Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Отделочные и печати на текстиле


Технологии/Отделочные и печати на текстиле/Прорыв в технологии отмывки активных красителей

Прорыв в технологии отмывки активных красителей

23 ноября 2004
Рынок легкой промышленности №40, 2004

Белов Антон Евгеньевич
Сименсмайер Карл (Karl Simensmeyer)

Отмывка после активного крашения обычно предусматривает многократное проведение промывочных и мыловочных операций, сопровождающееся значительным расходом воды. Продолжительность процесса мыловки зависит от глубины окраски, но проведение даже семи операций не является чем-то необычным. Известные рекомендации фирм производителей красителей очень схожи в описании процесса промывки (рис. 1).

Три цикла промывки перед мыловкой являются правилом. Незначительные расхождения в описании процесса промывки касаются только уровня pH, при котором предлагается проводить процесс.

Так, слабощелочная среда рекомендуется для монохлортриазиновых и монофтортриазиновых красителей (выкраски образцов DyStar, декабрь 2003, глава «Активные красители», стр. 20), а слабокислая или нейтральная среда - для винилсульфоновых (выкраски образцов DyStar, декабрь 2003, глава «Активные красители», стр. 21) или красителей с комбинированными активными группами.

Для средних тонов, как правило, процесс мыловки состоит из трех предварительных циклов промывки, высокотемпературной обработки при температуре, близкой к точке кипения, и трех заключительных операций промывки.

Целью предварительных промывок является снижение концентрации соли, что улучшает растворимость красителя и гидролизата, а также снижает их сродство к волокну. Высокотемпературная обработка способствует открытию субстрата и делает краситель, оставшийся в волокне, доступным для рабочего раствора. Заключительные операции промывки разбавляют незафиксированный краситель и снижают его количество до уровня, при котором может быть обеспечен приемлемый стандарт прочности.

Выше способность к отмывке - ниже сродство к красителю. Процесс растворения характеризуется динамическим равновесием. Это значит, что за один цикл может быть отмыта лишь незначительная часть красителя. Результат промывки зависит от жесткости воды, уровня рН и концентрации соли. Таким образом, единственный путь оптимизировать процесс мыловки - значительно улучшить способность красителя к отмывке в присутствии поваренной соли и солей жесткости воды, а также существенно снизить сродство красителя к волокну.

Этих целей можно достичь с помощью принципиально нового препарата Cyclanon® XC-W, который предотвращает повторное осаждение красителя и гидролизата на волокно.

Действие Cyclanon® XC-W можно продемонстрировать на примере двух окрашенных бобин крестовой мотки (рис. 2). Пряжа была окрашена обычным способом с 5% красителя Procion пурпурный H-EXL (DyStar). После крашения раствор был откачан в вакууме без предварительных операций промывки и мыловки, две паковки были высушены при 80°C и намотаны вместе со слоем неокрашенной пряжи.

После этого обе паковки были подвергнуты мыловке в течение 15 минут при 80°C (М 10:1, pH 8,5...10), одна в присутствии Cyclanon® XC‑W (2 г/л), а другая без него. В заключение паковки были промыты в течение 10 минут при 40°C и одновременно нейтрализованы.

Явный результат. Результат получился недвусмысленный. На бобине, которая была подвергнута мыловке и промывке без Cyclanon® XC‑W, видно заметное закрашивание слоя белой пряжи, тогда как при использовании Cyclanon® XC‑W закрашивания белой пряжи практически нет. Препарат предотвращает переход красителя и гидролизата красителя на волокно даже в присутствии соли, которая осталась на пряже после сушки.

Возникает вопрос, действует ли Cyclanon® XC‑W на краситель или на волокно. Спектроскопические исследования волокна не обнаруживают на нем никаких отложений, что позволяет предположить, что препарат не адсорбируется на волокно, и, следовательно, не активен по отношению к волокну.

Остается только одна возможность - с препаратом взаимодействуют краситель и гидролизат красителя. Спектроскопические исследования раствора красителя в чистой воде и в воде, в которую был добавлен Cyclanon® XC‑W, показывают различную зависимость коэффициента экстинкции от длины волны (рис. 3).

Это явно доказывает наличие полярного взаимодействия между хромофором красителя и вспомогательным веществом. Таким образом, можно предположить, что краситель и препарат сильно взаимодействуют или даже образуют молекулярный ассоциат или комплекс.

Тест на нагрузку. Для более детального исследования взаимодействия между красителем и вспомогательным веществом был проведен нагрузочный (специальный) тест с использованием гидролизата красителя. Анализ его результатов показывает, какое количество гидролизата красителя может связываться с Cyclanon® XC‑W (рис. 4).

Закрашивание текстильного материала служит первичной оценкой ожидаемого уровня прочностных показателей. Все данные о полученных прочностных показателях отражены в таблице (устойчивость к воде в соответствии с DIN EN ISO 105 E01, устойчивость к мокрым обработкам в соответствии с DIN EN ISO 105 C03).

Как видно, желаемый уровень прочностных показателей достигается уже с небольшими количествами Cyclanon® XC‑W, хотя незначительное закрашивание белого образца все еще наблюдается.

Кроме того - и это существенно для практического применения, - данный тест показывает, что необходимое количество Cyclanon® XC‑W обусловлено количеством присутствующего в системе красителя. Эксперимент был проведен при добавлении в раствор 20 г/л поваренной соли. Таким образом, было показано, что эффективность препарата не зависит от остаточной соли, все еще присутствующей в растворе. Следовательно, снижение уровня соли перед процессом мыловки уже больше не является строго необходимым.

Аналогичный эксперимент был также выполнен для проверки чувствительности вспомогательного вещества к уровню pH.

Результаты продемонстрированы на рис. 5. Эксперимент показал, что препарат активен как в кислой, так и в щелочной среде. Его применение, следовательно, универсально и не зависит от строения активной группировки красителя.

Производственные процессы и возможности для оптимизации. Результаты широкомасштабных испытаний показывают возможности оптимизации процессов в реальном производстве.

При стандартном проведении процесса 278 кг смесевой ткани хлопок/полиэфир 50:50 окрашивались с помощью двухступенчатого процесса на красильном аппарате MCS-SF. Крашение и последующую щелочную обработку полиэфирной составляющей здесь можно опустить. На втором этапе хлопковая составляющая окрашивалась при 80°C в течение 60 минут с 0,22% Cibacron желтый HD (Ciba), 0,19% Cibacron красный HD200 (Ciba) и 1,8% Cibacron зеленый H-3B (Ciba) в присутствии 90 г/л соли, 5 г/л NaCO3 и 2 мл/л 50%-ной каустической соды. Во время крашения и проведения операций промывки и мыловки модуль ванны составлял 1:10, степень отжима 200%. Процесс обработки после крашения показан на рис. 6.

Были проведены три промывки при 70°C (10 мин), две операции мыловки при 98°C (15 мин) с использованием 2 г/л вспомогательного вещества на основе полиакрилата и две заключительные промывки - одна при 70°C (10 мин) и вторая при 40°C (10 мин). Полученные показатели прочности и степень окраски промывных и мыловочных ванн показаны на рис. 7.

После этого был проведен аналогичный процесс, но с использованием Cyclanon® XC‑W в качестве мылующего агента. Количество ткани и остальные условия испытания те же, что указаны выше. Схема операции мыловки, свидетельствующая о значительной экономии времени, показана на рис. 8.

Как можно видеть из сравнения данных, приведенных на рис. 6 и рис. 8, основное различие заключается в количестве промывок перед процессом мыловки как таковым.

Использование Cyclanon® XC‑W позволило уменьшить продолжительность обработки почти на 30 минут и сократить потребление воды на 5600 л (25%) - без малейшего снижения прочностных показателей.

Полученные прочностные показатели и цвет промывных и мылующих растворов показаны на рис. 9. Ясно видно, что раствор в последней промывной ванне практически не окрашен, и в результате получены такие же прочностные показатели, как и при проведении стандартного процесса.

Таким образом, применение Cyclanon® XC-W позволяет заметно усовершенствовать стандартный процесс благодаря высокому сродству этого вспомогательного вещества к красителю и гидролизату красителя даже в присутствии поваренной соли и солей жесткости воды.

Перспективы. В настоящее время в российской текстильной промышленности все заметнее стало движение в сторону внедрения ресурсосберегающих технологий.

Все больше топ-менеджеров российских текстильных компаний обращают внимание на оптимизацию процессов с точки зрения сокращения издержек производства.

При этом разговор уже не идет об удешевлении продукции за счет отказа от необходимых технологических операций или применения дешевых, но заведомо ухудшающих качество препаратов. Почти у всех, кто пошел по этому «простому» пути, возникли значительные проблемы с качеством, а, следовательно, и со сбытом готовой продукции. При этом дешевле, чем в Китае, все равно не получилось.

По всему видно, что пришло время вернуться к технологиям с большой буквы, к технологиям не только текстильным, но и в широком смысле химическим. Новый препарат Cyclanon® XC-W как раз и является примером такого технологического прорыва, который несет в производство новые возможности.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ