Текстильна промисловість

У наш час важко уявити світ без текстилю. Це стосується, зокрема, одягу, який кожен з нас носить щодня. Одяг забезпечує комфорт і захист, а для великої групи людей це також надзвичайно важливий спосіб вираження свого стилю та індивідуальності. Текстильну промисловість часто називають одним з найдовших і найскладніших промислових ланцюгів. Вона складається з великої кількості підгалузь, які охоплюють весь виробничий цикл, починаючи з виробництва сировини (наприклад, синтетичних волокон), через напівфабрикати (наприклад, пряжі та тканин), до готових до використання виробів, таких як килими, одяг та текстиль для промислового використання.

Текстильні волокна виготовляються з величезної кількості матеріалів. Більшість з них характеризуються полімерною структурою. Основною сировиною для виробництва волокна є:

1. натуральні волокна – це волокна тваринного походження (також звані білковими волокнами – наприклад, шовк, вовна, волосся), рослинні (целюлозні волокна – наприклад, льон, коноплі, бавовна, кропива) або мінеральні волокна, що містяться в багатьох природних мінералах,
2. штучні волокна – синтетичні волокна. Це можуть бути волокна на основі целюлози (наприклад, ацетат целюлози) або синтетичні полімери, наприклад, нейлон, поліакрилонітрил (анілана), поліефірні (елана) та поліуретанові (лайкра) волокна,
3. перероблені матеріали (так званий rPET) – це матеріали з відновлюваних природних ресурсів, наприклад, PLA (полілактид), який виробляється переважно з кукурудзи та є біорозкладним, або купроволокна, що утворюються в результаті осадження целюлозних волокон у мідній ванні.

Першим процесом, якому піддаються натуральні та штучні волокна, є прядіння. Спочатку вільні волокна проходять через серію різних механічних операцій (розпушування, змішування та кардування), а потім піддаються власному прядінню. Цей процес можна розділити на два основні типи:

1. вовняна – використовується для отримання пряжі з натуральних волокон (вовни) та складених пряжі, що містять вовну та синтетичні волокна, наприклад, поліестер, поліакрилонітрил або поліамід,
2. бавовна – використовується для виробництва бавовняної та змішаної пряжі, що складається з бавовняних волокон та інших матеріалів, наприклад, поліестерових, віскозних або поліамідних волокон.

У процесі прядіння використовуються важкорозкладні хімічні речовини, які наносяться на волокна в кількості від 2 до 5%від маси речовин. Це полегшує перебіг наступних етапів виробництва пряжі. На цьому етапі найчастіше використовуються мінеральні та силіконові олії, а також ароматичні вуглеводні, які повністю видаляються з пряжі під час остаточної обробки. Пряжа використовується для виробництва двох основних асортиментів плоских текстильних виробів, а саме тканин та трикотажних виробів.

У випадку тканин першою операцією є склеювання основ. Це передбачає нанесення на пряжу спеціальних хімічних речовин, що підвищує її механічну міцність. Цей процес називається апретуванням. Текстильні апретувальні речовини можуть бути на основі полісахаридів (наприклад, карбоксиметилцелюлози) або синтетичних полімерів, таких як поліакрилати. Це не стосується процесу в’язання. Пряжа для трикотажного полотна спеціально готується шляхом нанесення шлікерних препаратів. Ці речовини призначені для зменшення напруги в процесі в’язання, що виникає внаслідок тертя між пряжею та напрямними елементами машини.

Одним із продуктів, який можна використовувати на етапі апретування, є Rokrysol JW20 , який є ефективним синтетичним апретувачем. Він надає пряжі властивостей відповідно до вимог, що забезпечує подальшу правильну обробку пряжі в тканину. Rokrysol JW20 розчинний у воді в будь-якому співвідношенні, що забезпечує рівномірне нанесення та покриття пряжі. Після нанесення Rokrysol JW20 подальші етапи обробки тканини (розшліхтування, відбілювання, фарбування або друк) проходять ефективніше. У разі електризації пряжі під час обробки рекомендується додавати до апретування спеціалізований антиелектростатичний препарат Rostat A. Цей продукт майже повністю виключає виникнення статичної електрики, а також надає волокнам хороших ковзних властивостей. Продукт добре працює в процесах підготовки текстильної сировини як добавка до апретування основ, підготовки сировини після фарбування та остаточного оздоблення тканин і трикотажних полотен.

Наступним етапом обробки текстильної сировини є подальша попередня обробка. Розсипчасті волокна, пряжа, тканина та трикотаж відбілюються, фарбуються та рафінуються. Вибір та порядок операцій агрегату залежить від виду сировини та форми виробу (пряжа, тканина чи трикотаж).

Виготовлення виробів з бавовняного волокна

Обробка бавовняних волокон та інших целюлозних волокон є дуже складною. В основному вона використовує такі процеси, як дублення, знежирення, мерсеризація та відбілювання.

Перший процес передбачає переміщення сировини над полум’ям газового пальника, завдяки чому видаляються елементарні волокна.

Наступний крок – це розшліхтування. У випадку синтетичного шліхту, його зазвичай промивають у водяній бані з карбонатом натрію разом зі змочувальними добавками. Група PCC пропонує асортимент змочувальних агентів, які ідеально підходять для використання в текстильній промисловості. Серія POLIkol (PEG) – це група поліоксиетиленгліколів, яка завдяки своїй структурі має солюбілізуючі, пом’якшувальні, змащувальні, антистатичні та зволожуючі властивості. Поліоксиетиленгліколі характеризуються дуже хорошою біорозкладністю. Це також безпечні та нетоксичні речовини, тому вони зменшують шкідливість водяних ванн для навколишнього середовища. Серія продуктів ROKAnol IT – це етоксильовані жирні спирти, які забезпечують належне зволоження очищеної поверхні та дисперсію частинок бруду, що впливає на високу ефективність видалення бруду з тканин/трикотажних виробів та твердих поверхонь. Ці продукти є ідеальними інгредієнтами лужних та кислотних мийних засобів, що використовуються для професійного прання та промислового очищення. У свою чергу, продукти ROKAnol NL використовуються для попередньої обробки волокон. Їх можна використовувати для видалення масляних плям з тканин та трикотажних полотен, що утворюються під час промислового в’язання та ткацтва. Продукція ROKAnol NL також покращує ефективність відбілювання, що безпосередньо впливає на покращення капілярності барвника в процесах фарбування.

Наступний процес – мерсеризація, яка покликана підвищити міцність волокон та надати їм відповідного блиску.

Останнім етапом початкової підготовки бавовняних волокон є відбілювання. Воно полягає у знебарвленні природного кольору, спричиненого домішками на кольорових волокнах (наприклад, у випадку льону), які неможливо видалити пранням. Прикладом такої хімічної сполуки є гіпохлорит натрію , який можна використовувати для відбілювання льону, конопель та бавовняних трикотажних тканин. Завдяки гіпохлориту натрію досягається дуже високий ступінь білизни. Для підвищення ефективності відбілювання перед початком процесу використовуються хімічні агенти для нейтралізації лужних залишків у волокнах (наприклад, соляна кислота ).

Обробка вовняних виробів

Вироби з вовни також повинні пройти серію попередньої обробки перед фарбуванням. Основні процеси їх підготовки – це карбонізація, попереднє прання та відбілювання.

Карбонізація спрямована на повне видалення рослинних домішок. Цей процес включає обробку вовняних волокон розчином сірчаної кислоти , а потім нагрівання їх до температури вище 100°C. Пошкоджені волокна видаляються механічно, а потім нейтралізуються ацетатом натрію. Після завершення карбонізації проводиться етап промивання для видалення з волокон речовин, що наносилися під час прядіння. Попереднє промивання забезпечує високий ступінь змочуваності та поглинання відбілювачів і барвників. Останнім етапом є відбілювання вовни. У цьому процесі найчастіше використовується перекис водню.

Вироби з хімічних волокон

Вироби із синтетичних волокон також потребують низки операцій, серед яких найважливішими є попереднє прання та термостабілізація.

Як і у випадку з натуральними волокнами, попереднє прання має завдання видалити з волокон речовини, що наносяться під час віджиму. У свою чергу, термічна стабілізація полягає в нагріванні виробів, які транспортуються в середовищі гарячого повітря через наступні нагрівальні камери. Термічна стабілізація забезпечує тканинам стабільність форми на завершальних етапах виробництва, а також під час використання виробів із синтетичних волокон.

Фарбування текстильних виробів

Багато текстильних виробів фарбують, такі як пухкі волокна, пряжа, тканини, трикотажні вироби та навіть готові вироби. Можна виділити дві основні групи методів фарбування: періодичні та безперервні, до яких також належать напівбезперервні методи.

Періодичні методи полягають у зануренні текстильного матеріалу у водний розчин барвника на певний період часу. До ванни також додають хімічні допоміжні речовини, що дозволяє молекулам барвника мігрувати всередині волокон. Після завершення цього процесу ванну зливають у стічні води, а текстильний виріб промивають для видалення хімічних речовин.

Головним елементом, що відрізняє безперервні та періодичні методи, є нанесення барвника шляхом нанесення фарби. Крім того, в безперервних методах наступні процеси фарбування відбуваються безперервно один за одним, тоді як у напівбезперервних методах після нанесення фарби процес переривається, і подальші етапи виконуються як незалежні операції.

Прикладом продукту, який може виступати в якості носія в текстильній промисловості, є Rokelan OPD . Продукт може бути використаний як носій у процесі фарбування гідрофобних та поліефірних волокон, як чистих, так і змішаних. Він забезпечує отримання яскравих кольорів незалежно від їх відтінку та інтенсивності. Фарбування з використанням Rokelan OPD демонструє хорошу стійкість до світла. Крім того, використання цього продукту гарантує високу ефективність барвника.

Хімічні допоміжні речовини, що використовуються для фарбування

Залежно від типу волокон, для покращення процесу фарбування використовуються різні добавки. У випадку целюлозних волокон, де фарбування відбувається в лужному середовищі, вкрай важливо підтримувати відповідний рівень pH ванни. Найчастіше для цієї мети використовується содовий луг , тобто водний розчин гідроксиду натрію ( каустичної соди ).

Іншими добавками, що використовуються в процесі фарбування целюлозних волокон, є окислювачі (найчастіше тут використовується перекис водню) та мийні засоби, що забезпечують ефективний перебіг операції прання після фарбування. Серія Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN/35L та AZR ) – це група ефективних мийних та чистячих засобів. Ці продукти можуть бути використані як засоби для промислового прання текстильних виробів. Вони дуже добре розчиняються у воді та покращують ефективність фарбування завдяки своїм проникаючим властивостям. Продукти Roksol дозволяють видаляти ряд речовин, таких як натуральні жири, мастила, синтетичні воски та апретувальні речовини. Завдяки своїм низькопінним властивостям, їх можна використовувати в багатьох технологічних процесах на різних типах апаратів, не викликаючи порушень в їхній роботі.

У випадку вовняних волокон, де процес фарбування відбувається в кислому середовищі, для забезпечення відповідного pH ванни використовується сірчана або оцтова кислота . Крім того, до розчину також додають відновники (наприклад, тіосульфат натрію) та вирівнювачі, які використовуються для отримання однорідних барвників.

При фарбуванні синтетичних волокон також використовується ряд добавок. PES (поліефірні) волокна потребують використання загусників (наприклад, поліакрилатів) для обмеження міграції барвника під час сушіння. PA (поліамідні) волокна потребують суворого контролю pH, і для цього використовується сірчана або оцтова кислота . Крім того, також використовується ряд вирівнювальних та диспергувальних агентів. PCC Group пропонує ряд спеціалізованих продуктів, які можуть виконувати цю функцію. Диспергатор NNOC E – це продукт, що використовується в процесах фарбування як диспергувальний та вирівнювальний агент. Він підтримує важкорозчинні барвники в однорідній дисперсії у фарбувальних ваннах.

Друк на текстилі

Процес друку на текстилі включає локальне фарбування для отримання заздалегідь визначеного малюнка. Усі типи волокон потребують належної підготовки перед друком. На текстильну основу наноситься попередньо підготовлена ​​паста, яка містить барвники або пігменти. Потім вже підготовлені волокна піддаються процесу друку, який може виконуватися різними методами (наприклад, плоский, ротаційний та розпилювальний плівковий друк). Після завершення процесу відбувається фіксація, яку інакше називають сушінням. Заключним етапом є промивання, завдяки якому з волокон видаляються нефіксовані частинки барвника та різні хімічні речовини, що використовуються для приготування друкарської пасти (такі як диспергатори або емульгатори). Етоксильовані нонілфеноли, тобто продукти ROKAfenol , ідеально підходять для цього застосування. Їхні миючі, емульгуючі та очищувальні властивості роблять їх ефективними в підтримці процесів прання. Продукти ROKAfenol можна використовувати для очищення різних волокон, як вовняних, так і бавовняних, а також хімічних волокон, щетини та шкіри. Їхня стійкість до високих температур та високої концентрації електролітів забезпечує використання у складних умовах текстильної промисловості, наприклад, у процесі прання вовни та кип’ятіння бавовни.

Оздоблення текстилю

Останній процес, якому піддаються волокна, – це хімічна обробка. Її метою є надання виробам певних корисних властивостей, наприклад, водонепроникності або обмеження схильності до зминання. Щоб запобігти зминання матеріалів, використовуються відповідні зшиваючі агенти та пом’якшувальні добавки.

У процесах оздоблення текстилю можна використовувати такі препарати, як Roksol AT2 та Roksol AZR . Ці продукти роблять текстильні вироби м’якими та приємними на дотик. Вони мають пом’якшувальні та антистатичні властивості, завдяки яким запобігають електризації волокон та полегшують їх подальшу обробку. Roksol AZR також має емульгуючі властивості, завдяки яким він підтримує процес прання та очищення плям. Продукт також характеризується хорошою здатністю проникати у барвник у ванні.

Гідрофобне (водостійке) покриття отримують шляхом додавання до поверхні волокон відповідних полімерів, які утворюють водонепроникну плівку. Крім того, для їх покращення також використовуються силіконові та фторвуглецеві агенти.

Текстильний ринок у світі

Оціночна вартість світового ринку текстилю становить приблизно 830 мільярдів доларів США (дані зі звіту Grand View Research за 2015 рік), і очікується, що ця цифра зросте в найближчі роки. Зростання обізнаності роботодавців і працівників щодо забезпечення засобами індивідуального захисту та, таким чином, забезпечення безпеки на роботі є одним із важливих рушійних сил цього сектору. Крім того, використання все більшої кількості сучасних волокон, таких як кевлар, дає можливість розробляти інноваційні продукти, що створюють нові застосування на ринку одягу. Ще одним важливим аспектом у текстильному секторі є постійно спостережуване падіння цін на бавовну на деяких ринках (особливо в Індії), головним чином через перевиробництво та високий рівень запасів на складах.