БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
КрашениеОпределение "Крашение" в словаре Брокгауза и ЕфронаКрашение — К. называется искусство прочно закреплять разные пигменты и краски на различных волокнах, из которых приготовляются ткани. Окрашивание тканей может быть сплошное или узорчатое; первое составляет предмет собственно К., второе — ситцепечатания или узорчатой расцветки тканей. Красильное искусство практиковалось еще тысячелетия тому назад в Китае, Индии и Египте в очень значительных размерах. Первоначальные основания этого дела заимствованы европейцами с Востока. По крайней мере на это указывают существовавшие уже давно на Востоке и вошедшие во всеобщее употребление названия, как: кашемир, бандана, нанкин и т. п., а также и некоторые местные названия, напр. во Франции: indiennes, perses. Плиний указывает, что греки заимствовали искусство окрашивать ткани из Индии. Общеизвестна слава тирского пурпура. Шерстяные ткани, окрашенные этой краской в Тире и Сидоне, ценились во времена имп. Августа почти на вес золота; фунт шерсти, окрашенной пурпуром, стоил 1000 динариев (около 200 р.). Позднее красильное искусство из Финикии распространилось по всему побережью Средиземного моря. Адрианопольский или красный пунцовый цвет своим названием указывает на процветание этого искусства в Адрианополе. В XIII стол. центром красильного искусства становится Венецианская республика. Еще позднее, в XVII и XVII I ст., оно с большим успехом культивируется во Франции, в Эльзасе и Руане, а в текущем столетии значительнейшие по размерам красильни, снабжающие своими изделиями оба полушария, находятся в Англии. Несмотря на свою древность, красильное искусство до половины текущего столетия представлялось, с научной точки зрения, мало обоснованным и только за последнее время, когда выдающийся успех применения многих искусственных органических красильных пигментов, приготовленных из каменноугольной смолы, привлек на себя всеобщее внимание, приемы окрашивания в очень значительной степени упростились и красильное искусство вступило в новый, научный период развития. За 30-40 лет в этой области введено столько усовершенствований, что техническая литература сравнительно еще недавнего времени является безусловно устаревшей. Только в практику некоторых отдельных отраслей красильного дела, как напр. окрашивание индиго в синий цвет, К. кашу в коричневый и немногих других, не введено еще существенных улучшений. Операция окрашивания имеет задачей прочное закрепление пигмента на волокне. При этом, однако, необходимо оговориться относительно слов "прочно" и "на волокне". Микроскопические исследования указывают, что окрашивание может быть названо прочным только тогда, когда или прокрашивается вся толща волокна, или пигмент отлагается в порах волокна; поверхностное же нанесение пигмента, как это напр. имеет место в так назыв. верховых красках, представляется весьма непрочным. Сущность процесса окрашивания или теория окрашивания с достоверностью до сих пор не выяснена. Одни, защитники механической теории окрашивания, утверждают, что закрепление пигмента обусловливается исключительно поверхностным притяжением, которое значительно облегчается капиллярностью волокон. Эта теория отрицает возможность химического взаимодействия между волокном и пигментом; различную же способность к окрашиванию разнородных волокон объясняют неодинаковостью их структуры. Химическая теория окрашивания, напротив, признает, что волокна обладают известным сродством к пигментам, животные волокна — большим, растительные — меньшим, и что всякое окрашивание есть в сущности результат химического взаимодействия волокна и пигмента. Животные волокна, представляющие, по составу, как известно, протеиновые вещества, обладают двойной химической функцией как кислоты, так и щелочи, и потому обладают сродством к большому числу пигментов самого разнообразного характера. Альдегидный характер клетчатки ограничивает способность растительных волокон к окрашиванию, и потому они окрашиваются хуже и почти всегда требуют содействия протравы. Окислением же клетчатка легко переводится в оксицеллюлозу, обладающую уже ясно выраженным кислотным характером и легко и прочно окрашивающуюся щелочными пигментами. В красильной практике есть много фактов, не объясняемых ни той, ни другой теорией. Виттом была недавно высказана новая теория окрашивания, сводящая процессы окрашивания к явлениям растворения. Шелк и шерсть оттого так легко окрашиваются пигментами, что последние в них более растворимы, чем в воде; растворимость пигментов в растительных волокнах мало отличается от растворимости в воде, поэтому названные волокна или слабо, или совсем не окрашиваются, и поэтому необходимо прибегать к содействию посредствующего вещества, протравы. Употребляемые в красильной практике пигменты могут быть разделены на две больших группы: непосредственных, субстантивных или моногенетических и посредственных, адъективных или полигенетических пигментов. К классу непосредственных пигментов относятся красящие вещества, большей частью окрашивающие волокна без содействия протравы, сами по себе окрашенные и которые со всеми протравами, как бы разнообразны они ни были, всегда дают один и тот же цвет. Примерами их могут служить: фуксин, индиго, черный анилин, азокраски и т. п. К другому классу пигментов относятся вещества, сами по себе часто не окрашенные, не окрашивающие волокна без содействия протравы и с различными протравами дающие различные окрашивания. Примером их может служить ализарин, сам по себе окрашенный в некрасивый бурый цвет, тканей непосредственно ни при каких условиях не окрашивающий, а с глиноземной протравой образующий красный цвет, с железной — фиолетовый и черный, с оловянной — темно-красный и т. п. К полигенетическим пигментам относятся также и многие другие: кампеш, церулеин, кверцитрон и т. п. Однако, есть много пигментов, не имеющих резко выраженного того или другого характера. Для закрепления полигенетических пигментов на волокне является, таким образом, настоятельная надобность в употреблении посредствующего вещества, протравы. Этим именем вообще обозначаются вещества, способные соединяться как с пигментом, так и с волокном. Таким образом, окрашенную полигенетическим пигментом ткань можно рассматривать как тройное соединение пигмента, волокна и протравы. Протравами служат самые разнообразные вещества, как минерального, так и органического происхождения. Для этой цели уподобляются различные соли, преимущественно тяжелых металлов: железа, алюминия, хрома, олова, меди, сурьмы и др., жиры, дубильные вещества и, в редких случаях, некоторые белковые вещества. Одним из важнейших условий доброкачественности протравы является полная растворимость ее в воде. Из минеральных протрав наибольшим распространением пользуются глиноземные, которые служат для закрепления на волокне целого ряда полигенетических пигментов: ализарина, кампеша, кверцитрона и т. п. Чаще других для этой цели употребляются сернокислый глинозем, квасцы, уксуснокислый глинозем, сульфоуксуснокислый или так назыв. красная протрава, роданистый алюминий и алюминат натрия (см. Глиноземные протравы). Железные лаки почти всех пигментов имеют темный оттенок. Железные соли употребляются как закиси, так и окиси. В наибольших количествах расходуются: травка или древесноуксуснокислое железо, железный купорос, железница и азотнокислая соль окиси железа (см. Железные протравы). Хромовые протравы получили в последнее время большое распространение. Чаще других употребляются: хромпик или двухромовокалиевая соль, двухромовонатриевая соль, хромовые квасцы и уксуснокислый хром. Как на особенность хромовых солей следует указать, что они, в противоположность глиноземным, а также железным, весьма трудно разлагаются, как при кипячении, так и при разбавлении водой. Особенностью оловянных протрав является яркость образуемых ими с пигментами лаков; ввиду этого, несмотря на довольно значительную ценность оловянных солей, хлористое и хлорное олово, роза пинк-зальц, оловяннонатровая соль или сода станнат употребляются в красильной практике в довольно значительных количествах. Из других протрав весьма важное значение имеют сурьмяные, которые употребляются для закрепления на хлопчатобумажных волокнах анилиновых и других пигментов щелочного характера. Чаще других употребляются рвотный камень или винносурьмянокалиевая соль и щавелевосурьмянокалиевая соль. Наиболее употребительные органические протравы: ализариновое масло и таннин. Жирные масла, как протрава, употребляются издавна, но прежде для этой цели применялось деревянное масло, так назыв. турнантовое, а ныне повсеместно употребляется ализариновое масло, приготовляемое из касторового. Для получения ализаринового масла касторовое масло обрабатывается сперва на холоде серной кислотой, затем промывается последовательно водой и раствором поваренной соли и нейтрализуется раствором аммиака. Характерной особенностью ализаринового масла является его полная растворимость в воде. Состав его весьма сложен и с полной достоверностью не выяснен. Ализариновое масло пользуется ныне большим распространением в красильном деле, так как цвет краски на ткани предварительно промасленной всегда значительно ярче, чем на непромасленной. Обыкновенно для пропитывания тканей ализариновым маслом заготовляется 10-12% водный раствор его. В значительных количествах как протрава употребляются и дубильные вещества (см.), а именно всего чаще чернильные орешки, сумах и валлония, а в последнее время все более и более распространяется употребление таннин-экстрактов, представляющих материал значительно более чистый. Употребление таннина основывается на его способности давать нерастворимые в воде осадки с металлическими окислами и сложными органическими основаниями; его в особенности много расходуется для закрепления на хлопчатобумажных волокнах искусственных пигментов щелочного характера, напр. фуксина, метиленовой сини и др. В известном смысле дубильные вещества могут быть рассматриваемы также как пигмент, так как с железной протравой они образуют синевато-черный цвет и, в особенности прежде, часто употреблялись для этой цели в весьма значительных количествах при окрашивании шелка и хлопка. По отношению к шерсти таннин не представляет протравы, так как шерсть к водному раствору таннина относится индифферентно. Что касается до шелка, то хотя последний энергично поглощает таннин из водного раствора, почти до 15% своего веса, и при этом увеличивается в объеме, тем не менее таннин не только не содействует закреплению пигментов на шелковое волокно, но и, в полную противоположность с хлопком, даже вредит окрашиванию. Этим свойством иногда пользуются при окрашивании смешанных тканей. Так, если смешанную хлопчатобумажную и шелковую ткань окрашивать без всякой подготовки раствором какого-нибудь анилинового пигмента, напр. фуксина, то окрасятся только шелковые нити в красный цвет, а хлопчатобумажные после промывки останутся белыми. Затем, ткань помещается в раствор таннина, причем хлопчатобумажные нити приобретают способность фиксировать анилиновые пигменты, а шелковые, наоборот, в очень значительной степени теряют ее. Поэтому, если после такой подготовки окрашивать ткань в растворе какого-нибудь анилинового пигмента другого цвета, например, зеленого или синего, то хлопчатобумажные волокна окрасятся в синий или зеленый цвет, а шелковые останутся неизменно окрашенными в красный. Вода в красильном деле играет первенствующую роль. В особенности вредна жесткая вода, содержащая много известковых и магнезиальных солей. Такая вода не только обусловливает избыточный расход мыла (1 гр. извести связывает 15,5 гр. мыла) и пигментов, но и пятнистость, неоднородность окрашивания. Весьма вредно также содержание железа и свободных органических, гумусовых кислот. Цвет окрашенной ткани с течением времени, под влиянием тех или других условий, большей частью изменяется. Устойчивость краски или прочность ее находится в зависимости не только от природы пигмента, но также, в очень значительной степени, и от способа его закрепления. Безусловно прочными красками называются такие, которые не изменяются при нагревании с мылом, слабыми кислотами и щелочами, а также и при продолжительном действии света. Таких, однако, прочных красок сравнительно немного; примерами их могут служить красная пунцовая и синяя кубовая. В особенности сильное влияние на выцветание красок оказывает свет. Обесцвечивающая способность различных световых лучей далеко не одинакова; белый свет по отношению к краскам наиболее деятелен, за ним по порядку следуют желтый, синий, оранжевый, фиолетовый и красный. Разрушающее действие света на краски в значительной степени усиливается в присутствии влаги и кислорода; немалую роль в этом случае играет также природа волокна и состав протравы: некоторые краски оказываются стойкими на животных волокнах и непрочными на растительных, и обратно, точно так же как один и тот же пигмент с различными протравами дает лаки различной прочности. Непрочные краски выцветают уже после двадцатичетырех часового действия солнечного света.
Хотя К. представляет по преимуществу химический процесс, тем не менее в красильном производстве имеет большое значение также и механическая сторона дела. Это в особенности справедливо потому, что К. в настоящее время теряет характер мелкого производства и все больше и больше концентрируется на больших фабриках. Это, вероятно, объясняется тем, что единовременное окрашивание больших количеств пряжи или тканей обходится значительно дешевле и требует относительно меньшей затраты силы и времени. Преобладающая же тенденция единовременного окрашивания больших количеств ткани всего резче выражается в непрерывности производства, в свою очередь вызывающей необходимость в более или менее сложных механических приспособлениях. В зависимости от природы окрашиваемых материалов (шелк, шерсть, хлопок), а также и от приема К., употребляемые для этого аппараты весьма различны. Необходимость различия в конструкции видна а priori, если вспомнить разницу в физических свойствах шерсти, шелка и хлопка, как в виде сырья, так и в виде изделий, пряжи и тканей. Таким образом, существует целый ряд механических приспособлений для К. волокнистых веществ до механической их переработки в пряжу (напр. шерсти в руне, хлопка сырца), затем употребляются машины совершенно другого устройства для К. пряжи, и, наконец, третья группа совершенно особых машин для К. тканей. В том случае, если К. производится каким-нибудь полигенетическим пигментом с употреблением протравы, то на волокно еще до K. наносится протрава помощью фулардных или солильных машин, квасцевальных или таннинных барок, в которых пряжа или ткань по возможности однородно пропитывается раствором протравы. После нанесения протравы приходится закреплять ее на ткани, для каковой цели пользуются или действием высокой темп. [разного рода механические сушилки, гот-флю (см.), зрельни (см.)], или действием слабых щелочей: пассира, фосфорнокислых солей, мела и т. п., пропуск протравленной ткани через каковые делается на пассирных или меловых барках, и после прохода через которые ткань тщательно промывается для удаления закрепителя на промывных машинах. После К., которое ведется на барках очень различной конструкции, в зависимости от волокна и пигмента, часто следует оживка или очистка цвета, которая достигается или отваркой с различными веществами в кубах, под давлением, или пропуском через горячий мыльный раствор на мыльных машинах. Приборы, в которых ведется собственно К. (котлы, чаны и барки), большей частью делаются деревянными, реже медными и еще реже каменными. При К. шерсти и шелка красильные барки редко употребляются большого размера, обыкновенно на 100 фн. окрашиваемого материала; при К. же хлопчатобумажных тканей обыкновенно значительно больше. Так как К. ведется большей частью при нагревании, то красильные барки снабжаются медными змеевиками, по которым циркулирует пар. Металлические красильные котлы иногда снабжаются паровой рубашкой. Нагревание котлов непосредственно огнем мало употребительно, хотя все еще практикуется на маленьких заводах. Точно также на мелких заводах ткани окрашиваются погружением в сосуд с красильным раствором вручную, тогда как на больших красильные барки и коробки приводятся в движение от привода. Химическая сторона К. состоит в предварительной подготовке волокон очисткой и белением, в нанесении и закреплении на них протрав, органических или минеральных, а иногда и тех, и других вместе и, наконец, в приготовлении красильной ванны и самом процессе окрашивания. Предварительная подготовка волокон к К. составляет большой самостоятельный отдел химической технологии волокнистых веществ (см. Беление). Подготовка шелка-сырца к К. состоит в выхаживании (см.) и отварке шелка в мыльном растворе или в так наз. "суллировании" его (см. Шелк). Так как некоторые сорта шелка более или менее окрашены, то шелк после отварки подвергается белению (см. Беление и Шелк). Подготовка к К. шерсти представляется уже значительно более сложной, что, конечно, зависит от того, что сырая, немытая шерсть — продукт гораздо менее чистый, чем шелк. Сырая шерсть, руно, в том состоянии, как оно снято с овец, содержит действительно сравнительно мало собственно шерсти (20-40%) и очень много посторонних веществ (80-60%), состоящих из грязи, минеральных веществ, преимущественно известковых и магнезиальных солей, растительных остатков: сена, соломы, репейника и т. п. и, наконец, значительное количество шерстяного пота (см. Шерсть). Относительно мойки грязной шерсти, слагающейся из двух собственно основных операций: замачивания в теплой воде и выхаживания на особой конструкции шерстомойных машинах в растворе мыла и слабых щелочей, напр. соды, углекислого аммиака и т. п., см. в ст. Шерсть. Вымытая шерсть, если только она нe окрашивается в руне (иногда в таком виде она красится в синий кубовый цвет индиго), поступает для механической переработки в пряжу и ткани, причем для удобства прядения она промасливается, а для удобства ткачества часть пряжи, основа, проклеивается шубным клеем. До окрашивания эти примеси должны быть вновь удалены, что достигается обрабатыванием шерстяной ткани растворами слабых щелочей, напр. соды и мыла. Так как шерсть не вполне бесцветна, то, подобно шелку, шерстяные изделия подвергаются белению (см. Беление и Шерсть). Хлопок сырец, по сравнению с шерстью, представляет материал уже значительно более чистый и потому он или непосредственно поступает в окрашивание (черным анилином), или же предварительно вываривается в щелочах (при окрашивании индиго в синий цвет). При механической обработке хлопка сырца в ткани, часть пряжи для большей прочности подвергается шлихтовке, причем на волокно наносятся посторонние вещества — крахмал, глицерин, патока, хлористый цинк и т.п. Понятно, что перед К. как эти искусственно прибавленные примеси, так и естественные (воски, жиры, пигмент, пектиновые вещества и т. п.) должны быть удалены. Очистка, беление хлопчатобумажных изделий сводится, главным образом, к повторным кипячениям их в слабых щелоках под давлением и к последующей обработке слабым раствором белильной извести. Однако, во многих случаях, при К. в темные цвета не производится обесцвечивания (удаления пигмента хлором), так как слабый желтый оттенок пигмента не портит придаваемого ткани темного цвета. Первая же операция, варка со щелоками, является существенно важной, так как после такой обработки волокно приобретает способность легко пропитываться растворами. Очистка и подготовка к К. льняных изделий представляется аналогичной с изложенной; разница состоит лишь в том, что ввиду большего содержания посторонних веществ, главным образом, пектиновых, обработка щелоками повторяется большее число раз. О подготовке джута см. Джут. Подготовленные таким образом к К. волокна подвергаются затем или окрашиванию, если они способны непосредственно фиксировать пигменты, или же, в том случае, если для закрепления краски требуется содействие посредствующего вещества — протравы, предварительно пропитываются ею. Нанесение протравы производится большей частью в водном теплом растворе и одним из существенных условий однородности окрашивания является, по возможности, равномерное пропитывание ткани протравой. Именно с этой целью в барках, употребляемых для нанесения протравы, ткань проходит довольно длинный путь по направляющим роликам и подвергается несколько раз отжиму между отжимными валами. Если как протрава употребляются металлические основные соли (основной сернокислый глинозем, хромовые квасцы, уксуснокислый глинозем, железница и т. п.), то, ввиду способности этих солей разлагаться при нагревании, температура ни в каком случае не должна подыматься выше 50° Ц. Впрочем, пропитывание ткани даже и в неизменяющихся протравах, напр. растворах ализаринового масла и таннина, происходит гораздо более равномерно при слабом нагревании. Пряжа в мотках пропитывается растворами протрав повторным погружением и последующим скручиванием, для каковой цели конструирован ряд специальных машин. По нанесении протравы, последняя закрепляется на волокне, что достигается или вызреванием (см.) в особого устройства камерах, так наз. зрельнях, или пропуском через растворы закрепителей: пассира, силиката, фосфорно-и мышьяковонатровой соли, мела, иногда соды, аммиака и т. п. Пропуск через раствор закрепителя производится большей частью по предварительном высушивании ткани в так называемых пассирных барках, имеющих много общего с барками, употребляемыми для нанесения протравы. В последнее отделение такой барки втекает непрерывной струей вода; ткань, после пропуска через закрепитель, тщательно промывается, после чего поступает уже на окрашивание. К., собственно, ведется всегда в водном растворе и при том, по возможности, слабом, так как иначе окрашивание получается неоднородное. В том случае, если пигмент нерастворим или мало растворим в воде, как напр. ализарин, с целью содействовать однородности красильной ванны прибавляются или отруби, или же немного какого-нибудь растворителя, напр. аммиака. Часто красильная ванна имеет весьма сложный состав и заготовка ее производится задолго (12-30 час.) до начала К., как это, напр., практикуется в кубовом К. Иногда красильная ванна составляется из смеси раствора пигмента и какой-нибудь инертной соли, напр., глауберовой, поваренной, фосфорнонатровой и т. п., как это имеет место при К. бензидиновыми производными. При К. экстрактами красильных деревьев очень часто красильная ванна приготовляется из смеси экстрактов: кампеша, кверцитрона, красного дерева и т. п. То же самое часто практикуется и при К. искусственными пигментами для получения различных смешанных оттенков цвета, так наз. модных цветов. Так как некоторые пигменты очень энергично фиксируются волокном, то для получения равномерного окрашивания раствор пигмента вливается не весь зараз, а только половина; вторую же половину вливают уже после того, как через раствор пропустят один раз всю окрашиваемую ткань. Такой прием работы называется К. в два конца. Окрашенная ткань поступает на промывку, часто несколько раз подряд. После промывки ткань высушивается и иногда аппретируется, или тем или другим способом отделывается.
Статья про "Крашение" в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 1381 раз |
TOP 15
|
|||||||