Textilní výroba

V dnešní době je těžké si představit svět bez textilu. To se týká zejména oblečení, které každý z nás nosí každý den. Oblečení poskytuje pohodlí a ochranu a pro velkou skupinu lidí je to také nesmírně důležitý způsob, jak vyjádřit svůj styl a osobnost. Textilní průmysl je často nazýván jedním z nejdelších a nejsložitějších průmyslových řetězců. Skládá se z velkého množství pododvětví, které pokrývají celý výrobní cyklus, počínaje výrobou surovin (např. syntetická vlákna), přes polotovary (např. příze a tkaniny), až po hotové výrobky, jako jsou koberce, oděvy a textilie pro průmyslové využití.

Textilní vlákna jsou vyrobena z obrovského množství materiálů. Většina z nich se vyznačuje polymerní konstrukcí. Hlavní suroviny pro výrobu vláken jsou:

1. přírodní vlákna – jedná se o vlákna živočišná (také nazývaná: bílkovinná vlákna – např. hedvábí, vlna, vlasy), rostlinná (celulózová vlákna – např. len, konopí, bavlna, kopřiva) nebo minerální vlákna, nacházející se v mnoha přírodních minerálech,
2. umělá vlákna – umělá vlákna. Mohou to být vlákna na bázi celulózy (např. acetát celulózy) nebo syntetické polymery, např. nylon, polyakrylonitril (anilana), polyesterová (elana) a polyuretanová (lycra) vlákna,
3. recyklované materiály (tzv. rPET) – jedná se o materiály z obnovitelných přírodních zdrojů, např. PLA (Polylaktid), který se vyrábí převážně z kukuřice a je biologicky odbouratelný, nebo měděná vlákna, vzniklá vysrážením celulózových vláken v měděné lázni.

Prvním procesem, kterému jsou vystavena přírodní a umělá vlákna, je předení. Zpočátku procházejí volná vlákna řadou různých mechanických operací (uvolňování, míchání a mykání) a poté procházejí řádným spřádáním. Tento proces lze rozdělit do dvou základních typů:

1. vlněná – používá se k získávání přízí z přírodních vláken (vlna) a složených přízí, které obsahují vlnu a syntetická vlákna, např. polyester, polyakrylonitril nebo polyamid,
2. bavlna – používá se k výrobě bavlněných a směsových přízí složených z bavlněných vláken a dalšího materiálu, např. polyesterových, viskózových nebo polyamidových vláken.

V procesu spřádání se používají těžko odbouratelné chemikálie, které jsou na vlákna aplikovány v množství 2 až 5 %hmot. To usnadňuje průběh následujících fází procesu výroby příze. V této fázi se nejčastěji používají minerální a silikonové oleje a také aromatické uhlovodíky, které jsou při konečné úpravě z příze zcela odstraněny. Z příze se vyrábí dva základní sortimenty plochých textilních výrobků, tj. tkaniny a úplety.

V případě tkanin je první operací lepení osnov. Jedná se o aplikaci speciálních chemikálií na přízi, která zvyšuje její mechanickou pevnost. Tento proces se nazývá dimenzování. Textilní klížidla mohou být na bázi polysacharidů (např. karboxymethylcelulóza) nebo syntetických polymerů, jako jsou polyakryláty. To není případ procesu pletení. Příze na pleteninu se speciálně připravuje nanášením kluzných přípravků. Tyto látky jsou určeny ke snížení napětí v procesu pletení, které je důsledkem tření mezi přízí a vodicími prvky stroje.

Jedním z produktů, které lze použít ve fázi klížení, je Rokrysol JW20 , což je účinné syntetické klížidlo. Dodává přízi vlastnosti v souladu s požadavky zajišťujícími další správné zpracování příze do tkaniny. Rokrysol JW20 je rozpustný ve vodě v libovolném poměru, což zajišťuje rovnoměrné nanášení a potahování příze. Po aplikaci Rokrysol JW20 probíhají efektivněji další fáze zpracování tkaniny (odšlichtování, bělení, barvení nebo potisk). V případě elektrifikace příze při zpracování se doporučuje přidat do šlichtovacího prostředku specializovaný antielektrostatický přípravek Rostat A. Tento produkt téměř zcela eliminuje výskyt statické elektřiny a také dodává vláknům dobré kluzné vlastnosti. Výrobek dobře funguje v procesech přípravy textilních surovin jako přídavek k šlichtování osnov, příprava surovin po barvení a konečná úprava látek a pletenin.

Další fází zpracování textilní suroviny je další předúprava. Volná vlákna, příze, tkaniny a pleteniny se bělí, barví a zušlechťují. Výběr a pořadí jednotkových operací závisí na druhu suroviny a tvaru výrobku (příze, tkanina nebo pletenina).

Příprava produktů z bavlněných vláken

Zpracování bavlněných vláken a dalších celulózových vláken je velmi složité. Využívá především procesy jako je činění, odšlichtování, mercerace a bělení.

První proces zahrnuje pohyb suroviny nad plamenem plynového hořáku, díky kterému jsou odstraněna elementární vlákna.

Dalším krokem je odšlichtování. V případě syntetického klížení se obvykle pere ve vodní lázni s uhličitanem sodným spolu se smáčecími přísadami. Skupina PCC nabízí řadu smáčedel, která jsou dokonale vhodná pro použití v textilním průmyslu. Řada POLIkol (PEG) je skupina polyoxyethylenglykolu, která má díky své struktuře solubilizační, změkčující, lubrikační, antistatické a zvlhčující vlastnosti. Polyoxyethylenglykoly se vyznačují velmi dobrou biologickou odbouratelností. Jde také o bezpečné a netoxické látky, proto snižují ekologickou škodlivost vodních koupelí. Produktová řada ROKAnol IT jsou ethoxylované mastné alkoholy, které zajišťují správné smáčení čištěného povrchu a rozptýlení částic nečistot, což má vliv na vysoký výkon při odstraňování nečistot z látek/pletenin a tvrdých povrchů. Tyto produkty jsou dokonalými složkami alkalických a kyselých detergentů používaných pro profesionální mytí a průmyslové čištění. Produkty ROKAnol NL se zase používají k předúpravě vláken. Lze je použít k odstranění olejových skvrn z látek a pletenin vzniklých při průmyslových procesech pletení a tkaní. Produkty ROKAnol NL také zlepšují účinnost bělení, což přímo ovlivňuje zlepšení vzlínavosti barviva v procesech barvení.

Dalším procesem je mercerace, která má za úkol zvýšit pevnost vláken a dodat jim patřičný lesk.

Poslední fází prvotní přípravy bavlněných vláken je bělení. Spočívá v odbarvení přirozené barvy způsobené nečistotami na barevných vláknech (např. u lnu), které nebylo možné odstranit praním. Příkladem takové chemické sloučeniny je chlornan sodný , který lze použít pro bělení lněných, konopných a bavlněných pletenin. Díky chlornanu sodnému je dosaženo velmi vysokého stupně bělosti. Aby se zlepšila účinnost bělení, před začátkem procesu se používají chemické prostředky k neutralizaci alkalických zbytků ve vláknech (např. kyselina chlorovodíková ).

Ošetření vlněných výrobků

Vlněné výrobky musí také projít řadou předúprav před provedením kroku barvení. Základními procesy jejich přípravy jsou karbonizace, předpírka a bělení.

Cílem karbonizace je úplné odstranění rostlinných nečistot. Tento proces zahrnuje ošetření vlněných vláken roztokem kyseliny sírové a jejich následné zahřátí na teplotu nad 100 °C. Poškozená vlákna se mechanicky odstraní a celek se neutralizuje octanem sodným. Po dokončení karbonizace následuje krok praní, aby se odstranily látky z vláken nanášených během spřádání. Předpírka má za následek vysoký stupeň smáčivosti a nasákavosti bělidel a barviv. Poslední fází je bělení vlny. V tomto procesu se nejčastěji používá peroxid vodíku.

Výrobky z chemických vláken

Výrobky ze syntetických vláken také vyžadují řadu operací, z nichž nejdůležitější jsou předpírka a tepelná stabilizace.

Stejně jako u přírodních vláken má předpírka za úkol odstranit z vláken látky nanesené při odstřeďování. Tepelná stabilizace zase spočívá v ohřevu produktů, které jsou transportovány v prostředí horkého vzduchu přes následné ohřívací komory. Tepelná stabilizace poskytuje tkaninám tvarovou stálost v konečných fázích výroby i při použití výrobků ze syntetických vláken.

Barvení textilních výrobků

Baví se mnoho textilních výrobků, jako jsou volná vlákna, příze, látky, pleteniny a dokonce i hotové výrobky. Rozlišujeme dvě základní skupiny metod barvení: periodické a kontinuální, kam patří i metody semikontinuální.

Periodické metody spočívají v ponoření textilního materiálu do vodného roztoku barviva na stanovenou dobu. Do lázně se také přidávají chemické pomocné látky, které umožňují migraci molekul barviva uvnitř vláken. Po dokončení tohoto procesu se lázeň vypustí do odpadní vody a textilní výrobek se vypere, aby se odstranily chemikálie.

Hlavním prvkem, který rozlišuje mezi kontinuální a periodickou metodou, je nanášení barviva napouštěním. Navíc u kontinuálních metod probíhají následné barvicí procesy kontinuálně jeden po druhém, zatímco u semikontinuálních metod po napouštění je proces přerušen a další stupně jsou prováděny jako samostatné operace.

Příkladem produktu, který může v textilním průmyslu fungovat jako nosič, je Rokelan OPD . Produkt lze použít jako nosič v procesu barvení hydrofobních a polyesterových vláken, čistých i směsných. Zajišťuje získání živých barev bez ohledu na jejich odstín a intenzitu. Barvy Rokelan OPD vykazují dobrou odolnost vůči světlu. Použití tohoto produktu navíc zaručuje vysokou účinnost barviva.

Chemické pomocné látky používané k barvení

V závislosti na typu vláken se používají různé přísady pro zlepšení procesu barvení. U celulózových vláken, kde koupele probíhají v alkalickém prostředí, je klíčové udržovat vhodné pH lázně. Nejčastěji se k tomuto účelu používá louh sodný , tedy vodný roztok hydroxidu sodného ( louh sodný ).

Dalšími aditivy používanými v procesu barvení celulózových vláken jsou oxidační činidla (nejčastěji se zde používá peroxid vodíku) a detergenty, které zajišťují efektivní průběh pracího procesu po barvení. Řada Roksol ( PSWN, ICESOLDE PAN / 35L a AZR ) je skupina účinných mycích a čisticích prostředků. Tyto produkty lze použít jako prostředky pro průmyslové praní textilních výrobků. Velmi dobře se rozpouštějí ve vodě a svými penetračními vlastnostmi zlepšují účinnost barvení. Produkty Roksol umožňují odstranění řady látek, jako jsou přírodní tuky, lubrikanty, syntetické vosky a klížidla. Díky své nízké pěnivosti je lze použít v mnoha technologických procesech na různých typech aparatur, aniž by způsobovaly poruchy při jejich práci.

V případě vlněných vláken, kde proces barvení probíhá v kyselém prostředí, se pro zajištění vhodného pH lázně používá kyselina sírová nebo octová . Dále se do roztoku přidávají redukční činidla (např. thiosíran sodný) a egalizační činidla, která se používají k získání jednotných barviv.

Při barvení syntetických vláken se používá i řada přísad. PES (polyesterová) vlákna vyžadují použití zahušťovadel (např. polyakrylátů), aby se omezila migrace barviva během sušení. PA (polyamidová) vlákna vyžadují přísnou kontrolu pH a pro tento účel se používá kyselina sírová nebo octová. Kromě toho se používá také řada vyrovnávacích a dispergačních prostředků. Skupina PCC nabízí řadu specializovaných produktů, které mohou tuto funkci plnit. Dispergační činidlo NNOC E je produkt používaný při barvicích procesech jako dispergační a egalizační činidlo. Uchovává těžko rozpustná barviva v homogenní disperzi v barvicích lázních.

Potisk textilu

Proces potisku textilu zahrnuje místní barvení, aby se získal předem stanovený vzor. Všechny typy vláken vyžadují před tiskem náležitou přípravu. Na textilní substrát se nanese předem připravená pasta, která obsahuje barviva nebo pigmenty. Poté jsou již připravená vlákna podrobena procesu tisku, který lze provádět různými metodami (např. plochým, rotačním a sprejovým filmovým tiskem). Po dokončení procesu dochází k fixaci, jinak nazývané sušení. Konečnou fází je praní, díky kterému se z vláken odstraní nezafixované částice barviva a různé chemikálie používané k přípravě tiskařské pasty (jako dispergátory nebo emulgátory). V této aplikaci perfektně fungují ethoxylované nonylfenoly, tedy produkty ROKAfenol . Jejich detergentní, emulgační a čisticí vlastnosti je činí účinnými při podpoře pracích procesů. Produkty ROKAfenol lze použít k čištění různých vláken, jak vlny a bavlny, tak chemických vláken, štětin a kůže. Jejich odolnost vůči vysoké teplotě a vysoká koncentrace elektrolytů zajišťují použití v náročných podmínkách v textilním průmyslu, například při praní vlny a vyvařování bavlny.

Konečná úprava textilu

Posledním procesem, kterému jsou vlákna podrobena, je chemické zpracování. Jeho cílem je dodat výrobkům určité užitné vlastnosti, např. voděodolnost nebo omezení sklonu k mačkavosti. Aby se zabránilo zmačkání materiálů, používají se vhodná síťovadla a změkčovací přísady.

V procesech povrchové úpravy textilu lze použít přípravky jako Roksol AT2 a Roksol AZR . Díky těmto výrobkům získávají textilní výrobky měkký a příjemný omak. Mají změkčující a antistatické vlastnosti, díky kterým zabraňují elektrizování vláken a usnadňují jejich další zpracování. Roksol AZR má také emulgační vlastnosti, díky kterým podporuje proces mytí a čištění skvrn. Výrobek se také vyznačuje dobrou schopností pronikat barvivem do lázně.

Hydrofobní (vodotěsné) úpravy se získávají přidáním vhodných polymerů na povrch vláken, které tvoří voděodolný film. K jejich vylepšení se navíc používají silikonová a fluorokarbonová činidla.

Textilní trh ve světě

Odhadovaná hodnota světového textilního trhu je přibližně 830 miliard USD (údaje ze zprávy Grand View Research 2015) a očekává se, že toto číslo v následujících letech poroste. Rostoucí povědomí zaměstnavatelů a zaměstnanců o poskytování osobních ochranných pracovních prostředků a tím zajištění bezpečnosti práce je jedním z důležitých tahounů tohoto odvětví. Navíc používání stále modernějších vláken, jako je kevlar, dává příležitost vyvíjet inovativní produkty, které vytvářejí nové aplikace na trhu s oblečením. Dalším důležitým aspektem v textilním sektoru je trvale pozorovaný pokles cen bavlny na některých trzích (zejména v Indii), zejména v důsledku nadprodukce a vysokých zásob ve skladech.