Kemikalier i textilindustrin

Textilsektorn är en otroligt fragmenterad och heterogen industri. Detta gör att den domineras av små och medelstora företag. Den kombinerar tre viktiga typer av slutprodukter: kläder, heminredning och industriella tillämpningar.

Numera är det svårt att föreställa sig en värld utan textilier. Detta gäller särskilt de kläder som var och en av oss bär varje dag. Kläder ger komfort och skydd, och för en stor grupp människor är det också ett oerhört viktigt sätt att uttrycka sin stil och personlighet. Textilindustrin kallas ofta en av de längsta och mest komplexa industrikedjorna. Den består av ett stort antal delsektorer som täcker hela produktionscykeln, från produktion av råvaror (t.ex. syntetfibrer), via halvfabrikat (t.ex. garner och tyger), till färdiga produkter som mattor, kläder och textilier för industriellt bruk.

Textilfibrer tillverkas av en enorm mängd material. De flesta av dem kännetecknas av polymerkonstruktion. De viktigaste råvarorna för fiberproduktion är:

naturliga fibrer – dessa är animaliska fibrer (även kallade proteinfibrer – t.ex. siden, ull, hår), vegetabiliska (cellulosafibrer – t.ex. lin, hampa, bomull, nässla) eller mineralfibrer, som finns i många naturliga mineraler,
konstfibrer – konstfibrer. Dessa kan vara cellulosabaserade fibrer (t.ex. cellulosaacetat) eller syntetiska polymerer, t.ex. nylon-, polyakrylnitril- (anilana-), polyester- (elana-) och polyuretanfibrer (lycra-),
återvunnet material (s.k. rPET) – det är material från förnybara naturresurser, t.ex. PLA (polylaktid), som huvudsakligen produceras av majs och är biologiskt nedbrytbart, eller kuprofibrer, som skapas genom utfällning av cellulosafibrer i ett kopparbad.

Den första processen som naturliga och konstgjorda fibrer utsätts för är spinning. Inledningsvis passerar de lösa fibrerna genom en serie olika mekaniska operationer (lossning, blandning och kardning) och genomgår sedan ordentlig spinning. Denna process kan delas in i två grundläggande typer:

ull – används för att framställa garn från naturfibrer (ull) och sammansatta garner, som innehåller ull och syntetfibrer, t.ex. polyester, polyakrylonitril eller polyamid,
bomull – används för produktion av bomull och blandade garner bestående av bomullsfibrer och annat material, t.ex. polyester-, viskos- eller polyamidfibrer.

Spinningsprocessen använder svårnedbrytbara kemikalier som appliceras på fibrerna i en mängd av 2 till 5 viktprocent. Detta underlättar förloppet i efterföljande steg i garntillverkningsprocessen. Mineral- och silikonoljor samt aromatiska kolväten används oftast i detta skede och avlägsnas helt från garnet under den slutliga behandlingen. Garn används för att producera två grundläggande sortiment av platta textilprodukter, nämligen tyger och stickade tyger.

När det gäller tyger är den första operationen bindning av varparna. Det innebär att speciella kemikalier appliceras på garnet, vilket ökar dess mekaniska hållfasthet. Denna process kallas limning. Textillimningsmedlen kan vara baserade på polysackarider (t.ex. karboximetylcellulosa) eller syntetiska polymerer som polyakrylater. Detta är inte fallet med stickningsprocessen. Garnet för stickat tyg är speciellt framställt genom att applicera glidpreparat. Dessa ämnen är avsedda att minska spänningen i stickningsprocessen som uppstår på grund av friktionen mellan garnet och maskinens styrelement.

En av de produkter som kan användas i limningsstadiet är Rokrysol JW20 , ett effektivt, syntetiskt limningsmedel. Det ger garnet egenskaper i enlighet med kraven, vilket säkerställer ytterligare korrekt bearbetning av garnet till tyget. Rokrysol JW20 är lösligt i vatten i alla förhållanden, vilket ger en jämn applicering och beläggning av garnet. Efter applicering av Rokrysol JW20 sker ytterligare steg i tygbearbetningen (avlimning, blekning, färgning eller tryckning) mer effektivt. Vid elektrifiering av garnet under bearbetningen rekommenderas det att tillsätta det specialiserade antielektrostatiska preparatet Rostat A till limningen. Denna produkt eliminerar nästan helt uppkomsten av statisk elektricitet och ger även fibrerna goda glidegenskaper. Produkten fungerar bra i processerna för beredning av textilråvaror som ett tillägg till limning av varpgarn, beredning av råvaror efter färgning och slutlig ytbehandling av tyger och stickade tyger.

Nästa steg i bearbetningen av textilråvaran är ytterligare förbehandling. Lösa fibrer, garn, tyg och stickade varor bleks, färgas och raffineras. Valet och ordningen på enhetsoperationerna beror på typen av råmaterial och produktens form (garn, tyg eller stickade varor).

Framställning av bomullsfiberprodukter

Bearbetningen av bomullsfibrer och andra cellulosafibrer är mycket komplex. Den använder huvudsakligen processer som garvning, avlimning, mercerisering och blekning.

Den första processen innebär att råmaterialet flyttas över gasbrännarens låga, varigenom elementärfibrerna avlägsnas.

Nästa steg är avlimning. Vid syntetisk limning tvättas den vanligtvis i ett vattenbad med natriumkarbonat tillsammans med vätmedel. PCC-gruppen erbjuder ett sortiment av vätmedel som är perfekt lämpliga för användning inom textilindustrin. POLIkol (PEG) -serien är en polyoxietylenglykolgrupp som, på grund av sin struktur, har solubiliserande, mjukgörande, smörjande, antistatiska och återfuktande egenskaper. Polyoxietylenglykoler kännetecknas av mycket god biologisk nedbrytbarhet. Dessa är också säkra och giftfria ämnen, därför minskar de miljöpåverkan från vattenbad. ROKAnol IT -produktserien är etoxylerade fettalkoholer som säkerställer korrekt vätning av den rengjorda ytan och spridning av smutspartiklar, vilket påverkar den höga prestandan vid borttagning av smuts från tyg/stickade varor och hårda ytor. Dessa produkter är perfekta ingredienser i alkaliska och sura tvättmedel som används för professionell tvätt och industriell rengöring. ROKAnol NL -produkter används i sin tur vid förbehandling av fibrer. De kan användas för att ta bort oljefläckar från tyger och stickade tyger som skapas under industriella sticknings- och vävprocesser. ROKAnol NL -produkter förbättrar även blekningseffektiviteten, vilket direkt påverkar förbättringen av färgämnets kapillaritet i färgningsprocesser.

Nästa process är mercerisering, som är utformad för att öka fibrernas styrka och ge dem lämplig glans.

Det sista steget i den inledande beredningen av bomullsfibrer är vitgörande. Det består i att missfärga den naturliga färgen som orsakas av föroreningar på färgade fibrer (t.ex. i fallet med lin) som inte kunde tas bort genom tvättning. Ett exempel på en sådan kemisk förening är natriumhypoklorit , som kan användas för blekning av stickade tyger av lin, hampa och bomull. Tack vare natriumhypoklorit erhålls en mycket hög grad av vithet. För att förbättra blekningseffektiviteten används kemiska medel innan processen påbörjas för att neutralisera de alkaliska resterna i fibrerna (t.ex. saltsyra ).

Behandling av ullprodukter

Ullprodukter måste också genomgå en serie förbehandlingar innan de kan färgas. De grundläggande processerna för att framställa dem är karbonisering, förtvätt och blekning.

Karbonisering syftar till att helt avlägsna växtföroreningar. Denna process innebär att ullfibrerna behandlas med en lösning av svavelsyra och sedan värms upp till en temperatur över 100 °C. Skadade fibrer avlägsnas mekaniskt och allt neutraliseras med natriumacetat. Efter att karboniseringen är avslutad följer ett tvättsteg för att avlägsna ämnen från fibrerna som använts under spinningen. Förtvätt resulterar i en hög grad av vätbarhet och absorptionsförmåga hos blekmedel och färgämnen. Det sista steget är blekning av ullen. Väteperoxid används oftast i denna process.

Produkter tillverkade av kemiska fibrer

Produkter tillverkade av syntetfibrer kräver också ett antal operationer, bland vilka de viktigaste är förtvätt och termisk stabilisering.

Precis som med naturfibrer har förtvätt uppgiften att avlägsna de ämnen som använts under centrifugeringen från fibrerna. Termisk stabilisering består i sin tur av att värma upp produkter som transporteras i varmluftsmiljön genom efterföljande värmekammare. Termisk stabilisering ger tyger formstabilitet i de sista tillverkningsstegen såväl som under användning av produkter tillverkade av syntetfibrer.

Färgning av textilprodukter

Många textilprodukter färgas, såsom lösa fibrer, garner, tyger, stickade varor och till och med färdiga produkter. Två grundläggande grupper av färgningsmetoder kan urskiljas: periodisk och kontinuerlig, som även inkluderar semikontinuerlig metod.

Periodiska metoder består av att ett textilmaterial sänks ner i en vattenlösning av ett färgämne under en viss tidsperiod. Kemiska hjälpämnen tillsätts också i badet, vilket gör att färgämnesmolekylerna kan migrera in i fibrerna. Efter att denna process är avslutad dräneras badet ut i avloppsvattnet och textilprodukten tvättas för att avlägsna kemikalier.

Det viktigaste som skiljer kontinuerliga och periodiska metoder är appliceringen av ett färgämne genom utfyllnad. Dessutom sker efterföljande färgningsprocesser kontinuerligt efter varandra i kontinuerliga metoder, medan processen i semikontinuerliga metoder avbryts efter utfyllnad och ytterligare steg utförs som oberoende operationer.

Ett exempel på en produkt som kan fungera som bärare inom textilindustrin är Rokelan OPD . Produkten kan användas som bärare vid färgning av hydrofoba fibrer och polyesterfibrer, både rena och blandade. Den säkerställer att man får livfulla färger oavsett nyans och intensitet. Färgningar med Rokelan OPD uppvisar god ljusbeständighet. Dessutom garanterar användningen av denna produkt hög prestanda hos färgämnet.

Kemiska hjälpmedel som används för färgning

Beroende på fibertyp används olika tillsatser för att förbättra färgningsprocessen. När det gäller cellulosafibrer, där baden sker i en alkalisk miljö, är det avgörande att bibehålla ett lämpligt pH-värde i badet. Det vanligaste tillsatsmedlet för detta ändamål är natronlut , dvs. en vattenlösning av natriumhydroxid ( kaustiksoda ).

Andra tillsatser som används vid färgning av cellulosafibrer är oxidationsmedel (oftast används väteperoxid här) och tvättmedel som ger ett effektivt tvättförlopp efter färgning. Roksol serien ( PSWN, ICESOLDE PAN/35L och AZR ) är en grupp effektiva tvätt- och rengöringsmedel. Dessa produkter kan användas som medel för industriell tvätt av textilprodukter. De löses upp mycket väl i vatten och förbättrar färgningens effektivitet genom sina penetrerande egenskaper. Roksol -produkter möjliggör borttagning av ett antal ämnen, såsom naturliga fetter, smörjmedel, syntetiska vaxer och lim. Tack vare sina lågskummande egenskaper kan de användas i många tekniska processer på olika typer av apparater utan att orsaka störningar i deras arbete.

När det gäller ullfibrer, där färgningsprocessen sker i en sur miljö, används svavelsyra eller ättiksyra för att ge badet ett lämpligt pH-värde. Dessutom tillsätts reduktionsmedel (t.ex. natriumtiosulfat) och utjämningsmedel till lösningen, vilka används för att få enhetliga färgämnen.

Vid färgning av syntetfibrer används även ett antal tillsatser. PES-fibrer (polyesterfibrer) kräver användning av förtjockningsmedel (t.ex. polyakrylater) för att begränsa färgämnesmigration under torkning. PA-fibrer (polyamidfibrer) kräver strikt pH-kontroll och för detta ändamål används svavelsyra eller ättiksyra . Dessutom används även ett antal utjämnings- och dispergeringsmedel. PCC-gruppen erbjuder ett antal specialiserade produkter som kan utföra denna funktion. Dispergeringsmedlet NNOC E är en produkt som används i färgningsprocesser som dispergerings- och utjämningsmedel. Det bibehåller svårlösliga färgämnen i en homogen dispersion i färgbad.

Textiltryck

Textiltryckprocessen innebär lokal färgning för att erhålla ett förutbestämt mönster. Alla typer av fibrer kräver korrekt förberedelse före tryckning. En tidigare framställd pasta, som innehåller färgämnen eller pigment, appliceras på textilsubstratet. Därefter utsätts de redan framställda fibrerna för en tryckprocess, som kan utföras med olika metoder (t.ex. platttryck, rotationstryck och spraytryck). Efter att processen är avslutad sker fixering, även kallad torkning. Det sista steget är tvättning, tack vare vilken icke-fixerade färgämnen och olika kemikalier som används för att framställa tryckpastan (såsom dispergeringsmedel eller emulgeringsmedel) avlägsnas från fibrerna. Etoxylerade nonylfenoler, dvs. ROKAfenol -produkter, fungerar perfekt i denna tillämpning. Deras tvättande, emulgerande och rengörande egenskaper gör dem effektiva för att stödja tvättprocesser. ROKAfenol -produkter kan användas för att rengöra olika fibrer, både ull och bomull, såväl som kemiska fibrer, borst och läder. Deras motståndskraft mot hög temperatur och höga koncentration av elektrolyter säkerställer användning under svåra förhållanden inom textilindustrin, till exempel vid tvättning av ull och kokning av bomull.

Textilbehandling

Den sista processen som fibrerna utsätts för är kemisk bearbetning. Syftet är att ge produkterna vissa användbara egenskaper, t.ex. vattentäthet eller att begränsa tendensen till skrynkling. För att förhindra att materialen skrynklar sig används lämpliga tvärbindningsmedel och mjukgörande tillsatser.

I textilbehandlingsprocesser kan preparat som Roksol AT2 och Roksol AZR användas. Dessa produkter ger textilprodukterna en mjuk och behaglig känsla. De har mjukgörande och antistatiska egenskaper, vilket förhindrar elektrifiering av fibrerna och underlättar deras vidare bearbetning. Roksol AZR har också emulgerande egenskaper, vilket underlättar tvätt- och fläckrengöringsprocessen. Produkten kännetecknas också av god förmåga att penetrera färgämnet i badet.

Hydrofoba (vattentäta) ytbehandlingar erhålls genom att tillsätta lämpliga polymerer till fibrernas yta, vilket bildar en vattentät film. Dessutom används silikon och fluorkolvätemedel för att förbättra dem.

Textilmarknaden i världen

Det uppskattade värdet av den globala textilmarknaden är cirka 830 miljarder USD (data från Grand View Research 2015-rapporten) och denna siffra förväntas öka under de kommande åren. Den växande medvetenheten hos arbetsgivare och anställda om tillhandahållandet av personlig skyddsutrustning och därmed säkerställandet av säkerheten på arbetsplatsen är en av de viktigaste drivkrafterna för denna sektor. Dessutom ger användningen av allt modernare fibrer, såsom kevlar, möjlighet att utveckla innovativa produkter som skapar nya tillämpningar på klädmarknaden. En annan viktig aspekt inom textilsektorn är det kontinuerligt observerade fallet av bomullspriserna på vissa marknader (särskilt i Indien), främst på grund av överproduktion och höga lagernivåer i lager.