Ковтун Л.Г. Технология отделки трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

годы ассортимент и объем печатных трикотажных полотен п

изделий значительно расширился: в широком ассортименте вы-

пускается бельевой трикотаж, увеличился выпуск верхних и

спортивных изделий, женских платьев, блузок, чулочно-носоч-

ных изделий и т. д. (см. гл. 9).

Сущности физико-химических процессов, протекаюш,их в про-

цессе крашения и печатания, идентичны, т. е. процесс печатания

можно рассматривать как крашение отдельных участков волок-

нистых материалов. Для печатания применяют красители тех

же классов, что и для крашения, так же краситель сначала

сорбируется на поверхности волокна, затем диффундирует

внутрь и фиксируется на активных центрах.

Основные отличия заключаются в аппаратурном оформле-

нии процесса и способе нанесения красителя на поверхность

волокнистого материала.

Последовательность технологических операций при печата-

нии может быть представлена схемой «подготовка к печата-

нию — печатание — высушивание — зреление — промывка —

высушивание и заключительная отделка».

Подготовка к печатанию включает в себя отваривание, бе-

ление, сушку-ширение для основовязаных полотен или высу-

шивание и каландрирование кругловязаных полотен. Кругловя-

заные полотна могут подвергаться печатанию в разрезанном

и неразрезанном виде, т. е. в виде трубки.

Если полотно печатается в неразрезанном виде, то оно

должно проходить процесс печатания дважды: с одной стороны

трубки и с другой. При этом возникает целый ряд проблем: не-

обходимо обеспечить совпадение рисунка на обеих сторонах, и

особенно на сгибе, а это ограничивает возможности выбора

рисунка; возможна деформация полотна вследствие его нерав-

номерной усадки, так как оно дважды подвергается печатанию

и последующей сушке; полотно нельзя приклеивать к поверх-

ности стола для предотвращения смещения во время печата-

ния и искажения рисунка, так как обратная сторона также

подвергается печатанию; в два раза снижается производитель-

ность печатной машины, так как полотно пропускается

дважды.

С учетом всех этих обстоятельств в большинстве случаев по-

лотна подвергают печатанию в разрезанном виде. Таким обра-

зом, разрезание является одной из подготовительных операций.

Разрезание можно проводить непосредственно на вязальной

машине, но в этом случае осложняется проведение последую-

щих операций —отваривания и беления, особенно в виде

жгута.

Целесообразно проводить подготовку полотна, как обычно,

жгутом, а затем разрезать на специальных резальных машинах.

Такие машины выпускаются многими зарубежными фирмами:

«Элио» (Франция), «Арбах Мод TNA» и «Майер» (ФРГ) и др.

На машинах проводится разрезание, расправление полотна и

при необходимости проклеивание кромок.

Печатание, или нанесение рисунка на полотно, может быть

осуществлено различными способами, но не все они в одинако-

вой мере приемлемы для печатания трикотажных полотен, что

связано с их структурными особенностями: высокой растяжи-

мостью, наличием сильно закручивающейся кромки или отсут-

ствием таковой, рельефностью поверхности и т. д.

Растяжимость трикотажного полотна в направлении петель-

ных столбиков и петельных рядов различна, при этом она в зна-

чительной степени зависит от плотности вязания и типа пере-

плетения. Следствием высокой растяжимости часто является

искажение рисунка, особенно геометрического. Наибольшие

трудности в этом плане возникают при печатании полотен об-

легченных структур, растяжимость и склонность к деформации

у которых чрезвычайно велики.

Большие трудности при печатании возникают из-за сильно

закручивающейся кромки. Она препятствует плотному прилега-

нию шаблона или печатного вала к полотну по всей его ши-

рине. Поэтому печатные машины должны быть оснащены уст-

ройствами, обеспечивающими расправление кромки. Хорошие

результаты дает проклеивание кромок.

Существуют различные способы нанесения печатной краски

на волокнистые материалы. Самый старый среди них —ручная

набойка. Рисунок при ручной набойке наносился с помощью

деревянных форм или специальных шаблонов. Этот способ ма-

лопроизводителен и дорог, поэтому сейчас применяется очень

редко, только для производства высокохудожественных изде-

лий, например в шерстяной и текстильно-галантерейной про-

мышленности для платков, косынок и т. д.

В трикотажной промышленности иногда применяют ручную

печать с помощью сетчатых шаблонов для штучных изделий

(чулок, изделий спортивного ассортимента, верхних трикотаж-

ных изделий).

При аэрографном способе рисунок наносят путем распыле-

ния раствора красителя через трафарет. Этот способ тоже ма-

лопроизводителен, используют его главным образом при печа-

тании штучных изделий, но он может быть использован и для

печатания трикотажных полотен и гардинно-тюлевых изделий.

Достоинством этого способа является возможность получе-

ния эффектов, которые практически невозможно получить дру-

гими способами. Им, например, можно нанести рисунок на ис-

кусственный мех при имитации окраски натурального меха.

При разбрызгивании раствора красителя через сопла или аэро-

граф капельки раствора, перекрывая друг друга, дают интерес-

ные эффекты.

Основным недостатком аэрографного способа является за-

грязнение помещения распыляемой краской.

В трикотажной промышленности аэрографный способ прак-

тически не применяется.

Большой интерес представляет полихроматическое крашение,

которое заключается в подаче на полотно красильного раствора

в виде многоструйных потоков. Образующийся при этом рису-

нок имитирует многоцветную печать. Интересный способ печа-

тания— внитон — предложен во ВНИИТП. Он близок поли-

хромному крашению. Загущенную краску наносят с помощью

сопел на полотно, а при прохождении через жало валов печат-

ная краска расплющивается с образованием на полотне хаоти-

ческого рисунка.

Однако эти способы еще не нашли распространения в три-

котажной промышленности.

Печатание осуществляется на печатных машинах различных

конструкций.

Машины с металлическими гравированными валами, широко

применяемые в текстильной промышленности обладающие вы-

сокой производительностью, не нашли распространения в три-

котажной промышленности вследствие большой деформации

полотен, проходящих через машину под сильным натяжением.

Деформация возникает также вследствие прижатия металличе-

ских валов к центральному валу. Другим недостатком машин

с гравированными валами является сложность и высокая стои-

мость изготовления печатных валов, что при малых объемах

производства крайне неэкономично.

Наиболее широкое распространение в трикотажной промыш-

ленности получил способ фотофильмпечати. Его сущность за-

ключается в том, что рисунок наносится на полотно с помощью

сетчатых шаблонов. В промышленности используют машины

двух типов: с плоскими и с ротационными сетчатыми шабло-

нами.

Общим для машин обоих типов является наличие печатного

стола, бесконечной конвейерной ленты, к поверхности которой

приклеивается полотно и с помощью которой осуществляется

транспортирование полотна через рабочую зону машины. У вы-

хода из зоны печатания полотно отклеивается от поверхности

печатного стола и поступает в сушильную машину.

При печатании на машинах с плоскими сетчатыми шабло-

нами полотно через заправочное устройство 1 (рис. 47) посту-

пает в машину, с помощью специального устройства приклеи-

вается к полотну конвейерной ленты 2, которая перемещает

трикотажное полотно вдоль печатного стола, подводя его под

шаблоны.

В момент останова конвейерной ленты шаблоны 3 автомати-

чески опускаются на полотно. Включаются механизмы привода

Рис. 47. Печатная машина с плоскими сетчатыми шаблонами

движения раклей 4. Сделав один-два прохода, ракля протирает

печатную краску через сито шаблона. По окончании работы

ракли шаблоны автоматически поднимаются и полотно переме-

щается на строго определенную величину — величину раппорта

рисунка — по направлению к следующему шаблону. Число шаб-

лонов может быть от одного до восьми в зависимости от слож-

ности рисунка (числа печатных красок различного цвета, обра-

зующих при печатании многоцветный рисунок).

Далее полотно высушивается в сушильной машине 6. Загряз-

ненная печатной краской поверхность конвейерной ленты печат-

ного стола промывается в кирзомойном устройстве 5.

Шаблон представляет собой прямоугольную раму, на кото-

рую натянута капроновая или полиэфирная сетка. Размер рамы

шаблона определяется шириной машины и характером рисунка.

Рабочую длину шаблона называют раппортом шаблона. Эта

длина должна быть кратной раппорту рисунка (т. е. в раппорте

шаблона должно укладываться целое число раппортов рисунка).

Шаблоны изготовляют в художественных и шаблонных ма-

стерских, имеющихся на большинстве красильно-отделочных

предприятий. На раму шаблона на специальном натяжном

столе натягивают сетку и фиксируют ее на раме с помощью

специального клея. После высушивания сетку тщательно про-

мывают и обезжиривают для удаления замасливателя, остатков

клея или лака. Далее на шаблон наносят два-три слоя лака,

представляющего собой раствор перхлорвиниловой смолы в бу-

тилацетате. После нанесения каждого слоя шаблон высушивают

в сушильном шкафу с мощной вентиляцией.

Затем на шаблон наносят слой светочувствительной эмуль-

сии, содержащей фотожелатин, двухромовокислый аммоний, на-

шатырный спирт и воду. После высушивания в темном шкафу

при температуре 30° С шаблоны поступают на фотокопироваль-

ный станок. Копирование производится с раппортных калек.

При экспозиции (освещение металлогенной лампой) свет, попа-

дающий на светочувствительный слой на участках кальки, не

закрытых черной тушью, вызывает окисление желатина под

действием бихромата калия с образованием нерастворимого

в воде соединения.

На защищенных участках окисления не происходит, и жела-

тин в этих местах при последующей промывке смывается во-

дой. После промывки шаблон высушивают и тампоном, смочен-

ным в бутилацетате, снимают лак с участков, не защищенных

желатиновым слоем. Затем шаблоны ретушируют для устране-

ния дефектов. Число шаблонов, необходимое для воспроизведе-

ния рисунка, определяется числом цветов в рисунке. Для детали

рисунка одного цвета изготовляют отдельный шаблон.

В процессе печатания ракля протирает печатную краску

через участки, не защищенные лаковой пленкой. При этом обра-

зуется отпечаток детали рисунка.

Достоинствами машин с плоскими сетчатыми шаблонами

являются высокое качество печати со сложными многоцветными

рисунками, имеющими тонкий контур, и достаточно широкие

возможности печати по виду рисунков и размеру раппорта.

Простота изготовления шаблонов позволяет легко переходить

с одного рисунка на другой и делает эффективным их исполь-

зование для печатания небольших партий полотна.

Основными недостатками этих машин являются большая

длина (25—30 м) и сравнительно невысокая производитель-

ность. Кроме того, на этих машинах сложно наносить рисунки

с продольными полосами. Максимальная скорость печатания не

превышает 12 м/мин (минимальная 4 м/мин) и зависит от вида

и сложности рисунка. Низкая производительность объясняется

затратами времени на останов, опускание шаблонов и работу

ракельного механизма.

Наличие этих недостатков у машин с плоскими сетчатыми

шаблонами дало толчок к созданию машин с ротационными

сетчатыми шаблонами. Одним из основных достоинств этих ма-

шин является их высокая производительность: средняя скорость

печатания трикотажного полотна достигает 25—30 м/мин.

Основой цилиндрического шаблона является бесшовный полый

цилиндр из хромоникелевой сетки, стенки которого имеют тол-

щину 0,08—0,12 мм. Наиболее широко применяют шаблоны

№ 60, 80 и 100 с числом отверстий на 1 см^ соответственно 24,

32 и 40 (размер отверстий соответственно 160, 100 и 50 мкм).

Чем больше отверстий на единицу площади и чем меньше

их размер, тем более четкие контуры могут быть получены.

При печатании контура обычно используют шаблоны № 80 и

100, а для печатания больших площадей —№ 60.

Перед нанесением рисунка никелевую гильзу сначала рас-

правляют, вставляют разжимные кольца, подвергают термиче-

ской обработке при температуре 150 °С в течение 1 ч. Затем

гильзу тщательно обезжиривают (используя для этого 10 %-й

раствор серной кислоты и 10 %-й раствор бихромата аммония

в соотношении 1 : 1, а также специальные моющие препараты),

промывают проточной холодной водой снаружи и изнутри и

высушивают в сушильном шкафу или на воздухе.

После этого поверхность цилиндра покрывают слоем свето-

чувствительной эмульсии — лака, образующего после экспони-

рования и отверждения полимерную пленку, стойкую к дейст-

вию компонентов печатной краски. В качестве светочувствитель-

ной эмульсии используют фотоэмульсии SCR-51, SCR-55, SCR-62,

SCR-100, SCR-102 фирмы «Сторк» (Нидерланды) в смеси

с сенсибилизатором той же фирмы или 20 %-м раствором би-

хромата аммония и дистиллированной водой (на 1000 г эмуль-

сии— 50 г сенсибилизатора и 50—200 мл воды).

Эмульсию наносят с помощью ракли вручную или на специ-

альном оборудовании в два-три слоя. Ее сушат в климатиче-

ской камере при температуре 28—30 °С. Далее на гильзу укла-

дывают позитивную пленку и подвергают их экспозиции на

экспозиционной машине. Продолжительность экспозиции 6—

20 мин для ртутных ламп и 2—3 мин для ксеноновых или ме-

таллогалогенных ламп.

После экспозиции гильзу погружают в ванну с водой темпе-

ратуры 30 °С и оставляют в ней на 5—6 мин для набухания

лака. Затем сильной струей смывают лак с мест, закрытых ри-

сунком и не подвергавшихся экспозиции.

Затем шаблон высушивают при температуре 40 °С, ретуши-

руют для исправления дефектов и подвергают термообработке

при температуре 180 °С в течение 1 ч для полимеризации поли-

мера и образования лаковой пленки и придания лаковому по-

крытию необходимой химической и механической прочности.

Последней операцией изготовления шаблона является вклеива-

ние торцевых колец.

Схема заправки трикотажного полотна при печатании на

ротационной печатной машине (машине с цилиндрическими

сетчатыми шаблонами) такая же, как и машины с плоскими

сетчатыми шаблонами (рис. 48). Полотно через заправочное

устройство 1 поступает на печатный стол 2, приклеивается

к поверхности конвейерной ленты и поступает вместе с ней под

вращающиеся цилиндрические шаблоны 3.

Печатная краска по шлангам с помощью насосов подается

внутрь шаблонов и протирается с помощью неподвижно закреп-

ленной внутри вращающегося шаблона ракли 4. Ракли по кон-

струкции могут быть скользящими в виде стальных лезвий, рас-

2 3 f 5

' 1

• 1

•

/ Л / /

fir

V О О о/

t V/

—

1 ^

lOO'Ol

Рис. 48. Печатная машина с цилиндрическими сетчатыми шаблонами

положенных под определенным углом к шаблону, и роликовыми

электромагнитными. Количество продавливаемой печатной

краски зависит от силы прижатия роликовой ракли и от угла

наклона стальной ракли.

Машины с ротационными сетчатыми шаблонами позволяют

увеличить производительность печатания благодаря его высо-

кой скорости; снижается суммарная потребность в производст-

венных площадях, так как габарит этих машин меньше, чем

машин с плоскими шаблонами. На машинах с цилиндрическими

сетчатыми шаблонами можно печатать рисунки практически

всех видов. Нет проблемы отрыва полотна вместе с шаблоном

от поверхности стола при печатании легких трикотажных поло-

тен из синтетических нитей, которая возникает при печатании

плоскими сетчатыми шаблонами.

На красильно-отделочных предприятиях для фотофильмпе-

чати широко применяются машины обоих типов. Плоскопечат-

ные машины выпускаются фирмами «Циммер» (Австрия),

«Мекканотессиле» (Италия), «Бузер» (Швейцария), ротацион-

ные— фирмами «Сторк» (Нидерланды), «Мекканотессиле»

(Италия) и др.

На выходе с печатного стола полотно с помощью роликов

отрывается от него и поступает в сушильную машину, а кон-

вейерная лента стола направляется в кирзомойное устройство 5,

высушивается и возвращается к началу стола.

Высушивание полотен после печати необходимо для предот-

вращения смазывания рисунка при транспортировании и сохра-

нения его контура при последующих обработках. Сушилки, как

правило, примыкают к печатной машине и выпускаются в ком-

плекте с ними.

В сушильной машине полотно обдувается горячим воздухом,

подаваемым через сопла. Его нагревание осуществляется с по-

мощью паровых или электрических калориферов. Температура

подаваемого воздуха зависит от вида полотна, типа рисунка и

класса применяемых красителей и колеблется в интервале 90—

130 °С.

Конструкция сушильной машины в значительной мере зави-

сит от типа печатной машины. При печатании на машинах

с плоскими сетчатыми шаблонами, у которых скорость печата-

ния относительно невелика, мощность сушилки, которая харак-

теризуется испарительной способностью, и заправочная длина

могут быть относительно небольшими.

Машины с цилиндрическими сетчатыми шаблонами, имею-

щие значительно большую скорость печатания, для обеспечения

высококачественного высушивания полотна требуют более про-

изводительных сушилок, особенно при печатании грунтовых ри-

сунков. И в том и другом случае предъявляются высокие тре-

бования к способу транспортирования полотна. При транспор-

тировании полотна в процессе высушивания не должно проис-

ходить его вытягивания и деформации.

Для трикотажных полотен предпочтение отдают сушильным

машинам таких конструкций, в которых полотно в сушильной

камере транспортируется на бесконечной конвейерной ленте.

Таким требованиям удовлетворяют сушильные машины фирм

«Бузер» (Швейцария), «Сторк» (Нидерланды).

После высушивания краситель находится в тонкой пленке

печатной краски на поверхности волокна. Для фиксации нане-

сенного в процессе печатания красителя необходима тепловая

обработка, во время которой краситель должен перейти из

слоя печатной краски в волокно.

Условия тепловой обработки зависят от вида волокна и

класса красителей, применяемых для печатания. Фиксацию

можно проводить насыщенным водяным паром при температуре

100—105 °С; перегретым водяным паром при 140—170 °С;

смесью паров воды и органических растворителей (азеотропной

смесью) при температуре около 100 °С; сухим горячим возду-

хом при 150—200 °С.

Для фиксации красителей большинства классов применяют

обработку в среде насыщенного или перегретого пара — запа^

ривание. В процессе запаривания под действием влаги пленка

печатной краски набухает и создаются условия для диффузии

красителя сначала внутри самой пленки к поверхности волокна,

сорбции на поверхности волокна, диффузии внутрь и, наконец,

фиксации на активных центрах, так же как при крашении.

Параллельно с этим протекает ряд химических превраще-

ний: восстановление, растворение, окисление и т. д., как и при

крашении, в соответствии с особенностями технологии приме-

нения красителей того или иного класса. Присутствие в парах

органических растворителей способствует набуханию гидрофоб-

ных синтетических волокон, облегчая и ускоряя фиксацию кра-

сителей.

Технология фиксации в парах азеотропной смеси разрабо-

тана в ИХТИ под руководством проф. Б. Н. Мельникова. В ка-

честве органического растворителя в азеотропной технологии

наиболее широко используют бензиловый спирт. Большой инте-

рес азеотропная технология представляет для обработки три-

котажных полотен (в настоящее время применяется только для

тканей) из гидрофобных синтетических волокон, в частности

полиэфирных, и их смесей с натуральными. Однако азеотроп-

ная технология не получила еще достаточно широкого распро-

странения из-за токсичности выделяющихся при ней паров.

На трикотажных предприятиях фиксацию проводят в основ-

ном в среде насыщенного пара и в отдельных случаях — вереде

перегретого пара и горячего воздуха.

Запаривание проводят в специальном оборудовании: в за-

парных аппаратах или зрельниках. Для запаривания трикотаж-

ных полотен применяется два типа запарного оборудования:

периодического (аппараты котлового типа) и непрерывного

(петлевые зрельники) действия.

На трикотажных предприятиях СССР используют только

зрельники непрерывного действия фирм «Ариоли» (Италия) и

«Сторк» (Нидерланды). Это завесные петлевые зрельники,

в которых полотно в процессе запаривания находится в виде

свободных петель, что уменьшает вероятность деформации и

вытягивания полотна.

Зрельник представляет собой прямоугольную камеру, изоли-

рованную от окружающей среды. В камеру подается насыщен-

ный или перегретый пар, в отдельных случаях — горячий воз-

дух. Для предотвращения капели, образующейся в результате

конденсации пара на стенках и на потолке камеры и приводя-

щей к появлению дефектов в виде пятен, стенки и потолок де-

лают из обогреваемых плит.

Полотно вводится в зрельник через узкую щель и с помо-

щью завесного механизма или узла петлеобразования навещи-

вается на ролики, закрепленные на бесконечных транспорти-

рующих цепях. Изменяя длину петель и скорость движения це-

пей, можно регулировать продолжительность запаривания. Так

как полотно находится под действием лищь собственной силы

тяжести, можно, изменяя длину петель, регулировать нагрузку

на полотно во избежание его деформации, что особенно важно

для очень тонких полотен, полотен облегченных структур и по-

лотен из текстурированных нитей, склонных к деформации.

Так же осторожно полотно нужно выгружать из зрельника по

окончании запаривания.

Интересную конструкцию имеет зрельник фирмы «Ариоли»

(рис. 49), установленный на многих трикотажных предприя-

тиях нашей страны. Он представляет собой камеру, полностью

открытую снизу, со стороны днища. Пар поднимается по стен-

кам, нагревая их. В верхней части потолка имеется щель, через

которую пар поступает внутрь

камеры, заполняет ее, вытесняя

воздух, и, опускаясь вниз, запа-

ривает полотно.

Чтобы пар не выходил через

дно в помещение цеха внизу, на

высоте приблизительно 20—25см

от нижнего края камеры, распо-

ложены щели для отсасывания

воздуха и пара.

Максимальная скорость пере-

мещения полотна через камеру

60 м/мин. Из зрельника полотно Рис. 49. Петлевой зрельник

выходит с той же стороны, в которую входит. Во время запа-

ривания лицевая сторона полотна не касается рабочих орга-

нов. Ролики и завешенное на них петлями полотно не только

перемещаются вдоль камеры, но и изменяют свое положение

по вертикали, что обеспечивает равномерную обработку по-

лотна паром.

В отличие от зрельника фирмы «Ариоли» зрельник фирмы

«Сторк» закрытого типа. Подача пара осуществляется с помо-

щью инжектора, в котором происходит смешивание влажного

пара из зрельника, воды и свежего пара. Мощные вентиляторы

обеспечивают интенсивную циркуляцию пара и выравнивание

температуры по всему зрельнику.

Зрельники фирм «Ариоли» и «Сторк» позволяют проводить

обработку в среде не только насыщенного пара, но и перегре-

того пара и горячего воздуха, что необходимо для фиксации

пигментов и дисперсных красителей при печатании синтетиче-

ских волокон. Для этого на зрельниках устанавливают паропе-

регреватели. Температура перегретого пара 185 °С. Расход

пара при фиксации насыщенным паром составляет 400 кг/ч.

На этих зрельниках можно обрабатывать полотна практиче-

ски всех видов из различных волокон, напечатанных красите-

лями различных классов.

Среди аппаратов периодического действия большой интерес

представляет аппарат фирмы «Дедеко» (Великобритания),

используемый за рубежом. Качество запаривания в зрельниках

периодического действия выше, чем в зрельниках непрерывного

действия. Кроме того, в этом аппарате можно проводить запа-

ривание полотна, а также изделий в среде насыщенного пара

при температуре выше 100 °С. Но вследствие низкой произво-

дительности аппараты периодического действия применяются

крайне редко.

После запаривания или термической обработки полотна под-

вергаются промывке с целью удаления загустителя, незафикси-

ровавшегося красителя и ТВВ, вводимых в печатную краску

для создания условий, необходимых для фиксации красителей

и обеспечения оптимального рН среды (диспергаторов, окисли-

телей или восстановителей, гидротропных веществ, смачивате-

лей и т. д.).

Промывная машина должна обеспечивать максимально пол-

ное удаление загустителя и незафиксировавшегося красителя,

обработку полотна при минимальном натяжении для предотвра-

щения его деформации при минимальных затратах воды и

энергии. Оптимальным вариантом промывки полотен после пе-

чатания является промывка непрерывным способом в расправ-

ленном состоянии. Но в отдельных случаях, когда оборудова-

ние для промывки в расправленном состоянии отсутствует, ее

выполняют в машинах периодического действия жгутом или