Современное состояние и перспективы развития процесса крашения материалов

Постоянно растущие требования, предъявляемые к эффективности отделки текстиля и качеству отделочных процессов, требуют инноваций как в конструкции оборудования, так и в технологии крашения [9].

Исходя из этих задач, красильное оборудование, позволяет  без потери качества добиться существенной экономии воды и энергии в процессе крашения при минимальной загрузке оборудования.

Разработчики оборудования поставили задачу: нанести краситель  при крашении методом выбирания  из ванны с сохранением гидродинамического привода жгута полотна и в  то же время оптимизировать затраты - использование воды, энергии, химикатов и времени - в производственном процессе. На традиционном эжекторном оборудовании полотно подается вместе с транспортирующей ванной из сопла в тканенакопитель. Красильная масса, которая не удерживается текстильным полотном, протекает через него на дно накопителя и вновь подается на всасывающую сторону насоса [9]. Новая концепция крашения тканей. В новой машине (рисунок 3) реализована концепция, которая, благодаря новому техническому решению - размещению сопла на восходящем участке и установке устройства для частичного обезвоживания полотна перед транспортирующим мотовилом, обеспечивает оптимальную способность текстильного материала удерживать красильный раствор и таким образом формирует ультракороткий модуль окраски.

Рисунок 3 – Ультракороткий модуль

 

Смоченное полотно раскрывается системой воздушной транспортировки  и, проходя через синхронизированный раскладчик (рисунок 4), раскладывается в обезвоженном вращающемся накопителе.  Последний обеспечивает транспортировку и щадящую обработку полотна в накопителе без использования дополнительного привода. Возможность щадящей обработки позволяет применять новую машину для отделки не только обычного тканого или трикотажного полотна, но и тканей со значительным включением эластана [9].

Рисунок 4 - Синхронизированный раскладчик

 

Использование модифицированной циркуляции раствора, не предусматривающей  накопления красильной массы в накопителе, позволяет  варьировать свободный  объем ванны в зависимости  от загрузки (100-180 кг) в диапазоне 200 - 360 л, благодаря чему возможна быстрая смена раствора и короткое время нагрева[11].

Рисунок 5 - Интегрированная  система охлаждения/промывки

 

Интегрированная система  охлаждения/промывки (рисунок 5), аналоговое дозирование, 100%-ный приготовительный бак, автоматическое растворение соли, а также полностью автоматизированная система управления обеспечивают, наряду с безупречными результатами процессов отбеливания и крашения, значительную экономию воды, энергии и технологического времени и в результате заметное повышение продуктивности [9].

Процесс крашения растворимыми в воде красителями характеризуется  тем, что краситель субстантивно выбирается из водной среды на текстиль, чему благоприятствует и применение электролитов: хлорида натрия и сульфата натрия.

Крашение активными  красителями.

Рисунок 6 – Красильные ванны

Субстантивное выбирание  красителя и установление равновесия между концентрацией его на волокне  и в красильной ванне (рисунок 6) зависит  от модуля ванны, количества используемых электролитов и субстантивности используемых красителей. Как правило, на традиционном эжекторном оборудовании это равновесие устанавливается по истечении приблизительно 30 минут. После этого в зависимости от описанных выше условий осуществляется вытяжка 30-80%  красителя на волокно[9].

Укороченный модуль ванны  благоприятствует сдвигу  равновесия в пользу красителя на волокне, причем данное равновесие устанавливается  быстрее. После этого в ванну  добавляются необходимые для  фиксации красителя щелочи, порциями или путем дозирования в течение 60 минут и в заключение краситель фиксируется еще в течение 30 минут на волокне. Новое оптимизированное эжекторное оборудование и оптимизированный способ крашения хлопкового волокна, предполагают такое сокращение циркулирующего потока красильного раствора, которое позволяет сократить продолжительность крашения при высоких показателях экологичности и экономии энергозатрат.

Способ крашения. Растворенный в свежей воде или циркулирующем  растворе краситель смешивается с половиной необходимого количества соли и добавляется путем линейного дозирования за несколько циркуляций. После дозирования красителя дается короткая выдержка, при этом готовится необходимый для фиксации раствор щелочи (предпочтительно соды) с другой половиной соли. В зависимости от способа крашения здесь может использоваться, как и при растворении красителя, свежая вода или циркулирующий раствор. Этот раствор также добавляется путем линейного дозирования за несколько циркуляций и крашение заканчивается через 45-60 минут. Предпочитаемой гаммой для этого способа являются средние и высокоактивные левафиксы, а также избранные ремазолы. Успешно проведены эксперименты с окраской хлопковых полотен красителями Procion H-EXL в светлые тона. Крашение заканчивается, как обычно, промывкой и мыловкой. Продолжительность обработки по указанному способу (от загрузки до выгрузки, включая отбелку, крашение и промывку) составляет 4 часа [9].

Рисунок 7 - Экспериментальный  красильный цех

 

Вновь разработанный  процесс оптимизирован в экспериментальном  красильном цехе (рисунок 7). Наряду с  быстрой сменой красильной ванны  и малым временем нагрева техпроцесс обладает еще одним преимуществом: благодаря конструктивному размещению устройства для частичного обезвоживания перед оборотным мотовилом достигается эффект вымывания гидролизованного красителя, как это происходит при более высоком модуле ванны[9].

Новая технология позволяет  использовать также и традиционный способ крашения при небольшом модуле ванны, с добавлением сначала соли, затем красителя и линейного или прогрессивного дозирования щелочи. При этом также достигается экономия воды, энергии и времени в сравнении с другим предлагаемым на рынке оборудованием, которое работает с модулем 1:6 и 1:10. Этой машиной удается также при крашении традиционным способом значительно сократить время занятости оборудования между загрузкой и выгрузкой, включая отбелку, крашение и последующую обработку.

Особо важную роль в предлагаемой технологии, так же как в любом процессе крашения, играет предварительная обработка текстильного материала. Для последовательного достижения эффективности рекомендуется проводить высокотемпературную отбелку с заключительным промывочным процессом. При этом модуль ванны может быть увеличен до 1:8, без ущерба для функциональности. Это возможно и при проведении отбелки при температуре 98°С [9].

Заключение

 

 

Крашение текстиля может  производиться на разных этапах его  производства: на крашение могут поступать  текстильные материалы в виде ткани, трикотажа, пряжи, волокон, ленты.

Можно окрашивать исходный волокнистый материал до его прядения. Такой метод отличается хорошим проникновением красителя и часто применяется для крашения шерсти.

В курсовой работе были решены следующие основные задачи:

- выделение теоретико-методологические основ современного состояния процессов крашения текстильных материалов;

-    охарактеризована структура процессов крашения;

-    рассмотрены пути развития процесса крашения;

-    обобщены полученные в работе результаты.

Окраска - первейшее соображение, возникающее у потребителя при  выборе ткани или другого изделия. Глаз человека способен обнаружить малые  различия в окраске ткани, поэтому  производитель ткани должен обеспечить равномерность (ровноту) ее окраски. Как правило, свойство равномерности гораздо важнее для окраски, чем для любого другого вида химической отделки. Если распределение умягчителя в ткани неравномерно, то потребитель этого не заметит, поскольку такая неравномерность не сказывается на свойствах ткани, важных для потребителя. С другой стороны, даже неискушенный наблюдатель заметит неравномерность окраски.

Кроме того, важен контроль постоянства окраски при переходе от одной партии красителя к другой или в пределах одного куска ткани, поскольку различия в окраске соседних элементов швейного изделия проявятся почти неизбежно. Отсутствие метамеризма, т.е. свойства двух цветовых оттенков совпадать при освещении одним источником света и различаться при освещении другим источником, также должно учитываться при крашении материалов. Устойчивость окраски определяет, насколько охотно будет пользоваться данным текстильным изделием потребитель. Окраска ткани должна сохраняться в течение срока службы изделия, но в некоторых случаях она может блекнуть, оставаясь приятной на вид. Важна также устойчивость окраски материала при мокрых обработках, стирке, химической чистке, трении, воздействии света, пота, атмосферных загрязнителей, погодных условий и других неблагоприятных факторов. Назначение конкретного текстильного изделия определяет требуемые степень, характер и устойчивость его окраски. Получение устойчивой к химическим и физико-механическим воздействиям ровной окраски с заданной колористической характеристикой (интенсивность окраски, цвет, оттенок) является основным требованием, предъявляемым к качеству текстильного материала. Для достижения приемлемых ровноты и устойчивости окраски учитываются такие переменные, как температура, давление, количество красителей и текстильно-вспомогательных веществ, а также свойства волокон.

 

Список  использованных источников

 

1Мельников Б.Н. Современное состояние и перспективы развития крашения.- М.: Легкая индустрия, 1973.-290с.

2 Мельников Б.Н., Морыганов П.В. Применение красителей. - М.: Легкая индустрия,1971.-263с. 
3 Мельников Б.Н., Блиничева И.Б. Теоретические основы технологии крашения волокнистых материалов.- М.: Легкая индустрия,1978.-300с.

4 Молоков А.И. Прямые красители. - М.: Минхимпром В/О, 1963. -155 с.

5 Ковтун Л. Г.Технология отделки трикотажа- М.:Легпромбытиздат,1990.-232 с.

6 Регламентированные технологические процессы обработки ровницы, пряжи и ткани. - М.: ЦНИИТЭИЛЕГПРОМ, 1982, с. 30–35

7 http://www.chem.msu.su/rus/jvho/2002-2/47.pdf. Красители и способы крашения для льна.  16.03.2011

8 Шкробышева, В.И. Современное оборудование для отделки текстильных материалов: учеб. пособие / В.И. Шкробышева, Р.А. Быков, Н.П. Щитова; Иван.

гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2008. 80с.

9 http://www.isuct.ru/testlib/system/files/HTVM_28012008_1.pdf. Способы и оборудование для крашения  целлюлозосодержащих волокон . 17.03.2011

10 Бельцов, В.М.  Оборудование текстильных отделочных  предприятий: Учебник для вузов; 2-е изд. перераб. и доп. / В.М. Бельцов. СПГУТД. –СПб., 2000. – 568 с.

11 Отделка хлопчатобумажных тканей: справочник в 2 ч. / под ред. Н.В.Егорова. – М.: Легпромбытиздат, 1991. Ч. 2: Оборудование для отделки хлопчатобумажных тканей. – 240 с.

12 Попиков, И.В. Оборудование шёлкоотделочных предприятий/ И.В. Попиков, А.Г. Тиматков. – М.: Легпромбытиздат, 1991. – 256 с.

13 Маркова, Б.А. Переработка химических волокон и нитей: справочник / Б.А.

Маркова, Н.Ф. Сурнина. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 744 с.

14 Оборудование красильно-отделочного производства: отраслевой каталог. –

М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, 1985. – 660 с.

15 Кричевский, Г.Е. Основные тенденции в теории и практике отделочного производства / Г.Е. Кричевский // Текстил. химия. - 1995. – С. 35-36.

16 Герасимов, М.Н. Состояние и перспективы развития оборудования для облагораживания текстильных материалов. / М.Н. Герасимов // Текстил. химия. - 1995. – №1 (6) – с. 57-67.

17 Мельников Б. Н., Блипичева И. Б., Теоретические основы технологии крашения волокнистых материалов.- М.: 1978- 323с.

18 Садов Ф. И., Корчагин М. В., Матецкий А. И. Химическая технология волокнистых материалов, 3 изд. - М.: 1968. – 360с.

19 Манджини А. Цвет и красители.- М.: 1983. – 258с.

20 Коровин К.И. Краткий курс химической технологии волокнистых материалов. - М.: - 1984. – 290с.

21 Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей.

- М.: - 1984. – 360с.

22 Кричевский  Г.В. Химическая технология переработки  растительного сырья// Текстильная  промышленность. – 1980. №5. – с. 10-11

23http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/KRASITELI_I_KRASHENIE.html. Красители и крашение. 26.02.2011

24 http://www.xumuk.ru/bse/1388.html. Крашение. 28.02.2011

25 http://bibliotekar.ru/spravochnik-25/30.htm. Крашение. 10.03.2011

26 http://www.concretebody.ru/. Достижения химии. 15.03.2011