CC BY
28
УДК 677.027
О. В. ОСТАПЧУК
ПРАТ "Волтекс-Меланж", Луцьк
ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГИ ШДГОТОВКИ ЗМ1ШАНО1 КОТОН1НОВМ1СНО1 ТКАНИНИ
У cmammi розроблено двостадшну технологт пiдготовки полieсmepо-бaвоняно-коmонiновоi тканини перюдичним способом. Скорочення тривалостi процесу досягнуто в peybmami оптим1зацИ показниюв: концентраци ПАР, концентраци перекису водню, рН середовища.
Експериментально пiдmвepджeно можливiсmь замши лужно-вiдновного вiдвapювaння та гтохлоритного вiдбiлювaння на перекисне вiдбiлювaння в бшьш жорстких умовах, що забезпечило отримання високого ступеня бiлосmi та незначно вплинуло на мщтсть тканини.
Ключовi слова: котонш, тдготовка, джигер, перекисне вiдбiлювaння.
О. В. ОСТАПЧУК
ЧАО "Волтэкс-Меланж", Луцк
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИ ПОДГОТОВКИ СМЕШАННОЙ КОТОНИНСОДЕРЖАЩЕЙ ТКАНИ
В статье разработано двустадийную технологию подготовки полиэстеро-хлопко-котониновой ткани периодическим способом. Сокращение продолжительности процесса достигнуто в результате оптимизации показателей: концентрации ПАВ, концентрации перекиси водорода, рН среды.
Экспериментально подтверждена возможность замены щелочно-восстановительного отваривания и гипохлоритного отбеливания на перекисное отбеливание в более жестких условиях, что обеспечило получение высокого степени белизны и незначительно повлияло на прочность ткани.
Ключевые слова: котонин, подготовка, джиггер, перекисное отбеливание.
O. V. OSTAPCHUK
PJSC "Voltex-Melanzh", Lutsk
IMPROVING THE TECHNOLOGY OF PRE-TREATMENT OF BLENDED COTTONIN FABRIC
In the article two-stage process of pre-treatment of polyester/cotton/cottonin blended fabric is considered. Decreasing process is a result of optimisation some parameters: concentration of surfactant, concentration of hydrogen peroxide, pH.
Possibility of replacing the alkali-reducing scouring and hypochlorite bleaching at the peroxide bleaching in more severe conditions is experimentally stated. Thus high degree of whiteness and slightly effect on strength of fabric were obtained.
Keywords: cottonin, blend fabric, pre-treatment, wetting property, peroxide bleaching.
Постановка проблеми
В останш роки значно зб№шився попит на лляш та льоновмюш тканини завдяки 1хшм ппешчним та експлуатацшним властивостям: високш пгроскошчносп, мщносп, повгтропроникносп та незначному питомому поверхневому електричному опору. Лляш тканини часто iмiтують використовуючи сумiшi з синтетичними та бавовняними волокнами. Останшм часом перспективним напрямком у текстильнш промисловосп стало застосування котоншовмюних текстильних матерiалiв. Котонш отримують, як правило, шляхом переробки низькосортного льону та вiдходiв тшання льону (коротке волокно, очю). Головними перевагами використання котошну е бшьш низька собiвартiсть та збереження ушкальних ппешчних властивостей лляного волокна. Недолжом - високий вмют длину, кольорових шгменпв та iнших супутшх природних домiшок, що значно ускладнюе процес пiдготовки тканини.
Кардочесальна змшана пряжа з вмiстом бавовняних та лляних волокон мютить у ^6i велику к1льк1сть "галочок", костри тобто залишшв коробочки та iнших частин рослин бавовника та льону. Такий вид дефекту сввдчить про наявшсть велико! кiлькостi лiгнiну у бавовняному волокнi. Ллянi та бавовнянi тканини потребують лужно-вiдновного вiдварювання та вiдбiлювання з використанням комбшаци рiзних окиснишв (гiпохлорит, перекис водню), що дозволяе отримати необхiдну ступiнь бiлостi при цьому незначно впливати на мщтсть целюлозного волокна. Введения синтетичних волокон у змшану пряжу вимагае змш у технологiчному процесi подготовки тканин.
Джигер являеться ушверсальною машиною в текстильному виробнищга та представляе iнтерес для оброблення невеликих об'емiв тканини. Джигер забезпечуе обробку текстильних полотен без складок та хорошу як1сть оздоблення зi швидк1стю руху тканини в дiапазонi ввд 20 до 100 м/хв. Важливо, що даний вид обладнання забезпечуе проходження тканини зi сталою швидк1стю та мшмальним натягом. Крiм того його можна розмiстити на невеликих виробничих площах. Текстильний матерiал в джигерi проходить через ванну з хiмiчними матерiалами i багаторазово перемотуеться з одного валу на шший. Тривалють контакту текстильного матерiалу з розчином визначаеться шльшстю проходiв. Недолiком ввдбшювання тканини на даному видi обладнання е висока собiвартiсть, шж на обладнанш безперервно! ди, особливо це стосуеться тканин з вмютом котошну та бавовни. Традицiйна технологiя тдготовки зтшано! котоншовмюно! тканини на джигерi фiрми "МС8" на фiрмi "Едельвжа" (м. Луцьк) зображений на рис. 1.
Рис. 1. Схема пщготовки котоншовмкноТ тканини пер1одичним способом
Як видно з рис.1 технолопчний процес бiлiння е багатостадiйний, енергомюткий, довготривалий та включае застосування вибiлюючого агенту гiпохлориту натрiю (рис. 1).
Анал1з останн1х досл1джень та публшацш Довгий час вважалось, що перекис водню не дозволяе в повнш мiрi знебарвити фарбувальнi домiшки присутш у лляному волокнi, значно не пошкодивши при цьому целюлози [1]. Подальший розвиток i вдосконалення технолопчного процесу перекисного вiдбiлювання тканин нерозривно пов'язаний з розробкою нових ПАВ, що характеризуються високими змочувальними та миючими властивостями. Це зумовлено ютотними перевагами перекису водню над хлоровмюними окисниками, а саме: унiверсальнiсть застосування незалежно ввд виду волокна та способу вiдбiлювання, хороший та сталий вiдбiлюючий ефект, вiдсутнiсть корозп обладнання. Крiм того суворий контроль за викидами хлору в навколишне середовище зумовив до надання переваги у застосуванш перекису водню при вiдбiлюваннi целюлозних волокон [2].
Найб№ш вiдомим та широко вивченим способом бшння е бiлiння на обладнанш безперервно" ди. Вивченню процесу бiлiння змiшаних тканин на обладнаннi перюдично! д^! (джигерi) присвячено невелику кшьшсть теоретичних та експериментальних робiт.
Формулювання мети дослiдження Метою дано! роботи е об'еднання стадш подготовки котоншовмюного текстильного матерiалу оздобленого перiодичним способом за рахунок оптимiзацil технологiчних параметрiв процесу. Дослiдження проводилися на платтяно-костюмнш тканинi арт. ТПК-11 "Оксамит" виробництва ПРАТ "Едельвiка" (м. Луцьк) наступного сировинного складу 50 % шшестер + 30 % бавовна + 20 % льон.
Процес тдготовки здшснювали на атмосферному джигерi фiрми "MCS" (Ггалш). Вага партй' - 500 кг (2000 м пог.). Модуль 1:3. Жорстшсть води становила 1,5 мг екв/л. Технологiчний режим вiдбiлювання тканини арт. ТПК-11 "Оксамит" дшчий на фiрмi "Едельвжа" тривав 24 години. Фiзико-механiчнi показники готово1 тканини визначали зпдно з дiючими нормативними документами. Яшсть текстильного матерiалу визначали за такими показниками, як: поверхнева щ№шсть (г/м2), розривальне навантаження (Н), коефщент повiтропроникностi (%), гiгроскопiчнiсть (%), стутнь бiлостi (%).
Викладення основного MaTepiaiy досл1дження Ефективнiсть процесу вiдбiлювання текстильного матерiалу насамперед залежить вiд фактору його змочуваносп. Низька змочуванiсть целюлозних волокон зумовлена присутнiстю в них пдрофобних воскоподiбних та жирових забруднень. Пдрофобш полiестеровi волокна, за своею природою, погано змочуються, тому единий споаб усунути цей недолiк - е застосування ПАР. Крiм того ПАР вщграють значну роль в розчиненш лiгнiновмiсних домiшок в целюлозних волокнах.
Змочувашсть визначали за часом занурення сурово1 тканини арт. ТПК-11 в наступш розчини ПАР: Коловет АН, Коловет С, Коловет Н ^рма '^мтекс" Украша), Felozan RGN ^рма "CHT" Швейцар1я ), Sera Fil ^рма "Dy Star" Шмеччина ). Визначали iнтервал часу м1ж зануренням зразк1в у розчини рiзних концентрацiй та початком 1х утоплення [3]. Результати визначення змочувально1 здатносл ПАР в залежностi вiд 1х концентрацiï подано на рис. 2.
70
о 60
§ 50
« о
40 30
о
20
10 0
Коловет АН
Коловет С
Felozan RGN
— •— Коловет Н
—■ Sera Fil SBS
0,3
1,2
0,6 0,9
Концентращя ПАР, %
Рис. 2. Залежшсть змочувально'1 здатност ПАР в1д ïx концентрацй'
Як видно з рис. 2 найкращi змочувальнi властивостi мае Коловет АН, час змочування ним тканини вже при концентрацй 0,6 % становить 4,3 с. Незначно поступаеться у змочувальнш властивосп Felozan RGN та Коловет Н, котрi при концентрацй 0,9 % мають час змочування ввдповщно 5 та 4,5 с. Найменш активно себе проявляе Коловет С - при 1,2 % час змочування становить лише 28 сек.
Ефектившсть змочування суровоï бавовни розчином Коловету АН визначалась також в залежносп ввд температури та концентрацiï розчину. На рис. 3 зображена залежшсть тривалосп змочування вiд концентрацiï розчинiв при наступних значеннях температури: 20, 40, 80 °С.
40 35 ° 30 25
«
к §
«
^ 20 о
^ 15 10 5 0
о й F
k \
л L N
4 \É
— i О ч\
U-
— при
20° С
—A при
40° С
—♦ при
80° С
0,15 0,3 0,6 0,9 1,2
Концентращя ПАР, %
1,5
Рис. 3. Залежшсть тривалост змочування ввд температури та концентрацй' Коловету АН
1
З отриманих даних можна зробити висновок, що при низьких концентрашях Коловету АН - вщ 0,15 % до 0,6 % час змочування залежить ввд температури: чим вища температура, тим менше часу потр1бно для змочення тканини. З1 збшьшенням концентраци Коловету АН тдвищення температури незначно впливае на час змочуванння.
Целюлозн1 волокна мютять велику к1льк1сть домшок, тому для забезпечення можливосп об'еднання операцш ввдварювання та в1дб1лювання представляло штерес дослвдити вплив б1льш жорстких умов проведення в1дб1лювання: зб1льшення концентрацш !дкого натрш та перекису водню. Висока лужшсть ввдбшюючого розчину е причиною штенсивного розкладу перекису водню та його перевитрати. Значения рН вщбшюючого розчину близько 10,5 забезпечуе утворення перпдроксид юшв и1д час реакци розкладу перекису водню за гетеролггичним типом, котр1 в свою чергу забезпечують знебарвлення фарбувальних домшок присутшх у целюлозному волокш [2]. Диапазон рН при перекисному ввдбшюванш повинен знаходитись у межах 10,6-11,8. При рН>12 швидшсть розкладання перекису водню зб1льшуеться, водночас зб1льшуеться деструкщя целюлозного волокна та р1зко знижуеться стутнь бшосп [4]. Введення в ввдбшюючий розчин вдкого натрш в шлькосп 1,8 % забезпечуе рН=11,8 (табл.1).
Таблиця 1
Залежшсть рН середовища ввд концентраци NaOH__
Концентрашя NaOH, % 0,3 0,9 1,8 3
рН середовища 10,7 11,3 11,8 12,3
Перекис водню е окисником, завдяки якому здшснюеться в1дб1лювання целюлозного матер1алу. Тому дуже важливо вщслщковувати змши концентраци перекису водню протягом всього процесу бшння. Нами була визначена залежшсть ступеня бшосп тканини арт. ТПК-11 вщ концентраци перекису водню в в1дб1люючому розчит Концентрашя !дкого натрш в ванш становила 1,8 %, концентрашя Коловету АН - 0,9 %.
90
0 -I----------
0 2 4 6 8 10
Концентращя перекису водню, % Рис. 4. Залежшсть ступеня бшосп тканини вщ концентраци перекису водню
З рис. 4 видно, що з1 зб1льшенням концентраци перокису водню до 8% стутнь бшосп зростае вщ 45 % до 76 %, подальше шдвищення концентраци перокису водню не приводить до суттевого зростання ступеня бшосп, а тому е недощльним. Таким чином оптимальною концентращею перекису водню в вщбшюючш ванш е 8%.
Для визначення тривалосп операци вiдбiлюваиия визначали к1льк1сть перекису водню в просочувальнш ванш з оптимальною концентращею через певш пром1жки часу. Визначення активного кисню проводили за перманганатометричним методом [5]. Результати дослвджень представлено в табл. 2.
Таблиця 2
Змша концентраци перекису водню та ступеня бшосп в процеа вщбшювання
№ п/п Тривалють ввдб1лювання, хв Концентрашя перекису водню в ввдб1люючш ванш, % Стутнь бшосп тканини, %
1 0 8 45,2
2 30 7,50 71,0
3 60 3,71 74,8
4 90 1,10 75,0
5 120 0,73 76,1
6 150 0,40 76,2
Приведет дослщжения сввдчать, що за двi години вщбОлювания концентрата перекису водню зменшилася з 8% до 0,73%, тобто вш прореагував бiльш тж на 90%, а показник ступеня бiлостi досяг значения 76,1%. Подальше бшния тканини е неефективним i практично не впливае на бiлизну тканини.
Аналiз отриманих дослОдних даних свiдчить, що доцшьно об'еднати лужио-вiдновне ввдварюваиия та перекисне ввдбшювания, виключивши гшохлоритне вiдбiлюваиия. Операцп перекисного вiдбiлювания з оптичним вiдбiлювачем та кислування залишити без змш.
Таким чином, можиа рекомендувати наступну двостадiйну схему тдготовки котоншовмОсно! ткаиини (рис. 5).
Рис. 5 Удосконалена схема пiдготовки котоншовмкноТ тканини перюдичним способом
ПорОвияния фiзико-механiчних властивостей тканини, тдготовлено! за традицiйною та удосконаленою технолопями наведенi у табл. 3.
Таблиця 3
№ п/п Показники Одиниця вимь рювання Нормативно значення зпдно з ГОСТ 29223-91 Фактичш значения
Традицш-ного способу Удоскон але-ного способу
1 Ширина см 150±2,0 149,9 149,8
2 Поверхнева густина г/м2 143,7 145,6
3 Розривальне навантаження основа уток Н не менше 196 456 444 538 482
4 Пгроскошчшсть % не менше 4 11,2 12,7
5 Коефщент повггропроникносп % не менше 80 860 850
6 Змша лшшних розмОрОв тсля прания основа уток % -3,5 +1,5 -2,0 -2,4 -2,0 -2,9 -2,0
7 Стутнь бшосп % не менше 78 132 130
Стутнь бшосп тканини тсля вiдбiлювания за удосконаленою технологiею становить 130 %, а тсля операцп перекисно-гшохлоритного вiдбiлювания за базовою техиолопею - 132 %, тобто вiдрiзияеться несуттево. Експлуатацiйнi та гiгiенiчнi властивосп вiдбiлених тканин змшилися незначно i е в нормативних межах.
Удосконалена двостадшна технологiя вiдбiлювания змшано! полОестеро-бавовияно-кототново! ткаиини арт. ТПК-11 устшно пройшла випробувания на атмосферному джигерi фОрми "MCS" Iталiя та впроваджена у виробництво ПРАТ "Едельвша".
Висновки
В результат проведених дослОджень розроблено ресурсозберлаючу технолопю подготовки перюдичним способом змшано! котоншовмюно! тканини. Об'еднаиия стадш подготовки текстильного матерОалу дозволяе скоротити витрати води, електроенерги та хОмОчних реагеипв не знижуючи при цьому фОзико-мехатчних показник1в готово! ткаиини. Обгрунтовано оптимальний склад вОдбОлюючо! ванни: коловет АН - 0,9 %; колофом АН - 0,01 %; !дкий натрш (100 %) - 1,8 %; перекис водню (35 %) - 8 %; стабшзатор перекису водню - 1,0 %.
Под час виробничих випробуваиь тдтверджено ефективтсть застосування двостадшно! технологи бшния змшаио! котоншовмюно! ткаиини. Застосувания ново! технологи дозволило скоротити процес бшния на 10 переходОв, що становить 5 годин.
Список використаноТ л1тератури
1. Кричевский Г. Е. Химическая технология текстильных материалов : [Учеб. Для вузов в 3-х т.] / Г. Е. Кричевский. - М., 2000. - 1 Т. - 436с.
2. Karmakar S. R. Textile science and technology 12. Chemical technology in the pre-treatment processes of textiles / S. R. Karmakar. - Serampore : ELSEVIER, 1999. - 498 c.
3. Гусев В. П. Технический анализ при отделке тканей и трикотажных изделий: [Учебник для сред. спец. учеб. заведений легкой пром-сти] / В. П. Гусев, К. Ф. Крикунова. - М.: Легкая индустрия, 1974. - 352 с.
4. Прогресс текстильной химии / Б. Н. Мельников, И. В. Блиничева, Г. И. Виноградова, В. И. Лебедева. - М.: Легпромбытиздат, 1988. - 240 с.
5. Фридлянд Г. И. Отделка льняных тканей: [Учеб.пособие] / Г. И. Фридлянд. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 430 с.
