Textilný priemysel

V dnešnej dobe je ťažké si predstaviť svet bez textílií. Platí to najmä pre oblečenie, ktoré každý z nás nosí každý deň. Oblečenie poskytuje pohodlie a ochranu a pre veľkú skupinu ľudí je tiež mimoriadne dôležitým spôsobom, ako vyjadriť svoj štýl a osobnosť. Textilný priemysel sa často nazýva jedným z najdlhších a najzložitejších priemyselných reťazcov. Pozostáva z veľkého množstva podsektorov, ktoré pokrývajú celý výrobný cyklus, počnúc výrobou surovín (napr. syntetických vlákien), cez polotovary (napr. priadze a tkaniny), až po hotové výrobky, ako sú koberce, odevy a textílie na priemyselné použitie.

Textilné vlákna sa vyrábajú z obrovského množstva materiálov. Väčšina z nich sa vyznačuje polymérnou štruktúrou. Hlavnými surovinami na výrobu vlákien sú:

1. prírodné vlákna – ide o živočíšne vlákna (nazývané aj: bielkovinové vlákna – napr. hodváb, vlna, vlasy), rastlinné (celulózové vlákna – napr. ľan, konope, bavlna, žihľava) alebo minerálne vlákna, ktoré sa nachádzajú v mnohých prírodných mineráloch,
2. umelé vlákna – syntetické vlákna. Môžu to byť vlákna na báze celulózy (napr. acetát celulózy) alebo syntetické polyméry, napr. nylonové, polyakrylonitrilové (anilana), polyesterové (elana) a polyuretánové (lycra) vlákna,
3. recyklované materiály (tzv. rPET) – ide o materiály z obnoviteľných prírodných zdrojov, napr. PLA (Polylaktid), ktorý sa vyrába prevažne z kukurice a je biologicky odbúrateľný, alebo meďnaté vlákna, vytvorené v dôsledku zrážania celulózových vlákien v medenom kúpeli.

Prvým procesom, ktorému sú podrobené prírodné a umelé vlákna, je spriadanie. Voľné vlákna najprv prechádzajú sériou rôznych mechanických operácií (kyprenie, miešanie a mykanie) a potom sa podrobia riadnemu spriadaniu. Tento proces možno rozdeliť na dva základné typy:

1. vlnená – používa sa na získanie priadzí z prírodných vlákien (vlna) a zložených priadzí, ktoré obsahujú vlnu a syntetické vlákna, napr. polyester, polyakrylonitril alebo polyamid,
2. bavlna – používa sa na výrobu bavlny a zmesových priadzí zložených z bavlnených vlákien a iného materiálu, napr. polyesterových, viskózových alebo polyamidových vlákien.

Pri procese pradenia sa používajú ťažko odbúrateľné chemikálie, ktoré sa nanášajú na vlákna v množstve 2 až 5 %hmotnostných látok. To uľahčuje priebeh nasledujúcich fáz procesu výroby priadze. V tejto fáze sa najčastejšie používajú minerálne a silikónové oleje, ako aj aromatické uhľovodíky, ktoré sa pri konečnej úprave z priadze úplne odstránia. Priadza sa používa na výrobu dvoch základných sortimentov plochých textilných výrobkov, a to tkanín a pletenín.

V prípade tkanín je prvou operáciou spájanie osnov. Zahŕňa to aplikáciu špeciálnych chemikálií na priadzu, čo zvyšuje jej mechanickú pevnosť. Tento proces sa nazýva šlichtovanie. Textilné šlichtovacie činidlá môžu byť na báze polysacharidov (napr. karboxymetylcelulóza) alebo syntetických polymérov, ako sú polyakryláty. V prípade procesu pletenia to tak nie je. Priadza na pleteninu sa špeciálne pripravuje aplikáciou klzných prípravkov. Tieto látky sú určené na zníženie napätia v procese pletenia, ktoré vzniká trením medzi priadzou a vodiacimi prvkami stroja.

Jedným z produktov, ktoré je možné použiť vo fáze šlichtovania, je Rokrysol JW20 , čo je účinné syntetické šlichtovacie činidlo. Dodáva priadzi vlastnosti v súlade s požiadavkami, čo zabezpečuje ďalšie správne spracovanie priadze do tkaniny. Rokrysol JW20 je rozpustný vo vode v akomkoľvek pomere, čo zabezpečuje rovnomerné nanášanie a poťahovanie priadze. Po aplikácii Rokrysol JW20 prebiehajú ďalšie fázy spracovania tkaniny (odšlichtovanie, bielenie, farbenie alebo potlač) efektívnejšie. V prípade elektrifikácie priadze počas spracovania sa odporúča pridať do šlichtovacieho činidla špecializovaný antielektrostatický prípravok Rostat A. Tento produkt takmer úplne eliminuje vznik statickej elektriny a zároveň dodáva vláknam dobré klzné vlastnosti. Produkt sa dobre osvedčil v procesoch prípravy textilných surovín ako doplnok pri šlichtovaní osnov, príprave surovín po farbení a konečnej úprave tkanín a pletenín.

Ďalším krokom spracovania textilnej suroviny je jej predúprava. Voľné vlákna, priadza, tkanina a pletenina sa bielia, farbia a rafinujú. Výber a poradie jednotkových operácií závisí od druhu suroviny a formy výrobku (priadza, tkanina alebo pletenina).

Príprava výrobkov z bavlnených vlákien

Spracovanie bavlnených vlákien a iných celulózových vlákien je veľmi zložité. Používa sa najmä pri procesoch ako činenie, odškôrňovanie, mercerizácia a bielenie.

Prvý proces zahŕňa presun suroviny nad plameňom plynového horáka, vďaka čomu sa odstránia elementárne vlákna.

Ďalším krokom je odškôrňovanie. V prípade syntetického šlichtovania sa zvyčajne prepiera vo vodnom kúpeli s uhličitanom sodným spolu so zmáčacími prísadami. Skupina PCC ponúka rad zmáčadiel, ktoré sú dokonale vhodné na použitie v textilnom priemysle. Rad POLIkol (PEG) je skupina polyoxyetylénglykolov, ktorá má vďaka svojej štruktúre solubilizačné, zmäkčujúce, mazacie, antistatické a hydratačné vlastnosti. Polyoxyetylénglykoly sa vyznačujú veľmi dobrou biologickou odbúrateľnosťou. Sú to tiež bezpečné a netoxické látky, a preto znižujú škodlivosť vodných kúpeľov na životné prostredie. Produktový rad ROKAnol IT sú etoxylované mastné alkoholy, ktoré zabezpečujú správne zmáčanie čisteného povrchu a rozptyl častíc nečistôt, čo ovplyvňuje vysoký výkon pri odstraňovaní nečistôt z tkanín/pletenín a tvrdých povrchov. Tieto produkty sú perfektnou zložkou alkalických a kyslých čistiacich prostriedkov používaných na profesionálne pranie a priemyselné čistenie. Produkty ROKAnol NL sa zase používajú pri predúprave vlákien. Môžu sa použiť na odstraňovanie olejových škvŕn z tkanín a pletenín, ktoré vznikajú počas priemyselných procesov pletenia a tkania. Produkty ROKAnol NL tiež zlepšujú účinnosť bielenia, čo priamo ovplyvňuje zlepšenie kapilárnosti farbiva v procesoch farbenia.

Ďalším procesom je mercerizácia, ktorá má za cieľ zvýšiť pevnosť vlákien a dodať im vhodný lesk.

Poslednou fázou počiatočnej prípravy bavlnených vlákien je bielenie. Spočíva v odfarbení prirodzenej farby spôsobenej nečistotami na farebných vláknach (napr. v prípade ľanu), ktoré sa nedali odstrániť praním. Príkladom takejto chemickej zlúčeniny je chlórnan sodný , ktorý sa môže použiť na bielenie ľanových, konopných a bavlnených pletenín. Vďaka chlórnanu sodnému sa dosahuje veľmi vysoký stupeň belosti. Na zlepšenie účinnosti bielenia sa pred začiatkom procesu používajú chemické činidlá na neutralizáciu alkalických zvyškov vo vláknach (napr. kyselina chlorovodíková ).

Ošetrenie vlnených výrobkov

Vlnené výrobky musia pred farbením prejsť aj sériou predbežných úprav. Základnými procesmi ich prípravy sú karbonizácia, predpieranie a bielenie.

Karbonizácia má za cieľ úplne odstrániť rastlinné nečistoty. Tento proces zahŕňa úpravu vlnených vlákien roztokom kyseliny sírovej a následné zahriatie na teplotu nad 100 °C. Poškodené vlákna sa mechanicky odstránia a celok sa neutralizuje octanom sodným. Po dokončení karbonizácie nasleduje krok prania, aby sa z vlákien odstránili látky nanesené počas pradenia. Predpieranie má za následok vysoký stupeň zmáčateľnosti a absorpcie bieliacich činidiel a farbív. Poslednou fázou je bielenie vlny. V tomto procese sa najčastejšie používa peroxid vodíka.

Výrobky z chemických vlákien

Výrobky vyrobené zo syntetických vlákien si tiež vyžadujú množstvo operácií, medzi ktorými sú najdôležitejšie predpieranie a tepelná stabilizácia.

Rovnako ako pri prírodných vláknach, aj predpieranie má za úlohu odstrániť z vlákien látky aplikované počas pradenia. Tepelná stabilizácia zase spočíva v zahrievaní výrobkov, ktoré sú v prostredí horúceho vzduchu prepravované cez následné vykurovacie komory. Tepelná stabilizácia poskytuje tkaninám tvarovú stálosť v záverečných fázach výroby, ako aj počas používania výrobkov vyrobených zo syntetických vlákien.

Farbenie textilných výrobkov

Farbí sa mnoho textilných výrobkov, ako sú voľné vlákna, priadze, tkaniny, pleteniny a dokonca aj hotové výrobky. Možno rozlíšiť dve základné skupiny metód farbenia: periodické a kontinuálne, ktoré zahŕňajú aj polokontinuálne metódy.

Periodické metódy spočívajú v ponorení textilného materiálu do vodného roztoku farbiva na stanovený čas. Do kúpeľa sa pridávajú aj chemické pomocné látky, ktoré umožňujú molekulám farbiva migrovať vo vnútri vlákien. Po ukončení tohto procesu sa kúpeľ vypustí do odpadovej vody a textilný výrobok sa premyje, aby sa odstránili chemikálie.

Hlavným prvkom, ktorý rozlišuje medzi kontinuálnymi a periodickými metódami, je nanášanie farbiva impregnáciou. Okrem toho pri kontinuálnych metódach prebiehajú následné procesy farbenia kontinuálne jeden po druhom, zatiaľ čo pri semikontinuálnych metódach sa po impregnácii proces preruší a ďalšie kroky sa vykonávajú ako nezávislé operácie.

Príkladom produktu, ktorý môže slúžiť ako nosič v textilnom priemysle, je Rokelan OPD . Produkt sa môže použiť ako nosič pri farbení hydrofóbnych a polyesterových vlákien, čistých aj zmiešaných. Zaisťuje dosiahnutie živých farieb bez ohľadu na ich odtieň a intenzitu. Farbenie pomocou Rokelan OPD vykazuje dobrú odolnosť voči svetlu. Okrem toho použitie tohto produktu zaručuje vysoký výkon farbiva.

Chemické pomocné látky používané na farbenie

V závislosti od typu vlákien sa používajú rôzne prísady na zlepšenie procesu farbenia. V prípade celulózových vlákien, kde sa kúpele vykonávajú v alkalickom prostredí, je kľúčové udržiavať vhodné pH kúpeľa. Najčastejšie sa na tento účel používa sódový lúh , teda vodný roztok hydroxidu sodného ( hydroxid sodný ).

Ďalšími prísadami používanými v procese farbenia celulózových vlákien sú oxidačné činidlá (najčastejšie sa tu používa peroxid vodíka) a detergenty, ktoré zabezpečujú účinný priebeh prania po farbení. Rad Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN / 35L a AZR ) je skupina účinných pracích a čistiacich prostriedkov. Tieto produkty sa môžu používať ako prostriedky na priemyselné pranie textilných výrobkov. Veľmi dobre sa rozpúšťajú vo vode a vďaka svojim penetračným vlastnostiam zlepšujú účinnosť farbenia. Produkty Roksol umožňujú odstránenie množstva látok, ako sú prírodné tuky, mazivá, syntetické vosky a šlichty. Vďaka svojim nízkopenivým vlastnostiam sa môžu používať v mnohých technologických procesoch na rôznych typoch zariadení bez toho, aby spôsobovali poruchy v ich práci.

V prípade vlnených vlákien, kde proces farbenia prebieha v kyslom prostredí, sa na zabezpečenie vhodného pH kúpeľa používa kyselina sírová alebo kyselina octová . Okrem toho sa do roztoku pridávajú aj redukčné činidlá (napr. tiosíran sodný) a egalizačné činidlá, ktoré sa používajú na dosiahnutie jednotných farbív.

Pri farbení syntetických vlákien sa používa aj množstvo prísad. PES (polyesterové) vlákna vyžadujú použitie zahusťovadiel (napr. polyakrylátov) na obmedzenie migrácie farbiva počas sušenia. PA (polyamidové) vlákna vyžadujú prísnu kontrolu pH a na tento účel sa používa kyselina sírová alebo octová. Okrem toho sa používa aj množstvo egalizačných a disperzných činidiel. Skupina PCC ponúka množstvo špecializovaných produktov, ktoré dokážu túto funkciu plniť. Dispergačné činidlo NNOC E je produkt používaný v procesoch farbenia ako dispergačné a egalizačné činidlo. Udržiava ťažko rozpustné farbivá v homogénnej disperzii vo farbiacich kúpeľoch.

Potlač textilu

Proces tlače textilu zahŕňa lokálne farbenie za účelom získania vopred určeného vzoru. Všetky typy vlákien vyžadujú pred tlačou správnu prípravu. Na textilný substrát sa nanesie vopred pripravená pasta, ktorá obsahuje farbivá alebo pigmenty. Potom sa už pripravené vlákna podrobia tlačiarenskému procesu, ktorý sa môže vykonávať rôznymi metódami (napr. plochá, rotačná a striekaná fóliová tlač). Po ukončení procesu nasleduje fixácia, inak nazývaná sušenie. Poslednou fázou je pranie, vďaka ktorému sa z vlákien odstránia nefixované častice farbiva a rôzne chemikálie použité na prípravu tlačiarenskej pasty (ako sú dispergačné činidlá alebo emulgátory). V tejto aplikácii dokonale fungujú etoxylované nonylfenoly, teda produkty ROKAfenol . Ich detergentné, emulgačné a čistiace vlastnosti ich robia účinnými pri podpore pracích procesov. Produkty ROKAfenol sa dajú použiť na čistenie rôznych vlákien, vlny aj bavlny, ako aj chemických vlákien, štetín a kože. Ich odolnosť voči vysokej teplote a vysokej koncentrácii elektrolytov zabezpečuje použitie v náročných podmienkach v textilnom priemysle, napríklad pri procese prania vlny a varenia bavlny.

Konečná úprava textílií

Posledným procesom, ktorému sú vlákna podrobené, je chemické spracovanie. Jeho cieľom je dodať výrobkom určité úžitkové vlastnosti, napr. vodeodolnosť alebo obmedzenie tendencie ku krčeniu. Na zabránenie krčeniu materiálov sa používajú vhodné sieťovacie činidlá a zmäkčujúce prísady.

V procesoch konečnej úpravy textílií sa môžu použiť prípravky ako Roksol AT2 a Roksol AZR . Tieto produkty dodávajú textilným výrobkom mäkkosť a príjemný dotyk. Majú zmäkčujúce a antistatické vlastnosti, vďaka ktorým zabraňujú elektrizácii vlákien a uľahčujú ich ďalšie spracovanie. Roksol AZR má tiež emulgačné vlastnosti, vďaka ktorým podporuje proces prania a čistenia škvŕn. Produkt sa tiež vyznačuje dobrou schopnosťou prenikať do farbiva v kúpeli.

Hydrofóbne (vodotesné) povrchové úpravy sa dosahujú pridaním vhodných polymérov na povrch vlákien, ktoré tvoria vodotesný film. Okrem toho sa na ich zlepšenie používajú aj silikónové a fluorouhlíkové činidlá.

Svetový textilný trh

Odhadovaná hodnota globálneho textilného trhu je približne 830 miliárd USD (údaje zo správy Grand View Research 2015) a očakáva sa, že toto číslo sa v nasledujúcich rokoch zvýši. Rastúce povedomie zamestnávateľov a zamestnancov o poskytovaní osobných ochranných prostriedkov a tým aj o zaistení bezpečnosti pri práci je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich tento sektor. Okrem toho používanie čoraz väčšieho množstva moderných vlákien, ako je kevlar, dáva príležitosť vyvíjať inovatívne produkty, ktoré vytvárajú nové aplikácie na trhu s odevmi. Ďalším dôležitým aspektom v textilnom sektore je neustále pozorovaný pokles cien bavlny na niektorých trhoch (najmä v Indii), najmä v dôsledku nadprodukcie a vysokej úrovne zásob v skladoch.