Лекции по "Текстильному материаловедению"

 

Рис.45. Схема валяльной машины.

 

Карбонизация — пропитывание чистошерстяных тканей 4—5%-ным раствором серной кислоты с последующим высушиванием при температуре 70—95°С и прогреванием при температуре 105—110°С. Во время карбонизации происходит химическое разрушение растительных примесей (остатков репья, соломы и т. п.), оставшихся в ткани; шерстяные волокна при этом почти не повреждаются. Карбонизацию проводят на специальных агрегатах, где ткань последовательно проходит следующие операции: пропитку раствором кислоты, отжим, подсушивание и прогрев в сушилке. Затем ткань промывают для удаления остатков кислоты.

Шелковые ткани. Ткани шелковые и полушелковые из натурального шелка при очистке и подготовке подвергают следующим обработкам.

На отварку суровье поступает после приемки и разбраковки. При отварке ткани обрабатывают в мыльном растворе при температуре 92—95°С в течение 1—2 ч (ткани, выработанные из шелковой пряжи, или полушелковые с хлопчатобумажной пряжей перед отваркой опаливают на газоопаливающей машине).

При отварке волокна  освобождаются от серицина и различных  примесей. Для полного удаления серицина ткани подвергают второй отварке в течение 30—45 мин в мыльном растворе с меньшей концентрацией мыла. Затем следует тщательная промывка. После отварки ткань становится значительно мягче, приобретает ровный белый с кремоватым оттенком цвет и в дальнейшем легко и равномерно окрашивается в различные цвета.

Отбеливанию подвергают некоторые виды тканей (полотно и др.), которые предназначаются для использования белыми; отбеливание — обработка 3%-ным раствором перекиси водорода при температуре 70—75°С в течение 8—12 ч. После отбелки ткань промывают вначале теплой, а затем холодной водой.

Оживка предусмотрена для тканей из натурального шелка. Это — обработка раствором уксусной кислоты при температуре 30—35°С в течение 15—30 мин. Она проводится сразу после отбелки (для тканей, не предназначаемых для крашения) или после крашения (для тканей, выпускаемых окрашенными).

Искусственные целлюлозные, а также синтетические волокна  не имеют естественных примесей и  содержат в основном легко-смываемые  посторонние примеси: шлихту, мыло, минеральные масла и т. п. Поэтому очистка и подготовка тканей из этих волокон значительно проще, чем из натуральных.

При очистке тканей из искусственных целлюлозных волокон  они проходят отварку — обработку  в мыльном растворе (концентрация мыла для ткани из вискозных и медноаммиачных волокон 5—6 г/л, ацетатных — 3 г/л) при температуре 85—90°С (для ацетатного не выше 70°С). Время отварки 30—45 мин.

Стабилизацию проводят для тканей из синтетических (полиамидных) волокон, предварительно очищенных  путем отварки в слабом растворе синтетических моющих препаратов (ОП-10) при 40—70°С. Стабилизацию проводят в специальных установках, где ткань в расправленном состоянии при фиксированной ширине и длине подвергается действию или пара при температуре 120—140°С в течение 20—30 мин, или горячего воздуха при температуре 150°С в течение 5 мин. Необходимость в проведении этой операции вызвана тем, что ткани из полиамидных волокон, не подвергнутые стабилизации в дальнейшем при обработке горячей водой в свободном состоянии значительно усаживаются. Происходит это вследствие того, что полиамидные волокна выпускаются в неравновесном состоянии с большими внутренними напряжениями. При стабилизации (тепловой обработке) создаются условия для развития релаксационных процессов, снимающих их внутреннее напряжение. Швейные изделия, изготовленные из стабилизированных тканей, в носке хорошо сохраняют линейные размеры и форму.

Крашение.

Крашение — процесс нанесения красителя на текстильный материал, в результате чего материал изменяет свой цвет.

Согласно современной  теории процесс крашения состоит  из нескольких фаз: 1) адсорбции, 2) диффузии, 3) фиксации красителя на волокне. В  первый момент после погружения текстильного материала в раствор красителя  отдельные молекулы или ионы красителя  адсорбируются на внешней поверхности волокон. Затем одновременно с адсорбцией происходит медленная диффузия красителя внутрь волокон и фиксация его на внутренней поверхности волокон. Чем меньше размер частиц красителя и чем больше набухает волокно, тем скорее частицы красителя проникают в толщу волокна.

Крашение текстильных  материалов является сложным процессом, зависящим от целого ряда факторов: структуры материала, вида волокна, диффузионной способности красителя, добавок электролита, температуры  красильной ванны и др.

Крашение текстильных  материалов производится главным образом  синтетическими красителями, которые  обеспечивают сочную, глубокую и прочную  окраску; являются безвредными для  человека; не ухудшают свойств волокон.

В настоящее время  применяют следующие группы красителей:

1) Кислотные — растворимые в воде, окрашивают белковые и полиамидные волокна.

Технология крашения кислотными красителями состоит  в следующем.

Ткань (4—8 кусков) помещают в барку с водой при температуре 40°С и заливают раствором красителя. При 45—50°С в барку вводят кислоту и продолжают нагревать до 90—100°С. При этой температуре в течение 1—2 ч ткань окрашивается при полном выбирании красителя.

Кислотные красители  дают яркую, сочную, но непрочную к  свету, стирке и трению окраску

2) Кислотно-протравные — растворимые в воде, окрашивают белковые волокна.

Эти красители относятся  к кислотным, но в отличие от первых для усиления прочности окраски  производят хромирование до крашения, в момент крашения, а чаще всего  после крашения.

3) Прямые (субстантивные) — растворимые в воде, окрашивают целлюлозные, белковые и полиамидные волокна.

Прямые красители непосредственно  окрашивают текстильные материалы. Причем целлюлозные волокна хорошо окрашиваются в слабощелочной среде, белковые — в слабокислой. Крашение хлопчатобумажных материалов в темные тона производится обычно на роликовых красильных машинах (рис.46). Материал в расправку накатывается на один из валов роликовой машины и одновременно замачивается в барке с теплой водой. Затем в барку машины вливают раствор красителя и перекатывают ткань через барку с красителем с одного вала на другой и обратно в течение 40—60 мин. После этого ткань промывают.

Рис. 46. Роликовая красильная машина.

Наиболее широко прямые красители применяют для крашения натуральных шелковых тканей, так как они дают более прочную окраску, чем кислотные.

При крашении прямыми  красителями ткани получают окраску  яркую, сочную, но неустойчивую к мокрым обработкам и к свету. Поэтому  в последнее время для тканей, окрашенных прямыми красителями, в целях повышения прочности окраски применяют обработку закрепителями ДЦУ или ДЦМ.

4) Кубовые — нерастворимые в воде; с помощью восстановителей их переводят в лейкосоединение, хорошо растворяющееся в щелочах, и после этого они легко усваиваются волокнистыми материалами; окрашивают главным образом целлюлозные волокна.

5) Сернистые — нерастворимые в воде, но при восстановлении легко растворяются в щелочах, окрашивают целлюлозные волокна.

Сернистые красители  не растворимы в воде и других растворителях, однако обладают способностью при восстановлении переходить в лейкосоединение, которое растворяется в щелочах и хорошо усваивается волокном. На этом основана технология крашения сернистыми красителями.

6) Азокрасители — нерастворимые в воде; окрашивание производится путем синтеза красителя непосредственно на волокне; окрашивают целлюлозные волокна.

При крашении азокрасителями ткань предварительно пропитывают  щелочным раствором азосоставляющей  при температуре 60—70°С. После сушки  азотолированную ткань пропускают через холодный (ледяной) раствор диазосоставляющей. После отжима ткань проходит зрельник, где происходит окончательное сочетание азо- и диазосоставляющей. После этого ткань промывают и сушат.

7) Черный анилин — окрашивание производится путем образования красителя на волокне при окислении анилина в присутствии катализатора; окрашивают главным образом целлюлозные, реже белковые волокна;

8) Активные (проционовые) — растворимые в воде; окрашивают целлюлозные волокна.

9) Красители для ацетатных, синтетических и других волокон.

Красители для ацетатных  и синтетических волокон. Красители  этой группы являются нитро-, амино- и  гидроксилпроизводными азосоединений. Некоторые из них не растворимы или  мало растворимы в воде и применяются  в виде тонких суспензий, другие — способны растворяться в воде, и технология крашения этими красителями сходна с крашением прямыми красителями.

Крашение красителями, нерастворимыми в воде, производят следующим образом. Предварительно готовят суспензию красителя, для  чего затирают порошок красителя в пасту со смачивателем ОП-10 и далее разбавляют умягченной водой. Ткань загружают в барку и вначале обрабатывают смачивателем ОП-7 или раствором сульфонола при температуре 60°С. Затем ткань промывают, а в барку подают суспензию красителя и красят постепенно, повышая температуру до 60°С. После этого следует промывка и обработка раствором глицерина или ализаринового масла.

Ткани, окрашиваемые растворимыми красителями, получают окраску, устойчивую к стирке.

Печатание.

Печатание — нанесение и закрепление красителя на отдельных определенных участках материала.

Для печатания используются рассмотренные выше красители, но приготовленные особым образом и имеющие густую, вязкую консистенцию.

Получение рисунчатых расцветок  на тканях может быть выполнено одним из следующих способов.

Ручная набивка. Печатание осуществляется с помощью деревянных форм — манер, на нижней поверхности которых вырезан выпуклый рисунок. Применяется этот способ для набивки штучных изделий — платков, салфеток и т. п.

Печатание сетчатыми шаблонами (фотофильмпечать). При этом способе печатания основным рабочим инструментом является шаблон, представляющий собой раму с натянутой на нее тонкой сеткой (капроновой или медной). При изготовлении шаблона сетку на определенных участках покрывают пленкой, не проницаемой для краски, с таким расчетом, чтобы не закрытые пленкой участки образовывали определенный заранее заданный рисунок.

Аэрографный способ. При печатании этим способом на ткань накладывается картонный шаблон с вырезами в виде определенного рисунка. При помощи пульверизатора через вырезы в шаблоне на ткань наносят краситель. Меняя положение пульверизатора и время обработки получают окраску любой интенсивности. Этим методом можно получать окраску с плавными переходами от одного тона к другому. Аэрографный способ печатания применяется для шелковых и ворсовых тканей.

Машинная печать. Этот способ печатания наиболее распространенный и применяется для получения одноцветных и многоцветных рисунков на ткани. Печатающим органом печатной машины служит полый медный цилиндр (печатный вал), на поверхности которого выгравирован рисунок (узор). Печатные машины бывают одновальные для печатания на ткани одноцветных рисунков и многовальные (до 16 валов) для получения многоцветных рисунков (количество цветов в рисунке всегда соответствует количеству печатных валов машины, так как каждый вал печатает только одним цветом определенную часть рисунка).

Напечатанная ткань  поступает в сушилку для подсушивания при температуре 60—70°С.

Заключительная  отделка.

Заключительная отделка является завершающим этапом в отделке текстильных материалов и преследует цель — придать материалу красивый внешний вид, расправить, разгладить его и тем самым облегчить в дальнейшем проведение операций раскроя и пошива в швейном производстве. В отдельных случаях в ходе заключительной отделки путем специальной обработки материалу придают специфические свойства: несминаемость, безусадочность, водоупорность, огнестойкость и др.

Хлопчатобумажные  и льняные ткани. Хлопчатобумажные и льняные ткани при заключительной отделке подвергаются аппретированию, ширению и глажению.

Аппретирование — нанесение на ткань аппрета, содержащего в своем составе клеящее вещество (крахмал, клеи), мягчитель (жир, мыла, глицерин), антисептики (формалин, борную кислоту). Аппретирование проводится на специальных агрегатах. На первой машине агрегата — плюсовке ткань пропитывается раствором аппрета, отжимается, а затем поступает в сушильно-ширильную машину для высушивания. После нанесения аппрета ткань становится гладкой, плотной, приобретает в зависимости от состава аппрета жесткость или, наоборот, мягкость.

Ширение ткани производится на цепной ширильной машине для выравнивания ткани по ширине, устранения ее перекосов, распрямления изогнутых нитей утка. Наибольший эффект получается при ширении ткани во влажном состоянии. Поэтому перед ширением ткань, как правило, увлажняют на специальных брызгальных машинах. После ширения ткань поступает на глажение.

Глажение (каландрирование) проводится на каландрах. Отделочный каландр состоит из нескольких массивных стальных и наборных (имеющих упругую поверхность) валов. Стальные валы полые с внутренним обогревом. При работе каландра ткань проходит между стальными и наборными валами, прижатыми друг к другу. При слабом прижатии валов получается эффект разглаживания, с увеличением степени прижима валов на ткани появляется блеск, который значительно усиливается, если стальной вал нагрет до 100°С и обеспечено проскальзывание одного вала относительно другого.