Хімія у виробництві тканин
Виробництво тканин – це процес виготовлення текстильних полотен, що полягає в перпендикулярному переплетенні двох пластів ниток (ткацтво). Сировиною можуть слугувати різні матеріали. Крім того, застосування знаходить і хімія у виробництві тканин.
Систему поздовжніх ниток називають основою, а поперечних – утком, відповідно, нитки першої системи – основними, другої – утоковими. Переплітають їх у певному порядку. Їх кількість впливає на кінцевий малюнок. Від переплетення залежить структура тканини, зовнішній вигляд та певною мірою властивості.
На загал, ткацькі переплетення є простими і можуть бути полотняними, саржевими, сатиновими, а також комбінованими. Їх не слід плутати з текстильними полотнами, створеними іншими способами, як ось, трикотажними, які виготовляються за зовсім іншою технікою, в’яжуться.
Етапи тканинного виробництва
Ткацтво – це багатоетапний процес, що складається з:
- підготовчих робіт (перемотування ниток, снування та нанесення шліхти на основу, перемотування і нанесення шліхти або при необхідності обмаслювання утка);
- протягування ниток основи і перенесення їх на ткацький верстат або прив’язки;
- безпосередньо ткацтва;
- розбраковки тканин;
- завершальної обробки (оздоблення), яка належить до сфери хімічних технологій. Оздоблювальними процесами можуть виступати промивання, розшліхтування, варення, відбілювання, мерсеризація, періодичне або безперервне фарбування, друк, стрижка, ворсування і тиснення.
Щоб забезпечити необхідні властивості, тканину піддають різній обробці. Важливою в цьому плані є мерсеризація (нетривалий вплив концентрованого розчину каустичної соди + промивання в гарячій та холодній воді), що дозволяє протистояти вицвітанню, зберігати початковий тон, міцність та гігроскопічність, а також надавати шовковистого переливу.
Цікавим є також такий вид обробки, як друк, що надає матеріалу забарвлення. Друк повинен відповідати призначенню тканини, може наноситися для створення візерунків на білих або кольорових тканинах.
Класифікації тканин
Тканини класифікують за різними ознаками. В основу розподілу можуть бути покладені сировина, колір, тактильні характеристики, фактура або обробка та ін.
За типом сировини тканини бувають натуральними, класичними (рослинної, тваринної та мінеральної етимології) та хімічними, які, в свою чергу, діляться на штучні (з природних органічних й неорганічних матеріалів) та синтетичні (зі синтетичних полімерів, наприклад, поліаміду, поліестеру, поліпропілену та полівінілу).
Якщо брати за основу колір, то тканини бувають однотонними гладкофарбованими та різнокольоровими. Тактильні відчуття – тонкими, товстими, рідкими, м’якими, грубими, важкими та легкими. Фактуру – суконними, байковими, двосторонніми вальцьованими і велюровими.
За призначенням розрізняють тканини для одягу (для верху і підкладки суконь, блузок, костюмів, пальто, курток), оббивні (для меблів), білизняні, портьєрні, технічні та ін.
За структурою або, інакше кажучи, за способом плетіння ниток, тканини класифікують на ті, які мають просте, спеціальне, комбіноване, жакардового типу, двошарове, ворсове і з кромкою переплетення.
Якщо розглядати сторони тканини, то вони (зовнішня і зворотна) можуть бути однаковими й різними. Відмінність зовнішньої (правої) сторони від вивороту полягає в тому, що вона більш ошатна і приємна на дотик, кольори на ній яскравіші та більш насичені, а орнамент проглядається чіткіше.
Також є розподіл за типом пряжі, що виділяє гребеневі, кардні та змішані матеріали.
Гребеневі пряжі передбачають застосування пилки з добре зафіксованою голкою, якою обробляють середні та короткі волокна, а також волокна зі значними забрудненнями. Такий спосіб обробітку доцільно використовувати в тому випадку, якщо немає необхідності в делікатній обробці, і передбачається сильне навантаження на голку. Тканина виходить грубою, міцною та пухнастою. Щоб зробити її більш еластичною і рівною, необхідно вдатися до пресування та вальцювання.
Кардні пряжі виготовляються способом апаратного прядіння (застосування кардострічки, якій властивий плаваючий голкохід). Їх основою служать довгі волокна, а пряжа в результаті виходить тонкою, рівною, міцною та еластичною.
Змішане прядіння приходить на допомогу в тому випадку, коли використовується сировина, що особливо доброю якістю похвалитися не може. Її спочатку обробляють гребеневим способом для розпушення волокон і позбуття зайвих включень, а опісля кардним для дбайливого розрівнювання.
Крім того, кожен вид тканини має певний набір властивостей і відповідає якимось вимогам, які стосуються міцності, догляду, кількості застосувань тощо. Серед поширених характеристик:
- проникність повітря (пропускання повітряних мас);
- гігроскопічність (поглинання та утримання водяної пари з повітряних мас);
- схильність до зминання;
- паропроникність (пропускання водяної пари);
- вологостійкість (спротив початковому водопроникненню);
- капілярність (вбирання води);
- тепловий захист;
- пилоємність;
- електризація (накопичення на поверхні статичної електрики).
З чого роблять тканини
Вище ми згадали про розподіл тканин за типом сировини. Від нього і відштовхнемося, розглядаючи питання, з чого роблять тканини. Отже, натуральні та хімічні волокна - яка ж сировина може бути використана для їх створення?
Натуральні волокна можуть бути зроблені з природних високомолекулярних і неорганічних сполук. Високомолекулярні, в свою чергу, діляться на рослинного і тваринного походження. Перші – це молекули целюлози з поверхні насіння (для бавовни), стебел (для льону, пеньки, джуту, кенафа, кропиви) та листя (для абаки, сизалі, юки, форміума, кенекеча) рослин, а також з оболонок плодів (для койра і капока). Другі – молекули кератину, взяті з волосяного покриву (для вовни) та фіброїну з виділень залоз (для шовку). Що стосується неорганічних сполук, то вони мають мінеральне походження (силікати, копалини, азбест).
Найпопулярніші натуральні тканини:
Бавовняні. Зроблені з бавовнику. Відзначаються щільністю, хорошою стійкістю до високих температур, чудовим вбиранням вологи. До недоліків можна зарахувати схильність до зминання, тривале висихання і зсідання після прання.
Лляні. Джерело – стебла льону. Мають гладку поверхню і матовий відблиск. Міцні, стійкі до забруднень, але обсипаються на зрізах. Вологу вбирають швидко, так само швидко сохнуть. Мають високу гігроскопічність, взимку гріють, а влітку сприяють кращому самопочуттю в спеку. Мнуться, але менше, ніж бавовна.
Конопляні. Виробляються, відповідно, з конопель. Вони міцні, стійкі до зношування, дуже щільні та не розтягуються, зберігаючи форму і пропорції. Завдяки пористості, вбирають вологу і схильні до мінімальної втрати кольору під час прання. У спеку зберігають тілу прохолоду, дозволяють шкірі дихати.
Джутові. Їх виготовляють із джуту – однорічної тропічної рослини, а застосовують для створення грубих тканин, що використовуються з метою пакування та оббивки, а також для брезенту і кручених виробів.
Вовна. Якщо попередні матеріали мають рослинне походження, то цей – тваринне. Вовна може вилучатися від овець, верблюдів, кіз, собак, зайців, коней, бізонів та інших тварин. Вона мало забруднюється і практично не мнеться, швидко самостійно позбувається неприємних сторонніх запахів. Відштовхує воду, але вбирає вологу. Повільно висихає, але добре зберігає тепло.
Шовк. Аналогічно тканина тваринного походження, але одержувана вже з виділень залоз гусениць шовкопряда. Вона приємна на дотик, забезпечує комфорт за будь-якої погоди. Оперативно відводить вологу від шкіряних покривів. Ступінь зминання залежить від якості шовку.
Хімічні тканини, як уже було сказано, бувають штучними, синтетичними, а також неорганічними. Штучні діляться на гідратцелюлозні, ацетилцелюлозні та білкові, синтетичні на карболанцюгові (з поліакрилонітрилу, полівінілхлориду, полівінілспирту, поліетилену і поліпропілену) та гетероланцюгові (з поліефіру, поліаміду та поліуретану).
З поширених хімічних тканин варто відзначити такі:
Віскоза. Отримують її в ході хімічної переробки природної целюлози, не додаючи ніяких домішок. Вона легко піддається фарбуванню, є високо гігієнічним матеріалом. Добре вбирає вологу, але не дуже міцна.
Штапель. Штучна тканина зі штапельної пряжі, сформована однаково короткими волокнами. Характеризується щільністю, непрозорістю, привабливим зовнішнім виглядом і високою гігієнічністю. Недолік один – зсідання при пранні.
Акрил. Відомий також як штучна вовна, оскільки зовні на вовну і схожий. Але, на відміну від неї, більш м’який та стійкий до поїдання міллю. Крім того, добре забарвлюється, а вироби з нього практично не піддаються звалюванню. Може компонуватися з натуральною вовною чи мохером.
Лайкра. Волокна з високою розтягуваністю – до 400 %, тому вироби з них виходять надзвичайно еластичними.
Люрекс. Так звані «ефектні» волокна, виготовлені з алюмінієвої/мідної/латунної/нікелевої фольги. Технологія виробництва дороговартісна, а матеріали не відрізняються особливою міцністю. Це зумовило застосування ниток з хімічної плівки, покритої кольоровим клеєм. Так вдається досягати міцності та колірного різноманіття, а ступінь яскравості й блиску можна варіювати.
Модал. Целюлозне волокно, яке характеризується більш високою міцністю, ніж віскоза, і в 1,5 рази більшою гігроскопічністю, ніж бавовна. Вироби з нього під час прання не втрачають м’якості, кольору та майже не піддаються зсіданню, що забезпечує легкий догляд за ними. Часто модалом доповнюють інші волокна з метою надання м’якого блиску, створення більш ніжної, приємної на дотик текстури.
Нейлон. Це поліамідна тканина, перше синтетичне волокно. Щільне, м’яке і надлегке.
Нітрон. Синтетичне поліакрилонітрильне волокно, що отримується з розчинів поліакрилонітрилу або співполімерів, які складаються на 85 % і більше з акрилонітрилу. Властивості нітрону схожі на властивості вовни. Крім того, він стійкий до кислот та лугів.
Поліестер. Сировина – поліефірні волокна. Цей матеріал характеризується міцністю і м’якістю. Бездоганно зберігає форму при нагріванні, через що добре підходить для створення плісе. Майже не мнеться і стійкий до молі. Краще проводить тепло, у порівнянні з акрилом. Є найменш абсорбуючим волокном, тому швидко висихає і на ньому майже не з’являються плями. Також виявляє стійкість до впливу світла.
Поліуретан. Тканини створюються з чистого поліуретану. Можуть компонуватися з іншими волокнами.
Поліамід. Синтетичне волокно, вироби з якого довго зберігають свою початкову привабливість. Крім цього, ця тканина добре пропускає повітря і оперативно сохне, міцна, м’яка та легка.
Еластан. Волокно з поліуретану. Його визначна особливість, що явно відрізняє цей вид тканин від інших – високе розтягнення при неймовірній міцності, досить невеликій товщині та стійкості до зношування. Використовується, як правило, не самостійно, а як доповнення до інших видів тканин, забезпечуючи виробам, при цьому, велику кількість переваг: хорошу посадку по фігурі, обтягування форм і легке повернення до початкового вигляду після зняття, стійкість до зовнішніх факторів, незминання і довгий термін служби.
Добавки для виробництва тканин
Крім основних сировинних компонентів, у цій галузі задіюють і різні хімічні добавки. Одні з них покликані посприяти (пришвидшити, зробити можливими) певним технологічним етапам, інші – надати якісь властивості. Про найпопулярніші з них – далі.
Формалін. Не має кольору, але натомість має різкий специфічний запах. Добре розчинний у воді, спиртах та полярних розчинниках. Зазначену речовину вводять до складу тканин, щоб зробити їх максимально стійкими до зминання.
Сульфатна кислота. Важка рідка речовина маслянистої консистенції. Колір і запах відсутні. Смак – мідно-кислий. Залучається при виготовленні віскози, в ході чого готують осаджувальні ванни, які на 10 % складаються зі сірчаної кислоти.
Пероксид водню. Безбарвна рідина з металевим присмаком. Розчиняється у воді, спирті та ефірі. Будучи сильним окислювачем, застосовується при вибілюванні тканин, зокрема, шовку і вовни, періодичним та безперервно запарним способами.
Аміак водний. Прозора рідка речовина, можливо з жовтуватим відтінком. Має добре відчутний запах нашатирю. 25 %-ву аміачну воду використовують при очищенні та фарбуванні таких, наприклад, тканин, як шовк, бавовна та вовна.
Трихлоретилен. Безбарвна, прозора, летка, рухлива рідка речовина з характерним запахом хлороформу і солодко-пекуча на смак. Ще один матеріал для очищення тканин (вовни, бавовни та інших).
Ацетон. Рухома летка рідина, яка не має кольору, але зі специфічним різким запахом. Задіюється при підготовці нітроцелюлозної сировини, яку надалі використовують для створення віскозного волокна.
Оцтова кислота. Позбавлена забарвлення кисла рідина з різким запахом. Її застосовують у процесі фарбування і друкування тканин для забезпечення стабільно міцного зв’язку між текстильним волокном та фарбником.
Натрій гідроксид. Луг у вигляді білого твердого сильно гігроскопічного матеріалу, добре розчинного у водному середовищі. Є учасником мерсеризації, яку застосовують, насамперед, для обробки бавовни і вовни. Короткочасний вплив цієї речовини і подальше промивання волокон надають їм міцності та шовковистого блиску.
Якщо у вас залишилися запитання стосовно розглянутої теми… Якщо якась із підтем, на ваш погляд, не розкрита на 100 %, а ви хотіли б дізнатися стосовно неї ще щось… Якщо вас цікавить хімія у виробництві тканин, будь-які з перелічених вище добавок, звертайтеся! Розповімо все про їх застосування, а також допоможемо підібрати саме ті, які знадобляться вам на виробництві!
