книги из ГПНТБ / Крашение хлопкового волокна для меланжевого производства Г. Е. Сладкопевцева, Н. А. Шубина.1960 - 4 Мб

Падение упругой деформации хлопкового волокна при кра­ шении на проходных аппаратах достигает 20—30%, при краше­

нии на центрифугальных аппаратах — не более 10%. При обоих видах крашения жесткость волокна повышается на 10—15% по сравнению с жесткостью сурового хлопка. Хлопковое волокно

высших и отборных сортов в суровом виде имеет упругую дефор­ мацию около 75—90%, а хлопковое волокно V сорта —45—48%.

В табл. 3 приведены показатели упругости и жесткости суро­

вого волокна и волокна, окрашенного на проходных и центрифу­ гальных аппаратах.

Таблица 3

Из данных табл. 3 видно, что после крашения жесткость во­ локна возрастает на 20%, упругость волокна уменьшается после

обработки на проходных аппаратах на 15%, на центрифугаль­

ных — наб %.

В табл. 4 приведены данные об изменении упругости и жест­ кости хлопка после прохождения его через проходной хлопко­ красильный аппарат.

Таблица 4

*Перед определением хлопок растрепан вручную.

**Перед питателем сушилки хлопок прошел мокрую пневматику и трепание (била вен­

тилятора).

Изучение упругости хлопка показало, что она понижается

в результате механических воздействий и восстанавливается после обработки хлопка на чесальной машине. Если же упругие

свойства волокна резко понижаются в процессе крашения, то они не восстанавливаются при чесании, что неблагоприятно отражается на процесс прядения.

Как уже было сказано выше, в процессе крашения изме­ няется состав волокна: уменьшается содержание жировых ве-

9

ществ на волокне, происходит вымывание водорастворимых солей. Кроме того, при этом изменяется поверхность волокна вследствие отложения на ней красителя, что увеличивает коэф­ фициент трения и понижает прядильные свойства.

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРОВЫХ ВЕЩЕСТВ НА ВОЛОКНЕ

Обычно большое влияние на прядильные свойства оказывает содержание на волокне жировых веществ. В условиях сернистого крашения при достаточно высокой щелочности, наличии поверх­

ностноактивных веществ и высокой температуре красильных ванн количество природных жировых веществ значительно снижается;

если на суровом хлопке их 0,4—0,6%, то на окрашенном — 0,3—0,4%. С уменьшением жировых веществ понижается эла­ стичность хлопка и увеличивается его жесткость.

В результате крашения хлопка на центрифугальных аппара­ тах, при резко повышенной концентрации щелочи (до 20 г/л) и

длительном воздействии ее на хлопок, имеет место повышение жесткости и падение упругости волокна и снижение жировых веществ, что видно из данных табл. 5.

Прядильные свойства хлопка резко ухудшаются при сниже­ нии жировых веществ на волокнах. Хлопок мерсеризованный

совсем не годится для прядения, так как холсты в трепальном отделе из-за отсутствия сцепления между волокнами очень рыхлы и разваливаются. Мерсеризованный хлопок имеет пони­ женные жесткость (55,9) и упругость (49,7%), лишен извитости, и в нем понижено содержание жировых веществ. Все это при­ водит к полной непригодности мерсеризованного хлопка для прядения.

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СВОЙСТВА ВОЛОКНА

Замечено, что избыток поверхностноактивных веществ (кон­

такта, мыла и других) отрицательно влияет на прядильные свойства хлопка. При этом повышается трение между волокнами, хлопок становится валким и «скрипит» при растаскивании, что препятствует вытягиванию полуфабриката на прядильном обо­ рудовании. Испытанию подвергали следующие поверхностно­ активные вещества:

1) контакт в концентрации 25 и 7—9 г/л;

10

2) некаль — керосиновая эмульсия 1:2 — в концентрации

5—8 г!л (на проходном аппарате);

3)керосин в концентрации 10 г/л.

Втабл. 6 приведены данные, показывающие изменение жесткости, упругости и коэффициента трения волокна в зави­

симости от концентрации поверхностноактивных веществ в рас­ творе.

Таблица 6

яНекаль — керосиновая

Из данных табл. 6 видно, что коэффициент трения у окрашен­ ного волокна во всех случаях больше, чем у сурового.

Коэффициент трения волокна особенно сильно сказывается в прядении, если его завышение вызвано повышенным содер­ жанием жировых веществ и поверхностным отложением кра­ сителя.

Хлопок, окрашенный при концентрации контакта в растворе 25 г/л, обладает на ощупь характерным «скрипом», качество прочеса на чесальных машинах при этом низкое; на тазовых ровничных и на перегонных машинах такой хлопок перерабаты­ вался с высокой обрывностью; на прядильных машинах ров­ ница из этого хлопка перерабатывалась также с высокой обрыв­ ностью; качество пряжи получилось низкое.

Хлопок, окрашенный на проходном аппарате, при концен­ трации контакта 7—9 г/л, идет в прядении нормально, хотя и имеет повышенный коэффициент трения. По-видимому, такая концентрация контакта может быть допустима в красильных

ваннах.

При повышенной концентрации керосино-некалевой эмуль­ сии хлопок приобретает жесткость и «скрип». При этом процесс вытягивания на ленточных и перегонных ровничных машинах затрудняется, а обрывность на прядильных машинах повы­

шается.

Крашение хлопка на проходном аппарате при повышенном

содержании контакта (10—20 г/л), особенно при повышенной щелочности (10—15 г/л NaOH), делает его очень жестким и резко снижает прядильные свойства хлопка. Такой хлопок очень

11

плохо перерабатывается на чесальных машинах. При наличии

в контакте большого количества солей железа (вследствие хра­ нения и перевозки его в неусредненном виде в железной таре) под влиянием большой щелочности красильной ванны железо осаждается на хлопке в виде гидрата или сернистого железа. Это сообщает волокну после высушивания жесткость и может вы­ звать загорание его в сушилке, так как окислы железа и серни­

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ЖИРОВЫМИ ПРЕПАРАТАМИ НА СВОЙСТВА ВОЛОКНА

Для восстановления нормального количества жировых ве­ ществ окрашенный хлопок замасливали после крашения. В ка­ честве замасливателей употребляли вещества типа растворимых мыл или эмульсий из минеральных масел, но они не нашли прак­ тического применения. Мыла дают на волокне нерастворимые

соединения с кальциевыми и магниевыми солями, особенно при

употреблении жесткой воды. Эти нерастворимые соли жирных кислот способствуют свойлачиванию волокна, что препятствует его расчесыванию.

Трудность эмульсирования заключается в сложности равно­ мерного нанесения эмульсии на волокно.

В настоящее время для замасливания волокон применяют стеарокс 6, авироль, замасливатель Т-1.

Практикой установлено, что содержание нерастворимых

в воде жировых веществ более 0,6% вызывает ухудшение пря­ дильных свойств волокон.

Введение в оживочную ванну препарата стеарокс 6 при кон­ центрации выше 1 г/л или опрыскивание перед каландром мо­ крого хлопка 10%-ным раствором стеарокса 6 повышает содержание жировых веществ на хлопке до 0,5—0,6%, что

12

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО НАНЕСЕННОГО КРАСИТЕЛЯ НА СВОЙСТВА ВОЛОКНА

Поверхностно нанесенный на волокно краситель ухудшает

прядильные свойства хлопка. Такое положение имеет место при

повышенном содержании грубодисперсного красителя в кра­ сильных ваннах или при плохой промывке волокна после краше­ ния. Этот избыток красителя легко теряется волокном при чесании, затрудняет процесс обработки и ухудшает качество ленты.

Ниже приведены данные, показывающие содержание краси­

может быть не усвоено волокном и легко теряется в процессе чесания хлопка. Большое содержание красителя в ванне способ­ ствует поверхностному нанесению его. Для снижения концен­

трации красителя в красильных ваннах, получения более высокодисперсного красителя и увеличения его выбираемости из ванн были проведены следующие мероприятия: двухванный спо­ соб крашения был заменен трехванным; при этом время краше­

ния увеличено с 3 до 4,5 мин.; температура красильных ванн повышена с 75—85° до 85—95°; была изменена дозировка серни­ стого натрия с 10—12 до 5—7 г/л, что также положительно ска­ зывается на выбираемости красителя и снижает щелочность красильной ванны. Для повышения дисперсности красителя из состава красильной ванны была исключена поваренная соль, ко­

торую ранее вводили в количестве 25—30 г/л, расход красителя в результате этого не увеличился, так как содержание электро­ лита в ходовой красильной ванне благодаря наличию в ней тио­ сульфатов (30—40 г/л) вполне достаточно. Снижение концен­ трации красителя за счет увеличения времени крашения способ­

ствует улучшению промывки хлопка, так как крашеный хлопок

13

после отжима перед промывной коробкой несет на себе менее концентрированный красильный раствор.

Величина отжима на проходном аппарате после крашения сильно влияет на унос и потерю красильной жидкости из ванны,

а также на степень промывки хлопка: чем меньше отжим, тем больше потеря красителя и тем хуже промывка хлопка.

В настоящее время на Ивановском меланжевом комбинате нашли возможным снизить концентрацию сернистых красителей

в маточных растворах, изготовляя сразу питающий раствор кра­ сителя с концентрацией красителя не более 100 г/л, что обеспе­ чивает полное растворение красителя. Введено, кроме того, отстаивание питающего раствора в течение не менее 10 час. В связи с указанными мероприятиями изменился и состав кра­ сильных ванн; уменьшилась концентрация красителей, серни­ стого натрия и солей, накапливаемых в ванне, в процессе ходо­

вого крашения.

На основании длительного опыта работы для улучшения пря­ дильных свойств хлопка, окрашенного сернистыми красителями на проходных аппаратах, рекомендуется следующий режим кра­

шения:

1. Крашение следует проводить при оптимальных количе­ ствах красителя и сернистого натрия в красильной ванне, а именно: красителя не более 25—30 г/л, сернистого натрия

не выше 100 г/л, применяя для этого отстоенный раствор серни­ стого натрия с 10-часовым последующим отстаиванием питаю­

щего раствора.

3.Температуру красильных ванн поддерживать в пределах

85—95°.

4.Отжим волокна после крашения (перед промывкой) дер­ жать в пределах 100—120%.

5.После промывки до чистой воды волокно следует подвер­ гать оживке — обработке при помощи прыска, установленного перед отжимным каландром, 10%-ным раствором поваренной соли из расчета 2 г/кг волокна.

6.После сушки хлопок следует выдерживать в лабазе в тече­ ние не менее двух суток для выравнивания влажности.

7. Влажность хлопка перед прядением должна быть в пре­ делах 10—12%.

8. Жировые вещества (типа стеарокса 6) наносить только

в виде раствора до содержания препарата не более 0,6%.

При соблюдении этих условий окрашенный хлопок без затруд­ нений проходит по всем переходам прядильной фабрики.

14

ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ волокон

Хлопковое волокно, имеющее в своем составе значительное

количество солей, обладает определенной электропроводностью,

которая резко снижается при удалении этих солей в процессе крашения и промывки, в результате которых зольность во­

локна снижается на 40—70%.

Волокно, лишенное электролитов, электризуется при прохож­ дении прядильных машин, что препятствует нормальному тече­ нию процесса прядения: волокно прилипает к воронке при вы­

ходе из чесальных и ленточных машин, пушит и забивает рабо­ чие части машины. Отмытый от электролитов хлопок обладает резко заниженными прядильными свойствами. Обработка хлопка

электропроводность; такое волокно в прядении не электризуется. Измерение электростатических зарядов хлопка производи­ лось электронным вольтметром (с точностью до 1 б). При этом на чесальных, ленточных, ровничных и прядильных машинах статических зарядов на хлопке не было обнаружено. Не были обнаружены заряды и на суровом хлопке. Отсутствие статиче­ ских зарядов у хлопка показало, что применяемая после краше­ ния оживка делает волокно достаточно электропроводным, пре­ пятствует образованию статического электричества. Это под­ твердилось также следующим опытом. Пучок хлопка для изоля­ ции помещали на эбонитовую подставку и заряжали с помощью эбонитовой палочки, затем измеряли его потенциал электронным

вольтметром. Потенциал сурового хлопка был равен 40—50 в, а потенциал окрашенного хлопка 20—30 в. При проведении та­ кого же опыта с неизолированным хлопком, лежащим на кипе, заряд, сообщенный волокну, быстро утекал, и стрелка вольт­ метра показывала нуль. Этим опытом доказывается, что перера­

батываемый хлопок обладает значительной электропровод­ ностью; это и объясняет отсутствие зарядов на окрашенном во­ локне, перерабатываемом на прядильных машинах.

Замена поваренной соли, применяемой для оживки, хлори­

стым кальцием (в количестве 1—2 г/кг хлопка) с целью улучше­ ния электропроводности хлопка путем замены одновалентного элемента двухвалентным повысила жесткость волокон и сни­ зила его упругость, а это в свою очередь сказалось на структуре

холста — повысилась его неровнота. Таким образом, подобная замена не имела преимуществ; отсутствие же на хлопке зарядов указывает на вполне достаточную электропроводность хлопка, достигаемую применением поваренной соли в указанном выше количестве.

Количество электролита (солей) на хлопке должно быть не менее 1 г/кг хлопка. Так как основным электролитом является поваренная соль, то контроль качества оживки заключается

15

в определении количества NaCl (меркурометрическим методом) после промывки хлопка водой по установленной методике (ко­ личество соли относится к весу взятого для промывки сухого хлопка).

В настоящее время для определения электропроводности во­ локна применяют прибор мегометр МС-06, сконструированный В. И. Горбуновым. Прибор имеет верхний предел 10-10 мегом. Он непосредственно определяет сопротивление массы хлопка весом 20 г, заключенного в особую кассету из винипласта. Перед

замером электропроводности образцы выдерживают при опре­ деленной влажности примерно 40—50 час. При испытании боль­ шое значение имеют температура и влажность, поэтому для сравнения электропроводности следует строго придерживаться этих параметров, приведенных в табл. 7.

Из данных, приведенных в табл. 7, видно, что окрашенный и неоживленный хлопок (образец № 2) имеет значительно мень­ шую электропроводность. Хлопок с достаточной оживкой (обра­ зец № 4) имеет электропроводность, близкую к суровому хлопку или в несколько раз большую у хлопка с повышенным содержа­

нием электролита (образец № 5).

Электропроводность сурового хлопка зависит от его солевого состава, поэтому определять ее необходимо параллельно для сурового и окрашенного хлопка. При помощи мегометра имеется возможность контролировать изменение электропроводности во­

локна при различных его обработках.

■ Оживка повышает электропроводность хлопка и сообщает во­ локну необходимые гигроскопические свойства вследствие нане­ сения гигроскопических соединений, как например, солей натрия и магния. Присутствие достаточного количества влаги в волокне необходимо для действия электролита; с увеличением влажности

электропроводность резко увеличивается. Гигроскопичность во­ локна способствует выравниванию влажности после сушки, что очень важно для сокращения вылеживания хлопка в лабазах

прядильной фабрики.

Хлопок даже с хорошей оживкой не идет в прядении, если его пускают в работу, не выдерживая после сушки, так как не­

16

равномерная влажность волокна резко сказывается на его упру­ гих свойствах. Хлопок, выдержанный в лабазе в течение 3— 4 дней, нормально перерабатывается в прядении. После вылежи­ вания в лабазах хлопок должен иметь равномерную влажность в пределах 10—12%.

ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШТАПЕЛЬНОГО ВОЛОКНА ПРИ КРАШЕНИИ

Промышленность искусственного волокна выпускает в основ­ ном суровое штапельное волокно и лишь незначительное коли­ чество волокна, окрашенного в массе в цвета черный, серый, си­ ний и коричневый.

На меланжевых комбинатах осуществляется крашение шта­ пельного волокна в различные цвета. При этом основным усло­ вием является сохранение прядильных свойств волокна; краше­

ние ведут на хлопкокрасильном оборудовании: проходных и центрифугальных хлопкокрасильных аппаратах.

Технология крашения штапельного волокна разработана

сучетом его следующих особенностей: повышенная способность

кнабуханию (особенно в щелочных растворах) и пониженная прочность в мокром состоянии (потеря прочности на 40—50% от прочности в сухом состоянии), повышенная сорбционная спо­ собность к воде и растворам красителей.

Сернистыми и частично кубовыми красителями красят в основ­

ном низкономерное штапельное волокно. Высокая щелочность и температура способствуют большой набухаемости волокна, в ре­ зультате чего оно становится очень чувствительным к механиче­ ским воздействиям, неизбежным при крашении.

Если крашение на центрифугальных аппаратах не вызывает больших затруднений, так как волокно здесь во время крашения находится в покое и испытывает только давление жидкости, цир­ кулирующей через него, то при крашении на проходном аппа­ рате волокно подвергается сильным механическим воздействиям: повторяющимся сильным отжимам при давлении до 80 кг!пог. см, отжиму на каландре при давлении 120 кг!пог. см, воз­ действиям бил и пневматики на мокрое волокно. Штапельное волокно не выдерживает этих воздействий и изменяет свою структуру — выходит с уплотненными образованиями, состоя­ щими из раздавленных и порванных волокон, что затрудняет процесс чесания. Удары трепальных бил создают сильную зажгу-

ченность волокна. Вследствие большой гигроскопичности шта­

пельное волокно высушивается очень неравномерно, влажность отдельных недостаточно разрыхленных участков волокна доходит до 20—30% при общей влажности 15%, что также отрицательно сказывается в прядении и вызывает необходимость выдер­ живать волокно длительное время в лабазах перед пуском в работу.

Технология крашения хлопка применительно к штапельному

волокну изменена следующим образом:

1.Снижена концентрация сернистого натрия до 2—3 г/л (для хлопка 4—6 г/л).

2.Сокращено время крашения на проходном аппарате с 4,5 до 3 мин. (введен двухванный способ вместо трехванного).

4.Промежуточные отжимы доведены до минимально возмож­ ных (140—160%).

5.Отжим на каландре уменьшен до 120—130% (при обра­

ботке хлопка 70—80%).

6.Температура красильных ванн снижена до 60—70°.

7.Керосин и контакт, как поверхностноактивные вещества, увеличивающие жесткость волокна, выведены из состава кра­ сильной ванны.

8.Для выравнивания влажности волокна после высушивания

введено обязательное выдерживание его в течение двух-трех дней в лабазах прядильной фабрики.

Окрашенное штапельное волокно по сравнению с хлопком обладает большей жесткостью и меньшей упругостью. Упругость

штапельного волокна снижается на 10—30%, причем снижение на 30% связано с нарушением структуры волокна и объясняется

механическими воздействиями, претерпеваемыми волокном при крашении, когда оно находится в набухшем состоянии.

Штапельное волокно содержит жировых веществ несколько меньше, чем хлопковое, — в пределах 0,2—0,3%, а при крашении

теряет еще 10—15%. Для повышения упругости и содержания жиров введена обработка окрашенного волокна препаратом стеарокс 6; эту обработку проводят на проходных аппаратах пе­ ред отжимом на каландре (10%ный раствор стеарокса 6 по­

дается на волокно из прысков), а на центрифугальных аппара­ тах стеарокс 6 добавляется в оживочную ванну в количестве 1 г/кг волокна. Эта обработка обеспечивает повышение содержа­ ния жировых веществ до 0,25—0,4%, волокно приобретает рых­ лость, эластичность, характерный легкий скрип и спокойно про­ ходит по всем переходам прядильного производства.

Уменьшение электризации волокна в прядении достигается обработкой промытого окрашенного волокна оживочным раство­ ром, содержащим помимо стеарокса 6 поваренную соль до 5 г/л, что обеспечивает количество соли порядка 2—3 г/кг во­ локна. Электропроводность волокна резко повышается, и элек­ тризации не наблюдается.

В условиях крашения на хлопкокрасильном оборудовании, где циркуляция красильной жидкости идет через уплотненную толщу волокна, неизбежно поверхностное нанесение красителя

как следствие недостаточного отстаивания красильных раство­

18