Textilní průmysl

V dnešní době je těžké si představit svět bez textilií. To platí zejména pro oblečení, které každý z nás nosí každý den. Oblečení poskytuje pohodlí a ochranu a pro velkou skupinu lidí je také nesmírně důležitým způsobem, jak vyjádřit svůj styl a osobnost. Textilní průmysl je často nazýván jedním z nejdelších a nejsložitějších průmyslových řetězců. Skládá se z velkého množství subsektorů, které pokrývají celý výrobní cyklus, počínaje výrobou surovin (např. syntetických vláken), přes polotovary (např. příze a tkaniny), až po hotové výrobky, jako jsou koberce, oděvy a textilie pro průmyslové použití.

Textilní vlákna se vyrábějí z obrovského množství materiálů. Většina z nich se vyznačuje polymerní konstrukcí. Hlavními surovinami pro výrobu vláken jsou:

1. přírodní vlákna – jedná se o vlákna živočišná (nazývaná také: proteinová vlákna – např. hedvábí, vlna, vlasy), rostlinná (celulózová vlákna – např. len, konopí, bavlna, kopřiva) nebo minerální vlákna, která se nacházejí v mnoha přírodních minerálech,
2. umělá vlákna – syntetická vlákna. Mohou to být vlákna na bázi celulózy (např. acetát celulózy) nebo syntetické polymery, např. nylonová, polyakrylonitrilová (anilana), polyesterová (elana) a polyuretanová (lycra) vlákna,
3. recyklované materiály (tzv. rPET) – jedná se o materiály z obnovitelných přírodních zdrojů, např. PLA (Polylaktid), který se vyrábí převážně z kukuřice a je biologicky odbouratelný, nebo měďnatá vlákna, vzniklá v důsledku srážení celulózových vláken v měděné lázni.

Prvním procesem, kterému jsou přírodní a umělá vlákna podrobena, je spřádání. Volná vlákna nejprve procházejí řadou různých mechanických operací (kypření, míchání a mykání) a poté se podrobují vlastnímu spřádání. Tento proces lze rozdělit na dva základní typy:

1. vlněná – používá se k získávání přízí z přírodních vláken (vlny) a složených přízí, které obsahují vlnu a syntetická vlákna, např. polyester, polyakrylonitril nebo polyamid,
2. bavlna – používá se k výrobě bavlněných a směsových přízí složených z bavlněných vláken a jiného materiálu, např. polyesterových, viskózových nebo polyamidových vláken.

Při spřádání se používají těžko odbouratelné chemikálie, které se na vlákna aplikují v množství 2 až 5 %hmotnostních látek. To usnadňuje průběh následných fází procesu výroby příze. V této fázi se nejčastěji používají minerální a silikonové oleje a také aromatické uhlovodíky, které se při konečné úpravě z příze zcela odstraní. Příze se používá k výrobě dvou základních sortimentů plochých textilií, a to tkanin a pletenin.

V případě tkanin je první operací vázání osnov. Zahrnuje aplikaci speciálních chemikálií na přízi, což zvyšuje její mechanickou pevnost. Tento proces se nazývá apretování. Textilní apretační činidla mohou být na bázi polysacharidů (např. karboxymethylcelulóza) nebo syntetických polymerů, jako jsou polyakryláty. U pletacího procesu tomu tak není. Příze pro pleteninu se speciálně připravuje aplikací kluzných přípravků. Tyto látky mají za cíl snížit napětí v pletacím procesu, které vzniká třením mezi přízí a vodicími prvky stroje.

Jedním z produktů, které lze použít ve fázi apreturace, je Rokrysol JW20 , což je účinné syntetické apreturace. Dodává přízi vlastnosti v souladu s požadavky a zajišťuje tak další správné zpracování příze do tkaniny. Rokrysol JW20 je rozpustný ve vodě v libovolném poměru, což zajišťuje rovnoměrné nanášení a potahování příze. Po aplikaci Rokrysol JW20 probíhají další fáze zpracování tkaniny (odšlichtování, bělení, barvení nebo potisk). V případě elektrizace příze během zpracování se doporučuje přidat do apreturace specializovaný antielektrostatický přípravek Rostat A. Tento produkt téměř zcela eliminuje vznik statické elektřiny a zároveň dodává vláknům dobré kluzné vlastnosti. Produkt se dobře osvědčuje v procesech přípravy textilních surovin jako doplněk k apreturaci osnov, přípravě surovin po barvení a konečné úpravě tkanin a pletenin.

Další fází zpracování textilní suroviny je další předúprava. Volná vlákna, příze, tkaniny a pleteniny se bělí, barví a rafinují. Výběr a pořadí jednotkových operací závisí na druhu suroviny a tvaru výrobku (příze, tkanina nebo pletenina).

Příprava výrobků z bavlněných vláken

Zpracování bavlněných vláken a dalších celulózových vláken je velmi složité. Využívá se hlavně procesů, jako je činění, odšlichtování, mercerizace a bělení.

První proces zahrnuje přesun suroviny nad plamen plynového hořáku, díky čemuž se odstraní elementární vlákna.

Dalším krokem je odšlichtování. V případě syntetického šlichtování se obvykle pere ve vodní lázni s uhličitanem sodným spolu se smáčecími přísadami. Skupina PCC nabízí řadu smáčecích činidel, která jsou ideální pro použití v textilním průmyslu. Řada POLIkol (PEG) je ze skupiny polyoxyethylenglykolů, která má díky své struktuře solubilizační, změkčující, mazací, antistatické a hydratační vlastnosti. Polyoxyethylenglykoly se vyznačují velmi dobrou biologickou odbouratelností. Jsou to také bezpečné a netoxické látky, a proto snižují škodlivost vodních lázní na životní prostředí. Produktová řada ROKAnol IT jsou ethoxylované mastné alkoholy, které zajišťují správné smáčení čištěného povrchu a rozptýlení částic nečistot, což ovlivňuje vysoký výkon při odstraňování nečistot z tkanin/pletenin a tvrdých povrchů. Tyto produkty jsou perfektní přísadou do alkalických a kyselých detergentů používaných pro profesionální praní a průmyslové čištění. Produkty ROKAnol NL se zase používají k předúpravě vláken. Mohou být použity k odstranění olejových skvrn z tkanin a pletenin vzniklých během průmyslových pletacích a tkalcovských procesů. Produkty ROKAnol NL také zlepšují účinnost bělení, což přímo ovlivňuje zlepšení kapilarity barviva v barvicích procesech.

Dalším procesem je mercerizace, která má za cíl zvýšit pevnost vláken a dodat jim odpovídající lesk.

Poslední fází počáteční přípravy bavlněných vláken je bělení. Spočívá v odbarvení přirozené barvy způsobené nečistotami na barevných vláknech (např. v případě lnu), které nebylo možné odstranit praním. Příkladem takové chemické sloučeniny je chlornan sodný , který lze použít k bělení lněných, konopných a bavlněných pletenin. Díky chlornanu sodnému se dosahuje velmi vysokého stupně bělosti. Pro zlepšení účinnosti bělení se před zahájením procesu používají chemické činidla k neutralizaci alkalických zbytků ve vláknech (např. kyselina chlorovodíková ).

Ošetření vlněných výrobků

Vlněné výrobky musí před barvením projít řadou předběžných úprav. Základními postupy jejich přípravy jsou karbonizace, předpírání a bělení.

Karbonizace si klade za cíl úplné odstranění rostlinných nečistot. Tento proces zahrnuje ošetření vlněných vláken roztokem kyseliny sírové a následné zahřátí na teplotu nad 100 °C. Poškozená vlákna se mechanicky odstraní a celek se neutralizuje octanem sodným. Po dokončení karbonizace následuje krok praní, aby se z vláken odstranily látky nanesené během spřádání. Předpírka má za následek vysoký stupeň smáčivosti a savosti bělicích činidel a barviv. Poslední fází je bělení vlny. V tomto procesu se nejčastěji používá peroxid vodíku.

Výrobky z chemických vláken

Výrobky ze syntetických vláken také vyžadují řadu operací, mezi nimiž nejdůležitější jsou předpírka a tepelná stabilizace.

Stejně jako u přírodních vláken má předpírka za úkol odstranit z vláken látky aplikované během odstředění. Tepelná stabilizace zase spočívá v zahřívání výrobků, které jsou v horkovzdušném prostředí přepravovány následnými topnými komorami. Tepelná stabilizace poskytuje tkaninám tvarovou stálost v konečných fázích výroby i během používání výrobků ze syntetických vláken.

Barvení textilních výrobků

Barví se mnoho textilních výrobků, jako jsou volná vlákna, příze, tkaniny, pleteniny a dokonce i hotové výrobky. Lze rozlišit dvě základní skupiny metod barvení: periodické a kontinuální, které zahrnují i ​​metody polokontinuální.

Periodické metody spočívají v ponoření textilního materiálu do vodného roztoku barviva na stanovenou dobu. Do lázně se také přidávají chemické pomocné látky, které umožňují molekulám barviva migrovat uvnitř vláken. Po dokončení tohoto procesu se lázeň vypustí do odpadní vody a textilní výrobek se propere, aby se odstranily chemikálie.

Hlavním prvkem, který rozlišuje mezi kontinuálními a periodickými metodami, je nanášení barviva pomocí impregnace. U kontinuálních metod navíc probíhají následné barvicí procesy plynule jeden po druhém, zatímco u semikontinuálních metod se po impregnaci proces přeruší a další kroky se provádějí jako nezávislé operace.

Příkladem produktu, který může sloužit jako nosič v textilním průmyslu, je Rokelan OPD . Produkt lze použít jako nosič při barvení hydrofobních a polyesterových vláken, a to jak čistých, tak i směsných. Zajišťuje dosažení živých barev bez ohledu na jejich odstín a intenzitu. Barvení pomocí Rokelan OPD vykazuje dobrou odolnost vůči světlu. Použití tohoto produktu navíc zaručuje vysoký výkon barviva.

Chemické pomocné látky používané k barvení

V závislosti na typu vláken se používají různé přísady pro zlepšení procesu barvení. V případě celulózových vláken, kde lázně probíhají v alkalickém prostředí, je klíčové udržovat vhodné pH lázně. Nejčastěji se k tomuto účelu používá sodný louh , tj. vodný roztok hydroxidu sodného ( louh sodný ).

Dalšími přísadami používanými v procesu barvení celulózových vláken jsou oxidační činidla (nejčastěji se zde používá peroxid vodíku) a detergenty, které zajišťují účinný průběh praní po barvení. Řada Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN/35L a AZR ) je skupina účinných pracích a čisticích prostředků. Tyto produkty lze použít jako prostředky pro průmyslové praní textilních výrobků. Velmi dobře se rozpouštějí ve vodě a díky svým penetračním vlastnostem zlepšují účinnost barvení. Produkty Roksol umožňují odstranění řady látek, jako jsou přírodní tuky, maziva, syntetické vosky a šlichty. Díky svým nízkopěnivým vlastnostem je lze použít v mnoha technologických procesech na různých typech zařízení, aniž by to způsobovalo narušení jejich práce.

V případě vlněných vláken, kde proces barvení probíhá v kyselém prostředí, se k zajištění vhodného pH lázně používá kyselina sírová nebo kyselina octová . Kromě toho se do roztoku přidávají také redukční činidla (např. thiosíran sodný) a egalizační činidla, která slouží k dosažení jednotných barviv.

Při barvení syntetických vláken se používá také řada přísad. PES (polyesterová) vlákna vyžadují použití zahušťovadel (např. polyakrylátů) k omezení migrace barviva během sušení. PA (polyamidová) vlákna vyžadují přísnou kontrolu pH a k tomuto účelu se používá kyselina sírová nebo octová. Kromě toho se používá i řada egalizačních a disperzních činidel. Skupina PCC nabízí řadu specializovaných produktů, které tuto funkci mohou plnit. Disperzní činidlo NNOC E je produkt používaný v barvicích procesech jako disperzní a egalizační činidlo. Udržuje těžko rozpustná barviva v homogenní disperzi v barvicích lázních.

Potisk textilu

Proces potisku textilu zahrnuje lokální barvení za účelem získání předem určeného vzoru. Všechny typy vláken vyžadují před tiskem řádnou přípravu. Na textilní podklad se nanese předem připravená pasta, která obsahuje barviva nebo pigmenty. Poté se již připravená vlákna podrobí tiskovému procesu, který lze provést různými metodami (např. plochý, rotační a stříkací filmový tisk). Po dokončení procesu probíhá fixace, jinak nazývaná sušení. Poslední fází je praní, díky kterému se z vláken odstraní nefixované částice barviva a různé chemikálie použité k přípravě tiskové pasty (jako jsou dispergační činidla nebo emulgátory). V této aplikaci se perfektně osvědčují ethoxylované nonylfenoly, tj. produkty ROKAfenol . Jejich detergentní, emulgační a čisticí vlastnosti je činí účinnými při podpoře pracích procesů. Produkty ROKAfenol lze použít k čištění různých vláken, jak vlny, tak bavlny, stejně jako chemických vláken, štětin a kůže. Jejich odolnost vůči vysokým teplotám a vysoké koncentraci elektrolytů zajišťují použití v náročných podmínkách v textilním průmyslu, například při praní vlny a vaření bavlny.

Textilní povrchová úprava

Posledním procesem, kterému jsou vlákna podrobována, je chemické zpracování. Jeho cílem je dodat výrobkům určité užitné vlastnosti, např. nepromokavost nebo omezení tendence ke mačkání. Aby se zabránilo mačkání materiálů, používají se vhodné síťovací činidla a změkčovací přísady.

V procesech konečné úpravy textilií lze použít přípravky jako Roksol AT2 a Roksol AZR . Tyto produkty dodávají textilním výrobkům měkký a příjemný omak. Mají změkčující a antistatické vlastnosti, díky nimž zabraňují elektrizaci vláken a usnadňují jejich další zpracování. Roksol AZR má také emulgační vlastnosti, díky nimž podporuje proces praní a čištění skvrn. Produkt se také vyznačuje dobrou schopností pronikat do barviva v lázni.

Hydrofobní (voděodolné) povrchové úpravy se dosahují přidáním vhodných polymerů na povrch vláken, které tvoří vodotěsný film. Kromě toho se k jejich vylepšení používají také silikonové a fluorouhlíkové činidla.

Textilní trh ve světě

Odhadovaná hodnota globálního textilního trhu je přibližně 830 miliard USD (údaje ze zprávy Grand View Research 2015) a očekává se, že toto číslo v nadcházejících letech poroste. Rostoucí povědomí zaměstnavatelů a zaměstnanců o poskytování osobních ochranných prostředků a tím i o zajištění bezpečnosti při práci je jedním z důležitých faktorů ovlivňujících vývoj tohoto odvětví. Kromě toho používání stále více modernějších vláken, jako je kevlar, dává příležitost vyvíjet inovativní produkty, které vytvářejí nová uplatnění na trhu s oděvy. Dalším důležitým aspektem v textilním sektoru je neustále pozorovaný pokles cen bavlny na některých trzích (zejména v Indii), a to především v důsledku nadprodukce a vysoké úrovně zásob ve skladech.