Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Процесс удаления загрязнений с текстильных изделий при помощи водных растворов ПАВ называют мойкой. Моющим действием обладают вода и водные растворы ПАВ. Международной организацией по стандартизации (ISO) понятие “моющее действие” определяется как процесс удаления загрязнения с поверхности твердых тел, в частности ткани, с переводом его в состояние раствора, эмульсии или устойчивой дисперсии. Вода для обработки белья и одежды может быть получена как от городской водопроводной сети, так и от местных источников водоснабжения. Она должна быть бесцветна, прозрачна, без запаха и вкуса [82].

Жесткость воды не должна превышать 1,8 мг.экв./л. При большей жесткости воду необходимо умягчить фильтрацией через сульфоуголь или другие ионообменные умягчители. Этот способ позволяет умягчить воду до 0,03 мг.экв./л.

1. Механизм перехода загрязнений
с изделий в водную среду

Механизмы моющего действия как в неводных системах, рассмотренных в гл. 5 [13], так и в водных растворах ПАВ, имеют много общего. В данном параграфе будут рассмотрены особенности водных систем, содержащих воду, волокнистые материалы, загрязнения, ПАВ, активные добавки.

Вода является растворителем для водорастворимых загрязнений. Она является также средой, в которую переходят загрязнения из очищаемых волокнистых материалов. В воде растворяются компоненты моющих средств, образующие вместе с загрязнениями растворы, эмульсии, дисперсии, взаимодействующие друг с другом и очищенными тканями. Вода выполняет роль транспортирующего агента, с помощью которого изделия во время мойки перемещаются, создаются турбулентные потоки жидкости, осуществляются механические и тепловые воздействия на систему. Вода смачивает волокна и загрязнения, проникает внутрь волокна в аморфную часть и вызывает набухание. Чтобы не усложнять материал, здесь опущены вопросы, связанные со структурой воды. В последнее время ее представляют как полимерный ассоциаткластер, содержащий 55-60 молекул. Кластеры отделены друг от друга прослойками мономеров [82].

Волокнистые материалы в водных средах способны к ограниченному набуханию. Оно вызывает ослабление связи загрязнений с растягивающейся поверхностью волокна, между ними проникают молекулы воды, ПАВ, способствующие отделению загрязнений от поверхности волокна.

Способность к набуханию определяется химической природой волокнистого материала и его физическим строением. О способности волокон к набуханию судят по количеству влаги, оставшейся в них после намокания в воде и отжима в центрифуге, %:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

С набуханием волокон и тканей связана усадка изделий, определяющая в ряде случаев возможность обработки изделий в водной среде.

Особенность физического строения волокон состоит в том, что они пронизаны множеством пор, в которые могут проникать вода, растворы красителей и ПАВ. В зависимости от размера различают макропоры с эффективным диаметром 200-400 нм и удельной площадью поверхности 0,5-2 м2/г, мезопоры с эффективным диаметром 3-400 нм и удельной площадью поверхности 10-400 м2/г и микропоры (наиболее мелкие супермикропоры). Площадь внутренней поверхности системы пор в хлопковых, вискозных, шерстяных волокнах составляет примерно 100 м2/г. Доля гидроксилов целлюлозы в порах, доступных для красителей, составляет 45 % их общего содержания и равна (2—4) 10’6 г.экв./г. Необходимо отметить, что данные о величине площади внутренней поверхности волокон, полученные разными способами (по сорбции азота, ртути, воды), существенно отличаются.

В воде 14 водных растворах ПАВ гидрофильные волокна (целлюлозные, белковые) набухают и размеры пор увеличиваются. Гидрофобные волокна набухают в воде незначительно, но при температуре, превышающей температуру стеклования, в них появляются свободные объемы, в которые способны проникать растворы ПАВ, красителей и др.

При взаимодействии волокон с водой возникают электрохимические явления. На поверхности волокна образуется граничный слой воды толщиной 100-200 нм, иногда возникает двойной электрический слой. В обоих слоях поляризованные молекулы воды, примыкающие к поверхности волокна, удерживаются настолько прочно, что почти не принимают участия в явлениях массопереноса. Поверхность волокон в результате диссоциации функциональных групп, а также сорбции электролитов и ПАВ приобретает, как правило, отрицательный заряд и становится способной к проявлению хемосорбции, физической сорбции, в результате которых наблюдаются притяжение и отталкивание частиц в системах [76-80].

Загрязнения отличаются разнообразием состава, размерами частиц, физическим состоянием и силами их фиксации на волокнах.

Большее влияние на способность удерживать или десорбировать загрязнения оказывает структура тканей и трикотажа, из которых шьют изделия. Более рыхлые структуры легче смачиваются, чем плотные, в которых загрязнения могут располагаться между нитями, петлями трикотажа. В питании и в быту применяют разнообразные соки, напитки, соусы, ягоды, фрукты, красители, компоненты которых вступают в реакцию с волокнами с образованием прочных комплексов, такие комплексы становятся иногда неудалимыми.

Растворимые в воде загрязнения переходят в объем ванны самопроизвольно, но для более эффективного их удаления необходимы механические и тепловые воздействия. В растворе такие загрязнения могут диссоциировать на ионы (соли, кислоты, щелочи) или образовывать молекулярные растворы (сахароза, глюкоза).

Нерастворимые загрязнения образуют сложные полидисперсные системы, сорбированные в межволоконных капиллярах (макропоры) и в неплотностях межфибриллярной упаковки (мезопоры).

Жировые загрязнения являются связующим веществом для пигментных нерастворимых частиц, они иногда выполняют работу по переносу пигментных частиц в макро- и мезопоры. Адгезия таких загрязнений основана на межмолекулярном взаимодействии. Пигментные частицы, как и волокна, взаимодействуют с ПАВ и другими компонентами моющих средств (например, карбоксиметилцеллю- лозой – КМЦ), их поверхность может иметь заряд. В результате расклинивающего и диспергирующего действия ПАВ эти загрязнения образуют дисперсии, устойчивость которых зависит от концентрации СМС, температуры системы, турбулентности потока жидкости и др. Жировые загрязнения могут удаляться путем эмульгирования, а в щелочных средах путем омыления и эмульгирования.

ПАВ образуют в воде термодинамически равновесные коллоидные системы. На поверхностях раздела фаз они образуют адсорбционные пограничные слои с повышенной концентрацией. Так как в СМС обычно вводят ПАВ, принадлежащие к разным классам, в водных средах они взаимодействуют между собой, с волокнами, загрязнениями и другими компонентами системы.

Пригодность ПАВ в качестве компонентов усилителей химической чистки или СМС характеризуют числом гидрофильнолипофильного баланса (ГЛБ), представляющим отношение показателей гидрофильных свойств Аг к показателям липофильных свойств Ал:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Для эфиров жирных кислот и многоатомных спиртов число ГЛБ определяют по формуле:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

где:

у – число омыления продукта;

s – кислотное число жирной кислоты.

Чем больше гидрофильность ПАВ, тем выше число ГЛБ. Для приготовления эмульсии “вода в масле” пригодны ПАВ с низким (4), “масло в воде” – с высоким (10) числом ГЛБ.

В справочнике [81] приведена методика расчета ГЛБ жидких эмульсий, таблица со значениями ГЛБ разных “масел” для эмульсии типа масло в воде (м/в). Приведен список фирм (стр. 64), выпускающих приборы (тензометры) для измерения поверхностного и межфазового натяжения.

ПАВ в зависимости от концентрации, температуры могут образовывать истинные (молекулярные) и коллоидные (мицеллярные) растворы. Переход истинных растворов в коллоидные происходит при определенной концентрации ПАВ, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Мицеллы могут иметь различную форму (рис. 92). В разбавленных растворах ПАВ существуют шарообразные мицеллы, оболочки которых состоят из гидратированных полярных групп, ядро образуют углеводородные цепи. Эти гидрофобные цепи вытесняются из воды в ядро мицеллы подобно тому, как они вытесняются из объема воды на поверхность раздела фаз при образовании адсорбционного слоя. В слоистых мицеллах гидрофильные группы образуют две внешние поверхности, гидрофобные – внутренние.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 92. Образование мицелл ПАВ в водной среде:
а – шарообразные; б – слоистые.

Технические СМС обычно состоят из соединений, имеющих различную длину углеводородной цепи, а также ПАВ различных классов, поэтому строение смешанных мицелл будет иное. В смешанных мицеллах углеводородные цепи более длинных молекул ПАВ будут изгибаться. В мицеллах смесей ионогенных и неионных ПАВ будут преобладать неионогенные ПАВ, имеющие более низкие значения ККМ. Это объяснено в работе [26] тем, что в растворах неионных ПАВ их гидратация существенно снижается в присутствии электролитов и ККМ уменьшается. Если в растворе присутствуют также анионоактивные ПАВ, они действуют подобно электролитам и снижают ККМ неионогенных ПАВ. Оба вида ПАВ являются антагонистами в “борьбе” за воду, в их смесях проявляется синергизм, и ККМ всегда ниже аддитивных значений. Снижение ККМ еще не служит показателем синергизма моющего действия.

ККМ снижается при повышении молекулярной массы ПАВ и неизменной полярной части молекулы. Так, ККМ калийных солей жирных кислот с С8, С10 и С16 соответственно составляет 390, 98 и 1,8моль/л. На практике концентрация ПАВ устанавливается равной или выше ККМ. Значения ККМ некоторых ПАВ приведены в справочнике [81] на стр. 89.

2. Коллоидно-химическое действие ПАВ

Первые попытки объяснить моющее действие были предприняты Берцелиусом (1828 г.). Он полагал, что моющее действие мыла связано с гидролизом в водной среде, выделением щелочи, которая омыляла жировые загрязнения:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Эта теория была не в состоянии объяснить удаление минеральных масел, не способных омыляться.

Позднее моющее действие связывали с процессами пенообразования и механическим отделением частиц загрязнений пузырьками пены. Эти воззрения были оставлены в связи с созданием ПАВ, обладающих высокой пенообразующей способностью, но не имеющих моющего действия, и наоборот.

Существенным вкладом в развитие теории моющего действия была гипотеза Спрингса об образовании между мылом и сажей прочного соединения за счет адсорбционного взаимодействия. Однако оказалось, что сажа образует такие же прочные соединения и с другими соединениями, не обладающими моющими свойствами.

Несостоятельными оказались и теории, в которых моющее действие связывалось только с каким-то одним или двумя факторами, влияющими на процесс (эмульгирующими, диспергирующими свойствами или поверхностной активностью и поверхностной прочностью).

Существенный вклад в разработку основных положений моющего действия внесли Ф.В. Неволин, А.А. Абрамзон, Б.В. Дерягин, В.А. Волков и др. [76-79].

Основные трудности создания всеобъемлющей теории моющего действия связаны со сложностью и многофакторностью систем вода – волокнистые материалы – загрязнения – моющие средства, а также с трудностями моделирования такой системы. Моющее действие начинается со смачивания поверхности волокон и загрязнений. Затем начинается адсорбция ПАВ, эмульгирование, диспергирование (твердых частиц) загрязнений, предотвращение их ресорбции.

Смачивание является первой стадией моющего процесса. При этом жидкость проникает в капилляры, вытесняет из них воздух, на образующейся поверхности возникает мономолекулярный слой ПАВ.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 93. Капля жидкости на твердой поверхности

Капля жидкости на твердой поверхности проникает в нее и приобретает форму линзы (рис. 93). Угол, образуемый твердой поверхностью и касательной к поверхности капли в точке раздела трех фаз, называется краевым углом смачивания 0. Величина краевого угла смачивания зависит от значений поверхностного натяжения трех поверхностей раздела:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 94. Изменение смачиваемости с изменением краевого угла:
1 – полное смачивание; 2 – частичное смачивание; 3 – несмачивание.

При измерении краевых углов смачивания на покровные стекла наносят расплавленный парафин, стекла помещают на полочку прибора (рис. 95) в пучок света и, пользуясь винтами, получают четкое изображение на экране. Затем на стекло наносят пипеткой каплю дважды дистиллированной воды. По высоте h проекции капли и радиусу г образуемого ею шарового сегмента определяют краевой угол смачивания, который должен быть не менее 104°. Расчет тангенса краевого угла проводят по формуле

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Затем измеряют краевые углы смачивания растворов ПАВ. Чтобы более полно оценить смачивающее действие ПАВ, изучают кинетику смачивания. Для этого применяют методику, согласно которой моток пряжи определенной массы с определенным грузом помещают на поверхность раствора ПАВ, налитого в мерный цилиндр, и с помощью секундомера замеряют время погружения мотка на дно цилиндра. Смачивающая способность тем выше, чем меньше требуется времени на погружение мотка пряжи. Предварительно определяют время смачивания пряжи в дистиллированной воде.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 95. Схема прибора для измерения краевых углов:
1 – экран; 2, 3 – зеркала; 4 – объектив; 5 – капля; 6 – призма; 7 – конденсатор;
8 – лампа.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Для смачивателей характерна разветвленная структура молекулы. Так, сульфированный и ацилированный алкилфенол более активен как смачиватель, чем дибутилнафталинсульфонат.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

 

Адсорбированные ПАВ удерживаются волокнами. Наиболее сильно адсорбируются мыла. Синтетические ПАВ адсорбируются в меньшей степени. В настоящее время взаимосвязь химической природы и физической структуры волокон с адсорбцией анионоактивных и неионогенных ПАВ не установлена.

Полярные группы ПАВ, имеющие сродство к молекулам воды, проникают в нее, а углеводородные цепи выталкиваются из воды, взаимодействуют между собой, образуют вертикальный слой. ПАВ адсорбируются на волокнах, загрязнениях.

Адсорбция анионоактивных ПАВ возрастает в следующем ряду: хлопок, вискозное волокно, найлон, ацетатное волокно, шерсть. Адсорбция оксиэтилированного производного диизобутилкрезола (неионогенный ПАВ) увеличивается в ряду: шерсть, найлон, вискозное волокно, ацетатное волокно, хлопок.

Уравнение адсорбции предложено Гиббсом:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Знак “минус” означает, что положительно адсорбируются (Г > 0) только те вещества, которые снижают поверхностное натяжение, т.е. их концентрация в слое выше, чем в объеме.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Межфазное натяжение оказывает большее влияние на моющий процесс, чем поверхностное натяжение.

Эмульгирующая способность – одно из важнейших свойств ПАВ. Для характеристики ПАВ как эмульгатора определяют три основных показателя: устойчивость эмульсии, стабилизированной данным ПАВ, количество получаемой эмульсии и условия, при которых ПАВ является стабилизатором.

Эмульсии разрушаются вследствие того, что разделяющая фазы пленка стремится к сокращению поверхности и превращению ее в каплю. При встрече капель в эмульсии слой ПАВ должен препятствовать приближению их более чем на

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Молекулы ПАВ должны образовывать плотный защитный адсорбционный слой и прочно удерживаться на границе раздела фаз (т.е. не десорбироваться ни в одну из граничащих фаз).

Устойчивость эмульсии характеризуют константой скорости коалесценции, определяемой по уравнению

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Молекулы ПАВ, адсорбируясь на волокнах и загрязнениях, образуют поверхность, полярную в отношении масла. Вследствие этого масло сворачивается в шарики, теряет связь с волокном и эмульгируется (рис. 96).

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 96. Схема эмульгирования масла

Эмульсии получают при смешивании двух несмешивающихся жидкостей в присутствии ПАВ и механическом воздействии. Существует два типа эмульсий: вода в масле и масло в воде. В процессах обработки изделий в водных средах наиболее важна эмульсия масло в воде. Устойчивость таких эмульсий тем выше, чем мельче капельки масла. Загрязнения состоят из пигментов и масел. Поверхность раздела между фазами состоит из трех слоев (рис. 97).

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 97. Схема строения пленки в эмульсиях

 

 

Эмульгирующую способность определяют на приборе (рис. 98). В градуированную пробирку 9 наливают 10 см3 вазелинового масла, определенное количество 5 %-ного раствора ПАВ, пробирку помещают в стакан 1 и в течение 7 мин пропускают пар, который за это время нагревает смесь до температуры 88-91 °C. Затем из пробирки быстро убирают термометр 4, а ее переносят в стакан 10, включив секундомер. Измеряют объем эмульсии в пробирке и, если он не равен 40-45 см3, опыт повторяют. Через 2, 5, 10 мин (с момента включения секундомера) отмечают объем выделившегося водного слоя, т.е. наблюдают разрушение эмульсии. Эмульгирующую способность Е определяют по формуле:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 98. Прибор для определения эмульгирующей способности:
1, 10 – батарейные стаканы; 2, 11 – крышки; 3, 4 – термометры; 5, 7 – стеклянные трубки; 6 – резиновая трубка с зажимом; 8 – парообразователь; 9 – градуированные пробирки.

За рубежом эмульгаторы характеризуют величиной олеофильногидрофильного баланса, выражающего соотношение в молекуле ПАВ углеводородных радикалов и гидрофильных групп, и определяемого по формуле

о.-г. Баланс = К1: ККМ = 7: ККМ,

где: К1 – константа, равная 7.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 99. Влияние молекулярной массы и химического строения ПАВ
на их критическую концентрацию мицеллообразования I
и олеофильно-гидрофильный баланс II:
1,1′- додецилсульфат натрия; 2, 2′ – стеарат натрия; 3, 3′ – рицинолеат натрия; 4, 4′ – абиетат натрия; 5, 5′ – нафтенат натрия; 6, 6′ – некаль; 7, 7′ – додецилбензолсульфонат; 8, 8′- октадецилсульфонат; 9, 9′ – гексадецилбензолсульфонат.

В производственных условиях устойчивость эмульсий характеризуют временем, необходимым для расслоения системы.

Диспергирующая способность ПАВ состоит в раздроблении нерастворимых загрязнений (пигментов), образовании вокруг частичек оболочки из молекул ПАВ, препятствующей укрупнению частичек и поддерживающей их во взвешенном состоянии (рис. 100). Это свойство ПАВ способствует предупреждению ресорбции загрязнений на поверхность текстильных изделий. При использовании для стирки ПАВ, обладающих слабой диспергирующей способностью, белая ткань после многократной стирки приобретает сероватый оттенок. По возрастанию диспергирующей способности ПАВ можно расположить в следующий ряд: соли четвертичных аммониевых оснований, додецилбензолсульфонат, полигликолевые эфиры алкилфенолов, олеилметилтаурид, сульфат полигликолевого эфира алкиламина, додецилсульфат, диалкилоламиды жирных кислот.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 100. Диспергирующая способность ПАВ

На рис. 101 показано влияние концентрации растворов ПАВ на способность удерживать загрязнения во взвешенном состоянии.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 101. Влияние концентрации растворов ПАВ на способность удерживать загрязнения (в сравнении с мылом):
1 – олеилметилтаурид; 2 – алкиларилсульфонат; 3 – фтортридецилсульфат; 4 – алкилсульфонат; 5 – первичный лаурилсульфат; 6 – мыло; 7 – полигликолевый эфир додецилфенола

На способность удерживать загрязнения оказывает влияние не только природа ПАВ, но и его концентрация в ванне, pH раствора, температура, жидкостный модуль, тип волокнистого материала, природа и концентрация загрязнения, характер и концентрация активных добавок.

На примере алкиларилсульфонатов показано, что увеличению диспергирующей способности ПАВ способствует увеличение длины углеводородной цепочки и уменьшение ее разветвленности (рис. 102). Увеличение диспергирующей способности наблюдается в ряду ПАВ:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Оптимальная концентрация, при которой ПАВ проявляют диспергирующую способность, составляет 1-2 г/л. Ресорбция загрязнений меньше в присутствии неионогенных ПАВ.

Повышение температуры моющего раствора способствует повышению кинетической энергии ионов и препятствует образованию на частицах загрязнений полимолекулярных адсорбционных слоев. Чем длиннее углеводородная цепь молекулы ПАВ и меньше ее разветвленность, тем меньше влияние повышенной температуры на диспергирующую способность.

 

Добавки неорганических соединений, вводимых в композиции моющих средств, влияют на диспергирующую способность по- разному. Силикаты способствуют улучшению диспергирующей способности (рис. 103); сода иногда повышает, а иногда снижает диспергирующую способность ПАВ (рис. 104).

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 103. Влияние метасиликата и карбоната натрия на способность полигликолевого эфира алкилфенола удерживать загрязнения:
1 – полигликолевый эфир алкилфенола; 2 – полигликолевый эфир алкилфенола и карбонат натрия; 3 – полигликолевый эфир алкилфенола и силикат натрия.

 

 

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 104. Влияние карбоната натрия на диспергирующую способность додецилбензолсульфоната:
1 – алкиларилсульфонат и карбонат натрия; 2 – алкиларилсульфонат.

Высокой диспергирующей способностью обладают композиции моющих средств, содержащих в своем составе карбоксиметилцеллюлозу – КМЦ (рис. 105), которая адсорбируется на частицах загрязнений и предупреждает осаждение их на ткани. Применение КМЦ эффективно при стирке хлопчатобумажных тканей.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Пенообразующая способность ПАВ связана с их молекулярной массой, структурой, концентрацией. При введении ПАВ в воду поверхность пузырьков воздуха, содержащегося в воде, покрывается адсорбционным слоем ПАВ, гидрофильные группы которых обращены к воде, а гидрофобные цепи – внутрь пузырька. Так как при этом в растворе ПАВ снижается поверхностное натяжение, пузырьки значительно легче проходят через поверхностный слой раствора, покрываясь двойным слоем ПАВ (рис. 106).

Образованию пены способствует перемешивание. Основной частью пузырька пены является пленка, находящаяся между двумя сольватирующими слоями. Увеличению пенообразующей способности ПАВ способствует увеличение длины гидрофобной цепочки молекулы ПАВ и уменьшение сродства гидрофильной части молекулы к воде. Схема пенообразования показана на рис. 106.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 106. Схема процесса пенообразования

Устойчивость пены зависит от способности ПАВ понижать поверхностное натяжение и повышать поверхностную вязкость жидкости. В результате этого меняется скорость, с которой молекулы ПАВ втягиваются с поверхности пузырьков в область пониженного давления, возникающую между пузырьками (рис. 107). Кроме того, на поверхности пузырьков образуются заряды, связанные с адсорбцией ПАВ, которые вызывают взаимное отталкивание стенок смежных пузырьков. Оба эти эффекта приводят к уменьшению толщины стенок пузырьков с 10 до 4,2 нм за счет вытеснения жидкости из межпузырькового пространства.

Пенообразующую способность характеризуют количеством пены, получаемой из данного количества жидкости, и ее устойчивостью.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 107. Схема образования области пониженного давления

Пена играет известную роль в удержании диспергированного загрязнения (флотация), однако прямой связи между пенообразующим свойством ПАВ и их моющим действием нет. В последние годы стремятся создавать моющие средства с низкой пенообразующей способностью, так как в промышленных стиральных машинах возможна потеря части моющих средств с пеной.

Солюбилизирующая способность ПАВ связана с мицеллообра- зованием и растворением в системе веществ, нерастворимых без добавления ПАВ. Для определения солюбилизирующей способности растворы ПАВ определенной концентрации смешивают с нерастворимым веществом, встряхивают некоторое время, отделяют раствор от нерастворившегося вещества и определяют концентрацию солюбилизированного вещества.

При солюбилизации углеводородов они распределяются в мицелле ПАВ между гидрофобными цепями (рис. 108).

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 108. Солюбилизация углеводородов мицеллами ПАВ

Степень солюбилизации определяется гидрофильно-гидрофобным балансом как солюбилизатора, так и солюбилизируемого вещества (табл. 58).

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Как видно из табл. 58, наиболее высокая солюбилизирующая способность у оксиэтилированного октилфенола, затем следует олеат натрия, миристилсульфат натрия, лаурилсульфат натрия, миристат калия.

Моющая способность ПАВ – их главное, практически ценное свойство. Чтобы более объективно оценить моющее действие ПАВ, проводят многократную стирку в лабораторных (искусственно загрязненных образцов тканей) и в производственных условиях.

Моющая способность одних и тех же ПАВ при стирке тканей, выработанных из различных волокон, неодинакова (табл. 59), как и отмываемость загрязнений. Это связано с многообразием сил, фиксирующих загрязнения на волокнах.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Жировые компоненты естественных загрязнений удаляются (при одинаковых условиях) по-разному. Более легко со всех видов тканей удаляются свободные жирные кислоты, жирные спирты, воски, наиболее трудно – глицериды, сквален. По степени удаления компонентов жировых загрязнений получены следующие убывающие ряды:

 

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Известно, что при многократных стирках происходит пожелтение белья вследствие неполного вымывания и накопления в нем загрязнений, имеющих минимальные размеры частиц или взаимодействующих с волокном наиболее прочно. Для изучения причин пожелтения тканей каждую из них многократно загрязняли либо олеиновой кислотой, либо триолеатом натрия, содержащими меченые атомы. После каждого цикла “загрязнение-стирка” ткани анализировали с помощью счетчика Гейгера. Результаты показали, что олеиновая кислота накапливается в тканях из хлопка и шерсти и почти не удерживается тканями из полиамидных и полиэфирных волокон.

Триолеат натрия накапливается в тканях из хлопка, шерсти, полиэфирных волокон и почти не удерживается тканями из полиамидных волокон. Степень отмывания загрязнения зависит также от структуры ткани. Ткани, выработанные из полиэфирных, полиамидных нитей, легче отмываются от жировых загрязнений даже при более низкой температуре раствора, чем выработанные из штапельных волокон. В тканях из штапельного волокна жировые вещества (как показали электронно-микроскопические исследования) находятся не только вокруг волокна, но и в местах пересечения волокон и нитей. Для промывки таких тканей необходимы растворы ПАВ, нагретые до температуры 85 °C. При такой же температуре необходимо обрабатывать изделия из смешанных волокон (хлопок-лавсан).

При удалении жировых загрязнений температура воды имеет большее значение, чем тип ПАВ (рис. 109 а), при удалении пигментных загрязнений – наоборот (рис. 109 б). Неионогенные ПАВ типа А применяют в теплой, а типа Б – в холодной воде.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 109. Влияние типа ПАВ (А и Б) и температуры на накопление загрязнений при многократных циклах “загрязнение-стирка”: а – жировых; б – пигментных

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 110. Влияние концентрации раствора анионоактивных ПАВ на ζ, – потенциал капрона

 

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Температура существенным образом влияет на моющую способность ПАВ. При температуре 80-100 °C возможно применение ПАВ более высокой молекулярной массы и более эффективных. В этих условиях понижается вязкость раствора и жидких загрязнений, повышается скорость растворения водорастворимых загрязнений, скорость нейтрализации кислых загрязнений и омыления жировых веществ щелочными электролитами. Повышение температуры может и уменьшить моющее действие растворов вследствие снижения поверхностной активности легкорастворимых ПАВ, увеличения степени гидролиза мыла, снижения устойчивости эмульсий.

Моющее действие усиливается при механических воздействиях, вызывающих изгиб тканей, прокачивание через нее жидкости, появление турбулентных потоков, разрушающих приграничный слой, в который в первую очередь переходят загрязнения из волокон. Роль трения одни исследователи оспаривают, полагая, что ПАВ выполняют роль антифрикционных агентов, появление волокнистых отходов после стирки связывают лишь с истиранием изделий в процессе носки. Другие исследователи считают, что трение способствует изгибу и другим деформациям тканей, в результате чего удаляются наиболее крупные частицы загрязнений, а также усиливается истирание тканей. На рис. 112 представлено влияние на моющую способность и истирание белья коэффициента заполнения и окружной скорости вращения внутреннего барабана. Как видно, максимумы на кривых, характеризующих истирание ткани и моющую способность в зависимости от окружной скорости вращения, не совпадают [78]. В работе [13] показано, что общий износ тканей после 25 стирок в машине активаторного типа составляет 18 %, барабанного – 25 %.

Чем больше интенсивность перемешивания, тем меньше должна быть продолжительность стирки. Важнейшей характеристикой, определяющей степень механического воздействия на изделия, является частота вращения внутреннего барабана. При критической частоте вращения изделия прижимаются к обечайке барабана центробежной силой. Чтобы этого не случилось, частота вращения барабана должна быть ниже критической на 0,6-0,78.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 112. Моющая способность и снижение массы (истирание) белья в зависимости: а – от коэффициента заполнения; б – от окружной скорости (диаметр внутреннего барабана, м: 1 – 0,45; 2 – 0,78; 3-1,1)

3. Составы моющих средств

В качестве моющих средств применяют мыло и синтетические моющие средства (СМС).

Мыло получают омылением жирных кислот органическими или неорганическими основаниями по схеме:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВПрименение мыла сокращается. В растворе оно гидролизуется с выделением щелочи, разрушающей белковые волокна. В жесткой воде образуются нерастворимые кальциевые мыла, сорбирующиеся тканями и оборудованием. Достоинством мыла является его безвредность для окружающей среды, рек и озер.

Главными компонентами синтетических моющих средств (СМС) являются ПАВ анионного, неионогенного и катионного действия (по их диссоциации на ионы).

В последнее время появились амфолитные ПАВ (карбоксилаты, фосфобетаины, сульфоксибетаины и др.), диссоциирующие в воде в зависимости от pH среды. Производство таких ПАВ пока незначительно. Особенно дорогими и пока экзотическими являются кремнийорганические ПАВ и фторсодержащие. Кроме обычных свойств ПАВ они являются гидро- и олеофобизаторами, антистатиками [79, 81].

ПАВ создают проблемы со сточными водами, поэтому на текстильных предприятиях, а также предприятиях, входящих в сферу обслуживания, начали применять СМС, содержащие ферментные препараты, расщепляющие белки (протеазы), жиры (липазы), крахмал (амилазы), целлюлазы, уменьшающие образование пил- лей на тканях.

СМС для стирки белого белья из хлопка и льна содержит: ПАВ, пироксиды и ООВ, для цветного белья все отбеливатели исключают.

Моющие средства обычно состоят из ПАВ и активных добавок. Для получения СМС с высокими моющими свойствами в композиции включают 2-3 разных ПАВ, образующих синергетическую смесь. Такие смеси получаются, когда одно из ПАВ обладает слабым, а другое – сильным моющим действием.

В качестве активных добавок применяют фосфаты, карбонаты, силикаты, сульфаты, КМЦ, отбеливатели (пербораты, перкарбонаты, оптический отбеливатель).

Фосфаты способны связывать соли жесткости по схеме:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Полифосфаты суспендируют пигменты, удерживают их в тонкодисперсном состоянии. Они обладают буферным действием, стабилизируя pH среды. Отрицательный побочный эффект фосфатов при попадании в окружающую среду – зарастание водоемов, снижение содержания в воде кислорода, нарушение экологического равновесия. По этой причине их выпуск и применение ограничиваются. Вместо фосфатов стали вводить в СМС глюконаты, цитраты, фосфонаты.

Карбонаты в водной среде гидролизуются с образованием щелочи, оказывающей благоприятное влияние на все моющие процессы:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Карбонаты увеличивают отрицательный заряд волокон, суспендируют и стабилизируют загрязнения в ванне, могут вызвать разрушение белковых волокон. Карбонаты сочетаются с фосфатами.

Силикаты натрия в сочетании с фосфатами в СМС снижают ККМ, регулируют pH среды, стабилизируют в растворе отбеливающие вещества, ингибируют коррозию металлов, снижают ресорбцию загрязнений.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) в разбавленных растворах обладает коллоидными свойствами и является активной добавкой, улучшающей способность СМС удерживать загрязнения во взвешенном состоянии. КМЦ, адсорбируясь волокнами и частицами загрязнений, сообщает им отрицательный заряд и увеличивает силу отталкивания от ткани. КМЦ добавляют в порошки для стирки хлопка. КМЦ получают из щелочной целлюлозы и натриевой соли монохлоруксусной кислоты по схеме:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

В поисках эффективных диспергаторов пришли к созданию синтетических карбоксилатов, являющихся натриевыми солями сополимеров акриловой и малеиновой кислот.

Карбоксилаты связывают растворенные соли жесткости, железо, эмульгируют масла, белки, силикаты и карбонаты, предотвращают ресорбцию загрязнений. Эффективность карбоксилатов в среде с большой концентрацией ПАВ и солей снижается, так как их макромолекулы свернуты в клубки, внутри которых находятся активные группы.

При линейной структуре карбоксилатов способность удерживать загрязнения высокая.

В качестве отбеливателей преимущественное положение занимают пероксид водорода, перкарбонаты (Na2CO3 5H2O2; Na2CO3 H2O2 H2O). В щелочной среде выделяется активный кислород, вызывающий отбеливание. Соединения хлора и бора нежелательны. Воздействие их на организм человека неблагоприятно.

Оптические отбеливатели – необходимая составная часть моющих средств. Действие их основано на преобразовании невидимых ультрафиолетовых лучей, имеющих длину волны 340- 400 нм, в видимые лучи синей части спектра с длиной волны 410- 500 нм. Благодаря этому желтизна ткани компенсируется большим количеством отраженных лучей синего цвета, увеличивается ее яркость и белизна. Это видно из кривых отражения света, приведенных на рис. 113.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
Рис. 113. Кривые отражения света
1 – оксид магния; 2 – хлопок, химически отбеленный; 3 – хлопок, химически отбеленный и подсиненный; 4-хлопок, отбеленный оптически отбеливающими препаратами.

 

Оптически отбеливающие вещества (ООВ), выпускаемые в России, называются белофорами. Наиболее распространены среди них производные стильбена, кумарина и др.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

В СМС обычно применяют оптически отбеливающие вещества, имеющие низкое сродство к волокну. При стирке такие ООВ легко удаляются и возмещаются. ООВ с высоким сродством способны накапливаться на волокнах при многократных стирках и сообщать тканям нежелательные оттенки. В СМС, применяемых для стирки изделий с непрочной окраской, нет отбеливателей, мало силикатов, КМЦ и кальцинированной соды.

СМС выпускают в виде порошков, паст и жидкостей. Большая часть СМС предназначена для обработки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей, на долю которых приходится около 70 % стираемых изделий. Доля изделий из натурального шелка и шерсти составляет около 1 %, остальное – изделия из химических волокон и их смесей с натуральными.

СМС отличаются по характеру воздействия на ткани в процессе стирки. Некоторые СМС применяются только для стирки, для стирки с одновременным отбеливанием, для замачивания и стирки с добавками биологических препаратов, для стирки и подкрашивания, для стирки и антистатической отделки, для стирки, дезинфекции и антистатической обработки [13].

Моющая способность порошков при стирке хлопчатобумажных тканей составляет 30-47 %, шелковых тканей – 27-33 %. Лучшие прачечные имеют показатели 61,6 % [83].

Шерстяные и шелковые изделия не рекомендуется обрабатывать в растворах СМС, содержащих ферментные добавки, так как ферменты могут разрушать белковые волокна.

При выборе СМС для конкретных изделий технолог должен внимательно ознакомиться со всей информацией поставщика, его рекомендациями по данному СМС. По сути дела технолог начинает проводить и исследование нового для него СМС и систематическую наработку собственного опыта.

Следует учитывать, что СМС попадают в сточные воды, требования к очистке которых возрастают. СМС обладают раздражающим и аллергическим действием, поэтому после их применения необходима тщательная промывка изделий.

4. Технология обработки изделий

Одежду населения обрабатывают в водной среде по двум технологиям.

Одна из них – стирка белья, сложившаяся давно, другая – мойка в водной среде, стремительно развивающаяся в последние 5 лет.

Процесс стирки применим к тому ассортименту одежды, который принято называть бельем. Белье обычно шьют из белых или цветных гидрофильных тканей и трикотажа, имеющих мягкий приятный для кожи гриф. Этот вид белья стирают в домашних условиях. Постельное и столовое белье начали обрабатывать на фабриках химической чистки с появлением миниатюрных каландров, необходимых для их глажения.

Стирку белья проводят в водных растворах СМС при температуре 60-90 °C в стиральных машинах.

Технология стирки будет кратко рассмотрена в § 6.

В отличие от стирки, мойка одежды в водной среде включает ряд подготовительные операции (зачистка, удаление пятен), “щадящие” условия, под которыми подразумевают минимальные механические, а также температурные воздействия (20-40 °C), применение специально разработанных моющих средств. Такие средства не только обеспечивают высокую отмываемость загрязнений, но и защищают изделия от усадки, свойлачивания, образования на поверхности пиллей, изменения окраски, вымывания жира (из кожи и меха).

Обработку проводят в специальных барабанах, имеющих большую загрузочную дверцу, регулируемую скорость вращения барабана при отжиме, уменьшенную массу загрузки, подачу необходимых препаратов с помощью специальных насосов и управление всем процессом с помощью компьютера.

Ассортимент изделий практически не ограничен: от изделий из кожи и меха до свадебных платьев.

Интерес специалистов к технологии мойки изделий в водном растворе вызван экономическими, техническими, экологическими, гигиеническими и социальными проблемами, стоящими вплотную перед руководителями и специалистами фабрик.

Предпочтение водной технологии перед мойкой в ПХЭ безусловно, если сравнить стоимость машин. Так машина “Bowe” Р 300 L с загрузкой 15 кг выпуска 2003 г. стоит 50 790 евро. Машина стиральная IPSO с загрузкой 13,5 кг выпуска 2003 г. стоит 8955 евро. Сушильная машина этой же фирмы стоит 3390 евро. Обе машины стоят 8955 + 3390 = 12 345 евро. Таким образом, машина “Bowe” дороже, чем обе машины для мойки в водной среде и последующей сушки более, чем в четыре раза (50 790/12 345 = 4,1 раза) [73].

Обобщенные затраты на обработку 1 кг изделий более высокие в химической чистке, чем при обработке в водных средах. Затраты на отделку изделий из натурального шелка и тканей из смеси волокон ниже после применения водной технологии.

Если рассматривать вопросы экологии, то и здесь преимущество водной технологии очевидно. Это и воздушная среда в рабочих помещениях и вокруг фабрик, свободная от ПХЭ. Кроме того затраты на вентиляцию, утилизацию отходов из дистиллятора (их учет, сбор, тара, площадь для хранения, транспортировка для переработки, плата за шламы) значительно выше, чем на очистку сточных вод от СМС. Некоторые проблемы с вентиляцией камер для обработки кожаных изделий вполне разрешимы с меньшими затратами.

Вопросы гигиены труда, человека, одежды решаются основательнее при водной технологии.

Во время обработки в водной среде через одежду проходит в 2-3 раза больше очищающего водного раствора, чем во время мойки в ПХЭ.

Многие авторы статей отмечали, что одежда после водной обработки имеет более привлекательный вид. Тысячи клиентов фабрик не испытывают дискомфорта.

Для изделий из химических волокон, деликатных вязанных шерстяных вещей обработка в водной среде более эффективна и безопасна. Это важно еще и в социальном плане, так как снимает излишнюю нервозность в среде сотрудников предприятия и его клиентов, особенно в тех случаях, когда маркировка по способам чистки неверна или отсутствует.

Для сохранения здоровья человека срок его работы на машинах с ПХЭ ограничен. Таких ограничений нет ни в прачечной, ни на предприятиях текстильной и легкой промышленности.

Обработка в водных растворах ПАВ является обязательной для изделий изготовленных из волокна хлорин, ацетохлорин, полиуретан, изделий из дублированных тканей, искусственного меха, искусственной замши, объемной пряжи. С увеличением доли изделий, изготовляемых из синтетических волокон, их масса, направляемая на обработку в водных растворах ПАВ, будет возрастать. Обработке в водных растворах ПАВ подвергаются также изделия с большим количеством водорастворимых пятен, мягкие игрушки, гардинно-тюлевые изделия.

В водных растворах осуществляется облагораживание изделий препаратами, введение которых в органические растворители затруднено.

В процессе мойки изделий в водных растворах ПАВ большое значение имеют качество воды, ее прозрачность, цветность, жесткость.

Прозрачность воды зависит от содержания в ней взвешенных частиц. Если вода непрозрачна, ее необходимо фильтровать.

Цветность воды обусловлена наличием в ней солей железа и марганца, способных сообщать желтоватый оттенок изделиям в процессе их обработки. Для освобождения от этих примесей проводят коагуляцию их сернокислыми солями и фильтрацию от образовавшихся гидроксидов.

Жесткость воды обусловлена содержанием в ней солей кальция и магния. При применении жесткой воды увеличивается расход моющих средств, поэтому воду умягчают либо кипячением, либо применением гексаметафосфата натрия, фильтрованием через катионит и др.

Если на фабрике нет современного оборудования, то можно воспользоваться следующей технологией.

Изделия из поливинилхлоридных волокон предварительно очищают от пятен, применяя “Танидин” и др., замачивают в 0,2 %-ном растворе моющих средств при температуре 25 °C в течение 2- 3 мин, после легкого отжима стирают при 0,3 %-ном содержании моющих средств, температуре раствора 35-40 °C и модуле 3. Затем проводят трехкратное полоскание в воде, постепенно понижая температуру, и кислование 0,5 %-ным раствором уксусной кислоты в течение 5 мин при температуре 20 °C. Отжим возможен в центрифуге в течение 2-3 мин. Сушат изделия на воздухе при температуре 30-35 °C. Более высокая температура может вызвать отщепление HCI, образование в полимере двойных связей и изменение цвета изделий.

Загрязненные участки изделий из полиамидных тканей обрабатываются с помощью мягкой щетки, смоченной раствором моющих средств. Затем изделия промывают в 0,2-0,3 %-ном растворе моющих средств при температуре 30 °C и прополаскивают в воде, понижая ее температуру. Кислуют в 0,3 %-ном растворе уксусной кислоты и без отжима высушивают надетыми на вешалки при комнатной температуре. Предварительно изделия расправляют и в целях предупреждения появления затеков карманы, воротник и манжеты протирают сухой ветошью.

Изделия из искусственного меха независимо от волокнистого состава и типа основы обрабатывают в водных растворах ПАВ.

Предварительно изделия зачищают капроновыми щетками, смоченными в 0,1 %-ном растворе моющих средств. Затем их загружают в стиральную машину и при модуле 8 замачивают в 0,2 %-ном растворе моющих средств при температуре 25-30 °C в течение 3 мин. Мойка ведется при температуре 30-40 °C в течение 8-10 мин, затем следуют промывка водой с постепенно снижающейся температурой, отжим в течение 2-3 мин. Отжатые изделия сушат при температуре 35-40 °C в расправленном виде. Высушенные изделия развешивают на вешалке и с помощью распылителя наносят 1,5 %-ный раствор эмульсии КЭ-30-04. Затем изделия снова сушат при комнатной температуре в течение 240- 300 мин и гладят на машине ГМА-2-30 при температуре 105— 110 °C в течение 5-10 мин. Места, труднодоступные для обработки на машине ГМА-2-30, расчесывают металлической расческой. Если нет эмульсии КЭ-30-04, используют смесь на основе жидкости 136-41 и этилового спирта. При этом первая обработка на машине ГМА-2-30 проводится для разбивки свалявшихся пучков при температуре 110-112 °C в течение 6,5 мин. Затем изделия развешивают на вешалки и с помощью пульверизатора наносят 200 г жидкости, содержащей 10 г препарата 136-41, 90 г этилового спирта и 100 г воды. После сушки проводят повторную люстровку.

Изделия из искусственного меха с приклеенным ворсом обрабатывают в 0,4-0,5 %-ном водном растворе нейтральных моющих средств при температуре 30-35 °C в течение 5-8 мин. Затем изделия слабо отжимают и высушивают в подвешенном состоянии при температуре воздуха 35-40 °C.

Изделия из объемной пряжи (вязаные и трикотажные) целесообразно обрабатывать в водных растворах моющих средств. Предварительно их замачивают в 0,1 %-ном растворе моющих средств при температуре 30 °C в течение 5 мин. Обработку ведут в бытовой ванне при модуле 3. Если на изделиях имелись пятна, их удаляют вручную препаратами “Танидин”, 46-А, “Сульфазол” и др. Мойка осуществляется при таких же условиях, как и замочка. Затем проводят три промывки водой, постепенно изменяя температуру от 35 до 20 °C. Отжимают изделия вручную, высушивают в горизонтальном положении завернутыми в хлопчатобумажную ткань.

Для удаления пятен на изделиях из ацетатного, триацетатного и вискозного шелка применяют “Танидин”, “Сульфазол”, которые наносят вручную ватным тампоном. Загрязненные участки изделий зачищают на столе 0,5-0,7 %-ным раствором мыла. Изделия замачивают в стиральной машине в растворе СМС при модуле 4, температуре 30-35 °C в течение 5-7 мин. Мойка проводится при таких же условиях. Затем следуют три промывки при жидкостном модуле 10 в течение 3 мин. После третьей промывки проводят кисловку изделий 0,2-0,3 %-ным раствором уксусной кислоты в течение 2 мин. Отжимают изделия вручную и сушат в расправленном виде. Если на изделиях образовались заломы, их подвергают крахмалению или обработке другими аппретирующими составами, которые предупреждают образование заломов.

Изделия из льна с лавсаном при наличии пятен обрабатывают растворами “Танидина”, “Сульфазола” вручную ватным тампоном. Затем проводят замочку и мойку в стиральной машине при модуле 4 в 0,2-0,3 %-ном растворе моющих средств при температуре 30- 35 °C в течение 5 мин. Далее три раза промывают при модуле 8, кислуют в 0,5 %-ном растворе уксусной кислоты в течение 2 мин.

Отжимают в центрифуге и сушат при температуре 25-30 °C в расправленном виде.

Изделия из тканей (смесь льна с вискозным волокном) стали особенно модными и дорогостоящими летом 2004 года. Из таких тканей шьют не только женскую одежду, но и мужские костюмы. Как показала практика, в процессе зачистки и удаления пятен на цветных изделиях из этой смеси волокон образуются вытравки окраски, затеки. При обработке в ПХЭ белых изделий совместно с белой партией других изделий, зачищенных усилителями, белые льняные изделия покрываются разводами видимо из-за неравномерной сорбции оптических отбеливателей, находившихся на других изделиях. На аппретированных изделиях растворяется аппрет и они теряют способность сохранять форму. Чтобы не терять клиентов, предприятия создали свои технологии. Осторожность на всех участках обработки, внимание к маркировке и фирме, пошившей изделие. Если на изделии знак (Р), то обработку вести без усилителя по режиму для деликатных изделий, стараясь уменьшить температуру, длительность мойки, снизить механическое воздействие. Если результат не удовлетворил технологов, то надо пригласить клиента и согласовать с ним возможность применения технологии мойки в водном растворе СМС (подпись клиента в квитанции обязательна). В этом случае измеряют ширину и длину изделия, чтобы при последующей обработке на манекене их растянуть до прежних значений.

На предприятии Ника Люкс 80 % изделий из льна подвергают мойке в водном растворе СМС в машине фирмы IPSO с 50 %-ной загрузкой моечного барабана. Предварительно удаляют пятна препаратом “Hudret-1” (Германия) на пятновыводном столе. Применяют для зачистки “QUIKOL”, “Эсканол”, 46-С. Все препараты предварительно проверяют на устойчивость к ним окраски, а также и аппрета. Обработка в моечной машине ведется по программе для деликатных изделий, в которой предусмотрена мойка в течение 6 мин, температура раствора 30 °C, вращение барабана с частотой 10 об/мин и остановками на 30 с.

Добавка моющих и аппретирующих препаратов идет в соответствии с программой, как по времени их ввода, так и по массе с помощью дозирующих насосов. Вымытая одежда отжимается, прополаскивается холодной водопроводной водой, с добавлением мягчителей, отжимается и перегружается в сушилку с программируемым режимом сушки. Нельзя пересушивать лен, так как это усложнит его отделку. Трудоемкость отделки льна в два раза больше, чем других изделий.

Практический интерес представляют технологии обработки изделий из льна, конопли, рами, а также других изделий с применением отечественных препаратов фирмы “НИОПК ПАВТЕК” (Москва).

Перед мойкой на изделиях удаляют пятна нейтральным моющим средством “Аквалайн СМ” и выдерживают 50 мин для активизации препарата.

В табл. 60 представлены технологические параметры процессов мойки и отжима в стиральной машине изделий из льна, рами, конопли, разработанные А.Е. Артамоновым.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Обработанные изделия перегружают в сушильный барабан и при 30-35 °C в течение 10 мин проводят откатку. Затем изделия выгружают, помещают на вешалки, расправляют, особенно швы, воротник, и высушивают в помещении.

На изделиях, содержащих металлическую нить люрекс, пятна удаляют вручную, затем изделия замачивают, стирают и промывают в ванне, потом кислуют, отжимают и сушат на воздухе в расправленном виде.

Мягкую игрушку обрабатывают в растворе 72 %-ного мыла при температуре 40-50 °C. Мыльную пену наносят губкой на поверхность игрушки и удаляют ее при помощи пистолета пятновыводного станка. Струю теплого воздуха направляют по касательной к поверхности игрушки. Это способствует удалению пены с загрязнениями и одновременно расчесыванию меха. Пистолет располагают на расстоянии 2 см от игрушки. После подсушки продолжают сушку на воздухе или в сушильной камере.

При обработке гардинно-тюлевых изделий загрузка стиральной машины составляет 50 % номинальной. Гардины помещают в сетки, чтобы уменьшить механическое воздействие. Предварительно изделие замачивают в мыльно-содовом растворе, затем стирают в растворе моющих средств при температуре 60-70 °C и модуле 10 в течение 8 мин. В качестве моющих средств могут быть использованы мыло, сода, силикат натрия. Промывка тюля и синтетических волокон проводится в растворе, содержащем 0,5-0,4 % мыла, 0,1-0,25% ОП-Ю и 0,1-0,2 % тексаметафосфата натрия, при модуле 8, температуре 40 °C в течение 70 мин. После полоскания проводят отбеливание в ванне, содержащей 0,5 % каустика, 0,5 % силиката натрия, 0,2 % смачивателя, 1 % отбеливателя или дитионита натрия. Отбеливание начинают при температуре 50 °C, затем ее доводят до 80-85 °C и обрабатывают 20-30 мин. Отбеленные изделия промывают.

Для аппретирования гардинно-тюлевых изделий применяют разведенную смесь крахмала и поливинилацетатной эмульсии (в соотношении 1:1). Часто аппретирование совмещают с подсиниванием или обработкой оптическим отбеливателем. Аппретированные изделия слегка отжимают, расправляют, закрепляют на раме в соответствии с размерами и высушивают на специальной сушильноширильной раме при температуре 50-70 °C.

5. Современная технология мойки одежды
в водном растворе СМС

Технология мойки одежды в водной среде написана с использованием работ Л.И. Чичвариной, опыта работы и патентов Е.В. Белякова, работ А.Е. Артамонова, а также публикаций в журналах “Современная химчистка и прачечная”, “Профессионал”, “Химчистка и прачечная”.

Европейское экономическое сообщество приняло директиву о сокращении использования летучих органических растворителей, в том числе ПХЭ [59].

С 1995 г в США и Европе начали внедрять аква-технологию. Об этом можно судить по видам оборудования, установленного на предприятиях химической чистки Германии. В 2000 г 64% машин работали на ПХЭ, 16 % на углеводородных растворителях и 20 % по аква-технологии. Сторонники такой технологии имеются и в России.

Российские изобретатели Черепанов Л.А. и Беляков Е.В. разработали и внедрили технологию мойки изделий в водной среде в 1996 г. на предприятии “Зодиак”. В настоящее время Беляков Е.В. возглавляет ООО “Аква-Русс” где продолжает совершенствовать технологию с применением отечественных препаратов. Технология и препараты для мойки изделий из кожи, замши, тканей и трикотажа запатентованы (патенты №2173361 и №2173362 от 20.10.2000 г.). По мнению Е.В. Белякова разработанная технология

применима ко всем изделиям, обеспечивает не только их мойку но и отделку. В разработанных препаратах содержатся только вещества, относящиеся к малоопасным.

Препарат ДТ-1Н Люкс – моющее средство для всех тканей и трикотажа, выработанных из смеси волокон. По внешнему виду прозрачная жидкость светло-голубого цвета. Плотность при 20 °C – 1,025-1,035 г/см3, pH 6,0-7,0. После обработки раствором препарата изделия становятся мягкими, не электризуются, трикотаж не сваливается. Удаляет пятна кофе, чая, не является аллергеном.

ФТ-2Н Люкс – препарат для аппретирования с антистатическим действием. Предотвращает усадку, улучшает гриф, снижает сминаемость и образование заломов при отжиме. По виду это прозрачная жидкость с желтоватым оттенком, pH 7,5-8,5.

ТН-1 Люкс является смачивателем. Жидкость светло-голубого цвета, плотность при 20 °C 1,030-1,045 г/см3, pH 6-7,5. Используется для подготовки, беления. Препарат имеет хорошие моющие и обезвреживающие свойства, удаляет пятна.

Препарат ТН-Гриф применяют для придания жесткости.

ТН-С Люкс необходим для зачистки особо загрязненных мест на изделиях из кожи и тканей. По внешнему виду это прозрачная жидкость желто-зеленого цвета с плотностью 1,010-1,050 г/см3, pH 6-7,5.

Моющее средство для кожи ДК-ЗН Люкс – отделочный препарат, ФК-4МН Люкс – смачиватель кожи, ТН-3 Люкс применяют для мойки, жирования, колорирования изделий из кожи и меха.

Препарат ФК-4МН-ГФ способствует восстановлению и выравниванию цвета кожи, мехового велюра, обеспечивает мягкость и пластичность. Все препараты отечественные, готовятся на предприятии для собственных нужд и продажи.

Изделия из натурального меха и кожи представлены куртками, пальто, пиджаками, жилетами, сарафанами, юбками, брюками. Цветовая гамма и отделка отличаются разнообразием.

Гарантией качества обработки одежды являются: многовариантность обработки, индивидуальный подход к каждому изделию с учетом свойств кожи и меха. Проведение обработки на специализированных предприятиях, имеющих необходимые машины, препараты и квалифицированный персонал.

Предварительно с изделий удаляют пятна и зачищают наиболее загрязненные участки изделий растворами препарата ТН-С Люкс в воде.

На предприятии установлены машины фирмы IPSO (Бельгия). “Вяземский машиностроительный завод” совместно с Е.В. Беляковым создал комплект отечественных машин для мойки в водной среде и высушивания одежды.

Для обработки изделий различного ассортимента разработано более 20 различных программ, которые введены в компьютерные системы упомянутых машин. В качестве примера в табл. 61 приводим одну из этих программ для мойки изделий из кожи и меха.

Загрузка машины составляет не более 60 % от номинальной. Перед загрузкой изделия выворачивают наизнанку, чтобы они не порвались при отжиме.

Программы мойки изделий конкретных видов обеспечивают оптимальные условия обработки как по выбору препаратов, так и по степени температурных и механических воздействий.

Препараты подаются в машину с помощью насосов, работа и наладка которых программируется.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Расход препаратов для мойки и отделки изделий:

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

разбавление водой составляет для зачистки слабозагрязненных изделий 1:6, для среднезагрязненных 1:4, для сильнозагрязненных изделий 1:2.

Промытые и отжатые изделия перегружают в сушильный барабан, который также работает по своим программам, определяющим уровень тепловых воздействий и их продолжительность в зависимости от ассортимента. Так, изделия из кожи, замши высушивают в две стадии: сначала при 55 °C в течение 45 мин. Дубленки высушивают 60 мин. В это время жирующие препараты проникают в дерму; остаточная влажность около 20-30 %. Вторая стадия – сушка при комнатной температуре до влажности 12-15 %. Вещи выворачивают на лицевую сторону, помещают их на вешалки – кронштейны. Расправляют воротники, карманы, манжеты.

После высыхания изделия становятся жесткими, поэтому им необходима откатка – обработка в сушильном или специальном барабане при температуре 25-30 °C и продолжительности 30-60 мин. При этом одежда после откатки смягчается.

Режим сушки зависит от волокнистого состава. Изделия из поливинилхлоридных, полиуретановых волокон высушивают при температуре 70 °C в течение 15 мин; из натурального шелка при 65 °C в течение 10 мин; с большим содержанием шерсти – при температуре 80 °C в течение 15 мин. Пуховики (куртки, одеяла) высушивают при 85 °C в течение 40 мин. Высушивание стираных вещей проводят при 100 °C в течение 25 мин.

Оборудование для обработки одежды в процессах подготовки, мойки, высушивания и отделки включает: парогенератор, пятновыводной стол, стол для зачистки, моечные и сушильные машины, камера для окраски и отделки изделий из кожи и меха, пароманекен, пароманекен брючный, гладильный пресс, паровая гладильная доска, утюг, компрессор, упаковочная машина.

При компьютерном управлении моечным процессом регулируются уровень воды в барабане, скорость его вращения в процессе мойки и отжима, длительность вращения и остановки барабана в реверсивном режиме. Программы предусматривают регулировку тепловых процессов, порядок введения моющих и отделочных препаратов, их концентрацию, продолжительность пребывания изделий в ванне. Точность команд программы до 1 с.

В окрасочной камере осуществляют обработку изделий с помощью пистолета-распылителя под давлением 1,5-2 атм. Об устройстве пистолета будет написано ниже. Обработку одежды пистолетом ведут по два раза вдоль и поперек изделий. Таким способом наносят жирующие препараты, водо- и грязеотталкивающие, окрашивающие и пленкообразующие композиции.

Недостаток жирующих веществ в изделиях приводит к получению сухой и жесткой кожи, а передозировка их к неопрятному (засаленному) ворсу и темному цвету изделия.

При недостаточной влагостойкости изделия во время дождя покрываются темными пятнами и затеками.

Препарат ФК-4МН Люкс обеспечивает водоотталкивающие свойства и придает кожевой ткани мехового велюра мягкость и пластичность. Для этой цели можно применять и другие кремний- фторорганические соединения, растворимые в воде.

Влажно-тепловая отделка изделий из кожи

Паровоздушные манекены используют для растяжки изделий и придания им формы. На манекенах необходимы прижимы изделия (с двух сторон). Пропаривание – не более 10 с; продувка воздухом 30-60 с. Давление пара около 3 кг/см2.

Гладильный пресс с нагревающейся верхней пластиной из нержавеющей стали. Пар давлением 3 кг/см2 вакуум для отсоса паров. Рабочая длина пресса не менее 110 см. Глажение и прессование проводят на разных стадиях отделки. Все операции необходимо выполнять осторожно и аккуратно, иначе можно увеличить усадку кожаных изделий под влиянием тепла и влаги. При прессовании изделия, находящегося на нижней подушке пресса, включают вакуум и из поднятой верхней подушки слегка пропаривают вещи (не допуская их контакта с плитой) без опускания верхней подушки пресса.

Прессы с полированной верхней подушкой применяют для отделки-прессования гладкой кожи как без покрытия, так и с пленочным покрытием. Температура не должна превышать 80 °C; необходимо учитывать термопластичность пленочных покрытий. После тепловой обработки ворсовых кож проводят их ворсование.

Отделку мелких деталей (как гладких, так и с ворсовым покрытием) ведут утюгом с тефлоновой насадкой или прокладкой из белой бумаги. Температуру более 80 °C повышать не следует.

Улучшения внешнего вида изделий достигают путем ворсования разными устройствами: щетки механические и электрические, ворсовальные барабаны, рукавицы. Следует опасаться получения вместо мелкого и нежного ворса кожевой ткани с грубым и длинным ворсом. Обработанные изделия освобождают от остатков ворса и пыли.

Клиенту могут быть предложены специальные виды отделки: проклейка лацканов, манжет, воротников, кантов, подрубочных швов, ремонтные и портновские работы.

Обработка текстильных изделий не такая сложная, как изделий из кожи и меха. Здесь будут отмечены лишь те моменты, которые предложены изобретателем и не встречались у других авторов.

Так при приеме изделий надо осмотреть их, а также карманы. Если карманы порваны, то нужно осмотреть и места, куда могли попасть забытые предметы (косметические, шариковые ручки), так как они могут вызвать образование дефектов (закрасы, порывы и т.д.).

Для зачистки предложен препарат ТН-С Люкс. Перед применением моющего средства ДТ-1Н Люкс испытывают прочность окраски тех изделий, которые скомбинированы из ткани белого цвета с окрашенными в красные, синие, зеленые насыщенные цвета. Образец белой хлопчатобумажной деаппретированной ткани погружают в водный раствор препарата ДТ-1Н Люкс, отжимают и протирают поверхность окрашенной ткани около шва или другом месте изнанки. Если образец окрасился, то необходима другая технология обработки или другие препараты.

В качестве примера возможностей технологии мойки в водной среде приведем технологию обработки изделий, украшенных блестками. Такие изделия сейчас модны. Перед мойкой их помещают в наволочки. Это снижает риск захвата и отрыва блесток во время мойки, а также упрощает поиск деталей оторванных украшений. Такой вид одежды обрабатывают по режиму легкой одежды с высушиванием в естественных условиях. Такие изделия иногда выворачивают наизнанку и осторожно стирают вручную.

К легкоповреждаемым изделиям относятся свадебные платья. Их обычно шьют из белых тонких материалов (шелк, шифон, тюль). Обработка в среде ПХЭ часто приводит к посерению и потере их сияющей белизны. Такие платья промывают в водных растворах по режиму легкой одежды. Если имеются блестки, бусы, то сушат на плечиках в естественных условиях. Платья из тканей с синтетическими волокнами обрабатывают так же, сушат в сушильном барабане, но если не успел высохнуть корсаж, то досушивают при комнатной температуре.

Одежду из искусственного меха обрабатывают по режиму легкой одежды и высушивают при естественных условиях. После этого одежду помещают в сушильный барабан, в котором в течение 5 мин ворс приобретает лучший внешний вид.

Влажно-тепловая отделка (ВТО) одежды, пошитой из тканей, трудоемка, так как в водной среде повышена сминаемость, усадка, стягивание швов, поэтому основная цель ВТО: растягивание и глажение тканей, растяжка и уплотнение швов, восстановление формы и размеров, фасона, фурнитуры, украшений. Поверхность тканей не должна иметь морщин, отпечатков внутренних деталей, молний, пуговиц. Все эти процессы проводятся на манекенах и прессах, но много труда требует ручная утюжка изделий. Большое внимание требуют складки, разрезы, их соответствие модели одежды.

По технологии “Аква-Русс” кроме ООО “Ника-Люкс” в Москве работают: ООО “Альбион А”, ООО “Незабудка”, ООО “Кит”, в Красноярске: ЧП Кашпур Т.В., в Орске: ООО “Аква-Бриз”, в Уфе: ОАО “Уфа-Химчистка”, ООО “ЦТЧ Лотос”, ООО “Талия-Сервис”[1].

Лабораторные исследования сточных вод, образовавшихся при мойке одежды в водных растворах российских препаратов, дали обнадеживающие результаты. Такое заключение сделали специалисты ЦНИИ быта, изучавшие эту проблему как с точки зрения качества обработки одежды, так и влияния мойки в водной среде на окружающую среду. Органолептические показатели сточных вод соответствуют требованиям нормативов Мосочиствода. Показатели ХПК, БПК, фосфатов, хлоридов, сульфатов, взвешенных частиц, значение pH – в пределах норм для сброса в городской коллектор. Активный хлор в стоках не обнаружен. Имеется превышение содержания в сточных водах АПАВ и НПАВ, соответствующее концентрации стоков современных промышленных прачечных. Намечены пути решения этой проблемы.

На выставке “Химчистка и прачечные 2003 г.” в Москве была показана машина для мойки одежды, созданная по предложениям Е.В. Белова Вяземским машиностроительным заводом и в настоящее время ее испытывают на ООО “Аква-Русс”.

Кроме ООО “Аква-Русс” во главе с Е.В. Беляковым, активным разработчиком технологии мойки в водной среде с применением отечественных препаратов является А.Е. Артамонов – технолог Московского предприятия “Помощница”.

Мойку изделий проводят в машине с использованием препаратов шебекинского производства. Моющие средства могут иметь любую консистенцию, так как вводят их через отверстие в верхней части машины. Состав моечной ванны упрощен, в ней только вода и моющее средство. Промытые и отжатые изделий высушивают в барабане и в естественных условиях цеха. Все остальные виды отделок: жирование, крашение, водоотталкивающая и др. проводят в окрасочной камере аэрографическим способом (пистолет- распылитель).

В работе[2] подробно описаны составы красок, применяемых для крашения кожи, устройство пистолета-аэрографа (ПА), техника распыления, принципы подбора и смешивания водных пигментных красок. Не имея возможности изложить подробно эту работу, кратко отметим самое существенное.

В состав пигментных красок входят: красящие пигменты, пленкообразующие вещества (казеин, альбумин, шеллак, полиакриловые смолы), пластификаторы, антисептики, вода.

В качестве пластификаторов казеиновых красок применяют глицерин, сульфированное касторовое масло и др.

Вода для получения красок должна быть дистиллированная, конденсационная или дождевая, особое требование к воде применяемой для приготовления белых красок. В качестве антисептиков применяют хлорированный трикрезол, нитробензол.

Важнейшей частью красок являются пигменты естественные (охра, умбра, мумие и др.) и химические ( титановые и цинковые белила, литопон, сажа, оксиды железа, марганца, сульфиды кремния и др.).

Пигменты смешивают с другими компонентами, получая устойчивую суспензию, наносят на поверхность кожи сообщая ей цвет окрашенного слоя, обладающего упругостью, хорошей адгезией, блеском, устойчивостью к внешней среде.

Нанесение красок проводят пистолетами-аэрографами (ПА), устройство которого показано на рис. 114.

Краска через ниппель поступает в сопло 2, входящее в отверстие сопла воздуха, образуется кольцевая щель. Доступ воздуха в нее через отверстие, открываемое собачкой 15.

При дальнейшем нажиме на собачку 15 двигается игла 3, открывающая сопло для краски, вытекает краска и распыляется сжатым воздухом. Вид струи краски изменяется поворотом гайки 4 и распыляющей головки 1.

В момент распыления краски поворотом головки форсунки можно получить струю круглой, плоской и винтообразной формы. Большая часть изделий из кожи окрашивается струей круглой формы.

При плоской струе производительность труда выше. Для удобства работы ПА, а также сохранности подкладок используется молярный скотч, которым обклеивают изделие по шву перед окраской.

В работе уделено внимание влиянию типа освещения на восприятие цвета изделия.

[1] Ж. Современная химчистка и прачечная, 2003 г., № 2, с. 32-35. В.Бровкин “Аква-Русс” – каким видится социальный эффект?

[2] Артамонов А.Е. Современная химчистка и прачечная. 2001 г. № 2,с. 4-9

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ
РИС. 114. Разрез пистолета-аэрографа:
1 – рожки боковых струй; 2 – сопло для краски; 3-игла; 4 – регулирующая гайка; 5 – переходная муфта с отверстиями для воздуха; 6 – крючок; 7 – корпус; 8 – пружина клапана воздуха; 9-клапан воздуха; 10-пружина иглы; 11 – регулирующий винт; 12-трубка воздуха; 13-рукоятка; 14-ниппель воздуха; 15-собачка; 16- ниппель стаканчика; 17 – стаканчик; 18 – металлическая крышка.

 

Даны рекомендации по правилам подбора и смешивания водных пигментных красок. Для подбора цвета краски проводятся смешивание красок и пробная окраска этой смесью. Затем изделия из кожи окрашивают. При отделке изделий применяют кремнийорганический препарат ГКЖ-94.

А.Е. Артамоновым разработана технология мойки изделий из кожи и замши в водной среде с применением препаратов “НИОПК ПАВТЕК”.

Ассортимент изделий: любые виды дубленок, пошитые обычным прямострочным швом; изделия из кожи с пигментно-покрывающей отделкой, а также “Крек”, “Нубук” и “Антик”; изделия из овчины и кожи с отделкой воротника и манжет мехом лисы, песца, кролика, тонкорунной овчины (мутон).

Для мойки в водной среде подбираются изделия из кожи и замши, близких по цвету и фактуре. Изделия из нубука, крека можно соединить в одну партию с замшевой дубленкой, спилком КРС и свиным велюром.

Изделия с пигментно-покрывающей отделкой рекомендуется обрабатывать с дубленками “Наппалан”, “Крек”, “Антик”, “Джангл” с восковым покрытием.

Не следует обрабатывать в водной среде изделия, обработанные в ПХЭ, изделия из кожи и овчины со швом “зигзаг” (возможна усадка); изделия из кожи белого цвета полуанилиновой отделки (на упомянутых изделиях возможна сильная усадка, деформации); изделия из кожи и овчины с отделкой воротника и манжет мехом норки и нерпы; изделия с большим количеством жировых пятен на кожевой ткани (неполное удаление пятен); комбинированные изделия из кожи, выполненные из деталей разного цвета (красный и черный, возможна миграция красителя).

Изделия с ворсовой фактурой (замша, нубук) тщательно отворсовывают по всей поверхности щетками и абразивными губками.

Особое внимание уделяют воротнику, манжетам, карманам, т.е. местам потожировых отложений, на которые наносят (не обильно), “Аквалайн СМ” легким движением щетки. Аккуратно свернув изделие лицевой стороной внутрь, оставляют для воздействия компонентов на 10-15 мин.

Величина загрузки изделий из кожи и замши в машину должна составлять 50-60 % от номинальной. Первая мойка при модуле 5-6, при полоскании – 8-10; температура раствора 18-20°С для изделий из кожи, 25-35 °C для дубленок. Несоблюдение температуры приводит к усадке и деформации. Отжим на машине должен составлять для кожи 2-3 мин при частоте вращения барабана 300-400 об/мин, а для дубленок 3-4 мин при 500-600 об/мин. Нарушение процесса отжима изделий приводит к заломам, усадке и затекам при сушке. При предварительной пятновыводке на изделиях из кожи, дубленок “Напполам”, т.е. с пигментно-покрывающей отделкой нельзя оказывать сильные механические воздействия; только обработка мягкой щеткой смоченной в препарате “Аквалайн”. Вещи выворачивают наизнанку и перед мойкой оставляют на 10-15 мин.

Процесс мойки в воде начинается с загрузки вещей в машину. При включении и заливе воды добавляют активатор мойки “Аквалайн МК” в количестве: для слабозагрязненных вещей 10-12 мл на 1 кг, среднезагрязненных – 12-15, сильнозагрязненных – 15- 25 мл.

Продолжительность первой мойки составляет 10-15 мин при вращении барабана со скоростью 20-30 об/мин, затем происходит отжим в течение 1-2 мин, далее следует процесс полоскания продолжительностью не менее 10 мин.

Процесс сушки начинается с перегрузки вещей из машины в откатный (сушильный) барабан, в котором откатку проводят в течение 10-15 мин, при температуре 30 °C. Откатка способствует снятию напряжений, полученных при отжиме, частичному удалению влаги и последующему более равномерному высыханию.

Затем изделия выгружают, вешают на пластмассовые плечики, положив под изделие поролоновые куски размером 15-20 см в целях предотвращения вытягивания кожевой ткани. Плечики вешают на кронштейн, изделия аккуратно расправляют руками, придав первоначальную форму. Расстояние между изделиями на кронштейне составляет не менее 30 см (для нормального воздухообмена). При этих условиях типовые вещи из кожи и замши высыхают за 10-12 ч, они жестковаты и сухие на ощупь, их влажность около 30 %. Высохшие изделия закладывают в откатный барабан и откатывают в течение 40-60 мин при температуре не более 40 °C.

Ворсовые фактуры такие, как замша, нубук, свиной велюр, обязательно подвергаются ворсованию при помощи абразивных губок, щеток.

Типовая программа обработки кожи

  1. Зачистка изделий препаратом “Аквалайн СМ”.
  2. Выдержка обработанных изделий 10-15 мин.
  3. Первая мойка. Температура воды 18-25 °C (из системы).
  4. Модуль ванны 5-6.
  5. Продолжительность первой мойки 10-12 мин с препаратом ”Аквалайн МК”.
  6. Вращение барабана 20-30 об/мин.
  7. Отжим 1-2 мин при вращении барабана 300-400 об/мин.
  8. Вторая мойка. Модуль ванны 8-10.
  9. Температура воды 18-25 °C.
  10. Вращение барабана 20-30 об/мин.
  11. Продолжительность мойки 8-10 мин.
  12. Отжим 2-3 мин при скорости вращения барабана 300—400 об/мин.

Типовая программа для дубленок, нубука, и изделий
из свиного велюра, дублированных искусственным мехом

  1. Температура воды 30 °C.
  2. Модуль ванны 5-6.
  3. Продолжительность мойки 10-12 мин.
  4. Режим вращения 20-30 об/мин.
  5. Отжим 3 мин при 400-500 об/мин.
  6. Вторая мойка. Модуль ванны 8-10.
  7. Температура воды 30 °C.
  8. Вращение барабана 20-30 об/мин.
  9. Продолжительность мойки 8-10 мин.
  10. Отжим 3-4 мин при скорости вращения барабана 500-600 об/мин.

Изделия после мойки в водной среде теряют гидрофобность, покрывные композиции нуждаются в дополнительной отделке. Необходимо провести нанесение водоотталкивающей пропитки на изделие из замши, а изделия из кожи обработать пленкообразователем или лаком.

Далее идет спуск ванны, отжим, сушка, откатка, обработка щеткой.

Профессор Джованни Голи (фирма BIAR) приводит технологию обработки изделий из кожи в водной среде.[1] Рекомендует только специальное оборудование, препараты своей фирмы Delavon Sol 50 при дозировке 50-60 г/кг одежды и hedematic 10-20 г/кг, низкий модуль ванны, при котором вода только покрывает изделия в барабане. Температура ванны 40 °C при мойке и продолжительность обработки 30 мин, затем промывка при температуре 35-40 °C в течение 2-3 мин. После спуска ванны проводят жирование и водоотталкивающую пропитку препаратом Hydrostop 41 100-150 г/кг при температуре 40-45 °C в течение 40-60 мин.

После сброса ванны отжим в течение 1 мин. Затем сушка на воздухе, откатка в барабане, обработка щеткой. Обращено внимание на правильность работы ворсовальной машины при отделке замши и нубука. Вращение щеткой должно быть по часовой стрелке.

По мнению В. Самохвалова[2] технология мойки в водной среде в ближайшие 5-10 лет будет составлять 50-70% ассортимента изделий, поступающих на фабрики химической чистки.

С этим мнением можно согласиться, учитывая, что технология мойки в водной среде существует уже давно и ее разработчиками являлись сотрудники ЦНИИ быта и практики фабрики химической чистки № 1 им. Котовского г. Москвы. Практики первыми встретились с новыми по тем временам видами изделий из синтетических волокон (искусственный мех, изделия из хлорина, из объемной пряжи и др.). Они первые загружали в моечный барабан шубы из искусственного каракуля, а получали остатки волокон “Каракуля” и лысые шубы. Аппаратчики первыми наблюдали превращение вязанных изделий 54 размера в свалявшуюся мочалку. Так вели себя в ПХЭ изделия, выработанные из смеси шерсти с хлорином.

В последнее время[3] на фабрики поступают ковры из овечьих шкур размером от 1 до 6 шкур. Предложена технология их мойки как в среде ПХЭ, так и в водном растворе. В водном растворе промывают ковры, загрязненные белковыми и водорастворимыми загрязнениями. Жирование предложено вести препаратами, обладающими высокой эмульгирующей способностью при температуре 25-30 °C, такими как Licker El Konz (Seitz), CMX-465 (Экохим), Hival LM (Bufa) и др. Концентрация препаратов не более 10 мл/1 кг изделий.

[1] Джованни Голи Ж. СХиП. 2002, № 5, с. 6

[2] В. Самохвалов Ж. ХП. 2001, № 2 (13), с. 34

[3] Ж. Совр. Х/Ч и прачечная. 2002 г. №6 (34), с. 24-31. А. Артамонов.

Bowron в России

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Сушку проводят на воздухе при температуре 21-23 °C на кронштейнах, кожевой тканью вниз.

Интенсифицируют сушку ковров путем обдувки их воздухом с температурой 21-23 °C. Примерное время сушки составляет (ковра из 2-х шкурок) 8-10 ч.

Высушенные ковры откатывают в чистом барабане при температуре 35-40 °C в течение 30-40 мин. Если барабан не вычистить, то белый волос ковров может загрязниться.

Отделка ковров состоит в расчесывании колковой расческой волоса и глажении на гладильной машине. Для придания волосяному покрову шелковистости и блеска применяют специальные препараты – люстры. Из отечественных препаратов применяют “АНТИСТАТИК М”, “Полификс”, ГКЖ-136-41 (НИИМП). Препараты при необходимости смешивают, наносят на волос мягкой волосяной щеткой или распылителем и выдерживают 15-20 мин.

На гладильной машине ковры гладят 2-3 раза в одну и другую стороны при температуре вала 175-185 °C (зависит от состава люстра, рекомендаций фирм). Превышение температуры вала опасно, так как может произойти подлипание волоса, сваривание кожевой ткани. Квалификация оператора должна быть очень высокой. Ковер необходимо постоянно перемещать, чтобы исключить перегрев.

В работе[1] отмечается что влажная чистка протекает при температуре 30-40 °C, слабом механическом воздействии, короткой продолжительности мойки, при использовании подходящих химических материалов и высококачественного оборудования. Модуль ванны при обработке одежды составляет 1:15 – 1:20. При объеме барабана 220 л загрузочная масса белья при стирке равна 22 кг, но при чистке в водной среде масса загрузки всего 10-15 кг. Частота управляемого двигателя машины позволяет обеспечить плавное вращение барабана во время отжима и равномерное распределение одежды, исключающее дисбаланс машины.

В статье М. Зайтера и В. Самохвалова[2] приведены технологические карты одно- и двухванного способов мойки кожаной одежды в водной среде при температуре 20-25 °C. Продолжительность мойки в однованном процессе 7 мин при среднем модуле ванны в присутствии препаратов “Ланадол Актив” 250 мл и 350 мл “Ланадол Ликер”. После промывки и отжима проводят водоотталкивающую пропитку препаратом “Гидрофоб Е” (450 мл) при низком модуле ванны. Для светлых вещей проводят двухванный способ мойки, при котором, кроме первой ванны, моют во второй в течение 5 мин. Все остальное как при однованном процессе.

Рассмотрим технологию мойки бытовой спецодежды из шерсти и льна препаратами НИОПК ПАВТЕК (разработка А.Е. Артамонова).

Технология мойки спецодежды из смесовых тканей, имеющих внутреннюю подложку из полиуретана и ПВХ, всевозможные логотипы на основе термопленок, светоотражающие полосы в водной среде с применением мультиэнзимных препаратов “АКВАЛАЙН”.

“АКВАЛАЙН” позволяет очищать любые виды пятен от горючесмазочных материалов со спецодежды в стиральной машине. При этом не нарушаются пленочное покрытие на ткани, фурнитура, не изменяются логотипы и трафаретные надписи на ткани, не происходит срыв красителя.

Спецодежда не нуждается в предварительной зачистке моющими веществами, но для особо грязной спецодежды проводят предварительное замачивание для частичного удаления загрязнений.

При замачивании величина загрузки – 80 % от номинальной; модуль ванны 6-7; температура воды 40 °C; вращение барабана с частотой 40 об/мин; концентрация “АКВАЛАЙН СМ” 7-10 г/кг; продолжительность 10-12 мин.

Особенность препарата “АКВАЛАЙН МТ” состоит в том, что содержащиеся в нем протеиновые ферменты могут удалять загрязнения со спецодежды при температуре от 40 до 60 °C.

Длительность первой мойки должна быть не менее 10-15 мин, при этом происходит активизация энзимов и удаление загрязнений с поверхности ткани.

Программа мойки спецодежды из смесовых волокон с полиуретановой или ПВХ подложкой:

Первая мойка: загрузка 80 % от номинала машины; модуль ванны 6-7; температура воды 40 °C; вращение барабана 30-40 об/мин; концентрация смачивателя “АКВАЛАЙН СМ” 5-7 г/кг, моющего средства “АКВАЛАЙН МТ” 7-10 г/кг; продолжительность мойки 10- 15 мин, отжима 3 мин при вращении барабана с частотой 600 об/мин.

Вторая мойка: модуль ванны 6-7; температура воды 60 °C; вращение барабана со скоростью 30^40 об/мин; концентрация “АКВАЛАЙН МТ” 5-7 г/кг; продолжительность мойки 10-15 мин, отжима 3 мин, при вращении барабана с частотой 100 об/мин.

Полоскание: модуль 8-10; температура 18-20 °C (водопроводная); продолжительность 10 мин; вращение барабана 40 об/мин; концентрация аппрета 10-15 г/кг; отжим 3 мин, при вращении барабана с частотой 1000 об/мин.

При отжиме на спецодежде из ткани с пленочным покрытием могут возникнуть специфические заломы, вызванные свойствами материала, этот дефект устраняется при сушке в сушильном барабане при температуре не более 45 °C. Для равномерного высыхания ткани и полного устранения заломов рекомендуется загружать сушильный барабан не более 50-60 % от номинальной величины загрузки.

В табл. 62, 63 приведены технологические параметры процессов мойки изделий из шерсти (кашемировое пальто, пиджаки, брюки, трикотаж и т. п.) в стиральной машине.

[1] Ж. Химчистка и прачечная № 1, 2002 г., с. 15-18

[2] М. Зайтер, В. Самохвалов Ж. Химчистка и прачечная № 1 (8), 2002 г.,с. 31

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Отжатые изделия откатывают в сушильном барабане в течение 10 мин и высушивают на воздухе на вешалках.

Обработку изделий из натурального шелка проводят по таким же параметрам, но при модуле 6, меньшей концентрации (5-8) “Аквалайна МШ” и меньшей продолжительности отжима (2 мин).

В работе* сообщено о результатах апробирования технологии влажной мойки в Канаде. Было обработано более 12 тыс. изделий. Это был рядовой ассортимент одежды, пошитой из тканей, содержащих шерстяные, хлопковые, вискозные и синтетические волокна. Не было одежды из кожи и меха, а также дорогих, шитых на заказ, моделей одежды.

В таблице 63 приведены параметры влажной мойки.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Для влажной чистки применяли самые современные машины, не выпускаемые серийно. За время работы ни одной претензии клиентов к вещам, обработанным по технологии влажной мойки, не было.

Был сделан вывод, что 75 % вещей можно обрабатывать по технологии влажной – и 25 % по технологии чистки в ПХЭ.

В работе* отмечается эффективность мойки в водной среде стеганых пуховых изделий. Приведены шесть программ обработки изделий с разными наполнителями. Приводим программу обработки изделий наполнителем из гусиного пуха.

Предварительно удаляют пятна или проводят зачистку сложных загрязнений смесью из 25 % экологически чистого ПАВ и 75 % воды. Это позволяет снизить температуру раствора до 15 °C, а иногда и ограничиться однованным способом мойки даже сильнозагрязненных изделий. Если зачистку не проводили, то температура раствора в ванне должна быть 30 °C.

Первую мойку продолжительностью 10 мин проводят в холодном растворе экологических моющих средств с перборатным отбеливателем при сильном механическом воздействии. Далее отжим в течение 2 мин. При вращении барабана 900 об/мин.

Вторую мойку проводят 4 мин в холодной воде при сильном механическом воздействии. Ванну сливают и без отжима начинают третью мойку в течение 6 мин в холодном растворе специальных средств для пуховиков, восстанавливающих их свойства.

Окончательный отжим в течение 3 мин при частоте вращения барабана 900 об/мин.

Автор делает вывод, что аквачистка – это метод, сводящий риск порчи изделий к нулю, и обеспечивает им чистоту и свежесть.

 

В статье* приведен ассортимент изделий, которые можно обрабатывать в водной среде:

  • верхняя одежда (пальто, куртки, брюки, пиджаки, свадебные платья, пуловеры из шерсти, ангоры или кашемира);
  • спортивная одежда и плащи, пуховики, лыжные костюмы, текстильные изделия на основе Gore-Tex u Sympatex и др.;
  • спальные мешки и покрывала, шерстяные пледы и стеганные одеяла;
  • изделия из кожи и замши со сложной отделкой и фурнитурой, нубук, наппа, различные напыления;
  • форма и защитная одежда пожарников;
  • проблемное белье из больниц, домов престарелых, детских учреждений.

В этой же работе отмечена особенность машины SCHULTHESS WET-CLEAN, имеющей дополнительный бак для пропиток и жирования изделий, что позволяет экономить материалы и снижать загрязнение сточных вод.

В публикации приведены основные параметры мойки изделий с покрытием из полиуретана[*] [†] в водной среде. Отмечается, что обработка таких изделий в ПХЭ приводит к необратимым негативным изменениям, поэтому для них подходит только мойка в водном растворе СМС. Зачистка нежелательна из-за образований стойких маслянистых пятен. При удалении пятен нельзя применять интенсивные механические воздействия.

Загрузка машины составляет 60 % от номинальной (8,4 кг в машине, вместимостью 14 кг).

1-я моющая ванна: модуль 3, температура раствора 30 °C, концентрация препарата “Ланадол актив” 3 мл/л (9 мл/кг). Продолжительность замачивания 1 мин при вращении барабана в течение 3 с, паузы – 57 с. Продолжительность мойки 5 мин, слив ванны.

2-я моющая ванна: модуль 3, температура 30 °C, концентрация 2,5 мл/л (7,5 мл/кг), препарат тот же. Продолжительность мойки 10 мин при вращении барабана 3 мин, паузы – 57 с.

Слив, промежуточный отжим. Полоскание при среднем уровне ванны, температуре 20 °C и вращении барабана 3 с, пауза 57 с. Продолжительность полоскания 5 мин. Слив, промежуточный отжим 1 мин, окончательный отжим 3 мин (G-фактор > 350), сушка в барабанной сушилке при температуре выходящего воздуха 60 °C до остаточной влажности 80 %. Затем сушка в естественных условиях.

Журнал “Профессионал” обобщил опыт предприятий по технологии обработки* изделий, содержащих ПУ волокна или покрытые пленкой из ПУ. Приведем краткие рекомендации. Технологи “Ни- ка-Люкс” г. Москвы при обработки ПУ изделий используют только водную технологию. Изделия слабозагрязненные промывают в растворе СМС по программе с длительностью 15 мин. В качестве СМС применяют препараты, выпускаемые московской фирмой “Траверс”. Для отделки используют зарубежные препараты. Сильнозагрязненные изделия перед мойкой замачивают. Промытые и отжатые изделия высушивают при температуре не более 30 °C в течение 10 мин, затем еще 10 мин при температуре 40 °C. Если изделия имеют меховые и кожаные отделки, подстежки, то их промывают в ПХЭ, охлажденным до 20 °C в течение 3-5 мин, затем сушка при температуре 35-40 °C в течение 20 мин.

“Еврочистка” г. Москвы при обработке изделий из ПУ волокон с норковым воротником применяет водную технологию для изделия с ПУ волокнами, а отделенный норковый воротник – обрабатывают в машине с ПХЭ.

Если верх изделия содержит ПУ волокна, а подкладка – шерстяные, то такие изделия не принимают из-за возможной усадки шерсти.

Особенно подробно изложены особенности технологии обработки изделий, содержащих ПУ волокна, технологами “Снежинки” г. Москвы.

При содержании в изделиях до 10 % ПУ волокон их подвергают мойке в ПХЭ обычным режимом, но высушивать можно при температуре не более 40 °C.

При содержании ПУ волокон в изделиях более 10% их промывают в водном растворе СМС при температуре до 30 °C, модуле ванны 3 с введением в ванну противоусадочных препаратов, закрепителей окраски и при полоскании добавляют отделочные препараты.

При удалении пятен и зачистке применяют только препараты, предназначенные для водных сред, нельзя использовать усилители химической чистки.

Отжим проводят при 800-1000 об/мин, остаточная влажность 30-40%. Сушка при температуре 30-40 °C в течение 5-10 мин. Окончательная сушка на воздухе. Более высокая температура сушки может привести к раздублированию.

Отделку целесообразно вести на манекене при отпаривании в течение 1-3 с и продувки воздухом около 1-1,5 мин.

Химчистка и прачечная 2001 № 3, с. 26.

[†] В. Самохвалов. Полиуретановые покрытия: не панацея, но все же…

Ж. Химчистка и прачечная 2002, № 4 (19), с. 46

6. Технология стирки белья

Российскими производителями[1] прачечного оборудования являются Вяземский машиностроительный завод, выпускающий все виды прачечного оборудования загрузочной массой до 50 кг при выпуске до 3000 ед./г., Московский завод “Коммунальник”, Пензенский завод АМТ. Заводы пережили кризис и теперь обеспечивают работу прачечных и предприятий химической чистки России. Наряду с ними на рынках России имеются немецкие машины фирм Каннегиссер и Миле, шведские и др. Наши предприниматели пока слабо освоили сервисную службу, но постепенно ее осваивают.

Стиркой белья заняты в Москве[2] 24 крупных фабрики мощностью от 3 до 32 тонн белья в сутки. 100 химчисток-прачечных стирают до 1,5 тонн белья в сутки и более 20 прачечных находятся в гостиницах, больницах, воинских частях, банях. Работающих на московских прачечных и химчистках 7,4 тыс. человек.

На выставке в 2003 г. в Москве Вяземский завод показал стирально-отжимные машины с загрузкой от 7 до 240 кг, стиральные с отжимом с загрузкой от 8 до 60 кг, с ручным или автоматическим управлением. Центрифуги с загрузкой 10, 25 и 50 кг. Машины сушильные вместимостью от 10 до 100 кг.

Стирально-отжимные машины с загрузкой 5 и 6 кг (фирмы Miele) имеют программы стирки белого белья при температуре раствора 90 °C и продолжительности стирки 60 мин, для цветного белья – 52 мин, для тонкого – 37 мин. Высокотемпературная стирка обеспечивает дезинфекцию белья. Сушильные машины этой же фирмы имеют 11 программ сушки.

В программах автоматизированных стиральных машин предусмотрены следующие пределы параметров: для хлопчатобумажного белого белья: модуль ванны при стирке 4, при полоскании 6-8; температура 40-60 °C, 70-95 °C при стирке. Продолжительность стирки 20-40 мин в зависимости от степени загрязнения белья.

В таблице 64 приведены параметры процесса стирки сорочек в растворах препаратов фирмы “НИОПК ПАВТЕК”, разработанные А.Е. Артамоновым.

[1] Ж. Химчистка и прачечные, 2000 г. № 1, с. 6-9 Л. Буткаев

ООО “Ремсервис” г. Нижний Новгород

[2] Ж. Совр. Химчистка и прачечная, 2002 г. № 6 (34), с. 6.

В. Бровкин “10 лет экономической реформы”. Беседа с Малышковым.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

О расходе СМС и отделочных препаратов в процессе стирки можно судить по данным, приведенным в табл. 65 для СМС, выпускаемых фирмой “Траверс” г. Москвы.

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

Глава 8. Обработка изделий в водных растворах ПАВ

 

Эти данные могут быть ориентировочными для тех предприятий, на которых нет стиральных машин с программами стирки белья различного ассортимента.

В заключение необходимо сказать об использовании ультразвука в министиральных машинах и о новой пузырьковой стиральной машине, макет которой был показан на выставке в 2003 г. в Москве (разработан в Пензе).

Разнообразие публикаций по технологии мойки одежды в водных растворах СМС вызвано тем, что все параметры ее взаимосвязаны: химикаты, температура растворов, уровень механических воздействий, продолжительность. Меняя температуру растворов можно уменьшить или увеличить продолжительность мойки и в то же время или ослабить или усилить действие препаратов. Технологу нужно принимать решение о схеме обработки конкретного изделия, учитывая его состояние, степень износа и другие свойства. Работа эта творческая.

Вопросы для самоконтроля

  1. Изобразите участок пластинчатой мицеллы, в котором солюбилизированы фенолы, масла.
  2. Какова роль мицелл в моющем процессе в водной среде?
  3. В чем состоит сущность процесса эмульгирования?
  4. Какие факторы определяют моющие свойства систем” вода-ПАВ-изделия- загрязнения”?
  5. Какова роль механических воздействий в процессе мойки в водной среде?
  6. В чем состоит значение тепла в отмывании загрязнений и обеззараживании изделий?
  7. Для каких изделий целесообразно применять водную среду в целях освобождения их от загрязнений?
  8. Изобразите схему пенообразования.
  9. Почему пену не считают положительным фактором стирки в машинах?
  10. Изобразите схему диспергирования пигментных частиц под влиянием водных растворов синтетических моющих средств (СМС).
(Visited 23 times, 1 visits today)
0

Автор публикации

не в сети 2 часа

Тимур Лапанов

blank 56,8
Перхлор скорее друг чем враг 🙂
flag - РоссияРоссия. Город: Санкт-Петербург
Комментарии: 5Публикации: 179Регистрация: 16-10-2014

Добавить комментарий