Крашение ткани

В красильном деле применяется несколько сот красящих веществ, с помощью которых можно получить на ткани самые разнообразные окраски. До половины XIX века пользовались преимущественно природными красящими веществами, добывая их из растений, насекомых и прочие. Теперь природные красящие вещества применяются мало — их заменили искусственные краски, изготовляемые на специальных заводах из продуктов, содержащихся в каменноугольном дегте, который получается наряду с газообразными веществами и коксом при сухой перегонке каменного угля. Каменноугольный деготь содержит чрезвычайно много различных веществ, из которых для красочной промышленности особое значение имеют бензол, нафталин, антрацен, фенол и ряд других. Путем химической переработки эти соединения превращают в более сложные промежуточные продукты, из которых готовят затем красящие вещества.

Первые искусственные краски (фуксин и прочие) были получены из анилина — промежуточного продукта, изготовляемого из бензола¹). И теперь еще искусственные краски называют иногда анилиновыми красками, хотя лишь немногие из них готовятся из анилина.

1) Анилин впервые получен по этому способу русским ученым Зининым.

Первое время „анилиновые“ краски по прочности значительно уступали старым растительным краскам, но затем удалось получить и искусственным путем прочные красящие вещества. Из растительных красок особенно важное значение имели ализарин, получавшийся из корня марены, и индиго — из листьев растения того же названия. Ализарин дает прочную красную, индиго — прочную синюю (кубовую) окраску. После долгой и упорной научной работы в лаборатории удалось приготовить индиго и ализарин искусственным путем. В настоящее время искусственные индиго и ализарин почти вытеснили природные продукты, так как оказались и дешевле и чище последних.

Центром красочной промышленности до войны была Германия. Она поставляла краски во все страны света. Во время мировой войны нужда заставила и другие государства организовать красочное производство. Теперь Америка, Франция и Англия имеют собственные краски. В России также было положено начало красочной промышленности, руководимой теперь государственным Анилтрестом. Но пока еще русские красочные заводы не могут полностью удовлетворять нужды текстильной промышленности, и приходится в значительных количествах выписывать краски из других стран.

По способам применения красящие вещества можно разделить на несколько групп.

— Субстантивные, или соляные красящие вещества, — красят и растительные и животные волокна.
— Основные - красят животные волокна непосредственно, а растительные волокна должны быть подготовлены к крашению протрарой, состоящей изтаннина и рвотного камня (сурьмяная соль).
— Протравные красят и растительные и животные волокна только после поотравления, то есть нанесения на волокно металлических окислов.
— Кислотные — применяются только для крашения без протрав животных волокон.
— Кубовые красящие вещества — красят и растительные и животные волокна.
— Сернистые — применяются главным образом для крашения растительных волокон.
— Черный анилин — краска, образуемая на волокне,— имеет широкое применение в крашении растительных волокон.
— Ледяные краски; так называются красящие вещества, также образуемые на растительном волокне, причем для их образования требуется охлаждение, на что и указывает их название.
— Кроме органических красящих веществ, применяются также для окрашивания цветные соли различных металлов, осаждаемые непосредственно на волокнах.

Десятая группа красок применяется главным образом в печатании по тканям. Эти краски представляют собой окрашенные порошки, нерастворимые в воде; они закрепляются на волокне простым приклеиванием альбумином, почему и называются альбуминными красками.

Крашение хлопчатобумажных тканей субстантивными, или соляными, красками

Крашение этими красками очень несложно, и небольшой кусок ткани можно выкрасить при помощи самого простого оборудования. Краску, продающуюся в виде порошка, растворяют в мягкой воде (жесткую воду умягчают содой), добавляют соли, слегка нагревают, вносят ткань, греют почти до кипения и красят при кипении около часа, все время переворачивая ткань, чтобы она ровнее прокрасилась, после чего ее промывают и сушат. Краски берут от ¹/₂ до 3% от веса ткани, для светлых цветов; если же хотят получить темный цвет, приходится брать больше краски (до 5 и 8% от веса ткани). Соляные краски никогда не переходят на волокно полностью. Часть их всегда остается в воде. Прибавка поваренной или глауберовой соли уменьшает растворимость краски, заставляя ее переходить на волокно. Краски остается в растворе тем больше, чем больше взято воды для крашения. Поэтому стараются всегда работать с возможно меньшим количеством воды. Обычно берут воды в 20—25 раз больше, чем весит окрашиваемый материал.

Рисунок 266. Джиггер.

Соли добавляют 10—50% от веса ткани; для светлых окрасок ее берут меньше, для темных — больше. На рисунке 266 представлен один из аппаратов для фабричного крашения тканей— красильная барочка,или джиггер. Красильный раствор наливается в барочку, внизу которой расположен паровой змеевик, нагревающий его. Во время крашения ткань свивается с одного ролика и перекатывается на другой, делая в красильном растворе несколько петель. Когда вся ткань перейдет на другой ролик, переключают движущий ролики механизм, и ткань переходит обратно на свободный ролик. Так несколько раз гоняют товар через раствор с ролика на ролик, пока не закончится окрашивание ткани. После этого ткань промывают, отжимают и сушат.

В продаже имеются субстантивные краски самых разнообразных цветов. Смешивая краски между собой, можно получить на ткани любой оттенок, но в общем они недостаточно ярки и недостаточно прочны к мытью—„линяют“ при стирке. Прочность некоторых красок повышается при обработке окрашенной ткани солями меди и других металлов.

Крашение основными красками

Основные краски отличаются особой яркостью, благодаря чему ими часто пользуются для крашения и печатания, хотя прочность их очень невелика. Они быстро выгорают на солнце и понемногу сходят при мытье. На окрашиваемой ткани предварительно образуют соединение из таннина и и сурьмы, которое, соединяясь с краской, дает окрашенное соединение, не смывающееся с ткани. Протравленную ткань промывают и красят на джиггере или жгутом на гарансинных барках, которые будут описаны ниже. Кроме краски в красильную ванну добавляют уксусной кислоты, которая, замедляя крашение, дает возможность получить более ровное накрашивание. Из основных красок наиболее часто применяются: красные — фуксин и родамины, метиленовая голубая, яркая зеленая и желтая — аураминут

Протравное крашение

Так называется крашение красящими веществами, которые закрепляются на ткани при помощи протрав — металлических соединений, отлагаемых предварительно на волокне.

В качестве протрав чаще всего применяются соли алюминия, железа, хрома и олова.

Из солей алюминия следует отметить уксуснокислые соли алюминия, которые получаются из сернокислого алюминия, а также из обыкновенных квасцов.

В виде железной протравы применяется древесный настой, получающийся при действии неочищенной уксусной кислоты на обломки старого железа. При этом образуется уксуснокислое железо, которое и является действующим началом в этой протраве.

Из хромовых протрав чаще всего пользуются уксуснокислой солью хрома, которую готовят из хромпика.

Для получения оловянных протрав берут двухлористое олово — так называемую оловянную соль, из которой приготовляют оловянные протравы сложного состава.

В крашении протравными красящими веществами кроме металлических применяются также жирные протравы, из которых особенно часто пользуются ализариновым маслом.

Ализариновое масло получается из касторового масла обработкой его крепкой серной кислотой; полученный продукт промывается и нейтрализуется едким натром и аммиаком. По своему внешнему виду ализариновое масло похоже на масла, но легко растворяется в воде и по своим свойствам напоминает мыло. Свое название ализариновое масло получило от ализарина, так как впервые применялось при крашении ализарином в яркие красные цвета.

Ализарин является одним из самых важных протравных красящих веществ. Сам по себе ализарин представляет собой порошок желтого цвета, не окрашивающий непротрав-ленную ткань, но по протравам он дает прочные окраски, цвет которых зависит от состава протравы. По алюминиевым и оловянным протравам получаются красные окраски различных оттенков, по железным — фиолетовые, по хромовым — коричневые окраски.

Крашение ализарином в красный цвет, или так называемое пунцовое крашение, известно с давних времен, и вначале для него применялся ализарин, полученный из растения марены. До недавнего времени только с помощью ализарина можно было получить прочную красную „кумачевую“ окраску.

Приготовление пунцового ализаринового товара, или кумача, начинается с подготовки ткани ализариновым маслом. Пропитанная раствором ализаринового масла ткань завешивается в теплых помещениях на несколько часов при температуре, постепенно поднимаемой от 35° до 65°. При этом масло изменяется и прочно закрепляется на ткани. После масловки ткань пропитывается раствором сернокислого алюминия, в который добавляется сода, облегчающая закрепление протравы на волокне. Пропитанная протравой ткань снова завешивается в теплых и влажных камерах. Через некоторое время из протравы отделяются на ткани нерастворимые соединения алюминия, которые окончательно закрепляются на ткани обработкой мелом, разболтанным в воде. При меловке в состав протравы входит кальций 1), без которого не получается яркого красного цвета.

Крашение ведут обычно в гарансинных барках. На рисунке 267 представлен общий вид барки. Красильный раствор наливается в барку, где имеется паровая труба для подогревания, отверстие для спуска использованного раствора и подводящая воду труба. Стенки железной барки обкладываются медными листами, так как железо, давая с ализарином фиолетовый цвет, может испортить красную окраску. Ткань заправляется жгутом в виде петель, перекидываемых через вращающийся над баркой деревянный барабан. Концы жгута связываются, и при вращении барабана петли товара будут то погружаться в красильный раствор, то вытягиваться из него. Для крашения ализарин, взятый в количестве 2 — 3% от веса товара, разбалтывают в воде, налитой в барку, и начинают гонять в барке протравленную ткань, постепенно поднимая температуру до 90°. Во время крашения ализарин образует с протравой на ткани окрашенное вещество — лак. Окрашенный товар обрабатывают затем оловянными соединениями, и только после этой оживки он приобретает яркость, свойственную кумачу.

1) По химическому составу мел, а также и известь, представляет собою углекислый кальций.

Производством кумача занимались специальные „пунцовые“ фабрики, изготовлявшие только этот товар. В настоящее время они насчитываются единицами, так как в гладком крашении ализарин вытесняется другими красящими веществами (смотрите ледяное крашение), которые дают окраски, немного уступающие по прочности пунцовому, ализариновому, но более дешевые и выполняемые более простыми способами.

Рисунок 237. Красильная барка.

Из протравных красок, кроме описанного ализарина, часто применяется кампеш — растительное красящее вещество для получения черных цветов, синий ализарин, ализарин-бордо, церулеин и другие красящие вещества, крашение которыми ведется более просгым путем, чем кумачевое: ткань протравляется протравой, протрава закрепляется на ткани завешиванием во влажных, теплых камерах и меловкой, после чего следует крашение.

Описанный способ крашения называется заварным. Теперь протравными красками красят запарным способом, суть коорого заключается в том, что ткань пропитывается раствором, содержащим и красящее вещество и протраву, сушится и затем подвергается действию пара — запаривается. Под действием пара и высокой температуры протрава соединяется с красящим веществом и дает прочную окраску.

Протравные красящие вещества отличаются высокой прочностью к мылу и свету, но немного дороги, не дают ярких оттенков, и крашение ими сложнее, чем красящими веществами других групп.

Кислотные красящие вещества применяются только для крашения животных волокон.

Крашение кубовыми красящими веществами

Из кубовых красящих веществ наиболее употребительным является синее индиго, дающее на волокнах ярко синюю кубовую окраску. Индиго издавна применялось в крашении, но прежде брали природное индиго, получаемое из листьев растения индигоноски. Теперь главным образом идет для крашения искусственное индиго. Индиго — вещество синего цвета, нерастворимое в воде, щелочах и кислотах. Для крашения его переводят в белое индиго — бесцветное, растворимое в щелочах соединение, поглощаемое волокном. Белое индиго — нестойкий на воздухе продукт: стоит только ткань, пропитанную раствором белого индиго, оставить на воздухе, как она быстро синеет; под действием кислорода воздуха белое индиго снова превращается в синее нерастворимое индиго, прочно закрепляющееся на ткани. Раствор белого индиго, которым пропитывают накрашиваемую ткань, называется кубом: отсюда пошло название и самого способа крашения. Для превращения синего индиго в белое могут служить различные вещества. Раньше часто пользовались для этой цели железным купоросом и известью, теперь на фабриках работают с гидросульфитом, который получается при действии бисульфита натрия на цинк.

По старому способу окрашиваемую ткань окунают на несколько минут в красильный раствор, затем вынимают и дают повисеть на воздухе, чтобы белое индиго окислилось в синее, затем снова погружают, снова дают окислиться и так постепенно накрашивают ткань, пока не получат желаемой глубины тона. Этот способ требует брлыие времени, чем применяемое теперь крашение в „ходовых“ аппаратах, где ткань проходит аппарат, не останавливаясь, в виде длинной ленты.

Кроме индиго имеется целый ряд других кубовых красок самых разнообразных цветов и оттенков, по своей прочности часто превосходящих индиго, но они не получили еще широкого применения для гладкого крашения, так как по цене они мало доступны.

Черно-анилиновое крашение

Черным анилином называется красящее вещество красивого черного цвета, получаемое обработкой анилина различными окисляющими веществами.

Способ крашения черным анилином отличается от других описанных способов крашения тем; что красильщик, приступая к крашению, не имеет в руках готовой краски; она получается прямо на волокне во время крашения, которое заключается в том, что ткань пропитывают на плюсовке раствором „анилиновой соли“ (соединение анилина с соляной кислотой) и окисляющего вещества, сушат и затем обрабатывают паром в особых камерах-зрельниках. В зрельнике анилин окисляется, дает вещество темнозеленого цвета, после обработки слабым раствором хромпика переходящее в вещество глубоко черного цвета, — черный анилин. Черный анилин не растворяется ни в воде, ни в щелочах, ни в слабых кислотах и, выделяясь в порах волокна, образует весьма прочную окраску. В виде окисляющего вещества берут обычно хлорноватокислый натрий. Эта соль окисляет анилин только в присутствии или минеральной кислоты или катализатора (смотрите производство серной кислоты). Так как минеральная кислота при высушивании пропитанной ткани разрушает волокно, обычно работают с катализаторами, которыми могут служить соли меди, желтая кровяная соль и соли некоторых других металлов. Катализаторы добавляются в раствор анилиновой соли вместе с хлорноватокислым натрием.

Ледяное крашение

Подобно черному анилину красящие вещества, применяемые в этом способе, образуются из своих составных частей непосредственно на волокне. Крашение ведется в два приема. Сперва ткань пропитывается раствором одной из составных частей, сушится и затем пропускается через раствор другого химического соединения, которое дает с веществом на ткани нерастворимую, прочно закрепляющуюся краску. Этот способ крашения получил название ледяного, или холодного, так как второй раствор содержит химическое соединение, разлагающееся даже при обыкновенной температуре, и для его сохранения требуется постоянное охлаждение льдом.

Ледяное крашение применяется почти на всех красильных фабриках для получения ярких красных, бордовых, коричневых и других оттенков.

Особенное распространение получила ледяная красная из бета-нафтола и пара-нитранилина ¹). По яркости она приближается к ализариновой красной и во многих случаях заменила ее.

Образование на волокне окрашенных нерастворимых минеральных соединений. Целый ряд нерастворимых минеральных красок может быть образован непосредственно на волокне, и таким путем можно получить довольно прочные окраски.

Теперь этот способ крашения применяется редко; чаще применяются готовые минеральные краски для печатания и закрепления на волокне, при помощи альбумина (смотрите печатание).

Ситцепечатание

Наряду с гладко-окрашенными тканями большое распространение получили ситцы — хлопчатобумажные ткани с одноцветными и многоцветными узорами, полученными при помощи печатания.

1) Бета-нафтол получается из нафталина, а пара-нитранилин из анилина. По внешнему виду и бета-нафтол и пара-нитранилин нисколько не напоминают образующуюся из них краску. Первый представляет собой порошок серого цвета, второй — желтого.

В крашении вся ткань обрабатывается красильным раствором, в печатании красящее вещество наносят только на те места ткани, где должен получиться узор. Часто комбинируют печатание с крашением: сперва окрашивают ткани в ровные цвета и затем печатают по ним разноцветные узоры.

Самый простой и старый способ ручного печатания формами или манерами уступил теперь место машинному печатанию и применяется только в специальных случаях. Ручные формы представляют собой деревянные пластины, на поверхности которых рельефно вырезаны части узора. В случае мелких рисунков форму изготовляют при помощи штифтиков и изогнутых по рисунку медных пластинок, вколачиваемых в деревянную доску. Формы для очень сложных рисунков отливаются из легкоплавких металлов.

Печатная краска должна содержать значительное количество загустки (крахмального клейстера или камеди), так как только в виде густой массы она может удержаться на форме и дает на ткани узор с резким, нерастекающимся контуром. Рабочий прикладывает форму к сукну, на котором растерта краска, и затем отпечатывает— набивает узор на ткани, ударяя по форме деревянным молотком. К форме прикрепляются проволочные шпильки, дающие на ткани уколы, которые помогают набойщику правильно прикладывать форму при дальнейшей набивке. Каждая краска набивается особой формой. Ручная набивка идет весьма медленно и применяется теперь только в тех случаях, когда нельзя напечатать узор на печатной машине: например, когда требуется напечатать очень крупный узор, не-умещающийся на печатном валу машины, для набивки штучного товара— салфеток, скатертей и в некоторых других случаях.

Для ускорения набивки рельефными формами были предложены различные приспособления и машины. Наиболее совершенная из них, „перротина“, печатала в три-четыре краски. В настоящее время перротины заменили цилиндрические печатные машины, позволяющие весьма быстро и точно печатать многоцветные сложные узоры.

Вместо рельефной деревянной формы в печатной машине применяются цилиндрические медные валы с углубленно вырезанным рисунком.

Рисунок 238. Расположение валов и движение товара на четырехвальной печатной машине.

Во время работы он сперва весь обмазывается краской, затем тонкий стальной нож— ракля — счищает с него избыток краски, — она остается только в углубленной гравюре и переносится на ткань, прижимаемую к валу. На рисунке 268 показано расположение валов и движение ткани на 4-вальной печатной машине. Печатные валы с сильно прижаты к вращающемуся чугунному цилиндру а. Между цилиндром и валами движется ткань k; вместе с тканью по цилиндру идет сукно о и подкладка из сурового миткаля t. Сукно о служит упругой подстилкой, а подкладка защищает сукно от загрязнения печатными красками. Краски помещаются в ящиках и щетками намазываются на движущиеся медные валы; избыток краски счищается раклями h, после чего при дальнейшем повороте вала он, прижимаясь к ткани, отпечатывает узор. Каждый вал печатает только одну краску. Существенной частью печатной машины являются приспособления для установки валов таким образом, чтобы каждая краска печаталась на свое место и из частей рисунка, печатаемых отдельными валами, получился правильный узор. Одновальные печатные машины в 8-часовой рабочий день могут сработать до 800 кусков ткани по 42,3 метров в куске.

Рисунки для печатания изготовляются сперва на бумаге в рисовальных отделениях ситценабивных фабрик. На выбор рисунков обращается большое внимание. Необходимо, чтобы рисунок нравился потребителю, иначе товар не будет находить сбыта.

Рисунки на печатных ватах изготовляются тремя способами: их или вырезают от руки, или выдавливают, или же вытравляют. Первый способ применяется редко, по второму способу работают более мелкие, по третьему — более крупные рисунки. Для выдавливания сначала гравируют небольшую повторяющуюся часть рисунка углубленно на стальном валике— матке, закаливают ее и на особой машине выдавливают маткой узор на другом валике — молете, где он получается выпуклым. Молету также закаливают и затем применяют ее для выдавливания узора на медном валу.

Для вытравления рисунка вал сперва покрывается лаком, на который не действуют кислоты. Затем при помощи сложной машины — пантографа — алмазными резцами процарапывают на лаковом слое требуемый узор и травя тонн вал азотной кислотой, которая растворяет медь в прочерченных местах, образуя на валу углубленный узор.

В последнее время, перед войной, некоторые фабрики начали применять фотографический способ получения рисунков. С помощью этого способа можно получать на ткани портреты, картины и прочие.

Представляет интерес аэрографический способ образования узоров на ткани, который заключается в том, что ткань закрывается шаблонами с вырезанным рисунком и обрызгивается мельчайшими каплями красильного раствора. Этот способ применяется для художественной расцветки скатертей, шарфов и прочие.

Способы образования узоров на ткани печатанием весьма разнообразны. Часто применяется вытравной способ, который заключается в том, что по окрашенной ткани печатается состав, разрушающий окраску, — получается белый узор по окрашенному полю. Можно ввести в вытравной состав красящее вещество — тогда вытравленные места закрасятся, и получится цветной узор. Белые и цветные узоры можно получить резервным способом, печатая по неокрашенной ткани вещества, защищающие ткань от накрашивания в напечатанных местах. После крашения и промывки остается белый узор или цветная фигура, если в резервный состав входило красящее вещество.

Все группы красящих веществ, применяющиеся для крашения, могут быть использованы и в печати.