Способ заключительной отделки движущегося текстильного материала - RU2034942C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к отделочному производству текстильной промышленности, а именно к способам отделки целлюлозосодержащих тканей с приданием эффектов каландрирования.

В процессах заключительной отделки текстильных материалов широкое применение находит обработка ИК-излучением. Это не только интенсивный метод подвода тепла, но и эффективное средство активации процессов полимеризации отделочных препаратов и взаимодействия их с целлюлозой. Время воздействия ИК-излучения при фиксации отделочных препаратов может составлять 5-8 с.

Однако данный способ с использованием ИК-излучения не позволяет придать тканям эффект устойчивого блеска (серебрения, лощения). Хороший блеск получается при каландрировании тканей, если их остаточная влажность после сушки составляет ≈ 8% что недопустимо при использовании для термообработки ИК-излучения. В связи с интенсивным поглощением ИК-лучей молекулами воды остаточная влажность материала не должна превышать 0,5-1% для обеспечения эффективной активации процессов полимеризации предконденсатов при термофиксации ИК-излучением. В связи с этим между каландpиpованием и термообработкой рекомендуют проводить сушку. Кроме того, при повышенной влажности в связи с гидролизом и термодеструкцией предконденсата наблюдается существенное выделение в атмосферу паров формальдегида; содержание свободного формальдегида на ткани 0,17-0,25 мас.

Цель изобретения улучшение качества отделки материала за счет повышения устойчивости блеска и уменьшения выделения формальдегида.

Отличительными признаками предлагаемого способа заключительной отделки движущегося текстильного материала являются:
пересечение материалом постоянного магнитного поля при обработке горячим воздухом в циклах термообработки;
изменение вектора магнитной индукции В на противоположное;
частота переполюсовок магнитного поля 0,3-3 Гц;
абсолютное значение магнитной индукции поля

300-400 мТ
проведение воздействия магнитного поля в циклах термообработки перед воздействием ИК-излучения;
колебания температуры материала в цикле термообработки ±5-10^оС;
остаточная влажность материала после сушки 5-6%
Совокупность перечисленных признаков в свете поставленной цели дополняется следующими требованиями:
поддержание температуры материала при термообработке в диапазоне 130-160^оС в зависимости от используемого предконденсата;
обеспечение отсоса воздуха от материала при воздействии магнитного поля;
создание натяжения высушенного материала в направлении основы в интервале 7-12 Н/м.

В предлагаемом способе магнитная активация дополняет активацию инфракрасного излучения на стадиях воздействия горячего воздуха.

Значение магнитной индукции поля соответствует экстремуму в зависимости прироста степени фиксации смолы от энергетики поля; вместе с тем важное значение для активации функциональных группировок имеет наличие импульсных переполюсовок поля, т.е. обеспечение в каждом цикле хотя бы однократной смены направления вектора магнитной индукции

. Схематично процесс термофиксации представлен на чертеже. Для отделочных препаратов, имеющих группировки N-CH₂OH наиболее предпочтительна активация сверхнизкочастотными воздействиями магнитного поля, являющаяся гармоничным дополнением к тепловому резонансу под действием электромагнитного излучения с длинами волн, соответствующими инфракрасной области. При частоте переполюсовок 0,3-3 Гц благодаря ориентации молекул предконденсата ускоряется процесс поликонденсации
2 N-CH₂OH N-CH₂-O-CH₂-
В этих условиях средняя длина полимерной цепочки для диметилолэтиленмочевины (карбамол ЦЭМ) увеличивается в 2,5-3,0 раза, в то время как при обработке в однородном магнитном поле этот показатель не изменяется, а при переполюсовках с частотой 10-50 Гц увеличивается лишь в 1,2-1,3 раза по сравнению с термофиксацией по способу-прототипу.

Температура материала при термомагнитной фиксации соответствует оптимальному значению в зависимости от реакционной способности предконденсата термореактивной смолы: карбамол ЦЭМ и этамон ДС 130-140^оС; карбамол 2 (или карбамол Т), гликазин, метазин 140-150^оС; карбамол ГЛ 150-160^оС. Перепад температур в циклах термообработки не должен превышать ±5-10^оС во избежание деструкции предконденсата и увеличения содержания свободного формальдегида, а также пожелтения волокна.

Показатель остаточной влажности материала после сушки определяется тем, что предлагаемые условия позволяют добиться требуемой фиксации отделочных препаратов за счет магнитно-термического воздействия, придать тканям эффект каландровой отделки и сохранить блеск после многократных стирок только в узком интервале содержания влаги в волокне после сушки 5-6%
Для эффективного ослабления взаимодействия влаги с материалом и предупреждения гидролиза отделочного препарата термообработку целесообразно начинать с воздействия магнитного поля. Специальными термохимическими исследованиями подтверждено, что магнитная обработка способствует уменьшению теплоты смачивания хлопковой целлюлозы водой с 46,1 до 44,0 Дж/г волокна, что обусловлено усилением гидрофобных взаимодействий в процессах гидратации омагниченным растворителем. Магнитная обработка может и завершать обработку, способствуя продолжению фиксации отделочного препарата в начинающейся стадии охлаждения материала.

Целесообразно организовать отсос воздуха от текстильного материала в процессе воздействия магнитного поля, обеспечивающий удаление испаряющейся влаги, а также подток горячего воздуха к материалу от источников ИК-излучения, поскольку около половины энергии от них передается конвекцией.

Натяжение материала необходимо для осуществления его движения. Минимальная нагрузка на нити основы для обеспечения устойчивого движения полотна и постоянства условий воздействия магнитного поля и горячего воздуха, чередующегося с воздействием ИК-излучения, составляет 7 Н/м. При увеличении натяжения более 12 Н/м возможна деформация заданных в процессе сушки линейных размеров материала, содержащего относительно высокое количество влаги, а также нарушение взаимного расположения волокон на каландpиpованной поверхности материала, приводящее к снижению блеска.

П р и м е р 1. Отбеленную ткань бязь арт. 208 пропитывали раствором, содержащим, г/л: карбамол-2 100; полиэтиленовая эмульсия 10; хлористый аммоний 3; мочевина 5. Температура раствора 25^оС, отжим 80-85% Сушили ткань с фиксацией размера по утку при 80 ±2^оС до остаточной влажности W=5% После этого ткань каландpиpовали при температуре гладкого вала 170^оС и давлении в жале валов 120 кН/м. Поддерживая натяжение материала в направлении основы Р=12 Н/м проводили термообработку в замкнутом пространстве циклическим поперечным воздействием горячего воздуха и ИК-излучения с плотностью теплового потока 24 кВт/м² в первом цикле и 8 кВт/м² в последующих для поддержания температуры материала Т ±Δ Т=145±5^оС в течение τ=20 с при пересечении в процессе обработки горячим воздухом постоянного маг нитного поля с индукцией

300 мТ с частотой переполюсовок f=0,3 Гц, отсасывая воздух от материала в процессе воздействия магнитного поля. Затем ткань охлаждали на воздухе. Полученная ткань имеет устойчивый к 5 стиркам эффект "лощения" и низкое содержание свободного формальдегида (0,085 мас.).

П р и м е р 2. Подготовленную и окрашенную ткань сатин арт. 520 пропитывали при 25^оС и отжиме 80% раствором, содержащим, г/л: карбамол ЦЭМ 135; хлористый магний 10; полиэтиленовая эмульсия 10; мочевина 5. После сушки с фиксацией линейных размеров при 100-120^оС до остаточной влажности W=6% ткань каландрировали на серебристом каландре с температурой гравированного вала 180^оС и давлением в жале валов 115 кН/м. Поддерживая натяжение в направлении основы Р= 10 Н/м, проводили термообработку циклически попеременным воздействием горячего воздуха с пересечением постоянного магнитного поля и ИК-излучения при следующих условиях:
T ±Δ T=135±5^oC,
τ=30 c,

300 мТ, f=3 Гц.

Получен устойчивый эффект серебристо-шелковистой отделки, содержание свободного формальдегида 0,079 масс.

П р и м е р 3. Непрерывно движущуюся подготовленную ткань сатин арт. 535 с набивным рисунком пропитывали при 25^оС и отжиме 80% раствором, содержащим, г/л: карбамол ЦЭМ 100; хлористый магний 10; полиэтиленовая эмульсия 20. Сушку осуществляли воздухом с температурой 100-140^оС до W=6% Каландрировали ткань на серебристом каландре с температурой гравированного вала 180^оС и давлением в жале валов 115 кН/м при Р=7 Н/м. Термообработку чередующимся воздействием горячего воздуха и ИК-излучения осуществляли при пересечении элементов материала в процессе обработки горячим воздухом постоянного магнитного поля следующим образом:

400 мТ; f=1 Гц; T±ΔТ=150 ±10^оС; τ= 30 с.

Эффект серебристо-шелковистой отделки устойчив к 5 стиркам, содержание свободного формальдегида 0,070 мас.

П р и м е р 4. Глянцевую отделку ткани дамаст арт. 3902 осуществляли путем нанесения раствора, содержащего, г/л: гликазин 50; эмульсия ГКЖ-94 30; хлористый аммоний 3; катализатор УСТЭА 1; сушки до остаточной влажности W=5% каландрирования с температурой гладкого вала 150^оС при давлении в жале валов 100 кН/м. Далее ткань под натяжением в направлении основы Р=10 Н/м поступала на термообработку, предусматривающую циклическое чередование воздействий горячего воздуха и ИК-излучения при пересечении в процессе обработки горячим воздухом постоянного магнитного поля с индукцией

350 мТ и частотой изменения вектора магнитной индукции относительно движущегося элемента материала f= 0,5 Гц. Температуру материала поддерживали в интервале Т ± Δ Т=145±10^оС в течение τ25 с. Завершает термообработку воздействие магнитного поля, далее ткань охлаждали.

Ткань имеет мягкий наполненный гриф и эффект "устойчивого блеска" при содержании свободного формальдегида 0,091 мас.

О качестве отделки судили по показателю блеска, измеряемому на блескомере-гониофотометре, по изменению этого показателя после стирок, а также по содержанию на ткани азота и формальдегида в свободной форме, отщепившегося от молекул предконденсатов аминоформальдегидных смол.

Измерения показали, что предлагаемый способ заключительной отделки обеспечивает получение качественного блеска, эффект отделки в результате 5 стирок сохраняется на 60-70% при этом содержание формальдегида в свободной форме уменьшается на 20-40% по сравнению с известными способами. Отклонение от заявляемых по предлагаемому способу интервалов технологических параметров недопустимо. Примерно в 1,5 раза повышается содержание свободного формальдегида в результате гидролиза препаратов при повышенной влажности материала более 6% а также в результате их термодеструкции при повышении температуры материала более 160^оС или увеличении колебаний температуры в процессе термообработки более ±10^оС. Это приводит к снижению устойчивости отделки к стиркам. При продолжительности обработки менее 20 с, как и при температуре материала ниже 130^оС недостаточная фиксация отделочного препарата, контролируемая по содержанию азота на ткани, обусловливает низкую устойчивость "блеска", он пропадает после 3-5 стирок. Аналогичный результат получается при воздействии поля с магнитной индукцией менее 300 мТ, однородного магнитного поля без переполюсовок или при частотах изменения вектора магнитной индукции менее 0,3 и более 3 Гц. В случае влажности ткани перед каландрированием менее 5% блеск понижается более чем в 2 раза и пропадает после 4-5 стирок, несмотря на высокое содержание отделочного препарата на ткани. Превышение параметров продолжительности термообработки более 30 с и магнитной индукции более 400 мТ нецелесообразно, так как изменение качественных показателей отделанной ткани незначительно по сравнению с увеличением энергозатрат обработки. В то же время завершение термообработки воздействием магнитного поля повышает устойчивость отделки.

Реферат

Использование: в отделочном производстве текстильной промышленности. Сущность изобретения: способ состоит в том, что после пропитки движущегося текстильного материала из целлюлозных волокон раствором, содержащим предконденсат термореактивной смолы и катализатор, сушку проводят до остаточной влажности 5 - 6%, а термообработку при циклическом попеременном воздействии ИК-излучения и горячего воздуха осуществляют так, что обработку горячим воздухом проводят при пересечении материалом постоянного магнитного поля, меняющего направление вектора магнитной индукции

на противоположное с частотой переполюсовок 0,3 - 3 Гц, при абсолютном значении = 300-400 мТ с предварительным воздействием магнитного поля перед воздействием ИК-излучения в циклах термообработки и с колебаниями температуры материала в цикле ± 5 - 10°С. При этом в зависимости от типа предконденсата температуры материала при термообработке поддерживают в диапазоне от 130 - 160°С, натяжение высушенного материала в направлении основы поддерживают в интервале 7 - 12 Н/м, а воздействие магнитного поля может сопровождаться отсосом воздуха от текстильного материала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула