Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Отделочные и печати на текстиле


Технологии/Отделочные и печати на текстиле/Предварительная обработка и крашение смеси волокон с эластаном. Рекомендации

Предварительная обработка и крашение смеси волокон с эластаном. Рекомендации

23 октября 2002
Рынок легкой промышленности №26, 2002

Щукин Сергей Семенович


Значение смесей различных волокон с эластановыми волокнами растёт на текстильном рынке не только благодаря их функциональности, но ещё в большей степени благодаря тому, что они модны. Этот рост можно оценить по увеличению количества производителей и появлению новых торговых марок. И хотя доля эластана составляет всего 0,3% от всех волокон, но поскольку он используется в относительно небольших количествах исключительно в виде смесей, доля  текстиля, содержащего эластан, значительно выше.

Физические свойства эластановых волокон и тканей, содержащих эластан, в значительной степени зависят от всех этапов отделочного процесса: от предварительной обработки, до заключительной отделки. В данной статье описываются ключевые факторы, оказывающие влияние на эти процессы, и даётся представление о выборе продуктов и параметров обработки.

Условия хранения. Следует избегать длительного хранения тканей или трикотажа, содержащих эластановые волокна. Дело в том, что при прядении и намотке эластана используются  (в больших количествах) силиконовые масла и другие замасливатели, позволяющие улучшить проходные свойства.  Во время ткачества или вязания с этой же целью также используются масла и вспомогательные вещества. Разложение этих продуктов во время длительного хранения может привести к пожелтению материала или, что ещё хуже, к уменьшению его эластичности.

Кроме того, «холодная фиксация» материала  может вызвать стойкие заломы. Эта проблема усугубляется при несоответствующих условиях хранения на складах, где воздух  не кондиционируется, и могут накапливаться выхлопные газы от грузовиков и погрузчиков. Солнечный свет также может ускорить разложение (при хранении на открытом воздухе). Если хранение в течение 3 месяцев неизбежно, ткани следует герметично упаковывать в непрозрачную пластиковую плёнку. Изделия из кругловязанного трикотажа с высоким содержание эластана лучше всего разрезать непосредственно на трикотажной машине и скатать врасправку.

Процедуры обработки. При ткачестве или вязании эластические волокна всегда находятся в натянутом состоянии, которое затем сохраняется и в изделии. Обязательным условием для предупреждения жгутовых следов и образования складок, а также для обеспечения пространственной стабильности является проводимая перед термофиксацией релаксацияОна проводится путём запаривания (паровая камера - перед сушильно-ширильной машиной) или во время предварительной отварки, например, на эжекторной машине.

Проведение термофиксации врасправку под контролем температуры, с опережением подачи и ширины обеспечивает необходимый уровень натяжения, а также конечные массу и ширину изделия. Тщательная термофиксация перед крашением снижает тенденцию кругловязанного трикотажа к закручиванию кромок при крашении. Эта процедура производится при 180...190°C в течение 30...45 секунд. Более высокие температуры приводят к пожелтению эластана и уменьшению эластичности.

Релаксация и термофиксация обычно являются первыми этапами, предшествующими мокрой обработке, т.е. отварке и крашению. Такая последовательность обработки наиболее экономична, однако при ее реализации следует иметь в виду следующие риски: 1) загрязнения и продукты разложения замасливателей могут фиксироваться на ткани, причем так,  что даже эффективная отварка не сможет их удалить; 2) тяжелые пары с неприятным запахом, которые могут образоваться в процессе термофиксации, загрязняют сушильно-ширильные машины при конденсации и, кроме того, могут стать причиной экологических рисков.

Для того чтобы такие проблемы не возникали,  лучше всего провести отварку перед термофиксацией (например, на эжекторной машине). Данная процедура позволит, кроме того, добиться необходимой релаксации ткани, а значит исключить процедуру последующей паровой релаксации перед проведением термофиксации. Добавим к этому, что фиксация, следующая после процедуры крашения, может вызывать изменение цвета, в частности, пожелтение, и/или уменьшение прочности к стирке вследствие термомиграции красителя, тогда как предварительная фиксация в жестких условиях позволяет проводить последующую фиксацию в более мягких условиях.

Кругловязанный трикотаж.  Для проведения предварительной фиксации кругловязанного трикотажа требуется разрезать трубчатое полотно. В результате этого в ходе крашения кромки материала, окрашиваемого врасправку, закручиваются, что повышает риск неровноты. Как решить эту проблему?

Во-первых, можно провести склеивание или прорезинивание кромок водостойкими продуктами.

Во-вторых, можно сшить материал в трубчатую форму (этот процесс трудоемкий и его рекомендуется применять только для высококачественных изделий).

В-третьих - использовать красильные машины с воздушным потоком. Наконец, стоит подумать о целесообразности приобретения оборудования для термофиксации трубчатого трикотажа.

Отварка. Силиконовые масла и замасливатели следует тщательно удалять с ткани перед крашением. Эти вещества ухудшают ровноту крашения и могут вызвать снижение прочности и накрашивающей способности красителей.

Часто бывает, что пятна остатков масел незаметны перед крашением, но используемые высокопрочные металлизированные 1:2 красители, не содержащие сульфогруппы, притягиваются к масляным пятнам на материале с самого начала цикла крашения. Особенно часто эта проблема возникает на смесях полиамид + эластан. По мере повышения температуры крашения происходит эмульгирование масла, однако краситель вследствие ограниченных свойств миграции остаётся на месте, вызывая неудаляемую неровноту.

Удалять и эмульгировать силиконовые масла, а также другие загрязнители можно исключительно в промывной ванне с помощью эффективных промывных агентов, таких как  Ciba®INVADINE® DA  и  Ciba®ULTRAVON® EL

Приведенная ниже рецептура показала свою эффективность в этих целях: 1,0 мл/л  Ciba®INVADINE®DA  + 0,5 мл/л  Ciba®INVATEX®CS  + 1 г/л  кальцинированной соды - обрабатывать 30 мин. при температуре 80°C.

Неотъемлемую часть процесса отварки представляет собой промывка. При ее проведении должно неукоснительно соблюдаться следующее правило: отварочную жидкость никогда нельзя остужать, промывая изделия холодной водой

В этом случае произойдет осаждение эмульгированных масел, что вызовет появление пятен на текстиле. Наиболее эффективная процедура в этом случае -  тщательная промывка переливом изделий горячей водой с последующим сливом машины и использованием холодной воды только для заключительной промывки перед крашением.

Красильное оборудование. Высокие температуры и механические нагрузки на материал во время процесса крашения могут привести к потере эластичности. Чувствительность эластичного материала к механическим условиям крашения зависит от количества содержащегося в нем эластана. Наиболее чувствительными являются ткани, содержащие более 25% эластана, поэтому для сохранения их эластичности рекомендуются только красильные машины для крашения в навоях.

Текстиль с содержанием эластана более 10% следует красить на эжекторных аппаратах с высоким модулем (soft flow), предназначенных для обработки чувствительного материала. Циркуляция  жгута в таком аппарате осуществляется очень ровно и мягко благодаря тому что: расстояние между поверхностью жидкости и транспортировочным воротом очень мало; красильное оборудование полностью залито, и ткань мягко проходит через машину при отсутствии сильного натяжения. Недостатком этого типа машин является необходимость довольно высокого модуля ванны, поэтому они - не лучший тип оборудования для крашения смесей эластан/целлюлоза активными красителями.

Ткани, содержащие менее 10% эластана, можно красить на современных воздушных джетах. В этом случае модуль ванны может быть очень низким, и благодаря высокой скорости получается хорошая ровнота. Современные воздушные джеты больше подходят для эластановых тканей, чем обычные джет-аппараты, так как поток воздуха, используемый для транспортировки ткани, снижает содержание жидкости в текстиле, поэтому мокрая ткань становится легче и меньше растягивается при прохождении через транспортировочный узел.

Дополнительным преимуществом машин данного типа является лучшее открытие жгута при крашении, т.е. менее выраженное закручивание кромок кругловязанного трикотажа, окрашиваемого врасправку. Один из факторов, ограничивающих применение машин данного типа, заключается в процессе восстановительной отмывки: большое количество кислорода воздуха вызывает быстрое потребление восстановительных агентов, в результате чего эффективность восстановительной отмывки снижается.

Смеси полиамид/эластан. Скорость крашения полиамида в общем выше, чем эластана. Это вызывает более глубокое окрашивание полиамида, особенно при использовании полиамида 6. Поэтому важно получение наилучшего крашения тон-в-тон эластана и полиамида. Для достижения этой цели может оказаться полезным использование в качестве регуляторов катионных продуктов (замедлителей) в сочетании с неионными диспергаторами. Очень светлые полиамидные волокна также могут быть покрыты дисперсным красителем при последующей обработке.

В соответствии с необходимым цветом могут использоваться следующие классы красителей:
• для получения светлых оттенков - мелкомолекулярные кислотные красители (Tectilon); используются главным образом для чулочных изделий, корсетов и нижнего белья; при этом в большинстве случаев происходит хорошее крашение тон-в-тон полиамида и эластана, достигается удовлетворительная прочность к мокрым обработкам
для получения средних оттенков - кислотные красители (Erionyl,Erionyl A, Polar); это - самый важный класс красителей для смесей полиамид/эластан, хотя полиамидная фракция окрашивается, как правило, более интенсивно, чем эластановая; в зависимости от типа красителя и происхождения волокна возможны вариации оттенка; важен правильный выбор красителя; кислотные красители используются для всех изделий из смесей полиамид/эластан
для получения темных оттенков - металлокомплексные красители 1:2 (Lanaset + Erinol) - например,  морской синий или черный.

Тенденции. Прочность к мокрым обработкам у смеси полиамид/эластан обычно ниже, чем у чистого полиамида, потому что все красители, используемые для полиамида, также в определенной степени накрашивают эластан. Требования по прочности к мокрым обработкам при высоких температурах заставляют переходить на высокопрочные  металлокомплексные красители при крашении тех цветов, при котором раньше было достаточно использования кислотных красителей.

Другим преимуществом использования одних и тех же красителей для бледных и глубоких оттенков является необходимость хранения только одного ассортимента красителей. В этой связи красители Ciba®Lanaset®приобретают все большее значение, а широкий диапазон оттенков делает их выбор идеальным для получения требуемых оттенков под различными источниками света.
Типичным примером эффективного использования красителей этой марки является получение бледно-коричневого/бежевого оттенка, напоминающего цвет человеческой кожи, особо модного в последнее время, все чаще применяемого для окраски трикотажного полотна, идущего на производство эластичного нижнего белья.

Предметы нижнего белья, как правило, состоят из большого числа текстильных материалов различных типов, что затрудняет точное крашение тон-в-тон.

На бледных оттенках для таких высокопрочных красителей, как Ciba®Lanaset®, наблюдается тенденция к неровноте и подчеркиванию различий в физическом сродстве полиамидных тканей, что ведет к образованию полосатости. Причина этого явления состоит в изначально быстром ударном накрашивании красителей в слабокислых условиях. Свойства миграции красителей ограничены, что обусловливает небольшую вероятность коррекции первоначальной неровноты во время нагревания и кипения.

Практика показывает, что крашение в условиях щелочного pH является очень действенным методом замедления скорости выбирания красителейCiba®Lanaset® и значительного улучшения ровноты. Для обычных бледных оттенков нижнего белья отличную комбинацию представляет собой Ciba®Lanaset®Желтый 2R,  Ciba®Lanaset®Коричневый B  и Ciba®Lanaset®Серый G.

Крашение в телесные оттенки при уровне pH от 8 до 8,5 с использованием выравнивателя Ciba®Albegal®Set  обеспечивает превосходное, медленное накрашивание тон-в-тон при нагревании и полное выбирание во время кипения, что обусловливает отличную воспроизводимость.

Промышленный опыт показывает, что эта процедура также уменьшает полосатость на кругловязанном трикотаже (вызванную различиями сродства пряжи). Уровень pH можно эффективно устанавливать 2  г/л дифосфата натрия (Na
2HPO4), который обеспечивает поддержание стабильного значения в пределах 8...8,5 почти независимо от pH рабочей ванны. При оттенках средней глубины в таких условиях не будет происходить полного выбирания ванны: этого можно добиться при очень медленном добавлении (при помощи дозирующего насоса) разбавленной уксусной кислоты. Подачу кислоты следует начинать через 30 мин. после закипания.

Существенным дополнительным преимуществом красителей Ciba®Lanaset®  при крашении бледных и средних оттенков является их светопрочность и отсутствие необходимости последующей фиксации. Эта характеристика также позволяет улучшить воспроизводимость.

Для получения настоящих глубоких и интенсивных оттенков красители Ciba®Lanaset®  применяются в слабокислой среде (pH 6-6,5). Для этого необходимо тщательно промыть изделия после крашения с целью удаления красителя, не проникшего полностью в волокно. Добавление 1 г/л Ciba®Eriopon®OS в одну из заключительных промывных ванн улучшает эффективность промывки, что позволяет получить превосходные свойства прочности к мокрым обработкам (рис. 1).

Последующая обработка анионным фиксатором Cibafix®Pas требуется только для очень глубоких оттенков (например, черного и морского). Дополнительная обработка катионным фиксатором Cibafix®Eco еще больше увеличивает прочность, особенно на смесях полиамид/эластан. Очень важна тщательная отмывка после применения  Cibafix®Pas: остатки продукта в ванне вызывают осаждение Cibafix®Eco. В качестве альтернативы для экономии времени можно применять Cibafix®Ecoвместе с мягчителем во время заключительного плюсования перед сушкой в сушильно-ширильной машине (рис. 2).

Все красители Ciba®Lanaset® или Ciba®Erionyl® испытывались применительно к выявлению тенденции при накрашивании эластана. Информацию по результатам этих испытаний можно получить, обратившись в компанию Ciba Specialty Chemicals.

Смеси полиэфир/эластан. Высокоэкономичное полиэфирное волокно все чаще используется для выработки смесовых эластических тканей. Эта смесь особенно сложна при крашении: необходимо найти компромисс между прочностью окраски и потерей эластичности. С одной стороны, для адекватного накрашивания дисперсными красителями полиэфира обязательны высокие температуры, с другой - при температурах, превышающих 115°C,  эластичность эластана значительно уменьшается.

Другая проблема, связанная с данной смесью, заключается в том, что практически все дисперсные красители сильно накрашивают эластан и обладают очень низкой прочностью к мокрым обработкам на нем. Единственным способом повышения прочности является применение дисперсных красителей, обладающих: 1) высокой прочностью на полиэфире; 2) хорошим накрашиванием полиэфира в условиях низких температур; 3) легкой деструкцией в результате восстановительной отмывки.

Отдельные красители  Ciba®Terasil®W  обладают первым и третьим свойствами, однако второе свойство, очевидно, является ограничением. Красителям Ciba®Terasil®W  для накрашивания полиэфира необходима температура не менее 130°C, однако при этой температуре происходит значительная деградация или даже полное разложение эластана.

Новый ускоритель диффузии Ciba®Univadine®PB позволяет применять красители Ciba®Terasil®W при различных температурах, гарантируя сохранение эластичности. Рекомендуемое количество Ciba®Univadine®PB  зависит от требуемой глубины оттенка (рис. 3).

Неотъемлемым условием при этом является тщательная восстановительная отмывка после крашения смеси. Восстановительная отмывка полиэфира обычно проводится при 70°C с использованием гидросульфита, каустической соды и Cibapon®OS. Для отмывки дисперсных красителей с эластана необходима температура 80...90°C. В этом диапазоне температур гидросульфит реагирует слишком быстро, и поэтому процесс - неэффективен. Рекомендуется применение стабилизированных продуктов, в основном используемых для вытравной печати (рис. 4).

Восстановительная отмывка эффективна только при условии, если дисперсные красители удаляются с эластанового волокна. Cibapon®OS  позволяет получить такой результат и поэтому является важным компонентом восстановительной отмывки. Соответствующая температура, стабилизированный гидросульфит и мощный диспергатор обеспечат оптимальное проведение этой процедуры.

Смеси целлюлоза/эластан. Проблемы с данным типом эластического материала в основном связаны с ограничением проходных свойств в красильном оборудовании. Высокая эластичность и закручивание кромок ткани затрудняют выравнивание активных красителей, при этом,  чем выше содержание эластана, тем выше риск.

Единственный способ достичь хороших результатов заключается в тщательном подборе активных красителей, обеспечивающих хорошую миграцию перед фиксацией на целлюлозном волокне, что наиболее важно в случае использования волокон регенерированной целлюлозы. Красители Cibacron®LS и Cibacron®H обеспечивают хорошую миграцию при температуре крашения 90°C перед добавлением щелочи. В условиях такой температуры молекулы красителя способны легко перемещаться, и ткань быстрее проходит через красильное оборудование.

Красители 
Cibacron®LS  можно применять со значительно сниженным по сравнению с другими активными красителями количеством соли. Этот тип красителей является идеальным для крашения смесей благодаря своей низкой чувствительности к изменяющемуся модулю ванны. Для оптимальной воспроизводимости, особенно в случае использования регенерированной целлюлозы, рекомендуется добавлять Ciba®Lyoprint®RG - слабый окислитель, предотвращающий разложение красителя восстановителями на волокне при таких высоких температурах.

Для регенерированной целлюлозы мы рекомендуем начинать процесс крашения одним красителем,  добавляя затем соль порциями. Для данного типа волокна требуется всего 70% от количества соли, обычно рекомендуемого для хлопка.

При нагревании ванны до 80...90°C в процессе крашения значение показателя pH увеличивается, наблюдается тенденция к защелачиванию. Высокий уровень pH может вызвать фиксацию красителя. В связи с этим рекомендуется добавлять 0,3 г/л монофосфата натрия для буферизации красильной ванны и поддержания нейтрального уровня pH во время фазы миграции процесса крашения.

Для получения ровной фиксации мы рекомендуем исключительно кальцинированную (но не каустическую) соду. При крашении красителями Cibacron®LS  щелочь добавляется после охлаждения до 70°C, а в случае использования Cibacron®H  - до 80°C. Растворенная кальцинированная сода добавляется при помощи дозирующего оборудования с уровнем прогрессии 70% или порциями.

Смеси шерсть/эластан. Ценные ткани для женской и мужской верхней одежды в результате добавления эластановых волокон приобретают дополнительную функциональность и превосходные потребительские свойства. Эти волокна в комбинации с шерстью заметно улучшают пространственную стабильность и несминаемость.

Для этих тканей важную роль играет релаксация во время процесса предварительной отварки. Обычно ткани обрабатываются в течение 20 мин при 40...45°C. Для наилучшего сохранения эластических свойств следует поддерживать стабильные условия крашения и избегать перегрузки красильного оборудования. Сушка и термофиксация материала должна производиться на сушильно-ширильной машине. Конечная эластичность определяется тщательным контролем опережения подачи и ширины.

Для окончательной фиксации эластана требуется обработка в течение 45...60 с при 175...180°C. Последующий процесс крашения может изменить свойства эластичности, однако соответствующие условия сушки, правильное опережение подачи и установление ширины позволят восстановить исходные свойства.

Следует соблюдать обычные рекомендации для крашения полотен. Для получения хорошей поверхностной ровноты рекомендуется применение красителей с высоким уровнем миграции. Прекрасным выбором будут красители Ciba®Neolan®, так как их можно применять при  pH = 3,5, обеспечивая оптимальное сохранение шерстяного волокна. Кроме того, эти красители позволяют получить приемлемые свойства прочности даже для традиционных глубоких оттенков.

Более проблематично крашение смесей полиэфир/шерсть в сочетании с эластановыми волокнами. Интенсивная восстановительная отмывка с целью удаления дисперсных красителей с эластана не рекомендуется вследствие чувствительности шерсти к агрессивным щелочным условиям. Особенные ограничения относятся к черным и морским оттенкам, и в отношении прочности к мокрым обработкам ву этом случае часто приходится идти на компромисс. При выборе красителя и во время крашения следует соблюдать рекомендации для смесей полиэфир/шерсть.

Настоятельно рекомендуется применение ускорителя диффузии: 
Ciba®Univadine®PB. Он ускоряет накрашивание дисперсных красителей при 120°C, обеспечивая превосходную воспроизводимость и уменьшая накрашивание дисперсными красителями шерстяного и эластанового компонентов смеси. Мягкая восстановительная обработка в течение 20 мин. при 45-50°C с использованием стабилизированного гидросульфита в слабощелочных условиях (pH = 8,5 установить аммонием) позволит несколько улучшить свойства прочности к мокрым обработкам. Cibapon®OS  усиливает отмывочный эффект, смещая равновесие зафиксированного дисперсного красителя в сторону ванны, что облегчает восстановление.

Заключение. Предварительная обработка, крашение и отделка эластановых смесей требуют от персонала внимания. Результаты сухой и мокрой предварительной обработки в значительной степени зависят от строения ткани и чувствительности ее к механическим нагрузкам. Эта чувствительность диктует выбор оборудования для крашения, который определяет сохранение высокой эластичности, хорошей ровноты и воспроизводимости.

Выбор красителя и вспомогательных веществ должен основываться не только на требованиях к прочности основного волокна, так как резервирование и процедуры по удалению накрашивания с эластанового компонента еще в большей степени оказывают влияние на окончательные свойства прочности.

Понимание всех параметров, правильный выбор продуктов и тщательная отладка процедур помогут достичь оптимальных показателей окраски  эластичных тканей.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ