Аппретирование

Аппретирование — это заключительная стадия отделки текстильных материалов (тканей, трикотажа, нетканых полотен), представляющая собой комплекс физико-химических и механических воздействий, направленных на придание изделию заданных потребительских свойств (внешнего вида, тактильных ощущений, формоустойчивости, износостойкости, водоотталкивания и других). Процесс заключается в нанесении на поверхность материала специальных составов — аппретов — и последующей обработке (сушке, каландрированию, термофиксации).

История

Изначально аппретирование возникло как ремесленный приём для облагораживания тканей из натуральных волокон. В Древнем Египте и Китае для придания жёсткости льняным и шёлковым полотнам использовали крахмальный клейстер. В средневековой Европе аппреты готовили на основе пшеничного крахмала, камеди, желатина и яичного белка. С развитием текстильной промышленности в XIX веке появились механизированные способы нанесения составов (шпрединг-машины, плюсовки). В XX веке с изобретением синтетических полимеров и химических реагентов ассортимент аппретов значительно расширился, что позволило создавать ткани с принципиально новыми свойствами (несминаемость, малосминаемость, водоотталкивание, антистатичность).

Классификация аппретирования

Аппретирование классифицируют по нескольким признакам: по цели обработки, по типу используемого состава, по способу нанесения и по стадии технологического процесса.

По цели обработки

• Декоративное аппретирование — улучшает внешний вид ткани: придаёт блеск (глянцевый или матовый), изменяет фактуру (например, эффект «персиковой кожи»), устраняет ворсистость, фиксирует рисунок.
• Специальное (функциональное) аппретирование — придаёт ткани определённые эксплуатационные свойства:
• Водоотталкивающее (гидрофобное) — для плащевых, зонтовых, туристических тканей.
• Грязеотталкивающее (олеофобное) — для рабочей и форменной одежды.
• Противомикробное (бактерицидное) — для медицинского текстиля, постельного белья.
• Антистатическое — для одежды, используемой в электронной промышленности и взрывоопасных зонах.
• Биозащитное (против моли, плесени, гниения) — для технических тканей, палаток.
• Огнезащитное (антипиреновое) — для спецодежды, обивки общественного транспорта.
• Малоусадочное и несминаемое — для рубашечных, костюмных тканей.
• Мягчение (силиконизация) — для белья, трикотажа.

По типу аппрета

• Крахмальные (клеевые) — на основе крахмала, декстрина, карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), поливинилового спирта. Придают жёсткость и наполненность, легко удаляются при стирке.
• Синтетические полимерные — на основе акриловых, полиуретановых, полиэфирных, силиконовых дисперсий. Обеспечивают высокую стойкость к многократным стиркам и химической чистке.
• Восковые и жировые — на основе парафина, воска, стеарина. Используются для придания водонепроницаемости и мягкости.
• Солевые — на основе солей металлов (алюминия, циркония, титана). Применяются для водоотталкивающих и огнезащитных пропиток.
• Комбинированные — содержат смесь компонентов для достижения нескольких эффектов одновременно.

По способу нанесения

• Плюсование — пропитка ткани через валки с последующим отжимом. Наиболее распространённый метод.
• Нанесение на ракле (шпрединг) — нанесение пастообразного состава на поверхность с помощью ракельного ножа или шаблона.
• Пенное аппретирование — нанесение вспененного состава, что позволяет снизить расход воды и энергии.
• Распыление (спрей) — применяется для локальной обработки (например, по краям ткани) или для изделий сложной конфигурации.
• Пропитка в ванне — полное погружение материала в раствор.

Технологический процесс

Типовой процесс аппретирования включает несколько последовательных операций:

1. Приготовление аппретирующего состава — растворение или диспергирование компонентов в воде или органическом растворителе, фильтрация.
2. Нанесение аппрета — на специальных машинах (плюсовках, шпрединг-машинах, пеногенераторах).
3. Сушка — удаление влаги в сушильных камерах при температуре 100–150 °C.
4. Термообработка (термофиксация) — нагрев до 150–200 °C для закрепления полимера на волокне. Проводится на термокаландрах или в термокамерах.
5. Охлаждение — для стабилизации структуры.
6. Механическая отделка — каландрирование (придание блеска, гладкости), ворсование, тиснение, ширение (выравнивание ширины).

Оборудование

Основные виды машин для аппретирования:

• Плюсовки — двух- или трёхвалковые устройства для пропитки и отжима.
• Шпрединг-машины (ракельные) — для нанесения паст и толстых слоёв.
• Пеногенераторы — для получения и нанесения пены.
• Сушильные камеры — барабанные, конвекционные, инфракрасные.
• Каландры — для финишной обработки (глянцевание, тиснение, лощение).
• Термостабилизационные машины — для фиксации термореактивных смол.

Применение в различных отраслях

Аппретирование применяется не только в производстве одежды и бытового текстиля, но и в технических отраслях:

• Автомобильная промышленность — обработка обивочных тканей для салонов автомобилей (грязеотталкивание, стойкость к истиранию, УФ-стабильность).
• Медицина — придание антимикробных свойств хирургическим халатам, простыням, марле.
• Строительство — пропитка геотекстиля, тентовых материалов, утеплителей (огнезащита, гидрофобизация).
• Сельское хозяйство — обработка укрывных материалов (агроволокно) для защиты от ультрафиолета и влаги.
• Обувная промышленность — аппретирование подкладочных и верховых тканей для придания формоустойчивости и водоотталкивания.

Экологические аспекты

Традиционные аппреты на основе формальдегидсодержащих смол (например, для несминаемости) могут выделять вредные вещества в процессе эксплуатации. В связи с этим в России и мире разрабатываются и внедряются экологически безопасные альтернативы: аппреты на основе биополимеров (хитозан, альгинаты, белки), наночастиц (диоксид кремния, оксид цинка), а также безформальдегидные сшивающие агенты. В текстильной промышленности действуют стандарты, ограничивающие содержание вредных веществ (например, стандарт OEKO-TEX® Standard 100).

Интересные факты

• В XIX веке для аппретирования шерстяных тканей использовали мочу животных — содержащийся в ней аммиак способствовал фиксации красителей и придавал шерсти мягкость.
• Технология «мокрого» аппретирования (нанесение состава на влажную ткань) позволяет снизить расход энергии на сушку и улучшить проникновение аппрета в структуру волокна.
• В производстве джинсовой ткани аппретирование крахмалом (жестчение) является обязательной стадией для получения характерного хруста и формы.

Источники

• Сафонов В. В. Химическая технология отделки хлопчатобумажных тканей. — М.: Легпромбытиздат, 1991.
• Кричевский Г. Е. Химическая технология текстильных материалов. — М.: РосЗИТЛП, 2000.
• Овчинникова Г. П., Лысова Е. В. Технология отделки текстильных материалов. — Иваново: ИГХТУ, 2008.
• ГОСТ 29298-2005. Ткани хлопчатобумажные и смешанные. Общие технические условия.
• OEKO-TEX® Standard 100 — General Conditions.