книги из ГПНТБ / Крашение хлопчатобумажной пряжи для пестроткачества в аппаратах Д. Б. Гринблат.1960 - 13 Мб

Прибор смонтирован в небольшом ящике Со шкалой, показы­ вающей содержание перекиси водорода в г/л. Испытываемый раствор в определенных объемах смешивается ^раствором мар­ ганцевокислого калия в специальных кюветах; при этом выде­

ляется газообразный кислород, который по резиновой трубке подается в измерительную часть прибора [7].

Отбелка хлоритом натрия

Двуокись хлора, как средство для белениц, сообщающее уме­ ренный белящий эффект, известна около 100 лет. Однако работа с этим веществом сопровождается сильным запахом, а иногда

приводит и к отравлению. В конце тридцатых годов этого столе­ тия взамен двуокиси хлора для отбелки начали применять хло­ рит натрия.

В настоящее время в некоторых зарубежных странах хлоритная отбелка вытесняет не только гипохлоритную, ■ но и пере­ кисную отбелку. Хлоритная отбелка дает лучшую бель, чем гипохлоритная и перекисная отбелка; отбеленная ткань приобре­ тает прекрасный внешний вид, мягкий гриф. Хлорит почти не

повреждает целлюлозу и полностью удаляет остатки коробочек хлопка — «галочки». При хлоритной отбелке отпадает необхо­ димость в предварительной щелочной отварке, что сокращает время отбелки, удешевляет процесс (последнее определяется

также незначительным расходом хлорита).

Однако высокая агрессивность хлоритных растворов соз­ дает значительные трудности для их применения; практически только нержавеющая сталь с высоким содержанием молибдена противостоит корродирующему действию хлорита и выделяющей­ ся при белении двуокиси хлора. В настоящее время за рубе­ жом аппаратура для хлоритной отбелки выполняется из стали марок V4A экстра и V14A, но, по некоторым данным, и эти стали медленно корродируютИногда для уменьшения корродирующе­ го действия раствора хлорита в него добавляют соли фосфора

или нитрита натрия.

Скорость процесса беления регулируется изменением pH.

Величина pH проверяется потенциометром или индикаторной бу­ мажкой. Приблизительное значение величины pH для различных

сред следующее:

Обычно процесс беления, ведется в слабокислей и кислой среде при рН=3—4, при температуре от 60 до 90° и содержании хлорита от 0,5 до 4,5 г/л. Для подкисления растворов применяет­ ся уксусная или муравьиная кислота. При использовании под­

29

кисленных растворов хлорита выделяется двуокись' хлора. Для удаления двуокиси хлора должна быть предусмотрена хорошая вентиляция; кроме того, для борьбы с запахом рекомендуется в раствор добавлять в небольших количествах перекись водорода.

Кроме указанной отбелки хлоритом, можно проводить комби­ нированную хлоритно-гипохлоритную отбелку при pH = 9. В этом случае к раствору гипохлорита с содержанием хлора 0,5—5 г/л добавляют раствор хлорита (в пересчете на активный хлор порядка 40%). Можно применять и комбинированную хлорит- но-перекисную отбелку. В этом случае отбелка ведется при тем­ пературе 60—70° в слабокислой среде.

Наконец, в нейтральной среде можно применять хлорит вместе с альдегидами в забуференных фосфатами растворах при температуре от 25 до 75°.

Применяя хлорит, необходимо знать, что при попадании на не­

го кислот выделяется в значительном количестве сильно взрыв­ чатая и ядовитая двуокись хлора. Попадание гидросульфита в хлорит может вызвать воспламенение последнего. Сухой хлорит и слабощелочные растворы его достаточно устойчивы [8].

III. МЕРСЕРИЗАЦИЯ ПРЯЖИ

Мерсеризация — это обработка пряжи или ткани на холоду при натяжении в растворе едкого натра уд. веса 1,250—1,300

В результате этой обработки материал приобретает шелковис­ тый блеск, повышенную восприимчивость к красителя^ и боль­ шую прочность.

■Обычно пестротканые изделия мерсеризуют в суровье, т. е. обрабатывают уже готовую ткань. Это связано главным обра­ зом с тем, что в мерсеризационных машинах для пряжи можно

мерсеризовать пряжу только в мотках; кроме того, эти машины по сравнению с машинами для мерсеризации ткани имеют очень низкую производительность.

Для изготовления пестротканых изделий очень важно мерсе­ ризовать пряжу до ткачества. Хлопчатобумажная ткань, изго­

товленная из опаленной и мерсеризованной пряжи, красивее, по внешнему виду напоминает шелковые ткани. Пестротканые поплины, носовые платки, легкие плательные ткани следует вы­

рабатывать из мерсеризованной пряжи.

После мерсеризации «мертвые» волокна закрашиваются, канч

нормальные. Интенсивность окраски у мерсеризованной пряжи

значительно больше, а красителя, расходуемого для получения определенного цвета и тона, при окраске мерсеризованной пря- н/и экономится до 40% (по сравнению с крашением немерсеризованной пряжи).

редко удается получить температуру ниже 15°.

30

Проводя процесс мерсеризации, следует помнить, что раствор едкого натра интенсивно поглощает углекислый газ из окру­ жающего воздуха. В результате может оставаться нормальная плотность раствора, но содержание едкого натра будет меньше оптимального за счет образования в растворе кальцинированной

соды.

В настоящее время применяется несколько способов мерсери­ зации пряжи.

Для экономии красителя иногда перед крашением пряжу об­

рабатывают едким натром уд. веса 1,142—1,180 при температу­ ре 30° и выше- В результате волокно жадно воспринимает краси­

едкого натра уд. веса 1,263—1,320, при температуре 25—30°. Процесс проводят на мерсеризационной машине не менее 70 сек., но иногда и до 2 мин. После такой обработки, помимо блеска, значительно повышается прочность пряжи.

Наконец, полная мерсеризация производится на мерсери­ зационных машинах при растяжении, составляющем 4—5% от первоначальной величины периметра мотка.

При полной мерсеризации рекомендуется мерсеризовать су­ хую неотваренную пряжу, добавляя к .мерсеризационным щело­ кам смачиватели типа мерсерола, сульфирола или различные фенольные фракции, которые повышают смачивающую способ­ ность щелочи. При отсутствии смачивателей следует мерсери­

зовать отваренную пряжу. Эту пряжу необходимо предваритель­ но очень хорошо и равномерно отжать, так как вносимая влага будет разбавлять мерсеризационную щелочь и разогревать рас­ твор, в результате чего ухудшится мерсеризационный эффект.

Для мерсеризации применяют раствор с уд. весом 1,260 и

температурой не выше 15—20°.

После окончания процесса мерсеризации пряжу промывают

без снижения натяжения горячей (75—80°), а затем холодной водой, после чего ее снимают с валов мерсеризационной машины,

кислуют на кисловочной барке серной кислотой концентрацией 1,5—5 г/л в течение 10 мин. Промывают пряжу холодной и теп­

лой водой и отжимают в центрифуге, после чего ее направляют для дальнейших переработок.

На современных мерсеризационных машинах все операции

мерсеризации производятся автоматически.

Очень хорошо зарекомендовала себя карусельная мерсери­ зационная машина фирмы Кляйнвеферс-

Головка машины, состоящая из восьми пар валов, в течение примерно 48 сек. поворачивается на Ve окружности.

31

Полный поворот головки с валами .происходит в среднем за 400 сек. Перед очередным поворотом все ящики для щелочи и противни для сбора воды опускаются, а затем снова поднимают­ ся. Валы машины^совершают возвратно-поступательное движе­ ние.

Цикл работы карусельной машины следующий:

I. Валы сближаются для съема и надевания мотков.

II.После первого поворота — обработка пряжи в растворе едкого натра при постоянном натяжении.

III. То же, что и при положении II, но валы несколько сбли­ жаются.

IV. Обработка пряжи снова в растянутом состоянии.

V. Отжим пряжи для устранения избытка щелочи.

VI. Первая горячая промывка (сбор смытой щелочи). VII. Вторая горячая промывка.

VIII. Холодная промывка и отжим пряжи.

Снимают и надевают пряжу на одном и том же участке ма­

шины.

В пестроткачестве может быть полезна высокопроизводи­

тельная машина для мерсеризации пряжи непрерывным жгутом

(такие машины пока еще в нашей промышленности отсутству­ ют).

Обычные двухсторонние гидравлические мерсеризационные машины, имеющие от двух до двенадцати пар валов, располо­ женных либо вертикально, либо горизонтально, достаточно освещены в современной литературе (9] и поэтому здесь не рас­ сматриваются.

IV. крашение

Как уже отмечалось, применяемую для пестроткачества

хлопчатобумажную пряжу лучше всего красить в бобинах или на красильных барабанах. Однако и в настоящее время многие фабрики красят пряжу в мотках на ручных барках, реже в аппа­ ратах для крашения мотков, что связано с дополнительными производственными затратами на перемоточные операции.

При крашении пряжи, предназначенной для пестроткаче-

сива, jb бобинах и на красильных барабанах не следует злоупот­ реблять крашением на остаточной ванне, так как в партиях

ткани с грунтовыми рисунками или в крупную клетку возможна разнооттеночность, которая может привести к заметной полосатости и понижению сортности готовой ткани.

Для изготовления пестротканых изделий, выпускаемых по группе особо прочного и прочного крашения (таких, как пла­ тельно-рубашечная группа тканей, одежная, полотенечно-пла­ точная, подкладочная и мебельно-декоративная), пряжа должна иметь окраску, прочную к свету, стирке, мокрому и сухому тре­ нию, воде, поту и отбелке по ГОСТ 7913—56 (если она предус-

32

Крашение целлюлозных волокон можно рассматривать как процесс, складывающийся из четырех последовательных фаз:

1)набухания волокна;

2)адсорбции красителя внешней поверхностью волокна;

3)диффузии красителя в глубь волокна;

4)фиксации красителя внутри Волокна.

Чтобы молекулы, красителя могли проникнуть в межмоле­

кулярные пространства целлюлозного волокна, необходимо под­ готовить волокно к восприятию красителя. Красильная среда, точнее вода, вызывает набухание волокна. Частицы раствори­ мых красителей (или натриевые соли восстановленных кубовых и сернистых красителей) находятся в водном растворе в виде ионов, недиссоциированных молекул, а также агрегатов моле­ кул или ионов. Для проникания красителя в глубь волокна необходима дезагрегация красителя, которая достигается глав­ ным образом при повышении температуры, когда практически все агрегаты ^молекул красителя распадаются на отдельные молекулы и ионы.

Навнешней поверхности целлюлозных волокон краситель адсорбируется или молекулами, или' агрегатами молекул. Чем больше Дисперсность, т. е. чем меньше частицы красителя, тем больше скорость адсообции. Повышение температуры пони­

жает адсорбцию красителя. Введение электролита в красиль­ ную ванну уменьшает силы отталкивания между частицами красителя в растворе и целлюлозным волокном, которые имеют одинаковый электрический заряд. Стабильность красильного

Споверхности волокна молекулы красителя диффундируют

вглубь набухшего волокнаМеста молекул красителя, продиф-

фундировавших в глубь волокна, замещаются молекулами кра­ сителя, поступившими на поверхность его из раствора.

Скорость диффузии красителя в межмолекулярные прост­

ранства волокна характеризует скорость процесса крашения. На скорость диффузии прежде всего оказывает влияние тем­ пература. При повышении температуры возрастает скорость диффузии и, несмотря на понижение адсорбции, красильная ванна скорее истощается. Концентрация электролита в кра-

сйльной ванне влияет на скорость диффузии красителяУмерен­

ные доба-вки электролита увеличивают -скорость диффузии, из­ быток же электролита тормо-зит диффузионный процесс: моле­ кулы красителя откладываются на волокне в виде слоя кра­ сителя, плотно закрывая доступные Для адсорбции места, и

снижают скорость адсорбции. Это приводит к поверхностному накрашиванию волокна и неровноте окраски.

Фиксацию продиффундировавшего в волокно красителя мож­ но объяснить действием сил молекулярного притяжения допол­

34

улучшая ровноту окраски, а в больших количествах действуют как электролиты.

При крашении пряжи красильную ванну, подогретую до 25°.

заправляют кальцинированной содой (1—2% от веса пряжи), заливают в нее требуемое по рецепту количество красителя, по­

веса пряжи рекомендуется вводить во второй половине цикла крашения. Для пестроткани прямые красители, как правило,

следует применять только после закрепления.

Целый ряд так называемых диазотировочных прямых кра­ сителей способен диазотироваться и сочетаться с нафтолами или аминами, в результате чего повышаются прочности к мок­

рым обработкам, а у некоторых красителей и прочности к све­ ту, трению и пр.

Процесс упрочнения складывается из трех операций: диа­

зотирования, проявления, заключительной обработки-

Диазотирование окрашенной и промытой пряжи произво­ дится в кислой среде на холоду. Ванна содержит (от веса окрашенной пряжи) il,5—2,5% нитрита натрия и 15—7% соляной килоты уд. веса 1,200; соляную кислоту можно заменить поло­ винным количеством серной кислоты. Обработка продолжается

15—20 мин., после чего пряжа поступает для проявления.

Продолжительность проявления та же, что и диазотирова­ ния. Оно производится на холоду бетанафтолом либо метатолуилендиамином, метафенилендиамином или метилфенилпиразо-

лоном.

Бетанафтол растворяется в растворе едкого натра, а метилфенилпиразолон и метафенилендиамин — в растворе каль­ цинированной соды.

Добавление в диазотировочную ванну 0,5% медного купоро­

са повышает прочность окраски к свету.

Заключительная обработка состоит из двух промывок (вто­

рая промывка горячая), мыловки и последующей промывки.

Для повышения прочности окраски после крашения перед диазотированием и перед проявлением пряжу необходимо тща­

пестроткачества широко используют закрепители ДЦУ и ДЦМ,

являющиеся уксуснокислой солью продукта конденсации ди­ циандиамида с формальдегидом. Эти закрепители упрочняют большинство прямых красителей, повышая прочность к мок­ рым обработкам на 1—3 балла, а закрепитель ДЦМ. содер­

жащий в своем составе соли меди, повышает прочность окрас­ ки к свету. При этом оттенки некоторых красителей изменяют-

36

ся менее резко, чем при упрочнении этих же красителей одними

солями меди. i

Окрашенную пряжу обрабатывают при температуре 60—70°

в течение 15—20 мин. раствором закрепителя концентрации 8— 16 г!л, лосле чего ее промывают 5—10 .мин., а иногда отжи­ мают и сушат без промывки.

При недостаточно тщательной промывке окрашенной пряжи перед закреплением остатки красителя могут образовать с за­

крепителем ДЦУ трудно растворимый лак, резко ухудшающий

прочность окраски.

Закрепители ДЦУ и ДЦМ очрнь чувствительны к действию жесткой воды, щелочам, смачивателям и солям, которые могут осаждать закрепитель, поэтому химическая промышленность выпустила в 1957 г. так называемый закрепитель устойчивый

№ 2, который менее чувствителен к действию электролитов и

солей жесткости.

Можно улучшить прочность окраски некоторых прямых кра­

сителей обработкой окрашеннойпряжи солями некоторых ме­ таллов. Обработка окрашенной пряжи 1—3%-ным раствором медного купороса и уксусной кислоты в течение 20—30 мин. при

температуре 50—60° повышает прочность к свету некоторых прямых красителей, однако в большинстве случаев изменяет оттенок окраски.

Обработка окрашенной пряжи солями хрома: 3,5% хромо­ вых квасцов или 1—4% фтористого хрома и 1,5—3% уксусной кислоты, в течение. 20—30 мин. при температуре 60—80° повы­ шает прочность окраски к мокрым обработкам.

Обработка солями меди и хрома: хромпика *-13%- . и мед­

ного купороса 1—3% с уксусной кислотой 2—4%, улучшает прочность окраски к мокрым обработкам и свету, но сильно меняет оттенок некоторых красителей.

Обработка пряжи солями алюминия повышает прочность окраски к воде и мокрому трению; для этой цели применяют

Если окраска тускнеет, применяют дополнительную мыловку, обработку содой или жидким стеклом.

Обработка солями алюминия и магния повышает прочность

к воде и стирке окрасок, полученных большинством прямых

красителей, но из-за сложности и трудоемкости эти обработки

применяются редко.

Обработка окрашенной пряжи в течение 20—40 мин. 3%-ным раствором технического формалина повышает прочность окрас­ ки к воде, стирке и поту [11].

37

Крашение сернистыми красителями

Сернистые красители, так же как и кубовые, сорбируются волокном в форме лейкосоединения в щелочной среде.

Хотя из красителей всех классов сернистые красители по своим колористическим данным стоят на последнем месте (дают сравнительно тусклые цвета), в крашении пестроткани они находят довольно широкое применение из-за низкой стои­ мости и удовлетворительной прочности окрасок, получаемых при прочном крашении.

Растворяются сернистые красители преимущественно посред­

ством сернистого натрия, который переводит их в форму лейко­ соединения; реже применяется как 'восстановитель гидросульфит с каустической содой или глюкозаСернистые красители срав­ нительно слабо выбираются волокном, и поэтому для более полного использования красителя в ванну рекомендуется добав­ лять электролит — соль.

Однако следует иметь в виду, чтоизбыток электролита мо­ жет привести к коагуляции красителя, получению пачкающих окрасок.

Повышение температуры также способствует более полному

выбиранию красителя. Закрепление красителя на волокне про­ исходит после окисления адсорбированного красителя. Окисле­ ние осуществляется кислородом, воздуха или холодной воды,

либо раствором окислителя (например, хромпика с кислотой). Следует иметь в виду, что при крашении сернистыми кра­ сителями для красителя каждой марки требуется разное коли­ чество сернистого натрия. Так, если для крашения сернистым

черным достаточно 50—60% технического сернистого натрия от веса красителя, то при крашении цветными красителями при­ ходится расходовать его до 300%. При этом недостаток серни­ стого натрия приводит к получению пачкающих окрасок, а из­

быток — к затруднению окисления, вследствие чего краситель смывается при промывках. Однако в некоторых случаях' избы­ ток сернистого натрия действует как электролит, способствуя получению более сочных окрасок.

В темные цвета, чаще всего в черный, рекомендуется кра­ сить на постоянной ванне, добавляя в последующие ванны для подкрепления от 25 до 35% красителя от первоначально взя­ того количества.

Подкрепляемую ванну следует контролировать по плотности раствора, причем плотность раствора не должна превышать

1,050 при крашении в черный цвет. Этоособенно важно при крашении основ в аппаратах, так как растворы более высокой плотности могут явиться дополнительней причиной образования так называемого прорыва пряжи на красильном барабане.

Сернистые красители, чаще всего сернистые синие, могут давать так называемые бронзирующие окраски, возникающие в

38