Лекции по "Текстильному материаловедению"

Образование вязально-прошивных  нетканых материалов происходит не только путем скрепления волокнистых холстов, но и путем скрепления нитей, прокладываемых в продольном и поперечном направлениях и провязыванием редких тканей переплетениями, образующими свободные петли на поверхности материала. За рубежом первая разновидность технологии (провязывание слоев нитей) носит название малимо, вторая — малиполь.

Иглопробивной способ получения нетканого материала осуществляется на иглопробивных машинах, иглами, имеющими на лезвиях зазубрины различной формы. Лезвие такой иглы при прокалывании волокнистого холста захватывает отдельные волокна и ими же скрепляет холст. Иглы жестко крепятся в специальной плитке, так что повторения проколов волокнистого холста в одном и том же месте происходить не может. Число полных качаний плиты — до 900 в минуту. Размеры игл и их форма зависят от вида используемых волокон. Иглопробивные материалы имеют ширину до 7—8 м и различаются между собой числом проколов на 1 кв. дюйм. Механическое сцепление волокон может быть улучшено введением склеивающих веществ.

Валяльный способ получения нетканых материалов заключается в уваливании двух волокнистых холстов с проложенным внутри каркасом из нитей либо в уваливании волокнистых холстов с последующей химической обработкой.

Клеевой способ производства нетканых материалов осуществляется путем склеивания волокон в волокнистых холстах высокомолекулярными веществами. Способы склеивания различают мокрые и сухие. При мокром способе склеивания в качестве склеивающих веществ применяют эмульсии, дисперсии и латексы. Пропитывание волокнистого холста растворами или дисперсиями осуществляется либо в проходных ваннах, в которых находятся транспортеры, перемещающие волокнистые холсты, либо методом разбрызгивания раствора высокомолекулярного вещества из распылителя на волокнистую массу, либо пропусканием волокнистой массы через систему пар валков, в которые подается раствор высокомолекулярного вещества. В растворы или дисперсии могут быть введены добавки, осаждающие склеивающее вещество на волокна для обеспечения более равномерного склеивания волокон по толщине. После проклеивания волокнистые холсты сушат в сушилках проходного типа, к которым относятся барабанные сушилки, обогреваемые паром, или сушильные установки, в которых холсты сушат горячим воздухом. Перемещение нетканых материалов в сушилках производится конвейерными сетками из нержавеющей стали со скоростью до 13 м/мин.

2.5 Лекция №10. Отделка текстильных материалов

Отделка пряжи

Отделочное производство является завершающим в выпуске  текстильной продукции и в  значительной степени предопределяет качество и конкурентоспособность  готовых текстильных изделий.

Характер отделочных операций зависит от условий формования и вида волокна.

Удаление примесей и  загрязнений необходимо при получении  нитей мокрым способом. Операция осуществляется путем промывки нитей в воде или  различных растворах.

Беление нитей или  волокон проводится путем обработки  оптическими отбеливателями для последующего окрашивания волокон в светлые и яркие цвета.

Поверхностная обработка (авиваж, аппретирование, замасливание) необходима для придания нитям способности  к последующим текстильным переработкам. При такой обработке повышаются скольжение и мягкость, поверхностной склеивание элементарных нитей и уменьшается их обрывистость, снижается электризуемость и т.п.

Сушка нитей после  мокрого формования и обработки  различными жидкостями выполняется  в специальных сушилках.

Текстильная переработка включает в себя следующие процессы:

Скручивание и фиксация крутки - для соединения нитей и повышения их прочности.

Перематывания – для увеличения объема паковок нитей.

Сортировка – для оценки качества нитей.

Перед отделкой пряжа  перематывается на бобины или в мотки, которые для удаления с волокон кутикулы, загрязнений и жиров, внесенных в процессе прядения, направляются в отварку. Чаще всего отваривают нитки под давлением в едкой щелочи с добавлением смачивателя ОП-10.

Для получения швейных  ниток белого или светлого цвета их отбеливают гипохлоритом натрия, после чего обрабатывают раствором серной кислоты.

Нитки окрашивают прямыми  красителями с последующей обработкой ДЦУ и ДЦМ и кубовыми красителями.

Матовые нитки обрабатывают парафином, бесцветным маслом с небольшим количеством крахмала или без крахмала. Глянцевые нитки аппретируют составом, кроме жиров содержащим значительное количество крахмала, повышающего прочность и жесткость ниток. Чтобы сделать нитки более гладкими и блестящими, в аппрет добавляют воск и стеарин, а нитки в натянутом состоянии подвергают полировке быстровращающимся щеточным барабаном.

Ткань, которую снимают  со станков, называется суровой или суровьем. Перед поступлением в продажу, она проходит операции отделки. Отделка суровых текстильных материалов (тканей и трикотажных полотен) проводится с целью очистить их от посторонних и вредных примесей, придать им внешний вид, соответствующий назначению материала, а в отдельных случаях придать материалу особые свойства (несминаемость, безусадочность, водонепроницаемость, огнестойкость и др.). Выравниванием по ширине и устранением перекосов материал подготавливается также к раскрою в швейном производстве.

Технологический процесс  отделки суровых текстильных  материалов слагается из многочисленных химических и физико-механических обработок. В зависимости от природы волокнистого сырья, вида материала и его назначения, характер и условия обработки при отделке могут меняться. Однако общая схема технологического процесса отделки различных текстильных материалов в основном одинакова и состоит из четырех стадий:

• очистка и подготовка материала;
• крашение;
• печатание;
• заключительная отделка.

Очистка и подготовка материала

Хлопчатобумажные  ткани. При очистке и подготовке хлопчатобумажные суровые ткани проходят следующие операции.

При приемке суровых  тканей проверяют их качество, комплектуют  производственную партию для проведения последующих операций отделки.

Опаливание проводят с целью удаления с поверхности  суровой ткани выступающих волоконец (суровье, которое идет на выработку начесных и ворсовых тканей, а также марля не опаливаются). Для опаливания применяют плитные, цилиндрические или газовые опаливающие машины.

Расшлихтовка выполняется  с целью удаления шлихты и части  других естественных примесей, она  облегчает проведение в последующем отварки и беления. Для расшлихтовки ткань замачивают в воде температурой 30—40°С и укладывают в ящики для вылеживания на 4—24 ч, в зависимости от плотности ткани. При этом во влажной ткани создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов. Под влиянием ферментов, выделяемых микроорганизмами, происходит гидролиз крахмала. Для ускорения расшлихтовки при замочке применяют кислоты слабой концентрации, диастатические препараты, окислители. После отлежки ткань промывают холодной водой в жгутовой мойной машине. Расшлихтованная ткань становится мягче и лучше смачивается.

Отварка применяется  для удаления из ткани остатков крахмала и содержащихся в волокнах азотистых, жировосковых и пектиновых веществ. Отварка производится в специальных варочных котлах. Ткань для отварки пропитывают варочным раствором, в состав которого входит в качестве основного реактива едкий натр (3—4% от веса ткани) бисульфит натрия для предохранения целлюлозы от окисления кислородом воздуха; силикат натрия, уменьшающий адсорбцию загрязнений из варочного раствора на ткань. После пропитки ткань плотно при двукратном прессовании укладывают в котел и закрывают крышкой. Варочный раствор, проходя через подогреватель, постепенно снизу заполняет котел с тканью и вытесняет воздух (присутствие кислорода воздуха в котле приводит к ослаблению ткани). Отварка продолжается 3—4 ч при температуре 120—130°С. По окончании процесса отварки ткань промывается на жгутовой мойной машине. После отварки ткань делается более мягкой и лучше смачивается водой, но имеет серо-бурую окраску, более яркую, чем до отварки.

 Отбелка разрушает  и обесцвечивает вещества, придающие  волокнам серо-бурую окраску.  В качестве отбеливателей применяют  окислители: гипохлорит натрия или  кальция (гипохлоритный способ), перекись водорода (перекисный способ), хлорит натрия.

Мерсеризация — обработка  ткани при ее натяжении 25%-ным  раствором едкого натра при 15—18°С в течение 30—50 сек (суровые неотбеленные ткани 2—3 мин). После мерсеризации ткань  становится шелковистой, увеличивается ее блеск, гигроскопичность и прочность. Мерсеризованные ткани хорошо прокрашиваются и получают прочную и сочную окраску.

Мерсеризацию проводят на цепных или бесцепных машинах. На цепной машине ткань после пропитки едким натром поступает в ширильную часть, где по краям (кромкам) захватывается специальными зажимами (клуппами). Зажимы соединены между собой и образуют две непрерывные цепи, которые при работе машины постепенно удаляются друг от друга и таким образом производят ширение ткани до стандартной ширины. Во время ширения ткань одновременно промывается. Для окончательного удаления щелочи из ткани ее обрабатывают слабым раствором кислоты, затем опять промывают и укладывают в тележки.

Ворсование применяют  для получения начеса на ткани (байка, фланель, бумазея, замша, сукно, вельветон и др.) ее подвергают ворсованию. Основным рабочим органом ворсовальной машины является барабан, на поверхности которого расположено от 24 до 40 валиков. Четные валики обтянуты лентой с иглами, направленными в сторону движения ткани, на нечетных валиках иглы направлены в сторону, противоположную ее движению. Во время работы машины барабан вместе с валиками совершает вращательные движения, а, кроме того, валики вращаются вокруг своей оси. Ткань, продвигаясь по барабану, касается игольчатой поверхности валиков. При этом иглы выдергивают кончики волокон из утка и расчесывают их в одну (четные валики), а затем в другую (нечетные валики) сторону. Для получения хорошего начеса ткань пропускают несколько раз через ворсовальную машину.

Льняные ткани. Процесс очистки и подготовки льняных тканей ведут обычно по схеме хлопчатобумажного производства, но более осторожно, повторяя операции несколько раз. Это связано с тем, что льняное волокно в отличие от хлопка содержит больше сопутствующих веществ, в том числе лигнина, который с трудом удаляется. Вследствие этого льняные ткани труднее поддаются отварке, белению и другим видам обработок по сравнению с хлопчатобумажными. Кроме того, приходится опасаться того, чтобы не разрушить технические волокна до элементарных и таким образом не ухудшить свойства ткани.

Схема технологического процесса очистки и подготовки льняных  тканей следующая: приемка суровья; опаливание; расшлихтовка путем замочки  в теплой воде и вылеживание после этого в течение 10—12 ч; отварка, повторяемая обычно два раза, выполняется при более низкой концентрации щелочи, чем для хлопчатобумажной ткани; отбелку ведут комбинированным гипохлоритно-перекисным способом.

Вначале ткань обрабатывают гипохлоритом, затем промывают, кислуют, опять промывают. Для окончательной отбелки ткань обрабатывают щелочным раствором перекиси водорода.

После промывки ткань  поступает на заключительную отделку  или крашение.

Шерстяные ткани.

При очистке и подготовке суровые шерстяные ткани проходят следующие операции.

При приемке и разбраковке  суровья проверяют его качество, очищают; штопкой устраняют дефекты  ткачества (близны, пролеты и др.) и комплектуют производственные партии.

Опаливание производится только для гребенных тканей и выполняется обычно на газоопальной машине.

Промывка применяется для суконных и гребенных тканей и проводится с целью удаления из ткани жира, шлихты и разных загрязнений. Промывают ткани водными растворами, содержащими мыла, либо моющие препараты (сульфонол, ОП-10), соду.

Заварка — обработка расправленной ткани кипящей водой в течение 20—30 мин с последующим охлаждением. Применяется заварка в основном для гребенных тканей и проводится обычно сразу после опаливания перед промывкой; многие гребенные ткани проходят вторую заварку после промывки. В результате заварки снимается напряжение в волокнах, возникшее при прядении и ткачестве; фиксируется положение волокон в пряже и на поверхности ткани. Заварка предотвращает также появление на ткани заломов (неустранимых заминов или полос на ткани).

Мокрая декатировка применяется для суконных и гребенных тканей и является одной из завершающих операций при чистке и подготовке шерстяных тканей. Мокрая декатировка по характеру обработки аналогична заварке. На полый дырчатый цилиндр наматывается ткань в расправленном виде. Цилиндр переносят в ванну с горячей водой. Медленно вращают цилиндр и пропускают через него пар, который проходит сквозь намотанную ткань. Затем насосом перекачивают горячую воду из цилиндра через ткань в ванну и обратно. При мокрой декатировке идет дальнейшее формирование структуры ткани. По окончании декатировки ткань охлаждают, промывая холодной водой.

Валка применяется в основном для суконных и частично для гребенных тканей с целью уплотнения ткани благодаря усадке по основе и утку и образованию на поверхности войлокообразного застила. Валка основана на проявлении специфических свойств шерстяных волокон — чешуйчатости, извитости, высокой упругости и зависит от тонины волокон: чем тоньше волокна, тем выше качество валки; ткани, выработанные из более толстой пряжи с меньшей круткой, лучше уваливаются. Процесс валки значительно ускоряется при увлажнении ткани. Валку тканей производят на валяльной машине, схема которой показана на рис.45. Предварительно ткань 1 заправляют в машину в виде непрерывного жгута. При работе машины два горизонтально установленных деревянных вала 2, вращаясь, перемещают заправленный между ними жгут ткани в коробку 3. При этом происходит увалка ткани по ширине. Крышка 4 коробки оказывает определенное давление на поступающий жгут, препятствует его свободному перемещению и тем самым способствует накапливанию ткани в коробке. Воздействие, оказываемое при этом на ткань, вызывает усадку ее по длине. Далее, перемещаясь, жгут вновь поступает на горизонтальные валы. Валка суконных тканей продолжается от 2 до 5 ч и более, некоторые гребенные ткани валяют от 15 до 30 мин. После валки ткани промывают.