
- •Розділ 1 будова і властивості волокнистих матеріалів Основні питання:
- •1.1.Загальні відомості про волокнисті матеріали
- •1.Загальні відомості про волокнисті матеріали.
- •1) Способом отримання;
- •2) Хімічним складом;
- •3) Структурою волокна, яка визначається характером розташування макромолекул відносно осі волокна і відносно одна одної.
- •А) витягнута; б) вигнута; в) звита; г) розгалужена
- •Контрольні запитання:
- •1.2. Природні волокна
- •1.2.1. Волокна рослинного походження
- •Будова бавовняного і льняного волокон
- •Склад волокон рослинного походження
- •Целюлоза, її будова і властивості
- •2) Маючи однаковий хімічний склад, елементарні ланки ланцюга відрізняються за своїм розташуванням у просторі: вони повернуті відносно одна одної на 180°.
- •Відношення до води і органічних розчинників
- •Дія температури
- •Відношення до кислот
- •Відношення до лугів
- •Відношення до відновників і окислювачів
- •Дія мікроорганізмів
- •Контрольні запитання:
- •1.2.2. Волокна тваринного походження
- •Будова білків
- •Білки як амфоліти
- •Вовна та її унікальні властивості
- •Будова вовняного волокна
- •Будова кератину
- •Властивості вовни
- •Відношення до вологи
- •Дія температури
- •Відношення до кислот
- •Керат- -он Керат -он Відношення до лугів
- •Відношення до відновників і окислювачів
- •Натуральний шовк
- •Властивості шовку
- •Контрольні запитання:
- •1.3. Хімічні волокна
- •Основні етапи виробництва хімічних волокон і ниток
- •Штучні волокна
- •Віскозне волокно.
- •Ацетатні волокна
- •Синтетичні волокна
- •Поліамідні волокна
- •Поліефірні волокна
- •Поліакрилонітрильні волокна
- •Полівінілспиртові волокна
- •Полівінілхлоридні волокна
- •Поліолефінові волокна
- •1.3.4. Виробництво текстильних волокон: сьогодення і перспективи
- •Світове виробництво текстильних волокон у 2001 р.
- •Світове споживання текстильних волокон
- •Загальна тенденція споживання волокон у 2010-2025рр. За регіонами світу
- •Світове споживання текстильних волокон, прогнозування до 2050 р.
- •Запитання для самоперевірки:
- •Контрольні запитання:
- •2.2. Підготовка текстильних матеріалів із природних целюлозних волокон
- •Розшліхтовування
- •Відварювання
- •1) Реактора (в її структурі розподілені реагенти);
- •2) Об'єкта дії, з якого в результаті комплексу складних фізико-хімічних процесів повинні бути видалені забруднення.
- •Вибілювання
- •Вибілювання гіпохлоритом
- •Вибілювання хлоритом натрію
- •Вибілювання пероксидом водню
- •Вибілювання надоцтовою кислотою. Використання оптичних вибілювачів. Вибілювання відновниками
- •Використання оптичних вибілювачів
- •Вибілювання відновниками
- •Мерсеризація текстильних матеріалів
- •Особливості вибілювання льняних матеріалів
- •Контрольні запитання:
- •Підготовка текстильних матеріалів із білкових, штучних та синтетичних волокон Підготовка вовняних тканин
- •Опалювання
- •Промивання
- •Валяння
- •Заварювання
- •Карбонізація
- •Вибілювання
- •Підготовка натурального шовку
- •Знеклеювання
- •Вибілювання
- •Обважнення
- •2.3.1. Підготовка текстильних матеріалів із штучних волокон
- •2.3.2. Підготовка текстильних матеріалів із синтетичних волокон
- •Контрольні запитання:
- •Фарбування текстильних матеріалів
- •2.4.1. Загальні відомості про барвники
- •Класифікація барвників
- •2.4.2. Основні положення теорії фарбування
- •Властивості волокон
- •Хімічна будова
- •Фізичні властивості волокон
- •"Поверхневі" властивості волокон
- •Види взаємодії активних центрів волокон з барвниками
- •"Об'ємні" властивості волокон
- •Властивості барвників
- •1) Колір, обумовлений специфічною будовою.
- •2) Здатність міцно утримуватися внутрішньою поверхнею елементарних волокон за рахунок специфічних (фізичних чи хімічних) сил взаємодії з волокноутворюючим полімером.
- •Стадії процесу фарбування
- •1) Щільністю структури волокон, що спричинює стеричне гальмування просуванню барвників, розміри молекул яких порівняні з розмірами пустот і пор, наявних у волокні чи виникаючих в умовах фіксації;
- •2.4.3. Характеристика технічних способів фарбування
- •Напівбезперервний спосіб фарбування
- •2.4.4. Фарбування водорозчинними барвниками Прямі барвники
- •Використання активних барвників
- •1) Барвники, які забарвлюють в холодній ванні (в назві мають літеру X), за хімічною будовою вони відносяться до дихлортриазинових, найбільш реакційне здатних барвників;
- •3. Коефіцієнт дифузії — впливає як на швидкість, так і на ступінь фіксації активних барвників.
- •Технологія фарбування
- •Однований запарний спосіб
- •Двований запарний спосіб
- •Термофіксаційний спосіб
- •Використання кислотних, хромових і металокомплексних барвників Кислотні барвники
- •1) Здатність іонного зв'язку до гідролізу в водних розчинах і, як наслідок цього, недостатньо високу стійкість забарвлення до мокрих обробок;
- •Хромові (кислотно-протравні) барвники
- •Кератин
- •Кератин
- •Металокомплексні (металовмісні) барвники
- •2.4.5. Фарбування барвниками, яким надається тимчасова розчинність на стадії їх використання
- •Кубові барвники
- •1) Відновлення кубових барвників за рахунок атомарного водню, що виділяється при розчиненні дітіоніту Nа у воді:
- •Суспензійний спосіб фарбування
- •Сірчисті барвники
- •Фарбування текстильних матеріалів шляхом синтезу пігментів на волокні
- •Синтез на волокні нерозчинних азобарвників
- •Утворення на волокні чорного аніліну
- •2.4.7. Використання дисперсних барвників
- •2.4.8. Використання катіонних барвників
- •2.4.9. Використання пігментів при фарбуванні
- •Контрольні запитання:
- •2.5. Друкування текстильних матеріалів
- •Короткі відомості про способи друкування тканини
- •2.5.2. Класифікація і властивості загущувачів друкувальних фарб
- •2.5.3. Види друкування
- •2.5.4. Пряме друкування текстильних матеріалів
- •1) Друкування по азотольованій тканині загущеними розчинами діазолей;
- •2) Друкування з використанням спеціальних випускних форм, що містять азотол і діазосполуку в стабілізованій формі.
- •2.5.5. Отримання білих і кольорових візерунків шляхом витравного і резервного друкування
- •Витравне друкування
- •Резервне друкування
- •Запитання для самоперевірки:
- •2.6. Заключна обробка текстильних матеріалів Основні питання:
- •2.6.1. Використання незмиваючих апретів
- •2.6.2. Надання текстильним матеріалам малозминальних властивостей
- •1) Утворенням синтетичної смоли в аморфних субмікроскопічних просторових структурах волокон;
- •2) Утворенням міжмолекулярних зв'язків між фібрилами і макромолекулами волокна;
- •3) Використанням для даного виробу певних волокон, які мають високі еластичні властивості (поліамідних, поліефірних).
- •Надання малозминальності в сухому стані
- •2.6.3. Спеціальні види заключної обробки Надання тканині гідро - і олеофобності
- •Надання вогнезахисних властивостей
- •Надання антистатичних властивостей
- •Надання текстильним матеріалам стійкості до дії мікроорганізмів
- •Протизабруднювальна обробка тканин
- •Контрольні запитання:
1) Друкування по азотольованій тканині загущеними розчинами діазолей;
2) Друкування з використанням спеціальних випускних форм, що містять азотол і діазосполуку в стабілізованій формі.
При друкуванні за першим способом тканину спочатку обробляють лужним розчином азотолу, потім висушують і друкують по ній загущеним розчином діазолю.
Утворення азопігменту починається практично відразу після нанесення друкувальної фарби на тканину і майже повністю закінчується в процесі висушування. Однак подальша обробка тканини в середовищі насиченої пари (6-8 хв.) є досить важливою стадією технологічного процесу, так як сприяє підвищенню яскравості забарвлення і стійкості його до дії світла, тертя і мокрих обробок.
При друкуванні за другим способом азо- і діазоскладові наносять на тканину в складі однієї друкувальної фарби; при цьому діазоскладова знаходиться в неактивній формі. Лише після висушування надрукованої тканини діазосполуку при запарюванні переводять в активну форму, яка здатна вступати в реакцію азосполучення з азоскладовою. При цьому в місцях нанесення рисунка відбувається реакція азосполучення, і утворений азобарвник міцно фіксується на волокні.
Для здійснення даного способу друкування використовують спеціальні фарбувальні склади, що містять діазосполуки в стійкій формі і азотоли — діазотоли (суміш азотолів з діазотатами), діазаміноли (суміш азотолів з діазоаміносполуками), рапідозолі (суміш азотолів з діазосульфонатами).
Найбільше використання при друкуванні тканин знаходять діазаміноли, які проявляються в нейтральному середовищі (діазаміноли з маркою Н). їх асортимент охоплює всю основну гаму кольорів, вони мають досить високу стійкість забарвлення до всіх основних показників. Нейтрально проявляючі діазаміноли використовуються для друкування по бавовняних і віскозних тканинах. Після друкування і висушування тканину протягом 5-8 хв. запарюють в атмосфері вологої насиченої пари при температурі 101—103°С і ретельно промивають холодною і гарячою водою, а також розчином синтетичного миючого засобу при температурі 95-100°С.
Для друкування текстильних матеріалів із поліефірних і ацетатних волокон меншою мірою, для друкування тканин із поліамідних волокон використовуються дисперсні барвники. В друкуванні звичайно використовують ті барвники, які мають відносно високу світлостійкість і стійкість при високих температурах.
Технологічний процес складається із таких стадій: 1) нанесення на тканину друкувальної фарби, 2) висушування, 3) фіксація барвника на тканині, 4) промивання.
Склад друкувальної фарби залежить від виду волокна, а також способу фіксації барвника на волокні. При друкуванні тканини і трикотажу із поліефірних, поліамідних і триацетатних волокон у друкувальну фарбу, яка містить водну дисперсію барвника і загущувач, вводять також інтенсифікатори. Для цього використовують бензойну і саліцилову кислоти.
Для підвищення ступеня фіксації барвника при отриманні забарвлення глибоких тонів у друкувальну фарбу рекомендують вводити сечовину. Так як більшість дисперсних барвників чутливі до лугів, у друкувальну фарбу додають оцтову кислоту (до рН 6). Загущувачами служать альгінат натрію, карбоксилметилцелюлоза, трагант та їх суміші.
Для фіксації дисперсних барвників на текстильних матеріалах використовують різні методи. Так, фіксацію барвників на поліамідних і ацетатних волокнах найчастіше здійснюють в середовищі насиченої водяної пари при 100-102°С (20-45 хв.). Це забезпечує отримання глибокого насиченого забарвлення.
Дисперсні барвники на поліефірних волокнах фіксуються шляхом прогрівання текстильного матеріалу гарячим повітрям при 180-220°С протягом 30-60 сек. або шляхом запарювання в середовищі перегрітої пари при 65-180°С протягом 4-8 хв. При використанні високотемпературних способів фіксації необхідно використовувати барвники, стійкі до сублімації.
Значну зацікавленість викликає сублімаційний спосіб друкування тканин із хімічних волокон дисперсними барвниками. Друкувальну фарбу спочатку наносять на паперову підкладку, а потім при певній температурі, тиску і тривалості обробки рисунок переноситься з паперу на тканину в результаті сублімації барвника з паперової підкладки. Процес сублімації барвника протікає до перенасичення парового середовища. Після цього починається конденсація парів барвника на поверхні тканини і його дифузія углиб волокна. При виборі барвників для даного способу друкування слід враховувати їх здатність до сублімації і стійкість при 180-230°С. Барвники повинні мати високу спорідненість до волокна, забезпечувати отримання забарвлення з високою стійкістю до мокрих обробок і світла.
До складу друкувальної фарби для нанесення рисунка на перевідний папір входять: 1) дисперсний барвник, 2) сполучна речовина, 3) розчинник. При необхідності додають речовини, що регулюють адгезію паперу до тканини під час сублімації дисперсного барвника, а також інтенсифікатори для забезпечення більш швидкого і повного переходу барвника на волокно в процесі термодрукування. Надрукований папір швидко висушують в м'яких умовах.
Перенесення барвника з паперу на текстильний матеріал може здійснюватись як періодичним, так і безперервним способами.
Оптимальні параметри процесу перевідного друку визначаються в основному видом волокнистого матеріалу, з якого виготовлена тканина. Так для тканини із поліефірного волокна оптимальні умови термодрукування: 200-230°С, 10-30 сек.; для поліамідних і триацетатних тканин: 190-200°С, 20 сек.; для тканин із ацетатних волокон: 185°С, 15-20 сек.
Для друкування тканини із поліакрилонітрильних волокон використовують катіонні барвники. До складу друкувальної фарби, крім барвника і загустки, вводять оцтову кислоту, препарати для кращого розчинення барвника і прискорення його фіксації на волокні (резорцин), речовини, які попереджають відновлення барвника.
Загущувачі для друкування катіонними барвниками не повинні містити кислотні групи, в складі загусток не повинні бути електроліти і луги. Звичайно використовують крохмаль і декстрин в суміші з трагантом та іншими продуктами.
Після друкування і висушування фіксацію катіонних барвників на волокні найчастіше здійснюють в середовищі насиченої пари при 98-100°С протягом 45-60 хв. Цей спосіб дає порівняно з іншими найбільшу яскравість і високу стійкість забарвлення.
При друкуванні текстильних матеріалів широке використання знаходять пігменти. За допомогою них можна отримувати на тканині яскраві і складні рисунки з чітким контуром. При друкуванні тільки пігментами зникає необхідність у: 1) промиванні і мильній обробці надрукованої тканини, в результаті чого спрощується технологія, 2) знижується вартість обробки тканини після друкування, 3) скорочуються витрати води і електроенергії, хімікатів. Отримане забарвлення відзначається високою світлостійкістю, стійкістю до дії окислювачів і відновників.
До недоліків пігментного друкування можна віднести: 1) невисоку стійкість забарвлення до тертя в сухому і мокрому стані, 2) підвищену жорсткість тканини в місцях нанесення друкувальної фарби.
До складу друкувальної фарби входять: пігмент, сполучні речовини (плівкоутворюючі і сіткоутворюючі компоненти), каталізатор і допоміжні речовини. Склад друкувальної фарби, її в'язкість вибирають залежно від природи волокнистого матеріалу.
Особливу увагу при пігментному друкуванні приділяють вибору загущувачів. Загущувач разом з пігментом міцно фіксується на волокні за допомогою сполучного і видалити його в процесі промивання практично неможливо. Присутність загущувача в надрукованих місцях надає тканині жорсткість.
Тому при друкуванні пігментами тривалий час використовували емульсійні загустки, до складу яких входять уайт-спірит, вода і емульгатори. Але використання таких загусток пов'язано з підвищеною пожежонебезпекою і погіршенням санітарно-гігієнічних умов праці, тому широке використання отримують без бензинові способи друкування, де використовуються загустки на основі метилцелюлози, похідні акрилової кислоти.
Тканину після друкування висушують і піддають термічній обробці протягом 2,5—5 хв. при 150—170°С. Тканина після друкування має м'який гриф, забарвлення стійке до сухого тертя і мокрого витирання.