© 1998 Институт химии растворов РАН
Получено 2.12.96 г.
Изучена возможность использования УФ излучения для придания хлопко- и льносодержащим тканям капиллярности и белизны. Разработаны интенсифицированные способы подготовки тканей, основанные на кратковременной циклической обработке УФ излучением и обеспечивающие сохранение механической прочности тканей на допустимом уровне.
Одним из прогрессивных направлений развития технологии отделки тканей является фотохимическая активация технологических процессов. В настоящей статье приводятся результаты исследования по разработке интенсифицированных способов подготовки и беления хлопкосодержащих тканей с применением УФ излучения.
В качестве объектов исследования использовались хлопчатобумажные, хлопколавсановые и льносодержащие ткани. УФ обработку образцов тканей осуществляли на лабораторной установке, снабженной дуговой ртутной лампой ДРТ мощностью 1000 Вт. Качественный анализ обработанных тканей проводили с использованием стандартных методик. Для математической обработки экспериментальных данных использовали метод множественного регрессионного анализа и специальные программные средства.
На предварительном этапе исследований было установлено, что в результате интенсивного
теплового воздействия от дуговой ртутной лампы
имеет место значительное обезвоживание ткани. С
помощью рис. 1 проиллюстрировано влияние времени
облучения и расстояния от источника до ткани на
кинетику сушки хлопчатобумажной ткани.
Как видно, при минимальном расстоянии от источника влажность ткани снижается со 100 % до 50 % уже за 15 с обработки. Поскольку процесс беления тканей требует поддержания влажности ткани на достаточно высоком уровне, отмеченный факт обусловливает необходимость организации процесса УФ обработки циклами, т.е. путем чередования операций пропитки ткани белящим раствором и кратковременного УФ облучения.
Изучена возможность придания хлопчатобумажной
и хлопколавсановым тканям (55 % хлопка, 45 % лавсана)
гигроскопических свойств в условиях
кратковременной циклической УФ обработки (табл. 1). Установлено,
что для достижения приемлемого технологического
результата достаточно двух циклов, включающих
пропитку ткани щелочным перекисным раствором и
УФ облучение в течение 5 с.
Измерение гигроскопических свойств обработанных образцов тканей осуществляли как после воздушной сушки, так и с последующим глажением, что имитировало условия контактной сушки на сушильных барабанах. Из представленных в табл. 1 данных видно, что всего за 10 с УФ обработки обеспечивается получение устойчивого эффекта капиллярности и смачиваемости на хлопкосодержащих тканях, не уступающего результатам 35-минутного запаривания тканей.
С целью оптимизации процесса УФ беления
исследовали зависимость качественных
показателей ткани (белизны, капиллярности,
механической прочности) от параметров УФ
обработки хлопколавсановой плащевой ткани (55 %
хлопка, 45 % лавсана). В качестве примера на рис. 2 представлена зависимость степени
белизны ткани от расстояния от источника до
ткани (L), времени УФ облучения (1, 2, 3) и числа
циклов (n) пропитки ткани белящим раствором и УФ
обработки. Диаграмма наглядно показывает, что
увеличение числа циклов и уменьшение расстояния
от источника приводят к существенному
увеличению степени белизны ткани по сравнению с
уровнем неотбеленной ткани (63 %).
Следует отметить, что в условиях УФ беления при всех вариантах обработки капиллярность обработанной ткани составляла 160-175 мм/час. Оценка разрывной нагрузки отбеленной ткани показала, что увеличение числа циклов обработки выше 4-х нецелесообразно из-за снижения механической прочности ткани ниже допустимого уровня.
Изучили влияние концентрации пероксида
водорода в отбеливающем составе и времени УФ
обработки на белизну и механическую прочность
хлопколавсановой ткани. Процесс обработки
включал четыре цикла пропитки и облучения.
Полученные экспериментальные данные
представлены в табл.
2.
Задачу определения оптимальных параметров
процесса УФ беления решали путем
математического моделирования зависимостей
качественных показателей от параметров
обработки с использованием множественного
регрессионного анализа. Коэффициенты полученных
полиномов сведены в табл. 3.
Оптимальные параметры процесса УФ беления
определяли путем совместного решения полученных
уравнений при наложении следующих ограничений:
степень белизны выше 78 %, разрывная нагрузка не
ниже 784 Н. Получили область параметров,
удовлетворяющих заданным ограничениям, которая
представлена в графическом виде на рис. 3 .
На основании полученных результатов были выбраны следующие параметры УФ обработки ткани: расстояние ткани до источника - 10-15 см; число циклов обработки - 4; время облучения - 5-7 с.
Представлялось важным оценить возможность
применения УФ излучения для интенсификации
процесса беления льносодержащих тканей. Как
известно, более высокое содержание в льняном
волокне нецеллюлозных примесей и лигнина
осложняет процесс беления льносодержащих
тканей. Для повышения эффективности УФ беления
этих тканей исследовали влияние на процесс
разрушения примесей различных соединений. В
результате разработан интенсификатор -
композиция на основе трилона Б, сульфата магния и
мочевины, введение которого в отбеливающий
состав позволяет повысить степень белизны
тканей в условиях УФ облучения. В табл. 4 суммированы экспериментальные
данные по УФ белению льносодержащих тканей с
использованием интенсификатора.
Для сравнения в таблице приведены показатели исходных тканей, прошедших только операцию отварки. Как следует из экспериментальных данных, кратковременная цикличная УФ обработка (количество циклов - 4) обеспечивает увеличение степени белизны ткани на 7-15 %. Показатели капиллярности и механической прочности тканей не выходят за пределы нормируемых величин.
Таким образом, беление хлопкополиэфирных и полульняных тканей с использованием циклической УФ обработки позволяет за 20 с получить белизну тканей на уровне 77-78 %, капиллярность - не ниже, чем при ходовом способе беления с запариванием в течение 30-35 мин для хлопкополиэфирных и 60 мин - для полульняных тканей. Разрывная нагрузка отбеленных тканей находится в допустимых пределах. На основании полученных результатов можно заключить, что разработанный интенсифицированный способ УФ беления может использоваться для подготовки хлопко- и льносодержащих тканей под темное крашение и печать.
1. Исследована возможность использования УФ излучения для придания смачиваемости и белизны целлюлозосодержащим тканям.
2. Разработан способ подготовки тканей, основанный на циклической обработке путем чередования стадий пропитки материала технологическим раствором и его кратковременного УФ облучения.
3. Установлены оптимальные параметры процесса подготовки тканей, который обеспечивает за 10-20 с УФ облучения придание хлопко- и льносодержащим тканям устойчивого эффекта гигроскопичности и степени белизны на уровне 78 % при сохранении механической прочности тканей в допустимых пределах. Способ может использоваться для подготовки тканей под темное крашение и печать.