Подготовка тканей из химических волокон

 

Основная задача при подготовке тканей из химиче­ских волокон — удаление веществ, нанесенных при изготовлении и переработке волокна: жировых эмульсий, подцветочных краси­телей и шлихты. Для тканей из термопластичных химических волокон необходима тепловая обработка с целью обеспечения стабильной формы ткани.

Для всех изделий из химических волокон процесс удаления примесей включает отваривание, т. е. обработку раствором ПАВ в присутствии небольших количеств кальцинированной соды или тринатрийфосфата при температуре 40—95 °С и тщательную про­мывку для полного удаления растворенных загрязнений и хими­ческих веществ, применяемых при отваривании. В процессе от­варивания ткани практически полностью освобождаются от жировых эмульсий, подцветочных красителей и водорастворимой шлихты. Но удаление труднорастворимых шлихтующих матери­алов, получаемых на основе крахмала, требует более интенсив­ных способов обработки.

Обычно химические волокна выпускаются химическими заво­дами в отбеленном виде, но иногда требуется дополнительное беление, технология которого определяется природой волокна. Для получения повышенного эффекта белизны тканей применя­ют оптически отбеливающие вещества (ООВ), которые пред­ставляют собой флюоресцирующие белые красители. Их приме­няют для получения повышенного эффекта белизны изделий, выпускаемых в белом виде. Эти вещества способны поглощать не­видимые ультрафиолетовые лучи и преобразовывать их в види­мые сине-фиолетовые лучи, которые вместе с желтыми лучами, отражаемыми отбеливаемым субстратом, воздействуют на глаз человека, создавая восприятие чисто-белого цвета.

Для обработки полиэфирного, полиамидного, полиакрилонитрильного, ацетатного, триацетатного волокон используют дис­персные ООВ, а для гидратцеллюлозных волокон — водораст­воримые ООВ.

Чаще всего ООВ служит не для замены окислительного бе­ления, а как дополнение к нему. Для сокращения числа техно­логических операций часто объединяют обработку ООВ с основ­ными процессами отделки: химическим белением, крашением и отделкой.

В процессе влажно-тепловых обработок ткани из термопла­стичных волокон способны образовывать необратимые деформа­ции (неравномерную усадку, фиксирование на поверхности тка­ни складок, заломов), что объясняется их неравновесным состоянием и большими внутренними напряжениями. Устранение внутренних напряжений, перевод в равновесное состояние осуществляют в процессе термостабилизации. Термостабилиза­ция — процесс специальной тепловой обработки ткани, находящейся под натяжением, для придания ей мягкости, стабильных линейных размеров, безусадочности и устойчивости к смятию и образованию заломов и складок на ее поверхности. Процесс тер­мостабилизации сострит из двух стадий: нагревание ткани до определенной для каждого волокна температуры, обеспечиваю­щей разрыв неустойчивых межмолекулярных связей и выравни­вание внутренних напряжений в цепях макромолекул, и быстрое охлаждение, приводящее к образованию межмолекулярных свя­зей при новом состоянии волокна, свободном от внутренних на­пряжений.

На первой стадии в результате повышения температуры теп­ловая энергия переходит в кинетическую энергию колебаний от­дельных звеньев макромолекул в волокне. Когда энергия коле­баний звеньев макромолекул превышает энергию водородных связей, происходит ослабление этих связей и отдельные звенья макромолекул волокна получают относительную подвижность и возможность для более компактного расположения в волокне. Верхний предел температуры стабилизации определяется темпе­ратурой размягчения волокна. Чем ниже температура стабили­зации, тем больше длительность обработки.

Вещества, способствующие набуханию волокна, вызывают частичное нарушение межмолекулярных связей и разрыхление структуры. К таким веществам относятся вода и различные ор­ганические вещества. Для стабилизации набухших волокон тре­буется более низкая температура. Оптимальная температура стабилизации при использовании в качестве теплоносителя го­рячего воздуха неодинакова для различных волокон: капроново­го 190°±2°С, анидного 215±8°С, лавсанового 200—220°С, диацетатного 180—190°С, триацетатного 200—210°С. При ста­билизации в паровой среде температура обработки снижается и составляет для капронового волокна 127 °С, анидного 130 °С, лавсанового 125—126 °С.

Продолжительность тепловой обработки зависит от вида и температуры теплоносителя, способа стабилизации, природы, плотности и массы фиксируемой ткани. Тепловая обработка го­рячим воздухом проводится в течение 20—40 с, насыщенным па­ром — 10—60 мин. Нижний предел температуры должен на 30— 40°С превышать температуру последующих технологических операций и обработок при эксплуатации изделий.

Отклонения технологических параметров при термостабили­зации приводят к появлению неровноты волокон по структуре и неравномерной окраски при последующем крашении.

Стабилизацию обычно проводят после отварки перед краше­нием, так как имеющиеся на суровых тканях примеси в процес­се стабилизации настолько прочно фиксируются на тканях, что затрудняется их удаление при отварке.

Для обработки ткани в среде насыщенного пара используют оборудование периодического действия, работающее под давлением; при обработке в воздушной среде применяют стабилизаци­онные сушильно-ширильные машины. Последний способ нашел более широкое применение.

Стабилизационная сушильно-ширильная линия (рис. 18) включает плюсовку 1, сушильно-ширильную камеру 2, где ткани придается необходимая ширина и идет процесс высушивания, стабилизационную камеру 3, охладительную камеру 4 и компенсатор 5. Воздух в сушильных секциях нагревается паровым калорифером до температуры 135—150 °С, а в сушильно-стабилизационных секциях дополнительно имеются электрокалориферы, обеспечиваю­щие нагревание воздуха до температуры 200—250 °С, в охладительную сек­цию подается холодный воздух. Скорость движения ткани до 25 м/мин.

В качестве примерных режимов подготовки к крашению и печатанию тканей из различных химических волокон могут быть приведены следующие.

Ткани из гидратцеллюлозного волокна изготавливаются из нитей и волокна. Помимо удаления примесей важной задачей подготовки этих тканей является обеспечение равномерного по­глощения красителей и выявление особенностей структуры тка­ней, например креповых. Неравномерность в степени ориентации макромолекул при получении вискозных комплексных нитей вле­чет за собой неравномерное восприятие красителей волокном (неровнота окраски, полосатость), поэтому необходимо при под­готовке обеспечить равномерность набухания волокон. Структур­ные особенности тканей проявляются в условиях влажно-тепло­вых обработок при подготовке их к крашению, причем процесс получения крепового эффекта протекает очень быстро. Релакса­ционный процесс начинается при смачивании почти мгновенно: крученые нити резко укорачиваются, давая усадку, и в резуль­тате образуется волнистая, рельефная поверхность.

При подготовке к крашению тканей из вискозного волокна следует учитывать также малую устойчивость его к деформации, особенно во влажном состоянии. Даже незначительные нагрузки на ткань приводят к значительным растяжениям. Полученные деформации исчезают, что сопровождается изменением линейных размеров ткани до достижения первоначального состояния. Это свойство является причиной усадки изделий из вискозного волокна. Наиболее быстро снимаются напряжения при смачива­нии изделий из вискозного волокна и последующей сушки в свободном состоянии. Все это следует учитывать при выборе обору­дования для проведения процессов.

Ткани из вискозных нитей выпускают в отбеленном виде. Они содержат водорастворимые примеси, которые удаляются в про­цессе обработки раствором ПАВ (1—2 г/л) и кальцинированной соды (0,5—0,8 г/л) при температуре 85—90°С в течение 45— 60 мин с последующей промывкой теплой и холодной водой. При выпуске белых тканей проводят беление чаще всего по запарно­му способу в слабощелочных растворах перекиси водорода (2—7 г/л), стабилизированных силикатом натрия, с последую­щим запариванием при температуре 100 °С в течение 2—3 мини промывкой.

Подготовка тканей из комплексных вискозных нитей осуществляется в основном по непрерывному способу на линии для отварки, расшлихтовки и промывки шелковых тканей (рис. 19).

 

Линия состоит из заправочного устройства 1, лоткового компенсатора 2, роликового компенсатора 3, пропиточной ванны 4, ширителя 5, отжимной па­ры 6, запарной камеры конвейерного типа 7, заправочного устройства 8, промывных ванн 9, отсосного устройства 10, воздушной сушилки 11, охладительной камеры 12, накатного устройства 13. В состав линии входит промывной аппарат, состоящий из ванн с турбулентным движением жидкости, что обеспечивает хорошее качество промывки ткани. На линии предусмотрено автоматическое регулирование температуры растворов в пропиточной и промывных ваннах и паровоздушной среды в запарной камере, контролируется скорость движения ткани, расход пара, растворов, воды и давление пара. Скорость движения ткани до 80 м/мин. Линия предназначена для отварки вискозных и вискозно-ацетатных тканей.

При крашении тканей по периодическому способу нередко подготовку их проводят на том же оборудовании, что и краше­ние.

Ткани из вискозного волокна содержат трудноудаляемую крахмальную шлихту, замасливатель и имеют желтоватый цвет. Процесс их подготовки включает опаливание, расшлихтовку и беление. Химическая подготовка осуществляется по одностадий­ному щелочно-перекисному запарному способу. Ткань пропиты­вают при температуре 50—60 °С раствором, содержащим (г/л): перекиси водорода 10, силиката натрия 6—7, едкого натра 2—3, ПАВ 0,3—0,5. Затем отжимают и укладывают в запарную маши­ну, где она обрабатывается при температуре 98—100 °С водяным паром в течение 10—15 мин, затем следует тщательная промыв­ка в горячей воде, в растворе ПАВ и в холодной воде.

В процессе запаривания перекись водорода разрушает окра­шенные примеси и переводит шлихту в водорастворимое состоя­ние.

Обработку осуществляют на отбельных линиях ЛБ-140 (рис. 20). В состав линии входят заправочное устройство 1, две пропиточные машины 2, запарная машина 3, малая промывная ванна 4, девять промывных машин 5 с ребристыми роликами и отжимами 6, сушильная барабанная машина 7 с охладительной камерой 8, накатная машина 9 и тканеукладчик 10. Линия предназначена для расшлихтовки и беления суровых вискозно-штапельных тканей поверхностной плотности до 220 г/м² и шириной не более 125 см. Скорость движения ткани до 100 м/мин.

Ткани из ацетатных нитей выпускают обычно в отбеленном виде, они содержат замасливатель, красители для подцветки, водорастворимую шлихту. Подготовка их к крашению и печата­нию сводится к обработке в растворах моющих веществ, но в ус­ловиях более мягких, чем при подготовке тканей из гидратцел-люлозных нитей. При подготовке тканей из ацетатного волокна необходимо строго соблюдать температурный режим (в ней­тральной среде —85°С, в слабощелочной среде не выше 60°С), так как ацетатное волокно легко омыляется щелочами, превра­щаясь в гидратцеллюлозное волокно, имеющее иные свойства.

Ацетатные ткани отбеливают хлоритом натрия в слабокислых растворах рН 4,5 при температуре 60—70 °С и концентрации ак­тивного хлора 1,5 г/л.

Ткани из ацетатного волокна следует обрабатывать в рас­правленном состоянии, так как могут образовываться неисправи­мые заломы, что объясняется термопластичностью волокна. Кро­ме того, это волокно очень чувствительно к механическим воз­действиям, поэтому необходимо применение оборудования, исключающего механическое повреждение волокна.

Для подготовки тканей из ацетатного волокна рекомендуется использовать линию (рис.21), в состав которой входят заправочное устройство1, ван­на для предварительной пропитки ткани 2, основная ванна для отварки и крепирования ткани 3, отжимное устройство 4 и промывные коробки 5 с отжимными валами 6.

Замачивание и отварка ткани осуществляется в растворе, содержащем (г/л): ПАВ 1—2, соды кальцинированной — 0,5. В отварочной ванне ткань, подвешенная в виде свободных петель и подвигающаяся со скоростью 40. м/мин, подвергается действию моющего раствора при. температуре до 60 °С для ацетатных тканей и 95 °С для три­ацетатных. После отварки с по­мощью выборочного устройства, предупреждающего вытягивание ткани, она передается в промыв­ную часть аппарата, где переме­щается непрерывно по системе ро­ликов, проходя последовательно через три ванны и полностью осво­бождаясь от загрязнений и остат­ков моющих веществ. В модерни­зированных линиях основными ра­бочими органами каждой промыв­ной ванны являются перфориро­ванный барабан и осевой насос, просасывающий воду из барабана сквозь ткань. Натяжение ткани между отварочными и промывны­ми ваннами регулируется автома­тически. В процессах подготовки происходит релаксация ткани до 15—20 %, что улучшает ее внеш­ний вид и способствует уменьше­нию потребительской усадки.

Ткани из синтетических волокон содержат водораст­воримые замасливатель и шлихту, которые удаляются при отваривании в растворе ПАВ (1—4 г/л) и кальци­нированной соды (1—2 г/л) при температуре 60—100°С в течение 20—60 мин с по­следующей промывкой.

Ткани из синтетических волокон обычно не отбели­вают. Беление требуется в следующих случаях: при на­личии на тканях красителей для маркировки, случайных загрязнений, не удаляемых промывкой, и при необходи­мости получения тканей с очень высокой степенью бе­лизны.

Для разрушения окрашен­ных примесей целесообразно использовать хлорит натрия и надуксусную кислоту. Бе­ление проводят в растворе, содержащем 3 г/л хлорита натрия 80 %-ного при рНЗ,5. Температура раствора 89—98°С, длительность обработки 60—120 мин. Беление надуксусной кислотой проводят в растворе, содержащем (г/л): надуксусной кислоты 2, гексаметафосфата 2, едкого нат­ра 1 и смачивателя 0,5 при температуре 90 °С и длительности 30 мин.

Для получения высокой степени белизны используют ООВ.

Ткани из термопластичных синтетических волокон способны в условиях влажно-тепловой обработки фиксировать складки и заломы, поэтому обработка их в жгуте, особенно при повышен­ных температурах, не допускается. Они проходят процессы под­готовки, находясь в расправленном состоянии.