Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

II —белковые волокна (шерсть, натуральный шелк); ps =

= 101°... 1012 Ом;

III — синтетические и ацетилцеллюлозные волокна (в по-

рядке нарастания электрического сопротивления: ацетатные и

триацетатные, полиамидные, полиакрилонитрильные, полиэфир-

ные, полипропиленовые, поливинилхлоридные); ps=10"...

...Ю'^Ом.

Значения ps приведены для волокон при относительной

влажности 65 %.

При промышленной переработке текстильных материалов

широко используют физические методы уменьшения или снятия

электростатического заряда: заземление деталей машин, пере-

рабатывающих волокнистые материалы, повышение относитель-

ной влажности воздуха в рабочих помещениях, ионизация воз-

духа и т. д.

К химическим методам получения текстильных материалов

с антистатическими свойствами относятся введение различных

веществ в полимерную массу при формовании волокон и нане-

сение веществ, снижающих электризуемость текстильных воло-

кон, а также модификация поверхности волокна.

Выбор антистатических препаратов и способов отделки обу-

словлен природой волокна, назначением полотен и требовани-

ями к устойчивости эффекта. Для придания временных антиста-

тических свойств, необходимых на период переработки волокон

(прядения, перемотки, вязания), широко используют замасли-

ватели, в состав которых входят масла и жиры, углеводороды

в сочетании с поверхностно-активными веществами, которые за-

тем легко удаляются при отваривании перед белением или кра-

шением. Масла и жиры уменьшают коэффициент трения, а по-

верхностно-активные вещества повышают поверхностную про-

водимость.

Растворы поверхностно-активных веществ применяются и

при заключительной отделке трикотажных полотен с целью при-

дания им антистатических свойств. Способность ПАВ снижать

электризуемость основана на том, что на поверхности волокна

они создают слой, обладающий высокой электропроводностью

благодаря ориентации полярных групп молекул ПАВ и ассоциа-

ции этих групп с влагой воздуха, способствующих стеканию

заряда с поверхности волокна.

Наибольшей эффективностью обладают ионогенные (катио-

ноактивные и анионоактивные) ПАВ, которые уменьшают ps

в среднем от Ю'^—Ю»^ до 10^—10'° Ом. Неионогенные ПАВ

обладают меньшей эффективностью и снижают ps до 10'°—

IQi' Ом.

Для обработки трикотажных полотен рекомендуются сле-

дующие препараты:

катионоактивные—алкамон ОС-2, представляющий собой

смесь четвертичных аммониевых соединений, и тетрамон С

(СССР), марвелан SF (ГДР), леомин КР (ФРГ);

анионоактивные — танастат 6040 (фирма «Танатекс», Ни-

дерланды), базософт ТА (ФРГ);

неионогенные — отечественные стеарокс-6, стеарокс-920

(оба — оксиэтилированные жирные кислоты) и препарат ОС-20

(оксиэтилированный спирт), леомин HSG (ФРГ), цирразоль

GM (Великобритания).

Все эти препараты одновременно являются мягчителями и

снижают прорубку полотна при пошиве. Для обработки ис-

пользуют их водные растворы концентрации 5—20 г/л. Препа-

раты наносят путем плюсования или добавления в последнюю

промывную воду при периодических способах обработки и в по-

следнюю промывную ванну промывных линий непрерывного

действия.

Недостатком всех этих препаратов является их неустойчи-

вость к стирке, в процессе которой они легко удаляются с во-

локна. В ряде случаев эти препараты снижают устойчивость

окраски.

Для получения антистатической отделки, устойчивой к стир-

кам и химической чистке в среде органических растворителей,

могут быть использованы методы химической модификации по-

верхности волокон путем прививки химических соединений,

имеющих в своем составе полярнйе гидрофильные группы. Од-

нако ввиду сложности реализации химической модификации

этот способ еще не нашел широкого распространения.

Большое практическое применение получила S-отделка —

поверхностное омыление в щелочной среде ацетатного и триаце-

татного волокна. Омыление часто совмещают с процессом отва-

ривания, добавляя в ванну при отваривании кальцинированную

соду (10—13 г/л) или щелочь (3—5 г/л). При этом на поверх-

ности волокна создается тонкий слой гидратцеллюлозы, которая

увеличивает гигроскопичность волокна и снижает электризуе-

мость трикотажных полотен.

Щелочная обработка полиэфирных волокон также позволяет

несколько снизить электризуемость полотен из полиэфирных

волокон, что, по-видимому, объясняется частичным гидролизом

полимера на поверхности волокна и появлением на ней гидро-

фильных групп —ОН и —СООН. Хорошие результаты получены

при обработке полиэфирных текстильных материалов полиэти-

ленгликолем в щелочной среде. При последующей термообра-

ботке при температуре 160—190 °С на поверхности волокна

происходит реакция переэтерификации, в результате чего по-

лотно приобретает устойчивые антистатические свойства.

Наиболее широкое распространение для выполнения устой-

чивой к стирке антистатической отделки получил способ обра-

ботки текстильных материалов химическими соединениями, спо-

собными образовывать на поверхности волокна нерастворимые

гидрофильные полимеры, обладающие высокой проводи-

мостью,— полиэлектролитами.

Эти соединения в виде предконденсатов наносят на волокно,

и из них в процессе последующей термообработки в присутст-

вии катализаторов образуется сетчатый полимер, который до-

статочно прочно фиксируется на поверхности волокна. К таким

соединениям относятся препараты церостат ЕР (Швейцария),

аркостат AZ (ФРГ), сполапрет ES (ЧСФР).

В СССР для антистатической отделки полотен из химиче-

ских нитей выпускаются препараты эпамин Об и эпамин 15.

Эпамин 06 представляет собой 40 %-й водный раствор предкон-

денсата дихлоргидринного производного полиэтиленоксида

с диэтилтриамином.

Трикотажное полотно обрабатывают в плюсовке водной ком-

позицией, содержащей 60—80 г/л эпамина 06, 5—6 г/л карбо-

ната натрия и 5—6 г/л мягчителя стеарокса-6 или стеа-

рокса-920. Температура плюсовочного раствора 20—25 "С, сте-

пень отжима 80 %. Далее полотно поступает в сушильно-ши-

рильно-стабилизационную машину. В ее первой и второй зонах

происходит высушивание при температуре 100—120 °С,

в третьей и четвертой — термообработка при 170—180 °С.

В процессе термообработки в присутствии щелочного пре-

парата при рН 10 происходит дальнейшая поликонденсация.

Щелочной препарат связывает соляную кислоту, выделяющуюся

в результате реакции поликонденсации. Электрическое сопро-

тивление после обработки эпамином 06 уменьшается от 10'^

до 10® Ом, а влагосодержание текстильных материалов, обра-

ботанных эпамином 06, увеличивается на 1—2)% (при относи-

тельной влажности 65 %).

§ 5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ОТДЕЛКИ

К специальным видам отделки можно отнести водо- и маслоот-

талкивающую обработку, повышение устойчивости к загрязне-

нию, повышение огнестойкости, устойчивость к действию мик-

роорганизмов и т. д. Целью этих обработок является придание

каких-либо специфических свойств.

До последнего времени эти виды обработок сравнительно

редко применялись в трикотажной промышленности, что было

связано прежде всего с тем, что большинство трикотажных по-

лотен имеет бытовое назначение и предназначено для пошива

белья и одежды. С расширением выпуска трикотажных полотен

технического назначения расширился и перечень специальных

видов отделки. Одновременно с этим возросло и число видов от-

делок, которым подвергаются полотна, предназначенные для по-

шива одежды (водоотталкивающая, маслоотталкивающая), гар-

динно-тюлевые и обивочные материалы (огнезащитная, грязе-

отталкивающая) и др.

Придание водоотталкивающих свойств. Различают два вида

отделки: водонепроницаемую и водоотталкивающую (гидрофоб-

ную). В первом случае волокнистый материал покрывают

сплошной пленкой, непроницаемой для воды, но при этом он

становится непроницаемым и для воздуха. Поэтому этот вид

отделки приемлем для полотен технического назначения.

Для полотен бытового назначения чаще применяют гидро-

фобную отделку. Гидрофобизация волокнистых материалов ос-

нована на блокировании гидрофильных групп волокна, притя-

гивающих влагу. При этом поверхность гидрофобизированных

волокон не смачивается водой, но свободно пропускает пары и

воздух.

Главным принципом придания гидрофобных свойств волок-

нистым материалам является создание на их поверхности плотно

упакованного ориентированного слоя молекул, содержащих

гидрофобные алкильные радикалы.

Различными фирмами выпускается большое количество раз-

личных гидрофобизирующих препаратов. Большой интерес

представляют кремнийорганические соединения, которые мо-

гут применяться в виде как водорастворимых мономеров, так и

олигомеров (растворы в органических растворителях или

эмульсии).

В МТИ была разработана технология обработки волокни-

стых материалов препаратами ГКЖ-Ю (этилсиликонат натрия)

и ГКЖ-И (метилсиликонат натрия) с добавлением солей ме-

таллов, позволяющих повысить устойчивость обработки при по-

следующей эксплуатации, а также водными эмульсиями пре-

парата ГКЖ-94.

Концентрация препаратов в плюсовочной ванне 60—100 г/л.

После пропитки полотно высушивают при температуре 90—

100 "С, а затем подвергают кратковременной термообработке

при температуре 150 "С в течение 5 мин. В результате обра-

ботки на поверхности волокна образуется защитная пленка по-

лисилоксана, у которой гидрофобные алкильные радикалы

ориентированы наружу

t t

—О—Si—0—Si—0~

НО

ОН

•

Волокло

Пленка из кремнийорганических соединений фиксируется на

волокне главным образом адсорбционными силами (водород-

ными связями и силами Ван-дер-Ваальса), но в ряде случаев

и благодаря химическому взаимодействию. Кремнийорганиче-

ские соединения обеспечивают получение устойчивого к много-

кратным стиркам гидрофобного эффекта, улучшают гриф по-

лотна и повышают устойчивость к истиранию.

Широко применяются и производные метилолмеламина и

стеариновой кислоты — аламин С (СССР) и фоботекс FTC

(Швейцария). Эти препараты позволяют получить стойкий эф-

фект в различных условиях эксплуатации, что, по-видимому,

обусловлено возможностью химического взаимодействия мети-

лолмеламина с функциональными группами волокон или обра-

зованием сшитых структур, как это происходит при придании

малосминаемости.

Полотно обрабатывают 5%-й эмульсией аламина или фо-

ботекса в присутствии катализатора, высушивают и подвергают

термообработке при температуре 140—150 °С в течение 5 мин.

Придание грязеотталкивающих свойств. В результате гря-

зеотталкивающей отделки волокнистые материалы приобре-

тают устойчивость к загрязнению жидкими маслами, водными

растворами, суспензиями различных веществ, а также пылью.

Некоторое снижение загрязняемости наблюдается уже при

аппретировании с целью придания малосминаемости и безуса-

дочности, а у синтетических трикотажных полотен—при ан-

тистатической отделке, так как полотна с антистатической от-

делкой меньше электризуются и меньше притягивают пыль,

сажу и т. д. Грязеотталкивающей отделке подвергаются глав-

ным образом обивочные, декоративные и гардинно-тюлевые из-

делия, а иногда и полотна для пошива верхней одежды.

Для придания устойчивости к сухому загрязнению хорошие

результаты могут быть получены при использовании некоторых

кремнийорганических соединений, в частности препарата

АМСР-3, представляющего собой алюминиевую соль метилси-

ликоната натрия. Обработку проводят в нейтральной или сла-

бокислой среде при содержании препарата АМСР-3 в плю-

совочном растворе 60 г/л.

Устойчивость к загрязнению возрастает, если добавить к рас-

твору АМСР-3 20 г/л хлорида магния MgCb

•

6Н2О. На основе

АМСР-3 выпускают специальный препарат для грязеотталки-

вающей отделки, имеющий торговую марку ГПА.

Для придания устойчивости к жидким и масляным загряз-

нениям используют препараты, применяемые для водо- и масло-

отталкивающей (или гидро- и олеофобной) отделки. Среди них

особенно большой интерес представляют фторсодержащие сое-

динения. Эти соединения наносят на волокнистые материалы

из растворов в органических растворителях или в виде эмульсий.

придание огнезащитных свойств. Горение материала проте-

кает в том случае, если энергия, выделяющаяся при горении,

равна сумме энергий: энергии, затраченной на воспламенение

материала, и энергии теплопотерь в окружающую среду, или

больше этой суммы. Таким образом, для подавления горения

нужно или повысить порог воспламенения, т. е. нанести на

волокно какие-то вещества, увеличивающие количество энергии,

которая требуется для воспламенения полимера, или нанести

на волокно вещества, снижающие количество энергии, которая

выделяется при горении, что приводит к затуханию.

Вещества, обеспечивающие выполнение этих двух условий,

называются антипиренами. К антипиренам первой группы (по-

вышающим порог воспламеняемости) относятся вещества, раз-

лагающиеся при высоких температурах с поглощением боль-

шого количества тепла, например неорганические соли гидро-

ксид алюминия А1(0Н)з и силикат магния MgSiOs. Действие

антипиренов второй группы основано на выделении негорючих

газов, на образовании негорючей пленки, затрудняющей контакт

с воздухом и уменьшающей доступ горючих продуктов в зону

горения, и на ингибировании (замедлении) окисления газооб-

разных продуктов.

Наиболее простым способом придания временных огнеза-

щитных свойств является обработка полотен минеральными со-

лями: боратами, фосфатами, силикатами и т. д. Однако такая

обработка неустойчива к стиркам и поэтому может быть реко-

мендована только для обивочных, драпировочных и гардинно-

тюлевых полотен. Кроме того, эта обработка придает же-

сткость текстильным материалам.

Для устойчивой к стиркам огнезащитной отделки широко

применяются фосфорсодержащие препараты: ТАФ (триамид

фосфорной кислоты), антипирен Т-2, пироватекс CP, ТНРС

(тетраметилолфосфонийхлорид). Эти препараты в своей струк-

туре содержат группы, способные взаимодействовать с гидро-

ксильными группами целлюлозы. Некоторые из них применяют

вместе со сшивающими и смолообразующими препаратами, на-

пример карбамолом ЦЭМ и метазином, поэтому они достаточно

прочно удерживаются не только на целлюлозных, но и на дру-

гих волокнах.

Препарат ТАФ в присутствии кислых катализаторов, напри-

мер хлористого магния, способен взаимодействовать с целлю-

лозой

NH,

Целл—OH-fHiiN-P =0->Целл—О—Р =

NHa NH^

O + NHst

Высокая огнестойкость достигается при фиксации не менее

10 % препарата. Полотно пропитывают раствором, содержащим

препарат и кислый катализатор, отжимают до влажности 80—

100%, высушивают при температуре 90—120 °С, проводят тер-

мическую обработку при 150 °С в течение 5 мин, затем промы-

вают и высушивают.

Хороший эффект достигается и при обработке хлопко-лав-

сановых полотен.

Препарат пироватекс CP (Швейцария) содержит активную

метилольную группу, взаимодействующую с гидроксильными

группами целлюлозы, что также способствует высокой устойчи-

вости отделки. Плюсовочный раствор содержит 300—400 г/л

пироватекса CP, 70—90 г/л метазина, 20—30 г/л полиэтилено-

вой эмульсии, 4 г/л хлористого аммония. После пропитки по-

лотно высушивают, подвергают термообработке при темпера-

туре 160 °С в течение 3—5 мин и промывают.

Препарат ТНРС может быть использован для придания ог-

незащитных свойств не только целлюлозным, но и белковым

волокнам, так как он способен взаимодействовать с аминогруп-

пами. Поэтому его применяют для отделки шерсти, смеси шер-

сти с целлюлозными волокнами, с полиамидными волокнами и

смесей целлюлозных волокон с полиэфирными и шерсти с поли-

эфирными.

Еще одним путем получения огнеустойчивых текстильных

материалов является изготовление полотен из смеси обычных

волокон с огнестойкими типа волокна номекс (США) или раз-

работанными в СССР фенилоном, которые получают путем

конденсации ароматических диаминов (например, фенилдиами-

нов) и фталевых кислот.

Отделки, предотвращающие разрушение волокн11стых мате-

риалов под действием микроорганизмов и насекомых. В отли-

чие от синтетических волокон природные волокна неустойчивы

к действию микроорганизмов. К микроорганизмам, разрушаю-

щим волокна, относятся грибы и бактерии. Противогнилостная

обработка необходима для полотен специального назначения

(особенно из целлюлозных волокон), подвергаемых эксплуата-

ции в условиях повышенной влажности.

Простейшим способом защиты волокнистых материалов от

действия микроорганизмов является пропитка солями меди,

ртути, серебра или органическими соединениями — производ-

ными салициловой кислоты, например салидиланилида. Соли

металлов для фиксации их на волокнистых материалах применя-

ются в виде комплексов с органическими соединениями: медно-

хромовотанидного комплекса, комплекса меди и алкилсилико-

натов (ГКЖ-10, ГКЖ-11), ДЦМ. Применение солей меди в со-

четании с препаратами ГКЖ-Ю и ГКЖ-И позволяет получить

и гидрофобную, и бактерицидную отделку.

Другим видом бактерицидной отделки является не защита

самого волокнистого материала от разрушения, а предотвра-

щение накопления патогенных микроорганизмов на изделиях,

побывавших в эксплуатации, и прежде всего чулочно-носочных

изделий,— так называемая гигиеническая отделка. Для гигиени-

ческой отделки выпускаются специальные препараты, представ-

ляющие собой четвертичные аммониевые соединения, например

катамин АБ (СССР), рустол НЕС (ЧСФР) и др.

Иногда для повышения устойчивости отделки к стиркам

в плюсовочную ванну вводят предконденсаты термореактивных

смол, обладающих анионными свойствами.

Для защиты шерстяных изделий от повреждения личинками

моли или жучков применяют такие препараты, как молантин Р

(ЧСФР), митин FF (Швейцария), представляющие собой ор-

ганические соединения, которые вводятся в ванну в количестве

1—1,5 % массы волокна. Обработку ими можно совместить

с крашением.

§ 6. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ

ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН

После жидкостных обработок (крашения, беления, промывки,

отваривания) волокнистые материалы содержат 200—250 %

жидкости. Из них 0,5—18 % (в зависимости от вида волокна) —

гигроскопическая, или кондиционная, влага, а остальное — ка-

пиллярная и грубокапиллярная влага. Основная масса грубо-

капиллярной влаги удаляется в процессе механического отжима,

после которого в волокнистом материале остается около 60—

120 % (в зависимости от способа отжима) влаги. Ее можно уда-

лить в процессе высушивания.

Ниже охарактеризованы три основных способа удаления

грубокапиллярной влаги.

1. Отжим с помощью отжимных валов, установленных на

оборудовании непрерывного действия (в плюсовках, на отбель-

ных линиях или в промывных машинах), на котором полотно

обрабатывают в расправленном состоянии. Интенсивность от-

жима зависит от давления в жале валов, и остаточное влагосо-

держание составляет 80—120 %. С увеличением силы прижатия

отжимных валов степень отжима (остаточное количество влаги)

уменьшается, но возникает опасность деформации трикотажных

полотен, снижение их объемности.

2. Отжим в вакуум-отсосных машинах, позволяющий уда-

лять влагу в щадящем режиме. Рекомендуется для полотен со

структурой, особенно чувствительной к деформации и механиче-

ским воздействиям, например полотен с отделкой под бархат,

плюш, велюр, с рельефными переплетениями.

Принцип работы вакуум-отсосных машин состоит в том, что

полотно в расправленном состоянии проходит над щелью ва-

куумотсоса или огибает перфорированный барабан, из которого

отсасывается воздух. Воздух, проходя через полотно, уносит

с собой влагу. Вакуум-отсосные машины для отжима трикотаж-

ных полотен выпускаются фирмой «Монфортс» (ФРГ).

Интересная конструкция для отжима трикотажных полотен

предложена фирмой «Кляйневеферс» (ФРГ). На отжимном

устройстве «Гидрофуга» полотно проходит между двумя беско-

нечными сукнами, которые впитывают влагу, содержащуюся

в трикотажном полотне. Далее сукна огибают две независимые

системы валов, где впитанная влага механически удаляется

из них.

Степень отжима на вакуум-отсосных машинах не превышает

70—110%. Достоинством этого способа обезвоживания явля-

ется непрерывность действия и равномерность обработки, но

широкого распространения он не получил, так как менее эконог

мичен, чем отжим с помощью отжимных валов.

3. Центрифугирование, являющееся самым распространенным

способом отжима в трикотажной промышленности. Количе-

ство остаточной влаги при нем в 1,5—2 раза меньше, чем при

других способах обезвоживания, и составляет 60—70 %, что

позволяет получить высокую производительность сушильного

оборудования и снижает затраты тепла при сушке. Удаление

влаги центрифугированием заключается в удалении влаги из

волокнистого материала под действием центробежной силы,

возникающей при вращении основного рабочего органа ма-

шины— перфорированной корзины, в которой находится отжи-

маемый материал. Отделившаяся при отжиме жидкость прохо-

дит через перфорацию корзины, вращающейся с частотой 750—

1000 мин-\ и стекает на дно кожуха, откуда удаляется через

специальные отверстия.

На трикотажных предприятиях нашей страны широко при-

меняются центрифуги отечественного производства: ТВ-1200-ЗН,

ТВ-1500-ЗН, ФМБ-150-1-3 и более совершенная ФМБ-160-1К-01,

отличающаяся большей производительностью и лучшими тех-

нико-экономическими показателями. Предельная загрузка по

мокрому полотну 400 кг, в пересчете на сухое 90—100 кг. Про-

должительность цикла 30—35 мин, включая загрузку, разгон,

отжим, останов (торможение) и выгрузку.

Продолжительность собственно отжима зависит от вида

полотна и волокна, из которого оно связано, и колеблется от 5

до 20 мин. Полотна из искусственных и синтетических волокон

во избежание заломов и заминов отжимают очень осторожно,

а в ряде случаев не отжимают вообще, а оставляют для сте-

кания жидкости в тележках, в которых осуществляется транс-

портирование полотна от машины к машине.

Основным недостатком этого способа отжима является пе-

риодичность процесса и высокие затраты труда при загрузке и

И Заказ № 2270

321

выгрузке. Для ускорения и облегчения загрузки полотна в цен-

трифугу используют специальные приспособления: для по-

лотна— специальные барабанчики, а для штучных изделий —

мягкие кассеты.

В табл. 20 приведена оптимальная продолжительность от-

жима и остаточная влажность полотен и изделий из различных

волокон после отжима в центрифуге.

Таблица 20. Продолжительность и степень отжима трикотажных полотен

Изделия

продолжительность,

мин

Количество влаги,

Хлопчатобумажные

60—65

Шерстяные и полушерстяные 20 75—80

Из гидратцеллюлозных волокон

12—15 90—95

» полиамидных »

25—30

Во избежание образования дефектов при отжиме необходимо

соблюдать следующие правила: нельзя смешивать для отжима

изделия из разных партий, особенно окрашенные в разные

цвета; продолжительность отжима не должна превышать оп-

тимальной для данного вида волокна; количество загружае-

мого полотна и частота враш,ения ротора не должны превы-

шать предельно допустимых значений для данного типа центри-

фуг; загрузка изделий в корзину должна быть максимально

равномерной.

Степень отжима

/П — tTlf*

т.

100,

где т — масса влажного материала; те — масса абсолютно сухого материала.

§ 7. РАСПРАВЛЕНИЕ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН ПЕРЕД СУШКОЙ

И ВЫСУШИВАНИЕ

Трикотажные полотна, обработка которых (отваривание, кра-

шение, отжим) проводилась жгутом, перед высушиванием под-

вергают расправлению и накатыванию, а основовязаные по-

лотна— распарыванию и расправлению на специальных маши-

нах. Назначение этих операций — расправление полотна для

предотвращения фиксации складок, заломов, заминов, обеспе-

чение равномерного высушивания и предотвращение миграции

красителя на окрашенных полотнах в складках вследствие не-

равномерного высыхания.

Расправление кругловязаных полотен осуществляют на жгу-

торасправительных машинах НКТ-120 и ЖР-120, в которых