Цель заключительной отделки тканей
Целью заключительной отделки является улучшение внешнего вида тканей и придание им новых свойств, улучшающих их качество.
В процессе беления, крашения и печатания ткани вытягиваются, становятся более узкими и неравномерными по ширине, нити утка теряют перпендикулярное положение по отношению к нитям основы. После сушки в петлевых сушилках поверхность ткани обычно покрыта мелкими складочками и морщинками, придающими ей измятый вид. После крашения и промывки многие ткани бывают слишком мягкими - тряпичными, что снижает их товарный вид и затрудняет раскрой при пошиве изделий. Ткани, выпускаемые бельевыми, имеют желтоватый оттенок. Оставшиеся на гладкой поверхности печатного вала следы краски загрязняют белое поле ткани. Белевые фигуры также часто бывают загрязнены незакрепившимся красителем, сходящим с ткани при промывке. В таком виде ткань не может быть выпущена с фабрики.
Таким образом, при заключительной отделке необходимо: разгладить ткань; привести нити утка в перпендикулярное положение к нитям основы; придать ткани равномерную, установленную стандартом ширину; устранить загрязненность белевых фигур и желтизну белого поля; придать тканям требуемую жесткость, эластичность, добротность, драпируемость, а также новые свойства - безусадочность, несминаемость, негорючесть и т. д. Многие виды отделок возникли в связи с желанием придать хлопчатобумажным тканям вид шерстяных, шелковых, льняных.
Все операции заключительной отделки ткани разделяются на химические и механические. К химической отделке относится нанесение химических соединений на текстильный материал и процессы, при которых наносимое вещество вступает в химическую реакцию с самим волокном. В свою очередь химическая отделка может быть разделена на обычную и специальную.
Обычная химическая отделка проводится с целью улучшения грифа готовой ткани и придания ей хорошего внешнего вида. К ней относятся: нанесение на ткань химических веществ, придающих нужную жесткость, эластичность, драпируемость, мягкость.
Так называемые специальные виды отделки состоят в придании тканям новых свойств, которых они до этого не имели, например: безусадочности - с целью сохранения постоянных размеров изделий, т. е. снижения усадки их в процессе носки, а также после стирки и сушки; несминаемости - после такой отделки изделие меньше сминается при носке; водоупорности обеспечивающей меньшую промокаемость материала при контакте его с водой; огнестойкости - с целью снижения огнеопасности, т. е. устранения или замедления распространения пламени при загорании текстильного материала; противогнилостности - обеспечивающей стойкость материала к поражению плесенью.
Механические операции отделки включают сушку на сушильных барабанах или на сушильно-ширильных машинах с одновременным ширением ткани, увлажнение водой на брызгальных машинах, обработку на каландрах, получение специальных эффектов (тиснение, ворсование и т. д.).
Отделочные процессы
Заключительная химическая отделка состоит в обработке тканей аппретирующими составами, представляющими собой растворы, эмульсии или дисперсии клеящих, смягчающих и других веществ, придающих тканям определенные свойства.
Оценка качества внешнего вида и грифа готовой ткани в большинстве случаев субъектива. Ее производят визуально или органолептически (на ощупь).
В области специальных отделок имеются более точные способы оценки получаемых эффектов, и успешное проведение специальных отделок предполагает знание технологических процессов и их аналитический контроль.
Процессы, применяемые при специальных устойчивых отделках, можно разделить на следующие группы:
1) механические процессы, придающие, например, безусадочность тканям при помощи механической усадки их на тканеусадочных машинах, устойчивые эффекты тиснения путем каландрования на так называемых тиснильных каландрах;
2) процессы, при помощи которых наносятся на волокна и фиксируются отделочные препараты - искусственные смолы (при безусадочной и несминаемой отделках), а также целый ряд других соединений, придающих тканям жесткость, водоупорность и т. п.; при этом стремятся отказаться от старых вымываемых при стирке пропиток и заменить их новейшими, дающими устойчивые эффекты, сохраняющиеся в процессе эксплуатации изделия;
3) процессы, при которых происходит химическое изменение текстильных материалов; сюда относятся новейшие способы получения водоотталкивающей и огнезащитной отделок, ацетилирование и цианэтилирование целлюлозы.
Материалы, применяемые в отделке хлопчатобумажных тканей, и их назначение
Улучшение внешнего вида хлопчатобумажных тканей, сообщение им нужной плотности, жесткости и большего веса в основном достигается путем нанесения на них крахмала, декстрина, клея, разваренных в воде и называемых аппретами. Часто необходимо, чтобы ткани были мягкими, эластичными, драпируемыми и не имели неприятной на ощупь сухости. Для этого в аппреты добавляют смягчающие вещества. Смягчающие вещества применяют также и в тех случаях, когда на ткани требуется получить блеск и глянец. Для смягчения тканей применяют мыла, эфиры высших жирных кислот и др. Для придания тканям гигроскопичности применяют глицерин, патоку и поваренную соль.
При аппретировании хлопчатобумажных тканей в качестве пленкообразующего вещества чаще всего применяют крахмал в виде муки или в виде растворимого крахмала. В основном для целей аппретирования применяют картофельный и маисовый крахмал. Пшеничный и рисовый крахмалы, ввиду их дороговизны, применяют редко. Крахмал или его производные наносят на ткань в виде клейстера.
Аппретирующие средства.
Картофельный крахмал. Из него получают сравнительно устойчивый клейстер, вязкость которого лишь незначительно снижается при механическом воздействии. Однако клейстер из картофельного крахмала быстро прокисает и при этом разжижается, поэтому его необходимо использовать в свежеприготовленном виде. Крахмальный клейстер не проникает глубоко в ткань, а остается главным образом на поверхности, сохраняя в известной степени гибкость и мягкость ткани.
Преимуществом картофельного крахмала является отсутствие в нем азотистых веществ, вследствие чего при складском хранении аппретированные им ткани имеют меньшую склонность к плесневению, чем ткани с другими видами крахмала.
Кукурузный, или маисовый, крахмал. Обладает хорошей белизной. Клейстер из кукурузного крахмала менее вязок, но более устойчив при хранении, чем клейстер из картофельного крахмала.
Аппреты из кукурузного крахмала придают тканям особый гриф и несколько большую жесткость, чем аппреты из картофельного крахмала.
Для улучшения проникания аппретов из крахмального клейстера в ткани крахмальный клейстер расщепляют, в результате чего значительно снижается его вязкость. Расщепление крахмала осуществляют развариванием его в воде под давлением или воздействием на клейстер кислотами, окислителями, обработкой клейстера энзиматическими препаратами.
Декстрин, так же как и крахмал, применяют для придания ткани нужной жесткости и плотности. Декстрин представляет собой смесь различных продуктов разложения крахмала. Декстрин получается или путем нагревания крахмала до 180-220° С, или обработкой крахмала кислотами с последующей сушкой. Декстрин растворяется в воде, дает густые клейкие аппреты, идущие для отделки гладкокрашеных и меланжевых тканей.
Основным недостатком указанных продуктов является их смываемость при стирке.
Вещества, придающие белизну.
Гипохлорит натрия, или растворы хлорной извести, применяют для очистки следов печатной краски на белом поле ткани, незначительных затасков, належек.
Прямые белые красители (бланкофоры) применяют вместо ультрамарина или в смеси с ним для улучшения белизны ткани. В настоящее время в промышленности (предпочтительно для подсинивания и улучшения белизны) применяют прямые белые красители.
Наполнители и утяжелители.
Наполнители и утяжелители служат для того, чтобы сделать ткани более плотными и добротными. Наполнители, как правило, создают временный эффект повышения добротности ткани, поэтому в нашей стране их применяют мало. В качестве наполнителей применяют каолин, тальк, сульфаты бария и кальция.
Смягчающие вещества.
К смягчающим веществам относятся масла, жиры и воски - при отделке текстильных материалов применяют в виде эмульсий, мыл и других соединений.
Жиры представляют собой глицериды жирных кислот и при омылении щелочью дают мыла, которые помимо высокого моющего действия имеют большую ценность и как смягчающие вещества.
Основным недостатком мыл является их неустойчивость в воде, содержащей соли жесткости, а также в кислой среде; более устойчивы в указанных условиях сульфированные масла, из которых наибольшее применение имеет ализариновое масло.
Ализариновое масло получается обработкой касторового масла серной кислотой, с последующей нейтрализацией продукта едким натром или водным раствором аммиака. При этом получается сложный эфир серной кислоты.
Введение остатка серной кислоты сообщает продукту растворимость в воде и большую по сравнению с мылами устойчивость к кислотам, а также к солям жесткости, так как группа SО3H способна образовывать растворимые соли кальция и магния.
Жирные спирты при обработке хлорсульфоновой кислотой образуют сложные эфиры серной кислоты, обладающие моющими свойствами и устойчивостью к жесткой воде; они являются также хорошими смягчающими веществами. Применяемые для отделки текстильных материалов спирты содержат обычно от 10 до 30 атомов углерода в цепи.
Соединения с высокой смачивающей и смягчающей способностью получаются также из продуктов конденсации жирных кислот с производными сульфоновой кислоты, окисью этилена и др.
Алкамон ОС-2 - четвертичная соль высокомолекулярных соединений жирного ряда - представляет собой вязкую массу желтовато-коричневого цвета. Растворяется в горячей воде с образованием опалесцирующего раствора, устойчивого к жесткой воде и к действию различных солей, а также в слабокислой и слабощелочной средах. Применяется для смягчения тканей из различных волокон, а также в качестве пластификатора совместно с мочевино- и меламин-формальдегидными предконденсатами и другими смолообразующими продуктами.
Стеарокс 6 - полигликолевый эфир стеариновой кислоты - применяют для смягчения тканей, в частности из штапельного вискозного волокна. Аппреты со стеароксом 6 сообщают тканям мягкость и характерный скрип.
Препарат AM - оксиметилстеариламид с добавлением препарата ОС-20 - служит пластификатором при использовании аппретов из мочевино- и меламин-формальдегидных смол.
Авироль - сульфированный эфир бутил олеата - получают из олеиновой кислоты и бутилового спирта с последующим сульфированием эфира и нейтрализацией сульфогруппы аммиаком. Применяют в качестве мягчителя при отделке тканей из вискозной пряжи. При сушке ткани, аппретированной аммиачным авиролем, при высокой температуре возможно ослабление ее за счет образования свободной сульфокислоты.
Гигроскопические вещества.
При поглощении влаги из воздуха пленка аппрета и волокно становятся менее жесткими и, следовательно, ткань смягчается. В качестве веществ, притягивающих воду из воздуха и смягчающих ткань, применяют глицерин, патоку и поваренную соль. Обычно для смягчения достаточно 1% глицерина (от веса ткани), но для жестких тканей, аппретированных большим количеством наполняющих веществ, глицерина добавляют до 2%.
Вещества, сообщающие ткани водонепроницаемость и водоотталкивающие свойства.
Для получения водонепроницаемой отделки применяют резину, высыхающие масла, битумы, синтетические смолы.
Для получения водоотталкивающих тканей используют высокомолекулярные органические соединения; наиболее интересны из них те, которые вступают в химическое соединение с целлюлозой, обеспечивая этим устойчивость эффекта (различного типа веланы, препараты 246, 101 и т. д.).
Препарат 246 (велан ПФ) представляет собой производное высших жирных спиртов. Продукт вступает в химическую реакцию с волокнистым материалом.
Препарат 101 - производное стеариновой кислоты. Продукт так же, как и препарат 246, вступает в химическую реакцию с гидроксильными, карбоксильными и аминогруппами волокнистых материалов.
Хромолан - раствор хромовой комплексной соли стеариновой кислоты в изопропиловом спирте. Хромолан прост в применении.
Препарат ГКЖ-94 - этилгидрополисилоксан.
Вещества, сообщающие ткани огнестойкость.
Для сообщения огнестойкости ткань обрабатывают аммонийными солями серной, соляной и угольной кислот; фосфорнокислыми солями; вольфрамовокислым натрием, растворимым стеклом и др.
Вещества, применяемые для получения несмываемых аппретов.
Для получения несмываемых аппретов применяют поливинилацетатную эмульсию, поливиниловый спирт в смеси с карбамолом или другими подобными соединениями, латекс СВХ, латексы на основе акрилатов и метакрилатов и др.
Полиметилметакриловый латекс выпускается в виде 30%-ной эмульсии белого цвета. Применяют для получения несмываемых аппретов. Образует на ткани прочную эластичную пленку. Пригоден для аппретирования бельевых тканей.
Латекс СВХ - смесь из 40% винилиденхлорида и 60% хлорвинила. Латекс СВХ представляет собой водную дисперсию продуктов полимеризации винилиденхлорида и хлорвинила. Он содержит в 1 л 260 г смолы. Хранить его необходимо в закрытых емкостях при температуре 10-20° С.
Вещества, сообщающие ткани несминаемость и безусадочность. Для сообщения ткани несминаемости, безусадочности, тиснения применяют производные мочевины, меламина, триазона и т. п.
Для этой цели промышленность выпускает:
Карбамол (диметилолмочевина) применяется для придания тканям из целлюлозных волокон несминаемости и безусадочности, а также для получения узоров со стойким тиснением. Обработка смолами повышает прочность окрасок к стирке, а ткани из вискозного волокна, кроме того, в мокром состоянии меньше теряют прочность на разрыв.
Метазин - смесь метиловых эфиров пентаметилолмеламина и гексаметилолмеламина.
Метазин применяют для получения на тканях устойчивых к стиркам эффектов тиснения, блеска и несминаемой отделки.
Карбамол ЦЭМ, карбазоны О и Э используют для придания тканям из хлопчатобумажных волокон отделки типа «стирай-носи», стойких эффектов каландрования.
Препарат 105 - тригликолевый эфир триметилолмеламина. Применяют для упрочнения окрасок к трению и аппретирования.
Гликозин - смесь этиленгликолевых эфиров пента и гексаметилолмеламинов.
Гликозин - слегка окрашенная вязкая жидкость, устойчивая при хранении. Применяют для упрочнения к мокрому трению сернистых окрасок и для получения стойких к стирке аппретов. Он хорошо совмещается с крахмалом, поливинилацетатной эмульсией и препаратом AM.
Препараты ДЦУ и ДЦМ. Для повышения прочности к мокрым обработкам окрасок гладкокрашеных и пестротканых тканей применяют препарат ДЦУ - продукт конденсации дициандиамида с формальдегидом и препарат ДЦМ - смесь ДЦУ с уксуснокислой медью. Обработка ткани препаратом ДЦМ повышает прочность окраски не только к мокрым обработкам, но также и к свету. Одновременно эти препараты служат и аппретирующими средствами.
Антисептики.
Антисептики прибавляют в аппрет, чтобы предупредить плесневение ткани при длительном хранении. В качестве антисептиков используют салициловую и борную кислоты, формалин, фенол, шерлан и др.
Шерлан - салициланилид. Порошок белого цвета, без запаха. Растворимость в воде при температуре 25° С равна 0,005%, при 100°С - 0,03%. Шерлан хорошо растворим в щелочи и аммиаке. Применяют для пропитки тканей, поставляемых в тропические страны.
Средства для подсинивания тканей.
Для подсинивания тканей наибольшее распространение получил ультрамарин, реже нерастворимые голубые красители, например кубовый голубой.
Ультрамарин используют совместно с гипохлоритом или с аппретом для подсинивания ткани, чтобы ликвидировать желтизну и придать ткани более приятный оттенок.
Подготовка и подбор партий ткани для заключительной отделки
В аппретурно-отделочном цехе прежде всего ткань подбирают в партии. Подбор партий необходим потому, что ткани различных артикулов имеют разную отделку. Так, сатины имеют так называемую серебристую, ткани из вискозного штапельного волокна - несминаемую, ситцы - фуляровую, или лощеную отделку и т. д.
Хлопчатобумажным тканям в зависимости от назначения сообщают ту или иную отделку. Наиболее распространенными являются: фуляровая, муслиновая, жесткая и лощеная для ситцев и серебристая для сатинов.
Фуляровую отделку применяют для набивных и гладкокрашеных тканей полотняного переплетения. Ткань слегка аппретируют, затем высушивают, сообщают ей стандартную ширину, после чего пропускают через трех- или пятикаточный каландр лицевой стороной к горячему металлическому валу. Ткань получает мягкую отделку с блестящей поверхностью; используется как платьевая и декоративная для занавесей и обивки мебели.
Муслиновую отделку используют для набивных и гладкокрашеных платьевых тканей полотняного переплетения, в большинстве случаев темных расцветок (вытравных и резервных).
Ткань аппретируется аппретом с малой концентрацией клеящих веществ или только смягчающими веществами. После сушки тканям сообщают стандартную ширину, затем слегка прокатывают между двух наборных катков или без прокатки размеривают и складывают в куски.
Жесткой отделке подвергают набивные и гладкокрашеные ситцы. Она получается при обработке аппретом с большим содержанием крахмала. Эта отделка сообщает ткани добротный вид, жесткость.
При жесткой отделке ткань аппретируют, высушивают, подширивают и прокатывают на так называемой каталке или на отделочном каландре между наборными валами.
Лощеную, или глянцевую, отделку применяют для набивных и гладкокрашеных тканей полотняного переплетения. Эти ткани используют для изготовления халатов, головных уборов и поясов, а также как декоративные.
Ткань аппретируют аппретом с высокой концентрацией крахмала и веществ, способствующих получению блеска (парафин, воск, стеарин), затем высушивают, сообщают стандартную ширину и пропускают через фрикционный каландр лицевой стороной к горячему металлическому валу, чтобы придать блеск.
Серебристую отделку сообщают гладкокрашеному и набивному сатину. Ткань аппретируют аппретом с относительно небольшим содержанием клеящих веществ. После сушки и ширения до стандартной ширины ткань пропускают через серебристый каландр лицевой стороной к металлическому гравированному частыми штрихами валу. Вал нагревается до температуры 120-170° С. Благодаря оптическому эффекту, создаваемому гравированным валом, ткань приобретает красивый блеск, однако этот блеск при обычном крахмальном аппрете непрочен и исчезает после стирки.