для крашения ковровой пряжи, пряжи для вязания.

В текстильном производстве к началу 20 в. природные краси-

тели были полностью вытеснены синтетическими.

Первый синтетический краситель — фуксин — был получен

в 1856 г. польским химиком Я. Натансоном. Основным толчком

для производства синтетических красителей явилась разработка

Н. Н. Зининым в 1842 г. дешевого способа производства ани-

лина и способа производства ароматических аминов (реакция

Зинина), на основе которых синтезируется большинство краси-

телей. Большой вклад в разработку новых способов синтеза

красителей внесли русские и советские ученые; М. А. Ильин-

ский, Н. Н. Ворожцов, А. Е. Порай-Кошиц, В. М. Родионов и др.

Первоначально и в течение довольно продолжительного пе-

риода крашение, как и все текстильное производство, представ-

ляло собой ремесло с небольшими мастерскими. И только

к концу 18 и началу 19 в. происходит переход от мелкотовар-

ного производства к мануфактурам. Становление трикотажного

производства происходит еще позже, в начале 19 в.

§ 1. виды РАСЦВЕТОК ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН

И ИЗДЕЛИЙ

Трикотажные изделия могут иметь однотонную окраску (т. е.

быть гладкокрашеными) или узорчатую расцветку. Однотонная

окраска получается при крашении и белении, а также при вя-

зании из предварительно окрашенных в один тон нитей или

пряжи. Узорчатую расцветку можно получить при вязании по-

лотен и изделий из нитей или пряжи, окрашенных в различные

цвета (в этом случае они называются пестровязаными), при кра-

шении полотен и изделий из нитей или пряжи из волокон раз-

личной природы, которые окрашиваются красителями разных

классов, и, наконец, методом печатания.

Крашение можно проводить на любой стадии производства.

Можно красить волокно в массе при его синтезе или формова-

нии, когда пигмент красителя вводится непосредственно в пря-

дильную ванну. Можно красить волокно, и тогда из него полу-

чится окрашенная пряжа. Можно красить пряжу или жгут, три-

котажные полотна и, наконец, штучные изделия, изготовленные

из суровых нитей и пряжи.

Разработку расцветок с учетом эстетических и практических

требований к ним, а также технических возможностей и тех-

нико-экономических показателей при их создании называют ко-

лорированием.

При выборе цвета окраски руководствуются эстетическим

восприятием изделия и модой, а также назначением изделия

(верхний, бельевой, детский, спортивный трикотаж). В произ-

водстве бельевого трикотажа преобладают изделия, выпускае-

мые в белом виде и окрашенные в светлые цвета. Для верхних

трикотажных изделий чаще используют насыщенные цвета. При

выборе цвета учитывают назначение изделий по половозраст-

ному и сезонному признакам, а при создании узорчатой рас-

цветки— сочетаемость различных цветов в одном рисунке.

Колорирование проводят на основе законов цветоведения —

науки о цветах — с учетом особенностей технологии отделки во-

локнистых материалов.

§ 2. ОСНОВЫ ЦВЕТОВЕДЕНИЯ

Цвет является одним из важнейших показателей, характеризую-

щих свойства окружающих нас предметов. Мы воспринимаем

эти предметы в том случае, если они освещены каким-либо ис-

точником света. Светящиеся тела (природные и искусственные)

испускают электромагнитные колебания с волнами различной

длины, из которых излучения длиной волн в диапазоне 400—

720 нм (1 нм= м) вызывают у нас ощущение света и цвета.

Белый луч дневного света представляет собой смесь видимых

световых лучей с разными длинами волн, который с помощью

призмы можно разложить на составляющие монохроматические

лучи с различными длинами волн.

Спектральные цвета

Цвет

Красный

Оранжевый .

Желтый

Желто-зеленый

Зеленый

Голубой

Синий

Фиолетовый

Длина волны, нм

780—620

620-585

586-575

575—550

550-^510

510—480

480—450

450—380

Когда лучи белого света падают на поверхность какого-либо

тела, они могут поглощаться, полностью отражаться или отра-

жаться частично, избирательно. Если световой поток полностью

отражается от поверхности предмета, предмет нам кажется бе-

лым, Если все лучи полностью (или почти полностью) погло-

щаются, тело кажется черным. Если часть лучей поглощается,

а часть отражается, тело видится окрашенным. Если предмет

пропускает лучи света полностью или частично, оно называется

прозрачным или частично прозрачным.

Все цвета, встречающиеся в природе, разделяются на ахро-

матические (от греч. achromatos — бесцветный, неокрашенный)

и хроматические (от греч. chromatikos — цветной, окрашенный).

К ахроматическим цветам относятся белый, черный и серые, т. е.

те цвета, которые не имеют цветового тона. Серые цвета полу-

чают смешением черного и белого в различных пропорциях.

Ахроматические цвета отличаются друг от друга только ко-

эффициентом отражения. Коэффициент отражения — это отно-

шение отраженного светового потока к падающему световому

потоку. Самый большой коэффициент отражения имеет оксид

магния (96 %), а самый маленький — черный бархат (0,3 %)•

Тела, имеющие ахроматический цвет, обладают неизбира-

тельным отражением или пропусканием падающих на них лу-

чей, т. е. они в равной степени отражают или пропускают излу-

чения всех длин волн видимой части спектра. В том случае,

если тело избирательно отражает или пропускает лучи света,

оно будет окрашенным. Когда мы говорим, что поверхность

имеет синий цвет при освещении белым светом, это означает,

что из всей совокупности монохроматических лучей, входящих

в спектр источника освещения, данная поверхность отражает

преимущественно синие лучи с длиной волны 400—460 им. От-

раженные лучи, попадая в наш глаз, создают ощущение синего

цвета. Таким образом, цвет предмета определяется цветом отра-

женных лучей. Остальные лучи или поглощаются, или пропус-

каются телом.

В соответствии с международной системой измерения цвета'

каждый хроматический цвет характеризуют тремя колориметри-

ческими величинами: цветовым тоном Я, чистотой Р, яркостью В

или светлотой L. Яркость характеризует светящиеся тела, а свет-

лота — несветящиеся тела.

Под цветовым тоном понимают то, что отличает один хрЬ-

матический цвет от другого по цветовому оттенку, иЛи, иначе,

это цветовое впечатление, которое относится по сходству к тому

или иному участку спектра: красному, синему, зелёному и т. д.

Цветовой тон характеризуется длиной волны %.

Чистота, или насыщенность, — это степень выражения цвето-

вого тона в данном цвете или, иначе, степень отличия хромати-

ческого цвета от равного ему по светлоте ахроматического. Чи-

стота спектральных цветов равна единице, т. е. они являются

наиболее насыщенными, а ахроматических — нулю. Более насы-

щенный цвет содержит больше чистого хроматического цвета,

а цвета с примесью ахроматического являются менее насыщен-

ными. Например, если к пурпурному прибавлять белый цвет

в различных соотношениях, то можно получить розовые цвета

(от темно-розового до светло-розового) различной насыщен-

ности.

Светлота — это отношение потока света, отраженного или

пропущенного образцом, к падающему потоку. Светлота выра-

жается относительными единицами. Чем светлее предмет, тем

ближе характеристика его цвета к единице, и наоборот, более

темные предметы имеют светлоту, близкую к нулю.

Смешение цветов. Смешением монохроматических цветов

между собой и с ахроматическими цветами (белым и черным)

можно получить большое число разнообразных смешанных цве-

тов. В частности, смешивая монохроматические цвета, располо-

женные в спектре недалеко друг от друга, можно получить про-

межуточные цветовые тона, менее насыщенные, чем спектраль-

ные. Например, при смешивании желтого и красного получится

оранжевый цвет,а синего и красного — пурпурный цвет.

Смешение, при котором образование различных цветов про-

исходит в результате оптического смешения двух или несколь-

ких световых потоков, называется аддитивным (слагательным)

смешением. Аддитивное смешение можно получить, если прое-

цировать на белый экран два или несколько цветных лучей. Ад-

дитивное образование цвета имеет место также при рассматри-

вании на большом расстоянии поверхности, покрытой мелкими

цветными точками, которые на большом расстоянии сливаются

в нашем восприятии в один цвет.

Результирующий цвет, образуемый при аддитивном (оптиче-

ском) смешении, удобно определять с помощью цветового круга

(рис. 24). Для этого соединяют прямой линией точки, соответ-

ствующие двум смешиваемым цветам, и, разделив эту прямую

на две части, пропорциональные яркости смешиваемых цветов,

проводят через эту точку и центр круга прямую до пересечения

с окружностью. Например, при смешении желтого и зеленого

получим желто-зеленый цвет, а желтого и красного — оран-

жевый.

Однако смешение двух цветов не всегда дает хроматический

цвет. Смешение определенных пар цветов приводит к получению

ахроматических цветов. Такие пары называются дополнитель-

ными цветами и располага-

ются на противоположных сто-

ронах цветового круга. Глав-

ными взаимно дополняющими

парами цветов являются пур-

пурный и зеленый, красный и

голубовато-зеленый, оранже-

вый и голубой, желтый и си-

ний, желто-зеленый и фиоле-

товый.

В отличие от аддитивного

(оптического, или слагатель-

ного) синтеза цветов при суб-

трактивном (механическом,

или вычитательном) синтезе

цвет образуется вследствие из-

бирательного поглощения ча-

Рис. 24. Цветовой круг сти излучений ИЗ потока па-

дающего на тело света (т. е. путем вычитания). Такое образо-

вание цвета наблюдается при прохождении светового потока

через несколько окрашенных сред, например цветных пленок,

через раствор смеси красителей.

Субтрактивное, или механическое, смешение цветов лежит

в основе смешения красителей, применяемых при крашении и

печатании. Во время механического смешения цветов происхо-

дит вычитание из белого луча лучей определенной части спек-

тра, которые поглощаются светофильтром или красителем. Та-

ким образом, на сетчатку глаза попадают остатки лучей, отра-

женных от окрашенной поверхности или прошедшие через ок-

рашенную пленку. Смесь этих лучей будет иметь цвет, дополни-

тельный к цвету поглощаемых лучей.

Например, если на пути белого света, содержащего в равных

количествах лучи всех основных трех зон спектра (красные, си-

ние и зеленые), поставить желтый светофильтр, то он поглотит

дополнительный к нему синий и пропустит только красные и

зеленые лучи. Если на пути поставить голубую пленку, то она

поглотит красные лучи. Если же на пути луча поставить обе

пленки, то они последовательно поглотят лучи красной и синей

зоны спектра и в результате свет будет содержать только лучи

зеленой зоны.

То же наблюдается и при освещении окрашенной поверхно-

сти. Если окрашенная поверхность поглощает зеленые лучи и

лучи примыкающих к ним частей спектра и отражает все ос-

тальные, то они в сумме дадут ощущение пурпурного цвета. По-

верхность, окрашенная смесью красителей, будет поглощать

лучи, которые поглощают отдельные красители этой смеси. На-

пример, волокнистый материал, окрашенный смесью голубого и

желтого красителя, будет иметь зеленый цвет, так как желтый

краситель поглотит лучи синей зоны, а голубой — лучи красной

зоны.

Субтрактивное смешение близких по цветовому тону цветов

дает промежуточные цвета. Например, красный и желтый дают

оранжевый. При смешении взаимно дополняющих цветов полу-

чается серый или близкий к черному цвет. Например, при кра-

шении смесью пурпурного и зеленого получают темно-серый или

темно-коричневый цвет.

Цвет поверхности окрашенного непрозрачного тела (напри-

мер, волокнистого материала) не является результатом суб-

трактивного смешения в чистом виде, как это имеет место для

прозрачных сред (светофильтров, пленок, растворов). Попадая

на окрашенную поверхность, световой поток частично отража-

ется от поверхности без изменения цвета, остальная часть по-

тока входит в окрашенный слой и, пройдя через него полностью

или частично, отражается в обратном направлении. Таким об-

разом, результирующий цвет окрашенной поверхности образу-

ется благодаря оптическому смешению светового потока, отра-

женного от поверхности, с потоком, вышедшим после прохож-

дения через окрашенный слой.

Если взять три основных цвета спектрального излучения (их

еше называют линейно независимыми, т. е. цветами, каждый из

которых не может быть получен смешением двух других), то,

смешивая их в различных соотношениях, можно получить боль-

шое разнообразие цветовых тонов. К числу таких цветов отно-

сятся красный, зеленый, синий (при оптическом смешении) и

желтый, голубой, пурпурный (при механическом, или субтрак-

тивном, смешении).

Цвет, образующийся в результате смешения трех основных

цветов (красного, зеленого, синего), может быть выражен

в виде уравнения

F = aK + b3 + cC,

где К, 3, С—излучения красного, зеленого и синего цветов; а, Ь, с —множи-

тели, показывающие количества смешиваемых излучений, которые обеспечи-

вают получение цвета F.

При определенных соотношениях значений а, Ь, с можно по-

лучить белый цвет, что было показано впервые Максвеллом.

При крашении часто приходится контролировать качество

окрашенных изделий, сравнивать полученные образцы с этало-

нами или решать вопросы воспроизведения цвета. Во всех этих

случаях необходимо иметь объективные характеристики цвета.

Методы, с помощью которых дается количественная характе-

ристика цвета или его оттенков, называют колориметриче-

скими.

Наиболее простым методом оценки является визуальное

сравнение анализируемого образца с эталонным. Этот метод до-

статочно широко применяется в производственной практике.

Для его осуществления необходим набор стандартных эталонов.

Эти наборы объединены в атласы цветов. Цвета в атласе рас-

полагаются в определенном порядке, чаще в виде замкнутого

круга с определенным интервалом светлот для каждого цвета.

Для объективной количественной характеристики цвета ис-

пользуют систему измерений, предложенную Международной

осветительной комиссией (МКО), в соответствии с которой цвет

может быть охарактеризован тремя координатами X, Y, Z или

двумя координатами цветности и светлотой. Координаты цвета—

количество трех линейно независимых цветов, оптическое сме-

шение которых обеспечивает получение данного цвета. В каче-

стве этих трех цветов приняты монохроматические излучения:

красный

(Я,

= 700 им), зеленый

(Х

546,1

нм) и синий

= 435,8 нм).

Расчет координат цвета проводят по формулам

700

400

700 700

2= s d^,

400

где Pjt—относительная спектральная плотность излучения освещающего ис-

точника света!

R%,

— спектральный коэффициент отражения измеряемого об-

разца; хСк), у{Х), 2(?i) — ординаты кривых сложения стандартного наблюда-

теля МКО.

При расчете значения ординаты сложения берутся из таб-

лиц и зависят от типа источника света, которым освещается об-

разец (в спектральных приборах используются стандартные ис-

точники света), а значения — на основании спектральных

кривых отражения испытуемого образца с интервалом через

каждые 10 или 20 им. Расчет проводят с помощью ЭВМ.

Для перехода от координат цвета к цветовому тону и чи-

стоте цвета удобно использовать цветовой график МКО

(рис. 25). На этом графике все многообразие цветов располага-

ется в плоскости, ограниченной кривой спектральных цветов.

Внутри плоскости находится точка белого цвета Б, положение

которой зависит от выбранного стандартного источника света.

Если через точку с координатами цветности данного образца

(например, зеленого 3) и точку Б белого цвета провести пря-

мую до пересечения с линией спектральных цветов, то можно

получить доминирующую длину волны Я, характеризующую цве-

товой тон окрашенного образца.

Цветовой график дает также возмом<ность определить чи-

стоту цвета. Чем цветовая точка ближе к кривой спектральных

цветов, тем чище цвет, а чем она

ближе к точке белого цвета, тем

менее чист цвет и тем ближе он к

ахроматическому цвету.

Таким образом, используя диа-

грамму МКО, любой цвет можно

охарактеризовать с помощью цве-

товых координат, цветовым тоном

и чистотой цвета. Этот график

очень удобен для сравнения окра-

шенного образца с эталонным.

Восприятие цвета. В зависимо-

сти от условий наблюдения один

и тот же предмет воспринимается ^^

по-разному, что связано с особен-

ностями строения нашего глаза. Рис. 25. Цветовой график МКО

.S'/O

.550

Эти особенности нужно учитывать при колорировании, в том

числе и при колорировании методом печати. Взаимное влияние

цветов, находящихся близко друг от друга, может выражаться

в изменении тона, насыщенности, светлоты и т. д.

Например, видимое глазом цветовое различие усиливается,

если сравниваются предметы дополнительного или близкого

к ним цвета, например синего и желтого, пурпурного и зеле-

ного. Это явление называется одновременным контрастом цве-

тов. Цвет предмета кажется более светлым, если он находится

на темном фоне, и более темным — на светлом фоне. Например,

если на листе белой бумаги расположить серый квадрат,

то он будет выглядеть более темным, чем если его располо-

жить на черном фоне. Это явление называется светлотным кон-

трастом.

То же наблюдается, если вместо серых фигур взять какие-

либо цветные фигуры. На темном фоне они воспринимаются как

более светлые, а на светлом кажутся темнее.

При одновременном хроматическом контрасте наблюдается

изменение цветового тона и степени насыщенности хроматиче-

ских цветов. Например, серая фигура на желтом фоне будет ка-

заться синеватой, а на зеленом — розоватой. Фигура желтого

цвета на зеленом фоне выглядит желто-оранжевой, а фигура

розового цвета на этом фоне кажется более насыщенной.

Одновременный контраст проявляется тем сильнее, чем боль-

шую площадь занимает цвет, вызывающий контраст. Хромати-

ческий и светлотный контрасты в большей степени проявляются

на границе расположенных рядом цветов (пограничный кон-

траст). Если изображение фигур контрастных цветов обвести

черным контуром, то явление одновременного цветового контра-

ста усиливается. Этим часто пользуются для создания иллюзии

повышенной насыщенности расположенных рядом деталей пе-

чатного рисунка.

Основной задачей колориста является создание гармониче-

ского сочетания цветов. Для этого колористу необходимо знать

основные законы сочетания цветов. Система соотношения цвето-

вых тонов, образующая определенное единство, называется ко-

лоритом. Колорит может быть холодным (при преобладании си-

них, зеленых, фиолетовых цветов) или теплым (при преоблада-

нии цветов красных, желтых, оранжевых), светлым или темным,

а по степени насыщенности — ярким или приглушенным (блек-

лым). При выборе колорита необходимо учитывать направление

моды, национальные особенности населения того или иного ре-

гиона, вид и назначение изделий.

На практике при подборе окраски используют атласы и

карты цветов, которые содержат образцы, окрашенные в раз-

ные цвета. Каждому цвету присваивается название или номер.

При выборе окраски колорист должен учитывать не только ко-

лористические, но и технологические возможности красителей

различных классов, а при их смешивании — совместимость кра-

сителей и фактуру трикотажного полотна или изделия, так как

один и тот же цвет на полотнах различной фактуры будет вы-

глядеть по-разному.

Воспроизведение цвета. Решение задачи воспроизведения

цвета, как правило, сводится к подгонке цвета под эталонный

образец, который берут из атласа или карты цветов. Колорист

на основании своего опыта и интуиции, используя разные соот-

ношения отобранных красителей, проводит ряд опытных выкра-

сок, добиваясь идентичности цвета полученного образца цвету

эталона.

Этот метод требует много времени, поэтому в последние годы

все шире внедряются инструментальные и расчетные методы

воспроизведения цвета, основанные на измерении и расчете ко-

ординат цвета X, Y, Z эталонного образца или на расчете фун-

кции KIS по спектру отражения эталонного образца.

Первый метод (на основании координат цвета) требует ис-

пользования дорогостоящих ЭВМ. и спектральных приборов.

Второй метод значительно проще и не требует больших капи-

таловложений, но он менее точен. Расчет рецептуры по спек-

трам отражения основан на том, что между концентрацией кра-

сителя на волокне и спектральным коэффициентом отражения

существует определенное соотношение, которое может быть вы-

ражено уравнением Кубелки—Мунка—Гуревича:

(1 _

K/S

2Ro

где /С — коэффициент поглощения света волокном; S — коэффициент рассея-

ния; —коэффициент отражения окрашенного волокнистого материала при

определенной длине волны; — коэффициент отражения неокрашенного во-

локна при той же длине волны.

При этом соотношение между функцией Кубелки—Мунка—

Гуревича K/S и концентрацией красителей в ванне С выража-

ется соотношением {K/Sy. C = const, т. е. функция KfS пропор-

циональна концентрации.

Техническая классификация красителей. Число марок кра-

сителей, выпускаемых в настоящее время, превышает 9000. Это

обусловлено различными требованиями к оттенкам и цветам,

а также большим разнообразием волокнистых материалов, пред-

назначенных для окрашивания. Чтобы было удобно ориентиро-

ваться в таком многообразии красителей, их классифицируют.

В химической промышленности основой классификации яв-

ляется химическое строение красителей. В текстильной про-

мышленности удобнее пользоваться технической классифика-

цией, в основу которой положены колористические и технологи-

ческие свойства красителей. Согласно этой классификации

6 Заказ № 2270 161

(табл. iO) все красители Делят на три большие группы: раство-

римые в воде, нерастворимые в воде и образующиеся на во-

локне.

Растворимые в воде красители делятся на анионные и кати-

онные. Дисперсные красители, хотя и относятся к нераствори-

мым, занимают промежуточное положение между этими груп-

пами.

Таблица 10. Техническая классификация красителей

Растворимые

Нерастворимые

ООразующиеся

Лннонные

Нерастворимые

на волокне

Лннонные Катиопные

на волокне

Прямые, кислот- Основные, ка- Дисперсные, кубо- Нерастворимые

ные, хромовые, тионные вые, сернистые, азокрасители,

металлокомплекс- пигмеитные черный анилин

пыс, активные

Для крашения трикотажных полотен или изделий приме-

няют красители почти всех классов, что объясняется многообра-

зием видов волокон, используемых для изготовления трикотажа.

О пригодности красителей того или иного класса для крашения

тех или иных волокон можно судить по табл. И.

Таблица И. Пригодность красителей для крашения различных волокон

Волокна

Красители

Целлю-

лозные

Шер-

стяные

Аце-

татные

ПА ПЭ

ПАН

пвх ИБС

Прямые

+++

.— — —

Кислотные

++~f - ++

— — — —

Хромовые

—

+++ - +-

— — — —

Металлосодер-

—

-l-f+ - ++

— — —

жащие

Активные

+++ +++ - +++

— — —

Катионные

— — —

+++

— —

Кубовые

+++ +- - +-

.— —

Кубозоли

++ -

— —

-f--

Сернистые

Дисперсные

—

- ++4

- +++

++ ++

Обозначения: +++ хорошо окрашивают и широко применяются; -Н- хорошо

окрашивают, ограниченно применяются; -\— окрашивают, но практически^не применя-

ются; — не окрашивают.

Технические красители выпускаются в виде порошков и паст,

представляющих собой не химически чистые соединения,

а смеси, в которые кроме самого красящего вещества входят