Osnova témat
-
Realizováno za finanční podpory ESF a státního rozpočtu ČR v rámci v projektu "Rozvoj lidských zdrojů TUL pro zvyšování relevance, kvality a přístupu ke vzdělání v podmínkách Průmyslu 4.0" CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002329 – ESF OP VVV.
MULTIMEDIÁLNÍ KURZ ZUŠLECHŤOVÁNÍ TEXTILIÍ
Zušlechťování je souhrnný název pro řadu technologických a pracovních operací a postupů, kterými se mění fyzikálně- mechanické a chemické vlastnosti vláken, polotovarů i hotových výrobků — barva, lesk, pevnost, pružnost, schopnost přijímat nebo odpuzovat různé kapaliny, vzhled, omak, tepelně izolační vlastnosti, stálost tvaru a další vlastnosti.
Podle dosaženého účinku, vzhledu a požadovaného výsledku zušlechťování rozdělujeme úpravnické technologie následovně:
-
předúprava,
-
barvení nebo tisk,
-
finální úpravy
Cílem předmětu je představit studentům základy zušlechťovacích operací jako je předúprava, barvení a tisk včetně finálních úprav. Předmět má studentům ukázat, jak lze za pomocí jednotlivých technologií přidat textilním materiálům vlastnosti zvyšující jejich užitnou hodnotu a tím daný výrobek učinit konkurence schopný. Součástí přednášené látky jsou i ekologické aspekty a diskuse nad aktuálními trendy, jako je využití nanocoatingu, nanočástic a multifunkčních úprav.
-
-
-
Účelem předúpravy textilních materiálů je zbavit tento materiál všech nežádoucích vlastních i cizorodých přísad a připravit je tak pro vlastní úpravu zušlechťování.
Před vlastními předúpravnickými pracemi se provádípřípravné práce, které mají za úkol zjistit množství a kvalitu vstupující textilní suroviny.
Účelem odšlichtování je odstranit před dalším zpracováním z osnovních nití šlichtu, která zajistila hladký průběh tkaní, přilepila odstávající vlákna osnovních nití, snížila tření...
-
-
-
Praní tvoří jednu ze základních zušlechťovacích operací, která se může podle potřeby vřadit do jakékoliv technologie předúpravy, vlastní úpravy nebo i do úprav speciálních a konečných. Tvoří samostatnou technologii.
Prát lze volný materiál — vločku, česance, přízi v různých formách zpracování i hotové plošné zboží. Prát můžeme vlnu, bavlnu, syntetika a směsi. Praní má vesměs funkci čistící a hygienickou, zboží se celkově uvolní a dle potřeby i vysráží, stabilizuje.
-
-
-
Vyvářka má rozhodující význam pro úspěšné zvládnutí dalších zušlechťovacích procesů, neboť se při ní odstraní jednak doprovodné nečistoty přirozeného původu jako jsou tuky, vosky, bílkoviny apod.
Také se ale odstraní i nečistoty získané v průběhu výroby či úpravy textilie, např. mazací tuk a oleje. Odstraněním všech těchto nečistot podstatně stoupne savost materiálu.
Mercerace je zušlechťovací pochod, při kterém působíme krátkodobě na bavlněnou přízi, tkaninu nebo pleteninu koncentrovaným studeným louhem sodným za současného intenzivního napínání.
Vlákno účinkem louhu sodného intenzivně bobtná a přitom se smršťuje v délce, spirálové zákruty i charakteristický ledvinkový průřez vlákna se mění. Zabráníme-li smršťování vlákna napínáním, získá bavlna vysoký lesk.
-
-
-
Účelem bělení je odstranit z vláken všechny barevné pigmenty přirozeného původu, popř. u chemických vláken z výroby, které způsobují jejich nežádoucí zbarvení.
Syntetická vlákna mají vlivem procesů při výrobě a zpracování vnitřní pnutí, které se nepříznivě projevuje tím, že se hotový výrobek působením zvýšené teploty sráží, neudrží přidělený tvar, tvoří se lomy na hladkých dílcích apod.
Aby se tvar výrobku ustálil a zlepšily se užitné vlastnosti textilie ze syntetických vláken, je nutné zařadit do úpravnického procesu tepelnou stabilizaci neboli termofixaci.
Díky tomu u plošných textilií zejména dochází ke snížení sráživosti, tvorby lomů a žmolkovitosti.
-
-
-
Vlákno je značně hydroskopické, pružné a pevné se šupinkovým povrchem, který dává vlně význačnou vlastnost, kterou je plstivost. Z hlediska úpravy je důležité vědět, že vlna odolává lépe kyselému prostředí než alkalickému a snáší teplotu nejvýše 50 až 80°C, což je důležité zejména pro sušení.
Surová vlna je značně znečištěna, množství nečistot kolísá v určitém rozmezí, což je dáno např. druhem vlny, podnebím, chovatelskou oblastí, potravou, ustájením ovcí apod.
Přírodní hedvábí je specifické vlákno, které může při použití na textilní výrobky konkurovat umělým vláknům jen tam, kde se vyžaduje zvláštní vzhled (lesk), efekt nebo určitá exkluzivita (móda) spolu se solidními užitnými vlastnostmi (tažnost, ohebnost, lehkost, izolační schopnosti).
-
-
-
Barvení slouží k dodání určité barvy příslušnému textilnímu výrobku. Barvení textilií bylo mnoho století odkázáno jen na přírodní barviva. Roku 1771 byly poprvé zjištěny vybarvovací schopnosti u syntetické látky - kyseliny pikrové. V druhé polovině devatenáctého století došlo k výraznému pokroku v oblasti výroby syntetických barviv a s tím spojenému rozšíření možností barvení různých typů textilních vláken.
Barvení textilních materiálů se z velké části provádí v tzv. barvící lázni. V klasickém pojetí se za barvící lázeň považuje vodný roztok nebo vodná disperze barviva. V širším slova smyslu lze za barvící lázeň pokládat každé prostředí, ve kterém lze vyjádřit koncentraci barviva v daném objemu. Je tedy možné považovat za barvící lázeň i tiskařskou pastu, organická rozpouštědla, pěnu apod.
-
-
-
Vývoj barvících strojů je spjat s objevem syntetických barviv, který znamenal převrat nejen v chemické, ale i mechanické technologie zušlechťování. Staré, složité způsoby barvení přírodními barvivy neumožňovaly racionalizaci a mechanizaci procesů vzhledem ke zdlouhavému moření a preparaci kalných lázní s barvivem více nebo méně suspendovaným. Finalizovaná a čistá syntetická barviva umožnila rozvoj nových a efektivních postupů barvení, které vyústily v kontinuální, polo-kontinuální a diskontinuální postupy.
Substantivní barviva jsou ve většině případů aniontová azobarviva rozpustná ve vodě, se silnou afinitou k celulózovým materiálům. Jejich charakteristickou vlastností je schopnost vytahovat z vodného roztoku na celulózová vlákna a upevňovat se na nich. Tato vlastnost se nazývá afinita nebo substantivita a odtud pochází název této technolo- gické skupiny barviv.
-
-
-
Kypová barviva představují technologicky důležitou skupinu barviv pro celulózová vlákna. Jsou charakterizována vysokými stálostmi za mokra i vysokou stálostí na světle, kompletní paletou odstínů, dobrou kombinovatelností a možností volby různých postupů barvení. Vybarvují i řadu jiných vláken.
Třída barviv sirných byla v nedávné minulosti považována za neperspektivní a pomalu odcházející z trhu. Dnešek ukazuje, že sirná barviva budou pro svoji jednoduchou aplikaci a univerzálnost stále přítomna v barvářském sektoru pro ekonomické barvení pracovních oděvů, tkanin pro rekreační účely, plášťovin, stanovek a dalších. Klasickým a nejznámějším sirným barvivem je černá nuance, barvivo s dobrou stálostí v praní a na světle.
-
-
-
Reaktivní barviva se v posledních letech stala přední třídou barviv pro celulózová vlákna. V porovnání s ostatními třídami barviv pro tato vlákna vykazovala v posledních letech největší nárůst ve spotřebě. Dominantní aplikační metodou zůstává vytahovací postup a postupy polokontinuální.
Skupinu nerozpustných azových barviv český barvářský průmysl dále nerozvíjí a výroba většiny komponent dodávaných pod názvy " Ultrazol " a " Amin " byla zastavena a jejich přítomnost ze sortimentu postupně vyřazena. Protože je však aplikace barviv tohoto typu barviv v mnoha ohledech zajímavá a poskytují zajímavé tóny především u červení a oranží, je věnována problematice tohoto barvení určitá pozornost.
-
-
-
Kyselá barviva nazývají kyselá proto, že vybarvují živočišná vlákna z kyselé barvící lázně. Většinou obsahují ve své molekule sulfoskupiny nebo karboxylové skupiny, které jim dodávají kyselý charakter. Kyselá barviva jsou nejčastěji mono-, řidčeji dis- a trisazobarviva. Jak již bylo řečeno, obsahují ve své molekule sulfoskupiny nebo karboxylové skupiny, které jim dodávají nejenom kyselý charakter, ale současně způsobují i jejich rozpusnost ve vodě. Na trh však přicházejí ve formě sodných solí barevných kyselin.
Kovokomplexní barviva. Do této skupiny barviv řadíme barviva odvozená od azobenzenu nebo antrachi- nonu obsahující ve své molekule atom těžkého kovu, nejčastěji chromu, vázaný kom- plexně. V podstatě lze rozlišit :
kovokomplexní barviva obsahující sulfoskupiny a kovokomplexní barviva bez sulfoskupin
-
-
-
Barvení disperzními barvivy; je to nejrozšířenější skupina barviv pro barvení polyesterových vláken, která je nicméně použitelná i na další druhy syntetických vláken. Pro disperzní barviva jsou charakteristické tendence tvořit krystaly tající při vysokých teplotách a jejich vysoká rozpustnost ve hmotě vláken za vzniku tuhého roztoku. Polyesterové vlákno totiž působí při barvení disperzními barvivy jako jejich rozpouštědlo. Barvivo přechází na vlákno z vodní disperze na základě rozdělení mezi dvě fáze, přičemž v jedné je ideálně rozpustné (vlákno) a ve druhé je prakticky nerozpustné (voda).
Kationtová barviva jsou nejpoužívanější skupinou barviv pro barvení polyakrylonitrilových vláken. Barviva mají vysokou afinitu k vláknu a tím i nízkou migrační schopnost, barvící lázeň se vyčerpává téměř úplně. Většina komerčních značek začíná vytahovat na vlákno až při teplotě 80 - 85 °C, tedy v blízkosti skelného bodu většiny typů polyakrylonitrilových vláken.
-
-
-
Tiskařská technika vznikla pravděpodobně v Asii, do Evropy se dostala teprve v 10. století. Na začátku 21. století se ve světě potiskovalo ročně 28 miliard čtverečních metrů textilií, většinou filmovým tiskem. Na trhu se však stále více prosazují výrobky zpracované digitálním tiskem.
-
-
-
Podle chemického hlediska dělíme tisk na:
tisk přímý, při kterém se tiskne zahuštěný roztok barviva na bílou textilii,
tisk leptový, při kterém se natiskují na obarvenou textilii leptací barvy, které v potištěných místech rozruší barvivo, tisk rezervový, který je opakem leptání. Na bílou textilii se natiskují v místě vzoru tzv. chránidla (rezervy), které mohou být bílé nebo barevné. Takto potištěná a usušená textilie se pak vhodným způsobem obarví a nakonec se rezerva odstraní. Pod rezervou se objeví buď bílá nebo rezervou obarvená textilie.Ink-Jet tisk představuje moderní tiskařskou techniku, která se díky postupnému zdokonalování blíží svou produktivitou klasickým tiskařským technikám.
-
-
-
Finální úpravy textilií představují:
- Poslední operace v textilním výrobním řetězci
- Kompletace konečných vlastností textilie
- Dodání speciálních funkčních vlastností včetně subjektivního působení
- Každá operace zlepšující vzhled a užitnost
- Všechny procesy, které následují koloristiku materiálu a které dodávají materiálu kvalitu
Kalandrování. Při kalandrování prochází zboží mezi válci v jedné vrstvě a v plné šíři.
Lineárním tlakem válců se kruhový průřez nití zploští a tím se vyplní mezi-vazební prostory.
Podle vedení zboží se dosahuje tvrdšího nebo jemnějšího omaku, lesku a hladkosti.
-
-
-
Účelem česání je kromě vzhledového efektu, tj. získání vlasového povrchu, i získání termoizolačních vlastností textilií a dosažení měkkého, vlněného a plného omaku.
Broušení je operací víceúčelovou. Umožňuje docílit levné imitace sametu nebo dyftýnu, dovoluje zdrsnit povrch textilie před nánosováním nebo lepením a lze jím vytvořit krátký, hladký a hustý vlas, představující tzv. broskvový efekt, kdy se broušením štěpí tlustší vlákna na řadu fibril.
Kompresní srážení - nejrozšířenějším typem kompresivního srážecího zařízení je systém SANFOR, používaný hlavně pro vysrážení textilií z celulózových vláken. Zboží prošlé tímto procesem má zaručenou minimální hodnotu zbytkové sráživosti a nazývá se sanforizované.
Nesráživá, nežehlivá a nemačkavá úprava - v současné době je nejrozšířenější úprava nežehlivá. Tkaniny s nežehlivou úpravou usnadňují spotřebiteli údržbu. Při správném způsobu ošetřování jsou po praní dokonale hladké, bez lomů a připraveny k dalšímu použití. Nežehlivá úprava navíc dodává výrobkům měkký omak a elegantní splývavost.
-
-
-
Tkaniny a pleteniny vyrobené z přízí ze syntetických vláken, především z PAN nebo PES, mají sklon k tzv. žmolkování. To znamená, že hladká vlákna kruhovitého průřezu se vlivem namáhání při nošení postupně uvolňují z příze a putují na povrch textilie. Protože zůstávají částečně fixována v přízi, shlukují se, vytvářejí žmolky, které vzhledem k pevnosti syntetických vláken neodpadnou ani v místech zvýšeného mechanického namáhání a kazí estetický vzhled výrobku.
Neplstivá úprava vlny. Při mokrém praní, které je provázeno mechanickým namáháním, dochází bez této úpravy postupně k plstění, což je jev nežádoucí.
Do určité míry je možné plstění zabránit :
1/ konstrukcí příze či tkaniny - např. vysokými zákruty příze, kompaktní vazbou a větší dostavou
2/ příměsí 40 - 60 % syntetických vláken
3/ snížením plasticity vlny vytvořením stabilních příčných vazeb
4/ snížením koeficientu tření vlněných vláken, způsobeného jejich šupinkovitou strukturou /rozrušením nebo maskováním šupinek/
-
-
-
Hydrofobní úpravou se potlačuje smáčivost textilie a propůjčuje se jí voduodpudivost. Rozlišujeme několik typů úprav. Vodotěsná úprava, která musí odolat určitému tlaku vodního sloupce. Provádí se povrstvením nebo zatíráním latexy, termoplastickými pryskyřicemi, apod. Nanesený film musí být dostatečně pružný, pevný s dostatečnou adhezí. Tyto úpravy nejsou vhodné pro oděvy, neboť tkanina je neprodyšná, nošení je nehygienické. Jejich využití je směrováno především pro plachtoviny všeho druhu.
Prodyšná úprava s odperlujícím efektem , která se aplikuje většinou na sportovní oblečení. Provádí se tak, že se jednotlivá vlákna obalí hydrofobním tenkým filmem, takže do nich nemůže proniknout voda. Propustnost pro vzduch však zůstává zachována. Hodí se pro svrchní plášťoviny, větrovky apod.
Nepromokavá úprava je taková, která je schopna vodu nejen odrážet, ale i zabránit jejímu pronikání tkaninou. Prodyšnost upravené tkaniny je v menší míře zachována. Lze ji použít na pláště a pracovní oděvy určené do deště, stanoviny apod.
-
-
-
Hořlavost textilií může být v určitých situacích pro uživatele nebezpečná jednak proto, že může přispět k plošnému rozšíření požáru a jednak proto, že může dojít k přímému styku ohně s osobami. Rovněž druhotné jevy, které hoření textilních vláken doprovázejí, mohou mít vážné důsledky. Jedná se především o odkapávání taveniny, tvorbu dýmu a toxických zplodin.
Velkým nebezpečím je vývin kouře a plynů při hoření textilií, kdy vzniká oxid uhelnatý a další nebezpečné plyny jako kyanovodík, fosgen apod. Smrtelné nebezpečí představuje i snižování podílu kyslíku ve vzduchu, neboť jeho pokles o jednu pětinu vede ke smrti zadušením.Na retardaci hoření polymerů existuje několik teorií :
1/ teorie vrstvy
2/ teorie ochlazování
3/ teorie plynová
4/ teorie chemická
-
-
-
Při zavedení syntetických vláken se objevily určité potíže s jejich snadnějším špiněním. Hydrofobní syntetická vlákna přitahují špínu v daleko větší míře než vlákna pří- rodní a navíc ji za běžných podmínek praní nesnadno uvolňují. Dochází k redepozici špíny. Zádrž špíny se projevuje šednutím, žloutnutím, ztrátou lesku, jasu a bělosti. Zvláště nepříznivě se to projevuje u textilií, u nichž se doporučuje šetrné praní do 60 °C bez mechanického namáhání.
Úkolem nešpinivé úpravy je buď snížit špinivost textilií nebo usnadnit odstraňování špíny ze syntetických materiálů anebo zabránit redepozici špíny z pracích lázní.
-
-
-
Mikroorganismy, způsobující hnití a plesnivění, snadno napadají celulosová a proteinová vlákna. V kontaminovaných místech dochází k poškození nebo úplné destrukci textilie. To je způsobeno enzymy, které mikroorganizmy produkují a vylučují k zabezpečení vlastní výživy. Největší aktivitu z hlediska biokoroze vykazují plísně, bakterie jsou poněkud méně účinné. Jejich působení se projeví na textiliích jen těžko odstranitelnými skvrnami. Nebezpečí poškození se zvyšuje ve vlhkém, teplém prostředí. Proto tyto úpravy jsou nezbytné především pro textilie určené pro použití v tropickém pásmu.
Princip antimikrobiálních úprav spočívá v aplikaci prostředků, které usmrcují ne- bo zamezují růstu bakterií a plísní. Rozvíjejí se ve dvou směrech :- fungicidní resp. baktericidní úpravy
- hygienické úpravy
-
-
-
V této přednášce jsou diskutovány potenciální trendy v zušlechťování. Je zde kriticky zhodnocen přínos některých nanotechnologií a možnosti produktové orientace výroby.
Zvláštní pozornost je věnována biotechnologiím a udržitelnému růstu se zaměřením na textilní zušlechťování.
-