Вискоза

<час />

Фон

На протяжении веков человечество полагалось на различные растения и животных как на сырье для тканей и одежды. Шелкопряды, овцы, бобры, олени-буйволы и даже пальмовые листья - это лишь некоторые из природных ресурсов, которые использовались для удовлетворения этих потребностей. Однако в прошлом веке ученые обратились к химии и технологиям, чтобы создать и улучшить многие ткани, которые мы сейчас воспринимаем как должное.

Существует две основные категории искусственных волокон:те, которые сделаны из натуральных продуктов (целлюлозные волокна), и те, которые синтезируются исключительно из химических соединений (нецеллюлозные полимерные волокна). Вискоза - это материал на натуральной основе, который производится из целлюлозы, древесной массы или хлопка. Эта натуральная основа придает ему многие характеристики - невысокую стоимость, разнообразие и комфорт - которые привели к его популярности и успеху. Сегодня вискоза считается одним из самых универсальных и экономичных доступных искусственных волокон. Его назвали «первым подарком лаборатории ткацкому станку».

В 1860-х годах французской шелковой промышленности угрожала болезнь тутового шелкопряда. Луи Пастер и граф Илер де Шардонне изучали эту проблему в надежде спасти эту жизненно важную отрасль. Во время этого кризиса Шардонне заинтересовалась поиском способа производства искусственного шелка. В 1885 году он запатентовал первый успешный процесс изготовления пригодного для использования волокна из целлюлозы. Несмотря на то, что другие ученые впоследствии разработали более экономичные способы изготовления искусственного шелка, Шардоне по-прежнему считается отцом искусственного шелка.

Следующие сорок лет этот материал назывался искусственным . или имитация шелка. К 1925 году он превратился в самостоятельную отрасль и получил название район . Федеральной торговой комиссией (FTC). Термин район в это время включены любые искусственные волокна из целлюлозы. Однако в 1952 году Федеральная торговая комиссия разделила районы на две категории:волокна, состоящие из чистой целлюлозы (вискоза), и волокна, состоящие из соединения целлюлозы (ацетат).

К 1950-м годам большая часть произведенного вискозного волокна использовалась в производстве промышленных товаров и товаров для дома, а не в производстве одежды, потому что обычный вискозный материал (также называемый вискозным вискозным волокном) волокна были слишком слабыми по сравнению с другими волокнами, чтобы их можно было использовать в одежде. Затем, в 1955 году, производители начали производить вискозу нового типа - вискозу с высоким модулем упругости (HWM), которая была несколько прочнее и которую можно было успешно использовать для изготовления простыней, полотенец и одежды. Появление района HWM (также называемого модифицированным районом) считается самым важным достижением в области производства вискозы с момента его изобретения в 1880-х годах.

Сегодня вискоза - одна из самых широко используемых тканей в нашем обществе. Производится в странах по всему миру. Его можно смешивать с натуральными или искусственными тканями, обрабатывать специальными материалами и даже спроектировать для выполнения множества функций.

Сырье

Независимо от дизайна или производственного процесса, основным сырьем для производства вискозы является целлюлоза. Основными источниками натуральной целлюлозы являются древесная масса - обычно из сосны, ели или болиголова - и Чтобы сделать вискозу, листы очищенной целлюлозы замачивают в каустической соде, сушат, измельчают в крошки и затем выдерживают. в металлических емкостях от 2 до 3 суток. Температура и влажность в металлических контейнерах тщательно контролируются.
После выдержки крошки объединяют и взбивают с жидким сероуглеродом, который превращает смесь в крошки оранжевого цвета, известные как ксантогенат натриевой целлюлозы. Ксантогенат целлюлозы залит едким натром, в результате получается раствор вискозы, который выглядит и ощущается как мед. хлопковый линт. Хлопковый пух - это остаточные волокна, которые прилипают к семенам хлопка после процесса очистки.

Строго говоря, вискоза - это промышленное волокно, состоящее из регенерированной целлюлозы. Юридическое определение также включает промышленные волокна, в которых заменители не заменили более 15 процентов водорода.

Несмотря на то, что основной производственный процесс для всего вискозы схож, эта ткань может быть сконструирована так, чтобы выполнять широкий спектр функций. Различные факторы производственного процесса могут быть изменены для создания множества дизайнов. Различия в сырье, химикатах для обработки, диаметре волокна, последующей обработке и соотношении смесей можно изменять для производства волокна, адаптированного для конкретного применения.

Обычная или вискозная вискоза - наиболее распространенный, универсальный и успешный вид вискозы. Он может быть смешан с искусственными или натуральными волокнами и превращаться в ткани разного веса и текстуры. Кроме того, он хорошо впитывает влагу, экономичен и удобен в носке.

Обычная вискозная искусственная ткань имеет некоторые недостатки. Он не такой прочный, как многие новые ткани, и не такой прочный, как натуральный хлопок или лен. Эта врожденная слабость усугубляется, когда он намокает или подвергается чрезмерному воздействию света. Кроме того, обычная вискоза имеет тенденцию давать усадку при стирке. Плесень, кислота и высокие температуры, такие как глажка, также могут стать причиной повреждений. К счастью, этим недостаткам можно противостоять химической обработкой и смешиванием вискозы с другими волокнами с компенсирующими характеристиками.

Вискоза с высоким модулем упругости во влажном состоянии является более прочным волокном, чем обычная вискоза, и по своим характеристикам больше похожа на хлопок, чем на обычный вискозу. Он лучше восстанавливается эластичностью, чем обычный искусственный шелк, и за тканями, содержащими его, легче ухаживать - их можно стирать в машине, тогда как ткани, содержащие обычный искусственный шелк, как правило, подлежат химической чистке.

Производственный
процесс

Несмотря на то, что существует множество вариантов производственного процесса, в которых используется универсальность волокна, ниже приводится описание процедуры, используемой для изготовления обычного или вискозного волокна.

Независимо от того, используется ли древесная масса или хлопковый линт, основное сырье для производства вискозы необходимо обрабатывать для извлечения и очистки целлюлозы. Полученные листы белой очищенной целлюлозы затем обрабатывают для образования волокон регенерированной целлюлозы. В свою очередь, из этих волокон прядут пряжу, из которой в конечном итоге превращается в желаемую ткань.

Обработка очищенной целлюлозы

• 1 Листы очищенной целлюлозы пропитываются гидроксидом натрия (каустической содой), из которого получают листы щелочной целлюлозы. Эти листы сушат, измельчают в крошки, а затем выдерживают в металлических контейнерах в течение 2–3 дней. Температура и влажность в металлических контейнерах тщательно контролируются.
• 2 После выдержки крошки объединяют и взбивают с жидким сероуглеродом, в результате чего смесь превращается в крошки оранжевого цвета, известные как ксантогенат натриевой целлюлозы. Ксантогенат целлюлозы залит едким натром, в результате получается раствор вискозы, который выглядит и ощущается как мед. Затем добавляются любые красители или мельчайшие вещества в дизайне. Сиропообразный раствор фильтруют на предмет примесей и хранят в чанах до выдержки, на этот раз от 4 до 5 дней.

Производство нитей

• 3 Затем раствор вискозы превращается в нити волокон. Это достигается путем нагнетания жидкости через фильеру, которая работает как душевая лейка, в кислотную ванну. Если должно производиться штапельное волокно, используется большая фильера с большими отверстиями. Если производится филаментное волокно, то используется фильера с меньшими отверстиями. В кислотной ванне кислота коагулирует и отверждает волокна, которые теперь известны как волокна регенерированной целлюлозы.

Вращение

• 4 После омовения в кислоте нити готовы к прядению. В зависимости от типа желаемой пряжи можно использовать несколько методов прядения, в том числе горшечное прядение, катушечное прядение и непрерывное прядение. В Pot Spinning нити сначала растягиваются с контролируемым натяжением на ряд смещающих роликов, называемых годетными колесами. Это растяжение уменьшает диаметр волокон и делает их более однородными по размеру, а также придает волокнам большую прочность. Затем волокна помещаются в быстро вращающийся цилиндр, называемый Topham Box, В результате получаются нити, похожие на торт, которые прилипают к бокам коробки Topham. Затем струны моют, отбеливают, ополаскивают, сушат и наматывают на конусы или катушки.

  Вращение шпули очень похоже на вращение в горшке. Нити пропускаются через ролики и наматываются на катушки, где их промывают, отбеливают, ополаскивают, сушат и снова наматывают на катушки или конусы.

  При непрерывном прядении волокна промываются, отбеливаются, сушатся, скручиваются и наматываются одновременно с натягиванием на прядильные диски.

• 5 После того, как волокна достаточно затвердеют, они готовы к последующей обработке химикатами и различным процессам ткачества, необходимым для производства ткани. Полученная ткань может быть подвергнута любой из нескольких отделочных обработок. К ним относятся ведение календаря для контроля плавности; огнестойкость; предварительная усадка; водостойкость; и сопротивление морщин.

Вискоза с высоким модулем упругости
Производство

Процесс производства искусственного шелка с высоким модулем упругости во влажном состоянии аналогичен тому, который используется для производства обычного искусственного шелка, за некоторыми исключениями. Во-первых, на шаге 1 выше, когда очищенные листы целлюлозы залиты раствором едкого натра, После приготовления сиропообразного раствора вискозы его пропускают через фильеру в кислотную ванну. Полученные струны или волокна затем натягиваются на дисковых колесах, чтобы укрепить их, и помещаются во вращающийся ящик Topham. Этот метод производит похожие на лепешки нити из искусственного шелка, которые промывают, ополаскивают и сушат перед намоткой на катушки или конусы. при изготовлении вискозы HWM используется более слабая каустическая сода. Во-вторых, ни щелочная крошка (№1 выше), ни раствор вискозы (этап №2) не выдерживаются в процессе HWM. В-третьих, при изготовлении искусственного шелка HWM волокна растягиваются в большей степени, чем при изготовлении обычного искусственного шелка.

Контроль качества

Как и в случае с большинством химически ориентированных процессов, контроль качества имеет решающее значение для успешного производства вискозы. Химический состав, время и температура являются важными факторами, которые необходимо отслеживать и контролировать, чтобы получить желаемый результат.

Необходимо контролировать процентное содержание различных волокон, используемых в смешанной ткани, чтобы не выходить за рамки правовых рамок Закона об идентификации текстильных волокон. В этом законе юридически определены семнадцать групп искусственных волокон. Шесть из этих семнадцати групп сделаны из натурального материала. К ним относятся вискоза, ацетат, стекловолокно, металлик, резина и азион. Остальные одиннадцать тканей синтезированы исключительно из химических соединений. Это нейлон, полиэстер, акрил, модакрил, олефин, спандекс, анидекс, саран, виналь, виньон и нитрил.

Внутри каждой группы дженериков есть торговые марки волокон, которые производятся разными производителями. Частные компании часто ищут патенты на уникальные особенности и, как и следовало ожидать, пытаются сохранить юридический контроль над своей конкуренцией.

Побочные продукты

В это экологически сознательное время большое внимание уделяется побочным химическим продуктам вискозы, одной из основных проблем отрасли. Самый популярный метод производства, вискозный метод, приводит к нежелательным выбросам в воду и воздух. Особое беспокойство вызывают выбросы цинка и сероводорода.

В настоящее время производители пробуют ряд методов для уменьшения загрязнения. Некоторые из используемых методов - это восстановление цинка ионным обменом, кристаллизация и использование более очищенной целлюлозы. Кроме того, использование абсорбции и химической очистки помогает снизить нежелательные выбросы газа.

Будущее

Будущее района светлое. В мире не только растет спрос на районы, но и появляется много новых технологий, которые обещают сделать район еще лучше и дешевле.

Некоторое время в 1970-х годах в швейной промышленности существовала тенденция к использованию чисто синтетических материалов, таких как полиэстер. Однако, поскольку чисто синтетический материал не «дышит», как натуральный материал, эти продукты не были хорошо приняты потребителями. Сегодня наблюдается сильная тенденция к использованию смесовых тканей. Смеси предлагают лучшее из обоих миров.

При нынешнем объеме знаний о структуре и химической активности целлюлозы некоторые ученые полагают, что вскоре станет возможным производить молекулу целлюлозы непосредственно из солнечного света, воды и углекислого газа. Если эта технология окажется рентабельной, такие гидропонные фабрики могут стать гигантским шагом вперед в поисках сырья, необходимого для удовлетворения мирового спроса на искусственные ткани.