Химия для производства тканей
Производство тканей – это процесс изготовления текстильных полотен, заключающийся в перпендикулярном переплетении двух пластов нитей (ткачество). Сырьем могут выступать различные материалы. Кроме того, применение находит и химия для производства тканей.
Систему продольных нитей именуют основой, а поперечных – утком, соответственно, нити первой системы – основными, второй – уточными. Переплетают их в определенном порядке. Их число влияет на конечный рисунок. От переплетения зависит структура ткани, внешнее исполнение и свойства.
В целом, ткацкие переплетения являются простыми и могут быть полотняными, саржевыми, сатиновыми, а также комбинированными. Их не следует путать с текстильными полотнами, созданными иными способами, как вот, трикотажными, которые вяжутся.
Этапы тканевого производства
Ткачество – это многоэтапный процесс, состоящий из:
- подготовительных работ (перемотка нитей, снование и нанесение шлихты на основу, перемотка и нанесение шлихты или при необходимости обмасливание утка);
- продевания нитей основы и перенесения их на ткацкий станок или привязки;
- непосредственно ткачества;
- разбраковки тканей;
- завершающей обработки (отделки), которая принадлежит к сфере хим. технологий. Отделочными процессами могут выступать промывание, расшлихтовка, варение, отбеливание, мерсеризация, периодическая или беспрерывная покраска, печать, стрижка, ворсование и тиснение.
Чтобы обеспечить нужные свойства, ткань поддают различной обработке. Важной в этом плане является мерсеризация (недлительное воздействие концентрированного раствора каустической соды + промывание в горячей и холодной воде), позволяющая противостоять выцветанию, сохранять начальный тон, прочность и гигроскопичность, а также придавать шелковистый перелив.
Интересным является также такой вид обработки, как печать, придающая материалу окрас. Печать должна соответствовать назначению ткани, может наноситься для создания узоров на белых или цветных тканях.
Классификации тканей
Ткани классифицируют по разным признакам. За основу могут быть взяты сырье, цвет, тактильные характеристики, фактура или отделка и т.д.
По типу сырья ткани бывают натуральными, классическими (растительной, животной и минеральной этимологии) и химическими, которые, в свою очередь, делятся на искусственные (из природных органических и неорганических материалов) и синтетические (из синтетических полимеров, к примеру, полиамида, полиэстера, полипропилена и поливинила).
Если брать за основу цвет, то ткани бывают однотонными гладкокрашеными и разноцветными. Тактильные ощущения – тонкими, толстыми, редкими, мягкими, грубыми, тяжелыми и легкими. Фактуру – суконными, байковыми, 2-сторонними вальцованными и велюровыми.
По назначению различают ткани одежные (для верха и подкладки платьев, блузок, костюмов, пальто, курток), обивочные (для мебели), бельевые, портьерные, технические и т.д.
По структуре или, иначе говоря, по способу переплета ниток, ткани классифицируют на те, которые имеют простое, специальное, комбинированное, жаккардового типа, двухслойное, ворсовое и с кромкой переплетение.
Если рассматривать стороны ткани, то они (внешняя и изнаночная) могут быть одинаковыми и разными. Отличие внешней (правой) стороны от изнанки состоит в том, что она более нарядная и приятная при прикосновении, цвета на ней ярче и насыщеннее, а орнамент просматривается более четко.
Также есть распределение по типу пряжи, выделяющее гребенные, кардные и смешанные материалы.
Гребенные пряжи предвидят применение пилки с хорошо фиксируемой иглой, которой обрабатывают средние и короткие волокна, а также волокна со значительными загрязнениями. Такой способ возделывания целесообразно использовать в том случае, если нет необходимости в деликатной обработке, и предусматривается сильная нагрузка на иглу. Ткань выходит грубой, крепкой и пышной. Чтобы сделать ее более эластичной и ровной, необходимо прибегнуть к прессованию и вальцеванию.
Кардные пряжи производятся путем аппаратного прядения (применение кардоленты, которой свойственно плавающее иглохождение). Их основой служат длинные волокна, а пряжа в результате получается тонкой, ровной, прочной и эластичной.
Смешанное прядение приходит на помощь в том случае, когда используемое сырье не отличается высоким качеством. Его сначала обрабатывают гребенным способом для разрыхления волокон и избавления от лишних включений, а после кардным для бережного разравнивания.
Кроме того, каждый вид ткани обладает определенным набором свойств и соответствует каким-то требованиям, которые касаются прочности, ухода, количества применений и др. Среди распространенных свойств:
- проницаемость воздуха (пропускание воздушных масс);
- гигроскопичность (поглощение и удерживание водяных паров из воздушных масс);
- склонность к сминанию;
- паропроницаемость (пропускание водяных паров);
- влагоустойчивость (сопротивление изначальному водопроникновению);
- капиллярность (впитывание воды);
- тепловая защита;
- пылеемкость;
- электризуемость (накапливание на поверхности статического электричества).
Из чего делают ткани
Выше мы упомянули о разделении тканей по типу сырья. От него и оттолкнемся, рассматривая вопрос, из чего делают ткани. Итак, натуральные и химические волокна – какое же сырье может быть использовано для их создания?
Натуральные волокна могут быть произведены из природных высокомолекулярных и неорганических соединений. Высокомолекулярные, в свою очередь, делятся на растительного и животного происхождения. Первые – это молекулы целлюлозы из поверхности семян (для хлопка), стеблей (для льна, пеньки, джута, кенафа, крапивы) и листьев (для абаки, сизали, юкки, формиума, кенекеча) растений, а также из оболочек плодов (для койра и капока). Вторые – молекулы кератина, взятые из волосяного покрова (для шерсти) и фиброина из выделений желез (для шелка). Что касается неорганических соединений, то они имеют минеральное происхождение (силикаты, ископаемые, асбест).
Самые популярные натуральные ткани:
Хлопковые. Произведенные из хлопчатника. Отличаются плотностью, хорошей стойкостью к высоким температурам, превосходным впитыванием влаги. К недостаткам можно отнести сминаемость, долгое высыхание и усадку после стирки.
Льняные. Источник – стебли льна. Имеют гладкую поверхность и матовый отблеск. Прочные, стойкие к загрязнениям, но осыпаются на срезах. Влагу впитывают быстро, так же быстро сохнут. Обладают высокой гигроскопичностью, зимой греют, а летом способствуют улучшенному состоянию в жару. Мнутся, но меньше, нежели хлопок.
Конопляные. Производятся, соответственно, из конопли. Они крепкие, стойкие к износу, очень плотные и не растягиваются, сохраняя форму и пропорции. Благодаря пористости, впитывают влагу и склонны к минимальной цветопотере во время стирки. В жару сохраняют телу прохладу, позволяют коже дышать.
Джутовые. Их изготавливают из джута – однолетнего тропического растения, а применяют для создания грубых тканей, используемых в качестве упаковки и обивки, а также для брезента и крученых изделий.
Шерсть. Если предыдущие материалы имеют растительное происхождение, то этот – животное. Шерсть может изыматься от овец, верблюдов, коз, собак, зайцев, лошадей, бизонов и т.д. Она мало загрязняется и практически не мнется, быстро избавляется от неприятных посторонних запахов. Отталкивает воду, но впитывает влагу. Медленно высыхает, но хорошо сохраняет тепло.
Шелк. Аналогично ткань животного происхождения, но получаемая уже из выделений желез гусениц шелкопряда. Она приятная на ощупь, обеспечивает комфорт в любую погоду. Оперативно отводит влагу от кожи. Степень сминаемости зависит от качества шелка.
Химические ткани, как уже было сказано, бывают искусственными, синтетическими, а также неорганическими. Искусственные делятся на гидратцеллюлозные, ацетилцеллюлозные и белковые, синтетические на карбоцепные (из полиакрилонитрила, поливинилхлорида, поливинилспирта, полиэтилена и полипропилена) и гетероцепные (из полиэфира, полиамида и полиуретана).
Из распространенных химических тканей стоит отметить следующие:
Вискоза. Получают ее в ходе хим. переработки природной целлюлозы, не добавляя никаких примесей. Она легко поддается окрашиванию, является высокогигиеничным материалом. Хорошо впитывает влагу, но не слишком прочная.
Штапель. Искусственная ткань из штапельной пряжи, сформированная одинаково короткими волокнами. Характеризуется плотностью, непрозрачностью, привлекательным внешним видом и высокой гигиеничностью. Недостаток один – усадка при стирке.
Акрил. Известен также как искусственная шерсть, поскольку внешне на шерсть и похож. Но, в отличие от нее, более мягок и устойчив к моли. Кроме того, хорошо окрашивается, а изделия из него практически не поддаются сваливанию. Может компонироваться с натуральной шерстью или мохером.
Лайкра. Волокна с высочайшей растяжимостью – до 400 %, поэтому изделия из них получаются чрезвычайно эластичными.
Люрекс. Так называемые «эффектные» волокна, производимые из алюминиевой/медной/латунной/никелевой фольги. Технология изготовления дорогостоящая, а материалы не отличаются особой прочностью. Это обусловило применение нитей из хим. пленки, покрытой цветным клеем. Так удается достигать прочности и цветового разнообразия, а степень яркости и блеска можно варьировать.
Модал. Целлюлозное волокно, характеризующееся более высокой прочностью, нежели вискоза, и в 1,5 раза большей гигроскопичностью, чем хлопок. Изделия из него в ходе стирки не теряют мягкость, цвет и почти не поддаются усадке, что обеспечивает легкий уход за ними. Часто модалом дополняют иные волокна с целью придания мягкого блеска, создания более нежной, приятной текстуры.
Нейлон. Это полиамидная ткань, первое синтетическое волокно. Плотное, мягкое и сверхлегкое.
Нитрон. Синтетическое полиакрилонитрильное волокно, получаемое из растворов полиакрилонитрила или сополимеров, состоящих на 85 % и больше из акрилонитрила. Свойства нитрона похожи на свойства шерсти. Кроме того, он стойкий к кислотам и щелочам.
Полиэстер. Сырье – полиэфирные волокна. Данный материал характеризуется прочностью и мягкостью. Отлично сохраняет форму при нагреве, ввиду этого хорошо подходит для создания плиссе. Почти не мнется и устойчив к моли. Лучше проводит тепло, по сравнению с акрилом. Является самым менее абсорбирующим волокном, поэтому быстро высыхает и на нем почти не появляются пятна. Также проявляет устойчивость к воздействию света.
Полиуретан. Ткани создаются из чистого полиуретана. Могут компонироваться с иными волокнами.
Полиамид. Синтетическое волокно, изделия из которого долго сохраняют свою изначальную привлекательность. Кроме этого, данная ткань хорошо пропускает воздух и оперативно сохнет, прочная, мягкая и легкая.
Эластан. Волокно из полиуретана. Его примечательная особенность – высокое растяжение при невероятной прочности, достаточной тонкости и устойчивости к износу. Используется, как правило, не самостоятельно, а как дополнение к прочим видам тканей, обеспечивая изделиям, при этом, большое количество преимуществ: хорошую посадку по фигуре, обтягивание форм и легкое возвращение в изначальный вид после снятия, стойкость к внешним факторам, несминание и долгий срок службы.
Добавки для производства тканей
Кроме основных сырьевых компонентов, в данной отрасли задействуют и различные химические добавки. Одни из них призваны поспособствовать определенным технологическим этапам, иные – придать какие-то свойства. О самых популярных из них – далее.
Формалин. Не имеет цвета, но с резким специфическим запахом. Хорошо растворим в воде, спиртах и полярных растворяющих веществах. Данную субстанцию вводят в состав тканей, чтобы сделать их максимально стойкими к сминанию.
Серная кислота. Тяжелое жидкое вещество маслянистой консистенции. Цвет и запах отсутствуют. Вкус – медно-кислый. Задействуется при изготовлении вискозы, в ходе чего готовят осаждающие ванны, на 10 % состоящие из серной кислоты.
Перекись водорода. Не имеющая цвета жидкость с металлическим привкусом. Растворяется в воде, спирте и эфире. Являясь сильным окислителем, применяется при белении тканей, в частности, шелка и шерсти, периодическим и непрерывно запарным способами.
Аммиак водный. Прозрачное жидкое вещество, возможно с желтоватым оттенком. Имеет хорошо ощутимый запах нашатыря. 25 %-ную аммиачную воду используют при очищении и окрашивания таких, например, тканей, как шелк, хлопок и шерсть.
Трихлорэтилен. Не имеющее цвета, прозрачное, летучее, подвижное жидкое вещество с характерным запахом хлороформа и сладко-жгучим вкусом. Еще один материал для очистки тканей (шерсти, хлопка и других).
Ацетон. Подвижная летучая жидкость, не имеющая цвета, но со специфическим резким запахом. Задействуется при подготовке нитроцеллюлозного сырья, которое далее используют для создания вискозного волокна.
Уксусная кислота. Не имеющая окраса кислая жидкость с резким запахом. Ее применяют в процессе крашения и печатания тканей для обеспечения стабильно крепкой связи между текстильным волокном и красителем.
Гидроксид натрия. Щелочь в виде белого твердого сильно гигроскопичного материала, хорошо растворимого в водной среде. Является участником мерсеризации, которую применяют для обработки хлопка и шерсти. Кратковременное воздействие этого вещества и дальнейшее промывание волокон придают им прочность и шелковистый блеск.
Если у вас остались вопросы по рассматриваемой теме... Если какая-то из подтем, на ваш взгляд, не раскрыта на 100 %, а вы хотели бы узнать по ней еще что-то... Если вас интересует химия для производства тканей, какие-либо из вышеперечисленных добавок, обращайтесь! Расскажем все об их применении, а также поможем подобрать именно те, которые понадобятся вам на производстве!
