Крашение пряжи

Красить хлопчатобумажную пряжу дешевле, чем волокно хлопка. Хлопчатобумажную пряжу и пряжу из вискозного волокна красят кубовыми, сернистыми, прямыми красителями, а также нерастворимыми азокрасителями; пряжу из ацетатного волокна - дисперсными и кислотными красителями. В мотках пряжу красят на аппаратах навесной системы, а в виде паковок - на аппаратах паковочной системы, где красильный раствор циркулирует сквозь равномерно уложенный материал в красильном котле, и на аппаратах насадочной системы, где красильный раствор циркулирует через перфорированные шпинделя, на которые насажены шпули или навои.

Крашение пряжи в мотках

На барках красят пряжу небольшими партиями в различные цвета.

Барка представляет собой прямоугольный ящик шириной 0,7-1 м, глубиной 0,8-1 м и длиной от 2 до 5 м, выполненный из досок или железобетона, выложенного внутри керамиковой плиткой, или из железного каркаса с ящиком из нержавеющей стали. На дне барки параллельно продольным стенкам расположены две перфорированные трубы, через которые в барку подается острый пар для подогрева красильного раствора. Для предохранения мотков пряжи от перепутывания во время пуска пара отверстия в перфорированных трубах направлены под углом 45° С к вертикали. Барки снабжены также змеевиками для подогрева раствора глухим паром. На расстоянии 10-15 см от дна барки укрепляется ложное дырчатое днище, отделяющее пряжу от змеевиков. Спуск раствора в канализацию осуществляется через спусковую трубу с пробковым краном.

Для крашения пряжи в мотках широкое распространение получили аппараты навесной системы. Мотки пряжи навешивают на каретку. Каретка с мотками погружается в красильный раствор. Циркуляция красильного раствора достигается перемещением жидкости насосом. В отличие от ручных барок здесь во время крашения не требуется перемещать мотки вручную; кроме того, поскольку аппарат закрытого типа, пар в цех не выделяется, что значительно улучшает санитарные условия работы.

Наряду с машинами, работающими с погружением мотков в красильную жидкость, имеются машины, работающие по способу орошения. Красильный раствор, находящийся в ванне ниже мотков, подается насосом в перфорированные трубы (швили), на которых находятся мотки пряжи, пропитывает мотки и обратно стекает с них в ванну. Вращающаяся вокруг швиля планка через определенное время перемещает мотки.

Для крашения пряжу нанизывают на швили или палки. В целях удобства крашения в барке и для предупреждения запутывания пряжи палки с пряжей должны занимать не более 2/3 длины барки.

В барку наливают воду, которую нагревают до 35-40° С, затем в ванну для умягчения воды добавляют кальцинированную соду или гексаметафосфат натрия. Вливают растворы химических материалов, добавляют первую часть раствора красителя и погружают пряжу, навешенную на палки. В процессе крашения пряжу перемещают вдоль барки и перетягивают на палках, погружая попеременно в красильную жидкость различные части мотков. Крашение ведут при одновременном подогреве ванны до нужной температуры. Затем мотки пряжи выгружают на край барки или помещают на палках над раствором и вливают остальную часть раствора красителя; перемешав раствор, пряжу на палках снова загружают в барку и продолжают крашение при установленной температуре.

После крашения пряжу выгружают на край барки или складывают на палки и дают стечь жидкости, а затем переносят в соседнюю барку, где промывают и обрабатывают раствором мыла. Далее пряжу вынимают из барки, снимают с палок и свертывают. Искусственный шелк после этого завертывают в салфетки, по 2-2,5 кг пряжи в каждую. В заключение пряжу отжимают в центрифуге и сушат в камерной сушилке для мотков.

Пряжекрасильные аппараты по сравнению с барками более производительны; процесс крашения на них механизирован. Полный цикл крашения пряжи протекает в одном аппарате, без применения ручного труда, что дает значительную экономию времени и рабочей силы.

Пряжекрасильный аппарат предназначен для крашения одного навоя с пряжей или одного гнезда с бобинами. Аппарат состоит из красильного котла, циркуляционной коробки, соединенных между собой трубопроводом с трехходовыми кранами для изменения направления циркуляции жидкости через пряжу, и центробежного насоса. Кроме того, аппарат имеет следующее вспомогательное оборудование: бак (мерник) для приготовления концентрированных красильных растворов; две запасные коробки для отработанных растворов; электроталь для установки и вынимания навоя и бобин; блок для установки и вынимания фильтра; фильтр; валики, на которые навивается пряжа; стержни для бобин; бобинодержатель, в который ввертываются стержни с бобинами; пресс для прессования бобин и компрессор для получения сжатого воздуха.

Красильный котел, в котором осуществляются крашение, промывка и отжим пряжи, представляет собой стальной цилиндр с чугунными крышками и днищем. Крышка откидная имеет контрольный клапан для выпуска воздуха из котла при крашении; в днище котла вварены две трубы, обеспечивающие двустороннюю циркуляцию красильной жидкости и воды через пряжу и подвод сжатого воздуха для отжима пряжи.

Крашение пряжи в бобинах

Бобины крестовой намотки получают перемоткой пряжи с початков на патроны, на бобины затем натягивают трикотажный чулок. Для более легкого съема бобин с патрона при надевании их на стержни на патрон наносят тальк. Перед крашением патроны удаляют из бобин, а чулок вместе с бобиной проходит все стадии обработки. Бобины надевают на перфорированные стержни и прессуют так, чтобы все надетые на стержень бобины образовали равномерный по плотности столб пряжи. Кроме того, прессовка дает возможность загружать в аппарат большее количество бобин.

Перфорированный стержень состоит из стального прута квадратного сечения. Внизу на прут навернута втулка с отверстием в середине. Эта втулка держит на себе свободно сидящий на стержне диск, служащий для упора насаживаемых бобин. К стальному пруту с помощью шарниров прикреплены четыре планки, на которые навешены четыре сектора никелиновых сеток.

Таким образом, благодаря шарнирам, насаженным на планке, сетка имеет свободное движение по вертикали вверх и вниз, т. е. при подъеме сеток вверх стержни суживаются, а при опускании - расширяются. Перед надеванием бобин стержень закрепляют втулкой в прессующей установке. Берут из вагончика бобину, расправляют края чулка и ставят ее на специальное кольцо, находящееся на верхнем конусе стержня так, чтобы патрон упирался в кольцевой выступ, а затем, ухватившись за концы чулка, плавно стягивают бобину с патрона, доводя ее до низа стержня. После надевания восьми бобин снимают кольцо и сжимают бобины до предельного хода поршня в цилиндре пресса. Затем надевают еще четыре бобины и снова прессуют. Наконец, надевают последние две бобины и окончательно прессуют все бобины на стержне. Верхнюю бобину покрывают тканью, надевают колпак, еще раз прессуют, навинчивают гайку для укрепления колпака и восемь стержней с прессованными бобинами ввертывают в бобинодержатель (гнездо).

Приготовленную партию бобин загружают в котел, закрывают крышку и закрепляют ее болтами. После этого включают насос, и красильный раствор из циркуляционной коробки поступает в аппарат, циркулируя от периферии к центру; раствор попадает сначала в середину каждого стержня, затем в пространство под ложным дном каретки, откуда выбрасывается через трубу обратно в циркуляционную коробку. Такая циркуляция длится 20 минут. Затем переключают трехходовой кран на обратную циркуляцию раствора, т. е. на циркуляцию от центра к периферии. Циркуляция продолжается также 20 минут. Подогрев ванны во время крашения производится как глухим, так острым паром.

По окончании крашения красильный раствор спускают и отжимают пряжу, вытесняя жидкость сжатым воздухом, создающим давление в аппарате до 2 атм.

После удаления избытка красильного раствора (отжима) пряжу промывают. При этом нагнетаемая насосом вода проходит через пряжу от периферии к центру в течение 15 минут, а затем воду спускают и пряжу промывают второй раз. После этого воду снова спускают, пряжу отжимают сжатым воздухом и выгружают.

Крашение пряжи в навоях

Перед крашением пряжу наматывают на навой - перфорированный цилиндр с двумя чугунными дисками на концах. При сновании пряжи обращают особое внимание на равномерную плотность намотки.

При загрузке навоя рабочий крючком блока электротали поднимает его и переводит из горизонтального положения в вертикальное, после чего передвигает к аппарату и плавно опускает в котел. Установленные в котле навои покрывают сверху колпаками, затем закрывают крышку и завертывают болты. После этого включают циркуляционный насос, постепенно открывая задвижку. Это делается потому, что слой пряжи в навоях значительно толще по сравнению с бобинами, но менее плотен, вследствие чего при сильной циркуляции пряжа в навое подвергается различным механическим деформациям. Пряжа сначала медленно пропитывается жидкостью; после окончательного пропитывания увеличивают циркуляцию красильного раствора. При крашении навоев порядок циркуляции обратный, чем при крашении бобин, т. е. вначале она производится от центра к периферии. Котел наполняют красильным раствором на 3/4 объема. В продолжении такой циркуляции контрольный клапан должен быть открыт.

Изменение порядка циркуляции объясняется тем, что при начале циркуляции от периферии к центру происходит деформация пряжи на валике, выражающаяся в том, что пряжа сильно сжимается и образуются грубые складки, затрудняющие дальнейшую обработку навоя на шлихтовальной машине.

Циркуляция красильного раствора от периферии к центру также начинается с постепенным увеличением давления красильной жидкости. В этом случае котел наполняют красильной жидкостью полностью в первый же момент, следовательно, контрольный клапан должен быть закрыт.

Рецепты крашения пряжи в навоях сернистыми красителями (% от веса пряжи):

Красители и химические материалы	Черный цвет		Синий цвет
	Заправочная ванна	Ходовая ванна	Заправочная ванна	Ходовая ванна
Сернистый черный 100%-ный	25	12	-	-
Сернистый синий 100%-ный	-	-	9,5	4,75
Сернистый натрий 62%-ный	10	10	9,5	4,75
Контакт нейтрализованный 1:1	15	7	3	3
Едкий натр сухой	-	-	2	0,5

Режим крашения пряжи в навоях при модуле ванны 15 и весе пряжи на навое 160 кг (мин):

Циркуляция от центра к периферии - 30

Циркуляция от периферии к центру - 30

Отжим после крашения - 5

Промывка с циркуляцией воды от периферии к центру - 30

Отжим после промывки - 5

Пороки, возникающие при крашении пряжи, и причины их вызывающие

Основные пороки, возникающие при крашении пряжи в мотках.

Непрокрас (белые или более светлые места на пряже) зажимание пряжи палками, неравномерное распределение и большое уплотнение мотков пряжи, недостаточная температура и длительность крашения.

Неравномерная окраска - неправильная отварка и отбелка пряжи, загрязнение пряжи, несоблюдение режима, слабое вращение мотков на палках, неправильный подбор красителей по выравнивающим свойствам при крашении смесями, неравномерная мерсеризация.

Рваная, сбитая и путаная пряжа - неисправность аппарата и палок, пуск острого пара во время крашения непосредственно на пряжу, небрежное перетягивание мотков.

Основные пороки, возникающие при крашении пряжи в бобинах.

Разнооттеночность на отдельных бобинах - неравномерная прессовка.

Разнооттеночность между отдельными партиями - грязный аппарат и нарушение режима крашения.

Непрокрас - сильная запрессовка бобин и забитость отверстий в сетках.

Пачкающая окраска - «захоженность» ванны и накопление в ванне избытка электролитов, недостаточная промывка.

Грязный налет на поверхности бобин - промывка грязной водой.

Бронзовая окраска на поверхности - нарушение температурного режима и недостаточное отстаивание раствора красителя.

Темные затеки в середине бобин при крашении в светлые тона - использование в цветном крашении бобин черных или грязных чулок.

Основные пороки, возникающие при крашении пряжи в навоях.

Непрокрас пряжи в навое - слабая циркуляция красильной жидкости.

Полосатость в середине навоя - плохое качество красителя и «захоженность» ванны.

Плохая промывка приводит к ослаблению нитей при хранении.

«Порывы» навоя с отходом пряжи от краев: неправильный режим крашения и дефекты снования.

Контроль технологического процесса

Периодически проверяют правильность взвешивания красителей и химических материалов, входящих в рецепты, соблюдение порядка закладки, приготовление красильных и материальных растворов, температуру восстановления кубовых и сернистых красителей. Готовые красильные растворы, растворы азо- и диазосоставляющих проверяют на полноту растворения путем нанесения капли раствора на фильтровальную бумагу; капля раствора должна давать равномерно окрашенный вытек и не иметь крапин нерастворившегося красителя. Питающие растворы можно также контролировать путем получения пробных выкрасок.

В процессе работы проверяют соответствие окраски эталону; температуру в красильных и промывных ваннах, при сушке и запаривании ткани; качество промывки и прочность окраски к действию раствора мыла и трению.

Кроме того, при крашении прямыми красителями периодически проверяют концентрацию закрепителя в ванне путем титрования раствором прямого чисто-голубого, а также наличие органической кислоты в растворе закрепителя. При диазотировочном крашении прямыми красителями проверяют качество отмывки ткани от кислоты - пробой на бумагу конго. При крашении кубовыми красителями контролируют щелочность растворов, служащих для проявления окраски при суспензионном и лейкокислотном крашении, титрованием кислотой в присутствии фенолфталеина, а наличие восстановителя - по изменению цвета индикаторной бумаги, окрашенной кубовым золотисто-желтым ЖХ.

При крашении сернистыми красителями контролируют в питающих и рабочих растворах содержание едкого натра титрованием кислотой в присутствии фенолфталеина и сернистого натрия иодометрически или по методу Подрешетникова. При крашении индигозолями проверяют полноту проявления индигозоля, дополнительно проявляя окрашенную ткань.

Качество промывки контролируют испытанием на полноту отмывки щелочи при крашении кубовыми и сернистыми красителями и кислоты - при крашении индигозолями и кубозолями.

При крашении нерастворимыми азокрасителями проверяют растворы диазосоставляющих на полноту нейтрализации минеральной кислоты (бумагой конго), соль диазония и на полноту диазотирования амина (пробой на иод-крахмальную бумагу). При черноанилиновом крашении в каждой порции раствора определяют кислотность, количество окислителя и катализатора. Каждую партию окрашенной черным анилином ткани проверяют на прочность по основе и по утку.

Методы оценки качества окраски ткани

Для потребителя большое значение имеет качество окраски ткани, прежде всего ее прочность. Однако при оценке прочности окраски следует учитывать назначение ткани. Совершенно ясно, например, что для декоративных тканей окраска должна быть высокой прочности к свету, а прочность к стирке в этом случае менее существенна. Напротив, для сорочечных и платьевых тканей очень важна прочность окраски как к свету, так и к стирке.

Прочность окраски зависит от природы красителя и волокнистого материала, способа подготовки материала к крашению и, наконец, от способа крашения и упрочняющих обработок.

Методы оценки прочности гладкокрашеных и набивных тканей одинаковы. Результаты испытания сравнивают со специальными эталонами прочности и выражают прочность к тем или иным воздействиям (кроме света) по пятибалльной системе. Балл 5 соответствует высшей, а балл 1 - низшей прочности. Прочность окраски к свету оценивают по восьмибалльной системе.

Окраски хлопчатобумажных и штапельных тканей испытывают на прочность к действию света, мыльного раствора при температуре 40 или 100° С, пота, трения в сухом состоянии (определяют по степени закрашивания белого материала) и вытирания в мокром состоянии (определяют по степени посветления окраски).

Прочность к свету определяют путем естественной инсоляции окрашенных образцов совместно с эталоном. Для этого испытуемые образцы закрепляют на доске, которую выставляют на открытом солнечном месте лицевой стороной на юг, под углом 45° к горизонту и покрывают сверху испытуемые образцы застекленной рамой.

Испытание устойчивости окраски хлопчатобумажных и штапельных вискозных тканей к раствору мыла с содой производят погружением свернутых в трубочку окрашенных образцов вместе с белыми в отдельные для каждого образца стаканы с раствором, содержащим 5 г нейтрального 85%-ного мыла и 3 г соды кальцинированной в 1 л дистиллированной воды. Отношение объема взятого раствора в миллилитрах к весу образца в граммах должно быть 50:1.

Образцы обрабатывают при температуре 40±2°С или на кипу в течение 30 минут, помешивая раствор стеклянной палочкой.

При испытании устойчивости окраски к действию пота образцы ткани погружают на 30 минут в подогретый до температуры 45±2°С раствор, содержащий 5 г/л поваренной соли и 6 мл 25%-ного аммиака; модуль ванны 50. Через 30 минут образцы вынимают из раствора, отжимают вручную, повторяя операции погружения и отжима образца 10 раз. Раствор переливают в стакан и добавляют 98%-ную уксусную кислоту из расчета 7 мл/л. В подкисленном растворе образцы выдерживают в течение 30 минут при температуре 45±2°С и отжимают. Затем образцы высушивают на воздухе.

Испытание устойчивости окраски к сухому трению и мокрому вытиранию производят на специальном аппарате. При испытании устойчивости окраски к сухому трению испытуемый образец окрашенной ткани закрепляют на столике прибора, а белый миткаль натягивают на пробку и закрепляют зажимным кольцом. Миткаль трется о поверхность окрашенного образца при движении столика вперед и назад; эти движения повторяют по 10 раз.

При испытании устойчивости окраски к вытиранию испытуемый образец окрашенной ткани натягивают на резиновую пробку и закрепляют зажимным кольцом. Отрезок белого миткаля накладывают на столик и зажимают кольцом. Трение испытуемого образца производят путем движения столика по 25 раз вперед и назад. При испытании в мокром состоянии окрашенный образец и белый миткаль предварительно смачивают дистиллированной водой и отжимают до остаточной влажности 100%.

По прочности окраски ткани разделяют на три группы: с особо прочным крашением, прочным крашением, с обыкновенным крашением. Отнесение окраски к той или иной группе на основе результатов испытаний производят согласно нормам прочности окраски, установленным специальным стандартом.