Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Ewa Gałązka

Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych
826[01].Z4.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

mgr inż. Artur Pacholski

mgr inż. Małgorzata Piechota

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Maria Michalak

Konsultacja:

mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 826[01].Z4.02
Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu operator maszyn w przemyśle włókienniczym.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1.

Chemia barwników

4.1.1.

Materiał nauczania

4.1.2.

Pytania sprawdzające

4.1.3.

wiczenia

4.1.4.

Sprawdzian postępów

4.2.

Charakterystyka metod barwienia i maszyny w nich stosowane

4.2.1.

Materiał nauczania

4.2.2.

Pytania sprawdzające

4.2.3.

wiczenia

4.2.4.

Sprawdzian postępów

4.3.

Wybrane receptury barwienia i znaczenie wody w chemicznej obróbce

4.3.1.

Materiał nauczania

4.3.2.

Pytania sprawdzające

4.3.3.

wiczenia

4.3.4.

Sprawdzian postępów

4.4.

Wykaz barwników i trwałość wybarwień

4.4.1.

Materiał nauczania

4.4.2.

Pytania sprawdzające

4.4.3.

wiczenia

4.4.4.

Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o procesach barwienia włókien

i wyrobów włókienniczych, celu barwienia, podstawowych metodach barwienia różnych
rodzajów włókien w różnych postaciach przerobowych, maszynach i urządzeniach
stosowanych w tych procesach, oraz znaczeniu wody, recepturach barwienia i barwnikach.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

Schemat układu jednostek modułowych w module

826[01].Z4.01

Bielenie włókien

i wyrobów włókienniczych

826[01].Z4.02

Barwienie włókien

i wyrobów

włókienniczych

826[01].Z4.03

Drukowanie wyrobów

włókienniczych

826[01].Z4

Technologia wykończania

włókien i wyrobów włókienniczych

826[01].Z4.05

Wykończanie mechaniczne

i termiczne wyrobów

włókienniczych

826[01].Z4.04

Nakładanie apretur

i innych wykończeń

uszlachetniających

na wyroby włókiennicze

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

klasyfikować podstawowe surowce włókiennicze ze względu na ich pochodzenie
i długość włókien, rozpoznawać podstawowe grupy surowców na podstawie koloru,
chwytu i próby palenia oraz rozróżniać surowce i wyroby na podstawie nazw
handlowych i oznaczeń,

−

podawać nazwy handlowe najczęściej produkowanych włókien,

−

charakteryzować właściwości mechaniczne, fizyczne, chemiczne i użytkowe różnych
surowców włókienniczych,

−

określać wpływ pochodzenia włókien i ich składu chemicznego na zastosowanie
i właściwości wyrobów,

−

charakteryzować podstawowe rodzaje wyrobów włókienniczych i określać ich
podstawowe wskaźniki technologiczne,

−

charakteryzować podstawowe parametry budowy wyrobów włókienniczych,

−

charakteryzować proces bielenia, rodzaje używanych środków chemicznych i ich wpływ
na proces,

−

definiować podstawowe wskaźniki jakościowe wyrobów włókienniczych,

−

objaśniać podstawowe metody wyznaczania wskaźników jakościowych wyrobów
włókienniczych,

−

określać zasady pobierania próbek wyrobów włókienniczych,

−

określać warunki wykonywania badań,

−

określać warunki procesu bielenia oraz skład kąpieli bielących,

−

badać wskaźniki użytkowe i strukturalne liniowych i płaskich wyrobów włókienniczych,

−

obliczać wartość podstawowych parametrów wyrobów włókienniczych,

−

rozpoznawać elementy maszyn i mechanizmów,

−

odczytywać rysunki z uwzględnieniem wymiarowania,

−

odczytywać rysunki techniczne i uproszczenia rysunkowe,

−

odczytywać rysunki zestawieniowe zespołów i podzespołów maszyn, ustalać działanie
i określać elementy składowe,

−

wykonywać proste rysunki techniczne,

−

korzystać z dokumentacji technicznej, PN, katalogów,

−

odczytywać

Dokumentację

Techniczno-Ruchową,

dokumentację

technologiczną

i warsztatową,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska,

−

posługiwać się sprzętem laboratoryjnym z zachowaniem zasad bhp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

rozróżnić barwy i ich odcienie,

−

dobrać barwniki do uzyskania określonej kolorystyki,

−

scharakteryzować podstawowe metody barwienia,

−

sklasyfikować barwniki,

−

scharakteryzować grupy barwników i ich właściwości,

−

scharakteryzować procesy barwienia włókien naturalnych, sztucznych i syntetycznych,

−

dobrać rodzaj barwnika do składu kąpieli barwiącej,

−

przygotować kąpiele barwiące według procedur,

−

rozróżnić maszyny i urządzenia do barwienia tkanin i dzianin,

−

posłużyć się schematami maszyn i urządzeń do barwienia wyrobów,

−

obsłużyć maszyny i urządzenia barwiące,

−

zabarwić tkaniny i dzianiny różnego rodzaju i różnymi barwnikami,

−

ocenić jakość barwienia,

−

określić znaczenie wody w przemyśle włókienniczym,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1.

Chemia barwników

4.1.1.

Materiał nauczania

Barwa i barwność jako zjawisko fizyczne

Jeżeli białe światło (słoneczne) pada na jakieś ciało, to może ono być przez nie

przepuszczone, odbite lub pochłonięte. Ciała przepuszczające światło nazywamy
przezroczystymi.

Ciała odbijające wszystkie rodzaje promieniowania, wchodzące w skład światła białego,

nazywamy białymi.

Ciała pochłaniające, czyli absorbujące wszystkie rodzaje promieniowania, nazywamy

czarnymi.

Ciała mające zdolność pochłaniania tylko niektórych zakresów długości fal wchodzących

w skład światła białego, a odbijania pozostałej reszty, nazywamy barwnymi.

Rys. 1. Trójkąt barw [opracowanie własne na podstawie 9]

O barwie ciał barwnych decydują długości fal światła odbitego. Jeżeli ciało pochłania

z padającego światła białego promienie o określanej długości fali, czyli o określonej barwie,
mieszanina pozostałych (odbitych) składników barwnych światła daje w efekcie określoną
barwę przedmiotu, którą dostrzegamy okiem. Tę barwę nazywamy barwą dopełniającą, gdyż
w połączeniu z barwą promieniowania zaabsorbowanego daje światło białe. Tak. np.
przedmiot nieprzezroczysty, który pochłania promieniowanie czerwone ma w świetle odbitym
barwę dopełniającą do czerwonej, a więc niebieskozieloną. Barwa danego przedmiotu
stanowi jego cechę fizyczną, związaną z absorpcją promieniowania o określonym, wąskim
zakresie długości fal. Absorpcję taką nazywamy selektywną absorpcją promieniowania.

Czerń

Czerwień

Brunat

Fiolet

Oranż

Granat

Błękit

Zieleń

ółcień

Oliwek

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2. Koło barw [opracowanie własne na podstawie 3, s. 136, 137]

Korzystając z rysunku 2 możemy łatwiej zrozumieć zasady mieszania barw. Barwy

dopełniające do barw podstawowych występują w kole barw naprzeciwko siebie np. dla
fioletu barwą dopełniającą jest barwa żółta, dla barwy pomarańczowej – niebieska, dla
zielonej – czerwona.

Barwy dopełniające zmieszane w różnych proporcjach dają odcienie złożone, złamane,

natomiast zmieszane w proporcjach identycznych – dają odcienie szarości. Barwy możemy
jeszcze podzielić na ciepłe i zimne. Ciepłe to te, które kojarzą się z latem (pomarańcz,
czerwona, żółta), zimne to takie, które obserwujemy w przyrodzie zimą (niebieska, fioletowa,
zielona).

Wśród barw wyróżniamy barwy neutralne – biel, szarość, czerń. W operowaniu barwami

ważne są zestawienia barw, mogą one być kontrastowe i podobne.

I rzędu

II rzędu

III rzędu

Rys. 3. Barwy I, II, III rzędu [opracowanie własne na podstawie 3, s. 136, 137]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Barwy I rzędu to barwy podstawowe, należą do nich żółcień, czerwień, błękit. Przez ich

łączenie otrzymujemy barwy II rzędu: zieleń, oranż, fiolet (np.: łącząc barwnik czerwony
z niebieskim otrzymujemy barwnik fioletowy). Barwy II rzędu nazywamy barwami
pochodnymi, należą do nich fiolet, zieleń i oranż. W wyniku ich mieszania otrzymujemy
barwy III rzędu takie jak: oliwek, brunat i granat.

Barwy dzielimy na grupy:

−

barwy jasne,

−

barwy średnie,

−

barwy ciemne.
Kolory pastelowe otrzymujemy przez dodanie bieli. Ściemniamy kolory przez dodanie

szarości lub czerni.

Ze względu na czystość barw wyróżniamy:

−

barwy czyste,

−

barwy złamane,

−

barwy zgaszone.

Powstawanie barw złamanych:
ż

ółty + szary = oliwka,

pomarańcz + szary = brzoskwiniowy,
czerwony + szary = wiśniowy,
fioletowy + szary = wrzosowy.
Powstawanie barw zgaszonych:
ż

ółty + czarny = khaki,

pomarańcz + czarny = umbra,
czerwony + czarny = bordo,
fiolet + czarny = śliwka,
niebieski + czarny = granat,
zielony + czarny = zgniła zieleń.

Zależność pomiędzy budową związków organicznych a ich barwą

Według teorii Witta zdolność substancji organicznych do selektywnej absorpcji światła

widzialnego jest związana z obecnością w cząsteczkach tych substancji określonych grup
atomów, zwanych chromoforami. Do najczęściej spotykanych chromoforów należą grupy
o wiązaniach podwójnych, między innymi, np.:

−

azowa

—N=N—,

−

nitrozowa

—N=O,

−

karbonylowa

=C=O,

−

etylenowa

—CH=H—.

Związki zawierające w swojej cząsteczce jedną lub więcej grup chromoforowych

nazwane są chromogenami. Chromogeny są barwne, ale nie posiadają one jeszcze zdolności
barwienia innych substancji, np. włókien; nie są zatem barwnikami. Dopiero wprowadzenie
do cząsteczki chromogenu określonych grup atomów, zwanych grupami auksochromowymi,
nadaje mu właściwości barwiące, czyli czyni z niego barwnik. Takimi grupami
auksochromowymi są między innymi:

−

grupa aminowa

— NH

−

alkiloaminowa

— NHR,

−

aryloamimowa

— NHAr,

−

grupa hydroksylowa — OH,

−

alkoksylowa

— OR .

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oprócz chromoforów i grup auksochromiowych cząsteczki barwników zawierają jeszcze

inne podstawniki czy grupy, nadające im określone właściwości, jak rozpuszczalność
w wodzie lub w wodnych roztworach alkaliów. Należą tu grupy:

−

sulfonowa

– SO

−

karboksylowa

– COOH,

−

aminowa

– NH

−

hydroksylowa

– OH.

Klasyfikacja barwników

Podział barwników przeprowadza się w oparciu o takie kryteria, jak:

−

budowa,

−

właściwości,

−

sposób stosowania,

−

rozpuszczalność.

Najczęściej jednak klasyfikuje się barwniki na podstawie budowy chemicznej lub

zastosowania.

Podział wynikający z budowy chemicznej barwnika przyjmuje za podstawę częściowo

system chromoforów, częściowo zaś przynależność do określonej grupy związków
chemicznych.

Klasyfikacja użytkowa (techniczna) barwników – barwniki należące do różnych grup pod

względem budowy chemicznej mają często takie same zastosowanie. Dlatego bardzo istotny
jest także podział barwników według ich zastosowania.

Handlowe postacie barwników włókienniczych – charakterystyka

Barwniki wytwarza się w różnych postaciach handlowych. Mają one postać:

−

najczęściej proszków o różnym stopniu rozdrobnienia substancji barwiącej,

−

rzadziej kryształów,

−

past o różnej zawartości suchej substancji i również o różnym stopniu rozdrobnienia tej
substancji w paście,

−

granulatów,

−

płynów.
Im większy jest stopień rozdrobnienia, tym łatwiej barwnik rozpuszcza się w wodzie,

a w przypadku barwników nierozpuszczalnych w wodzie tym łatwiej tworzy trwałe zawiesiny
wodne (dyspersje). W praktyce spotyka się dość dużą rozpiętość rozdrobnienia barwników
w produktach handlowych, począwszy od (ziaren o średnicy poniżej l mikrometra aż do
ziaren powyżej 50 mikrometrów. Dobór właściwego stopnia rozdrobnienia barwnika zależy
od wielu czynników, między innymi od przeznaczenia tego barwnika, technologii stosowania,
urządzeń, itp.

Dodatki do substancji czynnej barwnika

Barwniki dostarczane do użytkowników zawierają prawie z reguły oprócz właściwej

substancji barwnej (czynnej) różne dodatki, zachowujące się obojętnie w procesach
barwienia. Dodawanie ich ma na celu poprawę określonych właściwości gotowego produktu,
jak np.:

−

rozpuszczalności,

−

zdolności dyspergowania (w przypadku barwników nierozpuszczalnych w wodzie),

−

pozwalające „nastawić” barwnik na ściśle określoną zawartość substancji barwnej, czyli
koncentrację,

−

pozwalające na uzyskiwanie powtarzalnych wybarwień przy użyciu tego samego
barwnika, ale pochodzącego z różnych partii produkcyjnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Jako dodatki stosowane są najczęściej:

−

sól kuchenna,

−

sól glauberska,

−

dekstryna,

−

dyspergatory.
„Nastawianie” prowadzi się zawsze w stosunku do ustalonego wzorca barwnika, który

nazywamy „typem”, a który przyjmuje się za 100%, niezależnie od rzeczywistej zawartości
w nim substancji barwiącej, W handlu spotyka się barwniki o koncentracji mniejszej, równej
lub większej od wzorca.

Barwniki jednorodne i mieszane

Barwniki mogą występować w postaci jednorodnej lub mieszanej. Jednorodność oznacza

obecność w produkcie handlowym tylko jednego rodzaju substancji barwiącej. Barwniki
mieszane natomiast zawierają w produkcie handlowym odpowiednio dobrane dwa, trzy,
a niekiedy i więcej rodzajów substancji barwiących, które pozwalają uzyskać na barwionym
włóknie taką barwę, jaką uzyskano by po zmieszaniu kilku jednorodnych barwników
handlowych.

Nazewnictwo barwników.

Nazywanie barwników według ich budowy chemicznej byłoby sprawą bardzo trudną

i kłopotliwą, a ponadto ułatwiałoby firmom konkurencyjnym naśladownictwo. Z tego też
względu przyjęło się powszechnie nadawanie barwnikom nazw handlowych. Nazewnictwo
barwników według nazw handlowych opiera się na następujących danych:

−

określeniu barwy, np.: żółcień, czerwień, błękit, brunat, czerń, itp,

−

określeniu grupy barwnika bądź jego przeznaczenia, np. barwnik kwasowy, bezpośredni,
kadziowy, itp. (trzeba podkreślić, że większość firm produkujących barwniki nadaje
swoim produktom specjalne nazw, tak np.: barwniki reaktywne produkowane w Polsce
noszą nazwę helaktynowych),

−

literowo-cyfrowym określeniu odcienia, które podawane jest zawsze po określeniu grupy lub
barwy barwnika. Jest to tzw. „marka”(w Polsce i w większości krajów europejskich przyjęło
się oznaczać odcień barwnika następującymi literami: G – odcień żółty lub zielony,
R – odcień czerwony, B – odcień niebieski, odpowiednio odcień bardziej czerwony od
odpowiadającego marce R oznaczymy marką 2R, 3R, itd., bardziej niebieski od marki
B – marką: 2B, 3B, 6B, itp. Według tej symboliki np. żółcień 10G będzie wybitnie czystą,
kanarkową żółcienia, a czerwień l0B oznaczać będzie już niemal fiolet. W marce barwnika
umieszcza się jeszcze często dodatkowe litery oznaczające jego specjalne cechy. Tak więc
litera L oznacza barwnik trwały na działanie światła, E – dobre wyrównywanie barwnika na
włóknie inaczej egalizację, F – wybitną trwałość na światło, warunki atmosferyczne i na
pranie, N oznacza nową edycję barwnika, poprawioną w stosunku do dotychczasowej.
Należy jednak podkreślić, że często różne symbole literowe mają znaczenie zwyczajowe
i odpowiadają, np. imieniu i nazwisku, jak Błękit Wiktora B),

−

określeniu koncentracji, za pomocą cyfr lub słów, przy czym dane te podaje się
zazwyczaj tylko wtedy, gdy koncentracja produktu handlowego nie odpowiada „typowi”.
Można ją wyrazić cyfrowo lub słownie. Tak np. określenie 200% oznacza, że barwnik
jest dwukrotnie „mocniejszy” od „typu”. To samo można wyrazić ułamkiem 50/100, co
oznacza, że 50 części wagowych barwnika handlowego odpowiada 100 częściom
wagowym wzorca. Również umowne jest słowne określenie koncentracji, np.: „extra”,
czy „wysoko skoncentrowany”. Każdy producent musi zapoznać odbiorcę ze znaczeniem
tych określeń, gdyż koncentracja barwnika jest podstawą do obliczania receptur
farbiarskich i drukarskich oraz do rozliczeń finansowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Analiza budowy barwników, a przewidywanie ich właściwości

Zastosowanie barwników stoi w ścisłym związku z ich budową. Istnieje szereg cech

warunkujących określone zastosowanie i uzależnionych od budowy cząsteczki barwnika. Do
najważniejszych należą:

−

rozpuszczalność,

−

powinowactwo,

−

trwałość na określone czynniki,

−

zdolność do całkowitego odbarwienia (wywabialność).

Rozpuszczalność barwnika związana jest miedzy innymi z wielkością jego cząsteczki.

Ogólnie można stwierdzić, że barwniki o większych cząsteczkach rozpuszczają się gorzej.

Powinowactwo, czyli zdolność barwnika lub składnika nie będącego barwnikiem do

łączenia się z włóknem.

Obecność grup warunkujących rozpuszczalność barwnika w wodzie powoduje na ogół

jego gorszą trwałość na tzw. operacje mokre (wodę, pranie, pot, itp.). Wzrost cząsteczki
barwnika, m.in. przez wytwarzanie związków kompleksowych z atomami metali poprawia
trwałość na operacje mokre. Jeżeli chodzi o wpływ budowy barwnika na trwałość na światło,
to stwierdzono, że barwniki azowe na ogół są nietrwałe na światło.

Wywabialność, która jest cechą szczególnie istotną przy zastosowaniu barwników

w drukarstwie, związana jest głównie z obecnością grup azowych w cząsteczce barwnika.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co nazywamy absorpcją?

Jakie ciała nazywamy białymi, a jakie czarnymi?

Które ciała nazywamy przezroczystymi?

Jaką barwę nazywamy dopełniającą?

Co nazywamy selektywną absorpcją promieniowania?

Jakie grupy funkcyjne mają wpływ na rozpuszczalność barwników w wodzie?

Jakie znasz kryteria podziału barwników?

Jakie znasz postacie handlowe barwników?

Co to jest jednorodność barwników?

10.

W jaki sposób ustala się nazewnictwo barwników?

4.1.3. Ćwiczenia

wiczenie 1

Korzystając z trójkąta barw wypisz i przedstaw na rysunku barwy I, II, III rzędu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować karton do malowania, farbę i pędzel,

połączyć kolory tak aby otrzymać określone barwy,

wypisać na kartonie barwy I, II i III rzędu i namalować przy nich przykładowe odcienie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartony,

−

farby plakatowe bądź akwarele,

−

pędzle,

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wiczenie 2

Wykonaj kompozycje barwne, składające się z barw podstawowych, pochodnych, ciepłych,

zimnych, kontrastowych i złamanych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować kolorowe kartki, kredki, farby, pędzle, kartony,

zapoznać się z trójkątem barw i materiałem w poradniku ucznia,

wykonać kompozycje, przynajmniej 4,

uzasadnić dobór barw w poszczególnych kompozycjach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do malowania,

−

kolorowa papiery,

−

kolorowe szmatki,

−

klej, karton,

−

poradnik ucznia,

−

przybory do pisania, zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 3

Zbadaj stopień rozdrobnienia barwnika metodą obserwacji mikroskopowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko pracy,

pobrać potrzebne środki i sprzęty,

rozetrzeć minimalną ilość Zieleni helantrenowej B w ciepłej wodzie z dodatkiem środka
dyspergujacego,

obejrzeć kroplę zawiesiny pod mikroskopem,

powtórzyć to samo, np.: dla Granatu bezpośredniego lub innych najmniej dwóch barwników,

przedstawić swoje spostrzeżenia ustnie,

zapisać spostrzeżenia,

wyciągnąć wnioski o przydatności barwnika.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

mikroskop,

−

barwniki i środki dyspergujące,

−

przybory do pisania, zeszyt,

−

poradnik ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wiczenie 4

Zbadaj jednorodność i złożoność barwników, rozpylając je na zwilżoną bibułę filtracyjną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko pracy,

pobrać potrzebne materiały,

przygotować paski bibuły filtracyjnej,

rozpylić kolejne barwniki na paski bibuły wcześniej zwilżone,

przyjrzeć się otrzymanym plamkom,

przedstawić spostrzeżenia dotyczące jednorodności badanych barwników.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

badane barwniki,

−

bibuła filtracyjna,

−

linijka nóż, lupa,

−

przybory do pisania, zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcia ciało białe i czarne?

zdefiniować zjawisko absorpcji światła i selektywnej absorpcji?

określić barwy dopełniajace do danej barwy?

otrzymać barwę pomarańczową?

otrzymać barwę fioletową?

otrzymać barwę zieloną?

otrzmać barwy III rzędu?

zdefiniować pojęcia grupy chromoforów, grupy auksochromowe?

określić sposób tworzenia nazewnictwa barwników?

10)

określić grupy funkcyjne mające wpływ na rozpuszczalność?

11)

określić kryteria podziału barwników?

12)

określić postaci handlowe barwników?

13)

zdefiniować pojecie koncentracji barwnika?

14)

określić cechy barwników?

15)

zbadać stopień rozdrobnienia barwnika?

16)

zbadać jednorodność barwnika metodą chromatografii?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Charakterystyka stosowanych metod barwienia i maszyny

w nich stosowane

4.2.1. Materiał nauczania

Do barwienia stosuje się wodne roztwory lub zawiesiny barwników. Materiał

włókienniczy obrabia się w kąpieli lub nanosi się kąpiel farbiarską na włókna przez
napawanie bądź przez natryskiwanie.

Ze względu na sposób nanoszenia barwnika na włókno wyróżniamy dwie metody

barwienia:

−

barwienie metoda wyczerpywania barwnika z kąpieli,

−

barwienie metodą napawania.
Barwniki o wysokiej zdolności wyczerpywania z kąpieli farbiarskich stosuje się do

barwienia w kąpieli.

Barwniki o niskim stopniu wyczerpywania z kąpieli stosuje się do barwienia metodą

napawania.

Czynniki warunkujące wybór metody barwienia:

−

rodzaj włókna z jakiego wykonany jest materiał przeznaczony do barwienia,

−

rodzaj barwnika używanego w procesie,

−

rodzaju maszyn stosowanych w procesie.
Utrwalanie barwnika na włóknie w barwieniu metodą napawania może odbywać się

w następujący sposób:

−

podczas obróbki w kąpieli,

−

podczas parowania parą nasyconą,

−

podczas obróbki termicznej gorącym powietrzem lub przegrzaną parą,

−

przez leżakowanie oraz w innych warunkach.
Wybór barwiarki zależy od rodzaju materiału (tkanina, włóknina, dzianina) i od rodzaju

włókien, z których jest wykonany materiał. Dla włókien syntetycznych, które wybarwia się
w temperaturze ponad 100

C używa się maszyn nadciśnieniowych.

Sposoby barwienia:

−

barwienie okresowe,

−

barwienie ciągłe,

−

barwienie półciągłe.
Barwienie okresowe odbywa się przez wyczerpywanie barwnika z kąpieli. Polega na tym,

e barwniki znajdujące się w kąpieli barwiarskiej nasączają pewną ograniczoną ilość

materiału, którego kolor jest utrwalany w innych procesach. Proces ten odbywa się
w barwiarkach zwrotnych (rys. 4), barwiarkach pasmowych (rys. 5), barwiarkach dyszowych
(rys. 6).

Rys. 4. Barwiarka zwrotna [7, s. 89]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasada pracy barwiarki zwrotnej polega na tym, że naprężony materiał przeznaczony do

barwienia przeciąga się przez kąpiel barwiącą w kadzi barwiarki. Zaletą tego sposobu jest
równomierne rozłożenie barwnika na powierzchni materiału Stosuje się go do barwienia
tkanin średnich i ciężkich.

Rys. 5. Barwiarka pasmowa [7, s. 89]

W barwiarce pasmowej materiał zanurza się w kąpieli barwiarskiej w sztuce lub

w pasmach. Zaletą tego sposobu jest to, że materiał nie jest napięty i nie rozciąga się.
Barwiarkę pasmową stosuje się do dzianin i lekkich tkanin bawełnianych.

Rys. 6. Barwiarka dyszowa [7, s. 89]

W barwiarce dyszowej zarówno materiał przeznaczony do barwienia, jak i kąpiel

barwiarska poruszają się w rurze zaopatrzonej w dyszę, przez którą jest wtryskiwana kąpiel
barwiarska przesuwająca materiał.

Rys. 7. Schemat napawarki barwienia ciągłego [7, s. 89]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Barwienie sposobem ciągłym (rys. 7) polega na nasączeniu materiału podczas

przesuwania go przez koryto napawarki. Za korytem wałki wyżymające „wciskają” barwnik
w materiał i usuwające nadmiar kąpieli barwiarskiej.

Barwienie półciągłe odbywa się w następujący sposób. Barwnik jest nanoszony z kąpieli

barwiarskiej na materiał w napawarce, a

następnie barwienie przebiega tak jak w procesie

barwienia okresowego lub też barwy są utrwalane przez np. nawinięcie materiału na tralki
(rys. 8) i przetrzymywanie go w odpowiedniej temperaturze do ostatecznego utrwalenia.

Rys. 8. Napawarka [7, s. 89]

Charakterystyka stosowanych metod barwienia włókien

Metody barwienia włókien:

−

barwienie metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli,

−

barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki w kąpieli,

−

barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas parowania para nasyconą,

−

barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki termicznej
gorącym powietrzem lub przegrzaną parą,

−

barwienie metodą napawania i utrwalania barwnika przez leżakowanie oraz w innych
warunkach.
Podstawowym czynnikiem przyspieszającym dyfuzję barwników w głąb włókien

i skracających czas barwienia jest temperatura; dlatego też większość procesów barwienia jest
prowadzona w temperaturach wyższych od temperatury otoczenia. Tylko nielicznych
przypadkach, w których optimum wyczerpywania barwnika z kąpieli znajduje się poniżej
temperatury wrzenia, procesy barwienia prowadzi się w temperaturach niższych, celem
uzyskania maksymalnego stopnia wykorzystania barwników.

Do barwienia w kąpieli stosuje się barwniki o wysokiej zdolności wyczerpywania

z kąpieli farbiarskich, aby pozostająca w kąpieli ilość nie wykorzystanego barwnika była
możliwie minimalna.

Natomiast do barwienia sposobem napawania stosuje się barwniki charakteryzujące się

niskim stopniem wyczerpywania z kąpieli, co pozwala na utrzymanie stałego stężenia
barwnika w kąpieli farbiarskiej podczas napawania i zapewnia jednolitość wybarwienia całej
partii.

Nierównomierności wybarwień w sposobie kąpielowym powstają na skutek zbyt

szybkiego barwienia, dlatego proces barwienia jest regulowany stopniowym wzrostem
temperatury lub też dodatkiem środków hamujących wyczerpywanie barwników z kąpieli.

W celu uzyskania możliwie dużego stopnia wykorzystania barwników stosowanych

w barwieniu metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli jest wymagany określony czas
barwienia, w którym ustala się równowaga między barwnikiem znajdującym się w kąpieli i na
włóknie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

barwnik/włókno barwnik/kąpiel

Na przesunięcie się równowagi w kierunku barwnik/włókno ma wpływ dodatek

elektrolitów, tj. soli glauberskiej lub kuchennej, które powodują aglomerację (tworzenie
większych skupisk cząsteczek barwników) i sprzyjają adsorpcji barwnika na powierzchni
włókna. Elektrolity dodaje się w końcowej fazie barwienia, gdy większość barwnika
przedyfundowała do wnętrza włókna lub znajduje się na jego powierzchni.

W barwieniu sposobem napawania po mechanicznym naniesieniu barwnika na włókno,

następuje jego utrwalanie (dyfuzja w głąb włókna) lub wywoływanie (powodujące jego
przebarwienie). Utrwalanie lub wywoływanie (operacje właściwego barwienia), jest
przeprowadzane w:

−

kąpieli wodnej,

−

atmosferze pary nasyconej, lub przegrzanej,

−

gorącym powietrzu,

−

temperaturze otoczenia -leżakowanie.

Barwienie metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli.

Barwienie metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli najczęściej stosowane jest w:

−

barwieniu okresowym włókien luźnych, przędzy w motkach lub na krzyżówkach, jak
również w barwieniu wałów osnowowych,

−

tkanin i dzianin w paśmie,

−

tkanin w szerokości.

Rys. 9. Aparat cyrkulacyjny do barwienia przędzy na cewkach [4, s. 188]

Do barwienia przędzy na perforowanych cewkach cylindrycznych lub stożkowych są

stosowane pakunkowe aparaty cyrkulacyjne (rys. 9) z odpowiednimi wsadami. W aparatach

nawoje z nitkami

kąpiel barwiąca

kierunek
cyrkulacji kąpieli

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

tych cyrkulacja kąpieli jest dwukierunkowa, tj. od wewnątrz na zewnątrz i od zewnątrz do
wewnątrz załadowanego materiału, którą zmienia się w ustalonych odstępach czasu.

Aparaty cyrkulacyjne są budowane w dwóch wersjach:

−

zwykłe przystosowane do barwienia w temperaturze wrzenia,

−

ciśnieniowe przystosowane do barwienia w temp. 130–140°C.
Do szerokościowego barwienia tkanin metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli są

powszechnie stosowane barwiarki zwrotne (rys. 4), w których tkanina zanurzająca się
w kąpieli jest przewijana z wałka na wałek. Barwiarki te są przystosowane do barwienia
w temperaturze wrzenia Do tkanin z włókien syntetycznych stosuje się ciśnieniowe aparaty
nawojowe (rys. 10). W aparatach tych nawinięty na perforowany wał wyrób włókienniczy jest
poddawany barwieniu przez znajdującą się w cyrkulacji kąpiel farbiarską.

Rys. 10. Schemat ciśnieniowego aparatu nawojowego: 1 – pompa, 2 – perforowany wał z nawiniętym

materiałem przeznaczonym do barwienia, 3 – autoklaw [4, s. 300]

Barwienie metodą napawania kąpielą farbiarską

Metoda powszechnie stosowana do barwienia półciągłego i ciągłego kabla z włókien

syntetycznych, wełnianej taśmy czesankowej oraz tkanin i dzianin w szerokości. Utrwalanie
naniesionego na włókno barwnika może się odbywać różnymi sposobami.

Napawanie kąpielą barwiącą odbywa się najczęściej przez zanurzenie barwionego

materiału w korycie napawarki (rys. 7) i odżymanie nadmiaru kąpieli.

Tkaniny trudno przebarwiające się poddawane są dwukrotnemu wyżymaniu i napawaniu

lub napawaniu w napawarkach próżniowych. Ma to na celu usunięcie z tkaniny pęcherzyków
powietrza, utrudniających przepojenie tkaniny kąpielą, na skutek wytworzenia powietrznej
warstwy izolującej włókno od kąpieli.

Barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki w kąpieli

Metoda ta polega na napojeniu tkaniny lub dzianiny kąpielą farbiarską i utrwaleniu

barwnika na włóknie podczas obróbki w kąpieli. Operacje te mogą się odbywać
w urządzeniach składających się z napawarki i barwiarki zwrotnej. Metoda ta nosi nazwę
Pad-Jig (rys. 11).

Rys. 11. Schemat metody Pad-Jig: I napawanie kąpielą farbiarską, II – utrwalanie barwnika w barwiarce

zwrotnej i pranie [4, s. 190]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W metodzie tej przy stosowaniu barwników bezpośrednich, materiał napawa się kąpielą

zawierającą przydatne do tego sposobu barwienia marki barwników. Następnie poddaje się go
utrwalaniu w gorącej kąpieli zawierającej sól kuchenną lub glauberską z ewentualnym
dodatkiem barwnika, szczególnie w przypadku kolorów średnich i ciemnych. Obróbka ta
może się odbywać w przedziale pralnicy szerokościowej lub w barwiarce zwrotnej. Następnie
tkaninę poddaje się płukaniu w ciepłej i zimnej wodzie. W metodzie tej uzyskuje się jasne,
ś

rednie i częściowo ciemne wybarwienia. Stosuje się do barwienia tkanin.

Barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas parowania parą
nasyconą

Barwienie prowadzi się sposobem półciągłym tzw. metodą Pad-Roll (rys.12) i sposobem

ciągłym tzw. metodą Pad-Steam (rys. 14).

Rys. 12. Schemat metody Pad-Roll: I – napawanie kąpielą farbiarską, II – strefa podczerwieni, III – komory

reakcyjne, IV – pralnica [4, s. 192]

Barwienie tkanin sposobem półciągłym w metodzie Pad-Roll polega na:

−

napojeniu tkanin kąpielą farbiarską,

−

odżęciu nadmiaru kąpieli,

−

ogrzaniu tkaniny w komorze podgrzewczej do ustalonej temperatury,

−

obróbce w komorze reakcyjnej,

−

praniu po barwieniu.
Barwienie tą metodą stosuje się do barwienia ciągłego włókna luźnego, kabla włókien

poliakrylonitrylowych, wełnianej taśmy czesankowej oraz do barwienia tkanin.

Rys. 11. Schemat barwiarki Pad-Roll: 1 – napędzany wałek wprowadzający, 2 – koryto napawarki

z wypornikiem, 3 – wyżymarka, 4 – cylinder docisku pneumatycznego, 5 – kompensator, 6 – wyciąg,
7 – promiennik podczerwieni, 8 – dogrzewanie sufitu, 9 – kanał łączący komorę z nagrzewarką,
10 – iniektor do wdmuchiwania pary, 11 – grzejniki elektryczne, 12 – zawór magnetyczny dopływu
pary, 13 – termometr suchy i mokry, 14 – samopisy temperatury i wilgotności, 15 – zawór
doprowadzenia pary, 16 – silnik napędu nawoju po odstawieniu komory,17 – urządzenie do
centralnego sprzęgania komory z podgrzewarką [4, s. 204]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób ciągły metodą Pad-Steam wymaga stosowania agregatów składających się

z następujących elementów:

−

napawarki,

−

suszarki powietrznej typu Hot-flue,

−

napawarki,

−

ciągłego parownika,

−

pralnicy szerokościowej sprzężonej ewentualnie z suszarką.

Podczas procesu barwienia metoda Pad-Steam napojoną kąpielą farbiarską tkaninę

poddaje się suszeniu w suszarce powietrznej typu Hot-flue. Następnie tkaninę napawa
chemikaliami i wprowadza się do parownika, w którym jest poddawana parowaniu w ciągu
około l minuty. W czasie parowania zachodzi dyfuzja barwnika w głąb włókna. Następnie
tkanina jest płukana w przedziałach szerokościowej pralnicy ciągłej i ewentualnie utrwalana.

Rys. 14. Schemat metody Pad-Steam: I – napawanie kąpielą farbiarską, II – suszenie, III – napawanie

chemikaliami, IV – parowanie, V – pranie [4, s. 192]

Barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki termicznej
goracym powietrzem lub przegrzaną parą

Polega na napawaniu tkanin kąpielą farbiarską, suszeniu międzyoperacyjnym i obróbce

termicznej gorącym powietrzem lub parą przegrzaną w parowniku ciągłym.

Metoda ta ma zastosowanie głównie do barwienia ciągłego tkanin barwnikami

reaktywnymi, które wiążą się z włóknem w temperaturze powyżej 100°C. Metoda
termicznego utrwalania barwników reaktywnych znana jest pod nazwą Thermosol (rys. 15).
Utrwalanie przez obróbkę termiczną gorącym powietrzem jest stosowane głównie do
barwienia tkanin z udziałem włókien syntetycznych, głównie poliestrowych i w mniejszym
zakresie poliamidowych, przy użyciu barwników zawiesinowych. Zawiesinowych ten sposób
barwi się również mieszanki włókien.

Rys. 15. Schemat termicznego utrwalania metodą Thermosol: I – napawanie kąpielą farbiarską, II – suszenie,

III – obróbka termiczna, IV – pranie [4, s. 193]

Agregat do barwienia z utrwalaniem barwnika gorącym powietrza składa się powyżej

następujących elementów:

−

napawarki,

−

pionowego podsuszacza promiennikowego,

−

suszarki powietrznej typu Hot-flue,

−

stabilizatora do obróbki termicznej gorącym powietrzem o temp. 200°C.
W metodzie Thermosol naniesiony na włókno barwnik dyfunduje na skutek wysokiej

temperatury w głąb włókien syntetycznych.

Metoda ta może być modyfikowana przez wdmuchiwanie do gorącego powietrza

przegrzanej pary wodnej, dzięki czemu skrócony zostaje czas obróbki o ok. 50%.

Modyfikacją tej metody jest sposób Hydro-Dry, w którym zamiast obróbki gorącym

powietrzem zastosowano obróbkę przegrzana parą wodną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Barwienie metodą napawania i utrwalania barwnika przez leżakowanie oraz w innych
warunkach

Barwienie metodą napawania i utrwalania barwnika przez leżakowanie nosi nazwę

metody zimnonawojowej (rys. 16).

Metoda zimnonawojowa polega na:

−

napojeniu odpowiednio przygotowanej tkaniny kąpielą farbiarską,

−

odżęciu nadmiaru kąpieli,

−

nawinięciu tkaniny na wał,

−

zabezpieczeniu nawiniętej tkaniny przed obsychaniem folią z tworzyw sztucznych,

−

pozostawieniu-leżakowaniu napojonej tkaniny na wale przez ok. 2–12 godzin
w temperaturze otoczenia (podczas leżakowania następuje dyfuzja i wiązanie się
barwnika z włóknem),

−

płukaniu i praniu wybarwionych tkanin.
Do barwienia tą metodą stosuje się barwniki reaktywne mające czynne grupy reaktywne

reagujące z włóknem w niskich temperaturach.

Rys. 16. Schemat metody zimnonawojowej: l – koryto napawarki, 2 – wałki wyżymające napawarki, 3 – wałek

do nawijania, 4 – nawoje tkaniny w leżakowaniu [4, s. 194]

Metoda utrwalania przez leżakowanie ze względu na prostotę wykonania oraz małe

zaangażowanie maszyn znalazła dość szerokie zastosowanie przemysłowe.

Metoda barwienia pośredniego polega na tworzeniu barwnika na włóknie. Przebiega ona

w dwóch etapach:

−

w pierwszym etapie barwienia napawa się wyrób włókienniczy składnikiem biernym,

−

w drugim sprzęga naniesiony składnik bierny ze składnikiem czynnym.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Na czym polega barwienie ciągłe

Na czym polega barwienie półciągłe?

Jakie roztwory barwnika stosuje się do barwienia?

Jakie maszyny stosuje się do barwienia metodą wyczerpywania z kąpieli?

Na czym polega metoda Pad-Jig?

Na czym polega metoda Pad-Roll?

Na czym polega metoda Pad- Steam?

Na czym polega metoda Thermosol?

Na czym polega metoda zimnonawojowa?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

wiczenie 1

Na podstawie schematu urządzenia Pad-Roll omów poszczególne etapy barwienia tą metodą.

Rysunek do ćwiczenia 1 [3, s. 204]

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wypisać etapy metody Pad-Roll,

zaznaczyć na poszczególne etapy kolorowymi klamrami,

zaznaczyć na schemacie kolorową linią drogę tkaniny.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schemat dołączony do ćwiczenia,

−

kolorowe kredki lub flamastry,

−

linijka,

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Dla każdej z wymienionych w materiale metod można wykonać takie samo ćwiczenie.

Ć

wiczenie 2

Porównaj wybarwienia próbki tkaniny bielonej i surowej w kąpieli o takim samym

składzie przy zachowaniu tych samych parametrów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

pobrać próbki i potrzebne chemikalia,

sporządzić kąpiel barwiącą,

przeprowadzić proces barwienia próbek w tej samej kąpieli,

porównać wyniki barwienia z wzorcem,

sformułować wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

próbki tkanin, chemikalia,

−

katalog wybarwień,

−

przybory do pisania, zeszyt, poradnik ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 3

Na podstawie schematów technologicznych porównaj metody Pad-Jig, Pad-Roll, Pad-

Steam, Thermosol.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zanalizować schematy poszczególnych metod,

określić podobieństwa i różnice,

zapisać wnioski dotyczące szybkości barwienia,

zapisać wnioski o przydatności do barwienia określonych grup surowcowych,

sporządzić wykaz zastosowań danej metody.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy poszczególnych metod,

−

przybory do pisania, zeszyt, poradnik ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 4

Na podstawie schematu aparatu cyrkulacyjnego i obserwacji sposobu pracy przedstaw

metodę barwienia, jaka jest w nim stosowana.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się ze schematem urządzenia,

zapoznać się z urządzeniem w warunkach farbiarni,

wskazać elementy budowy aparatu cyrkulacyjnego,

zaznaczyć kierunki przepływu kąpieli,

ustalić, jaką metodą możemy barwić w tym aparacie, co o tym decyduje,

wskazać na rodzaj wyrobów, ich postać w jakiej możemy prowadzić proces.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy poszczególnych urządzenia,

−

poradnik ucznia,

−

przybory do pisania i kartki papieru,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 5

Na podstawie schematu ciśnieniowego aparatu nawojowego przedstaw zasadę jego

działania i metodę barwienia, jaka jest w nim stosowana.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się ze schematem urządzenia,

zapoznać się z urządzeniem w warunkach farbiarni,

wskazać elementy budowy,

zaznaczyć kierunki przepływu kąpieli,

ustalić, jaką metodą możemy barwić w tym aparacie, co o tym decyduje,

wskazać na rodzaj wyrobów, ich postać w jakiej możemy prowadzić proces.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schemat urządzenia,

−

poradnik ucznia,

−

przybory do pisania i zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie barwienie okresowe, ciągłe i półciągłe?

zdefiniować zjawisko barwienia?

określić metody barwienia?

opisać na czym polega metoda Pad-Jig?

opisać na czym polega metoda Pad- Roll?

opisać na czym polega metoda Pad- Steam?

opisać na czyn polega metoda Thermosol?

omówić budowę urządzeń stosowanych do barwienia w/w metodami?

przeprowadzić barwienie tkaniny?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Wybrane receptury barwienia i znaczenie wody w chemicznej
obróbce

4.3.1. Materiał nauczania

Barwienie włókien celulozowych

Barwienie włókien celulozowych prowadzi się przy użyciu różnych grup barwników.
Należą do nich:

−

barwniki bezpośrednie,

−

barwniki siarkowe,

−

barwniki kadziowe i ich leukoestry,

−

barwniki azowe tworzone na włóknie,

−

barwniki reaktywne,

−

barwniki ftalocyjaninowe i pigmentowe.

Do barwników bezpośrednich należą barwniki o różnej budowie chemicznej, głównie

barwniki azowe i poliazowe zawierające grupę azową (—N=N—). Rozpuszczalność
w wodzie barwników bezpośrednich jest wywołana obecnością w nich grup sulfonowych
(—SO

H) lub grup karboksylowych (—COOH). Obecność tych grup daje barwnikom

charakter anionowy, w przypadku jednoczesnej obecności grupy aminowej (—NH

) – mają

charakter amfoteryczny (obojnaczy).

Zalety barwników bezpośrednich:

−

dobra rozpuszczalność w wodzie,

−

możliwość barwienia z wodnych kąpieli,

−

niska koszty stosowania (aplikacji),

−

możliwość uzyskania wybarwień o różnej intensywności.
Do wad barwników bezpośrednich zaliczamy ich niskie odporności, szczególnie na

działanie czynników mokrych, takich jak pranie.

Wśród barwników bezpośrednich rozróżnia się barwniki:

−

bezpośrednie zwykłe,

−

bezpośrednie światłotrwałe,

−

bezpośrednie do utrwalania solami metali,

−

bezpośrednie do formalizowania,

−

bezpośrednie do dwuazowania.

Barwnikami bezpośrednimi barwi się w kąpielach słabo alkalicznych lub obojętnych.

Barwniki bezpośrednie rozpuszcza się w ten sposób, że rozpastowuje się je małą ilością
gorącej wody, a następnie, dodając gorącej wody i ciągle mieszając, przygotowuje się kąpiel
farbiarską. Odczyn kąpieli słabo alkalicznej uzyskuje się dodatkiem sody kalcynowanej.

Dla większości barwników bezpośrednich ogólny przepis barwienia przy krotności

kąpieli l:20 może być następujący:

−

dla wybarwień jasnych – 0,5–1,0% sody kalcynowanej, 2–3% soli glauberskiej
kalcynowanej,

−

dla wybarwień średnich i ciemnych – 0,5–2,0% sody kalcynowanej, 10–20% soli
glauberskiej kalcynowanej.
Ilości składników podane w procentach odnoszą się do masy barwionego materiału.

Zamiast soli gauberskiej kalcynowanej można użyć soli glauberskiej krystalicznej lub soli
kuchennej.

Krotność kąpieli (stosunek kąpieli) to stosunek masy barwionego materiału w kg do ilości

kąpieli farbiarskiej w dm

. Krotność kąpieli dla różnego typu aparatów i urządzeń farbiarskich

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

oscyluje w granicach od l:25 do 1:3. Korzystniejsze warunki wykorzystania barwnika,
chemikaliów i pary stwarza kąpiel krótka, utrudnia jednak uzyskanie równomiernych
wybarwień.

Barwienia na kolory jasne prowadzi się przez ok. 0,5 godziny w temperaturze 50–80

z kolei przy barwieniu na kolory ciemne w temperaturze bliskiej wrzenia w ciągu ok. 0,75–1
godziny.

Barwienie barwnikami bezpośrednimi może odbywać się metodą wyczerpywania

z kąpieli i przez napawanie. W barwieniu metodą wyczerpywania z kąpieli dla uzyskania
jednolitej intensywności wybarwienia całej partii musi być utrzymywany:

−

stały poziom kąpieli w kadzi,

−

stałe stężenie barwnika w kąpieli.

Utrzymanie stałego stężenia barwnika w kąpieli może się odbywać przez:

−

doprowadzenie kąpieli zasilającej o wyższym stężeniu barwnika od stężenia jego
w kąpieli roboczej,

−

napawanie przy małej krotności kąpieli i stałe jej odświeżanie przez dopływ nowej
kąpieli,

−

zastosowanie barwników zawierających atomy promieniotwórcze, umożliwiających
automatyczną regulację dopływu za pomocą liczników Geigera-Mullera.

Znacznym skróceniem czasu barwienia charakteryzują się metody barwienia przez

napawanie, po których tkaniny poddaje się parowaniu w parowniku ciągłym lub komorze
reakcyjnej (Pad-Roll).

Przy takiej metodzie barwienia tkanina przechodzi przez napawarkę zawierającą stężony

roztwór barwnika z ewentualnym dodatkiem środków wyrównujących i zagęstnika.

Wybarwienia barwnikami bezpośrednimi nie cechują się wysokimi odpornościami

zachodzi potrzeba ich utrwalania podczas dodatkowej obróbki.

Sposoby utrwalania barwników bezpośrednich:

−

utrwalanie solami chromu,

−

utrwalanie solami miedzi,

−

utrwalanie formaliną (formaldehydem),

−

utrwalanie kationoczynnymi utrwalaczami.

Przepisy utrwalania wybawień są następujące:

−

utrwalanie solami chromu (dwuchromianem potasowym) polega na traktowaniu
wybarwienia kąpielą zawierającą:

−

2–3% K

−

2–4% kwasu octowego 30%,

w ciągu 30 minut, w temp. 70-80°C.

−

utrwalanie przeprowadza się w kąpieli zawierającej:

−

1–3% CuSO

−

2–3% kwasu octowego 30%,

w temp. 50-60°C w ciągu 30 minut.
Utrwalanie wybarwień wykonywanych barwnikami bezpośrednimi za pomocą

kationoczynnych utrwalaczy, które utrwalają wszystkie wybarwienia uzyskane przy użyciu
barwników anionowych jest najbardziej rozpowszechnione. W wielu przypadkach
kationoczynne utrwalacze wpływają niekorzystnie na odporność wybarwień na światło,
powodując obniżenie tego wskaźnika. W celu uniknięcia tego mankamentu utrwalacze
kationoczynne można łączyć z solami miedzi, w przypadkach, kiedy barwnik posiada układy
lakotwórcze umożliwiające połączenie z miedzią.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Barwienie włókien białkowych

Głównym składnikiem budowy chemicznej włókien białkowych są aminokwasy, które

posiadają w swojej budowie grupy karboksylowe (––COOH) i grupy aminowe (––NH

Posiadanie wymienionych grup funkcyjnych ma zasadniczy wpływ na rodzaj barwników
stosowanych do barwienia włókien białkowych.

Do barwienia włókien białkowych najczęściej są stosowane:

−

barwniki kwasowe,

−

barwniki metalokompleksowe,

−

barwniki chromowe,

−

barwniki reaktywne.
Metody barwienia włókien białkowych omówione zostaną na przykładzie włókien

wełnianych. Włókna wełniane są najczęściej spotykanymi włóknami z grupy włókien
białkowych. Włókna te barwi się w różnych postaciach przerobowych, zaczynając od luźnego
włókna, poprzez taśmę, przędzę, tkaninę i dzianinę. Proces prowadzi się metodą okresową
półciągłą i ciągłą.

Do barwienia wełny często stosowane są barwniki kwasowe. Wybarwienia otrzymywane

przy pomocy barwników kwasowych charakteryzują się dużą żywością barwy.

Barwniki kwasowe dzieli się ze względu na zachowanie w procesie barwienia na trzy

grupy:

−

barwniki kwasowe dobrze wyrównujące, barwi się nimi w kąpieli silnie kwaśnej od
kwasu siarkowego, są odporne na światło i średnio-odporne na czynniki mokre,

−

barwniki miernie wyrównujące, stosowane w kąpieli zawierającej kwas octowy lub
mrówkowy, są bardziej odporne na czynniki mokre,

−

barwniki źle wyrównujące, stosowane w kąpieli zawierającej siarczan amonowy lub
octan amonowy, są odporne na folusz i posiadają wysokie odporności wybarwień na
czynniki mokre.
Barwniki kwasowe dobrze wyrównujące ze względu na dobre właściwości

wyrównywania są zalecane przede wszystkim, do barwienia tkanin sukienkowych,
płaszczowych i dekoracyjnych, dzianin oraz przędzy dywanowej i kilimowej.

Przepis barwienia.

Do kąpieli barwiącej dodaje się:

−

10–20% soli glauberskiej,

−

l–4% kwasu siarkowego 96% – zamiast kwasu można używać siarczanu sodowego.
Barwnik rozpuszcza się we wrzącej wodzie i wlewa się do kąpieli przez sitko względnie

szmatkę. Barwienie rozpoczyna się w temp. 50–60°C; następnie kąpiel podgrzewa się
stopniowo do wrzenia i w tej temperaturze barwi 45–60 minut. Dla lepszego wyczerpania
barwnika z kąpieli farbiarskiej pod koniec procesu barwienia dodaje się pewną ilość kwasu.

Barwniki kwasowe dobrze wyrównujące nie są całkowicie wyciągane z kąpieli

farbiarskiej. Pod koniec procesu barwienia ustala się równowaga między barwnikiem
znajdującym się na włóknie, a pozostałym w kąpieli. Prowadzi to do uzyskania bardzo
równych wybarwień, gdyż barwnik z miejsc silnie zabarwionych przechodzi stopniowo do
roztworu, podczas gdy miejsca słabiej zabarwione równocześnie się dobarwiają.

Barwniki kwasowe produkowane w Polsce, które są przeznaczone do barwienia włókien

wełnianych, można podzielić według odporności wybarwień na następujące grupy:
1)

Barwniki kwasowe odznaczające się przeciętnymi odpornościami wybarwień na światło
i działanie czynników mokrych, co ogranicz zakres ich stosowania, zaletą tych
barwników jest możliwość uzyskania wybarwień o dużej jaskrawości odcieni.

Barwniki kwasowe trwałe są odporne na światło, niektóre z nich wykazujące zdolność
dobrego wyrównywania, zawierają one w symbolach charakteryzujących markę barwnika

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

literę „E”, barwniki

odznaczające się dobrymi odpornościami wybarwień na czynniki

mokre oznacza się literą „W”.

Barwniki folanowe umożliwiają uzyskanie wybarwień o dobrej odporności szczególnie
na czynniki mokre i folusz, dlatego można stosować je do barwienia luźnej wełny,
czesanki lub włosia na filce kapeluszowe, które są melanżowane przed procesem
folowania.

Barwniki alizarynowe dają wybarwienia o dużej odporności na światło. Cechują je także
wysokie odporności i walory kolorystyczne. Asortyment barwników alizarynowych
obejmuje m.in. zielenie i błękity.

Barwienie włókien octanowych i trójoctanowych barwnikami zawiesinowymi

Włóka octanowe barwi się w kąpieli zawierającej barwnik z dodatkiem środków

dyspergujących. Przed procesem barwnik rozrabia się w wodzie o temperaturze 40–50

Przygotowany roztwór barwnika przecedzany jest przez gęste sito do kąpieli, w której
znajduje się już dodatek środka dyspergująco-piorącego. Barwienie rozpoczyna się
w temperaturze 40–50

C stopniowo podnosi się temperaturę do 80

C. W tej temperaturze

barwi się w czasie 60–90 minut. Czas barwienia reguluje się zależnie od wymaganej
intensywności wybarwienia. Dla kolorów ciemnych czas barwienia wydłuża się.

Wybarwienia barwnikami zawiesinowymi charakteryzują się bardzo dobrymi

odpornościami na światło i niskimi odpornościami na czynniki mokre, dla poprawienia tej
cechy stosuje się barwniki zawiesinowe do dwuazowania.

Włókna octanowe barwi się barwnikami do dwuazowania w podobny sposób jak

bezpośrednimi barwnikami zawiesinowymi. Temperatura barwienia wynosi 75

C, a czas

około 45 minut. Po barwieniu płucze się w zimnej wodzie, dwuazuje, sprzęga i wywołuje.

Włókna i wyroby z włókien trójoctanowych barwi się barwnikami zawiesinowymi

w temperaturze wrzenia. Włókno trójoctanowe barwi się trudniej i dlatego barwienie
prowadzi się dłużej 75–180 minut. W celu skrócenia czasu barwienia włókien trójoctanowych
można przeprowadzać proces w barwiarkach ciśnieniowych. Metoda ta jest szczególnoe
skuteczna przy barwieniu włókna w stanie luźnym i tkanin na kolory ciemne.

Barwienie włókien syntetycznych

Proces barwienia włókien syntetycznych można podzielić na trzy etapy:

adsorpcja barwnika na powierzchni włókna,

dyfuzja barwnika w głąb włókna,

wiązanie barwnika przez grupy aktywne włókna.
Włókna syntetyczne są bardziej zwarte w budowie w porównaniu z naturalnymi, oraz

charakteryzują się hydrofobowością, czyli małą zdolnością zwilżania w kąpieli wodnej. Za
przyczyną tych właściwości adsorpcja barwników na powierzchni włókna oraz ich dyfuzja
w głąb włókna jest ograniczona. Włókna syntetyczne posiadają mało aktywnych grup
zdolnych do wiązania barwników.

Do barwienia włókien syntetycznych najczęściej stosuje się barwniki zawiesinowe, które

tworzą z łańcuchami polimerów wiązania wodorowe oraz wiązania międzycząsteczkowe.

Włókna poliamidowe wykazują spośród włókien syntetycznych właściwości farbiarskie

najbardziej zbliżone do włókien naturalnych ze względu na posiadane grupy funkcyjne
aminowe (—NH

), karboksylowe (—COOH) oraz iminowe (—NH—). Włókna te można

barwić prawie wszystkimi grupami stosowanymi do barwienia włókien naturalnych
białkowych, ale również barwnikami zawiesinowymi.

Włókna poliakrylonitrylowe zwykłe poddaje się barwieniu barwnikami zawiesinowymi,

włókna modyfikowane mogą być barwione prawie wszystkimi grupami barwników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Włókna poliestrowe ze względu na swoją zwartą strukturę i silną hydrofobowość

wymagają barwienia w temperaturach przekraczających 100

C. Włókna barwione

w temperaturze 100

C wymagają stosowania środków pomocniczych. Środki te nazywamy

przenośnikami. Ich działanie polega na rozluźnieniu struktury włókna i ułatwieniu procesu
barwienia. Stosuje się dwie metody barwienia włókien poliestrowych w podwyższonych
temperaturach:

−

metoda „HT” (High Temperature) barwienie w aparatach ciśnieniowych w temperaturach
120–135

−

metoda Thermosol czyli termicznego utrwalania w temperaturze 180–220

Do barwienia w aparatach ciśnieniowych stosuje się barwniki zawiesinowe czasem

azowe tworzone na włóknie. W metodzie Thermosol stosuje się także barwniki kadziowe i ich
leukoestry.

Obok tradycyjnych włókien poliestrowych są produkowane włókna poliestrowe

modyfikowane z grupami o charakterze anionowym, np. grupami sulfonowymi lub
karboksylowymi. Włókna te można barwić nie tylko barwnikami zawiesinowymi, ale również
zasadowymi, czy kationowymi.

Proces barwienia włókien poliestrowych przeprowadza się zazwyczaj w zakresie

temperatur od 120–135°C jest to podyktowane tym, że:

−

szybkość dyfuzji barwnika w głąb włókna jest duża,

−

czas barwienia jest krótszy,

−

odporności wybarwień są wyższe,

−

zachodzi lepsze przebarwienie włókna.
Niektórzy producenci barwników zawiesinowych podają w formie tabel dla swoich

barwników następujące parametry:

−

temperaturę początkową barwienia,

−

szybkość podgrzewania,

−

maksymalną temperaturę barwienia,

−

minimalny czas barwienia konieczny dla osiągnięcia dobrych odporności wybarwień.
Duży wpływ na jakość wybarwień ma krotność kąpieli, przy której prowadzi się proces.

Na ogół im mniejsza jest krotność kąpieli, tym lepsze uzyskuje się wyrównywanie różnic
strukturalnych włókna.

Kąpiel farbiarska powinna zawierać dyspergator, który stabilizuje dyspersję, oraz środek

wyrównujący. Bardzo ważne dla uzyskania powtarzalności i wydajności wybarwień jest
utrzymanie stałego pH kąpieli.

Aby uzyskać równomierne wybarwienia należy:

−

wyrównywać różnice temperatur,

−

wyrównywać różnice stężeń w kąpieli barwiącej.
Przepływ kąpieli powinien być tak intensywny i tak równomierny, aby kąpiel barwiąca

przy każdym przebiegu osiągała wszystkie miejsca barwionego materiału z możliwie
jednakową temperaturą i jednakowym stężeniem.

Włókno poliestrowe barwi się na różnych etapach przerobowych:

−

w stanie luźnym,

−

w postaci taśmy czesankowej,

−

przędzy,

−

tkanin i dzianin.
W pakunkowych aparatach ciśnieniowych barwi się włókno typu Elana w stanie luźnym

w postaci taśmy czesankowej, kabla oraz przędzy. Do barwienia tego typu surowców stosuje
się m.in. aparat ciśnieniowy polskiej konstrukcji BA5A (rys. 17).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 17. Schemat krajowego aparatu ciśnieniowego BA5A: 1 – zbiornik główny, 2 – zbiornik wyrównawczy,

3 – zbiornik do barwienia próbek, 4 – zbiornik pomocniczy do przygotowania kąpieli farbiarskiej,
5 – wymiennik ciepła [4, s. 319]

W zbiorniku głównym (1) umieszcza się zasobnik do włókna luźnego, specjalne

cylindryczne zasobniki do taśmy czesankowej oraz wrzeciona natykowe do nitek na nawojach
krzyżowych. Kąpiel barwiąca jest przetłaczana przez masę włókna za pomocą pompy
odśrodkowej. Aparat jest wyposażony w urządzenie sterujące, które umożliwia prowadzenie
procesu barwienia według ustalonego i założonego z góry programu. Zadaniem urządzenia
sterującego jest kierowanie i kontrolowanie następujących parametrów:

−

szybkości wzrostu temperatury kąpieli w poszczególnych fazach procesu,

−

czasu trwania procesu.
Kąpiel barwiącą nastawia się w zbiorniku pomocniczym (4) kwasem mrówkowym na

wartość pH 4,5–5,5 i dodaje l g/dm

dyspergatora NNO oraz zawiesinę dobrze

zdyspergowanego barwnika. Następnie kąpiel podgrzewa się do temp. 40–50°C i przetłacza
do zbiornika z włóknem. W ciągu 30–40 minut kąpiel podgrzewa się do 120–135°C i barwi
w tej temperaturze 1–1,5 godziny. W czasie barwienia kąpiel powinna być lekko kwaśna. Po
ochłodzeniu do 95°C wyrównuje się ciśnienie i wypuszcza kąpiel do kanału.

Barwienie włókien mieszanych

Artykuły z włókien mieszanych wytwarza się w celu:

−

zmniejszenia kosztów surowców,

−

poprawienia właściwości użytkowych,

−

otrzymania specjalnych efektów, np. efektów dwubarwnych.
Wybór metody barwienia włókien mieszanych zależy od wielu czynników, np.:

−

głębokości wybarwienia,

−

rodzaju włókien użytych do mieszanki,

−

postaci barwionego surowca,

−

typu barwników użytych do barwienia,

−

oczekiwanego efektu barwienia.
Mieszanki włókien można barwić trzema sposobami: okresowym, półciągłym i ciągłym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposobem okresowym barwi się trzema metodami:

−

metodą jednokąpielową; gdy w jednej kąpieli barwi się dwa składniki mieszanki tą samą
grupą barwników lub różnymi barwnikami nie wykazującymi tendencji do strącania się,

−

metodą jednokąpielową dwustopniową; gdy w jednej kąpieli barwi się dwa rodzaje
włókien, jedno po drugim,

−

metoda dwukąpielową: gdy obydwa składniki mieszanki wymagają innych warunków
barwienia lub istnieje konieczność przeprowadzenia międzyoperacyjnej obróbki
oczyszczającej jednego ze składników mieszanki.
Ciągłym sposobem barwi się mieszanki włókien w postaci tkanin i dzianin, w operacjach

jak dla włókien jednorodnych. Jedynie utrwalanie przeprowadza się stosownie do wymagań
poszczególnych składników, metodą jedno- lub dwustopniową.

Najczęściej stosuje się barwienie sposobem półciągłym mieszanych tkanin i dzianin.

Przykładem może być metoda Thermosol stosowana dla tkanin z włókien poliestrowych
z włókami celulozowymi, przy zastosowaniu barwników zawiesinowych z reaktywnymi.
Proces ten prowadzi się metodą jednokąpielową. Tkaninę napawa się kąpielą zawierającą
barwnik zawiesinowy i reaktywny w odpowiednich ilościach, ok. 100 g/dm

mocznika,

20–200 g/dm

zagęstnika oraz 20 g sody kalcynowanej. Po napojeniu tkaninę suszy się,

obrabia się termicznie, w czasie 45–60 sekund, w temperaturze 190–210

C, w specjalnych

urządzeniach. W czasie tej obróbki barwnik zawiesinowy zabarwia włókno poliestrowe,
a barwnik reaktywny włókno celulozowe. Po termosolowaniu tkaninę pierze się w celu
usunięcia barwników nie związanych z włóknem.

Woda w chemicznej obróbce

W przyrodzie woda w stanie czystym nie występuje, Wynika to faktu, że w swoim

obiegu naturalnym spotyka wiele różnych substancji, które się w niej rozpuszczają, lub
występują w niej w formie domieszek.

Zanieczyszczenia wód naturalnych możemy podzielić na:

−

zawiesiny czyli cząstki ciał stałych pochodzenia nieorganicznego o wymiarach od l nm
(10

-5

cm), np. muł rzeczny, piaski, lub substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego,

−

zanieczyszczenia koloidowe – cząstki pochodzenia organicznego o wymiarach od 10

-7

-5

cm oraz krzemionka (SiO

), związek nieorganiczny,

−

sole nieorganiczne – związki wapnia i magnezu: węglany, wodorowęglany, siarczany,
krzemiany, chlorki. Związki żelaza występują w postaci wodorotlenku żelaza (II),
siarczanu (VI) żelaza (II) oraz koloidowych związków z kwasami humusowymi. Kwasy
humusowe występują w wierzchniej warstwie gleby, zwanej próchnicą lub humusem,
jako jeden z produktów rozkładu roślin przy ograniczonym dostępie powietrza i działaniu
bakterii,

−

zanieczyszczenia gazowe – rozpuszczone w wodzie składniki powietrza: tlen, azot, tlenek
węgla (IV), amoniak, siarkowodór,

−

drobnoustroje – przeważnie bakterie; znajdują się one głównie w wodach w pobliżu
osiedli ludzkich.
Jedną z charakterystycznych cech wody jest jej twardość. Jest ona spowodowana przede

wszystkim solami wapnia, magnezu i manganu.

Twardość wody wynikającą z obecności rozpuszczonych w niej wodorowęglanów

wapnia i magnezu nazywamy twardością węglanową.

Twardość spowodowana obecnością w wodzie rozpuszczonych w niej innych soli wapnia

i magnezu: chlorków, siarczanów, azotanów i krzemianów wapnia i magnezu, które nie
wytrącają się podczas gotowania, nazywamy twardością niewęglanową.

Twardość węglanowa i niewęglanowa tworzą razem twardość ogólną, czyli całkowitą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Twardość wody wyraża się w miligramorównoważnikach jonów wapnia i magnezu

zawartych w l dm

wody.

Jednostką twardości jest l mval/dm

, czyli taka twardość, jaką nadaje wodzie

l miligramorównoważnik jonów wapnia i magnezu znajdujący się w l dm

wody. Stosuje się

jeszcze (lecz już coraz rzadziej) stopnie niemieckie. Jeden stopień niemiecki (l°n), odpowiada
zawartości 10 mg CaO w l dm

wody.

Woda stosowana we włókiennictwie powinna mieć twardość nie większą niż

70 mval/dm

, a w wykończalni maksimum 14 mval/dm

Prawie wszystkie procesy wykończalnicze w przemyśle włókienniczym odbywają się

w środowisku wodnym. Zużycie wody jest bardzo duże, zwłaszcza w procesach bielenia,
barwienia, płukania i prania. Woda jest czynnikiem przenoszącym i rozprowadzającym
związki chemiczne znajdujące się w zawiesinie wodnej. Ze względu na coraz większe
niedobory wody oraz konieczność zmniejszenia jej zużycia prowadzi się prace nad
wprowadzeniem

rozpuszczalników

organicznych

jako

rodowiska

procesach

wykończalniczych oraz barwienia tkanin. Stosowanie rozpuszczalników pozwoli wydatnie
zmniejszyć ilość ścieków w przemyśle włókienniczym.

Woda stosowana w procesach chemicznej obróbki włókien powinna spełniać warunki:

−

posiadać odpowiednią czystość,

−

być klarowna,

−

być bezbarwna,

−

bez zapachu,

−

zawierać jak najmniej rozpuszczonych związków organicznych i nieorganicznych
głównie żelaza i manganu,

−

posiadać wymaganą twardość.
Obecność różnego rodzaju zanieczyszczeń w wodzie uniemożliwia prawidłowy przebieg

każdego z procesów technologicznych. Zanieczyszczenia wpływają szczególnie niekorzystnie
na przebieg takich procesów, jak: pranie, bielenie, płukanie, barwienie, apreturowanie.

Wodorowęglany wapnia i magnezu w obecności alkaliów lub mydła tworzą

nierozpuszczalne związki, które osadzają się na tkaninie. Powoduje to przede wszystkim dużą
stratę stosowanego mydła. Poza tym osady te oblepiają włókno i przylegając do tkanin,
utrudniają dostęp barwnikom i chemikaliom, a tym samym powodują później błędy przy
barwieniu i druku, jak np. stępienie żywych odcieni, plamy, nierówne wybarwienia. Osady te
osłabiają także chwyt tkaniny, sprężystość i wytrzymałość na rozerwanie, utrudniają jej
suszenie, powodują zmniejszenie stopnia zwilżenia.

Sole wapnia i magnezu reagują z barwnikami, co powoduje duże straty barwników.

W procesie bielenia substancje powodujące twardość wody tworzą z produktami rozkładu
celulozy trudno rozpuszczalne związki, pogarszające efekt bielenia.

Sole wapnia i magnezu wraz z niewielkimi ilościami glinu i żelaza wydzielają się na dnie

kotła parowego w postaci osadu, tworząc na ścianach kotła tzw. kamień kotłowy. Kamień
kotłowy powoduje dużo większe zużycie paliwa, może wywoływać przegrzanie ścian kotła,
a nawet jego eksplozję.

Wysoce niepożądana jest w wodzie zawartość związków żelaza i manganu. Nieznaczne

nawet ilości żelaza i manganu osadzają się na nitkach tkanin w postaci wodorotlenków
przechodzących potem w tlenki, np. tlenek żelaza (III) (Fe

). Osady tlenków żelaza

powodują żółte zabarwienie tkaniny, a często nawet rdzawe plamy na bielonej tkaninie, które
trudno jest usunąć. Sole manganu powodują powstawanie brudnoszarych plam, zmieniają
odcień wielu barwników i zmniejszają trwałość barwionych tkanin. Również zawiesiny
mineralne i organiczne, jak: piasek, glina, muł, kwasy humusowe, trwale brudząc tkaninę
wywierają szkodliwy wpływ na proces barwienia i bielenia. Powodują one mętność wody,
zmniejszają jej klarowność i czasem silnie zabarwiają.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wodę przeznaczoną do procesów wykończalniczych poddaje się procesowi oczyszczania.
Oczyszczanie nazywane zmiękczaniem odbywa się w następujących etapach:

−

usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych i koloidalnych,

−

odżelazienie,

−

zmiękczanie przez strącanie osadów,

−

zmiękczanie za pomocą jonitów,

−

zmiękczanie za pomocą związków kompleksowych.
Pierwszym etapem oczyszczania wody jest usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych.

Grube zanieczyszczenia w postaci szczątków roślin, glonów usuwane są za pomocą sit i krat.

Zanieczyszczenia o drobnych cząstkach usuwa się w osadnikach. Są to przeważnie

zanieczyszczenia powodujące zmętnienie wody, jak: piasek, glina, muł, szlam. Osadniki są to
najczęściej dużych rozmiarów zbiorniki, przez które woda przepływa z niewielką prędkością.
Znajdujące się w niej zawiesiny w wyniku sedymentacji osiadają na dnie. Sedymentacja to
proces, który polega na powolnym opadaniu ciał stałych w cieczy pod działaniem siły
ciężkości. Dla ulepszenia właściwości wodę poddaje się: odżelazianiu, zmiękczaniu przez
strącanie osadów, zmiękczanie za pomocą jonitów, zmiękczaniu za pomocą związków
kompleksowych.

Gospodarka wodno-ściekowa w zakładach włókienniczych jest jednym z bardzo

istotnych zagadnień przy projektowaniu i eksploatacji zakładów.

Określenie ilości wody potrzebnej do produkcji w zakładzie zależy od wielu czynników,

takich jak: urządzenia, rodzaj produkcji i obróbka materiałów. W zależności od rodzaju
produkowanych wyrobów zakłady włókiennicze zużywają różne ilości wody. Przykładowo
do wykończenia 100 m tkaniny przemysł bawełniany zużywa 0,035 m

wody, przemysł

lniany zużywa 8–10 m

wody, przemysł wełniany zużywa 30–32 m

wody.

Zużytą wodę w procesach produkcyjnych odprowadza się z zakładu jako wodę

poprodukcyjną lub ścieki przemysłowe. Ścieki te obciążone zanieczyszczeniami
organicznymi i nieorganicznymi wypłukanymi z włókna lub też pochodzącymi z używanych
barwników lub chemikaliów stanowią stratę takiego surowca, jakim jest woda.

W związku z narastającym deficytem wody w zakładach dąży się do wtórnego

wykorzystania wód poprodukcyjnych. Wody poprodukcyjne poddaje się oczyszczaniu
i ponownie wykorzystuje.

Skład ścieków w zakładzie ulega często dużym zmianom w wyniku zmiany jednego

surowca na inny, np. wełny na włókno wiskozowe, zastosowania innej metody barwienia
i innych barwników. Ścieki pochodzące z różnych procesów obróbki włókien możemy
podzielić ze względu na ich skład na:

−

cieki pochodzące z procesu prania; zawierają one pozostałości mydeł, alkaliów,

detergentów, a także ziarnka piasku, grudki ziemi, części roślinne, np. słomę i łupiny
nasion, tłuszczopoty i łatwo rozpuszczalne w wodzie sole potasowe kwasów
organicznych,

−

cieki otrzymane z procesu gotowania, np. bawełny; zawierają one tłuszcze roślinne,

związki organiczne pochodzące z łodyg, stosowaną w poprzedniej obróbce włókna
dekstrynę i skrobię (krochmal), ług sodowy i sodę,

−

cieki z farbiarni, na które składają się zużyte kąpiele z procesów barwienia i utrwalania

barwników, pozostałości dodawanych barwników, chemikaliów, wody popłuczne.

cieki z różnych oddziałów wykończalni na ogół łatwo ulegają gniciu. W największym

stopniu wykazują te skłonności ścieki z pralni wełny. Ścieki z innych oddziałów mają często
właściwości przeciwgnilne, np. ścieki z bielenia zawierają chlor i wodę utlenioną.

Oczyszczone wody ściekowe odprowadzane do rzek muszą odpowiadać następującym

warunkom:

−

nie mogą mieć przykrej woni (zgnilizny),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

nie powinny być zabarwione,

−

nie mogą zawierać oleju i tłuszczu pochodzenia zwierzęcego, mineralnego,

−

nie powinny ulegać gniciu w ciągu określonego czasu w warunkach określonych
normami,

−

nie powinny zawierać substancji trujących lub szkodliwych dla zdrowia człowieka,
zwierząt i ryb.

Dokładne dane, jakim powinny odpowiadać ścieki przed ich odprowadzeniem do

kanalizacji miejskiej lub rzeki, określają odpowiednie normy.

Istnieje wiele metod oczyszczania ścieków, można je jednak ograniczyć do trzech grup

zasadniczych:
1.

Metody mechaniczne, które pozwalają na usunięcie znacznej części substancji
nierozpuszczalnych za pomocą krat, sit, osadników, piaskowników, tłuszczowników.

Metody chemiczne, w wyniku których za pomocą reakcji chemicznych szkodliwe
związki zostają przeprowadzone w związki mniej szkodliwe.

Metody biologiczne polegające na usuwaniu resztek organicznych i nieorganicznych
składników ściekowych drogą tlenowej lub beztlenowej przemiany materii pod
działaniem drobnoustrojów.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakimi barwnikami barwimy włókna celulozowe?

Jakie są warunki barwienia barwnikami bezpośrednimi?

Jakie barwniki stosujemy do barwienia włókien białkowych?

Jakie są parametry barwienia barwnikami kwasowymi?

Jakie barwniki stosujemy do barwienia włókien syntetycznych?

Jakie są etapy barwienia włókien syntetycznych?

W jakich warunkach barwi się włókna syntetyczne?

Jakimi substancjami może być zanieczyszczona woda?

W jakich jednostkach mierzymy twardość wody?

10.

Jakie wyróżniamy twardości wody?

4.3.3.

wiczenia

wiczenie 1

Sporządź kąpiel barwiącą i przeprowadź proces barwienia wełny barwnikiem kwasowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

pobrać potrzebne chemikalia,

określić perametry procesu (temperatura, czas),

przygotować stanowisko pracy,

zważyć próbkę wełny,

obliczyć potrzebną ilość odczynników,

sporządzić kąpiel barwiącą,

przeprowadzić proces barwienia zgodnie z założonymi parametrami,

próbkę wysuszyć i ocenić jakość wybarwienia,

sformułować wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

chemikalia,

−

próbka wełny (tkanina, dzianina, przędza),

−

przybory do pisania zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 2

Przeprowadź proces barwienia barwnikiem bezpośrednim tkaniny bawełnianej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z instrukcją barwienia,

określić niezbędne chemikalia,

sporządzić kąpiel barwiącą,

przeprowadzić proces barwienia tkaniny,

porównać otrzymane wybarwienie ze wzorcem.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

barwnik i środki chemiczne,

−

tkanina,

−

katalog wybarwień,

−

przybory do pisania, zeszyt, poradnik ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 3

Zaprojektuj proces barwienia dla tkaniny z włókien mieszanych (bawełna 70% – poliester

30%).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wybrać rodzaj barwnika, wybór uzasadnić,

wybrać metodę barwienia,

zaproponować skład kąpieli barwiącej.

wybrać potrzebne maszyny,

ustalić kolejność czynności i kolejność pracy maszyn w wybranej metodzie,

narysować schemat technologiczny maszyny, w której można wykonać projektowany
proces.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

poradnik ucznia,

−

przybory do pisania,

−

kartki do rysowana schematów technologicznych,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wiczenie 4

Rozpoznaj barwnik bezpośredni w próbkach trzech barwników i określ przydatność tego

barwnika do wybarwień różnych surowców.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odważyć ok. 0,1 g badanego barwnika,

zalać barwnik wrzącą wodą destylowaną w ilości 100 cm

gotować otrzymany roztwór w ciągu minuty,

przesączyć roztwór przez sączek z bibuły filtracyjnej (brak osadu na sączku świadczy
o tym, że mamy do czynienia z barwnikiem rozpuszczalnym),

dodać do roztworu barwnika 1,5 cm

10% roztworu soli glauberskiej krystalicznej oraz

0,5 cm

10% roztworu sody,

przeprowadzić proces barwienia w tak otrzymanej kąpieli niewielkiej próbki bielonej
przędzy bądź tkaniny bawełnianej i takiej samej wielkości próbki przędzy lub tkaniny
wełnianej, w czasie 5 minut, w temperaturze dochodzącej do wrzenia,

porównać próbki (intensywne zabarwienie bawełny świadczy o tym, że użyty barwnik
należy do grupy barwników bezpośrednich),

postępować analogiczne dla pozostałych próbek barwników,

określić, która próbka zawierała barwnik bezpośredni,

10)

sformułować wnioski dotyczące przydatności barwników bezpośrednich dla użytych
surowców.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

waga laboratoryjna,

−

pobrać barwniki i chemikalia,

−

przybory do pisania, zeszyt, poradnik ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 5

Porównaj wygląd tkaniny wełnianej wypranej w kąpieli alkalicznej, zawierającej mydło:

w wodzie twardej i w wodzie zmiękczonej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z instrukcją prania,

przygotować potrzebne sprzęty i materiały,

przygotować kąpiel piorącą,

pobrać próbki tkanin lub przygotować je,

wykonać proces prania,

porównać wygląd tkaniny,

wysnuć z obu tkanin włókna i obejrzeć je pod mikroskopem przy powiększeniu 1:250,

sformułować i zapisać wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja prania,

−

potrzebne chemikalia,

−

próbki tkanin wełnianych,

−

sprzęt laboratoryjny, w tym mikroskop,

−

przybory do pisania, zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 6

Rozpuść barwnik kwasowy w wodzie twardej i w wodzie miękkiej. Zaobserwuj różnice.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odważyć odpowiednią ilość barwnika np. 0,2 g.( dwie porcje),

zważone porcje barwnika rozpuścić w 150 ml wody (twardej i miękkiej),

zaobserwować różnice w rozpuszczalności i opisać je,

wyciągnąć wnioski odnośnie jakości wybarwień w obu kąpielach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

waga laboratoryjna,

−

barwnik kwasowy np. Żółcień naftolowa S,

−

szkło laboratoryjne,

−

przybory do pisania ,zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 7

Dokonaj procesu barwienia próbek tkanin wełnianych w roztworach barwników

otrzymanych w poprzednim ćwiczeniu i porównaj jakość wybarwień.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

dodać do gorącego roztworu barwnika 10–20% soli glauberskiej, 1–4% kwasu
siarkowego 96%,

rozpocząć proces barwienia w temperaturze 50–60°C,

podgrzewać kąpiel stopniowo do wrzenia,

przeprowadź proces barwienia w ciągu 45–60 minut,

pamiętać o mieszaniu kąpieli,

wypłukać próbkę i wysuszyć w stanie rozłożonym,

porównać jakość wybarwienia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

szkło laboratoryjne, termometr,

−

odczynniki chemiczne,

−

stoper lub zegar,

−

przybory do pisania i zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić rodzaj barwnika zależnie od rodzaju surowca?

podać algorytm postępowania przy barwieniu określoną grupą
barwników?

określić metody barwienia najkorzystniejsze dla danego surowca?

scharakteryzować właściwości barwników?

określić parametry procesu barwienia dla danego barwnika?

określić parametry procesu barwienia dla wybranego surowca?

określić znaczenie wody w przemyśle włókienniczym?

zdefiniować zanieczyszczenia wody?

określić rodzaje substancji nadających wodzie twardość?

10)

scharakteryzować sposoby uzdatniania wody dla przemysłu?

11)

wyjaśnić, jak przedstawia się podział ścieków w zależności od ich
składu?

12)

omówić i scharakteryzować podstawowe metody oczyszczania
ś

cieków?

13)

przeprowadzić barwienie wełny barwnikiem kwasowym?

14)

przeprowadzić barwienie bawełny barwnikiem bezpośrednim?

15)

zaprojektować proces barwienia dla tkanin z włókien mieszanych?

16)

określić wpływ wody różnej twardości na tkaninę?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.

Wykaz barwników i trwałość wybarwień

4.4.1. Materiał nauczania

Na początku do barwienia wykorzystywano tylko barwniki naturalne wytwarzane

z minerałów (ochry, hematytu, cynobru), z roślin (indygo, lakmus, twardzica) lub zwierząt
(czerwiec, ślimak purpurowy). Wynalezienie XIX w. barwników syntetycznych doprowadziło
do prawie całkowitego wyparcia barwników naturalnych. Obecnie przy produkcji barwników
zwraca się uwagę na ich wpływ na skórę ludzką i ochronę środowiska.

Nie wszystkie barwniki w jednakowym stopniu nadają się do każdego materiału, gdyż

rodzaj wiązania barwnika z włóknem zależy od struktury chemicznej i budowy włókna.

Do różnych gatunków włókien i mieszanek można stosować różnorodne barwniki

w różnych ich odmianach i o różnej trwałości wybarwienia.

Trwałość wybarwienia to odporność barwnika na czynniki zewnętrzne, na działanie,

których jest narażony materiał. Trwałość wybarwienia zależy od rodzaju użytego barwnika,
rodzaju barwionego materiału. Nie ma barwników uniwersalnych, o jednakowej trwałości
wybarwienia dla wszystkich rodzajów tkanin. Barwniki dobiera się w zależności od
przeznaczenia tkaniny. Wymagania dotyczące odzieży i bielizny stołowej będą inne niż
wymagania stawiane materiałom dekoracyjnym.

Barwnik powinien być odporny na działanie wielu czynników. Sposoby kontrolowania

trwałości wybarwień są regulowane odpowiednimi przepisami. Szczególne znaczenie mają:

−

odporność na ścieranie,

−

odporność na spieranie,

−

odporność na działanie potu,

−

inne czynniki wpływające na trwałość wybarwienia
Odporność na ścieranie to wartość, która określa odporność barwienia lub drukowania na

tarcie. Istnieje różnica między odpornością na ścieranie na sucho i na mokro. Barwniki
naturalne o ostrych barwach farbują czasem przy tarciu na mokro.

Odporność na spieranie określa, na jakie czynności pralnicze jest odporny dany materiał.

Bawełna jest zazwyczaj odporna na działanie ługów piorących i temperatury 90°C lub
wyższej.

Odporność na działanie potu to ważny wskaźnik w przypadku bielizny osobistej, odzieży

wierzchniej i sportowej.

Inne czynniki wpływające na trwałość wybarwienia to: pogoda, woda morska,

rozpuszczalniki, prasowanie, itp.

Bardzo ważny jest dobór rodzaju barwnika do rodzaju tkaniny i jej przeznaczenia.

W tabeli 1 przedstawiono możliwości zastosowania wybranych grup barwników do barwienia
określonego surowca i trwałość wybarwień uzyskanych przy barwieniu tymi barwnikami.
Prezentuje ona także przebieg procesu, w jakim barwnik wiąże się z barwionym włóknem.
Ma to istotne znaczenie dla trwałości uzyskiwanych wybarwień. Dla barwników, które wiążą
się z włóknem na zasadzie reakcji chemicznej uzyskuje się wysokie wskaźniki odporności
wybarwień.

Trwałość wybarwień determinuje możliwość zastosowania poszczególnych grup

barwników do barwienia materiałów przeznaczonych na określone wyroby. Tkanin
barwionych za pomocą barwników o małej odporności na działanie światła nie zastosujemy
na parasole przeciwsłoneczne, markizy, stroje plażowe, leżaki itp., natomiast barwników mało
odpornych na działanie potu nie zastosuje się na odzież sportową, bieliznę, skarpety, itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1 Zestawienie barwników i rodzajów tkanin, do jakich są stosowane [5, s. 92]

Barwnik

Zastosowanie

Przebieg barwienia

Trwałość wybarwienia

Barwnik bezpośredni

Bawełna, włókna
wiskozowe, jedwab

Barwnik wsiąka
bezpośrednio we włókna

Mało odporne na działanie
ś

wiatła, spieranie

i działanie potu; odporność
wybarwienia można
polepszyć dzięki specjalnej
obróbce

Barwnik reaktywny

Bawełna, włókna
wiskozowe, jedwab,
wełna

Barwnik wchodzi
w reakcję chemiczną
z włóknami

Bardzo duża trwałość
wybarwienia

Barwnik kadziowy

Bawełna, włókna
wiskozowe

Nierozpuszczalny
w wodzie barwnik jest
rozpuszczany przez
redukcję w kadzi
barwiarskiej; po
zakończeniu barwienia
zamienia się go przez
utlenienie z powrotem
w nierozpuszczalny
barwnik

Duża odporność na
spieranie, chlorowanie,
gotowanie, światło,
czynniki atmosferyczne,
tarcie i pot

Barwnik siarkowy

Bawełna, len

Barwnik nierozpuszczalny
w wodzie (patrz barwnik
kadziowy)

Odporny na spieranie,
nieodporny na światło
i chlorowanie; daje jedynie
matowe kolory

Barwnik zaprawowy

Bawełna, włókna
wiskozowe, poliestrowe

Barwnik utrwala się na
włóknach po uprzednim
nasyceniu ich dwiema
różnymi substancjami
chemicznymi

Bardzo duża trwałość
wybarwienia

Barwnik metalo-
kompleksowy

Wełna, włókna
poliamidowe, włókna
poliestrowe

Barwnik nierozpuszczalny
w wodzie; cząstki
barwnika są
dyspergowane w kąpieli
barwiarskiej

Bardzo duża trwałość
wybarwienia

Barwnik kwasowy

Wełna, jedwab, włókna
poliamidowe

Barwienie w kwaśnej
kąpieli

Różne trwałości
wybarwienia w zależności
od rodzaju barwnika
i rodzaju barwionych
włókien

Barwnik zawiesinowy

Włókna octanowe,
poliestrowe, poliamidowe

Cząstki barwnika są
dyspergowane w kąpieli
barwiącej i wsiąkają do
wnętrza włókien

Bardzo duża trwałość
wybarwienia

Barwnik zasadowy

Wiókna poliakryloni-
trylowe, bawełna, włókna
wiskozowe

Barwienie przez reakcję
zasadową; w przypadku
włókien poi iakry łon itry
Iowych barwnik wchodzi
w reakcję chemiczną
z włóknem

W przypadku włókien
poliakrylonitrylo-wych
bardzo duża trwałość
wybarwienia,
w pozostałych
przypadkach – mała

Barwnik zaprawowy
chromowy

Wełna, włókna
syntetyczne

Barwniki znajdujące się
na włóknach są
przetwarzane za
pośrednictwem soli metali
na nierozpuszczalny
w wodzie lak

Mała odporność na
wycieranie, poza tym
bardzo duża trwałość
wybarwienia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Badanie odporności wybarwień

Odporność wybarwień wyrobów włókienniczych to przede wszystkim odporność na

działanie czynników, na które wyroby mogą być narażone, w procesie produkcji
i w czasie użytkowania.

Czynniki chemiczne, na jakie narażone są materiały (a tym samym barwa) w czasie

produkcji to działanie czynników chemicznych.

W czasie użytkowania barwa narażona jest na działanie następujących czynników:

wiatła, światła i pogody, prania, zimnej wody, potu, tarcia na sucho i mokro.

Wybarwienia mogą posiadać zróżnicowane odporności na w/w czynniki. Przy określaniu

stopnia odporności wybarwienia podaje się rodzaj działającego czynnika.

Odporność wybarwienia ocenia się na podstawie zmiany barwy. Zmiana taka może

polegać na: zmianie intensywności barwy, odcienia, żywości lub kombinacje tych zmian.

Oceny dokonuje się na podstawie porównania i wzrokowej oceny kontrastu barwy próby

badanej i próby nie badanej. Liczbowo w przybliżeniu określa się stopień odporności.

Trwałość na światło określa się w skali 1–8, a pozostałe rodzaje trwałości w skali 1–5. Im

większa liczba tym wyższa odporność.

Dokładnego określenia stopnia odporności dokonuje się przez porównanie z wzorcową

niebieską lub szarą skalą barw.

Stopień odporności jest wartością względną porównawczą, określoną w stosunku do

odporności wybarwienia przyjętego za wzorzec.

Wyznaczanie odporności na światło przeprowadza się przez porównanie z wzorcem

naświetlanych próbek. Pomiaru dokonuje się w następujący sposób:

−

próbki układa się obok siebie w gablotce,

−

obok próbek układa się komplet wzorców niebieskiej skali barw,

−

próbki badane i wzorcowe pokrywa się w ¼ długości nieprzezroczystą przesłoną(tektura,
folia aluminiowa),

−

gablotkę przykrywa się oszkloną ramką (szkło bezbarwne jednakowej grubości,
odległość od szkła do próbek 3 cm),

−

gablotkę wystawia się na światło słoneczne pod kątem 45

do poziomu,

−

wyniki śledzi się przez podnoszenie przesłony co pewien czas,

−

stopień odporności wyznacza się przez porównanie zmiany jego barwy za skalą wzorców
jednocześnie naświetlanych.
Wyznaczanie odporności wybarwień na czynniki mokre przeprowadza się poprzez

określenie odporności na: pranie, ukrop, wodę destylowaną, na wodę morską. Badane próbki
obrabia się razem z dwiema białymi tkaninami towarzyszącymi (np.: bawełna – wełna, wełna
– włókno poliestrowe lub włókna wiskozowe – wełna), w kąpieli o krotności dostosowanej
badanej odporności i o składzie zależnym od rodzaju badanego surowca. W badaniu tym
ocenia się zmianę barwy badanej próbki i stopień zabrudzenia tkanin towarzyszących
(oddzielnie dla każdej) posługując się odpowiednią tablicą. Odporność podaje się w ułamku,
gdzie licznik wskazuje zmianę barwy próbki badanej, a mianownik zaś stopień zabarwienia
tkaniny towarzyszącej.

Odporność na tarcie wyznacza się przez tzw. smarowanie lub badanie ręczne. Badanie

polega na pocieraniu badanej próbki kontrolną próbką białego batystu w specjalnym aparacie
lub ręcznie. Badanie można wykonywać na sucho i mokro. Ocenę odporności prowadzi się
przez porównanie wzrokowe batystu z serią wzorów trwałości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Na czym polega trwałość barwnika?

Co określa odporność na ścieranie?

Czemu służy określanie odporności barwnika na spieranie?

Dlaczego określana jest odporność barwnika na działanie potu?

Jakie znasz grupy barwników?

Jakie jest zastosowanie poszczególnych grup barwników?

W jaki sposób barwnik wiąże się z włóknem?

4.4.3. Ćwiczenia

wiczenie 1

Na podstawie tabeli wybierz barwniki, którymi najlepiej wybarwić dzianinę bawełnianą

przeznaczoną na wyroby bieliźniane.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wybrać z podanej tabeli barwniki,

uzasadnić wybór danego barwnika,

zaproponować metodę barwienia.

Wyposażenie stanowiska pracy.

−

poradnik ucznia,

−

przybory do pisania,

−

zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

wiczenie 2

Porównaj trwałość na pranie w wodzie wybarwień próbek z włókien bawełny barwionych

barwnikami bezpośrednimi i reaktywnymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować i oznaczyć po cztery próbki dla każdego z barwników,

sporządzić kąpiel piorącą według przepisu,

przeprowadzić procesy prania zgodnie z opisem,

porównać próbki po pięciu, dziesięciu i piętnastu praniach w pralnicy laboratoryjnej,

określić zmianę barwy w skali 1–5 wg skali szarości.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

szkło laboratoryjne,

−

pralnica laboratoryjna,

−

badany materiał i środki piorące,

−

instrukcja i przepisy prania,

−

skala szarości do porównania zmiany barwy,

−

przybory do pisania, zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wiczenie 3

Dla wcześniej wykonanych wybarwień wykonaj pomiary odporności wybarwień na

tarcie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować próbki tkanin do badań,

sprawdzić i przygotować aparat do badania odporności,

wykonać pomiar na aparacie do badania odporności wybarwień na tarcie zgodnie
z instrukcją,

ocenić odporność w skali 1–5 przez porównanie z wzorcem,

przeprowadzić analizą stopnia odporności zależnie od zastosowanego rodzaju barwnika,

wyciągnąć wnioski odnośnie stopnia odporności na sucho i mokro,

przeprowadzić analizę odporności zależnie od rodzaju surowca.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja wykonania próby tarcia,

−

aparat do mierzenia odporności na tarcie,

−

próbki tkanin barwionych z różnych surowców, różnymi barwnikami,

−

tkanina towarzysząca- batyst,

−

nożyczki linijka, przybory do pisania kartka,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie odporność na ścieranie?

zdefiniować pojęcie odporność na spieranie?

zdefiniować pojęcie odporność na działanie potu?

określić, dla jakich wyrobów ważne są w/w czynniki?

określić, co to jest trwałość wybarwienia?

wymienić rodzaje stosowanych barwników?

dobrać barwnik do wyrobu zależnie od zastosowanego surowca?

dobrać barwnik do wyrobu zależnie od przeznaczenia?

wskazać, jaką metodą dokonać barwienia, aby otrzymać jak najlepszą
jakość wybarwienia?

10)

opisać sposób w jaki wiąże się barwnik z włóknem?

11)

wykonać badanie odporności wybarwień na tarcie i pranie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uważnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.

W każdym pytaniu tylko jedna odpowiedź jest prawdziwa

Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

Dokładnie przeczytaj pytania, odpowiedzi, których jesteś pewien zaznacz od razu do
tych, które sprawią ci trudności wrócisz później.

Nie śpiesz się masz czas na zastanowienie.

Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Zjawisko pochłaniania przez ciała światła nazywamy
a)

absorpcją.

odbiciem.

załamaniem.

ugięciem.

Ciało, które całkowicie odbija padające na nie promieniowanie nazywamy ciałem
a)

przezroczystym.

białym.

kolorowym.

czarnym.

Zjawisko, w którym tylko część promieniowania zostaje pochłonięta nazywamy
a)

całkowitą absorpcją.

pochłonięciem.

selektywną absorpcją.

całkowitym rozproszeniem.

Barwą dopełniającą do czerwonej jest barwa
a)

niebieska.

zielona.

ółta.

biała.

Barwę pomarańczową otrzymujemy z połączenia barw
a)

zielonej i fioletowej.

niebieskiej i żółtej.

czerwonej i żółtej.

czerwonej i niebieskiej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Do barw pierwszego rzędu nie należy
a)

ółta.

niebieska.

czerwona.

zielona.

Z niżej wymienionych barwników niską odpornością na pranie charakteryzuje się barwnik
a)

kadziowy.

siarkowy.

bezpośredni.

zawiesinowy.

W barwiarce Pad-Roll kompensator umieszczony jest
a)

przed napawarką.

na wyjściu z napawarki.

za podgrzewarką.

przed nawojem.

Barwnikiem mało odpornym na działanie światła jest
a)

barwnik kadziowy.

barwnik bezpośredni.

barwnik zawiesinowy

barwnik zaprawowy.

10.

Barwniki charakteryzujące się niskim stopniem wyczerpywania z kąpieli stosuje się w
a)

barwiarkach zwrotnych.

aparatach cyrkulacyjnych.

agregatach do barwienia metodą Pad-Steam.

barwiarkach pasmowych.

11.

Najważniejszym wskaźnikiem barwników używanych dla bielizny jest odporność na
a)

spieranie.

cieranie.

działanie potu.

odporność na wodę morską.

12.

W pobliżu osiedli woda głównie jest zanieczyszczona
a)

zanieczyszczeniami gazowymi.

solami nieorganicznymi.

drobnoustrojami.

zawiesinami.

13.

ółtawe zabarwienie tkaniny powodują związki

wapnia.

manganu.

magnezu.

elaza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14.

Krotność kąpieli barwnika to
a)

stosunek masy barwionego materiału do kąpieli farbiarskiej

ilość stosowanych kąpieli.

liczba zanurzeń barwionego materiału.

liczba kąpieli płuczących.

15.

Usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych prowadzi się
a)

na osadnikach.

przez odżelazianie.

przez strącanie osadów.

przez wymiennik jonitowy.

16.

Barwnikami bezpośrednimi barwi się w kąpielach
a)

słabo kwaśnych.

słabo alkalicznych.

silnie alkalicznych.

silnie kwaśnych.

17.

Do barwienia wełny stosuje się barwniki kwasowe ze względu na
a)

odporność wełny na działanie kwasów.

niechęć wełny do kwasów.

tendencję kwasów do uszkadzania wełny.

zdolność kwasów do ochrony wełny przed brudzeniem.

18.

Silne pęcznienie włókien celulozowych w kąpielach alkalicznych jest w procesie
barwienia
a)

korzystne.

utrudnieniem.

obojętne.

pożądane.

19.

Urządzenie, w którym podczas prania, wełna nie ulega spilśnianiu to
a)

pralnica bronowa

pralnica widłowa.

wanna dyszowa.

pralnica pasmowa.

20.

Grupą chromoforową o wiązaniu podwójnym nie jest
a)

––N=N––.

–O–H.

=C=O.

––CH=CH––.

21.

Związek zawierający jedną lub więcej niż jedną grupę chomoforową nazywamy
a)

oksydantem.

chromoforem.

chromogenem.

auksochromem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22.

Na rozpuszczalność barwnika w wodzie ma wpływ
a)

sposób wytwarzania barwnika.

konsystencja barwnika.

występowanie grup funkcyjnych w cząsteczce barwnika.

stopień rozdrobnienia barwnika.

23.

Jeżeli barwnik jest dwukrotnie mocniejszy od typu, to na opakowaniu nie znajdziemy
oznaczenia
a)

200%.

50/100.

„nisko skoncentrowany”.

„wysoko skoncentrowany”.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

LITERATURA

Balasiński T., Dziamara H., Malinowski L.: Pracownia włókiennicza. WSiP, Warszawa 1997

Chyrosz M., Zembowicz-Sułkowska E.: Materiałoznawstwo odzieżowe, WSiP, Warszawa
1999

Czyrakowa M. H, Ulanowska-Bryszewska I.: Rysunek zawodowy. WSiP 1996

Gajda J, Jędraszczyk H, Okoniewski M.: Technologia chemicznej obróbki włókien.
Cz. 1. WSiP, Warszawa 1978

Idryjan-Pajor J.: Materiałoznawstwo odzieżowe. Stowarzyszenia Oświatowców Polskich
w Toruniu, Toruń 1998, 1999

Samek P.: Krawiectwo-Materiałoznawstwo. WSiP S.A., Warszawa 1999

Tyszka M. (red.): Materiałoznawstwo włókiennicze dla ZSZ WSiP, Warszawa 1987

Strony www
8.

znaki.bhpinfo.pl/sklep/pl/1/1/G/D

www.chemorganiczna.com/content/view/140/13/1/1/

10.

www.swiatdruku.com.pl/archiwum/2000_06/01.htm

11.

www.farbiarniasira.pl/galeria.htm

Materiały z seminarium
12.

Polski Komitet Kolorystyki: XVI Seminarium Szkoleniowe

13.

Polski Komitet Kolorystyki: XVII Seminarium Szkoleniowe

14.

Polski Komitet Kolorystyki: XVIII Seminarium Szkoleniowe

15.

Polski Komitet Kolorystyki: XIX Seminarium Szkoleniowe

16.

Polski Komitet Kolorystyki: XX Seminarium Szkoleniowe

17.

Polski Komitet Kolorystyki: XXI Seminarium Szkoleniowe

18.

Polski Komitet Kolorystyki: XXII Seminarium Szkoleniowe

19.

Polski Komitet Kolorystyki: XXIII Seminarium Szkoleniowe

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych
Znaki informacyjne dotyczące konserwowania wyrobów włókienniczych
Drukowanie wyrobów włókienniczych
Bielenie włókien i wyrobów włókienniczych
04 Charakteryzowanie płaskich wyrobów włókienniczych
GRUBOŚĆ PŁASKICH WYROBÓW WŁÓKIENNICZYCH
Charakteryzowanie płaskich wyrobów włókienniczych, skór i dodatków krawieckich
UKŁADALNOŚĆ WIELOKIERUNKOWA PŁĄSKICH WYROBÓW WŁÓKIENNICZYCH
Rekodzielnik wyrobow wlokienniczych734[04] 2005 01 31
technik wlokienniczych wyrobow dekoracyjnych 311[42]
Bielenie włókien i wyrobów włókienniczych
00 Program nauki Rękodzielnik wyrobow wlokienniczych 743 04
rekodzielnik wyrobow wlokienniczych 743[04]
00 Program nauki Technik włókienniczych wyrobów dekoracyjnych 311 42
RODZAJE WŁÓKIEN MIĘŚNIOWYCH?
RODZAJE WŁÓKIEN MIĘŚNIOWYCH
operator maszyn w przemysle wlokienniczym 826[01] z3 01 u
operator maszyn w przemysle wlokienniczym 826[01] z2 03 n

więcej podobnych podstron