ПРОИЗВОДСТВО ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (ИТС 39-2023)

Высушенную ткань просматривают, после чего направляют на специальные столы

для шарки и чистки. После шарки ткань поступает на щеточные машины для чистки,

которая производится до и после стрижки ткани. Стрижку шерстяных тканей производят

на стригальных машинах. После стрижки и чистки шерстяные ткани подвергаются

прессованию.

После прессования ткань поступает на заключительную декатировку. Некоторые

ткани для придания им несминаемости, водонепроницаемости, увеличения

драпирующей способности, повышения прочности во влажном состоянии подвергают

специальным обработкам. В особенности необходимы такие обработки для тканей из

смесей, включающих химические штапельные волокна. Заключительная декатировка

является последней стадией отделки ткани. Окончательно отделанную ткань после

просмотра и проверки качества промеривают, сдваивают, накатывают, маркируют и

упаковывают. Упакованная ткань отправляется на склад готовой продукции.

Процесс химической очистки шерстяных тканей включает промывку,

карбонизацию и иногда беление. Промывка проводится с целью удаления остатков

жировых и потовых веществ, замасливателей и шлихты с целью улучшения

смачиваемости тканей, сообщения им мягкости. При промывке, в основном извлекаются

воскообразные природные примеси и жировые вещества. Для этого используют способы

экстрагирования жирорастворителями, а также омыления и эмульгирования жировых

веществ. Преимущества: органические растворители не повреждают волокно; возможно

улавливание и повторное использование растворителей; в 2-3 раза сокращается время

удаления жиров; снижаются расход воды и затраты тепла на сушку; возможна

регенерация жиров и выделение ланолина. Недостатки: требуется специальное

герметичное оборудование, оснащенное системой рекуперации токсичного и

пожароопасного растворителя. Ткань становится жесткой, и требуется обработка

специальными мягчителями на основе ПАВ.

Наибольшее распространение имеет способ, при котором для промывки

шерстяных и шерстьсодержащих материалов используют раствор моющего вещества

(ПАВ) и карбонат натрия. Большая часть жировых веществ эмульгируется и удаляется.

Карбонат натрия умягчает воду, взаимодействуя с солями кальция и магния, повышает

набухание волокна, способствующее освобождению от примесей, нейтрализует

находящиеся на ткани жирные кислоты, образуя при этом мыла. Если ткани содержат

водорастворимую шлихту, то она удаляется в процессе промывки.

Промывка непрерывным способом широко используется на предприятиях

шерстяной промышленности, особенно для тканей платьевого и костюмного

ассортимента. Оборудование непрерывного действия для промывки ткани жгутом в

отечественной промышленности представлено агрегатом ЛПЖ-220Ш (линия для

промывки жгута). Главными составными частями агрегата являются: плюсовка, шесть

или семь промывных жгутовых машин, лотковый компенсатор. В линию включают

жгуторасправитель стационарного действия.

На оборудовании непрерывного действия для промывки ткани врасправку

обрабатывают легкие ткани, склонные к образованию заломов и засечек. В этих целях

используют многоящичные проходные промывные аппараты отечественного и

зарубежного производства, агрегированные с плюсовками, машинами для удаления

влаги и др. (рисунок 2.18).

Рисунок 2.18 - Схема заправки ткани в агрегат для промывки камвольной ткани в расправку [9]:

1 - заправочное устройство; 2 - плюсовка; 3 - компенсатор;

4 - многоящечный проходной промывной агрегат; 5 - самоклад

Шерстяное отделочное производство

Камвольное производство

Суконное производство

Подготовительный цех (разрыхление,

Прядельное производство

карбонизация, крашение шерстяного волокна

Гребенная система прядения

в АКД котлах и АКДС котлах, сушка ФМК и т.д.)

Крашение пряжи в котлах, сушка в

сушильном аппарате

Подготовка к прядению (смешение и

получение смесок (шерсть+ПЭФ),

Подготовка к ткачеству

кардочесание) прядение, ткачество

ткачество

Отделочное пр-во (промывка,

Отделочное пр-во

замыление, валка, декатировка,

(заварка, карбонизация, валка,

сушка)

аппретирование, мягчение,

антистатическая, молеустойчивая,

противогрибковая отделка)

Заключительная отделка (мягчение, антистатическая,

молеустойчивая, противогрибковая отделка и др.)

Механическая отделка

Готовая ткань

(чистка, стирка, сушка, ширение)

Рисунок 2.19 - Схема шерстяного отделочного производства

После промывки шерстяные ткани со светлой природной окраской имеют

кремовый цвет и обычно дальше не отбеливаются. Для получения белой ткани

применяется в качестве отбеливателя пероксид водорода. Окрашенную в темные

(темно-серый, черный, коричневый) тона шерсть не отбеливают, поскольку придающие

эту окраску природные пигменты являются химически инертными и располагаются

глубоко в структуре волокна. Без заметного повреждения шерсти их разрушить

невозможно.

Карбонизация

- обработка шерстяных тканей кислотным раствором с

последующей термообработкой с целью удаления целлюлозных примесей,

ухудшающих внешний вид тканей (репей, остатки корма, затканные нити из

целлюлозных волокон).

Этот процесс основан на различной устойчивости шерсти и целлюлозы к

действию кислоты с последующей тепловой обработкой, в условиях которой волокна

шерсти не претерпевают никаких изменений, а целлюлоза превращается в хрупкую

гидроцеллюлозу. После карбонизации на ткани остается значительное количество

кислоты, которая может быть причиной неравномерного окрашивания и разрушения

волокон шерсти при дальнейшем ее хранении, поэтому ткань сначала промывают

холодной водой, а затем обрабатывают в растворе карбоната натрия или растворе

аммиака для нейтрализации несмытой кислоты.

Схема шерстяного отделочного производства приведена на рисунке 2.19.

Технологическая схема карбонизационно-нейтрализационной линии (рисунок

2.20) состоит из пропиточной части I, сушильно-термической камеры II,

нейтрализационной части III, сушильной машины IV. Пропиточная часть включает

заправочное устройство 1, малую пропиточную плюсовку с парой отжимных валов 2,

пропиточную ванну 3 с системой нижних и верхних роликов с промежуточным отжимом,

компенсатор

4, в котором ткань, уложенная складками, находится в свободном

состоянии, отжимное устройство 5 для получения равномерного отжима ткани и

удаления избытка раствора кислоты.

Карбонизацию можно проводить после промывки перед валкой, после валки и

после крашения. Наибольшее распространение получила карбонизация после

крашения, при которой исключается неравномерность окраски, появляющаяся при

крашении карбонизованной ткани.

Рисунок 2.20 - Схема карбонизационно-нейтрализационной линии отделки шерстяных и

шерстьсодержащих тканей [10].

Заварка - обработка ткани в кипящей воде в расправленном состоянии под

натяжением с последующим охлаждением для придания тканям устойчивых линейных

размеров. Заварке подвергают чистошерстяные и полушерстяные гребенные ткани,

платьевые и костюмные. В процессах гребнечесания, прядения и ткачества в шерстяных

волокнах возникают напряжения, которые неоднородны в суровой ткани.

Для заварки тканей применяют машины периодического и непрерывного

действия. Заварку легких шерстяных тканей осуществляют в коробках промывного

аппарата линии ЛЗП-180Ш при обработке ткани горячей водой (95-96 °С). Более

современной является заварочная машина, на которой ткань обрабатывается при

температуре 110 °С в течение 25-60 с (рисунок 2.21). Заварка шерстяных тканей может

быть многократной.

Суконные ткани перед крашением подвергают валке, а иногда и ворсованию.

Гребенные платьевые и костюмные ткани перед удалением примесей проходят

опаливание на газоопаливающих машинах со скоростью движения 40-60 м/мин. Валка

осуществляется по периодическому способу на сукновальной машине (рисунок 2.22).

Рисунок 2.21 - Схема заварочной машины

Рисунок 2.22 - Сукновальная машина

Замыливание суконной ткани на машине ЗМР-2 врасправку проводится при

температуре 30-40 ^оС валочным раствором. Возможна взаимозаменяемость одного

активного моющего вещества другим, с учетом активности препарата (рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 - Схема машины для промывки шерстяных тканей жгутом

Более современная технология отделки ткани, учитывающая потребности

рынка, - это валка-фулеровка. Это технологический процесс, при котором ткань

несколько уплотняется (уменьшаются длина и ширина ткани при увеличении толщины)

без образования ворсового застила на поверхности, т.е. ткацкий рисунок остается явно

выраженным. Уплотнение ткани с изменением ее линейных размеров, создание

поверхностного застила и улучшение ее свойств (теплоизолирующих, легкости),

проводится на сукновальных машинах и ПЖ-220Ш. Длительность процесса валки

определяется артикулом ткани и изменяется от 20-40 мин для костюмных тканей

(фулеровка) до 10 ч для технического сукна.

Приемка суровых

Замыливание

Валка с промывкой

тканей

МПЖ-Ш-1

МВП-Ш

Мягчение, антистатическая

Контроль качества

Расправка жгута

обработка и сушка СШМС»

валки

АЖР-180-Ш

Брюкнер»

Чистка-стрижка

Декатировка Декоклав-4

Разбраковка МКМ-180

СГ-2-180-Ш

Рисунок 2.24 - Технологические стадии отделки суконных тканей

Задача фулеровки сводится к тому, чтобы сделать ткань более мягкой, улучшить

теплоизоляционные свойства за счет повышения поверхностной плотности ткани, но

провести эту операцию без исчезновения рисунка ткацкого переплетения. В этом

отличие фулеровки от обычной валки суконных тканей. Промывка ткани происходит

врасправку с целью удаления загрязнений суровья, снятия внутренних напряжений с

отдельных нитей и производится на линиях ЛПН-180-Ш. Для механического

обезвоживания ткани после промывки применяется сушильно-ширильная машина

«Текстима», в которой ткань подвергается сушке и ширению с целью придания

определенных свойств. Ткань предварительно подвергается обработке в плюсовке

сушильно-ширильной машины при температуре

25-35 °С с антистатическими

препаратами.

Окрашенную в темные (темно-серый, черный, коричневый) тона шерсть не

отбеливают, поскольку придающие эту окраску природные пигменты являются

химически инертными и располагаются глубоко в структуре волокна. Без заметного

повреждения шерсти их разрушить невозможно. После промывки шерстяные ткани,

имеющие светлую природную окраску, имеют кремовый цвет и обычно дальше не

отбеливаются. На рисунке 2.24 приведены технологические стадии отделки суконных

тканей.

Для получения белой ткани можно использовать в качестве отбеливателя

пероксид водорода, затем следуют промывка, нейтрализация и снова промывка.

Типовые стадии процессов подготовки камвольных тканей

1. Приемки суровья и комплектование партий.

2. Опаливание.

3. Заварка.

4. Промывка.

5. Валка - фулеровка.

6. Промывка.

7. Заварка.

8. Сушка.

9. Термофикация.

10. Специальная обработка тканей.

11. Чистка засоренности.

12. Стрижка.

13. Прессование.

14. Декатирование.

15. Вылежка.

16. Разбраковка.

17. Промеривание, сдваивание и накатка.

18. Маркировка и упаковка.

Заварка тканей в горячей воде врасправку под натяжением ликвидирует

внутренние механические напряжения, полученные элементами конструкции тканей в

процессе предыдущих механических обработок. Ткань приобретает повышенную

формоустойчивость и очищается от некоторых растворимых в воде загрязнений.

Заварка ткани проводится на заварных линиях фирм «Текстима», «Бене» (Франция),

«Никки» (Япония). Промывка камвольных тканей осуществляется на линиях типа ЛПР-

180-1.

Процесс беления ткани из шерсти тонкорунных пород, которая не содержит

природного пигмента и потому белая, проводят по периодическому окислительному

способу беления и предусматривает использование, например, пероксида водорода.

Беление в щелочной среде во избежание повреждения шерсти проводят при рН =

8-9. При низких значениях рН не достигается требуемой степени белизны. В качестве

щелочного реагента используют раствор аммиака или тетрапирофосфат натрия,

который выступает в роли буфера и стабилизатора реакции, обеспечивающего

постоянное значение рН.

Шерсть в волокне или ткань обрабатывают в белящем растворе при температуре

не выше 45-50 ^oС в течение 1 ч, после чего прекращают подогрев и продолжают беление

в остывающей ванне в течение суток при постоянной циркуляции раствора. Остаточную

воду используют повторно.

Грубая шерсть, интенсивно окрашенная, в большей степени противостоит

воздействию щелочей и окислителей, и, следовательно, ее можно обрабатывать в более

жестких условиях. Обрабатывающий раствор постепенно нагревают с 18-20 до 65 ^oС в

течение 20 мин, беление при этой температуре проводят в течение 120 мин. После слива

раствора проводят промывку и кислование в течение 10 мин и заключительную

промывку. Общая длительность процесса составляет 245-260 мин.

После окончания беления волокнистый материал промывают теплой и холодной

водой. При белении в щелочной среде растворами перекиси можно повысить белизну

до 75 % (если коэффициент яркости до беления был не ниже 60 %).

Беление в кислых средах в меньшей степени угрожает нарушению кератина, и

поэтому обработку ведут при высоких температурах, достигающих 85-90 °С, в течение

20-30 мин при рН = 5-6 для разрушения кератина ткани без подогрева.

Восстановительный способ беления основан на том, что пигменты шерсти,

относящиеся к индолхиноновым производным, не устойчивы к воздействию

восстановителей. В качестве восстановителей в этом случае используют сернистый газ,

бисульфит натрия, гидросульфит. Эффект восстановительного беления резко

повышается, если предварительно провести беление по перекисному способу в кислой

среде.

Оптически отбеливающие вещества (ООВ) находят применение для осветления

поверхности шерсти. ООВ представляет собой сильно флуоресцирующие продукты

органического происхождения, имеющие много общего с красителями. В отличие от

окрашенных тел, они поглощают ультрафиолетовые лучи в невидимой части спектра и

преобразуют их энергию в видимое сине-фиолетовое излучение. Смешение сине-

фиолетовых лучей с желтыми лучами, отражаемыми белой поверхностью волокнистого

материала, приводит к значительному осветлению поверхности и обеспечивает

повышение чистоты получаемого цветового тона.

Обработку ООВ белковых волокнистых материалов проводят в условиях

крашения кислотными красителями, т.е. в кислой среде. Хорошо промытый волокнистый

материал обрабатывают в ванне при 80 ^oС в течение 30 мин; модуль ванны 30. После

оптического беления волокнистый материал промывают теплой, а затем холодной

водой.

При комбинированном способе беления шерсть, предварительно отбеленную

перекисью водорода в кислой среде, обрабатывают в ванне, содержащей ронгалит и

оптический белитель, в течение 2 ч при температуре 60 ^oС с последующей промывкой.

Степень белизны достигает 80 %, при этом растворимость в щелочах не превышает

20 %.

Наряду с применением периодических способов, беление шерсти стали

проводить по непрерывному плюсовочно-запарному способу. Кратковременное

воздействие окислителей при непрерывном способе беления оказывает меньшее

деструктирующее воздействие на волокно и позволяет достичь более устойчивой

белизны. Степень отжима

- менее

100 %. Длительность пропитки волокнистого

материала в камере зависит от температуры. При длительном запаривании происходят

разрушение волокнистого материала и снижение эффекта беления.

Увеличение длительности обработки при снижении температуры привело к

созданию полунепрерывного способа беления. При этом способе ткань пропитывают

раствором, содержащим

100-200 мл/л

35 % перокисида водорода,

20-50 г/л

стабилизатора и 1-2 г/л смачивателя, отжимают до 100 % содержания жидкости, после

чего свертывают в рулон, закрывают синтетической пленкой и выдерживают при

медленном вращении 10-16 ч в помещении, затем промывают на проходном промывном

аппарате. В связи с низкой температурой обработки шерсть практически не

повреждается. Чтобы в процессе беления защитить кератин от разрушения, его

предварительно обрабатывают в 5 % водном растворе формальдегида (рН = 4,4) в

течение 30 мин при температуре 50 ^oС. В этих условиях образуются поперечные мостики

между аминогруппами боковых остатков аминокислот. Такое волокно меньше набухает

и в большей степени сопротивляется разрушению под воздействием окислителей и

восстановителей.

Далее представлены усредненные расходы веществ предприятий ПОШ,

камвольных и суконных производств (таблицы 2.13-2.16).

Таблица 2.13 - Усредненные расходы веществ для промывки немытого шерстяного волокна

на предприятиях ПОШ

г/кг текстильных

Химикаты

Примечания

субстратов

Неионногенные ПАВ могут

ПАВ, липазы

0,5-1

использоватся совместно с

Расход воды (л / кг

ферментами липатической активности

около 4

текстильного субстрата)

в одной ванне или раздельно

Таблица 2.14 - Усредненные расходы веществ при карбонизации шерстяного волокна

г/кг текстильных

Химикаты

субстратов

Примечания

Серная кислота (100 %)

35-70

Альтернативный процесс -

ферментативная карбонизация

ПАВ

1-3

с целлюлазами

Расход

воды

(л/кг

(расход ферментов 1-5 г/кг)

около 3

текстильного субстрата)

при снижении расхода воды до 0,5л на кг

Таблица

2.15

- Усредненные расходы веществ при промывке-валке шерстяных и

шерстьсодержащих тканей (более 50 %)

г/кг текстильных

Химикаты

Примечания

субстратов

Содо-мыльный раствор

0-5

Альтернатива -

или аммиак (100 %)

около 2,5

промывка с

ПАВ

3-20

протеазами

Расход воды (л/кг

(расход воды 2-3 л/кг)

3-5

текстильного субстрата)

Таблица 2.16 - Усредненные расходы веществ при отбеливании шерстяных материалов

(ленты, пряжи, ткани)

г / кг текстильных

Химикаты

Пояснения

субстратов

Пероксид водорода (100

Проведение процесса по принципу

50-75

охраждающейся ванны

Комплексообразователи

5-30

(стабилизаторы)

pН 8-9 с буферной системой

Аммиак (100 %)

0-20

(обычно на основе

триполифосфата натрия)

Расход воды (л/кг

5-20

тексильного субстрата)

Перспективными технологиями беления шерстяных и шерстьсодержащих

материалов рассматриваются технологии с применением плазмы и ферментов протеаз

и липаз.

Предварительная обработка шерсти приводит в основном к выбросам в стоки, но

существуют и специальные операции (например, карбонизация). Так как шерстяные

ткани обрабатывают в основном по периодической схеме, то выбросы и сбросы имеют

прерывистый характер. Концентрации сбрасываемых веществ в сточных водах до

очистки перед поступлением в сети канализации зависят, прежде всего, от

используемого соотношения растворов и текстильного материала (модуля ванны).

Более подробная информация об выбросах, сбросах, отходах, связанных с

описанными этами производства, приведена в Разделе 3.

2.1.11.7 Подготовка тканей и трикотажных полотен из синтетических волокон и нитей

Синтетические ткани обычно содержат водорастворимую шлихту, замасливатели

и случайные загрязнения. Поскольку синтетические волокна и нити производятся в

белом виде, то ткани из них обычно не отбеливают [11]. Беление требуется в следующих

случаях: при наличии на тканях красителей для маркировки; случайных загрязнений, не

удаляемых промывкой; при необходимости получения тканей с очень высокой степенью

белизны и выпускаемых в отбеленном виде.

Трикотажные полотна и ткани из синтетических волокон подготавливают в

растворе анионактивных или неионогенных ПАВ (1-4 г/л) и кальцинированной соды

и/или тринатрийфосфата (1-2 г/л) при температуре 60-100 ^oС (в зависимости от

природы волокна) в течение

20-60 мин с последующей промывкой, используя

периодический или непрерывный способ.

При подготовке синтетических материалов к крашению используются мыло и

другие моющие средства. В ряде случаев вводят немного карбоната натрия.

Отваривание проводится в мягких условиях. Трикотаж из синтетических волокон, за

исключением особо белых полотен, не требует беления. Синтетическое волокно

отбеливать труднее, чем хлопчатобумажное, и обычные отбеливатели, такие как

гипохлорит натрия и пероксид водорода, не дают высокого отбеливающего эффекта.

Беление хлоритом натрия эффективно, но хлорит натрия разрушает оборудование.

Только применение стеклянных, керамических и некоторых пластмассовых (например,

политетрафторэтиленовых) конструкционных материалов или особой стали (с

присадками титана) исключает коррозию оборудования. Беление хлоритом натрия в

трикотажном и шелковом производстве применяется редко.

Текстильные материалы из ПАН-волокон рекомендуется отваривать в

нейтральной среде. Это связано с омылением нитрильных групп и пожелтением волокна

в щелочной среде. Для беления тканей из полиамидного волокна наиболее безопасно

применять мягко действующий хлорит натрия - из-за чувствительности этого волокна к

окислению. Беление осуществляется в течение 40-60 мин при 60-80 ^oС при значении

рН 3,5, полученном с помощью муравьиной кислоты в присутствии активатора

(пирофосфата натрия). Кроме того, для беления тканей из этих волокон могут быть

рекомендованы восстановители. В ряде случаев при очень мягких условиях допускается

применение пероксида водорода.

Технология с применением пероксида водорода включает пропитку при

температуре 60-65 ^oС в растворе, содержащем, г/л:

- пероксид водорода (30 %)

- метасиликат натрия

1,5-2;

- смачиватель

0,5.

В случае появления желтоватого оттенка для беления применяется хлорит

натрия, который в данном случае более эффективен, чем пероксид водорода и

гипохлорит натрия. Текстильные материалы из этих волокон отбеливают в растворах,

содержащих 3-5 г/л хлорита натрия, при рН 3,5 в течение 1-1,5 ч при температуре 90-

95 ^oС. В последнее время хлорсодержашие реактивы исключаются из технологических

процессов и широкого применения не имеют.

Трикотажные полотна из ПАН-волокна отваривают в растворах ПАВ

анионактивных или неионогенных или их смеси (до 2 г/л) при температуре 80-90 ^oС.

Полотна из этого волокна не обладают устойчивостью к щелочным средам при высокой

температуре, поэтому добавлять кальцинированную соду и другие щелочные реагенты

в моющий раствор не рекомендуется, так как обработка в этих условиях может привести

к пожелтению волокна. Частично пожелтение можно устранить при обработке в слабых

растворах кислот.

Белению подвергают небольшой объем полотен, предназначенных для печатания

по белому фону. Некоторые виды ПАН-волокон неустойчивы к действию

кислородсодержащих

окислителей,

поэтому

беление

лучше

проводить

восстановителями (гидросульфитом натрия) или хлорсодержащими отбеливателями. В

случае необходимости беление проводится с помощью хлорита натрия.

Типовой режим подготовки тканей и трикотажного полотна из полиэфирных

волокон заключается в обработке в растворах ПАВ (1-2 г/л) (температура 80-90 ^oС) и

подвергают обработке оптическим отбеливателем либо в отваривании при 65 ^oС в

течение 20 мин с использованием моющих средств неионногенного типа, например,

чистяще-моющего препарата Неонол 9/10 БВ 1-3 % от массы полотна при модуле ванны

1:30.

В случае необходимости рекомендуется использовать для беления хлорит

натрия, но даже этот отбеливатель не всегда эффективен, а пероксид водорода и

гипохлорит натрия белизну ПЭФ-материалов почти не повышают.

Технологические условия подготовки трикотажа, выработанного на основе

нейлонового волокна, заключаются в обработке при температуре 60 ^oС в течение 20-

30 мин при модуле ванны

1:15-20 в растворе мыла или моющего средства

концентрацией 1-3 г/л. Если трикотаж сильно загрязнен, в варочный раствор можно

ввести кальцинированную соду. Для получения изделий с особой степенью белизны

проводят беление надуксусной кислотой или хлоритом натрия:

Хлорит натрия, г/л

0,5-1.

рН

4-5.

Температура, °С

70-80.

Модуль ванны

1:20-30.

Продолжительность, мин

30-60.

Так как беление хлоритом натрия требует особого оборудования, то чаще

применяют беление восстановителями однованным способом. Такой способ прост, но

приводит к нестабильной белизне. Обработку проводят при температуре 100 ^oС, модуле

ванны 1:30, в течение 40-60 мин составом, %:

- ООВ

1-1,5;

- отбеливающий препарат Т (смесь дитионита

натрия с пирофосфатом натрия)

- выравниватель 102

Технология беления тканей и трикотажного полотна из смесей волокон, например,

хлопковискозного,

хлопковинилового,

хлопкополиэфирного,

хлопкокотонин-

полиэфирного или из сочетания разных синтетических нитей (териленонитрил,

териленонейлон, нитрилонейлон), близка к таковой для однородных синтетических

волокон.

Совершенно новыми являются трикотажные полотна из полиамида в сочетании с

эластомерами. Преимущества эластичных текстильных материалов: легкость в уходе,

малая сминаемость, высокая формостойкость, высокая комфортность ношения одежды.

В смесях используется 3-20 % эластомерных волокон. Удлинение эластомерных

волокон составляет 5-600 %. Наилучшие свойства эластичности сохраняются при

температуре от 0 до 35 ^oС. Эластомерные волокна используются в различной форме в

тканях, трикотажных и вязаных полотнах: в чистом виде, в обвитом виде, крученой, с

пневмоперепутыванием.

Поверхность эластомерных волокон не является гладкой, поэтому следует

наносить силиконовые замасливатели в количестве 2-6 %, можно в сочетании с

производными жирных кислот. Для восстановления (релаксации) трикотажных полотен,

включающих эластомерные волокна, наиболее применяемым является фиксация

горячим воздухом при температуре 190-195 ^oС в течение 25-60 с. Стабилизированный

таким образом материал для сохранения эластичности на дальнейших стадиях

обработки следует минимально натягивать, не подвергать мокрым обработкам при

температуре более 100 ^oС, за исключением смесей с ПАЭФ-волокнами. Термофиксация

может снизить эластичность до 20 %.

Чаще беление синтетических материалов сводится к обработке ООВ, т.е.

красителями, способными поглощать УФ-свет из дневного сспектра света и излучать

флюоресценцию, тем самым нивелируя желтизну текстильного материала. В таблице

2.17 представлены данные по нормам расхода ООВ в отделке текстиля в некоторых

странах.

Таблица 2.17 - Характеристика и нормы расхода ООВ

Фирма-

Норма

изготовитель,

расхода, % от

Строение

Применение

страна

массы ткани

Производные

Для целлюлозных волокон в

Россия

0,05-0,1

стильбена

перекисной ванне

Для лавсана и его смесей с

Россия

0,1-0,2

То же

хлопком

Россия

0,05-0,1

То же

Для целлюлозных волокон

Окончание таблицы 2.17

Фирма-

Норма

изготовитель,

расхода, % от

Строение

Применение

страна

массы ткани

0,02-0,1

(периодический

4,4-бис-триазо-

Для целлюлозных волокон и их

способ)

лилстильбен-2,2-

Чехия

смесей с синтетическими

0,05-0,2

дисульфонат

волокнами

(непрерывный

натрия

способ)

Производные

Польша

0,05-0,1

То же

Стильбена

Производные

Для целлюлозных,

Швейцария

0,05-0,1

имидазола и

полиамидных и белковых

стильбентриазина

волокон

Для полиэфирных, ацетатных и

Швейцария

0,05-0,1

То же

полиакрилонитрильных

волокон

Производные

Для целлюлозных и

Германия

0,05-0,2

стильбентриазина

полиамидных волокон

и пиразолона

Производные

Для целлюлозных и

Германия

0,02-0,07

стильбентриазина

полиэфирных волокон

и пиразолона

2.1.11.8 Беление тканей и трикотажных полотен на основе искусственных волокон

Целью подготовки шелковых тканей и трикотажных полотен является удаление

замасливателей, водорастворимых красителей, которые используются для маркировки

нитей, и случайных загрязнений. Замасливатели наносят на волокна нитей для

уменьшения трения, сцепляемости, склеивания друг с другом и электризуемости.

Замасливатели - это композиция, составленная из минерального масла, эмульгатора,

антистатика и других вспомогательных веществ. Содержание замасливателей на

волокнах и нитях достигает 3-3,5 % от массы волокна, поэтому операция отделки

полотен начинается с удаления замасливателей.

Особенностью искусственных полотен является то, что они не содержат

трудноудаляемых примесей, поэтому их подготовка проводится в более мягких

условиях, чем полотен и изделий из хлопка.

В процессе отваривания трикотажных полотен происходят выравнивание

петельной структуры волокна, снятие внутренних напряжений, возникающих в нитях в

процессе прядения и вязания. Если полотна изготовлены из окрашенных нитей или

пряжи, то для них также проводится операция по удалению замасливателей. Для этих

полотен процесс отварки называется термином «промывка - релаксация».

Построение технологического процесса строится с учетом того, что большинство

полимеров, из которых изготовлены волокна, термопластичны. Обработка полотен в

водной среде при повышенных температурах может приводить к образованию заломов

и заминов, поэтому обработку проводят при минимальном напряжении, чаще в

расправленном виде, а не в жгуте, при четком соблюдении температурных параметров

обработки.

Оборудование может быть непрерывного и периодического действия. Линии

непрерывной обработки установлены на предприятиях большой мощности

от 8000 кг/сутки (если предприятия производят и продают полотна в отбеленном или

окрашенном виде). Из оборудования периодического действия, которое является более

распространенным на предприятиях, используют эжекторы и линии, аппараты навойного

типа АК-220-Т для обработки основовязаных и кругловязаных полотен в разрезном виде.

При подготовке тканей из гидратцеллюлозных волокон на основе нитей или

волокна необходимо обеспечить равномерное поглощение красителей и выявление

особенности структуры тканей.

Ткани из вискозных нитей содержат водорастворимые примеси, которые

удаляются при обработке раствором ПАВ (1-2 г/л) и кальцинированной соды (0,5-0.8 г/л)

при 85-90 ^oС в течение 45-60 мин с последующей промывкой теплой и холодной водой.

При выпуске белых тканей проводят беление по запарному способу в слабощелочных

растворах пероксида водорода (2-7 г/л), стабилизированных метасиликатом натрия, с

последующим запариванием при 100 °С в течение 2-3 мин и промывкой.

Типовой режим подготовки тканей и трикотажных полотен из вискозных

нитей заключается в отварке на оборудовании периодического действия при

максимальной температуре 95-98 ^oС в течение 30-45 мин. Белящий раствор содержит,

г/л: синтетическое моющее средство 1-2, кальцинированную соду или тринатрийфосфат

1-2.

Второй вариант беления предусматривает обработку при температуре 80-85 ^oС в

течение 30-120 мин при модуле ванны 1:30-40 в варочном растворе, содержащем

карбонат натрия - 2 г/л и мыло - 2 г/л.

После отваривания трикотаж обладает сравнительно высокой степенью белизны,

и дополнительно проводить беление обычно не требуется.

Для повышения степени белизны эти полотна при необходимости после отварки

отбеливают в слабощелочных растворах пероксида водорода при температуре 80-90 ^oС

в течение 30-60 мин. Белящий раствор обычно содержит, г/л: пероксид водорода

(100 %) - 1-2, кальцинированную соду - 2, метасиликат натрия - 2. Также используют

при подготовке одностадийный способ отварки и беления. Если же нужно выпустить

особо белое полотно, то применяют оптические отбеливатели и подсинивание.

Ткани и трикотажные полотна из ацетатных нитей выпускают обычно в

отбеленном виде. На них присутствуют замасливатель, водорастворимая шлихта,

красители для подцветки. Их подготовка сводится к обработке в растворах моющих

веществ, но в условиях более мягких, чем для тканей из гидратцеллюлозных нитей.

Поскольку ацетатное волокно легко омыляется в щелочной среде и теряет при этом свои

свойства, необходимо тщательно соблюдать температуру обработки: не выше 70-80 °С

при отварке в нейтральной среде и не выше 40-50 °С в присутствии соды. Отбеливание

ацетатных тканей производится с помощью хлорита натрия в слабокислых растворах

(рН 4,5) при температуре 60-70 °С (концентрация по активному хлору 1,5 г/л).

Триацетатные ткани подвергаются при подготовке тем же операциям, что и ткани

из ацетатных нитей: отвариванию, промывке-релаксации и белению. Поскольку

триацетатные волокна более устойчивы к действию разбавленных щелочей, беление

тканей из них можно проводить в щелочной среде.

Подготовка трикотажного полотна из ацетатного и триацетатного волокна

заключается в проведении отварки в растворах неионогенных ПАВ (1-2 г/л) при

максимальной температуре ванны не выше 40 ^oС в течение 30-40 мин. В некоторых

случаях одновременно с отваркой проводят операцию поверхностного омыления,

называемую S-отделкой. Цель омыления - снижение электризуемости и улучшение

накрашиваемости. Для S-отделки в раствор синтетического моющего средства

добавляют кальцинированную соду в количестве 10-13 г/л. Полотна из ацетатного

волокна обычно не белят, а повышают степень белизны за счет обработки оптическими

отбеливателями. Если беление требуется, то лучше отбеливать хлоритом натрия или

восстановителями, например, дитионитом натрия.

При белении дитионитом натрия в ванну вводят ПАВ (1-2 г/л) и дитионит натрия

(1,5-2 г/л). Ванну нагревают до температуры 70 oС, обрабатывают 45-60 мин и

промывают полотно сначала теплой, потом холодной водой, т.е. беление можно

совмещать с отваркой, а при белении хлоритом сначала проводят отварку для удаления

замасливателей, а потом беление хлоритом натрия (в слабокислой среде pH=4-4,5).

Полотна из триацетатного волокна более устойчивы к действию щелочной среды,

поэтому их отварку проводят в растворах ПАВ с добавлением кальцинированной соды

или тринатрийфосфата

(0,5-1г/л). Добавка щелочного агента усиливает моющий

эффект ПАВ анионного или неионогенного типа, температура обработки - 80-90 ^oС. S-

отделку проводят после отварки в растворе, содержащем небольшое количество

гидроксида натрия (3-4 г/л) при температуре 80-90 ^oС в течение 30-40 мин. Для

повышения степени белизны в основном используют оптические отбеливатели, а если

требуется химическое беление, то лучше проводить обработку хлоритом натрия или

восстановителями.

Потенциально вредные примеси и текстильные вспомогательные вещества

присутствуют на синтетических волокнах, поступающих в отделочное производство.

Часть примесей образуется в процессе производства волокнистого субстрата и

представляет собой побочные продукты синтеза полимеров, такие как

непрореагировавшие мономеры (например, капролактам при производстве полиамида

ПА 6), низкомолекулярные олигомеры и остаточные катализаторы, и выбрасываются в

воздух при термической обработке.

Текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ) - замасливатели, шлихтующие

агенты, - вводят на стадии производства пряжи и в ткачестве. Содержание таких

веществ может достигать 2-4 % от массы волокна. В процессе промывки около 80 %

этих веществ выбрасывается в сточные воды, а остальные 20 % могут выбрасываться в

отработанный воздух при последующей высокотемпературной обработке (сушке и

термофиксации). Во время высокотемпературной обработки низкомолекулярные

компоненты препаратов (в основном замасливатели и поверхностно-активные

вещества) либо разлагаются, образуя более летучие продукты, либо реагируют друг с

другом, образуя смолообразные вещества, что приводит к выбросам в воздух и

повреждению пряжи.

Основные проблемы, связанные со сточными водами, возникают из-за сброса

плохо поддающихся биологическому разложению веществ, таких как минеральные

масла, аддукты этиленоксида/пропиленоксида, силиконовые масла, твердые

поверхностно-активные вещества. также необходимо иметь в виду выделение в сточные

воды шлихтующих агентов.

2.1.11.9 Типовые режимы подготовки и крашения чулочно-носочных трикотажных

изделий

Технология отделки чулочно-носочных изделий определяется видом сырья и

обрабатываемых изделий. Для четкого представления о технологической

последовательности отделки чулочно-носочных изделий все основные виды

выпускаемой продукции можно разделить на четыре основные группы:

чулки, носки, гольфы и колготки из хлопчатобумажной пряжи, из смеси

хлопка с шерстью и синтетическими волокнами, из смеси шерсти с синтетическими

волокнами, выпускаемые в отбеленном виде или подвергаемые крашению;

женские чулки из комплексной нити капрон или полиамидной

текстурированной нити эластик гладкокрашеные;

чулки и колготки из одиночных текстурированных полиамидных нитей

эластик левой и правой крутки, выпускаемые гладкокрашеными и не подвергаемые

формованию или подвергаемые только полуформованию;

пестровязаные чулочно-носочные изделия или изделия из предварительно

окрашенной пряжи.

Изделия, связанные из суровых нитей, проходят основные отделочные операции

по схеме: отваривание - промывка - крашение или печатание - промывка - отжим -

сушка - формование (или прессование, или отделка на манекенах).

В таблице 2.18 приведены последовательность технологических операций и

характеристика

оборудования

для

отделки

чулочно-носочных

изделий,

изготавливаемых на вязальном оборудовании средних и низких классов из суровой

пряжи и подвергаемых отвариванию, крашению, белению. Изделия из синтетических

волокон перед крашением могут подвергаться предстабилизации (предфиксации) для

предотвращения образования заломов и заминов в процессе крашения в машинах

барабанного типа. Предфиксацию проводят и для деталей или купонов перед раскроем

и пошивом, что облегчает стачивание деталей и исключает образование неровных

морщинистых швов. В некоторых случаях промывку-релаксацию не выполняют, заменяя

ее запариванием в терморелаксационных аппаратах или прессованием для

чистошерстяных деталей с плосковязальных машин. Кроеные трикотажные изделия, как

правило, изготавливаются из уже отделанных полотен, поэтому на заключительном

этапе они подвергаются прессованию или формованию. В некоторых случаях

выполняют печатание и крашение штучных изделий.

Таблица 2.18 - Технологические операции при отделке чулочно-носочных изделий из хлопка

и его смесей с искусственными и синтетическими волокнами и из шерсти и полушерсти

Вид отделки

Операции

Оборудование

Комплектование партии

Отбеленные

Отваривание

- беление

Аппараты барабанного типа

аппретирование

КТ-100 «Колормат-800»

Гладкокрашеные

Отваривание

- беление

Тоже

светлых тонов

аппретирование

Гладкокрашеные

Отваривание

- беление

Тоже

темных тонов

аппретирование

Отжим

Центрифуга Тв-1200 или ФМБ-

160-Тк-01, «Колормат-800»

Разборка по десятку пар

Сушка-формование

Формовочные машины ЧНО-86,

ЧНО-86А

Браковка

Складывание

Упаковка

Изделия из синтетических нитей или из смеси синтетических и натуральных

волокон, в которой доля синтетических волокон превышает 50 %, перед сшиванием

подвергают предстабилизации (предфиксации) в аппаратах. Они представляют собой

герметически закрывающийся горизонтальный автоклав. Изделия подвешивают на

шпиндели каретки или укладывают в лотки, установленные на каретке. Загрузка изделий

в каретку осуществляется вне аппарата. Затем каретку закатывают внутрь автоклава,

дверцу герметично закрывают и включают насос. Воздух из камеры отсасывают с

помощью вакуум-отсоса. После установления пониженного давления (60-80 кПа) в

камеру подают насыщенный пар и при температуре

85-100 ^oС осуществляют

запаривание изделий в течение 15-30 мин. По окончании запаривания снова включают

вакуум-насос и отсасывают из камеры пар и воздух до давления 50 кПа, благодаря чему

пар удаляется из изделий и изделия подсушиваются. После полного цикла обработки,

продолжительность которого 30-45 мин, камеру открывают, каретку с изделиями

выкатывают и в камеру закатывают новую каретку. Предварительное вакуумирование

ускоряет релаксацию, так как облегчает проникание влаги внутрь волокна.

Кроме того, обработка при пониженном давлении в отсутствии воздуха исключает

окислительные процессы, которым особенно подвержены полиамидные волокна.

Технологические параметры предстабилизации:

Разрежение в камере, %

Продолжительность вакуумирования, мин

2-3

Температура нагревания, °С

85-95

Продолжительность обработки паром, мин

15-25

Разрежение после второго вакуумирования, %

Продолжительность вакуумирования, мин

3-5

Общая продолжительность цикла обработки, мин

40-50

Для предстабилизации может быть использована терморелаксационная камера

или аппарат типа УКФ-72. Промывку-релаксацию штучных изделий, связанных из

окрашенной пряжи, проводят в стиральных машинах различных конструкций. Изделия в

мешках загружают в перфорированный барабан через загрузочный люк. Дверцу люка

герметично закрывают, ванну заполняют моющим раствором и включают

электродвигатель, который вращает барабан с заданной частотой. В нижней части

ванны расположен змеевик с паром для нагревания моющего раствора. Машины

выпускаются с загрузкой от 10 до 100 кг изделий. Модуль ванны от 1:10 до 1:30, расход

воды 50- 70 л/кг обрабатываемых изделий. Температура моющего раствора 30-40 ^oС.

Общая продолжительность цикла обработки 40-50 мин.

Промывку-релаксацию проводят в растворах неионогенных ПАВ (тоговые

названия - синтанол, синтамид) концентрации 0,5-0,6 г/л. Далее изделия промывают

водой и аппретируют. Изделия из чистошерстяной пряжи обрабатывают раствором

уксусной кислоты или проводят обработку для уменьшения свойлачивания и усадки.

Изделия из синтетических волокон обрабатывают антистатиками. После промывки-

релаксации в стиральных машинах изделия отжимают в центрифугах с загрузкой не

более 20-50 кг. Например, центрифуга имеет вместимость от 20 до 50 кг. Загрузка в

центрифугу изделий из чистошерстяной пряжи не превышает 20 кг, а чистошерстяных

изделий - до 16 кг. Продолжительность цикла - 15-20 мин.

Для беления чулочно-носочных изделий из хлопка и смеси хлопка с

искусственными и синтетическими волокнами (детские носки, чулки, колготки,

получулки, женские носки, выпускаемые в белом цвете) применяют белящий раствор,

содержащий пероксид водорода, гидроксид натрия, силикат или метасиликат натрия,

смачиватель и ООВ.

Изделия, связанные из суровых нитей, подвергаются сначала отвариванию, далее

размасливанию, а затем крашению. Технология крашения и составы красильных ванн

при крашении чулочно-носочных изделий аналогичны технологии и составам,

применяемым для крашения красителями соответствующих классов трикотажных

полотен в периодически действующем оборудовании.

В агрегатах чулки подвергаются предфиксации (запариванию), крашению и сушке-

формованию. Агрегат имеет цилиндрическую камеру, в которой осуществляются все

перечисленные операции (рисунок

2.25). Обработка чулок производится на

металлических формах, установленных на восьми каретках, по 36 форм на каждой

каретке, Две каретки находятся на участке обслуживания1, вторая пара кареток в это

время находится в камере, где осуществляются крашение и другие операции, третья -

в сушильной камере 3, а четвертая - в дополнительном подсушивающем устройстве,

расположенном за основной сушильной камерой. Эта установка дает возможность

обрабатывать не только капроновые чулки, но и колготки, и хлопчатобумажные чулки из

пряжи высокой линейной плотности. По окончании загрузки формы съезжаются, верхняя

часть камеры поднимается и каретки по направляющим поступают в камеру. Верхняя

часть камеры опускается, герметично закрывается с помощью специальных затворов, и

в нее подается пар. Продолжительность запаривания - 15-20 с, температура - 125 ^oС.

Рисунок 2.25 - Агрегат для отделки трикотажных изделий [6]

Далее на изделия через форсунки распыляется раствор, содержащий краситель

и текстильно-вспомогательные вещества. Использование принципа крашения путем

распыления обеспечивает получение высоких экономических показателей, снижает

расход воды, химических материалов, уменьшает объем сточных вод.

Продолжительность крашения - 2-3 мин при температуре 115-120 ^oС. После крашения

изделия промываются водой, подаваемой в камеру по трубопроводу. Вода с помощью

сжатого воздуха распыляется через форсунки на изделия. По окончании крашения и

промывки автоматически открывается затвор, колпак камеры поднимается и две

каретки, находившиеся в ней, перемещаются в сушильную камеру, где осуществляются

сушка и формование изделий.

Для сушки используется горячий воздух, засасываемый из помещения

вентиляторами. Для нагревания он проходит на своем пути калориферы и подается в

верхнюю часть камеры, а оттуда поступает на изделия (сверху вниз). Отработавший

влажный воздух удаляется из камеры по специальным каналам, соединенным с

общецеховой вентиляционной системой. Высушенные и отформованные изделия опять

поступают в зону обслуживания, где рабочий снимает их с форм, укладывает в лотки

или на столы, расположенные рядом с рабочим местом, и надевает новую партию

изделий. Продолжительность цикла - 5-7 мин. Весь процесс автоматизирован, кроме

съема и надевания изделий на формы. Производительность - 320-540 пар/ч.

Единовременная загрузка изделий в машину - 70-80 капроновых чулка или 60

эластичных и хлопчатобумажных изделий. Максимальное давление пара в камере - 300

кПа; расход воды без повторного использования - 510 л/ч с повторным использованием

60 л/ч.

Обработку чистошерстяных изделий проводят при модуле 1:20. Температура

обработки

20 ^oС, продолжительность

20-30 мин. После обработки изделия

промывают в растворе метабисульфита натрия при температуре 35 ^oС в течение 15 мин.

Затем изделия снова промывают, нейтрализуют и окрашивают металлокомплексными

красителями.

Таблица 2.19 - Краткая характеристика отделочного оборудования для трикотажных изделий

Марка оборудования

Количество форм, шт.

Энергоисточник

Электроэнергия

Установленная мощность,кВт

8,6

12,72

17,75

Температура в камере, ^oС

до 200

Производительность при отделке носков, пар/ч

- после крашения и отжима до влажности не

150-180

180-250

260-350

более 50 %

- в том числе и до 15-20 % перед

до 200

до 300

до 450

формировкой

Использование нового поколения оборудования позволяет получать штучные

трикотажные изделия с улучшенным качеством формирования и стабилизации,

экономить электроэнергию не менее чем в 3 раза, увеличить съем продукции с м²

занимаемой площади в 2,7 раза. Краткая характеристика отделочного оборудования для

трикотажных изделий приведена в таблице

2.19. При этом себестоимость

заключительных операций снижается в 2-2,5 раза. Так, аппарат КТ-100 представляет

собой перфорированный барабан из нержавеющей стали, разделенный вертикальными

и радиальными перегородками на девять секций, каждая из которых имеет заправочное

отверстие, закрываемое крышкой. По окончании крашения и промывки изделия вручную

выгружают в тележку, а затем транспортируют к центрифуге, где отжимают до влажности

50-60 %. Далее их выгружают из центрифуги и направляют на разборку. Рабочий

вручную разбирает изделия и складывает их по десять пар. Основными недостатками

этой технологической цепочки являются большое число ручных операций,

необходимость перегрузки и транспортирования мокрых изделий от одного

оборудования к другому.

Машины барабанного типа, соединяющие в себе обычную машину барабанного

типа для жидкостных обработок и центрифугу, выпускаются многими фирмами России,

Германии, Франции, Австрии и Италии. Использование этих машин позволяет увеличить

производительность труда в 1,5-1,6 раза, снизить энергозатраты, расход воды и

химических материалов. Благодаря снижению модуля обработки до 1:7 улучшается

качество выпускаемых изделий. При этом значительно улучшаются санитарно-

гигиенические условия труда, так как машина герметически закрыта и в процессе

обработки нет выделений паров и воды. Организована автоматическая подача

растворов. После загрузки изделий передняя дверца герметично закрывается, аппарат

заполняется водой, из бачков, расположенных сбоку от машины, подаются

концентрированные растворы химических материалов и красителей. Максимальная

температура обработки - 104 oС, частота вращения барабана - 4-1000 об./мин.

Вместимость ванны - 400 л, т.е. модуль крашения не превышает 1:5. В таблице 2.20

приведен режим крашения женских чулок и колготок из текстурированной капроновой

нити эластик в периодическом аппарате.

Таблица 2.20 - Режим крашения женских чулок и колготок из текстурированной капроновой

нити эластик в периодическом аппарате

Режим обработки

Состав ванны,

Операция

темпера-

время,

г/л

тура, ºС

мин.

Загрузка изделий

Наполнение ванны водой с одновременным

подогревом

Подача химматериалов

0,5 смачивателя

0,05-0,1

пеногасителя

Замачивание изделий

5-7

Введение красителя

По рецепту

Нагревание ванны и крашение

45-98

Крашение изделий

Косвенное охлаждение

98-60

5-7

Слив раствора и промежуточный отжим при

частоте вращения барабана 200 мин-1

Наполнение аппарата водой, подогревание

воды и промывка

Слив раствора

Промежуточный

отжим

при

частоте

вращения барабана 200 мин-1

Отжим при частоте вращения барабана 500

мин^-1

Выгрузка изделий

После крашения и отжима изделия имеют остаточную влажность 18-20 ± 5 %,

поэтому они не требуют такой интенсивной сушки, как хлопчатобумажные или

шерстяные изделия. Изделия разбирают и направляют на подсушку. Для этого

используют камерные сушилки для сушки пряжи, туннельные конвейерные сушилки,

сушильные барабаны или сушильные камеры. Выпуск изделий осуществляется в

неформованном виде. Для повторного использования остаточных красильных ванн

машина оборудована дополнительным бачком вместимостью 300 л, расположенным

сбоку от нижней части машины. После окончания крашения или беления машина

включается на промежуточный отжим с частотой вращения до 300 мин^-1. После

промежуточного отжима и слива красильных растворов в запасной бак или в

канализационную систему в машину подается вода для промывки. По окончании

промывки изделия отжимаются.

Новейшие машины позволяют обрабатывать практически любые чулочно-

носочные изделия и оснащены высокоэффективным фильтром для очистки рабочего

раствора, поступающего в машину. Модуль обработки достигает 1:9-1:10 против

маломодульных машин с модулем 1:4,5-1:5,5. Машина имеют вспомогательные баки

для системы перекачивания рабочих растворов с целью их повторного использования.

Постоянная циркуляция рабочего раствора и высокая частота вращения красильного

барабана приводят к сильному пенообразованию, поэтому необходимо использовать

малопенящиеся смачиватели или вводить в ванну пеногасители концентрации 0,05-0,1

г/л. Далее изделия подвергают сушке и формованию.

Создано оборудование для непрерывной отделки и крашения чулок и колготок из

полиамидной текстурированной нити эластик (Франция, США, Великобритания, Россия).

Принцип обработки состоит в том, что каждая пара чулок или одни колготки в сложенном

виде пневматически загружаются в сетчатую ячейку. После загрузки кассета поступает

в зону крашения, где погружается в красильную ванну на 30-40 с. Скорость циркуляции

раствора - 25 л/с, температура красильного раствора - до 90 ^oС. По окончании крашения

кассета поступает в зону промывки проточной водой, далее в зону отжима, сушки

горячим воздухом, нагреваемым паровыми или электрическими калориферами и

продуваемым через изделия, помещенные в кассету. Пневмоотсос поочередно

выгружает окрашенные изделия в контейнер. Производительность агрегатов

варьируется от 750-1250 пар/ч, продолжительность цикла - 3-5,5 мин, расход пара -

200-250 кг/ч.

Барабанные красильные машины могут обеспечивать крашение трикотажных и

других готовых изделий из различных видов сырья; для использования специальных

обработок, например, силиконового мягчения, ферментной обработки, влажного и

сухого истирания (старения), отбеливания и стирки, отжима окрашенных изделий, что

исключает необходимость использования центрифуги. Машины работают при низком

модуле красильного раствора (М 1:10-1:4) с использованием системы впрыска и

принудительной циркуляции красильного раствора для обеспечения максимальной

равномерности крашения. Машина разработана и произведена для работы с «корзиной

открытого типа» объемом 1318 л и с системой «высокоскоростного крашения» до 750

об./мин при потребляемой мощности не более 24 кВт (таблица 2.21). Высокая скорость

при отжиме достигается благодаря установленному приводу и балансировочной

системе.

Таблица 2.21 - Характеристика оборудования для сушки, формирования и стабилизации

трикотажных изделий

Наименование параметра

Значение параметра

Установленная мощность, кВт

14,4

17,2

Размеры обрабатываемых колготок

12-14

От 18

12-18

Температура в камере, ^oС

200

Производительность, пар/ч

До 150

До 110

250-300

Сушильная машина состоит из двух перфорированных барабанов, охваченных

двумя бесконечными конвейерными лентами-спутниками. В торцевой части барабанов

установлены осевые вентиляторы. Воздух нагревается паровыми калориферами.

100

Загрузка изделий в машину осуществляется вручную. Окрашенные и высушенные

изделия выгружаются в контейнер. В состав линии может быть включен автомат для

упаковки готовых изделий. Скорость движения лент-спутников плавно регулируется с

помощью вариаторов от 0,3 до 1,5 м/мин. Диаметр цилиндров - 350 мм, рабочая ширина

цилиндров и лент-спутников

900 мм. Максимальная температура красильного

раствора - 95±2 ^oС, максимальная температура сушки - 120 ^oС. Для обеспечения

ровной окраски циркуляционные насосы обеспечивают в процессе крашения

интенсивную циркуляцию раствора и быстрое выравнивание температуры по всей

ванне. Общая установленная мощность электродвигателей линии

87,7 кВт,

производительность - 750 пар/ч.

Отечественное оборудование для сушки, формирования и стабилизации детских

и женских колготок из натуральных и смеси волокон обеспечивает проведение

следующих операций (рисунок 2.26): сушка, формование, стабилизация, глаженье

(прессование). Весь цикл технологической обработки разбит на четыре этапа, которые

соответственно протекают в четырех зонах машины: / - зоне обслуживания, где изделия

вручную надевают на движущиеся формы и снимают с них по окончании цикла отделки;

// - термической камере для тепловой обработки изделий (сушка и стабилизация); /// -

зоне прессования, на котором изделия разглаживаются; IV - зоне охлаждения [12].

Рисунок 2.26 - Аппарат для сушки, формирования и стабилизации детских и женских колготок

Нагрев воздуха может осуществляться паром (до температуры 130 ^oС при работе

машины в режиме сушки) и электричеством (выше 130 ^oС при работе в режиме

стабилизации).

Пресс, установленный на выходе из камеры, служит для окончательной отделки

изделий путем пропаривания и глаженья (прессования). Пресс состоит из двух

101

вертикально расположенных плит. Температура в камере при высушивании - 80-130 ^oС,

при стабилизации 160-180 ^oС.

Пестровязаные чулочно-носочные изделия и изделия из окрашенного волокна в

красильно-отделочном производстве подвергаются замачиванию, отжиму и сушке-

формованию. Затем они направляются в выпускной цех, где проходят разбраковку,

складывание и упаковку. Замачивание осуществляется в аппаратах барабанного типа в

растворах, содержащих поверхностно-активные вещества, а иногда просто в воде. В

процессе замачивания изделия могут быть подвергнуты аппретированию. Замачивание

обеспечивает хорошие условия формования. В таблице

2.22 приводится режим

замачивания чулочно-носочных изделий. Далее изделия разбирают и подвергают сушке,

формованию, стабилизации. Для сокращения продолжительности отделки вместо

замачивания изделия иногда запаривают в запарном устройстве формовочной машины

или в терморелаксационном аппарате.

Таблица 2.22 - Режим замачивания пестровязаных носков в аппарате

Продолжительность

Операция

Температура, °С

опе рации, мин

Загрузка изделий, наполнение

20-45

аппарата водой и подогрев

Замачивание

45-50

20-25

Отжим

Выгрузка

Отделка перчаток и варежек, по существу, не отличается от отделки носочных

изделий из шерсти, полушерсти, смеси шерсти с синтетическими волокнами. Крашение

и аппретирование проводят или в аппаратах барабанного типа, или в красильных

машинах пропеллерного типа. Промывка-релаксация и валка перчаточных изделий

проводятся в стиральных машинах. После отжима изделия подвергаются сушке-

формованию в формовочных машинах. Принцип обработки в таких машинах тот же, что

и в формовочных машинах для формования чулочно-носочных изделий. Отечественной

и зарубежной промышленностью выпускается перчаточная формовочная машина. Для

формования перчатки или варежки надевают на металлические формы и обдувают

горячим воздухом в термокамере.

Некоторые изделия из шерсти, шерсти с пухом, смеси шерсти с синтетическими

волокнами и пухом подвергают валке. Целью валки являются уплотнение структуры

изделия, повышение его теплоизоляционных свойств и улучшение внешнего вида. Валку

проводят в стиральных или красильных машинах барабанного типа после промывки-

релаксации. Валочный раствор содержит мыло и соду. После валки изделия промывают,

отжимают и сушат. Температура валки - 40-45 ^oС.

102

2.2 Крашение

В следующих разделах описаны общие принципы и наиболее часто используемые

методы крашения для различных текстильных материалов, приведено типичное

красильное оборудование, а также используемые ТВВ [13].

2.2.1 Общие принципы процессов крашения

Под крашением понимают физико-химический процесс взаимодействия

волокнистых материалов с красителями, в результате которого волокно приобретает

окраску, устойчивую к внешним воздействиям в процессе эксплуатации.

Процесс

крашения

текстильных

материалов

представляет

собой

самопроизвольный переход молекул или ионов красящего вещества из раствора в

волокно. Поскольку процесс этот осуществляется в гетерогенной среде, его можно

условно подразделить на несколько физико-химических стадий:

1. Диффузия красителя в растворе к поверхности волокна.

2. Адсорбция молекул красителя этой поверхностью. Этот процесс

контролируется сродством (субстантивностью) красителя к волокну.

3. Диффузия их внутрь волокнистого материала. Эта стадия является

лимитирующей (самой медленной). Краситель проникает внутрь через раскрывающиеся

при набухании субмикроскопические поры.

4. Сорбция и окончательная фиксация на внутренней поверхности волокна.

Роль каждой из перечисленных стадий не всегда однозначна и определяется

условиями проведения процесса крашения, природой красящего вещества и

окрашиваемого волокна, а также средой, в которой осуществляется этот процесс.

Технологический процесс крашения можно проводить по периодическому,

непрерывному и полунепрерывному способам, которые включают следующие этапы:

- приготовление красильного раствора;

- процесс крашения - пропитку красильным раствором;

- фиксацию;

- промывку и сушку.

Для фиксирования красителя в волокне в зависимости от его вида и класса

красителя используют:

- насыщенный водяной пар (100-105 С);

- перегретый водяной пар (140-180 С);

- горячий сухой воздух (150-220 С);

- камеру инфракрасного (ИК) излучения;

- токи высокой и сверхвысокой частоты.

Незафиксированный в процессе тепловой обработки краситель удаляют из

окрашенного материала при его последующей промывке, режим которой определяется,

прежде всего, классом используемого красителя.

Периодическим называют такой способ крашения, при котором партия волокна,

пряжи или ткани в течение более или менее продолжительного времени (например, 20-

103

90 мин, а иногда и более) окрашивается в одной красильной ванне. При этом все физико-

химические стадии протекают одновременно, но с разными скоростями.

Необходимую концентрацию красителя и других вспомогательных веществ в

красильном растворе устанавливают в соответствии с требуемой интенсивностью

окраски текстильного материала и красящей способностью красителя.

Длительность процесса крашения и его температурный режим регулируют таким

образом, чтобы за меньшее время достигнуть наибольшего выбирания красителя из

красильной ванны и получить при этом наиболее равномерные и стойкие к действию

различных факторов окраски.

По периодическому способу можно окрашивать волокна, чесаную ленту, жгут,

пряжу, ровницу, трикотаж и ткань.

Непрерывным называют способ крашения, при котором окрашиваемый материал,

непрерывным потоком проходя через красильную ванну, находится в растворе

красителя ограниченное время, после чего проходит зоны фиксации, промывки и сушки.

При практическом осуществлении непрерывных процессов крашения стадии нанесения

красильного раствора на текстильный материал и фиксирования красителя в волокне

чаще всего разделяют. На первой стадии текстильный материал пропитывают в течение

1-3 дней концентрированным раствором красителя при максимально высокой

температуре (верхний предел ее определяется конструкцией пропиточного устройства,

а также стойкостью красителя и окрашиваемого волокна к действию повышенных

температур). В целях интенсификации процесса пропитки используют различные

физические методы воздействия на окрашиваемый материал.

Полунепрерывные способы крашения заключаются в том, что пропитку

текстильного материала, промывку и сушку проводят на оборудовании непрерывного

действия, а фиксацию красителя - периодическим способом.

Оборудование для крашения текстильных материалов делится на 3 группы:

- для крашения волокнистой массы;

- для крашения пряжи и гребенной ленты;

- для крашения ткани и трикотажных полотен.

Отечественные аппараты для крашения волокна в массе - Тип АКД - аппарат

красильный под давлением - является универсальным и может использоваться также

для отварки и беления, пропитки и промывки, обезвоживания. Обработка волокон

производится при температуре 145 °С и давлении 3-4 атм. В зависимости от химической

природы обрабатываемых волокон выпускаются следующие виды данных аппаратов:

АКДСС

- скоростной; АКДУУ

- универсальный; АКДА

- с автоматическим

программированным управлением технологическим процессом. Аппараты АКД

выпускают в виде двух модификаций: модификация 1 предназначена для обработки

волокна в виде ленты или ровницы; модификация 2 - для обработки пряжи и ниток.

Носители пряжи и ровницы представляют собой вертикальные стержневые

конструкции из нержавеющей стали. Носители волокна - корзины с поддонами для

паковок волокна. Носители ленты

- стержни. Аппарат АКДС предназначен для

ускоренного крашения. Длительность обработки сокращается за счет предварительного

вакуумирования материала, интенсивной циркуляции раствора, высокого темпа

разогрева.

104

Значительная часть смесовых тканей и материалов, выпускаемых

хлопчатобумажной, шелковой и шерстяной отраслями, вырабатывается из волокон,

которые подвергаются крашению перед прядением или ткачеством в виде пряжи

и гребенной ленты. Крашение осуществляется в аппаратах периодического или

непрерывного действия. Отечественный пряжекрасильный аппарат шкафного типа

марки АПК-100 рассчитан на обработку 100 кг шерстяной, 120 кг хлопчатобумажной или

60 кг полиакрилонитрильной пряжи при давлении 0,05 МПа и температуре 108 С,

достигаемой с помощью теплообменника. Пряжу завешивают на специальные штанги

двухъярусных кассет с учетом свободного провисания для возможной усадки, кассеты

транспортируют на тележках и загружают в аппарат шкафного типа. Принцип обработки

заключается в принудительном обмывании неподвижных мотков пряжи рабочим

раствором, направление циркуляции раствора меняется. Основным недостатком

аппарата является высокий расход химматериалов.

Периодическое крашение тканей и трикотажных полотен осуществляют в

форме жгута или расправленным полотном. Для крашения расправленным полотном

используют в основном красильно-роликовые машины (джиггеры), а для крашения в

жгуте

- красильные барки и красильные эжекторные машины Характеристика

промывных вод на примере тонкосуконной фабрики приведена в таблице

6.2.

Красильные эжекторные машины особенно широко используются

для

высокотемпературного

(120-140 С) крашения тканей и трикотажных полотен из

химических волокон. В них движение ткани осуществляется током жидкости, что

исключает деформацию окрашиваемого материала. Машина состоит из нескольких

секций (1-8), в каждую из которых загружают один жгут. Машины эжекторного типа

используют для обработки практически любых тканей. Транспортировка жгута может

осуществляться двумя способами:

- потоком циркулирующего рабочего раствора (гидродинамический способ);

- потоком газа, например, паровоздушной смеси (аэродинамический способ.)

Последний способ является наиболее прогрессивным и перспективным. Он

позволяет максимально быстро развивать высокие скорости движения ткани без

деформации.

В зависимости от формы и конструкции ванны машины делят на котловые,

трубные и тороидальные. Достоинство машин котлового типа состоит в возможности

работы при низком модуле ванны. Модуль ванны большинства эжекторных машин не

превышает 10 л/кг, а в машинах некоторых конструкций - 2 л/кг. Этим достигаются

большая экономия воды, пара, красителей и химических материалов, снижение

загрязнения окружающей среды. В среднем низкомодульная технология обеспечивает

снижение расхода воды на

50 %, пара

- на

20 %, материалов

- на

40-50 %.

Соответственно снижается количество сточных вод. Вместе с тем снижение модуля

ванны обуславливает уменьшение рабочего раствора, который служит средой для

транспортировки жгута и осложняет его транспортировку за счет увеличения трения при

соприкосновении жгута с механическими частями машины. Недостаток (согласно

литературным данным) - плохая управляемость процессом и машиной в целом. В

машинах трубного типа полотно полностью погружено в раствор, не испытывает

напряжения, не вытягивается, полностью отсутствует пенообразование, что

положительно сказывается на работе насоса. Недостаток использования такого типа

105

Катушка для

Корпус машины

съема ткани

Труба для

циркулирования

Барабан

Циркуляционный

(башня)

насос

Фильтр Обменник

Электропанель

Баки приготовительные

Рисунок 2.29 - Внешний вид длинно-трубной красильной машины

для высокотемпературного крашения

Минимальный модуль ванны для работы современных эжекторных машин

котлового типа составляют

1:3,5. В настоящее время широкое распространение

получили красильные машины, в которых движение жгута осуществляется по принципу

«Оверфлоу» или «Софтфлоу», что означает принцип переливной трубы, отличающийся

мягким воздействием потока на ткань по сравнению с вышеописанными эжекторными

машинами.

Способы непрерывного крашения тканей, как наиболее производительные,

получили широкое распространение в хлопчатобумажной, льняной и шелковой

промышленности. Линии и агрегаты для непрерывного крашения тканей комплектуются

на основе базовых, унифицированных машин, которые можно агрегировать друг с

другом в различных комбинациях, отвечающих задачам конкретного технологического

процесса. В составы линий входят плюсовки, пропиточные машины с ваннами малого и

большого объема, запарные машины, воздушные зрельники, промывные машины с

ваннами открытого и закрытого типов и с устройствами для интенсификации промывки,

отжимные устройства, сушилки и термокамеры.

В зависимости от способов крашения и волокнистого состава обрабатываемого

материала выбирается и оборудование для крашения. На отделочных предприятиях

России довольно широкое распространение получили линии типа ЛТК для

термозольного крашения смесовых тканей. Эти линии отличаются повышенной

универсальностью и многоцелевым назначением, они обеспечивают более

равномерную окраску больших партий ткани, но при этом имеют более высокий расход

красителей и химикатов и менее благоприятные условия прокрашивания из-за

кратковременной пропитки ткани красильным раствором. Большой популярностью

пользуется оборудование, которое состоит из двух автономных линий: секции для

107

термозольного крашения и секции для плюсовочно-запарного крашения. Эти секции

могут быть установлены в едином агрегате или работать индивидуально.

Плюсовочно-запарной способ применяется при крашении активными,

сернистыми, прямыми, кубовыми красителями. Он имеет следующие преимущества: нет

колебаний оттенка с одной партии к другой, как при крашении в джиггере или по

плюсовочно-роликовому способу; лучшая воспроизводимость; равномерность оттенка

по кромкам и на концах ткани; экономия химматериалов, красителей, воды, пара и

энергии, площади, в обслуживающем персонале, в угарах ткани.

Современная линия для непрерывного крашения по плюсовочно-запарному

способу должна быть применима для многих классов красителей и всех видов

хлопчатобумажной ткани, льна, махровой ткани, корда, вискозы, смеси с синтетическими

волокнами.

Классический пример линии крашения тканей прямыми и сернистыми

красителями по плюсовочно-запарному способу приведен на рисунках

2.30-2.31.

Полунепрерывные способы применяются для окрашивания активными красителями

тканей из целлюлозных волокон, натурального шелка и шерсти. Полунепрерывное

крашение осуществляется по двум технологиям - «холодной» и «горячей». В холодном

плюсовочно-накатном способе ткань плюсуется (пропитывается на плюсовке)

красильным раствором и накатывается на накатной машине в рулон, в котором

выдерживается при температуре цеха необходимое время (4-24 ч) для фиксации

красителя. Во избежание обсыхания ткани в верхних слоях рулона его на время

фиксации обертывают полиэтиленовой пленкой.

Рисунок 2.30 - Линия термозольного крашения:

1- раскатное устройство; 2 - двухвальная плюсовка (4 шт.); 3 - инфракрасная сушилка;

4 - воздушно-роликовая сушилка; 5 - цепная сушильно-стабилизационная машина

трехсекционная; 6 - роликовая термокамера; 7 - машина запарная роликовая; 8 - ванны

роликовые мойные (6 шт.); 9 - воздушный зрельник; 10 - накатное устройство

108

плюсование

зреление окисление/мыловка

сушка

Рисунок 2.31 - Линия для крашения текстильных материалов по плюсовочно-запарному

способу

«Горячий» полунепрерывный способ крашения (Pad-Roll) осуществляется на

плюсовочно-роликовых машинах, снабженных специальной тепловой камерой с ИК-

излучателями.

Запарная камера на колесах снабжена двигателем для вращения ролика

(2000 м) во избежание затеков. Длительность фиксации красителя в таких камерах

значительно меньше, чем в «холодном» способе (0,1-2 ч).

Преимуществами полунепрерывных способов крашения являются возможность

окрашивания в разные цвета небольших партий ткани и высокая степень фиксации

красителей. К недостаткам следует отнести необходимость дополнительных площадей

(особенно в случае «холодной» технологии) для размещения рулонов ткани на время

фиксации.

2.2.2 Крашение целлюлозных волокон

Волокна целлюлозы могут быть окрашены широким спектром красителей, а

именно [14]:

- активными;

- прямыми;

- сернистыми;

- кубовыми;

- нерастворимыми азокрасителями;

- пигментами.

2.2.2.1 Активные красители

Активные красители - водорастворимые красители общего строения Xn-Kp - A,

где Xn - группы, придающие растворимость; Kp - хромофорная часть молекулы

красителя; А - активный центр молекулы красителя. Хромофорная часть молекулы

красителя с группами, сообщающими красителю растворимость, определяет цвет и

растворимость красителя, сродство к волокну, способность к диффузии, устойчивость

окраски к свету, действию окислителей и восстановителей. В активный центр молекулы

красителя входят группировки, обеспечивающие химическую реакцию красителя с

109

волокном с образованием ковалентной связи и благодаря этому повышенную

устойчивость окрасок к мокрым обработкам и трению.

Достоинствами активных красителей, кроме высокой прочности окрасок к мокрым

обработкам, являются широкая гамма цветов, яркость и чистота оттенков, хорошая

воспроизводимость окрасок, недостатками - трудности при промывке и невысокая

устойчивость к свету красителей алых и красных цветов.

Активные красители используют как для периодического, так и непрерывного

способов крашения текстильных материалов из целлюлозных волокон; периодический

способ применяют чаще для трикотажных материалов, пряжи, ровницы.

Периодические способы крашения активными красителями подразделяют на

способ с последовательным введением красителя, электролита и щелочного агента,

способ с одновременным введением красителя и электролита и способ с

одновременным введением красителя, электролита и щелочного агента.

Первый, или классический, способ пригоден для всех активных красителей, но

сложен, так как требует введения большого количества электролита в процессе

крашения. Второй способ пригоден для красителей, практически не выбирающихся из

раствора без электролита. Третий способ рекомендуется для красителей, медленно

выбирающихся в присутствии электролита и щелочного агента, но требует тщательного

контроля и автоматического поддержания скорости нагрева красильного раствора. Этот

способ позволяет сократить продолжительность процесса крашения на 30-40 мин по

сравнению с первым и вторым способами.

Способы крашения хлопчатобумажных тканей, пряжи и хлопка выбирают в

зависимости от вида используемого красителя и типа оборудования.

При крашении активными красителями чрезвычайно важна промывка. Процесс

промывки проводят при возможно большем модуле ванны и частой смене промывного

раствора. Первая промывка холодной проточной водой необходима для удаления

электролита и щелочного агента, последующие промывки горячими моющими

растворами нужно проводить при температуре не ниже 90 ^oC и максимально близкой к

100 ^oC, что обеспечивает отмывание незафиксированного красителя.

Способ плюсование - сушка - промывка пригоден для красителей с индексом

Х (имеют дихлортриазиновую активную группировку), причем насыщенные окраски могут

быть получены лишь при использовании наиболее реакционноспособных красителей:

золотисто-желтого 2КХ, ярко-красного 5СХ, красно-коричневого 2КХ. Фиксация

красителя происходит на стадии сушки, когда температура ткани более 70 ^oC, а

влажность - 15-25 %. Во избежание слишком быстрого высушивания температуру

первой секции сушилки снижают. Для снижения опасности миграции красителя при

сушке в красильный состав вводят хлорид натрия. Этот способ можно использовать для

активных красителей с индексом Т для получения окрасок любой насыщенности.

Способ плюсование

- сушка

- запаривание

- промывка наиболее

универсальный, так как пригоден для красителей всех марок и получения окрасок любой

интенсивности. Фиксация красителей происходит на стадии запаривания высушенной

ткани, что создает наиболее благоприятные условия для взаимодействия красителя с

волокном.

Способ плюсование - сушка - плюсование - запаривание - промывка

является универсальным, пригодным для всех красителей и получения окрасок любой

110

интенсивности. Достоинства способа заключается в стабильности плюсовочного

раствора и высокой скорости фиксации красителя. При крашении этим способом ткань

плюсуют раствором красителя, сушат, а затем повторно плюсуют раствором щелочного

агента и электролита, запаривают и промывают. Раздельное нанесение на ткань

растворов красителя и щелочного агента позволяет увеличить скорость фиксации

красителей благодаря использованию гидроксида натрия, не опасаясь гидролиза

активного красителя. Фиксация красителя происходит после нанесения щелочного

агента в процессе запаривания при температуре 102-105 ^oC.

Способ плюсование - сушка - термообработка - промывка имеет отличие,

которое заключается в применении в качестве фиксирующей среды горячего воздуха

(температура 140-200 ^oC). Средой, в которой протекает процесс фиксации, является

расплав карбамида.

Достоинствами этого способа являются высокая производительность и высокая

степень полезного использования красителей (для ряда красителей на 10-15 % выше,

чем при запарных способах), недостатком - потеря яркости оттенков.

Способ плюсование - выдерживание - промывка заключается в том, что ткань,

оплюсованная раствором красителя и щелочного агента, поступает через камеру

инфракрасного нагрева в тепловую камеру, накатывается в ней в ролик и

выдерживается при повышенной температуре и влажности для фиксации красителя.

Разновидностью способа является плюсовочно-накатная технология, включающая

пропитку при температуре 20-30 ^oC красителем, выдерживание в рулоне при комнатной

температуре 4-24 ч, а затем тщательную промывку.

Во всех способах в состав красильных ванн добавляют мочевину, в случае

плюсовочно-запарного крашения карбамид способствует растворению красителя, в

термических способах плавится при температуре выше 114 ^oC и создает среду для

диффузии красящего вещества внутрь волокна.

2.2.2.2 Прямые красители

Прямые красители - натриевые соли сложных органических сульфокислот общего

строения Kp(SO3Na) n, где SO3Na - группа, придающая красителю растворимость; n = 2-

4; Кр - хромофорная часть красителя, определяющая его цвет [15].

Прямые красители окрашивают целлюлозные волокна непосредственно из

нейтральных или слабощелочных ванн в присутствии электролитов. Достоинствами

прямых красителей являются экономичность, простота применения, хорошая

воспроизводимость окрасок, легкая вытравляемость, широкая гамма цветов. К

недостаткам относятся пониженная яркость и чистота оттенков, умеренная устойчивость

окрасок к мокрым обработкам, необходимость проведения заключительных

упрочняющих обработок.

Прямые красители наносятся непосредственно из красильной ванны вместе с

солью (хлоридом натрия или сульфатом натрия) и вспомогательными веществами,

которые обеспечивают смачивающий и диспергирующий эффект. Для этой цели

используют смеси неионных и анионных поверхностно-активных веществ.

111

Периодические способы крашения осуществляют из нейтральных или

слабощелочных растворов (рН 7-9), так как кислая среда снижает растворимость

красителей и выбирание их целлюлозным волокном.

Крашение проводят в красильной ванне, содержащей (% от массы материала)

прямой краситель - до 4 (для черных цветов - до 8), карбонат натрия, хлорид натрия

(или сульфат натрия). Начинают крашение при температуре

30-40 ^oC в ванне,

содержащей краситель и соду, в течение 30-40 мин ванну нагревают до оптимальной

температуры, вводят хлорид натрия и красят при этой температуре 45-60 мин. При

крашении плохо ровняющими красителями целесообразно вводить выравниватели, а

соль добавлять в 2-3 приема.

При крашении в темные тона красильные ванны используют повторно, добавляя

50-70 % красителя,

30-50 % карбоната натрия,

30-50 % хлорида натрия. Далее

материал промывают холодной и теплой водой и проводят закрепление окраски в ванне,

содержащей закрепители (БЗК-У и др.) и уксусную кислоту. Температура закрепительной

ванны составляет 60-70 ^oC, время обработки - 20-30 мин. При работе с Биколом У и

Тексокленом БЗУ-М процесс ведут аналогичным образом, но из закрепительного

состава исключают уксусную кислоту.

При крашении тканей прямыми красителями непрерывным способом ткань

пропитывают красильным составом, содержащим краситель, карбонат натрия,

гексаметафосфат натрия, смачиватель, при температуре 80-90 ^oC, отжимают до 80-

100 %, запаривают при температуре 100-103 ^oC в течение 1 мин, затем промывают и

закрепляют в растворе закрепителя.

Для увеличения устойчивости получаемых на текстильных материалах окрасок

прямыми красителями к мокрым обработкам можно использовать следущие методы

[16]-[18]:

- интенсификацию промывки посредством введения в состав ванны

комплексообразующих веществ и диспергаторов (ПАВ);

- снижение растворимости нанесенного красителя за счет блокирования

гидрофильных групп.

В последнем случае используют:

- фиксирующие катионные агенты, которые образуют с анионным красителем

солеподобное малорастворимое соединение;

- соли

металлов,

образующие

определенными

азокрасителями

металлокомплекс с более высокой светостойкостью;

- средства на основе продуктов конденсации (использование этих продуктов

конденсации приводит к образованию труднорастворимых аддуктов с молекулами

красителя);

- диазотированные основания.

Метод, использующий фиксирующие катионные агенты (Тексоклен БЗУ-М, Бикол

У, БЗК-У, Олигозол)

[19], является наиболее часто применяемым; соединения

четвертичного аммония удаляются перед сбросом в канализацию.

112

2.2.2.3 Сернистые красители

Сернистые красители используют для крашения тканей, к качеству окраски

которых не предъявляются высокие требования [20]. В качестве восстановителей

сернистых красителей могут применяться серосодержащие препараты: гидросульфит

натрия, диоксид тиомочевины. В качестве альтернативных восстановителей в

настоящее время используются двойные системы из глюкозы и дитионита натрия,

гидроксиацетона и глюкозы или формамидинсульфиновой кислоты и глюкозы. Для

приготовления красильных растворов сернистый краситель вместе со смачивателем

затирают в пасту и вводят его в предварительно разогретый раствор, содержащий

расчетное количество восстановителей. Раствор нагревают при постоянной циркуляции

до кипения и выдерживают до полного растворения красителя. Красильные растворы

перед употреблением фильтруют. При периодических способах крашения в раствор

вводят рекомендованное количество хлорида натрия и диспергатор. Содержание ТВВ в

красильном растворе в зависимости от выбранного сернистого красителя приведено в

таблице 2.23.

Таблица 2.23 - Концентрации сернистых красителей и химреагентов при периодическом

крашении тканей

Сернистый

Содержание, % от массы текстильного материала

краситель

Краситель

Карбонат натрия

Хлорид натрия

Желтый

0,5

Оранжевый

0,5-1

Бордо

10-20

Коричневый

Коричневый Ж

Коричневый К

Оливковый МК

20-30

Синий К

2-3

Синий 2К

2-3

Синий 3

Темно-синий

Чисто-голубой К

Ярко-зеленый Ж

Ярко-зеленый С

Черный П

Черный К

На заключительной стадии восстановленный краситель на волокне окисляют

холодной проточной водой. Для увеличения прочности окрасок текстильный материал

обрабатывают раствором, содержащим 2-5 % от массы обрабатываемого материала

113

закрепителя (Тексоклен БЗУ-М, Бикол У, Олигозол), при температуре 50-60 ^oС в течение

20-30 мин [21].

Технология крашения хлопчатобумажных тканей сернистыми красителями

непрерывным способом включает пропитку ткани раствором, содержащим краситель,

восстановитель, гидроксид натрия, смачиватель, запаривание в паровой камере при

температуре 100-102 oС в течение 40-60 с, окисление, промывку и закрепление

катионными препаратами.

Крашение сернистыми красителями можно осуществлять на красильном

проходном аппарате закрытого типа, в котором ткань многократно обрабатывается

разогретым до температуры 85-90 ^oС красильным раствором и далее без запаривания

поступает в промывные ванны. Окисление проводят, как правило, проточной водой, но

для некоторых красителей (например, для сернистого синего) необходимо окисление

раствором пероксида водорода в уксуснокислой среде. Закрепление проводят в

присутствии уксусной кислоты в случае применения формальдегидсодержащих

закрепителей (препараты марок ДЦУ, ДЦМ, У-2) и в нейтральной ванне при

использовании Бикола У или БЗК-У.

В процессе крашения сернистыми красителями, помимо восстановителей,

щелочи, поваренной соли, диспергирующих агентов, иногда применяют

комплексообразующие агенты, чтобы избежать отрицательного воздействия щелочных

металлов на процесс крашения.

Крашение водорастворимыми сернистыми красителями

Водорастворимые формы сернистых красителей получены путем введения в них

групп, придающих растворимость (карбоксильных и тиосульфатных). Отечественные

водорастворимые сернистые красители носят название тиозоли и берзоли.

При непрерывном способе крашения ткань пропитывают раствором, содержащим

краситель, смачиватель, сульфид натрия, при температуре 30-40 ^oС. Далее ткань

запаривают при температуре

102-105 ^oС. В условиях запаривания происходит

отщепление групп, придающих растворимость. На стадии последующей окислительной

обработки лейкосоединение сернистого красителя переходит в исходную

нерастворимую форму. На заключительной стадии окрашенную ткань тщательно

промывают.

2.2.2.4 Кубовые красители

Кубовые красители - водонерастворимые красители общего строения Kp(CO)2,

где Кр - хромофорная часть красителя, (CO)2 - карбонильные (хиноновые) группы,

входящие в хромофорную часть красителя, в систему сопряженных связей [22]. Процесс

крашения кубовыми красителями включает следующие физико-химические стадии:

 восстановление кубового красителя в щелочной среде с образованием

растворимой в воде натриевой соли лейкосоединения;

 адсорбцию натриевой соли лейкосоединения поверхностью волокна и

диффузию ее в толщу волокнистого материала;

 окисление лейкосоединения в волокне до исходного кубового красителя.

Различают следующие способы крашения кубовыми красителями:

114

 щелочно-восстановительный,

котором

используется

краситель,

предварительно переведенный в динатриевую соль лейкосоединения;

 лейкокислотный, основанный на использовании недиссоциированной

лейкоформы кубового красителя;

 суспензионный, при котором крашение осуществляется из водных суспензий,

приготовленных из нерастворимого исходного кубового красителя с индексом Д.

Два последних способа предполагают перевод красителя в растворимое

состояние непосредственно на ткани.

Периодические способы крашения кубовыми красителями. При крашении

щелочно-восстановительным способом приготовляют растворы натриевой соли

лейкосоединений кубовых красителей. Крашение щелочно-восстановительным

способом осуществляется при оптимальной для каждого красителя температуре. В

зависимости от красящих свойств кубовые красители разделены на четыре группы.

В группе 1 объединены красители с оптимальной температурой крашения 25-

30 ^oС. Красители этой группы обладают наиболее низким сродством лейкосоединений к

целлюлозному волокну и хорошей выравнивающей способностью. Красители

окрашивают материал в присутствии электролита.

Красители группы 2 лучше всего сорбируются при температуре 45-50 ^oС. При

крашении этими красителями электролит целесообразно добавлять только при

получении окрасок средних и темных тонов.

Красители группы

3 обладают повышенным сродством лейкосоединений к

целлюлозному волокну и плохой выравнивающей способностью. Лучшая сорбция этих

красителей достигается при температуре 50-60 ^oС. Добавка электролита в начальной

стадии процесса нежелательна.

Красители группы 4 характеризуются большим сродством лейкосоединений к

волокну и высокой скоростью сорбции в начале процесса. Оптимальная температура

крашения составляет

60-65 ^oС. Введение электролита в красильную ванну

нецелесообразно.

Классический щелочно-восстановительный способ наиболее прост. Все

компоненты вводят до начала крашения, не требуется тщательный температурный

контроль, пригодны красители в любой выпускной форме. Однако при крашении этим

способом трудно получить равномерную окраску вследствие высокой скорости

выбирания лейкосоединений кубовых красителей целлюлозным волокном.

Равномерность окраски можно улучшить снижением скорости выбирания

лейкосоединения кубового красителя или повышением выравнивающей способности

красителя.

Для получения ровных окрасок используют суспензионный способ крашения. В

суспензионных способах крашения используют только тонкодисперсные выпускные

формы кубовых красителей (с индексом Д). При двухванном способе крашения

материал пропитывают суспензией при температуре не выше

50 ^oС. Затем

восстановление и фиксацию красителя проводят в свежем щелочно-восстановительном

растворе при оптимальной температуре. Однако применение суспензионного способа

крашения в этом варианте не решает полностью проблемы получения ровных окрасок,

так как краситель, даже равномерно нанесенный из суспензии, в процессе

восстановления частично десорбируется с волокна и далее крашение осуществляется,

115

как и при щелочно-восстановительном способе. Уменьшить переход красителя с

волокна в восстановительный раствор можно путем использования интенсификаторов

восстановления. После этого проводят обработку восстановительным раствором.

Чаще используют однованный суспензионный способ крашения, который

отличается от двухванного тем, что после окончания пропитки суспензией в ванну

вводят восстановитель и щелочной агент и крашение продолжают, как при щелочно-

восстановительном способе. Невосстановленный кубовый краситель хорошо

выбирается волокном на стадии пропитки суспензией красителя при температуре 85-

90 ^oСв присутствии гидроксида натрия в течение 30-40 мин. Затем температуру ванны

снижают до оптимальной, вводят гидросульфид натрия, требуемый по рецепту, и

продолжают крашение.

Лейкокислотный способ крашения является разновидностью суспензионного, так

как лейкокислота кубового красителя обладает, подобно исходному пигменту,

незначительным сродством к хлопку. Окрашиваемый материал пропитывают суспензией

лейкокислоты в течение 20-30 мин при температуре 60 ^oС, затем добавляют гидроксид

натрия и гидросульфит, и крашение продолжают еще 40 мин. Для приготовления суспензии

лейкокислоты готовый маточный куб медленно при перемешивании вливают в раствор,

содержащий диспергатор НФ и уксусную кислоту в количестве, необходимом для

нейтрализации гидроксида натрия и установления рН 5,5-6.

Отличительной особенностью лейкокислотного способа является незначительное

влияние концентрации щелочи и восстановителя в проявительной ванне на фиксацию

красителя волокном. Роль восстановителя заключается только в поддержании

красителя в восстановленной форме.

Заключительная стадия крашения - окисление восстановленного красителя в

исходную нерастворимую форму. От скорости окисления лейкосоединений зависят

распределение красителя в волокне и прочность окраски к трению. При замедлении

окисления окраска получается менее интенсивной и прочной. Универсальным

окислителем лейкосоединений кубовых красителей является пероксид водорода.

Для стабильности оттенка окраски необходимо проведение операции мыловки.

При периодических способах крашения мыловку рекомендуется проводить при

температурах, максимально приближенных к 100 ^oС, в растворе моющего препарата

концентрацией до 2 г/л в течение 20-30 мин.

Непрерывные способы крашения хлопчатобумажных тканей кубовыми

красителями

Щелочно-восстановительный способ в непрерывных процессах используют

для получения очень светлой окраски.

По этому способу ткань при температуре 40-60 ^oС пропитывают предварительно

восстановленным в щелочной среде кубовым красителем, отжимают, запаривают при

температуре 100 ^oС в течение 30-60 с, окисляют в воздушном зрельнике, затем на

промывной линии окончательно окисляют до исходного пигмента, мылуют и промывают.

Используя данный способ, очень трудно получить равномерную окраску средних и

темных тонов вследствие высокой скорости выбирания тканью лейкосоединения

красителя. Для крашения хлопчатобумажных тканей в средние и темные тона

предпочтительно использовать суспензионный способ, который обеспечивает

получение равномерной окраски любой интенсивности, допускает применение любых

116

смесей кубовых красителей и позволяет получить равномерно окрашенные партии

тканей практически неограниченной длины.

Суспензионный двухванный способ с промежуточной сушкой заключается

в том, что ткань плюсуют суспензией красителя при температуре 40-45 ^oС, сушат, затем

вновь пропитывают щелочно-гидросульфитньм раствором на плюсовке, пропускают

через запарную камеру, где в атмосфере насыщенного пара при температуре 102-

105 ^oС при отсутствии кислорода происходят восстановление и фиксация красителя,

затем проводят окисление, мыловку, промывку. Пропитку щелочно-восстановительным

раствором проводят при температуре 20-25 °С. Из плюсовки ткань поступает в запарную

камеру, далее проходит воздушный зрельник, где частично окисляется. Полное

окисление достигается в промывных ваннах: при промывке холодной проточной водой и

в растворе окислителя в кислой среде. После окисления ткань промывают теплой водой,

мылуют при температуре, близкой к температуре кипения, раствором моющего

препарата, промывают горячей и холодной водой. На выходе ткань высушивают на

сушильных барабанах.

Суспензионный двухванный способ без промежуточной сушки можно

осуществить на линии, состоящей из двух плюсовок, запарной камеры и промывной

части.

Важным преимуществом способа является исключение промежуточной сушки, что

способствует снижению опасности появления на ткани брака, связанного с миграцией

красителей при сушке. При этом в меньшей степени проявляется структурная

неравномерность ткани и достигается экономия электроэнергии, пара и затрат труда.

Недостатки способа - трудность получения насыщенных окрасок, сход красителя в

проявительный раствор, сложность управления процессом.

Однованный суспензионный способ крашения характеризуется тем, что ткань

пропитывают суспензией красителя, содержащей восстанавливающий агент и щелочь,

запаривают, окисляют, мылуют и промывают.

Лейкокислотный способ крашения близок к суспензионному двухванному.

Однако, в отличие от суспензионного, для лейкокислотного способа пригодны красители

в любой выпускной форме, так как краситель сначала восстанавливается до натриевой

соли лейкосоединения, а затем избыточная щелочность нейтрализуется до образования

лейкокислоты. Способ сравнительно прост и может быть реализован на аппаратах,

состоящих из плюсовки, воздушного зрельника и промывного агрегата.

В процессах крашения кубовыми красителями используют ТВВ, от которых

очищаюся в сточные воды непосредственно на предприятии (перед сбросом в системы

канализации).

2.2.2.5 Нерастворимые азокрасители

Нерастворимые азокрасители синтезируют на волокне в результате реакции

азосочетания азо- и диазосоставляющих. Сущность способа заключается в

последовательной пропитке ткани сначала щелочным раствором азосоставляющей, а

затем раствором диазосоставляющей. При этом в результате реакции азосочетания на

волокне образуется нерастворимый азокраситель.

117

К достоинствам красителей относят экономичность, хорошую устойчивость

окрасок к мокрым обработкам и свету, к недостаткам - плохую устойчивость к трению,

трудоемкость технологии, ограниченность гаммы цветов. В качестве азосоставляющих

в настоящее время применяют азотолы, в качестве диазосоставляющих - диазоли.

Диазоли представляют собой стабилизированные стойкие соли диазотированных

азоаминов. Окрашивать текстильные материалы нерастворимыми азокрасителями,

синтезируемыми на волокне, можно по периодическим и непрерывным способам.

На практике крашение путем синтеза азопигментов осуществляют непрерывными

способами по двум схемам:

1. Плюсование азотолом, плюсование диазосоставляющей, мыловка, промывка,

сушка. Такая схема без промежуточной сушки очень экономична.

2. Плюсование азотолом, сушка, плюсование диазосоставляющей, мыловка,

промывка, сушка.

Для азотолирования ткани применяют плюсовки с небольшим (15-20 л) объемом

ванны с двукратным погружением. Температура пропиточного раствора составляет 35-

90 ^oС. Обязательные условия азотолирования: применение прозрачных растворов

азотолов, а также постоянная щелочность растворов. При крашении с промежуточной

сушкой сушку лучше проводить в воздушных сушилках. Сушка на барабанах допустима,

но необходимо обернуть тканью первые барабаны. Температура сушки составляет 60-

80 ^oС. Растворы диазолей чувствительны к колебаниям температуры и разлагаются при

температуре выше 30 ^oС. Реакцию азосочетания проводят при температуре не выше

25 ^oС. Процесс сочетания завершается в зрельнике. Окрашенную ткань тщательно

промывают и мылуют.

2.2.3 Крашение шерсти

Шерсть может быть окрашена следующими красителями [23]:

- кислотными;

- хромовыми;

- металлокомплексными 1:1 и 1:2;

- активными.

2.2.3.1 Кислотные красители

Кислотные красители являются соединениями анионного типа, и в общем виде

формула кислотных красителей имеет тот же вид, что и для прямых красителей,

Кр(SO3Na)n. По химической структуре кислотные красители относятся к различным

группам. Большей частью это сульфопроизводные моноазо- или дисазокрасителей,

антрахиноновых, триарилметановых. Шерсть, шелк и полиамидные волокна

окрашивают кислотными красителями из кислых ванн.

Кислотные красители значительно различаются между собой по скорости

перехода на волокно, по выравнивающей способности и по устойчивости получаемых

окрасок к мокрым обработкам. Крашения кислотными красителями ведут из кислых сред

и потенциально-кислой солью (сернокислый аммоний или уксуснокислый аммоний) для

плохо выравнивающихся кислотных красителей. Уменьшение кислотности красильного

118

раствора, а также введение в ванну хлорида или сульфата натрия способствуют

замедлению выбирания красителя и повышению ровноты окраски. Выравнивающие

агенты играют важную роль в кислотном окрашивании. К этой категории относится ряд

неионных, катионных, анионных и амфотерных поверхностно-активных веществ.

Шерстяное волокно и ткани окрашивают кислотными красителями по периодической

схеме: замачивают водой при 40 ^oС, затем в ванну вводят раствор красителя и сульфата

натрия и половинное по рецепту количество кислоты, доводят до кипения и

выдерживают ткань в кипящем растворе в течение 40 мин. Далее вводят вторую

половину необходимого количества кислоты и продолжают крашение еще 40 мин в

кипящей ванне, затем охлаждают, и ткань тщательно промывают. Кислоту вводят в два

приема для снижения начальной скорости поглощения красителя и получения более

равномерной окраски.

2.2.3.2 Хромовые красители

Кислотно-протравные (хромовые) красители по химическому строению и

свойствам близки к кислотным красителям. Они растворимы в воде и окрашивают

белковые волокна из кислых ванн подобно обычным кислотным красителям. Однако, в

отличие от последних, они имеют специфическое строение, а именно содержат в своем

составе определенные комплексообразующие группировки, способные к образованию

комплексов с d-металлами. Благодаря этому краситель приобретает меньшую

растворимость, повышается его светостойкость, что обеспечивает повышение

устойчивости окрасок к различным видам физико-химических воздействий. При

крашении шерсти в качестве протравы используют дихроматы калия или, реже, натрия

или аммония (K2Cr2O7, Na2Cr2O7 ∙2H2O и (NH4)2Cr2O7). Поэтому часто эти красители

называют хромовыми.

Крашение с предварительным хромированием находит ограниченное применение

из-за большой длительности процесса. При хромировании шерстяного волокна

используют растворы дихромата калия, содержание которого составляет не более 25-

50 % от массы красителя. Наиболее широкое распространение получил способ

крашения с последующим хромированием. Хромирование проводят при кипении в

течение 20-30 мин. После этого ванну охлаждают и промывают окрашенное волокно.

Крашение шерсти однохромовыми красителями осуществляют в слабокислой

среде при рН 6; вместо дихромата калия в качестве протравы применяют дихромат

аммония, который труднее восстанавливается и медленнее вступает в реакцию

комплексообразования. Крашение начинают при 30-40 С, в течение 30 мин раствор

нагревают до кипения и красят еще 30-40 мин. По окончании крашения ванну охлаждают

и промывают окрашенное волокно.

2.2.3.3 Металлокомплексные красители

Металлсодержащие красители представляют собой готовые внутрикомплексные

соединения моноазокрасителей с металлами - хромом или кобальтом. В зависимости

от числа молекул красителя, приходящихся на 1 атом металла, различают комплексы

состава 1:1 или 1:2.

119

Кислотные металлсодержащие красители, являющиеся комплексами состава 1:1,

позволяют получать окраски с более высокой светостойкостью и устойчивостью к

мокрым обработкам, чем обычные кислотные красители. Их применяют для крашения

шерсти, полиамидного волокна и их смесей в средние и светлые тона. С увеличением

интенсивности окраски ее устойчивость к мокрым обработкам и трению снижается.

Вследствие наличия в их молекулах сульфогрупп такие красители хорошо

растворимы в воде и диссоциируют на ионы подобно обычным кислотным красителям.

Они могут взаимодействовать с полиамидными и белковыми волокнами путем

образования как ионных связей между сульфогруппами красителя и ионизированными

аминогруппами, а также амидными группами волокна (как при крашении обычными

кислотными красителями), так и координационных связей между атомом хрома и

неионизированными амино- и гидроксигруппами.

Крашение шерстяного волокна осуществляют следующим образом. В красильную

ванну, нагретую до

40-50 С, вводят выравниватель и серную кислоту. Шерсть

замачивают в этой ванне, затем вливают раствор красителя. В течение 30-40 мин ванну

нагревают до температуры кипения и красят в этих условиях не менее 1,5-2 ч. Далее

ванну охлаждают, окрашенное волокно тщательно промывают, причем в последнюю

промывную воду для нейтрализации остатков кислоты добавляют 25 % водный аммиак

(1-2 мл/л) и 5 % раствор ацетата натрия (1-2 мл/л).

Кислотные металлсодержащие красители, являющиеся комплексами состава 1:2,

применяют для крашения шерсти и полиамидного волокна, а также для печати по

шерстяным и полиамидным тканям. Крашение красителями этой группы проводят в

нейтральной или слабокислой среде, что способствует сохранению механической

прочности волокна. Недостатками первого поколения металлокомплексных красителей

комплекса 1:2 являются их низкая растворимость и сложность получения равномерных

окрасок на текстильных материалах. С целью устранения этих недостатков различными

зарубежными и отечественными анилинокрасочными предприятиями в настоящее

время производятся металлосодержащие красители комплекса 1:2, включающие одну

или две сульфогруппы. Растворимость таких красителей достигает

50-80 г/л. К

отечественным металлсодержащим красителям с сульфогруппами относятся дешеры и

совеланы.

2.2.3.4 Активные красители

Активные красители применяют для крашения не только целлюлозных

волокнистых материалов, но и белковых, и полиамидных волокон. В реакцию с

активными красителями вступают в основном непротонированные аминогруппы этих

волокон. Крашение белковых и полиамидных волокон чаще всего проводят в две стадии.

На первой стадии в кислой среде (добавка уксусной кислоты, сульфата аммония,

ацетата аммония) волокно приобретает положительный заряд и анионы активных

красителей, подобно анионам кислотных красителей, сорбируются ионизированными

аминогруппами с образованием ионных связей. Краситель, перешедший на волокнистый

материал, в дальнейшем образует с ним ковалентную связь. Эта реакция легче идет в

нейтральной или слабощелочной среде, поэтому на второй стадии крашения в

красильный раствор вводят щелочные реагенты.

120

Для повышения ровноты окрасок шерсти активными красителями широко

используют выравниватели; иногда хорошие результаты дает модификация самих

красителей. Постепенная фиксация красителя позволяет получать ровную окраску.

Крашение шерстяных текстильных материалов активными красителями можно

осуществлять периодическими (волокно, лента, пряжа, ткань, трикотаж) или

полунепрерывными (лента, ткань) способами. Технологии периодического крашения

активными красителями всех типов близки и отличаются только режимами нагрева и

значениями рН красильных растворов. Красильные растворы имеют следующий состав

в % от массы волокна: активный краситель или смесь красителей - 1-4; выравниватель

- 1; аммоний сернокислый - 2; натрий сернокислый - 5-10; уксусная кислота - до рН 5-

6. Крашение шерсти начинают при температуре 35-40 С, затем красильный раствор

нагревают до 80-100 С и продолжают крашение 60-90 мин. После полного выбирания

красителя красильную ванну охлаждают до температуры 80 С, вводят 2-4 % раствор

аммиака до рН 8-8,5 и обрабатывают окрашиваемый материал в течение 10-15 мин,

затем окончательно промывают теплой, холодной водой и высушивают.

В качестве выравнивателей для равномерного окрашивания шерстяного волокна

можно применять катионактивные и неионогенные препараты, а также их смеси,

например, выравниватель АН.

Полунепрерывный способ крашения шерстяных тканей осуществляется

следующим образом: шерстяная ткань или лента пропитывается при комнатной

температуре раствором, содержащим (г/л): активный краситель - Х; мочевину - 300;

смачиватель - 10, гидросульфит натрия - 10 и уксусную кислоту до рН 5-5,5. Введение

гидросульфита натрия и повышенное содержание мочевины необходимы для

частичного разрушения поверхностного чешуйчатого слоя шерсти и лучшего проникания

красителя. После стопроцентного отжима ткань накатывается в ролик, обертывается

полиэтиленовой пленкой и выдерживается при температуре 20-25 С в течение 24-28

ч. После этого материал обрабатывается водным раствором аммиака при рН 8-8,5 в

течение 10-15 мин при температуре 80 С для дополнительной фиксации красителя и

более полного удаления незафиксированного красителя.

2.2.4 Крашение текстильных материалов из синтетических волокон

2.2.4.1 Крашение полиамидных текстильных материалов

Полиамидными называются синтетические волокна, получаемые из полимеров,

состоящих из повторяющихся простых структурных элементов: полиметиленовые

цепочки из групп -СН2 в этих волокнах связаны между собой аминокислотными

группировками - NH-CO- (ПА 6 и ПА 6,6).

Полиамидные синтетические волокна обладают ценными свойствами, близкими к

свойствам натуральных белковых волокон - шерсти и шелка. Они легко окрашиваются

различными

видами

красителей:

дисперсными,

также

кислотными,

металлокомплексными (комплекс 1:2), активными и даже прямыми красителями. Однако

на практике чаще всего используются кислотные красители.

Крашение текстильных материалов из полиамидных волокон специально

подобранными кислотными красителями чаще осуществляют по периодическому

121

способу. Технология крашения полиамидных материалов отличается от крашения

шерсти тем, что первая стадия крашения осуществляется в слабощелочной среде

(рН 9-10), и только в конце процесса крашения в красильную ванну вводится уксусная

кислота. Крашение начинается с замачивания текстильного материала из полиамидных

волокон в теплой воде при температуре 30-40 С, затем в ванну последовательно

вводятся растворы аммиака, выравнивателя, красителя. Собственно крашение

начинается при постепенном повышении температуры в течение около 60 мин до

кипения и продолжается при температуре кипения 40-50 мин, после чего следуют

введение уксусной кислоты до рН 5-5,5 и обработка в кислой среде в течение 15-20 мин

в остывающей ванне, затем идут окончательное охлаждение и промывка.

Прямые красители

Полиамидные волокна можно окрашивать прямыми красителями в нейтральной

или слабокислой ванне. Режим крашения аналогичен режиму крашения натурального

шелка, однако более гидрофобное полиамидное волокно медленно окрашивается

прямыми красителями, в связи с чем продолжительность крашения увеличивается.

Получаемые окраски обладают высокой устойчивостью к мокрым обработкам, хотя

вследствие замедленной диффузии краситель почти не проникает внутрь волокна и

локализуется во внешнем слое.

Дисперсные красители

Дисперсные красители, используемые для полиамидных волокон, представляют

собой в основном азосоединения и производные антрахинона.

Обычно крашение полиамидных волокон и изделий из них осуществляют

дисперсными красителями по периодическому способу без интенсификаторов, при

температуре ниже 100 С. Краситель диспергируют в теплой воде и вводят в красильную

ванну, содержащую неионогенный диспергатор. Крашение начинают при 30-40 С,

постепенно ванну нагревают до 80-95 С, красят при этой температуре не менее 1-1,5

ч и еще 15 мин в остывающей ванне. Далее промывают окрашенное волокно теплой и

холодной водой, а при получении насыщенных окрасок промывают в растворе моющего

вещества при

30-50 С.Крашение полиамидных тканей можно осуществлять по

плюсовочно-запарному способу (для получения светлых и средних окрасок) или

термофиксационному способу (для получения интенсивных темных окрасок).

Кислотные красители

Вследствие низкого поглощения красителей полиамидным волокном на нем не

всегда возможно получение насыщенных интенсивных окрасок. Из кислотных

красителей используют специальные марки моносульфопроизводных красителей,

обозначенных индексом ПА (для полиамида). Такие красители имеют только одну

сульфогруппу, то есть молекула красителя занимает в волокне всего один активный

центр. Если же использовать красители с двумя или тремя сульфогруппами, то одной

молекулой красителя могут блокироваться два или три активных центра полимера, что

приведет к получению менее интенсивных окрасок. При крашении текстильных

материалов из полиамидного волокна необходимо применять выравниватели.

Крашение текстильных материалов из полиамидных волокон специально

подобранными кислотными красителями чаще осуществляют по периодическому

способу. Технология крашения полиамидных материалов отличается от крашения

шерсти тем, что с целью достижения равномерных окрасок и ввиду неустойчивости

122

полиамидных волокон к воздействию кислот первая стадия крашения осуществляется в

слабощелочной среде (рН 9-10), и только в конце процесса крашения в красильную

ванну вводится уксусная кислота. Крашение начинается с замачивания текстильного

материала из полиамидных волокон в теплой воде при температуре 30-40 С, затем в

ванну последовательно вводятся растворы аммиака, выравнивателя (Ализариновое

масло, Ивалон К и пр.), красителя. Собственно крашение начинается при постепенном

повышении температуры в течение около 60 мин до кипения и продолжается при

температуре кипения 40-50 мин, после чего следуют введение уксусной кислоты до

рН 5-5,5 и обработка в кислой среде в течение 15-20 минут в остывающей ванне, затем

идут окончательное охлаждение и промывка. После крашения в темные тона окраску

закрепляют с помощью специальных катионоактивных закрепителей отечественного

производства _Тексоклен БЗУ-М или импортных Гидрокол КАN-200, Базолан F, Цибатекс

PA/PN, Прекорезерв РА, Неофикс ПА, Найлофиксан Р/РМ и др.

Кислотные металлокомплексные красители

Для крашения полиамидных волокон используют металлокомплексные красители,

которые позволяют получать устойчивые к мокрым обработкам окраски от светлых до

темных тонов.

Наиболее часто применяют красители комплекса

1:2. К достоинствам

металлокомплексных красителей 1:2 относится высокая светостойкость окрасок. Такими

красителями окрашивают полиамидные текстильные материалы из нейтральных или

слабокислых ванн по периодическому способу, текстильный материал пропитывают

составом, в который входят выравниватель, уксусная кислота, сульфат аммония,

повышают температуру до 95 С, выдерживают 60 мин., после чего расхолаживают до

60 С, вводят краситель, поднимают температуру до 95 С, красят 60-90 мин, затем

промывают неионогенными ПАВ и карбонатом кальция, далее промывают теплой водой.

Активные красители

Активные красители, используемые для шерсти, можно применять и для крашения

полиамидных текстильных материалов. Процесс крашения проводится в слабокислых

условиях (рН 4,5-5). Крашение начинают при 20-45 С, а затем температуру повышают

до кипения. На стадии последующей обработки используют неионогенные

поверхностно-активные вещества и бикарбонат натрия или аммиак.

Наиболее эффективно использовать для колорирования полиамидных волокон

специально синтезированные активные дисперсные красители. Они нерастворимы в

воде и, подобно обычным дисперсным красителям, в слабокислой среде (рН=4)

равномерно и полно прокрашивают полиамидное волокно, а затем при подщелачивании

ванны до рН 10,0-10,5 ковалентно фиксируются полимером. В результате на волокне

образуется ровная и прочная окраска.

2.2.4.2 Крашение текстильных материалов из полиэфирных волокон

Полиэфирные волокна относятся к числу трудноокрашиваемых, что определяется

следующими факторами: компактностью структуры; гидрофобным характером волокна;

высоким электроотрицательным потенциалом волокна, не позволяющим его

окрашивать

анионными

красителями;

отсутствием

макромолекулах

полиэтилентерефталата достаточного количества функциональных групп кислотного и

123

анионного характера, способных химически взаимодействовать с красителями. ПЭФ-

волокна окрашивают главным образом дисперсными красителями.

Для крашения полиэфирных текстильных материалов в настоящее время

применяют высокотемпературные способы. В настоящее время окрашивание

полиэфирных текстильных материалов проводят при высоких температурах -125-

135 С под давлением для периодических способов крашения и при температурах 200-

210 С для непрерывных термозольных способов. Для крашения полиэфирных волокон

чаще всего используют высокотемпературный процесс, осуществляемый в аппаратах

автоклавного типа, работающих под избыточным давлением. Крашение начинают при

40 С, за 30-45 мин ванну нагревают до 130 С и красят при этой температуре 45-60 мин.

После крашения волокно промывают и обрабатывают щелочным раствором

восстановителя, например, раствором дитионита натрия и гидроксида натрия.

Восстановительная обработка и последующая промывка окрашенного материала

обеспечивают наиболее полное удаление с поверхности волокна незакрепившегося

красителя и улучшение устойчивости окраски к трению.

В процессе крашения возможны миграция олигомеров из полиэфирного волокна

в красильный раствор и образование агломератов с красящим веществом, которые

затем осаждаются на красильном оборудовании, особенно опасными являются

триммеры этилентерефталата.

При осуществлении непрерывных способов крашения изделий из гидрофобных

синтетических волокон дисперсными красителями особое значение приобретает

быстрое разрыхление структуры волокна под действием высоких температур.

Из непрерывных способов крашения наибольшее распространение получил

способ термозоль, в основе которого лежит термическое воздействие на структуру

волокна (нагревание до

180-220 С).Ткань пропитывают при

80 С составом,

содержащим дисперсный краситель г/л, загуститель (альгинат натрия), диспергатор,

равномерно высушивают с целью исключения миграции красителя и подвергают

термообработке в среде горячего воздуха при 180-220 С в течение 30-90 с, промывают

и сушат.

Загуститель вводят в пропиточную ванну для увеличения количества наносимого

на ткань красильного раствора и предотвращения миграции красителя в процессе сушки

окрашиваемого материала. Данный способ пригоден для крашения тканей из

полиамидных и полиэфирных волокон в основном в светлые и средние тона. Для

крашения по этому способу могут быть использованы дисперсные красители,

устойчивые к сублимации при 180-220 С.

2.2.4.3 Крашение текстильных материалов из полиакрилонитрильных волокон

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна являются гидрофобными и содержат

анионные группы в молекуле. В результате они могут быть окрашены дисперсными и

катионными красителями.

Дисперсные красители

Дисперсные красители используются для получения светлых или средних

оттенков. Методы окрашивания соответствуют тем, которые используются для

текстильных материалов из полиэфирных волокон. Однако крашение можно проводить

124

при температурах <100 С без переносчиков. Кроме того, из-за хороших миграционных

свойств дисперсных красителей выравнивающие агенты не требуются.

Катионные красители

Полиакрилонитрильные волокна окрашивают катионными красителями чаще

всего по периодическому способу. Краситель замешивают в пасту с уксусной кислотой и

разбавляют горячей водой (90 С). Волокно обрабатывают в водной ванне, содержащей

уксусную кислоту и выравниватель, при 50 С в течение 10 мин. Далее вводят раствор

красителя, устанавливают нужное значение рН и затем нагревают красильную ванну до

85 С со скоростью 1 С в мин. Иногда в красильный состав вводят глауберову соль.

Далее еще более медленно (1 С за 5 мин) продолжают нагревать красильный раствор

до температуры кипения и красят волокно при этой температуре в течение 45-60 мин.

После крашения ванну медленно (для сохранения эластических свойств волокна)

охлаждают до 70 С и затем промывают волокно водой.

В настоящее время разработаны и непрерывные способы крашения

полиакрилонитрильных волокон. По непрерывному способу красят гребенную ленту,

ткань, бархат, ковры, высокообъемную пряжу. Такие способы основаны на

использовании интенсификаторов процесса, например, резорцина и этиленкарбоната,

способствующих, с одной стороны, снижению температуры стеклования волокна, а с

другой - диспергированию и растворению красителя. Волокно пропитывают в течение

30 с при 90-95 С в растворе, содержащем краситель, уксусную кислоту (до рН = 4,5),

выравниватель,

интенсификатор

(резорцин

или

этиленкарбонат,

или

пропиленкарбонат). Для получения равномерной окраски в красильный раствор

добавляют устойчивый в кислых средах неионогенный загуститель (мейрогум, индалку

или сольвитозу). После отжима волокно запаривают при 100-105 С в течение 1-2 мин,

промывают горячей водой (70-80 С), обрабатывают раствором моющего средства при

70-75 С, снова промывают горячей (50-60 С), теплой и холодной водой.

2.2.4.4 Крашение текстильных материалов из ацетатных и триацетатных волокон

В отличие от других регенерированных волокон целлюлозы, диацетатные и

триацетные являются гидрофобными, и поэтому они могут быть окрашены дисперсными

красителями в условиях, аналогичных крашению ПЭФ-волокна.

Материалы из ацетатных волокон окрашивают дисперсными красителями по

периодическому способу. Текстильный материал замачивают в растворе, содержащем

смачиватель, гексаметафосфат натрия, уксусную кислоту, до рН=6-6,5 и выдерживают

при температуре 40 С в течение 10 мин, далее вводят краситель, затертый с дисперга

тором, нагревают до 80 С и красят в течение 40-60 мин, после этого следует промывка

моющим средством, а затем обработка антистатическим препаратом.

Текстильные материалы из триацетатных волокон окрашивают дисперсными

красителями.

125

2.2.5 Крашение тканей из смеси волокон

К наиболее распространенным смешанным текстильным материалам относятся

ткани и трикотаж из смеси целлюлозных (хлопок, лен, вискоза) и полиэфирных волокон,

из смеси шерсти с полиэфирным, полиакрилонитрильным или полиамидным волокнами.

При производстве эластичных тканей и трикотажа к таким смесям добавляют в качестве

третьего компонента полиуретановые нити (лайкра, спандекс и др.); при изготовлении

тканей для нарядной женской одежды к традиционной смеси полиэфир - вискоза

добавляют натуральный шелк, шерсть или лен.

Крашение волокнистых смесей всегда является более продолжительным и более

сложным процессом, чем окрашивание индивидуального волокна. При окрашивании

смесевых волокон могут применяться следующие варианты колористического

оформления смешанных текстильных материалов:

- крашение с целью получения ровной однотонной (одноцветной) окраски, когда

все компоненты в смеси имеют одинаковую окраску по интенсивности и оттенку;

- резервирование окраски на одной из волокнистых составляющих смеси, когда

другие (другая) остаются незакрашенными;

- получение меланжевого эффекта, когда волокнистые составляющие имеют

разную окраску; при этом разница в окраске может быть только по интенсивности или

более существенной - по интенсивности и яркости.

Всего сложнее реализовать первый вариант колорирования

(«тон в тон»)

смешанных текстильных материалов. В этом случае возможны два пути:

- изготовление смешанных текстильных материалов из индивидуально

окрашенных в один цвет волокнистых составляющих;

- колорирование уже готовых текстильных материалов (тканей, трикотажных

полотен, нетканых материалов).

При окрашивании «тон в тон» иногда можно использовать один и тот же краситель

для разных волокон. Когда нужно использовать красители разных классов, процесс

крашения легче контролировать в том случае, если выбранные красители имеют

сродство только к одной из волокнистых составляющих. Крашение текстильных

материалов из наиболее распространенных смесей волокон будет рассмотрено в

следующих разделах.

2.2.5.1 Колорирование текстильных материалов из смеси полиэфирных

и целлюлозных волокон

Целлюлознополиэфирные ткани имеют широкую область применения,

практически используются для всех типов одежды и постельного белья. В качестве

целлюлозного компонента могут быть использованы хлопковые волокна, льняные и

вискозные штапельные волокна. Предпочтительное вложение волокнистых

составляющих в ткани составляет 67:33 % (полиэтилентерефталат : целлюлоза), для

текстильных изделий бельевого назначения - 50:50 % и 20:80 %. Эти соотношение

позволяет производить ткани сорочечного ассортимента любой плотности, трикотаж,

костюмные, платьевые и плащевые ткани.

126

В процессах крашения смешанных тканей полиэфирную составляющую

окрашивают дисперсными красителями, а целлюлозное волокно обычно окрашивают

активными, кубовыми, сернистыми, прямыми красители или нерастворимыми

гидроксиазокрасителями. Пигменты применяют для крашения таких материалов в

светлые тона. На практике обычно применяют смеси дисперсных красителей с кубовыми

или с активными.

Водные дисперсии дисперсных красителей проявляют неустойчивость в

присутствии высоких концентраций электролита, а также склонны к щелочному

гидролизу и разрушаются в щелочных растворах восстановителей. Поэтому крашение

дисперсными красителями предпочитают проводить в интервале рН=4,5-5,5, а удалять

поверхностно закрепленный дисперсный краситель с целлюлозных волокон смешанных

текстильных материалов обработкой щелочным раствором восстановителя.

Периодические методы крашения широко распространены для получения на

смешанных текстильных материалах из целлюлозных и полиэфирных волокон окрасок

любой интенсивности и цвета с помощью комбинации дисперсных и одного из пяти

классов красителей анионного типа, окрашивающих целлюлозные волокна.

Если на производстве имеются красильные аппараты периодического действия,

работающие под давлением (позволяет красить при температуре >100 ^оС), то наиболее

целесообразно проводить крашение на них. Из аппаратов автоклавного типа могут быть

использованы специальные модификации красильной барки, красильно-роликовой

машины, аппараты навойного типа и эжекторные.

Крашение смесью прямых и дисперсных красителей осуществляют по

классической двухванной технологии: сначала закрашивают дисперсным красителем

ПЭФ составляющую при температуре 130 ^оС в течение 10 мин, затем удаляют

поверхностно закрепленный дисперсный краситель с целлюлозной и ПЭФ

составляющих с помощью щелочно-восстановительной операции. Вместе с операцией

нейтрализации цикл составляет 90 мин. Далее следует окрашивание целлюлозной

составляющей прямыми красителями при температуре 90 ^оС с последующими двумя

промывками холодной водой (~ 2-10 мин). Весь цикл крашения составляет 6 ч.

Ускоренная однованная технология предполагает, что прямые и дисперсные красители

вносят одновременно в ванну в начале процесса и повышают температуру до 130 ^оС для

закрашивания ПЭФ составляющей дисперсными красителями, далее снижают

температуру до 80-90 ^оС; добавляют электролит и вновь снижают температуру до 60-

70 ^оС и дают две холодные промывки. Общее время всего цикла однованного

совмещенного способа крашения составляет 4 ч, т.е. на 2 ч короче, чем двухванного.

Крашение смесью активных и дисперсных красителей целлюлознополиэфирных

текстильных материалов осуществляется по четырем методам периодического

крашения:

- классический двухванный способ, по которому сначала красят дисперсными

красителями ПЭФ составляющую по обычной схеме крашения текстильных материалов

из этих волокон, затем проводят щелочно-восстановительную очистку текстильных

материалов от поверхностно закрепленного красителя. Далее красят целлюлозную

составляющую активными красителями по обычной схеме крашения этих волокон

данным классом красителей. В заключение проводят мыловку с целью удаления

гидролизованного активного красителя;

127

- двухванный

(«менее классический») способ, по которому сначала красят

активными красителями целлюлозную составляющую по обычной схеме, при этом

упрощается операция мыловки (всего двойная промывка теплой водой для удаления

щелочи и электролита); после этого следует крашение ПЭФ составляющей

дисперсными красителями по обычной схеме (на этой стадии крашения при температуре

выше 100 ^оС полностью удаляется гидролизованный краситель; общий цикл крашения

по этой схеме составляет 7 ч; ограничением в этом методе является выбор дисперсных

красителей, не требующих щелочно-восстановительной обработки);

- однованный (ускоренный) совмещенный способ (1): дисперсные и активные

красители вводятся в красильную ванну одновременно, рН выдерживают в пределах 6,5;

при достижении температуры 80 ^оС в ванну вводят электролит (сульфат натрия по

рецептуре для активных красителей) и повышают температуру до

130 ^оС для

окрашивания ПЭФ волокон; после этого снижают температуру до 80 ^оС и добавляют

щелочной агент для фиксации активных красителей на целлюлозном волокне и

проводят операцию мыловки; для этого способа выбирают дисперсные красители,

образующие дисперсии, устойчивые при добавках большого количества электролита

(общий цикл крашения по этому способу составляет 5 ч);

- однованный совмещенный ускоренный способ (2): дисперсные и активные

красители вводятся в красильную ванну одновременно, где поддерживается с помощью

буферной системы рН=9,0-9,5, и повышают температуру до

125 ^оС; при этом

одновременно происходит окрашивание обеих составляющих красителями обоих

классов; способ основан на большей зависимости реакционной способности активных

красителей от температуры, чем от рН среды (общий цикл крашения по этому способу

составляет 5 ч).

Из непрерывных способов крашения целлюлознополиэфирных тканей наиболее

значимыми являются способы крашения смесью дисперсных и активных красителей по

термозольной технологии и смесью дисперсных и кубовых.

Для осуществления термозольного способа крашения смесью дисперсных и

активных красителей применяют специально отобранные красители обоих классов.

Двухванный способ термозольного крашения смесью дисперсных и активных

красителей включает: плюсование ткани раствором активного и дисперсного красителей

без щелочного агента в присутствии диспергатора, мочевины, загущающего вещества,

сушку, термическую обработку при 195-200 С, плюсование раствором гидроксида

натрия в присутствии хлорида натрия, запаривание ткани при 103-105 С, промывку,

сушку. В данных способах используют готовые смеси красителей импортного

производства, что существенно уменьшает трудности при подборе близких по цветовым

характеристикам красителей различных классов. К таким красителям относятся

резакотоны, ремароны, процилены и др.

Технологический процесс крашения тканей из смеси полиэфирных и целлюлозных

волокон по термозольному способу смесями дисперсных и кубовых красителей

включает: плюсование ткани суспензией красителя, промежуточную сушку,

термообработку при

200-210 С, в процессе которой дисперсный краситель

фиксируется на полиэфирной составляющей, восстановительную обработку для

кубового красителя, запаривание при 102-105 С, окислительную обработку, промывку,

сушку. Эти красители могут быть использованы также для высокотемпературного

128

крашения пряжи и тканей из полиэфирных и целлюлозных волокон в аппаратах

автоклавного типа.

По аналогичной технологии используют готовые смесовые композиции кубовых и

дисперсных красителей: коттестрены, резитрены, теракотены, унитроны, полицелы.

2.2.5.2 Колорирование смеси шерсти и полиэфирных волокон

Ассортимент текстильных материалов из смеси шерсти и полиэфирных волокон в

основном изготавливается в трех видах:

а) смесь шерсть/ПЭФ - 65/35, получаемая из очень хорошо смешанной пряжи,

используется для текстильных материалов, идущих в производство мужской одежды;

б) смесь шерсть/ПЭФ - 45/55, получаемая из очень хорошо смешанной пряжи или

из двух видов пряжи чистой шерсти и чистого полиэфирного волокна; используется для

производства брюк и юбок;

в) смесь шерсть/ПЭФ - 50/50, получаемая из очень хорошо смешанной пряжи или

комбинаций двух видов пряжи из чистой шерсти и полиэфирного волокна; используется

для производства плиссированных юбок. Эти смеси находят широкое применение для

производства тканей и трикотажа.

Используют двухванную или однованную технологию крашения смесей.

Однованная технология может быть одностадийная и двухстадийная.

В случае двухстадийной технологии сначала красят дисперсными красителями,

тогда при более низких температурах (до 105 ^оС) полиэфир интенсивно окрашивается

дисперсными красителями, которые при температуре

105 ^оС почти полностью

(специально выбранные марки красителей) мигрируют на полиэфирное волокно, после

этого проводят тщательную промывку и красят шерсть по классической технологии

кислотными, кислотными металлокомплексными 1:2 или активными красителями.

Технология однованного, одностадийного способа крашения смесью дисперсных

и кислотных или активных красителей включает пропитку красильным раствором. Красят

при температуре 105^оС 60-90 мин. В заключение проводят мыловку при 70 ^оС в течение

20-30 мин в присутствии уксусной кислоты и моющего средства.

2.2.5.3 Колорирование материалов из смеси шерсти и полиамидных волокон

Текстильные материалы из смеси шерсти и полиамидных волокон являются очень

популярными, поскольку добавление всего 1 % полиамидных волокон к шерстяной

пряже увеличивает ее прочность на разрыв на 4 %. Это свойство смесей используется

для производства спортивного трикотажа, детской одежды, военного обмундирования,

ковров. Содержание полиамидных волокон в смеси достигает

20 %. Шерсть и

полиамидные волокна относительно близки по химическому строению, поскольку, как и

натуральный шелк и все белковые соединения, являются «полиамидами», в которых

аминокислоты соединены многократно повторяющейся О-NH- амидной связью.

Полиамидные и белковые волокна могут быть окрашены красителями одного

класса, поскольку будут иметь к ним сродство в силу близкого химического строения.

129

В таблице 2.24 даны перечень групп красителей, которые можно использовать для

крашения текстильных материалов из смеси шерсти и полиамидных волокон, и их

предпочтительный выбор в зависимости от требуемой интенсивности окраски.

Таблица 2.24 - Выбор вида красителей, обеспечивающих качественную окраску из смеси

шерсти и полиамидных волокон

№

Интенсивность окраски

Вид красителей

п/п

светлые тона

средние тона

глубокий цвет

кислотные

металлокомплексные 1:1

металлокомплексные 1:2

отдельные марки

кислотно-хромовых

Крашение начинают при 40 ^оС, повышают температуру до 100 ^оС в течение 35-40

мин и продолжают крашение при кипении еще 30-60 мин.

Крашение металлокомплексными красителями 1:1 начинают при температуре 30-

40 ^оС в присутствии серной кислоты и анионного выравнивателя. Затем в течение 30

мин повышают температуру до кипения, красят еще

60-90 мин, после этого

нейтрализуют красильную ванну добавкой ацетата аммония от массы волокна и ткань

промывают.

2.2.5.4 Колорирование смеси шерсти и полиакрилонитрильных волокон

Полиакрилонитрильные волокна очень близки к шерсти по теплоизоляционным и

физико-механическим свойствам и поэтому широко используются в смесях с шерстью,

повышая их формоустойчивость и улучшая физико-механические свойства смешанных

текстильных материалов. Наиболее употребляемые в практике смеси шерсти и ПАН

волокон: 70/30; 60/40; 50/50; 40/60.

Колорирование текстильных материалов из смеси шерсти и ПАН проводят с

целью получения следующих эффектов:

- однотонового эффекта;

- двухтонового эффекта;

- окрашивания только одной компоненты смеси.

Для этой цели используют следующие классы (группы) красителей:

- кислотные и металлокомплексные (1:1, 1:2) для окрашивания шерсти;

- катионные для окрашивания полиакрилонитрильных волокон.

Крашение начинают при 70 ^оС и ведут его 15-20 мин в присутствии катионного

красителя, затем добавляют кислоты, повышают температуру крашения до 80 ^оС в

течение 10-15 мин, добавляют металлокомплексный краситель, повышают температуру

до 100 ^оС в течение 40 мин и красят еще 60 мин. На этой стадии весь катионный

краситель мигрирует с шерсти на полиакрилонитрильную составляющую. После этого

охлаждают ванну до 60 ^оС со скоростью 1 ^оС в мин и дают тщательную промывку.

130

Если предъявляются высокие требования по устойчивости окраски к мокрым

обработкам, то металлокомплексные красители 1:1 заменяют на комплекс 2:1. В

заключение цикла охлаждают ванну до 60 ^оС и тщательно промывают текстильный

материал.

2.2.5.5 Колорирование материалов из смесей полиамидных и целлюлозных волокон

Поскольку волокна полиамидные имеют сродство почти ко всем красителям,

используемым для целлюлозы, существуют различные возможности для окрашивания

этой смеси:

- прямые и дисперсные красители (pH=8);

- кислотные или 1: 2 красители с комплексными металлами (pH=5-8);

- активные красители.

Наиболее часто трикотаж, ткани и готовые изделия такой смеси волокон

окрашивают прямыми или активными красителями. Условия нанесения являются

типичными для каждого класса красителей. Они уже были описаны в конкретных

разделах.

2.2.5.6 Крашение пигментами смешанных текстильных материалов

Пигменты используются в непрерывном крашении для получения светлых и

пастельных тонов. К основным проблемам при крашении пигментами относятся

получение мягкого грифа ткани при высокой устойчивости окрасок к трению и

достижение равномерности окрасок за счет исключения миграции пигмента и

связующего. Для нивелирования первого недостатка в красильные ванны вводят

мягчители. Для снижения степени миграции красителя на стадии ткань подсушивают с

помощью ИК-ламп, а также используют специальные ингибиторы, которые должны быть

очень эффективными и обеспечивать снижение миграции при низких концентрациях их

в растворе, чтобы не придать ткани излишнюю жесткость.

Технология крашения, совмещенного с заключительной отделкой, строится

следующим образом: ткань плюсуют при температуре

30-40 С композицией,

содержащей пигмент, мягчитель, пленкообразующий компонент, сеткообразующий

компонент, катализатор, антимигрант, пеногаситель, затем ткань сушат и

термофиксируют при температуре 140-150 ^оС в течение 3-4 мин.

В настоящее время появилась новая концепция непрерывного крашения

пигментами, разработанная фирмой CIBA. Для крашения используютя лишь один

продукт - JrgaphorSPD, который содержит в себе и пигмент, и все необходимые добавки.

Для получения готового к использованию и устойчивого красильного раствора

достаточно смешать JrgaphorSPD с водой. Далее технология строится по традиционной

схеме.

Большая часть загрязняющих веществ в данном случае выбрасывается в водные

стоки. К веществам, сбрасываемым в стоки, относятся, прежде всего, красящие,

текстильные вспомогательные (например, ПАВ), а также щелочи, соли, восстановители,

окислители и другие, входящие в состав красильной ванны.

131

Отработанные красильные ванны (периодическое крашение), остаточные

растворы красителей и вода после промывки всегда содержат процент незакрепленного

красителя. Скорость фиксации значительно различается у разных классов красителей и

может быть особенно низкой для активных красителей (в случае хлопка) и сернистых

красителей.

Если рассматривать активные красители, то они различаются резко по скорости

фиксации и количеству зафиксированного на текстильном материале красящего

вещества. В некоторых случаях, например, при использовании фталцианиновых

красящих веществ степень фиксации не превышает

65-70 %. В то же время

бифункциональные, как гетеро-, так и гомофункциональные активные красители,

фиксируются целлюлозой волокна достаточно быстро и степень их фиксации достигает

в некоторых случаях 98-99 %.

2.3 Печатание текстильных материалов

2.3.1 Суть процесса печати по текстильным материалам

Печатание можно рассматривать как локальное окрашивание текстильного

материала с помощью загущенных растворов или суспензией красящих веществ,

которые называются красками. Печатная краска представляет собой композицию,

включающую краситель, ТВВ и загуститель.

Технология процесса печати состоит из следующих стадий:

- приготовление печатной краски;

- нанесение печатной краски на ТМ на тканепечатном агрегате;

- сушка в печатной сушилке;

- фиксация в специальных термокамерах или зрельниках;

- промывка и сушка текстильного материала (не применяется при печати

пигментами).

При описании различных методов печати выделяют печать пигментами, которые

не имеют сродства к волокну, и печать с помощью красителей (активных, кубовых,

дисперсных и т.д.).

2.3.2. Пигментная печать

Пигменты

- водонерастворимые красители органической и неорганической

природы, которые также нерастворимы в растворах кислот и щелочей [24].

Пигменты для текстильной промышленности маркируют индексом «ТП». Они

представляют собой водные дисперсии, содержащие 15-20 % красящего вещества. Они

не проявляют сродства к волокну и закрепляются на ткани с помощью приклеивания к

внешней поверхности элементарных волокон с помощью специальных связующих

веществ, образующих при тепловой обработке полимерную пленку.

Качество напечатанных пигментами текстильных материалов в основном зависит

от используемых печатных составов, основными компонентами которых, кроме

132

пигмента, являются связующее вещество (пленкообразующий компонент), фиксатор

(сеткообразующий компонент), мягчитель, эмульгатор, загуститель.

К пленкам связующих веществ предъявляют специальные требования:

1) она должна обладать хорошей адгезией к частицам пигмента и волокну;

2) должна быть тонкой, бесцветной, эластичной;

3) не должна растворятся в воде, растворах кислот, щелочей;

4) должна быть устойчива к действию света, тепла, окислителей, не изменять

своих свойств со временем.

Подобрать индивидуальные соединения, отвечающие всем требованиям, сложно.

Поэтому чаще всего применяют комбинацию из термопластичного полимера в виде

латекса (пленкообразующий) и термореактивного полимера (сеткообразующий). В

качестве пленкообразующих используют поливинилцетат (ПВА), эфиры полиакриловой

кислоты, производные бутадиена, производные полиуретана. Применяют полимеры или

готовую композицию из латексов. В качестве сеткообразующих используют

предконденсаты термореактивных смол (ПТРС), в основном это производные мочевины

(карбамол без марки, диэтиленкарбамолмочевина). Недостатком применения таких

сеткообразующих компонентов является высокое содержание формальдегидов на

напечатанных тканях. В настоящее время на их основе получены препараты

бесформальдегидные и малоформальдегидные, в которых метилольные группы

этерифицированы. В состав печатной краски также могут входить мягчители,

эмульгаторы, пеногасители и другие вещества, улучшающие печатно-технические

свойства составов.

Технология печати пигментами всех текстильных материалов проста: нанесение

печатного состава, как правило, на машинах с сетчатыми шаблонами (плоских или

ротационных - в зависимости от вида печатаемого материала); сушка в печатных

сушилках соответствующих печатных машин; термическая обработка в зрельниках в

среде перегретого пара или на линиях термической обработки сухим горячим воздухом

при температуре 140-160 ^оС в течение 2-4 мин. Преимущества пигментной печати

очевидны:

- универсальность - возможность применения для колорирования трикотажного

материала любого волокнистого состава;

- исключение из технологического цикла промывки и сушки, что обуславливает

малоотходность и малозатратность;

- многовариантность технологий и художественно-колористических решений;

- широкая цветовая гамма и высокая устойчивость получаемых расцветок к

мокрым обработкам и свету;

- простота в техническом исполнении;

- пригодность любых видов печатного оборудования: от плоской

фотофильмпечати до ротационной с высокими скоростями печати.

2.3.3 Печать красителями

Процесс традиционно начинается с приготовления печатной краски. Помимо

красителя, печатная краска содержит загуститель и различные вспомогательные

133

вещества, которые можно классифицировать по их функциям следующим образом [24]-

[25]:

- окислители (например, м-нитробензолсульфонат, хлорат натрия, пероксид

водорода);

- восстановители (например, дитионит натрия, сульфоксилаты формальдегида,

диоксид тиомочевины, хлорид олова (II));

- гидротропы, такие как мочевина;

- солюбилизаторы красителей, которые представляют собой полярные

органические растворители, такие как глицерин, этиленгликоль, бутилгликоль,

тиодигликоль и т.д.;

- пеногасители

(например,

соединения

кремния,

органические

неорганическиесложные эфиры, алифатические эфиры и т.д.);

- интенсификаторы (например, соли калия, триэтаноламид).

Для печати одного рисунка обычно требуется от 5 до 14 различных печатных

красок (в некоторых случаях применяется до 20 различных печатных красок). Все

необходимые ингредиенты дозируются и смешиваются на автоматической

смесительной станции. На многих производствах принято фильтровать печатную краску

перед использованием. Данная операция необходима для дальнейшего

предотвращения забивания печатного шаблона. После приготовления печатную краску

наносят на конкретные участки текстильного материала, используя один из следующих

методов печати: прямая; вытравная; резервная печать.

В процессе прямой печати печатную краску наносят на белый или окрашенный в

светлые тона текстильный материал, при этом на ткани можно получить белоземельный

рисунок, полугрунтовый либо грунтовый.

При вытравной печати на предварительно открашенную ткань наносят

специальную вытравную краску, содержащую компонент, разрушающий краситель

окрашенной ткани (окислитель или восстановитель), который начинает действовать на

стадии тепловой обработки. В результате получают белые узоры на цветном фоне. Если

в вытравной состав добавить краситель, устойчивый к деструктирующему компоненту,

то можно получать цветные узоры.

Резервная печать осуществляется посредством нанесения на белую ткань

специального резервного печатного состава, после чего текстильный материал

поступает на крашение или грунтовую печать, при этом краситель фиксируется на всей

площади ткани, за исключением тех мест, на которых нанесен состав, препятствующий

фиксированию красителя. Таким методом можно получать цветные или белые узоры в

зависимости от того, содержит или не содержит резервирующий состав устойчивый к

нему краситель. Пример получения резервных оттенков: по азотолированной и

высушенной ткани печатают составами, которые содержат резервирующий агент,

препятствующий образованию на волокне нерастворимого азокрасителя при

последующей пропитке ткани раствором диазоля. В качестве резервирующих веществ

применяют восстановители (сульфиты калия, натрия и т.д.) или потенциальнокислые

соли (ацетаты цинка, железа и др.). Для получения цветных рисунков в состав резервной

печатной краски вводят диазоль в таком количестве, чтобы он полностью связал весь

азотол, и при пропускании через раствор диазоля другого цвета в местах нанесения

134

печатной краски образуется цвет, соответствующий диазолю в резервной печатной

краске.

Существует несколько методов получения узорчатой расцветки на ткани:

- ручная набойка;

- аэрография;

- полихроматическое крашение или бесконтактное нанесение краски;

- флок-печать;

- термопечать;

- печать на машинах с медными гравированными валами;

- печать на машинах с сетчатыми шаблонами.

Первый способ малопроизводителен и дорог и используется при производстве

штучных изделий и реставрационных работах. Рисунок получается с помощью

деревянных ручных форм. Эти формы называются Манеры.

При втором способе печати краска распыляется на ткани аэрографом-

пульвелизатором. Однако при этом трафареты быстро загрязняются.

Полихроматическое крашение мало применяется в широкой практике. Основано

на разбрызгивании из специальных сопел тонких струй растворов разных цветов на

движущееся полотно. Программированное нанесение краски осуществляют на ковровые

и напольные покрытия. Для производства необходимы каретки с сопловыми

устройствами и компьютер.

Флок-печать (флокированная печать) - это своеобразный способ узорчатой

расцветки тканей, представляющий собой получение рельефных флокированных

рисунков из короткого ворса, называемого флоком. Ворс ориентированно наносится на

расправленное полотно ткани (основу), поверхность которой предварительно

покрывается тонким слоем полимерного клея, например, поливинилхлоридом, затем

ткань подвергается сушке и термической обработке, способствующей прочному

закреплению ворса на ее поверхности. Важным процессом является предварительная

химическая подготовка ворса к флокированной печати. Она включает промывку

(удаление замасливателя), крашение, активизацию ворса, сушку и просев. Для нарезки

ворса используются различные химические волокна, в частности, вискозные,

полиамидные, полиэфирные, акриловые и ацетатные. Активизация ворса

- это

химическая обработка его препаратами, обеспечивающими восприятие ворсом

электрического заряда в электростатическом поле. Поиски оптимальных условий

активации еще продолжаются. В частности, находят применение из органических

веществ - катионактивные ПВА, из неорганических веществ - различные электролиты и

др.

Термопечать - это перевод рисунка на ткань с бумажной подложки методом

термообработки. Этот способ применяется в шелковой отрасли. Перенос

осуществляется на машинах двух типов: термопрессах и термокаландрах (рисунок 2.32).

Под воздействием температуры дисперсный краситель сублимируется и

диффундирует из текстильной подложки в волокно. Нет необходимости в дальнейшей

обработке, такой как фиксация и промывка, что исключает попадание красителя в

сточные воды. Переводная печать - один из способов оптимизации производственных

процессов, способствующий повышению эффективности технологических процессов и

снижению материалоемкости.

135

Достоинством этого метода перед традиционной печатью являются снижение

капитальных затрат на оборудование, сохранение производственных площадей,

высокое качество готовой продукции, а главное - практически полное отсутствие

сточных вод, так как ткани после перевода рисунка не требуют промывки.

Нанесение печатной краски на текстильные материалы в первых трех способах

осуществляется на печатных машинах с помощью гравированных металлических валов

или сетчатых шаблонов [2].

Интерес представляют современные печатные машины с вертикальным

расположением печатных валов.

Рисунок 2.32 - Технологическая схема термокаландра

1 - ткань; 2 - бумага, выполняющая роль прослойки; 3 - натяжное устройство;

4 - прижимная лента; 5 - обогреваемый маслом цилиндр; 6 - накатное устройство;

7, 8 - устройство для регулирования подачи ткани и бумаги;

9, 10 - ножевые устройства для боковой и поперечной резки бумаги

Каждый печатный вал 2 (рисунок 2.33) снабжен индивидуальным прижимным

валом

4 (грузовиком), расположенным по другую сторону кирзы и имеющим

пневматический прижим 5. Краска наносится на печатный вал валиком 1, установленным

в ванне с печатной краской. Избыток краски снимается с поверхности печатного

цилиндра раклей 8, а волокнистый окрашенный пух - контрраклей 3. Каждая ракля имеет

пневматический прижим. Ракельный механизм приводится в движение от

индивидуального электропривода. На машине используются стальные, омедненные

печатные цилиндры вместо традиционных цилиндров с массивной медной рубашкой.

Толщина поверхностного слоя меди составляет всего 1 мм.

136

Печатные валы монтируются на боковых станинах машины и снабжены

электропневматическим приводом с плавной регулировкой скорости. Боковое

трафление довольно точно осуществляется вручную с помощью маховичков и

градуированных линеек. Трафление по вертикали (окружности) осуществляется с

пульта и возможно как в процессе работы, так и на неподвижной машине. В состав

агрегата входит печатная сопловая сушильная машина с горизонтальной заправкой

ткани и чехла. Сушилка размещается в одном этаже с печатной машиной.

Ткань заправляется в печатную машину с ролика и после сушки выгружается

укладчиком в тележку, а чехол заправляется в машину из тележки и после сушки также

укладывается в тележку. Печатная машина использует кирзу в виде бесконечного

полотна, которое очищается от краски с помощью установки 6 для мойки и сушки кирзы.

Машина снабжена устройством 7 для приклеивания к кирзе чехла или ткани (если

проводится печатание без чехла). Кирза с тканью прижимается к гравированным валам

посредством электропневматических устройств, расположенных на концах валов.

Рисунок 2.33 - Печатная машина с вертикальным расположением валов

Печатные машины с вертикальным расположением валов позволяют сократить

время на подготовку машины к работе, например, для полной замены пятицветного

рисунка достаточно 25 мин вместо нескольких часов, для полного трафления среднего

рисунка достаточно расходовать 1-2 м ткани вместо нескольких десятков, как на

машинах с традиционным расположением валов. Машины рассмотренного типа могут

применяться для печати переводной бумаги, так как натяжение полотна минимально и

не угрожает обрыву бумаги. Машины выпускаются с номинальной шириной 1600 мм;

137

максимальная скорость движения ткани - 100 м/мин; регулирование скорости - плавное;

мощность двигателя печатной машины - 28 кВт, а четырех дополнительных двигателей

- по 2 кВт каждый; габаритные размеры агрегата, мм: 18500×5300×5500.

Наиболее универсальными являются печатные машины с сетчатыми шаблонами.

На них можно печатать всеми классами красителей ткани различного волокнистого

состава. По форме сетчатые шаблоны делятся на плоские и цилиндрические. Печатание

плоскими шаблонами целесообразно для штучных изделий (платки, салфетки и пр.)

небольшой тиражности рисунка. Машинному способу печатания плоскими сетчатыми

шаблонами предшествовали ручные и полумеханические способы с помощью кареток,

передвигающихся над столом на величину раппорта.

На рисунке 2.34 представлена схема печатного агрегата с плоскими сетчатыми

шаблонами.

Рисунок 2.34 - Печатная машина со стационарными сетчатыми шаблонами

1. Ткань

12. Сопла

2. Тянульная пара

13. Тканеукладчик

3. Лотковый компенсатор

14. Приклеивающее устройство

4. Натяжные и направляющие ролики

15. Ленточный транспортер

5. Прижимной валик

16. Магнитные стержни

6. Бачки для краски

17. Вакуум-элементы

7. Сетчатые шаблоны

18. Устройство, подающее воздух

8. Магнитные роликовые ракли

для высушивания полотна

9. Спрыск

19. Осушающая ракля

10. Тканевый конвейер

20. Промывная секция

11. Сопловая сушилка

21. Гидропривод для передвижения

22. Гидропривод с тягой для

магнитных стержней

передвижения ленточного транспортера

Печатный агрегат имеет печатный стол в виде конвейера, на котором расположен

комплект шаблонов (до 10 штук). Шаблоны представляют из себя раму с натянутой

ситовой тканью (чаще капроновой), на которую нанесена непроницаемая для печатной

краски лаковая пленка со свободными от нее участками, соответствующими рисунку.

Внутри шаблона размещена ракля, перемещаемая специальным устройством. Печать

осуществляется следующим образом: подлежащее печати текстильное полотно

наклеивается на транспортер, а затем вместе с конвейером перемещается на длину

одного шаблона и останавливается, затем все шаблоны одновременно опускаются на

ткань, на сито шаблонов подается печатная краска, которая с помощью ракли

138

протирается через сито шаблонов, затем шаблоны поднимаются, и конвейер с тканью

опять передвигается, и процесс вновь повторяется. Напечатанная ткань снимается с

транспортера и направляется в сушилку. Многоцветность рисунка существенно не

влияет на производительность машины, так как все шаблоны срабатывают

одновременно. На ряде отечественных фабрик установлены машины фирм «Шторк»

(Нидерланды), «Реджиани» и «Мекканотессиле» (Италия), «Ичиносе» (Япония),

«Циммер» (Австрия), «Бузер» (Швейцария) и др.

Недостатком печатания на машинах с плоскими шаблонами является низкая

производительность.

Значительным шагом вперед в области техники печатания явились разработка и

внедрение высокопроизводительных печатных машин с цилиндрическими сетчатыми

шаблонами. В этих машинах шаблон представляет собой перфорированный никелевый

цилиндр. Выпускаемые во многих странах печатные агрегаты с цилиндрическими

шаблонами различаются размещением шаблонов (плоский стол или грузовик),

конструкцией ракельного узла и сушилки. Эти печатные агрегаты совмещают в себе

основные достоинства плоскопечатных машин с высокой скоростью и непрерывностью

процесса печатания гравированными валами. На рисунке

2.35 приведена схема

устройства печатной машины с цилиндрическими шаблонами и плоским печатным

столом.

Рисунок 2.35 - Схема печатной машины с цилиндрическими сетчатыми шаблонами:

1 - ткань; 2 - клеящее устройство; 3 - обогреватель; 4. Натяжной барабан; 5 - ленточный

транспортер; 6 -.цилиндрические сетчатые шаблоны; 7 - прижимные валы; 8 - промывная

установка; 9 - приводной барабан; 10 - тканевый конвейер; 11 - сопловая сушильная машина;

12 - поддерживающие ролики; 13 - транспортирующий ролик тканеукладчика

На рисунке 2.36 представлена система подачи печатной композиции на машинах

с цилиндрическими печатными шаблонами. Подающая труба ведет от бака с краской к

насосу, оттуда шланг проведен к ракле. Таким образом, печатная краска попадает

внутрь шаблона. Объем заполнения системы подачи краски к шаблону довольно высок,

и, как следствие, количество остатков печатной краски, которые должны удаляться при

каждом изменении цвета, также является довольно значительным. Идет модернизация

этого вспомогательного оборудования, что позволит снизить количество таких потерь.

Еще одна возможность снижения непроизводительных расходов печатной краски,

которая реализована на некоторых отделочных фабриках, заключается в

восстановлении и повторном использовании этих остатков для составления новых

рецептов.

139

На машинах автоматически выполняются операции намазывания клея на

транспортер и приклеивания к нему ткани, съем ткани с транспортера, его промывка с

помощью спрысков и щеток, а также сушка. При смене рисунка или его вида раклист

промывает шаблоны на специально установленной мойке. Баки из-под печатной краски

также моют и сушат перед приготовлением в них новой печатной композиции.

Рисунок 2.36 - Система подачи печатной краски для печатной машины

с цилиндрическими шаблонами

Самым новым и перспективным способом колорирования текстиля является

струйная цифровая печать. Струйная печать - это технология получения изображения

при помощи микроскопических капель чернил, распыляемых печатающей головкой

принтера на полотно. В отличие от ротационных и плоских трафаретных машин,

цифровые используют для печати красители в форме готовых жидких чернил.

Специфика применения текстильных чернил заключается в том, что ткань для

последующей цифровой печати должна быть определенным образом подготовлена.

Привлекательным для этих предприятий были следующие достоинства струйной

печати:

- неограниченное количество цветов и оттенков в рисунке;

- неограниченная сложность рисунка, вплоть до воспроизводства акварельных

рисунков и фотографий;

- почти мгновенное воспроизведение рисунка;

- возможность очень быстрой смены рисунков и колористик;

- практически безотходный выпуск маленьких партий (700-1000 м);

- отличная воспроизводимость.

Недостатки:

- невысокие рабочие скорости, порядка 50-150 м²/ч;

- трудоемкость чистки рабочих головок от красок;

- высокая стоимость чернил.

Печатные машины создавались не как адаптация бумажного струйного принтера

к текстильному субстрату, а наоборот, как приложение современных цифровых

технологий к огромному опыту фирмы в области шаблонной плоской и ротационной

печати. В результате, например, количество наносимой на ткань краски находится на

140

уровне шаблонной печати, что способствует лучшему проникновению краски в толщу

ткани, а это особенно важно для тяжелых и плотных тканей специального назначения -

автообивочных, мебельных.

Остальные струйные печатные машины различаются:

- по назначению (для изготовления образцов, для эксклюзивной печати

шелковых плактов, галстуков, а также промышленного назначения);

- по рабочей скорости - от 20 до 150 м²/ч;

- по рабочей ширине - до 3,5 м;

- по степени разрешения - до 780 dpi;

- по типу (термо-, пьезо, комби-) и количеству (4-24) рабочих головок;

- по количеству базовых цветов красок-чернил (4-8);

- по программному обеспечению.

Механизм фиксации активных и кислотных красителей из чернил и печатных

композиций одинаков. Однако, поскольку чернила содержат лишь сами красители, то все

остальные текстильные вспомогательные вещества (ТВВ - загуститель, мочевина,

щелочной агент и специальные добавки) должны быть нанесены на ткань до цифровой

печати. Более того, ткань должна быть высушена и смотана в рулон. Нанесение ТВВ

обычно производится плюсованием или трафаретным барабаном. По этой причине

процесс подготовки ткани для цифровой печати не требует дополнительного

оборудования, поскольку отлично вписывается в стандартный технологический процесс

трафаретной печати.

2.3.4 Фиксация красителей на ткани

После печати ткань сушат. Целью последующей стадии фиксации является

диффузия максимально возможного количества красящего вещества, которое

удерживается загустителем, в волокна, в ряде случаев образование химических связей

между красителем и волокном или синтез красителя на волокне.

Это особенно важно, например, для кубовых красителей, которые являются

нерастворимыми и переходят в соответствующее растворимое состояние только после

реакции с восстановителями во время процесса фиксации.

Фиксация - это обработка напечатанной и высушенной ткани в атмосфере

насыщенного или перегретого пара/горячего воздуха при температуре 100-210 ^oС в

зависимости от класса используемого красителя и волокнистого состава ткани. На этой

стадии происходит набухание пленки печатной краски за счет поглощения влаги из

паровой среды зрельника, образования высококонцентрированного раствора

загустителя - красильной ванны, в которой растворяются краситель и вспомогательные

вещества, входящие в состав печатной краски и из которой происходит процесс

собственно крашения ткани. Распределение красителя между волокном и загустителем

является важным фактором в определении степени фиксации красителя.

Фиксацию красителя осуществляют в специальных зрельниках или термокамерах.

Тип оборудования для фиксации выбирают в зависимости от класса красящего

вещества, химической природы волокна и структуры текстильных материалов, а также

состава печатных красок и технологии печатания. В промышленности используют

зрельники трех типов [2]:

141

 паровые: восстановительные зрельники (ЗВВ), завесные зрельники (ЗЗ) или

зрельники окислительные (ЗО);

 зрельники мокрого проявления (ЗМП);

 термические - с использовнием в качестве среды для фиксации горячего воздуха

или ИК-лучей.

Восстановительные зрельники предназначены для восстановления красителя во

влажной среде (кубовые, активные красители).

Зрельники типа ЗВВ предназначены для вызревания кубовых и других

красителей, напечатанных на целлюлозных и вискозных штапельных тканях. Они чаще

всего используются после машин с гравированными валами и мало пригодны для

обработки ткани, напечатанной на машинах с сетчатыми шаблонами. ЗВВ могут

работать как в низкотемпературном, там и в высокотемпературном режиме.

Высокотемпературный режим обеспечивается перегретым паром, который

получается с помощью нержавеющих электронагревателей, встроенных в трубу

паропровода или пароперегревателя.

Завесные зрельники (ЗЗ) универсальны, они могут применяться для фиксации

любых классов красителей, на любых волокнистых материалах, в любой отрасли

(шерсть, шелк, лен, трикотаж). В ЗЗ ткань обрабатывают без натяжения, свободными

петлями. Ткань касается роликов только изнаночной стороной, время обработки - 1,5-

25 минут. Существует два режима обработки: низко- и высокотемпературный. При

низкотемпературном режиме ткань обрабатывают насыщенным водяным паром 100-

102 С, при высокотемпературной обработке используют перегретый пар с

температурой более 180 С.

Зрельники завесные выпускаются многими иностранными фирмами: «Ариоли»,

«Шторк», «Киото» и др. Из отечественного оборудования распространение получили

завесные зрельники типа 33 с номинальными ширинами 2800, 2400 и 1400 мм, а в

настоящее время освоен выпуск более совершенных модификаций: 33-4/260-1 для

обработки двух полотен рядом и двух внакладку; 33-2/180-1 (два полотна внакладку) и

33-3 / 140-1 (два или три полотна внакладку). На сегодняшний день разработаны новые

модификации зрельников, которые работают в одно широкое полотно. В них

предусмотрено три режима обработки:

- низкотемпературный;

- высокотемпературный;

- горячий воздух Т до 200 С (рисунок 2.37).

142

Рисунок 2.37 - Схема завесного зрельника типа 33:

1 - заправочно-выборочное устройство; 2 - канал для ввода ткани; 3 - промежуточная секция

запарной камеры; 4 - тянульный барабан; 5 - входная секция; 6 - рециркуляционный блок;

7 - приводная транспортная цепь; 8 - выходная секция; 9 - канал для вывода ткани

Зрельники мокрого проявления (ЗМП) предназначены для непрерывной пропитки

проявительным раствором, сушки в ИК-зоне и фиксации красителя на ткани в паровой

среде. Конструкция зрельников позволяет использовать их для обработки

хлопчатобумажных, льняных и вискозных тканей. В ЗМП осуществляется фиксация

тканей, окрашенных кубовыми красителями по двухфазной технологии или активными

красителями.

Зрельники мокрого проявления состоят из пропиточной машины и камеры мокрого

проявления (КМП), состоящей из ИК-зоны и паровой камеры с температурой перегретого

пара 120-200 ⁰С.

Термические зрельники служат для термической обработки тканей, напечатанных

пигментами и активными красителями по термофиксационному способу. Фиксация

красителя осуществляется за счет обработки напечатанной ткани горячим воздухом с

температурой 180-220 С за 1-3 мин. Серийно выпускаются МВРТ-2/180, МВРТ-3/180-1

(2, 3 - число секций), а также линии типа ЛТ.

2.3.5 Промывка тканей после печати

Последний этап процесса печати заключается в промывке ткани и ее сушке. На

этой стадии из ткани вымываются незафиксированный краситель, загуститель и

вспомогательные вещества, входящие в состав печатной краски.

При печати нерастворимыми красителями, такими как кубовые красители, эта

операция также необходима для превращения красителя в исходное окисленное

нерастворимое состояние. В этом случае после промывки холодной водой

напечатанный текстильный материал обрабатывают окислителями

- перекисью

водорода или бихроматом калия. Процесс завершается мыловкой

- обработкой

143

раствором поверхностно-активного вещества и карбоната натрия при температуре,

близкой к температуре кипения.

Процесс печатания пигментом прост, так как по его окончании не требуется

промывки ткани. Это справедливо и для случаев, когда краситель полностью

фиксируется на волокне, например, при использовании методов цифровой струйной

печати.

2.3.6 Вспомогательные операции по очистке оборудования

В конце каждой партии и при каждом изменении цвета выполняются различные

операции по очистке:

- кирзу, к которой ткань приклеивается во время печати, промывают в

непрерывном режиме водой для удаления излишков клея и печатной краски;

- печатающие устройства (все системы, отвечающие за подачу и нанесение краски

на текстильный материал) очищаются, сначала удаляются остатки краски, а затем

шланги, щетки, валы, ракли, корыта, баки и шаблоны промывают водой. В некоторых

случаях остатки печатной краски направляются обратно в соответствующие баки для

повторного использования;

- оставшуюся печатную краску в баках, в которых готовят краску, обычно перед

тем как помыть водой, предварительно очищают.

При печати на текстильных материалах образуются остатки печатной краски.

Основными причинами этого являются, например, неправильно рассчитанное

количество печатной краски и приготовление избыточного количества краски для

предотвращения дефицита. Кроме того, при каждом изменении рисунка или его вида

необходимо очистить печатное оборудование. Печатные краски остаются на

оборудовании из-за их высокой вязкости, и обычной практикой является использование

систем улавливания для их удаления перед промывкой водой. Другим значительным

источником остатков печатной краски является процесс разработки колористами новых

видов и рисунков. Иногда такие разработки производятся на серийных станках, что

означает высокое удельное количество образующихся остатков. Существуют методы,

которые могут снизить потери печатной краски, однако их внедрение в производство

ограничено из-за ряда внутренних технологических недостатков используемой на

большинстве отделочных фабрик технологии печати. Большинство этих недостатков

связаны с переносом рисунка, неизбежным контактом между поверхностью подложки и

аппликатором и реологическими свойствами печатной краски, что ограничивает

возможность повторного ее использования. Эти проблемы можно решить, внедряя

цифровые способы печати.

Сточные воды в процессах печати образуются в основном после окончательной

промывки ткани после фиксации, очистки систем нанесения в печатных машинах,

очистки оборудования, очистки кирзы и транспортерной ленты. Сточные воды,

образующиеся в результате операций очистки оборудования, составляют большую

долю общего загрязнения вод, по сравнению с загрязнениями, попадающими в стоки в

результате операций промывки текстильного материала. Загрязняющие вещества,

которые чаще встречаются в сточных печатного и промывного цехов, перечислены в

таблице 2.25.

144

Таблица 2.25 - Загрязняющие вещества в сточных водах после участка печати и промывки

тканей (очищаются перед сбросом в сети канализации)

Наименование загрязнения

Причина загрязнения

Органический краситель

Нефиксированный краситель

Мочевина

Гидротропные средства

Аммоний солевой

Пигментные печатные печатныекраски

Сульфаты и сульфиты

Редуцирующие побочные продукты

Полисахариды

Загустители

ПАВ

Эмульгаторы

Полиакрилаты

Загустители

Глицерин и полиолы

Связующее в пигментной печати

М-нитробензолсуль-фонат и его

Диспергаторы в составе красителя

соответствующее

аминопроизводное

Поливиниловый спирт

Солюбилизирующие агенты в печатных красках

Многозамещенные ароматические

При вытравной печати кубовыми красителями.

амины

При прямой печати активными красителями

ингибируют восстановление красителей

Сушка и фиксация являются источником поступления в воздух рабочей зоны

выбросов от процессов печати. В воздухе рабочей зоны после термообработки (при

печати) могут потенциально встречаться следующие загрязняющие вещества:

- алифатические углеводороды (C10-C20) из связующих веществ;

- мономеры, такие как акрилаты, винилацетаты, стирол, акрилонитрил,

акриламид, бутадиен;

- метанол из фиксирующих агентов;

- другие спирты, сложные эфиры, полигликоли из эмульгаторов;

- формальдегид из фиксирующих агентов;

- аммиак (от разложения мочевины и от присутствующего аммиака, например, в

пигментных печатных пастах);

- N-метилпирролидон из эмульгаторов;

- эфиры фосфорной кислоты;

- фенилциклогексен из загустителей и связующих веществ.

Наиболее характерный список поллютантов, присутствующих в отработанном

воздухе после термообработки при печати, приведен в главе 3.

145

2.4 Технология нанесения функциональных покрытий на текстильные

материалы ракельным методом на основе силиконовых, уретановых

и акриловых полимеров

Обычно текстильные изделия с покрытием и ламинированные ткани состоят из

текстильной подложки - обычно тканого, трикотажного или нетканого текстильного

полотна с нанесенной тонкой эластичной пленкой из натуральных или синтетических

полимеров. Ткань с покрытием обычно состоит из текстильной подложки, на которую

непосредственно наносится полимер в виде вязкой жидкости. В качестве полимеров

могут быть использованы силиконовые, полиуретановые и полиакриловые соединения.

В полимерную композицию дополнительно могут быть включены сшивающие агенты,

катализаторы, пластификаторы, эмульгаторы и функциональные добавки (антипирены,

антистатики, гидрофобизаторы и др.) в зависимости от требуемых свойств.

Технология нанесения покрытия включает ракельное или валковое нанесение

загущенного полимерного состава и фиксацию его в среде горячего воздуха с

температурой от 120 ^оС до 170 ^оС. Чаще всего используются линии типа ЛНП-2000

(рисунок 2.38).

Основные методы покрытия/ламинирования тканей требуют соблюдения

следующих условий:

- ткань, подлежащая покрытию/ламинированию, поставляется на всю ширину в

рулоне;

- ткань под тщательным контролем натяжения подается в зону нагрева покрытия

или ламинирования;

- после нанесения вспомогательных веществ для покрытия ткань пропускают

через термокамеру для отверждения композита и удаления летучих растворителей

перед охлаждением и скручиванием.

Рисунок 2.38 - Схема линии ЛНП-2000

В состав линии включаются основные функциональные блоки:

- разматывающее устройство трансфертного носителя (лайнера);

- устройство нанесения покрытия;

- четырехсекционное устройство сушки с системой подачи, нагрева и

рециркуляции воздуха;

- разматывающее устройство;

146

- намотчик готовой продукции;

- эстакада;

- привод вращения направляющих роликов;

- система вытяжной вентиляции;

- маслостанция гидравлическая;

- главный пульт электронной системы управления;

- индивидуальный пульт управления для каждой сушильной секции.

2.5 Заключительная отделка текстильных материалов

Заключительная отделка - это совокупность процессов обработки текстильных

материалов, улучшающих потребительские качества и внешний вид тканей,

удлиняющих срок их службы и облегчающих их эксплуатацию в быту [26].

Различают заключительную отделку общего и специального назначения

(специальные виды заключительной отделки). Основной целью отделки общего

назначения является улучшение имеющихся свойств ткани, а отделки специального

назначение - придание текстильным материалам новых потребительских свойств.

Основными задачами заключительной отделки общего назначения являются:

улучшение внешнего вида ткани, придание ей блеска или матовости; придание ткани

определенного грифа (жесткости, мягкости, наполненности, драпируемости и др.);

повышение износостойкости ткани; придание ткани малосминаемой и малоусадочной

отделки; придание ткани стандартных устойчивых размеров по ширине и длине

(ширение, усаживание и декатировка).

Целью заключительной отделки специального назначения является придание

гидро- и олеофобных свойств, устойчивости к действию микроорганизмов и насекомых,

огнестойкости (негорючести), антисептических свойств, грязеотталкивающих свойств и

др.

Вид применяемой отделки определяется ассортиментом и назначением данного

вида ткани. Для подавляющего числа тканей необходима достаточно высокая

износостойкость, определяющая для одежных тканей и носкость. Кроме того, ткани для

верхней одежды должны обладать малосминаемостью, малоусадочностью,

наполненностью (добротностью) и, часто, гидрофобностью, а бельевые ткани, наоборот,

должны обладать высокой гидрофильностью. Ткани для постельных принадлежностей,

помимо высокой износостойкости и гигроскопичности, должны обладать негорючестью.

Интерьерные ткани бытового назначения, помимо негорючести, должны обладать рядом

других специфических свойств, например, гардинно-тюлевые ткани должны обладать

светостойкостью и грязеотталкивающими свойствами. Технические ткани (палаточные,

брезентовые и др.), как правило, должны обладать светостойкостью, водоупорностью, а

в ряде случаев и другими свойствами, например, устойчивостью к действию

микроорганизмов.

Традиционно технология заключительной отделки строится следующим образом:

пропитка аппретирующим составом, отжим до 80-100 %, подсушка, сушка, ширение,

фиксация (если необходима). Промывка тканей после термообработки является

заключительной операцией некоторых видов отделки и необходима в случае, если

147

используются формальдегидсодержащие предконденсаты термореактивных смол или

на ткани имеются остатки не вступивших в реакцию химических соединений.

Для точного дозирования количества нанесенного аппрета на текстильный

материал и снижения экологической нагрузки в отделочном производстве отделочную

композицию можно наносить в виде пены, а также использовать пропиточную машину с

гравированным валом, на которой при аппретировании тканей густыми и вязкими

растворами обеспечиваются вдавливание отделочного раствора в структуру ткани из

углубленной гравюры вала и дозирование количества наносимого аппрета с помощью

ракли, роль которой играет обрезиненный вал с регулируемой степенью прижима.

Интенсифицируют процесс пропитки посредством предварительного запаривания

текстильного материала.

Процесс заключительной отделки текстильных материалов обычно строится по

непрерывной схеме.

2.5.1 Отделки общего назначения целлюлозных текстильных материалов

Основным более распространенным видом отделки общего назначения является

малосминаемая отделка, придающая несминаемость изделиям из целлюлозных

волокон (х/б, лен) гидратцеллюлозных (вискоза), а также тканям с вложением

химических волокон до 50 %.

В процессе эксплуатации текстильные изделия подвергаются сложному

комплексу внешних воздействий, которые приводят к образованию на ткани

нежелательных складок, заломов и других деформаций. Чтобы изделие не сминалось и

дольше сохраняло красивый внешний вид и форму, оно должно быть выполнено из

материала, обладающего малой сминаемостью. Под малой сминаемостью волокнистого

материала понимают способность его быстро восстанавливать исходную форму и

расправлять складки после прекращения действия сминающей нагрузки. Этот

показатель характеризуется углами восстановления ткани после ее смятия по основе и

по утку или суммой этих углов и выражается в градусах. Испытания можно проводить

как с сухой, так и с влажной тканью.

Малосминаемость текстильного изделия определяется упруго-эластическими

свойствами волокна, которые, в свою очередь, тесно связаны с его молекулярной и

особенно надмолекулярной структурой.

Склонность текстильных материалов к изменению линейных размеров

предопределяется рядом факторов, и в первую очередь химической природой волокна,

структурой пряжи и характером переплетения ткани. Гидрофильные волокна, к числу

которых относятся все целлюлозные материалы, сильно набухают в воде и водных

растворах. Ткани, изготовленные из гидрофильных волокон, более склонны к изменению

линейных размеров, чем ткани из волокон гидрофобной природы, которые в воде

практически не набухают и не изменяют своих размеров. У природных волокон

сминаемость высокая и в сухом, и в мокром состоянии, поэтому задача заключительной

отделки - улучшить эти свойства. Это достигают за счет применения специальных

препаратов и соблюдения технологических условий, причем можно достичь разного

эффекта отделки:

- МС - малосминаемость в сухом состоянии;

148

- ЛГ - легкое глажение (придается малосминаемость в мокром состоянии);

- ЛУ - легкий уход (придается малосминаемость в сухом и мокром состоянии);

- ПУХО - противоусадочная химическая отделка (придаются противоусадочные

свойства, но не малосминаемость);

- ФОРНИЗ - формирование малосминаемых изделий (придается в два этапа на

отделочной фабрике и в швейном производстве готовым изделиям).

Препараты, применяемые в отделке общего назначения, делятся на 2 типа:

- латексы и эмульсии-ПВА, ПЭФ, поливиниловый спирт (ПВС), полиакриламид и

другие на основе полиакриловой кислоты;

- простые мономерные соединения, растворимые в воде и имеющие активные

группы, которые при определенных условиях могут образовывать химические связи с

активными группами волокна или между собой - предконденсаты термореактивных смол

- сшивающие реагенты (ПТРС).

По химическому строению все многообразие сшивающих реагентов можно

разделить на следующие группы:

- альдегиды;

- N-метилольные препараты;

- винильные соединения;

- эпоксисоединения;

- производные акриламида;

- поликарбоновые кислоты.

Для придания волокнистым материалам свойств несминаемости до недавнего

времени

использовали

основном

би-

полифункциональные

высокоформальдегидные

вещества,

обладающие

повышенной

химической

активностью. При внесении в волокно они в определенных условиях могут вступать в

реакцию с гидроксильными группами макромолекул целлюлозы, блокируя их или

образуя между смежными макромолекулами поперечные связи.

Наиболее радикальным подходом к решению проблемы выделения

формальдегида в заключительной отделке является разработка качественно новых

сшивающих агентов. Исследования в этой области ведутся в двух основных

направлениях: разработка препаратов с минимально возможным содержанием

формальдегида и получение бесформальдегидных сшивающих агентов.

В качестве низкоформальдегидных препаратов применяют метиловые эфиры

мочевиноформальдегидных конденсатов, а также производных пропиленмочевины,

карбаматов и диметилолдигидроксиэтиленмочевины (ДМДГЭМ). Ткани, отделанные N-

метоксиметильными соединениями, выделяют значительно меньше формальдегида,

чем ткани, обработанные соответствующими неэтерифицированными препаратами, при

сохранении высокого эффекта несминаемости, хорошей устойчивости к гидролизу и к

действию активного хлора. В качестве низкоформальдегидных препаратов, наряду с

метиловыми эфирами N-гидроксиметильных соединений, применяют производные

гликолей и многоатомных спиртов.

Сравнительные

исследования

устойчивости

отделки

ДМДГЭМ,

этерифицированной этиленгликолем, метиловым или изопропиловым спиртом,

показали, что ткани, обработанные гликолированной ДМДГЭМ, отличаются меньшим

149

содержанием формальдегида. В то же время при обработке тканей

этерифицированными препаратами наблюдаются меньшие потери прочности под

действием хлора и машинной стирки, чем при обработке немодифицированной

ДМДГЭМ.

К отечественным препаратам этой группы относятся Отексид Д-2,

представляющий собой диэтиленгликолевый эфир 4,5 дигидроксиэтиленмочевины, и

Отексид НФ, являющийся метиловым эфиром диметилолдигидроксиэтиленмочевины.

В настоящее время разработаны низкоформальдегидные отделочные препараты,

представляющие собой этерифицированные карбаматы. Обработанные непромытые

целлюлозные ткани содержат менее 300 мкг/г формальдегида при использовании

метиловых эфиров карбаматов и менее 200 мкг/г при использовании гликолиевых

эфиров карбаматов.

Минимального содержания свободного формальдегида на ткани позволяют

добиться

препараты,

модифицированные

гликолями.

качестве

ультранизкоформальдегидного препарата была предложена этерифицированная,

модифицированная диэтиленгликолем ДМГМ, которая применяется преимущественно

при скоростной высокотемпературной фиксации.

Отделка этим препаратом отличается хорошей устойчивостью к действию хлора,

светостойкостью, белизной, устойчивостью к гидролизу, но в значительной степени

зависит от рН ткани.

Помимо вышеописанных модифицированных N- гидроксиметильных препаратов,

для низкоформальдегидной отделки могут применяться и другие соединения, например,

производные имидазолидинона и другие импортные препараты, состав которых не

расшифровывается фирмами-производителями.

Внедрение все более жестких норм на содержание свободного формальдегида

способствует развитию бесформальдегидной отделки. В качестве бесформальдегидных

препаратов для отделки тканей используются соединения различного химического

строения, функциональные группы которых способны реагировать с гидроксильными

группами целлюлозы с образованием поперечных связей.

Однако некоторые из применяемых соединений (например, линейные сульфоны,

этиленимины) отличаются токсичностью, другие, помимо этого, недостаточно активны

(эпоксиды), и все они являются дорогостоящими продуктами, что затрудняет их

промышленное использование. Кроме того, отделка этими препаратами изделий из

чистого хлопка уступает по качеству обработке N-гидроксиметильными соединениями.

В настоящее время наиболее перспективными бесформальдегидными

отделочными препаратами являются продукты присоединения диалкилмочевин или

циклических мочевин к глиоксалю. При взаимодействии 1 моля циклической мочевины с

1-3 молями глиоксаля получаются эффективные бесформальдегидные препараты для

отделки тканей.

Наибольший интерес для придания бесформальдегидной отделки представляют

азотсодержащие препараты, получаемые из продуктов взаимодействия диальдегидов с

амидами. Это продукты взаимодействия глиоксаля или глутарового альдегида с

акриламидом, мочевиной или метилкарбаматом; диалкилмочевин или циклических

мочевин с глиоксалем.

150

Наиболее перспективными из азотсодержащих бесформальдегидных веществ

являются продукты присоединения диалкилмочевин или циклических мочевин к

глиоксалю. Из отечественных препаратов бесформальдегидный Отексид БФ получил

самое широкое распространение. Он представляет собой производное глиоксаля,

свободное от формальдегида.

Другой вариант решения проблемы бесформальдегидной технологии

заключительной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов базируется

на использовании поликарбоксилсодержащих кислот, способных сшивать

макромолекулы целлюлозы за счет образования поперечных сложноэфирных связей.

Подобраны наиболее подходящие поликарбоксикислоты, катализаторы процесса и

оптимальные параметры его проведения. В качестве таких сшивающих агентов

рекомендуются

1,2,3,4-бутантетракарбоновая кислота,

1,2,3-пропан-трикарбоновая

кислота, лимонная кислота, малеиновая и некоторые другие кислоты с числом

карбоксильных групп от 4 до 6, при этом предпочтение отдается именно последним.

Применение бутантетракарбоновой кислоты в качестве отделочного препарата

несколько ограничивается ее высокой стоимостью, а лимонная кислота вызывает

пожелтение хлопчатобумажной ткани во время термообработки. Для подавления этого

нежелательного эффекта в состав пропиточного раствора вводят полиэтиленгликоли

или борную кислоту. Для ускорения реакции сшивки макромолекул целлюлозы с

помощью поликарбоксикислот предложено использовать различные катализаторы

органического и неорганического происхождения. Наилучшие результаты по

показателям отделки тканей достигаются при использовании гипофосфита натрия,

который является дорогостоящим продуктом.

Основной проблемой, связанной с применением мало- и бесформальдегидных

предконденсатов, является их низкая реакционная способность по отношению к

целлюлозе, вследствие чего затрудняется достижение высоких показателей малой

сминаемости отделанных целлюлозных материалов, а эффект отделки недостаточно

устойчив к действию стирок. Поэтому важен правильный выбор высокоактивных

катализаторов процесса фиксации новых предконденсатов, а также добавок

текстильных вспомогательных веществ, способствующих снижению потерь прочности и

повышению качества отделанных тканей.

В состав отделочной композиции для рассматриваемых отделок обычно входят:

предконденсат термореактивной смолы (ПТРС)-сшивающий агент; катализатор (соли

металлов);

мягчители;

пленкообразующие

вещества

предконденсаты

термопластичных смол; поверхностно-активные вещества в качестве смачивателей.

В зависимости от вида отделки МС, ФОРНИЗ, ПУХО варьируются концентрации

компонентов в композиции.

Для аппретирования хлопчатобумажных и льняных тканей бытового назначения

наиболее широко используются крахмальные аппреты, в состав которых входят

расщепленный (частично переведенный в растворимую форму) крахмал, мыло,

глицерин, вода и иногда мягчители. При аппретировании бельевых полотен и тканей с

белоземельным рисунком для улучшения белизны фона применяют ультрамарин или

оптические отбеливающие вещества. Крахмальные аппреты вымываются из ткани в

процессе стирки, одновременно с этим исчезает и приданный эффект - наполненность,

жесткость, гладкость.

151

В связи с этим более эффективными являются малосмываемые аппреты,

которые, выполняя функции крахмала, достаточно прочно удерживаются на волокне при

стирках. Они также улучшают внешний вид тканей, придают им необходимую упругость,

шелковистость, значительно повышают стойкость материала к истиранию, создают

условия для удобства раскроя полотна и пошива изделия. Малосминаемые аппреты

бывают двух видов:

- термопластичные полимеры (отделка МАПС - малосмываемый аппрет с

применением пластичных смол);

- термореактивные полимеры (отделка МАРС

- малосмываемый аппрет

реактивными смолами).

В состав композиций для отделки МАРС входят наполнитель-крахмал или

поливиниловый спирт, поливинилацетатная эмульсия и т. д., предконденсат

термореактивной смолы - например, Отексид НФ или карбамол, катализатор. В этом

случае в волокне наполнители (X) присоединяются к молекуле целлюлозы с помощью

мостиков (М) из остатков молекул предконденсатат термореактивной смолы: Целл - О -

М - X.

В значительно меньшей степени идет реакция сшивки макромолекул целлюлозы

(Целл - О - М - X - М - О - Целл); это позволяет проводить данный вид отделки

практически без потерь прочности текстильного материала.

Композиция для отделки МАПС включает полиэтиленовую и поливинилацетатную

эмульсии. Иногда вводят дополнительно мягчители (например, отексин КС, октамон ГП,

Тексоклен МГФ).

В результате аппретирования повышаются добротность и наполненность ткани,

увеличивается прочность (на 20-25 %), возрастает устойчивость к истиранию (в 2-15

раз). Эти ценные свойства ткани сохраняются почти полностью после 10-25 стирок.

Устойчивые эффекты каландрирования применяют в отделке

хлопчатобумажных тканей саржевого, сатинового, атласного переплетений для

уплотнения структуры ткани, улучшенного внешнего вида: придания блеска,

серебристости, сообщения добротности. Для получения таких эффектов на ткани

необходимо, чтобы в составе пропиточного раствора присутствовали не только ПТРС и

катализатор, но и активный наполнитель (крахмал, ПВС, ПВА), который реагирует с

ПТРС в процессе образования смолы и обеспечивает требуемый эффект

наполненности.

На стадии каландрирования текстильным материалам придается нужная форма

поверхности, а на стадии термообработки эта форма фиксируется посредством сшивок

макромолекул волокна и отложением на нем смолы, именно в том положении, которое

задано при каландрировании. В зависимости от типов валов каландра на ткани можно

получать различные устойчивые к стиркам эффекты: тиснение (Т), лощение (Л),

серебристо-шелковистую отделку (СШО), несминаемую глянцевую отделку (НГО).

Для получения на ткани устойчивого эффекта используют каландры:

- отделочные, предназначенные для разглаживания и уплотнения ткани,

улучшения грифа и придания умеренного блеска;

- фрикционные, в которых варьируется скорость вращения одного вала

относительно другого, за счет чего ткань приобретает блеск различной интенсивности

(от слабого до очень сильного);

152

- тиснильные, предназначенные для получения выпуклых рисунков на ткани, за

счет изменения ее структуры при прохождении между валами, один из которых,

металлический, имеет выпуклую гравюру, а другой, мягкий - выемки соответствующей

формы;

- серебристые для придания сатинам отделки СШО, а именно приятного

серебристо-шелковистого блеска. На поверхность стального вала серебристого

каландра нанесена гравюра в виде параллельных штрихов, наклоненных под углом 7-

26,5 ^o, количество штрихов на 10 мм составляет 95-98 штук. Для максимального

эффекта необходимо, чтобы штриховая гравировка в наибольшей степени перекрывала

структуру переплетения ткани. Для сатинов это условие выполняется при использовании

металлических валов с углом наклона гравировки 12-16 ^o.

При получении различных эффектов каландрирования особое внимание уделяют

остаточной влажности ткани после сушки. При пересушке ткань теряет механическую

прочность при каландрировании, становится жесткой. При отделке ткани с повышенной

влажностью остаточная влага замедляет процессы смолообразования и сшивки.

Рекомендуется остаточная влажность перед пропусканием ее в каландр

хлопчатобумажных тканей, подвергаемых отделке СШО - 8-10 %, тиснению - 10-15 %,

лощению - 10-12 %.

2.5.2 Специальные виды отделки

В зависимости от назначения текстильного материала при заключительной

отделке придают тканям из различных волокон новые специфические свойства:

способность отталкивать воду и противостоять масляным и другим загрязнениям,

огнестойкость, бактерицидность, устойчивость к гниению. Такие виды отделок относятся

к специальным, так как их осуществляют в большинстве случаев при обработке тканей

специального и технического назначения. Несколько реже специальным видам отделок

подвергают ткани бытового назначения.

2.5.2.1 Гидро- и олеофобная отделка

В зависимости от устойчивости ткани к намоканию в воде различают

водонепроницаемую

водоотталкивающую

(гидрофобную)

отделки.

Водонепроницаемая отделка, применяемая для технических тканей (палаточные,

брезентовые, парусиновые и др.), достигается путем покрытия поверхности ткани

сплошной воздухонепроницаемой пленкой. Водоотталкивающая отделка применяется

для одежных, плащевых, спортивных и других тканей бытового назначения, в которых

требуется сохранение открытой пористости и воздухопроницаемости ткани.

Поверхность гидрофобизированных тканей не смачивается водой, хотя ткань

пропускает водяные пары и воздух. Это достигается путем нанесения

гидрофобизирующего препарата на поверхность отдельных волокон и нитей с

сохранением открытой структуры ткани [1].

Для придания тканям водоотталкивающих свойств наиболее часто используют

следующие соединения:

153

- эмульсии парафинов и восков, содержащие соли алюминия или циркония,

например, аламин 520 (Россия), персистоль Е (Германия) и др.;

- кремнийорганические соединения (силиконы), известные в России как

силиконовые эмульсии;

- органические комплексы хрома или алюминия с высшими жирными кислотами

- хромолан (Россия), импермин G (Германия) и др.;

- метилольные производные различных соединений, содержащие длинные

алкильные цепочки, например, продукты конденсации метилолмеламина с N-

оксиметилстеариламидом - фоботекс ФТЦ (Швейцария), аламин С (Россия);

- пиридинсодержащие производные высших жирных спиртов и кислот типа

четвертичных аммониевых солей;

- фторсодержащие соединения.

Эмульсии парафина и восков с солями алюминия и циркония могут

использоваться не только для водоотталкивающей отделки, но и для

водонепроницаемой. Практическое применение имеет двухванная технология

осаждения на текстильном материале водонерастворимого мыла. Для этого на ткань

наносят раствор мыла, а затем во второй ванне обрабатывают солью алюминия, в

результате происходит обменная реакция с образованием нерастворимой гидрофобной

пленки.

Для придания гидрофобности в настоящее время широко используются

различные кремнийорганические соединения, которые могут применяться в виде

водорастворимых мономеров и в виде олигомеров, растворимых в органических

растворителях и используемых обычно в виде водных эмульсий. В ряде случаев

кремнийорганические соединения применяют совместно с предконденсатами

термореактивных смол. При этом кремнийорганические препараты могут

взаимодействовать с предконденсатами и образуют в волокне смолу, в состав которой

входят оба компонента. Применяют два типа кремнеорганических гидрофобизаторов:

- силиконаты

- препараты, растворимые в щелочных водных растворах,

например, АМСР-3;

- алкилполисилоксаны, нерастворимые в воде, используются в виде водных

эмульсий.

Комплексные соединения хрома и алюминия в настоящее время выводятся из

производства в связи с их негативным влиянием на экологию.

Производные меламина и этиленмочевины и высших жирных кислот

Гидрофобизаторы на основе этиленмочевины реагирует с целлюлозой при температуре

сушки без катализатора и побочных продуктов не выделяется. Ковалентная связь

препаратов этого типа с целлюлозой обеспечивает устойчивость гидрофобного

эффекта к стиркам и химической чистке.

Для олеофобной отделки могут применяться различные фторорганические

соединения

- низкомолекулярные перфторорганические кислоты, амины, спирты,

олефины и высокомолекулярные, к которым относятся различные типы

фторсодержащих полимеров и сополимеров на основе акриловой и метакриловой

кислот, а также фторсодержащие полиуретаны.

Высокая степень олеофобности обеспечивается лишь при наличии плотной

пленки фторсодержащего препарата на поверхности волокна, образованной

154

ориентированным наружу слоем фторированных углеводородных радикалов. Для

получения олеофобности ткань плюсуют фторсодержащим препаратом, высушивают и

подвергают термообработке при температуре 150 ^oC в течение 5 мин, после чего

следует заключительная промывка. Термообработка необходима для придания тканям,

наряду с олеофобностью, также высокой гидрофобности.

2.5.2.2 Придание текстильным материалам устойчивости к действию микроорганизмов

Биоцидная отделка текстильных материалов - это заключительная отделка

волокнистых материалов биоцидными веществами с целью придания текстилю

антимикробных, противоаллергенных или репеллентных свойств [27]. Для защиты

тканей от разрушающего действия микроорганизмов используют два вида препаратов.

Препараты, не образующие химической связи с волокном, относят к препаратам первого

типа: нерастворимые соединения меди и других металлов, производные фенола,

четвертичные аммонийные соли, органические производные серы. Препараты второго

типа вступают в химическое взаимодействие с гидроксильными группами целлюлозы с

образованием лабильных связей. В настоящее время преобладают способы первого

типа, предусматривающие использование бактерицидных веществ. Технологический

процесс включает пропитку ткани раствором салициланилида и сушку на сушильной

барабанной или сушильно-ширильной машине. Наиболее эффективная защита

целлюлозных материалов от действия различных микроорганизмов, как грибов, так и

бактерий, достигается при нанесении на волокно комбинации антисептиков, например,

соединений меди и оксидифенила или медно-хромово-таннидных препаратов.

Современная противогнилостная отделка хлопчатобумажных и смесовых тканей

осуществляется по технологии Sanitized. Принцип действия препаратов Sanitized для

противогнилостной отделки основан на разрушении метаболических процессов в клетке

нежелательных микроорганизмов, вызывающих появление плесени грибка. Таким

образом останавливается способность микроорганизмов к функционированию, росту и

воспроизведению.

Отделка

обеспечивает

устойчивый

противогрибковый,

бактериостатический эффект, защищающий от дрожжей плесени, грибков и водорослей,

грамположительных и грамотрицательных бактерий.

2.5.2.3 Защита шерсти от повреждения насекомыми

Шерсть повреждается не только микроорганизмами, но и насекомыми. Она служит

средой обитания насекомых типа кератофагов, к которым относятся платяная моль

различного вида и жучки (кожееды). Для предотвращения повреждения шерсти

используют специальные ТВВ по различным технологиям [8]. Во-первых, рекомендуется

использовать формальдегид для химической модификации шерстяного волокна,

образующиеся в результате его использования поперечные сшивки увеличивают не

только биостойкость шерсти, но и устойчивость к термоокислительной деструкции.

Данный способ является эффективным, но практически не используется на сегодняшний

день из-за строгого регламентирования содержания свободного формальдегида на

текстильных материалах и в рабочих зонах машин. Во-вторых, используют

антиметаболиты - вещества, усваивающиеся организмами насекомых и нарушающие в

155

них обмен веществ. К антиметаболитам относят имидазол и бензолсульфонамид.

Третий способ основан на использовании препаратов, препятствующих развитию

микроорганизмов на шерсти.

2.5.2.4 Противосвойлачиваемая отделка шерсти

При жидкостных водных обработках шерстяных изделий происходят изменение их

линейных размеров и свойлачивание, что существенно ухудшает внешний вид изделий,

а также меняет линейные размеры шерстяного трикотажа до невозможности

использования шерстяного изделия. Противосвойлачиваемая отделка шерсти

препятствует усадке за счет свойлачивания, изменяя фрикционные свойства шерстяных

волокон путем частичного нанесения на поверхность волокна полимера.

На практике для указанных целей используются окислители, разрушающие

чешуйчатый слой шерсти, например, гипохлорит натрия или пероксид водорода.

Разрушение чешуйчатого слоя шерсти данными веществами не только подавляет ее

свойства к свойлачиванию, но и повышает диффузионную проницаемость.

Противосвойлачиваемость может придаваться на разных стадиях производства

текстильной продукции. Наиболее распространена технология обработки гребенной

ленты, но также обрабатывают готовые изделия и шерстяную ткань.

Малоусадочная/противосвойлачиваемая обработка шерсти в гребенной ленте

проводится непрерывно на линиях барабанного типа с пятью секциями, в каждой из

которых лента шерсти проходит вокруг перфорированного барабана и через

волокнистый материал просасывается обрабатывающая жидкость. Циркуляция

последней обеспечивает равномерность нанесения.

Кроме того, такая обработка вызывает пожелтение белой шерсти и изменение

оттенка у окрашенной шерсти. В настоящее время обработка тканей осуществляется

окислителями (например, кислый пероксомоносульфат натрия) или ферментами

протеолитического характера.

2.5.2.5 Огнезащитная отделка текстильных материалов

Огнезащитные обработки можно подразделить на обработки, придающие

невоспламеняемость, и на обработки, придающие огнестойкость. Невоспламеняемость

придается декоративным обивочным интерьерным тканям, используемым для

изготовления занавесей, гардин, штор, а также тканям, используемым для детской,

туристической и некоторых видов производственной одежды. Эти ткани не

воспламеняются, но при контакте с открытым пламенем разрушаются.

К огнестойким (огнезащитным) материалам относятся материалы, устойчивые к

действию высоких температур и способные обеспечить полную защиту от огня. К ним

относятся ткани для спецодежды пожарных, сталеваров, литейщиков, противопожарных

одеял и др.

Для подавления процесса горения необходимо, чтобы выделяющаяся при

горении энергия была меньше теплопотерь в окружающее пространство. Вещества,

обеспечивающие выполнение этого условия путем снижения или поглощения

выделяющейся при горении энергии, называются антипиренами.

156

Антипирены для поверхностной или объемной обработки текстильных

материалов делятся на две группы. К первой группе относятся огнезащитные составы,

представляющие собой различные комбинации буры и борной кислоты,

диаммонийфосфаты и другие неорганические соединения. Этот класс соединений

находил применение для обработки текстильных материалов (преимущественно

целлюлозных), не требующих стирки. С 2006 года в связи с высокой токсичностью

ограничено применение антипиренов на основе вышеуказанных соединений разрешено

(только для тканей спецназначения, например, для боевой одежды пожарных и

спасателей).

Ко второй группе относятся огнезащитные составы, образующие на поверхности

текстильного материала нерастворимые соединения, обеспечивающие устойчивость

огнезащитного эффекта к многократным стиркам. К наиболее часто применяемым в

данном

случае

соединениям

относятся

фосфор-,

фосфоразот-

фосфоргалогенсодержащие соединения.

Разнообразные препараты и соединения, обеспечивающие огнезащитную

отделку, наносят на волокна двумя способами:

- ткани пропитывают водными растворами защитных веществ и высушивают

(иногда эти вещества входят в состав аппрета). Такой способ не гарантирует

длительного огнезащитного действия в случае, если защитные вещества легко

удаляются с волокна при промывке;

- ткани сначала пропитывают одним реагирующим веществом, а затем другим,

образующим нерастворимые соединения, и промывают; длительный эффект в этом

случае достигается благодаря осаждению на волокне защитных веществ в виде

нерастворимого осадка или пленки.

Возможна обработка тканей веществами, химически взаимодействующими с

целлюлозой

волокна.

Примером

таких

препаратов

является

монометилолдиметилфосфонопропионамид (Пироватекс ЦП). Пироватекс ЦП

применяется совместно с продуктами конденсации меламина и формальдегида в

присутствии катализатора. При температуре 150 ^oCв присутствии катализатора хлорида

аммония и мочевины происходит реакция этерификации, сшивки и поликонденсации,

что обеспечивает высокий и устойчивый к стиркам эффект огнезащиты.

Ко второй группе перманентных антипиренов для целлюлозосодержащих тканей

относятся препараты на основе тетраксигидроксиметилфосфония, в частности Пробаны

- препараты, особенностью которых является фиксация их в среде газообразного

аммиака.

Аммиак подается в установку со скоростью, пропорциональной объему

проходящей ткани, при этом на волокнах в ткани образуется полимер сетчатой

структуры. Реакция имеет экзотермический характер, и температура повышается до 50-

60 ^oC в течение всего процесса. При реакции выделяется вода. Поэтому через установку

пропускают холодную воду, которая смывает образующуюся воду, излишки аммиака, а

также служит своеобразным затвором, препятствующим утечке газообразного аммиака.

После отделки ткань сначала промывается холодной водой, окисляется

раствором, содержащим пероксид водорода и соду до рН=8-10, далее ткань

промывается раствором кальцинированной соды с добавлением смачивателя при

температуре

80 ^oC, а затем горячей и холодной водой. Окончательная сушка

157

осуществляется при температуре 80-140 ^oC. Все рассмотренные препараты второй

группы предполагают использование в составе композиции экологически небезопасных

веществ - формальдегидсодержащих предконденсатов термореактивных смол или

применение аммиака.

В настоящее время разработаны и применяются отечественные композиционные

бесформальдегидные замедлители горения для волокнистых материалов как

альтернатива галоген- и формальдегидсодержащим антипиренам [28]. Это серия новых

безгалогенных замедлителей горения под общим названием Тезагран (текстильный

замедлитель горения Российской академии наук), в т.ч. Тезагран-ХЛ - для хлопковых

материалов, Тезагран-Л - для льносодержащих, Тезагран-П - для полиэфирных и

Тезагран-Н - для нетканых. Отделка препаратом Тезагран обеспечивает определенную

устойчивость эффекта огнезащищенности к воздействию влаги (промывка холодной и

теплой водой, легкая стирка). Ткани, обработанные препаратом Тезагран, способны

выдерживать многократные химчистки.

2.5.2.6 Умягчающая отделка

Рост потребительских требований к одежде (мягкость, гладкость, драпируемость,

комфортность и т.д.), высокие скорости на отделочном оборудовании и

высокоскоростные швейные машины, особые требования к волокнам на стадии

прядения и многое другое определяют актуальность придания волокнам, пряже, ткани

мягкости, антифрикционности, которые в полной мере достигаются с помощью

специальных препаратов - мягчителей. Технология обработки текстильных материалов

мягчителями включает промывку и сушку. Фиксирующая обработка не требуется.

Классификация мягчителей по химическому строению [29]:

- катионного типа;

- анионного типа;

- амфотерные;

- кремнийорганические;

- неионогенные.

Катионные мягчители используются на стадии промывки текстильных

материалов. Катионные мягчители являются наиболее широко используемыми в

практике, и для этого имеются следующие причины:

- низкие концентрации мягчителей на волокне (0,2 % от массы волокон) дают

хороший эффект мягчения;

- имеют сравнительно высокое сродство ко многим волокнам и могут быть

использованы не только в непрерывных, но и в периодических методах (истощения

ванны);

- простая и экономичная технология производства;

- эффект мягчения дополняется объемностью текстиля, но не возникает эффект

«зажиренности»;

- хорошие антистатические и антифрикционные эффекты;

- большой выбор структур мягчителей с различными индивидуальными

свойствами.

158

«Четвертичные» и «псевдокатионные» мягчители в условиях их применения

имеют положительный заряд и могут быть использованы как по непрерывной технологии

плюсования, так и по периодической технологии истощения красильной ванны. Они дают

хороший эффект мягчения на всех видах волокон, но плохо совмещаются (не

совмещаются) с другими ТВВ анионной природы (оптические отбеливатели, различные

ПАВы), а также склонны к пожелтению в условиях термофиксации. Очень широко

используются в практике эаключительной отделки текстиля.

Амфотерные мягчители не дают высокого эффекта мягчения, но проявляют

хорошие антистатические свойства. Они очень хорошо воспринимаются при контакте с

кожей и поэтому часто используются в гигиеническом ассортименте (полотенце,

салфетки).

Анионные мягчители имеют очень ограниченное применение из-за их низкой

субстантивности (сродства) к волокнам и низкого эффекта мягчения. Они совмещаются

только с ТВВ анионного или неионогенного характера; улучшают гладкость и

антистатические свойства текстиля, его гидрофильность.

Неионогенные мягчители теоретически не имеют заряда и, следовательно, не

должны иметь высокого сродства к волокнам. Их можно использовать в комбинации с

другими ТВВ, устойчивыми к действию высоких температур, поскольку эти мягчители не

вызывают пожелтения текстиля в условиях термофиксации и очень подходят поэтому в

комбинации с оптическими отбеливателями. Основные типы мягчителей для текстиля

приведены в таблице 2.26.

Таблица

2.26

- Мягчители, используемые в процессах заключительной отделки

текстильных материалов

Тип (природа)

Основной

Конечный потребительский

№

мягчителя

эффект

Мягкий гриф, объемность,

Четвертичные соединения

Мягкость, антистатика

драпируемость

Эфиры, амиды жирных

- удобство при пошиве;

кислот

- лучшее прохождение в

прядении, вязании,

Парафины

Гладкость

ткачестве;

- устойчивость к

Полиэтилены, акрилаты

истиранию;

- устойчивость на разрыв

Гидрофильность,

Повышение сорбционной

Амфотерные

антистатика

способности

Хороший мягкий гриф

Силиконы

Гладкость, мягкость

«силиконового» типа

159

2.5.2.7 Антистатическая отделка

Все текстильные волокна и материалы из них в большей или меньшей степени

являются диэлектриками и поэтому при контакте с другими диэлектриками и

проводниками за счет трения способны приобретать устойчивый положительный или

отрицательный заряд. Такое явление называется накоплением электрического заряда

и, как правило, оказывает вредное воздействие на технологию переработки текстильных

материалов и ухудшает их потребительские свойства.

При эксплуатации изделий из текстиля возникновение статического заряда может

сказываться отрицательно на самочувствии человека, вызывать дискомфорт при носке

(покалывание и прилипание одежды). Во-избежание негативного фактора воздействия

статического заряда на ткани различного сырьевого состава и плотности в процессе

заключительной отделки наносят антистатики [30].

Антистатики - препараты, способные снять или снизить до допустимого предела

электростатические заряды, накапливающиеся на поверхности текстильного материала

в процессе производства и последующей эксплуатации.

По механизму действия антистатики должны увеличивать электропроводность

поверхности материала и придавать гладкость, снижая тем самым образование

электрических зарядов.

Все текстильные материалы по электризуемости, т.е. по способности накапливать

статическое электричество можно условно разделить на 4 вида (таблица 2.27).

Таблица 2.27 - Виды волокнистых материалов и их электризуемость

Удельное

Время полупериода

поверхностное

Электризуемость

стекания заряда с

Волокна

электрическое

поверхности (τ), с

сопротивление (ρѕ), Ом

Низкая

Менее 0,5

Менее 10¹⁰

целлюлозные

шерстяные, шелко-вые

Умеренная

0,5-0,2

10¹¹-10¹²

(натуральные),

ацетатные

полиэфирные, поли-

Высокая

2,0-10,0

До 10¹⁴

акрилонитрильные,

полиамидные

поливинилхлоридные,

Очень высокая

10,0-100

До 10¹⁵

полиолефиновое

Максимальную способность накапливать и сохранять электрические заряды на

поверхности имеют гидрофобные синтетические волокна, а натуральные гидрофильные

в меньшей степени электризуются и быстрее теряют электрический заряд.

Снизить электризуемость натуральных волокон (хлопок, лен, шерсть,

натуральный шелк) можно, просто повысив их влажность, поскольку скорость стекания

зарядов увеличивается с ростом влажности.

160

Для гидрофобных синтетических волокон влияние влажности на

электростатический заряд очень мало, поэтому необходимо нанесение специальных

антистатических препаратов, образующих токопроводящий слой на поверхности

волокон. Кроме того, такой слой может сгладить поверхность и снизить трение и тем

самым накопление зарядов на поверхности волокон.

Для антистатической обработки применяют текстильно-вспомогательные

поверхностно-активные

вещества

(неионогенные,

катионоактивные

анионактивные), приготовленные на основе производных жирных кислот или спиртов.

Антистатики бывают перманентного и неперманентного действия.

Антистатики наносят при изготовлении волокон (отделка во время формования),

текстурировании, перематывании нити, а также при авиваже и замасливании

штапельного волокна, авиваже нитей и пряжи после отбеливания и крашения, авиваже

трикотажа и вязаных изделий и аппретировании тканей.

Антистатики в производстве волокон применяются как компоненты

препарационных составов, наносимых во время формования синтетических,

целлюлозных, но чаще всего ацетатных волокон. Для таких составов используют

неионогенные или анионоактивные антистатики, так как катионоактивные из-за

сложности их вымывания затрудняют последующее крашение.

Антистатики в формовании для замасливания шерстяных и целлюлозных волокон

применяются как обычные препараты на основе алеиновой кислоты, нейтральных или

минеральных масел, обладающих благодаря эмульгаторам антистатическим

действием, достаточным при больших механических нагрузках во время обработки в

прядении, чесании и вытяжке. В то же время для отделки синтетического штапельного

волокна при формовании необходимы специальные препараты, обладающие хорошим

антистатическим действием также и при низкой влажности воздуха. Часто эти препараты

содержат в виде антистатиков составы на основе неионогенных и анионактивных

веществ.

В отделке для обработки пряжи, вязаных и трикотажных изделий в крашении

применяются как нестойкие, так и стойкие антистатики. В качестве нестойких

антистатиков применяют поверхностно-активные вещества, которые могут действовать

как мягчительные авиважные средства, в связи с их хорошей выбираемостью.

Для отделки тканей можно использовать разнообразные антистатики - выбор

зависит от препарата, требований к грифу текстильного материала и эффекта

антистатической отделки.

Наиболее токсичными из антистатиков являются соединения четвертичного

аммония, сброс этих веществ в сточные воды может привести к к негативным

экологическим последствиям.

2.5.3 Некоторые проблемы отделки текстильных материалов

Среди процессов отделки текстильных изделий химические обработки являются

наиболее значимыми с точки зрения генерируемых выбросов. Например, огнезащитная

отделка представляет особый тип отделки как с точки зрения применяемых технологий,

так и с точки зрения выбросов. За некоторыми исключениями (например, применение

фосфорорганического огнезащитного состава), непрерывные способы данной отделки

161

не требуют промывки после фиксации функционального вещества. Это означает, что

возможные выбросы, связанные с загрязнением воды, ограничены системными

потерями и водой, используемой для очистки всего оборудования.

Обычно эти потери составляют

1-5

%, исходя из общего количества

потребляемой финишной композиции; также в интересах предпринимателя не выливать

дорогостоящие вспомогательные вещества. Тем не менее в некоторых случаях, при

обработке небольших партий, могут наблюдаться потери до 35 или даже 50 %. Это

зависит от устройства системы подачи раствора, размера плюсовок в составе

отделочной линии. В этом отношении с применением таких технологий, как напыление,

вспенивание, потери отделочного раствора намного ниже по объему (хотя и более

концентрированные с точки зрения активного вещества).

Остатки концентрированных растворов повторно используются, если

применяемые вспомогательные отделочные материалы обладают достаточной

стабильностью или обезвреживаются отдельно как отходы, предназначенные для

сжигания. Однако слишком часто рабочие растворы сливаются и смешиваются со

сточными водами. Объемы сточных вод являются весьма незначительными, по

сравнению с общим объемом сточных вод предприятий, уровни концентрации могут

быть отгносительно высоки. Однако эти сточные воды всегда очищаются перед

смешиванием со сточными водами предприятий перед сбросом в сети канализации.

В случае трикотажных отделочных фабрик, работающих главным образом на

небольших партиях, системные потери воды и реактивов могут составлять

значительную часть общего потребления. Кроме того, многие вещества трудно

биоразлагаются или вообще не разлагаются биологически (например, имеют очень

низкрое значение ХПК, но высокий показатель БПК).

Диапазон загрязняющих веществ, которые могут быть обнаружены в сточных

водах, варьируется в широких пределах в зависимости от типа применяемой отделки.

В процессе сушки и поликонденсации выделяются воздушные выбросы из-за

летучести самих активных веществ, а также их составляющих (например, мономеров,

олигомеров, примесей и побочных продуктов разложения). Кроме того, выбросы в

атмосферу (иногда сопровождаемые запахами) связаны с остатками препаратов и

выделением их из тканей в процессе хранения.

Вид и количество поллютантов в выбросах зависят от температуры сушки или

фиксации тканей, количества летучих веществ в отделочном растворе, волокнистых

составляющих текстильного материала и вида ПТРС в отделочной композиции. Однако

в большинстве случаев выбросы, производимые отдельными компонентами отделочных

рецептур, являются аддитивными. В результате общий объем (мощность, г/с)

органических выбросов и их токсичность (доли ПДКмр) в отработанном воздухе невелики.

Другим важным фактором, который следует учитывать в отношении выбросов в

атмосферу, является то, что при сжигании газов (метан, пропан, бутан), используемых

для обогрева стентов в отделочном оборудовании и газоопаливании, могут наблюдаться

выбросы в атмосферу цеха, такие как несжигаемые органические соединения, оксид

углерода (II), оксиды азота, формальдегид.

Загрязняющие вещества, которые могут встречаться в сточных водах,

варьируются в зависимости от применяемых отделочных материалов.

162

Хлопчатобумажные и смешанные ткани обрабатываются непрерывным способом

или по периодической технологии в зависимости от величины партии. Для

хлопкополиэфирных тканей с содержанием синтетической составляющей до 50 %

характерно проведение операции мерсеризации, для тканей с более высоким

вложением лавсанового волокна выполняется операция термостабилизации. Типовая

технологическая блок-схема производства форменных одежных хлопчатобумажных и

смесовых хлопкополиэфирных «тяжелых» тканей с вложением полиэфирного волокна

до 50 % приведена на рисунке 2.40 Типовая технология получения гладкокрашеных

хлопчатобумажных тканей и смесовых с вложением ПЭФ до 50 % представлена в

таблице 2.28.

Рисунок 2.40 - Типовая технологическая блок-схема производства форменных одежных

хлопчатобумажных и смесовых хлопкополиэфирных «тяжелых» тканей с вложением

полиэфирного волокна до 50 %

164

Таблица 2.28 - Типовая технология получения гладкокрашеных хлопчатобумажных тканей и

смесовых с вложением ПЭФ до 50 %

Концентрации растворов,

Основное

формирующих сток без

Входной

Выходной

Этап процесса

технологическое

учета разбавления

поток

оборудование

промывными водами (до

очистки)

Суровая

Швейная машина

Сшивание ткани

ткань

«Оверлог»

Газоопальные машины (горизонтальные

Опаливание

или вертикальные)

Стригальные машины (кроме ворсуемых,

Суровая

Стрижка до или

Стрижен-

вафельных, жаккардовых и фактурных

ткань

после беления

ная ткань

тканей)

Гидроксид натрия,

Линия беления

ПАВ,

Отварен-

(секция отварки или

Стрижен-

комплексообразовате

Отварка, беление

ная

отварки и беления),

ная ткань

ль, стабилизаторы,

ткань

или эжектор, или

пероксид водорода,

джиггер

бисульфит натрия

Крашение ткани

(пропитка

Линия крашения по

Обелен-

дисперсными или

Окрашен-

термофиксационном

Краситель, менее 1

ная

кубовыми,

ная ткань

у или плюсовочно-

г/л

ткань

активными

запарному способу

красителями)

Поливинилацетат - 1

г/л, хлорид магния - 1

г/л, гидрат или

хлорид аммония - 0,1

г/л, или персульфат

Пропиточно-

аммония или

полимеризационная

гексагидрат натрия -

Окрашен-

Аппретирование,

линия или линия

1 г/л.

ная ткань с

ная ткань

термообработка

заключительной

Раствор СМС - 0,1

аппретом

отделки

г/л, мочевина - 1г/л

или дициандиамид -

0,5 г/л, ООВ - 0,03г/л.

Хромолан - 1г/л,

уротропин - 0.5 г/л,

80 % уксусная

кислота - 0,5 г/л

165

Концентрации

растворов,

Основное

Входной

Выходной

формирующих сток без

Этап процесса

технологическое

поток

учета разбавления

оборудование

промывными водами

(до очистки)

Гладко-

Усаживание

Усажен-

крашеная

Линия усадки

ткани

ная ткань

ткань

Готовая

Контроль

не

Браковочные столы,

качества и

Готовая

разбра-

контрольно-

промеривание

ткань

кованная

мерильные машины

ткани

ткань

Перечень

основного

оборудования

отделочного

производства

хлопчатобумажного отделочного производства:

- газоопальное оборудование: «ГО-240М», «УГО-240М», «ГОФ-240» или,

например, импортные машины «Ost-Hoff», «Вакаяма» и др.;

- отбельное оборудование: линии для непрерывного плюсовочно-запарного

способа одностадийного беления: «Кюстерс», секции линий «Бенингер -180/ 220/ 280»,

«Голлер-220»; «Вакаяма».

Для непрерывного способа отварки используют «ЛОР-180» (линия отбелки

врасправку), «ЛОБ-220» (линия отварки и беления), линии фирм «Киото», «Вакаяма»,

«Текстима»:

- линия для двухстадийного беления «ЛОБ 180, 220», «Бенингер-180, 220»,

«Голлер-220»;

- периодическое беление в жгуте - котлы;

- универсальное оборудование для реализации технологий последовательной

подготовки и крашения в жгуте: эжекторы, жгуторасправитель, вакуумоотсосные

машины;

- полунепрерывное универсальное оборудование для беления и крашения

(джиггеры);

- холодная мерсеризация: линии «Дименза», ЛМЦ, «Текстима» и др;

- горячая мерсеризация линии «Дименза», совмещенная с отваркой ЛМО-180.

- оборудование для печатания сетчатыми шаблонами: «Шторк» (Нидерланды),

«Уника» (Германия), «Циммер» (Австрия), «Реджиани» (Италия), текстильные принтеры;

- оборудование для заключительной отделки: «ЛЗО-180», «ЭЛ-2», «Текстима»,

«Элитекс» и др.

166

2.6.2 Типовые технологические схемы шелкового производства

2.6.2.1 Типовая технологическая схема отделки шелковых тканей на основе химических

нитей

Целью подготовки тканей из химических нитей и волокон, а также из смесовой

пряжи, включающей различные волокна, является удаление шлихты, замасливателей и

других загрязнений, нанесенных на нити и ткань в процессе их изготовления. Для этих

целей чаще всего используется отварка, представляющая собой обработку в растворах

ПАВ или щелочных растворах ПАВ. Процесс беления проводится в исключительных

случаях для выпуска тканей в отбеленном виде или для получения светлых и

пастельных тонов при крашении или печатании. Выбор белящих агентов и способы

беления определяются характером и свойствами отбеливаемого материала.

В условиях влажно-тепловой обработки «шелковые» ткани, вследствие

термопластичности большинства химических волокон, способны фиксировать складки и

образовывать неисправимые заломы. Кроме того, эти ткани чувствительны к

механическим воздействиям, в результате которых текстильный материал приобретает

необратимое удлинение и деформации. В связи с этим подготовку таких тканей проводят

расправленным полотном без натяжения на линиях для отварки, крепирования и

беления свободной петлей или на линиях, оснащенных перфорированными барабанами

с исключением тянульных роликов, широко применяемых в трикотажном отделочном

производстве. Для производств малой мощности применяются джиггеры. Все более

широко внедряются универсальные эжекторные машины для отделки тканей в жгуте по

системе «мягкий поток».

Одной из важных операций для шелковых тканей из синтетических и химических

нитей является термостабилизация. Обычно термостабилизацию осуществляют

горячим воздухом на линии типа СШМС при температуре 190-200 ^oС для материалов из

полиамидных волокон и 210-220 ^oС из полиэфирных и триацетатных. Виды обработок и

препараты для заключительной отделки тканей выбираются в зависимости от сырьевого

состава, индивидуальных свойств и их целевого назначения.

Общая технологическая блок-схема отделочного производства шелковых тканей

на основе химических волокон представлена на рисунке 2.41.

167

ПРОИЗВОДСТВО ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (ИТС 39-2023) - часть 2