Подготовка тканей и трикотажных полотен и изделий к отделке

Лекция 1

 

ПОДГОТОВКА ТКАНЕЙ, ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН И ИЗДЕЛИЙ К КРАШЕНИЮ, ПЕЧАТАНИЮ И ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ ОТДЕЛКЕ

В красильно-отделочном производстве трикотажные полотна и изделия подвергаются различным обработкам: крашению, беле­нию, печатанию, специальным видам отделки, характер и после­довательность которых определяются видом изделий, их назна­чением и требованиями, предъявляемыми к качеству. Последо­вательность технологических операций, называемая технологи­ческими переходами, характер операций и оборудование, на котором они выполняются, зависят от вида изделия, вида во­локнистого материала и требований, предъявляемых к готовым изделиям.

Процесс отделки можно разделить на четыре основные ста­дии: подготовка, крашение, печатание, заключительная отделка. В процессе подготовки трикотажные полотна, пряжа, изделия подвергаются ряду технологических операций (отвариванию, белению, отжиму, высушиванию, термостабилизации), в про­цессе которых они приобретают способность смачиваться вслед­ствие удаления замасливателей и сопутствующих веществ, им придается белизна; при мерсеризации хлопчатобумажных поло­тен и пряжи волокно облагораживается; в процессе термоста­билизации повышается стабильность и формоустойчивость поло­тен и изделий.

При крашении полотна и изделия приобретают определен­ный цвет. При печатании на полотна и изделия наносится ри­сунок, а при заключительной отделке полотна и изделия обра­батываются различными веществами, которые придают волок­нистому материалу те или иные свойства, полотна и изделия высушивают, разглаживают, формуют и т. д.

В качестве примера технологической цепочки отделки можно привести последовательность операций при отделке кругловязаных гладкокрашеных начесных полотен: отваривание — беление и крашение — отжим — распределение и накатка в рулон — высушивание — каландрирование — выворачивание — ворсова­ние— фильцевание (иногда стрижка)—контроль качества — выворачивание— каландрирование.

ПОДГОТОВКА ТКАНЕЙ И ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН И ИЗДЕЛИЙ К ОТДЕЛКЕ

Суровые полотна или штучные изделия и пряжа из вязального цеха поступают на склад суровья, где они проходят контроль и хранятся. Прием на склад осуществляется по накладной. По­лотна поступают в рулонах, а штучные изделия — в мешках. Иногда при транспортировании для предотвращения загрязне­ния рулоны тоже затаривают в мешки. Суровые изделия и по­лотна хранят на стеллажах, разделив по видам, артикулам и размерам. Запас полуфабрикатов должен обеспечивать беспе­ребойную работу производства в течение 2—3 сут. Помещение склада должно иметь естественную вентиляцию, быть сухим при температуре воздуха 20 ^СС и влажности 60%.

10 % полотен, поступающих на отделку с других предприя­тий, подвергаются разбраковке. Для этого устанавливают бра­ковочные машины.

Перед отправкой в красильно-отделочные цехи суровые по­лотна и изделия комплектуют в технологические партии, размер которых определяется вместимостью оборудования. Размеры партий колеблются от 20 кг для штучных изделий до 900 кг для полотен при отделке их на эжекторных машинах. В техно­логическую партию подбирают полотна или изделия одного артикула, одного размера (для штучных изделий). При комп­лектовании партии куски полотна сшивают в жгуты одинаковой длины для обеспечения равномерности обработки. Для каждой технологической партии выписывают паспорт с указанием ее номера, артикула полотна, числа кусков, общей массы, для штучных изделий — количества в штуках или десятках пар, даты и вида отделки.

Подготовка трикотажных полотен и изделий к крашению и печатанию включает в себя ряд технологических операций, предназначенных для удаления природных примесей, сопут­ствующих натуральным волокнам, а также веществ, наносимых в процессе производства, перематывания и вязания, случайных загрязнений. В результате подготовки изделия приобретают способность равномерно смачиваться, что способствует равно­мерному нанесению растворов красителей, печатных красок и других веществ при последующих технологических операциях, приобретают устойчивую белизну и т. д.

Способ обработки, вид технологических операций и их после­довательность выбирают в зависимости от характера сопут­ствующих веществ и загрязнений, которые содержатся в суро­вом полотне или изделиях, от вида изделий и от требований, предъявляемых к качеству и виду отделки данного ассорти­мента.

Характер загрязнений и сопутствующих веществ в первую очередь зависит от вида волокна. Природные волокнистые ма­териалы содержат природные сопутствующие вещества и веще­ства, наносимые в процессе переработки волокон — в прядении, при перематывании пряжи, при вязании. Полотна и изделия из искусственных и синтетических волокон содержат только веще­ства, наносимые в процессе их производства (формования, пря­дения, вязания). Кроме того, и те и другие содержат случай­ные загрязнения, попавшие на трикотажные полотна и изделия при вязании (смазочное масло) или транспортировании и хра­нении (грязь, пыль и т. д.). Большое влияние на выбор усло­вий подготовки оказывает и природа самого волокна, его хими­ческие свойства (в частности, степень их устойчивости к раз­личным химическим воздействиям).

При выпуске изделий в белом виде операции подготовки, включающие в себя отваривание и беление, являются основ­ными. При выпуске в окрашенном или напечатанном виде эти операции предшествуют основным операциям крашения и печа­тания.

Наряду с основными операциями в химической технологии подготовки существует ряд специфических операций, предна­значенных для обработки только отдельных видов волокнистых материалов: мерсеризация (для полотен из хлопка), термоста­билизация (для полотен и изделий из синтетических волокон и триацетатного волокна), валка (для шерсти) и т. д. Поэтому характер операций, их технологическая последовательность и режимы обработки будут рассмотрены для каждого вида во­локна отдельно.

В зависимости от назначения трикотажных полотен и требо­ваний к качеству отделки они могут подвергаться полному циклу подготовительных операций или неполному. Например, при выпуске изделий (чулок, носков, верхних трикотажных из­делий, некоторых видов спортивных изделий и т. д.) окрашен­ными в темные тона операция беления исключается и крашение проводят после отваривания. В ряде случаев операции отвари­вания и беления, беления и крашения могут быть совмещены. Совмещение операций является одним из путей повышения эффективности красильно-отделочного производства, решения его экономических и экологических проблем, позволяющим сни­зить расход воды, химических материалов, красителей, умень­шить затраты труда, снизить энергозатраты расход пара и

электроэнергии, а также уменьшить сброс сильно загрязнен­ных сточных вод, особенно если учесть, что в трикотажной про­мышленности преобладают периодические способы обработки трикотажных полотен и изделий, являющиеся водо- и энерго­емкими.

ОТВАРИВАНИЕ

Целями отваривания являются придание волокнистым мате­риалам способности равномерно смачиваться, повышение ка­пиллярности и гигроскопичности в результате удаления основ­ной части естественных спутников натуральных волокон и ве­ществ, нанесенных на текстильные волокна в процессе их пере­работки.

Отваривание можно проводить в водной среде и в среде ор­ганических растворителей. Хотя применение органических рас­творителей представляет большой интерес (достоинства и недо­статки применения органических растворителей в различных технологических процессах будут рассмотрены в § 12 гл. 3) для процессов подготовки, так как они хорошо растворяют жи­ровые и воскообразные вещества, тем не менее, в настоящее время отваривание проводят главным образом в водной среде.

Основными веществами, препятствующими смачиванию тек­стильных волокон, являются природные воски, являющиеся со­ставной частью естественных спутников целлюлозы (о других спутниках целлюлозы и о механизме их разрушения и удале­ния будет рассказано в § 5 гл. 3), шерстяной жир, а также жиры и масла, входящие в состав замасливателей. Замаслнватели облегчают переработку волокнистых материалов в про­цессе прядения и вязания благодаря снижению трения между волокнами и уменьшению их электризуемости, для чего в со­став замасливателей вводят также вещества, обладающие ан­тистатическим действием, препятствующие накоплению стати­ческого электричества на волокнах при трении между ними и о рабочие органы машины.

Отваривание проводят в щелочной или нейтральной среде (в зависимости от степени устойчивости волокна к действию щелочей и от характера сопутствующих веществ) при темпе­ратуре 70—100 °С, в присутствии поверхностно-активных ве­ществ, обладающих смачивающими и эмульгирующими свой­ствами.

Поверхностно-активные вещества являются важным компо­нентом варочной жидкости, обеспечивающим удаление масел, жиров, воскообразных веществ и твердых загрязнений. ПАВ — это группа веществ, обладающих поверхностной активностью. Т. е. способностью адсорбироваться на границе раздела фаз «жидкость—воздух», «жидкость—жидкость», «жидкость — твер-

дое тело» и снижать поверхностную энергию. Поверхностная активность ПАВ объясняется особенностями строения их молекул — дифильностью, при которой одна часть моле­кулы обладает ярко выраженными гидрофоб­ными свойствами и представляет собой боль­шой углеводородный радикал, а другая

часть молекулы — ярко выраженными гидрофиль­ными свойствами (от гидро + греч. phileo— люблю). К гидрофильным группам относятся сульфогруппы, карбоксильные группы (у анионоактивных ПАВ), оксиэтильные цепи (у неионогенных ПАВ) и т. д. На рис. 4 схематично представлена молекула ПАВ.

В процессе отваривания молекулы ПАВ адсорбируются на границе раздела «волокнистый материал — варочная жидкость», «масло—раствор» или «раствор—твердая частица». При этом гидрофильная часть молекулы повернута к воде, а гидрофоб­ная— к гидрофобной фазе — волокнистому материалу или капле масла (так как отваривание проводят при высокой тем­пературе, масла, жиры и воски плавятся и стягиваются в каплю в результате поверхностного натяжения).

После того как на поверхности загрязнения, на капле масла или воскообразного вещества образуется слой из адсорбиро­ванных молекул ПАВ, связь между частичками грязи, каплей масла или воскообразного вещества и поверхностью текстильного материала ослабевает, они отрываются от поверх­ности волокнистого материала и переходят в варочную жидкость.

Механические воздействия (циркуляция раствора, переме­щение волокнистого материала) способствуют отрыву эмуль­гированных масел или загрязнений от поверхности волокнистого материала, а наличие на поверхности загрязнений или капелек масла слоя адсорбированных молекул ПАВ позволяет создать устойчивую эмульсию или суспензию в варочной материал, а также агрегирование (соединение) этих

рис.5 Эмульгирование воскообразных веществ под действием ПАВ в процессе отварки.

частиц (рис.5).По окончании процесса отваривания эмульгированные масла и суспендированные загрязнения удаляются вместе с варочной жидкостью.

БЕЛЕНИЕ

После отваривания в результате удаления большинства загряз­нений и сопутствующих веществ полотна и изделия приобре­тают способность хорошо и равномерно смачиваться, но по-прежнему имеют желтоватый или коричневатый оттенок, так как некоторые окрашенные вещества, и прежде всего природные окрашенные соединения, содержащиеся в натуральных волок­нах, в процессе отваривания не удаляются и не разрушаются. Поэтому после отваривания или параллельно с ним проводится операция беления, целью которой является придание волокни­стым материалам устойчивой белизны в результате разруше­ния и удаления с волокнистых материалов окрашенных ве­ществ. (Белизна характеризуется степенью отражения; для нормально отбеленного полотна степень отражения должна быть не менее 82—83 %.)

Для беления применяют главным образом окислители, та­кие, как гипохлорит натрия, хлорит натрия, пероксид водорода, надкислоты. Проводятся исследования по разработке техноло­гии беления отбеливающими препаратами на основе дихлоризоцианурата натрия (работы ЛИТЛПа) и твердых пероксидных соединений (МТИ, ИХТИ). В некоторых случаях для беления применяют восстановители: дитионит натрия Na₂S₂O₄ и гид­росульфит натрия NаНSОз.

Беление пероксидом водорода Н₂О₂. На трикотажных пред­приятиях нашей страны для беления трикотажных полотен и из­делий применяют главным образом пероксид водорода. Он об­ладает целым рядом преимуществ перед другими отбеливаю­щими веществами:

обеспечивает получение высокой степени белизны;

создает лучшие условия труда, чем беление хлорсодержащими окислителями, при использовании которых в рабочее по­мещение могут выделяться вредные газы хлора и диоксида хлора, исключает операцию антихлорирования (предназначен­ную для удаления хлора, адсорбированного волокнистым мате­риалом, и заключающуюся в обработке волокнистых материа­лов после беления растворами кислот или окислителей);

позволяет совместить процессы беления и крашения краси­телями некоторых классов в условиях периодического способа обработки;

может быть применен для большинства волокнистых мате­риалов и использован для беления пестровязаных изделий.