Современное состояние и перспективы развития процесса крашения материалов

Особенно много для прогресса техники крашения тканей на Карабановской фабрике сделал долгое время работавший на ней химик-колорист В. М. Тряпкин. Он впервые в 1892 г. применил щелочной способ набивных ситцев по ализариновому крашению, завоевавший мировую известность. Этот способ подробно изложен в книге В. М. Тряпкина "Травление турецкой красной щелочным методом", изданной в 1899 г. на французском языке в Париже. Книга написана по материалам фабрик Владимирской и Московской губерний.

Труд В. М. Тряпкина начинается с общего обзора применения нового щелочного способа вытравки набивных ситцев. Автор пишет, что "травление турецкой красной при помощи каустической соды было произведено в первый раз по способу Шлипера, который позволяет получить на красной белые и синие расцветки". "Но, - подчеркивает автор, - способ Шлипера при травлении турецкой красной другими цветами не может быть применен на производстве в больших масштабах и не заменяет классического способа травления при помощи обесцвечивающей ванны". Далее указывается, что поисками способов травления занимались многие химики-колористы и что лучшим из них оказался щелочной способ, применяемый на русских фабриках. "Этот способ, - утверждает В. М. Тряпкин, - придает краскам, употребляемым при расцвечивании турецкой красной, прочность и яркость, не достижимую при употреблении обесцвечивающей ванны, а поэтому с успехом заменяет ее. В русском производстве, которое специально выделывает турецкую красную, новый метод, известный под названием "щелочной метод", используется уже в течение 6-7 лет в очень больших размерах". Далее автор детально описывает этот метод, подробно рассказывает о вытравной бели, приготовлении вытравной краски на базе натриевого станита, приготовлении белой вытравной с помощью натриевого цинка, щелочной белой вытравной с натриевым цинкатом, о краске для печати, розовой вытравной, синей вытравной, зеленой вытравной щелочной, о черной краске в соединениях с щелочными вытравными, дает общие указания о приготовлении и употреблении щелочных вытравных красок [10].

Набивные ткани ализаринового  крашения, выработанные по этому способу  на русских фабриках, были прочны и  ярки. Подобного эффекта не могли  добиться ни на одной фабрике в  Западной Европе и Америке. Конечно, французские фабриканты всячески пытались перенять способы окраски и набивки тканей, применявшиеся на русских фабриках. Поэтому в Париже и вышла книга русского химика-колориста, предназначенная для ознакомления французских специалистов со способами окраски и набивки, с успехом применявшимися в России.

По качеству тканей Карабановская фабрика не была единственной в русской текстильной промышленности. От нее не отставали Трехгорная мануфактура, ряд иваново-вознесенских фабрик и др.

Самым экономичным, а потому и наиболее распространенным является метод партионного (штучного) крашения, т.е. крашения ткани в кусках, после того как она уже выработана. Имеются разные варианты метода. Иногда ткань проводят через ванну с красителем, скрутив ее в виде жгута, а иногда она проходит в полную ширину сначала через чан с красителем, а затем через отжимные валки.

1.2 Современное состояние процесса крашения текстильных материалов

Красителями называются вещества, способные окрашивать различные  предметы, например, хлопчатобумажное волокно, шерсть, шелк натуральный, вискозный, ацетатный и др., кожу, бумагу, дерево, солому и многое другое.    Красители применяются также и для окрашивания пластмасс, металлических изделий, предметов парфюмерии, пищевых продуктов, для приготовления лаков, туши, чернил, в цветной фотографии [11].

Применяемые для крашения тканей, пряжи и других материалов красители разделяются по происхождению  на две группы:

а) красители естественного происхождения;

б) красители искусственные, полученные химическим путем [11].

Естественные красители  в свою очередь делятся на красители растительного и животного происхождения.

Красители растительного  происхождения — вещества, получаемые из растений.

Красители животного происхождения — красящие вещества, получаемые из высушенных насекомых.

Искусственные красители — вещества, получаемые химическим путем, представляют собой сложные органические соединения.

Существуют много типов  и групп искусственных красителей. Одни из распространенных красителей, применяемых для окраски хлопчатобумажных тканей, носят название анилиновых, так как первые такие красители были получены из анилина.

Подготовка изделий к  крашению и перекраске. Перед крашением вещи очищают от загрязнений. При перекрашивании иногда, кроме того, удаляют первоначальную окраску полностью или частично. Это делают в том случае, если вещи перекрашивают в другой цвет и если окраска их полиняла, местами выгорела.

Очищают изделия от загрязнений  стиркой в мыльно-щелочных растворах  или химической чисткой с помощью  жирорастворяющих или других пятновыводящих средств. Пятна удаляют очень тщательно, во избежание неровной окраски. Стирку и чистку проводят обычным способом.

Для лучшего удаления прежней  окраски с хлопчатобумажных и  льняных вещей в мыльно-содовый  раствор прибавляют больше соды. чем  при обычной стирке (10—15 г стиральной соды на 1 л воды) и кипятят вещи около 30 мин. Шерстяные вещи стирают в мыльном растворе, как обычно, с добавлением нашатырного спирта или же подвергают чистке бензином [11].

Перед крашением готовых  вещей их подготавливают следующим  образом. Швы с запасами распускают; те части, которые не нужно красить, отпарывают; подкладку, если вещи красят вместе с ней, подпарывают в нескольких местах, чтобы вещи не всплывали кверху от находящегося под подкладкой воздуха.

Вязаные вещи перед крашением  нашивают на какую-либо грубую хлопчатобумажную ткань, чтобы их можно было красить в расправленном виде. При подготовке вещей к крашению особенно внимательно надо осмотреть карманы, чтобы в них не было посторонних предметов, например, карандашей, которые обламываются и остаются в углах карманов. Карманы необходимо перед крашением вывернуть. Очистка вещей от загрязнений производится стиркой или химической чисткой с удалением отдельных пятен [11].

Удаление прежней окраски  полностью или частично, если ее не удается уничтожить кипячением или стиркой в мыльно-щелочном растворе, производят раствором гидросульфита натрия (10—20 г гидросульфита на 1 л воды). Этот способ применим как для хлопчатобумажных, так и для шерстяных тканей.

Раствор гидросульфита при  обесцвечивании вещей подогревают постепенно (в продолжение 30 мин.) до 70°, все время переворачивая вещи, чтобы получить равномерное обесцвечивание окраски. По истечении 10 мин. от начала обработки в бак добавляют уксусную кислоту в количестве 10—15 г на 1 л раствора гидросульфита, что ускоряет отбелку. Но при добавлении кислоты гидросульфит разлагается. Этот процесс сопровождается выделением сернистого газа. Во избежание отравления людей сернистым газом, надо эту обработку производить в хорошо вентилируемом помещении. После отбелки вещи тщательно промывают несколько раз теплой водой [12]. 

Для удаления первоначальной окраски с хлопчатобумажных и  льняных тканей, если она не удаляется  указанными выше способами, применяют  хлорную известь. Однако необходимо помнить, что хлорная известь при неправильном ее употреблении может сильно ослабить ткань; поэтому при такой обработке надо строго придерживаться определенных правил: не применять хлорную известь больше допустимого количества, не повышать температуру раствора выше 35°, тщательно промывать вещи после отбелки.

  Для хлопчатобумажных и льняных тканей вместо хлорной извести лучше применять гипохлорит натрия. Его готовят следующим образом: на 1 л отбеливающего раствора берут 3—5 г хлорной извести и столько же кальцинированной соды. Раствор отстаивают и употребляют только в виде прозрачной, чистой жидкости, в которой вещи выдерживают при постоянном помешивании в течение 15—20 мин. После этого их промывают в теплой (30°) и холодной воде. В промывную воду добавляют немного уксуса (1 чайную ложку на 3 л воды). Последний раз полощут в чистой воде [12].

  Окраску с шерстяных и шелковых изделий удаляют обработкой перекисью водорода. На 1 л воды берут 5—6 г 3-процентной перекиси водорода и 3—5 г 10-процентного нашатырного спирта. Раствор подогревают до 50—60° и опускают в него вещи на 2—4 часа, периодически помешивая их. Затем изделия стирают и промывают, как обычно.

Перед крашением шерсти или  шерстяной  пряжи  ее   обрабатывают   в   течение   30 мин. в   слабом растворе нашатырного спирта (10—15 г 25-процентного  нашатырного спирта на   1  л  воды)   или в мыльно-содовом растворе, как при стирке шерстяных вещей, а затем промывают теплой водой.

Перед стиркой или химической чисткой вещи вытряхивают и чистят щеткой для удаления пыли, присохшей грязи и т. д. Крупные, грубые вещи выколачивают с помощью выбивалки (из прутьев). Чистку вещей надо производить с осторожностью, чтобы их не порвать и не испортить пуговиц.

Закрепление красителей на ткани. Для получения более прочной окраски прямыми красителями применяют:

а) обработку раствором медного купороса;

б) раствором хромпика (двухромовокислого калия) [13].

Однако не все прямые красители  способны закрепляться от этих обработок. Окрашенные некоторыми красителями  ткани   изменяют свой цвет, поэтому для них нельзя рекомендовать этот способ закрепления. Например, прямой красный X от медного купороса переходит в коричневый. Некоторые краски сильно темнеют от обработки. Например, прямой яркооранжевый, прямой зеленый. Поэтому для закрепления тех красителей, которые не имеют в названии красителя букв М или X, необходимо предварительно произвести опыты закрепления на образцах.

Обработка раствором медного  купороса производится следующим образом: крашенную вещь промывают водой 2—3 раза и затем опускают на 10—15 мин. в раствор медного купороса, подогретого до 60—70°. На 1 кг окрашенных вещей требуется 25 л раствора медного купороса. Медного купороса берут 10—20 г на 1 л воды, растворяют его в горячей воде при размешивании и туда же вливают 5—10 г уксусной эссенции [13].

После обработки медным купоросом  вещи хорошо промывают. Медный купорос  повышает прочность окраски к  свету.

Обработка хромпиком производится так же, как и медным купоросом. Хромпик для приготовления раствора берется в количестве 20—30 г на 1 л воды в зависимости от глубины оттенка и 5—10 г уксусной эссенции. Раствор подогревается до 75—80° [13].

Некоторые окраски закрепляются при обработке смесью медного  купороса и хромпика. Для этого  берут раствор, состоящий из 20 г  медного купороса и 20—30 г хромпика на 1 л воды и 8—12 г уксусной эссенции. Такая обработка повышает прочность окраски к действию света и стирки [13].

Крашение вещей из искусственного шелка. Крашение готовых вещей и ткани из искусственного шелка производится в основном прямыми красителями аналогично хлопчатобумажной ткани.

Красители растворяются в  воде, умягченной содой. Крашение вещей  и ткани производится при температуре 80°, начинают его при 50° и красят сначала 15 мин., затем красильный раствор  подогревают до 80° и красят 10 мин. при этой температуре. После этого прекращают нагрев и продолжают красить еще 10 мин. По окончании крашения вещи промывают, как обычно, отжимают, укладывают между 2 слоями сухой хлопчатобумажной ткани и сушат. Для крашения вещей из ацетатного шелка применяют так называемые целлитоновые красители и реже основные красители. Прямыми красителями этот шелк обычно не окрашивается. Этими красителями можно окрасить ацетатный шелк только после его обработки щелочами [14].

В отличие от хлопчатобумажной ткани и других искусственных шелков крашение вискозных изделий следует производить при температуре не выше 60° и без добавления столовой соли.

При крашении этих изделий (ткани, трикотаж, чулки, ленты, сшитые вещи и  пр.) следует учесть особенность искусственного шелка — он теряет крепость во влажном виде. Поэтому вещи из искусственного шелка нельзя сильно скручивать и растягивать.

При промывке по окончании  крашения вещи отжимают между чистыми  тряпками, нажимая ладонью. Сушат  при температуре не выше 50—60° [14].

Крашение полушелковых вещей. Полушелковые вещи могут состоять из смеси натурального шелка и хлопка, шерсти и искусственного шелка в различных соотношениях. Полушелковые вещи чаще всего красят прямыми красителями, которые окрашивают почти все виды текстильных волокон (за исключением ацетатного шелка). Рецепт крашения полушелковых вещей: берут прямого красителя — 1—4% от веса сухих вещей; мыла ядрового — 60-процентного — 4—10%; глауберовой соли—10—20%. Мыло добавляют в красильный раствор для получения более равномерной окраски. Крашение начинают при 60—70°, подогревают раствор до 90—95° и красят около 60 мин. Окрашенные вещи промывают в теплой воде, в которую добавляют для умягчения немного соды (лучше   питьевой — двууглекислой) или нашатырного спирта (1 чайную ложку на 3 л воды). При промывке в жесткой воде, оставшееся на вещах мыло может свернуться и образовать осадки на ткани, что способствует получению непрочной к трению и некрасивой окраски. Поэтому умягчение воды является обязательным. Последнюю промывку вещей надо производить в воде, подкисленной небольшим количеством уксуса с целью получения яркой окраски. Однако подкисление воды уксусом надо делать только после того, как можно быть уверенным в достаточно полном удалении мыла [14].