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
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 4
3. Cele kształcenia 5
4. Materiał nauczania 6
4.1. Chemia barwników 6
4.1.1. Materiał nauczania 6
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 11
4.1.3. Ćwiczenia 11
4.1.4. Sprawdzian postępów 13
4.2. Charakterystyka metod barwienia i maszyny w nich stosowane 14
4.2.1. Materiał nauczania 14
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 21
4.2.3. Ćwiczenia 22
4.2.4. Sprawdzian postępów 24
4.3. Wybrane receptury barwienia i znaczenie wody w chemicznej obróbce 25
4.3.1. Materiał nauczania 25
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 34
4.3.3. Ćwiczenia 34
4.3.4. Sprawdzian postępów 38
4.4. Wykaz barwników i trwałość wybarwień 39
4.4.1. Materiał nauczania 39
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 42
4.4.3. Ćwiczenia 42
4.4.4. Sprawdzian postępów 43
5. Sprawdzian osiągnięć 44
6. Literatura 49
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
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,
 ćwiczenia, 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.
826[01].Z4
Technologia wykończania
włókien i wyrobów włókienniczych
826[01].Z4.01 826[01].Z4.03
826[01].Z4.02
Bielenie włókien Drukowanie wyrobów
Barwienie włókien
i wyrobów włókienniczych włókienniczych
i wyrobów
włókienniczych
826[01].Z4.04 826[01].Z4.05
Nakładanie apretur Wykończanie mechaniczne
i innych wykończeń i termiczne wyrobów
uszlachetniających włókienniczych
na wyroby włókiennicze
Schemat układu jednostek modułowych w module
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
2. WYMAGANIA WST
PNE
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 wskaz
niki technologiczne,
- charakteryzować podstawowe parametry budowy wyrobów włókienniczych,
- charakteryzować proces bielenia, rodzaje używanych środków chemicznych i ich wpływ
na proces,
- definiować podstawowe wskaz
niki jakościowe wyrobów włókienniczych,
- objaśniać podstawowe metody wyznaczania wskaz
ników jakościowych wyrobów
włókienniczych,
- określać zasady pobierania próbek wyrobów włókienniczych,
- określać warunki wykonywania badań,
- określać warunki procesu bielenia oraz skład kąpieli bielących,
- badać wskaz
niki 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 warsztatowÄ…,
- korzystać z różnych z
ródeł 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
4
3. CELE KSZTAA
CENIA
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
5
4. MATERIAA
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.
Czerwień
Brunat
Fiolet Oranż
Czerń
Oliwek
Granat
Błękit Zieleń
Żółcień
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.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
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
7
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. Åšciemniamy kolory przez dodanie
szarości lub czerni.
Ze względu na czystość barw wyróżniamy:
- barwy czyste,
- barwy złamane,
- barwy zgaszone.
Powstawanie barw złamanych:
żółty + szary = oliwka,
pomarańcz + szary = brzoskwiniowy,
czerwony + szary = wiśniowy,
fioletowy + szary = wrzosowy.
Powstawanie barw zgaszonych:
żółty + 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  NH2,
- alkiloaminowa  NHR,
- aryloamimowa  NHAr,
- grupa hydroksylowa  OH,
- alkoksylowa  OR .
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
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  SO3H,
- karboksylowa  COOH,
- aminowa  NH2,
- 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
koncentracjÄ™,
- pozwalające na uzyskiwanie powtarzalnych wybarwień przy użyciu tego samego
barwnika, ale pochodzącego z różnych partii produkcyjnych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
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 zawierajÄ… 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 bądz
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
noszÄ… nazwÄ™ 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
odpowiadajÄ…cego marce R oznaczymy markÄ… 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 nowÄ… edycjÄ™ barwnika, poprawionÄ… 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
10
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 sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co nazywamy absorpcjÄ…?
2. Jakie ciała nazywamy białymi, a jakie czarnymi?
3. Które ciała nazywamy przezroczystymi?
4. Jaką barwę nazywamy dopełniającą?
5. Co nazywamy selektywnÄ… absorpcjÄ… promieniowania?
6. Jakie grupy funkcyjne mają wpływ na rozpuszczalność barwników w wodzie?
7. Jakie znasz kryteria podziału barwników?
8. Jakie znasz postacie handlowe barwników?
9. Co to jest jednorodność barwników?
10. W jaki sposób ustala się nazewnictwo barwników?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Korzystając z trójkąta barw wypisz i przedstaw na rysunku barwy I, II, III rzędu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować karton do malowania, farbę i pędzel,
2) połączyć kolory tak aby otrzymać określone barwy,
3) wypisać na kartonie barwy I, II i III rzędu i namalować przy nich przykładowe odcienie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- kartony,
- farby plakatowe bÄ…dz
akwarele,
- pędzle,
- przybory do pisania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
Ćwiczenie 2
Wykonaj kompozycje barwne, składające się z barw podstawowych, pochodnych, ciepłych,
zimnych, kontrastowych i złamanych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować kolorowe kartki, kredki, farby, pędzle, kartony,
2) zapoznać się z trójkątem barw i materiałem w poradniku ucznia,
3) wykonać kompozycje, przynajmniej 4,
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.
Ćwiczenie 3
Zbadaj stopień rozdrobnienia barwnika metodą obserwacji mikroskopowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować stanowisko pracy,
2) pobrać potrzebne środki i sprzęty,
3) rozetrzeć minimalną ilość Zieleni helantrenowej B w ciepłej wodzie z dodatkiem środka
dyspergujacego,
4) obejrzeć kroplę zawiesiny pod mikroskopem,
5) powtórzyć to samo, np.: dla Granatu bezpośredniego lub innych najmniej dwóch barwników,
6) przedstawić swoje spostrzeżenia ustnie,
7) zapisać spostrzeżenia,
8) 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
12
Ćwiczenie 4
Zbadaj jednorodność i złożoność barwników, rozpylając je na zwilżoną bibułę filtracyjną.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować stanowisko pracy,
2) pobrać potrzebne materiały,
3) przygotować paski bibuły filtracyjnej,
4) rozpylić kolejne barwniki na paski bibuły wcześniej zwilżone,
5) przyjrzeć się otrzymanym plamkom,
6) 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
1) zdefiniować pojęcia ciało białe i czarne?
1
1

2) zdefiniować zjawisko absorpcji światła i selektywnej absorpcji?
1
1

3) określić barwy dopełniajace do danej barwy?
1
1

4) otrzymać barwę pomarańczową?
1
1

5) otrzymać barwę fioletową?
1
1

6) otrzymać barwę zieloną?
1
1

7) otrzmać barwy III rzędu?
1
1

8) zdefiniować pojęcia grupy chromoforów, grupy auksochromowe?
1
1

9) określić sposób tworzenia nazewnictwa barwników?
1
1

10) określić grupy funkcyjne mające wpływ na rozpuszczalność?
1
1

11) określić kryteria podziału barwników?
1
1

12) określić postaci handlowe barwników?
1
1

13) zdefiniować pojecie koncentracji barwnika?
1
1

14) określić cechy barwników?
1
1

15) zbadać stopień rozdrobnienia barwnika?
1
1

16) zbadać jednorodność barwnika metodą chromatografii?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
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 bÄ…dz
przez natryskiwanie.
Ze względu na sposób nanoszenia barwnika na włókno wyróżniamy dwie metody
barwienia:
- barwienie metoda wyczerpywania barwnika z kÄ…pieli,
- barwienie metodÄ… napawania.
Barwniki o wysokiej zdolności wyczerpywania z kąpieli farbiarskich stosuje się do
barwienia w kÄ…pieli.
Barwniki o niskim stopniu wyczerpywania z kÄ…pieli stosuje siÄ™ do barwienia metodÄ…
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 parÄ… nasyconÄ…,
- 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 100oC używa się maszyn nadciśnieniowych.
Sposoby barwienia:
- barwienie okresowe,
- barwienie ciągłe,
- barwienie półciągłe.
Barwienie okresowe odbywa siÄ™ przez wyczerpywanie barwnika z kÄ…pieli. Polega na tym,
że 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
14
Zasada pracy barwiarki zwrotnej polega na tym, że naprężony materiał przeznaczony do
barwienia przeciÄ…ga siÄ™ przez kÄ…piel barwiÄ…cÄ… w kadzi barwiarki. ZaletÄ… 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
15
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 metodÄ… wyczerpywania barwnika z kÄ…pieli,
- barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki w kąpieli,
- barwienie metodÄ… napawania z utrwalaniem barwnika podczas parowania para nasyconÄ…,
- barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki termicznej
gorÄ…cym powietrzem lub przegrzanÄ… parÄ…,
- 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 siÄ™ barwniki charakteryzujÄ…ce siÄ™
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
16
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:
- kÄ…pieli wodnej,
- atmosferze pary nasyconej, lub przegrzanej,
- gorÄ…cym powietrzu,
- temperaturze otoczenia -leżakowanie.
Barwienie metodÄ… wyczerpywania barwnika z kÄ…pieli.
Barwienie metodą wyczerpywania barwnika z kąpieli najczęściej stosowane jest w:
- barwieniu okresowym włókien luz
nych, przędzy w motkach lub na krzyżówkach, jak
również w barwieniu wałów osnowowych,
- tkanin i dzianin w paśmie,
- tkanin w szerokości.
kierunek
cyrkulacji kÄ…pieli
nawoje z nitkami
nawoje z nitkami
kÄ…piel barwiÄ…ca
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
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
tych cyrkulacja kÄ…pieli jest dwukierunkowa, tj. od wewnÄ…trz na zewnÄ…trz i od zewnÄ…trz 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,
- ciÅ›nieniowe 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 znajdujÄ…cÄ… siÄ™ w cyrkulacji kÄ…piel farbiarskÄ….
Rys. 10. Schemat ciśnieniowego aparatu nawojowego: 1  pompa, 2  perforowany wał z nawiniętym
materiałem przeznaczonym do barwienia, 3  autoklaw [4, s. 300]
Barwienie metodÄ… napawania kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…
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, utrudniajÄ…cych przepojenie tkaniny kÄ…pielÄ…, 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 kÄ…pielÄ… farbiarskÄ… 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 kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…, II  utrwalanie barwnika w barwiarce
zwrotnej i pranie [4, s. 190]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
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,
średnie i częściowo ciemne wybarwienia. Stosuje się do barwienia tkanin.
Barwienie metodÄ… napawania z utrwalaniem barwnika podczas parowania parÄ…
nasyconÄ…
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 kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…, II  strefa podczerwieni, III  komory
reakcyjne, IV  pralnica [4, s. 192]
Barwienie tkanin sposobem półciągłym w metodzie Pad-Roll polega na:
- napojeniu tkanin kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…,
- 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 luz
nego, 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
19
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 napojonÄ… kÄ…pielÄ… farbiarskÄ… tkaninÄ™
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 kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…, II  suszenie, III  napawanie
chemikaliami, IV  parowanie, V  pranie [4, s. 192]
Barwienie metodą napawania z utrwalaniem barwnika podczas obróbki termicznej
goracym powietrzem lub przegrzanÄ… parÄ…
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 siÄ™ 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 metodÄ… Thermosol: I  napawanie kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…, 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 gorÄ…cym 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
20
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 kÄ…pielÄ… farbiarskÄ…,
- 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 tÄ… metodÄ… stosuje siÄ™ barwniki reaktywne majÄ…ce 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 sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega barwienie ciągłe
2. Na czym polega barwienie półciągłe?
3. Jakie roztwory barwnika stosuje siÄ™ do barwienia?
4. Jakie maszyny stosuje siÄ™ do barwienia metodÄ… wyczerpywania z kÄ…pieli?
5. Na czym polega metoda Pad-Jig?
6. Na czym polega metoda Pad-Roll?
7. Na czym polega metoda Pad- Steam?
8. Na czym polega metoda Thermosol?
9. Na czym polega metoda zimnonawojowa?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 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:
1) wypisać etapy metody Pad-Roll,
2) zaznaczyć na poszczególne etapy kolorowymi klamrami,
3) 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.
Ćwiczenie 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:
1) pobrać próbki i potrzebne chemikalia,
2) sporządzić kąpiel barwiącą,
3) przeprowadzić proces barwienia próbek w tej samej kąpieli,
4) porównać wyniki barwienia z wzorcem,
5) sformułować wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Wyposażenie stanowiska pracy:
- sprzęt laboratoryjny,
- próbki tkanin, chemikalia,
- katalog wybarwień,
- przybory do pisania, zeszyt, poradnik ucznia,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 3
Na podstawie schematów technologicznych porównaj metody Pad-Jig, Pad-Roll, Pad-
Steam, Thermosol.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zanalizować schematy poszczególnych metod,
2) określić podobieństwa i różnice,
3) zapisać wnioski dotyczące szybkości barwienia,
4) zapisać wnioski o przydatności do barwienia określonych grup surowcowych,
5) 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.
Ćwiczenie 4
Na podstawie schematu aparatu cyrkulacyjnego i obserwacji sposobu pracy przedstaw
metodÄ™ barwienia, jaka jest w nim stosowana.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się ze schematem urządzenia,
2) zapoznać się z urządzeniem w warunkach farbiarni,
3) wskazać elementy budowy aparatu cyrkulacyjnego,
4) zaznaczyć kierunki przepływu kąpieli,
5) ustalić, jaką metodą możemy barwić w tym aparacie, co o tym decyduje,
6) 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.
Ćwiczenie 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
23
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się ze schematem urządzenia,
2) zapoznać się z urządzeniem w warunkach farbiarni,
3) wskazać elementy budowy,
4) zaznaczyć kierunki przepływu kąpieli,
5) ustalić, jaką metodą możemy barwić w tym aparacie, co o tym decyduje,
6) wskazać na rodzaj wyrobów, ich postać w jakiej możemy prowadzić proces.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- schemat urzÄ…dzenia,
- poradnik ucznia,
- przybory do pisania i zeszyt,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zdefiniować pojęcie barwienie okresowe, ciągłe i półciągłe?
1
1

2) zdefiniować zjawisko barwienia?
1
1

3) określić metody barwienia?
1
1

4) opisać na czym polega metoda Pad-Jig?
1
1

5) opisać na czym polega metoda Pad- Roll?
1
1

6) opisać na czym polega metoda Pad- Steam?
1
1

7) opisać na czyn polega metoda Thermosol?
1
1

8) omówić budowę urządzeń stosowanych do barwienia w/w metodami?
1
1

9) przeprowadzić barwienie tkaniny?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
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
( SO3H) lub grup karboksylowych ( COOH). Obecność tych grup daje barwnikom
charakter anionowy, w przypadku jednoczesnej obecności grupy aminowej ( NH2)  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 dm3. Krotność kąpieli dla różnego typu aparatów i urządzeń farbiarskich
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
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 siÄ™ przez ok. 0,5 godziny w temperaturze 50 80oC,
z kolei przy barwieniu na kolory ciemne w temperaturze bliskiej wrzenia w ciÄ…gu ok. 0,75 1
godziny.
Barwienie barwnikami bezpośrednimi może odbywać się metodą wyczerpywania
z kÄ…pieli i przez napawanie. W barwieniu metodÄ… wyczerpywania z kÄ…pieli 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 kÄ…pieli roboczej,
- napawanie przy małej krotności kąpieli i stałe jej odświeżanie przez dopływ nowej
kÄ…pieli,
- 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 formalinÄ… (formaldehydem),
- utrwalanie kationoczynnymi utrwalaczami.
Przepisy utrwalania wybawień są następujące:
- utrwalanie solami chromu (dwuchromianem potasowym) polega na traktowaniu
wybarwienia kÄ…pielÄ… zawierajÄ…cÄ…:
- 2 3% K2Cr2O7,
- 2 4% kwasu octowego 30%,
w ciÄ…gu 30 minut, w temp. 70-80°C.
- utrwalanie przeprowadza siÄ™ w kÄ…pieli zawierajÄ…cej:
- 1 3% CuSO4,
- 2 3% kwasu octowego 30%,
w temp. 50-60°C w ciÄ…gu 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 wskaz
nika. 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
26
Barwienie włókien białkowych
Głównym składnikiem budowy chemicznej włókien białkowych są aminokwasy, które
posiadajÄ… w swojej budowie grupy karboksylowe (  COOH) i grupy aminowe (  NH2).
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 luz
nego
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 z
le 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 kÄ…pieli barwiÄ…cej dodaje siÄ™:
- 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
szmatkÄ™. Barwienie rozpoczyna siÄ™ w temp. 50 60°C; nastÄ™pnie kÄ…piel podgrzewa siÄ™
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.
2) 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
27
literę  E , barwniki odznaczające się dobrymi odpornościami wybarwień na czynniki
mokre oznacza siÄ™ literÄ…  W .
3) Barwniki folanowe umożliwiają uzyskanie wybarwień o dobrej odporności szczególnie
na czynniki mokre i folusz, dlatego można stosować je do barwienia luz
nej wełny,
czesanki lub włosia na filce kapeluszowe, które są melanżowane przed procesem
folowania.
4) 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
dyspergujÄ…cych. Przed procesem barwnik rozrabia siÄ™ w wodzie o temperaturze 40 50oC.
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 50oC stopniowo podnosi siÄ™ temperaturÄ™ do 80oC. 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 charakteryzujÄ… siÄ™ bardzo dobrymi
odpornościami na światło i niskimi odpornościami na czynniki mokre, dla poprawienia tej
cechy stosuje siÄ™ barwniki zawiesinowe do dwuazowania.
Włókna octanowe barwi się barwnikami do dwuazowania w podobny sposób jak
bezpośrednimi barwnikami zawiesinowymi. Temperatura barwienia wynosi 75oC, 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 luz
nym i tkanin na kolory ciemne.
Barwienie włókien syntetycznych
Proces barwienia włókien syntetycznych można podzielić na trzy etapy:
1) adsorpcja barwnika na powierzchni włókna,
2) dyfuzja barwnika w głąb włókna,
3) 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 ( NH2), 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
28
Włókna poliestrowe ze względu na swoją zwartą strukturę i silną hydrofobowość
wymagają barwienia w temperaturach przekraczających 100oC. Włókna barwione
w temperaturze 100oC wymagają stosowania środków pomocniczych. Środki te nazywamy
przenośnikami. Ich działanie polega na rozluz
nieniu 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 135oC,
- metoda Thermosol czyli termicznego utrwalania w temperaturze 180 220oC.
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:
- temperaturÄ™ poczÄ…tkowÄ… barwienia,
- szybkość podgrzewania,
- maksymalnÄ… temperaturÄ™ 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 luz
nym,
- w postaci taśmy czesankowej,
- przędzy,
- tkanin i dzianin.
W pakunkowych aparatach ciśnieniowych barwi się włókno typu Elana w stanie luz
nym
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
29
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 luz
nego, 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/dm3 dyspergatora NNO oraz zawiesinę dobrze
zdyspergowanego barwnika. NastÄ™pnie kÄ…piel podgrzewa siÄ™ do temp. 40 50°C i przetÅ‚acza
do zbiornika z włóknem. W ciÄ…gu 30 40 minut kÄ…piel podgrzewa siÄ™ do 120 135°C i barwi
w tej temperaturze 1 1,5 godziny. W czasie barwienia kąpiel powinna być lekko kwaśna. Po
ochÅ‚odzeniu do 95°C wyrównuje siÄ™ ciÅ›nienie i wypuszcza kÄ…piel do kanaÅ‚u.
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
30
Sposobem okresowym barwi siÄ™ 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,
- metodÄ… jednokÄ…pielowÄ… dwustopniowÄ…; gdy w jednej kÄ…pieli barwi siÄ™ 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 siÄ™ metodÄ… jednokÄ…pielowÄ…. TkaninÄ™ napawa siÄ™ kÄ…pielÄ… zawierajÄ…cÄ…
barwnik zawiesinowy i reaktywny w odpowiednich ilościach, ok. 100 g/dm3 mocznika,
20 200 g/dm3 zagęstnika oraz 20 g sody kalcynowanej. Po napojeniu tkaninę suszy się,
obrabia siÄ™ termicznie, w czasie 45 60 sekund, w temperaturze 190 210oC, 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  czÄ…stki pochodzenia organicznego o wymiarach od 10-7 do
10-5 cm oraz krzemionka (SiO2), zwiÄ…zek 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
31
Twardość wody wyraża się w miligramorównoważnikach jonów wapnia i magnezu
zawartych w l dm3 wody.
Jednostką twardości jest l mval/dm3, czyli taka twardość, jaką nadaje wodzie
l miligramorównoważnik jonów wapnia i magnezu znajdujący się w l dm3 wody. Stosuje się
jeszcze (lecz już coraz rzadziej) stopnie niemieckie. Jeden stopieÅ„ niemiecki (l°n), odpowiada
zawartości 10 mg CaO w l dm3 wody.
Woda stosowana we włókiennictwie powinna mieć twardość nie większą niż
70 mval/dm3, a w wykończalni maksimum 14 mval/dm3.
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 środowiska w 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 póz
niej 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 zwiÄ…zki, pogarszajÄ…ce 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 eksplozjÄ™.
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) (Fe2O3). 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
32
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.
ZnajdujÄ…ce siÄ™ w niej zawiesiny w wyniku sedymentacji osiadajÄ… 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 m3 wody, przemysł
lniany zużywa 8 10 m3 wody, przemysł wełniany zużywa 30 32 m3 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:
- ścieki 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,
- ścieki otrzymane z procesu gotowania, np. bawełny; zawierają one tłuszcze roślinne,
związki organiczne pochodzące z łodyg, stosowaną w poprzedniej obróbce włókna
dekstrynÄ™ i skrobiÄ™ (krochmal), Å‚ug sodowy i sodÄ™,
- ścieki z farbiarni, na które składają się zużyte kąpiele z procesów barwienia i utrwalania
barwników, pozostałości dodawanych barwników, chemikaliów, wody popłuczne.
Ścieki 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
33
- 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,
zwierzÄ…t 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.
2. Metody chemiczne, w wyniku których za pomocą reakcji chemicznych szkodliwe
zwiÄ…zki zostajÄ… przeprowadzone w zwiÄ…zki mniej szkodliwe.
3. Metody biologiczne polegajÄ…ce na usuwaniu resztek organicznych i nieorganicznych
składników ściekowych drogą tlenowej lub beztlenowej przemiany materii pod
działaniem drobnoustrojów.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakimi barwnikami barwimy włókna celulozowe?
2. Jakie są warunki barwienia barwnikami bezpośrednimi?
3. Jakie barwniki stosujemy do barwienia włókien białkowych?
4. Jakie sÄ… parametry barwienia barwnikami kwasowymi?
5. Jakie barwniki stosujemy do barwienia włókien syntetycznych?
6. Jakie są etapy barwienia włókien syntetycznych?
7. W jakich warunkach barwi się włókna syntetyczne?
8. Jakimi substancjami może być zanieczyszczona woda?
9. W jakich jednostkach mierzymy twardość wody?
10. Jakie wyróżniamy twardości wody?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
SporzÄ…dz
kÄ…piel barwiÄ…cÄ… i przeprowadz
proces barwienia wełny barwnikiem kwasowym.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pobrać potrzebne chemikalia,
2) określić perametry procesu (temperatura, czas),
3) przygotować stanowisko pracy,
4) zważyć próbkę wełny,
5) obliczyć potrzebną ilość odczynników,
6) sporządzić kąpiel barwiącą,
7) przeprowadzić proces barwienia zgodnie z założonymi parametrami,
8) próbkę wysuszyć i ocenić jakość wybarwienia,
9) sformułować wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Wyposażenie stanowiska pracy:
- sprzęt laboratoryjny,
- chemikalia,
- próbka wełny (tkanina, dzianina, przędza),
- przybory do pisania zeszyt,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Przeprowadz
proces barwienia barwnikiem bezpośrednim tkaniny bawełnianej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją barwienia,
2) określić niezbędne chemikalia,
3) sporządzić kąpiel barwiącą,
4) przeprowadzić proces barwienia tkaniny,
5) 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.
Ćwiczenie 3
Zaprojektuj proces barwienia dla tkaniny z włókien mieszanych (bawełna 70%  poliester
30%).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać rodzaj barwnika, wybór uzasadnić,
2) wybrać metodę barwienia,
3) zaproponować skład kąpieli barwiącej.
4) wybrać potrzebne maszyny,
5) ustalić kolejność czynności i kolejność pracy maszyn w wybranej metodzie,
6) 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
35
Ćwiczenie 4
Rozpoznaj barwnik bezpośredni w próbkach trzech barwników i określ przydatność tego
barwnika do wybarwień różnych surowców.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odważyć ok. 0,1 g badanego barwnika,
2) zalać barwnik wrzącą wodą destylowaną w ilości 100 cm3,
3) gotować otrzymany roztwór w ciągu minuty,
4) przesączyć roztwór przez sączek z bibuły filtracyjnej (brak osadu na sączku świadczy
o tym, że mamy do czynienia z barwnikiem rozpuszczalnym),
5) dodać do roztworu barwnika 1,5 cm3 10% roztworu soli glauberskiej krystalicznej oraz
0,5 cm3 10% roztworu sody,
6) przeprowadzić proces barwienia w tak otrzymanej kąpieli niewielkiej próbki bielonej
przędzy bądz
tkaniny bawełnianej i takiej samej wielkości próbki przędzy lub tkaniny
wełnianej, w czasie 5 minut, w temperaturze dochodzącej do wrzenia,
7) porównać próbki (intensywne zabarwienie bawełny świadczy o tym, że użyty barwnik
należy do grupy barwników bezpośrednich),
8) postępować analogiczne dla pozostałych próbek barwników,
9) 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.
Ćwiczenie 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:
1) zapoznać się z instrukcją prania,
2) przygotować potrzebne sprzęty i materiały,
3) przygotować kąpiel piorącą,
4) pobrać próbki tkanin lub przygotować je,
5) wykonać proces prania,
6) porównać wygląd tkaniny,
7) wysnuć z obu tkanin włókna i obejrzeć je pod mikroskopem przy powiększeniu 1:250,
8) sformułować i zapisać wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
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.
Ćwiczenie 6
Rozpuść barwnik kwasowy w wodzie twardej i w wodzie miękkiej. Zaobserwuj różnice.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odważyć odpowiednią ilość barwnika np. 0,2 g.( dwie porcje),
2) zważone porcje barwnika rozpuścić w 150 ml wody (twardej i miękkiej),
3) zaobserwować różnice w rozpuszczalności i opisać je,
4) 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.
Ćwiczenie 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:
1) dodać do gorącego roztworu barwnika 10 20% soli glauberskiej, 1 4% kwasu
siarkowego 96%,
2) rozpocząć proces barwienia w temperaturze 50 60°C,
3) podgrzewać kąpiel stopniowo do wrzenia,
4) przeprowadz
proces barwienia w ciÄ…gu 45 60 minut,
5) pamiętać o mieszaniu kąpieli,
6) wypłukać próbkę i wysuszyć w stanie rozłożonym,
7) 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
37
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić rodzaj barwnika zależnie od rodzaju surowca?
1
1

2) podać algorytm postępowania przy barwieniu określoną grupą
barwników? 1
1

3) określić metody barwienia najkorzystniejsze dla danego surowca?
1
1

4) scharakteryzować właściwości barwników?
1
1

5) określić parametry procesu barwienia dla danego barwnika?
1
1

6) określić parametry procesu barwienia dla wybranego surowca?
1
1

7) określić znaczenie wody w przemyśle włókienniczym?
1
1

8) zdefiniować zanieczyszczenia wody?
1
1

9) określić rodzaje substancji nadających wodzie twardość?
1
1

10) scharakteryzować sposoby uzdatniania wody dla przemysłu?
1
1

11) wyjaśnić, jak przedstawia się podział ścieków w zależności od ich
składu? 1
1

12) omówić i scharakteryzować podstawowe metody oczyszczania
ścieków? 1
1

13) przeprowadzić barwienie wełny barwnikiem kwasowym?
1
1

14) przeprowadzić barwienie bawełny barwnikiem bezpośrednim?
1
1

15) zaprojektować proces barwienia dla tkanin z włókien mieszanych?
1
1

16) określić wpływ wody różnej twardości na tkaninę?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
4.4. Wykaz barwników i trwałość wybarwień
4.4.1. Materiał nauczania
Na poczÄ…tku 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 farbujÄ… czasem przy tarciu na mokro.
Odporność na spieranie określa, na jakie czynności pralnicze jest odporny dany materiał.
BaweÅ‚na jest zazwyczaj odporna na dziaÅ‚anie Å‚ugów piorÄ…cych i temperatury 90°C lub
wyższej.
Odporność na działanie potu to ważny wskaz
nik 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 wskaz
niki 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
39
Tabela 1 Zestawienie barwników i rodzajów tkanin, do jakich są stosowane [5, s. 92]
Barwnik Zastosowanie Przebieg barwienia Trwałość wybarwienia
Barwnik bezpośredni Bawełna, włókna Barwnik wsiąka Mało odporne na działanie
wiskozowe, jedwab bezpośrednio we włókna światła, spieranie
i działanie potu; odporność
wybarwienia można
polepszyć dzięki specjalnej
obróbce
Barwnik reaktywny Bawełna, włókna Barwnik wchodzi Bardzo duża trwałość
wiskozowe, jedwab, w reakcjÄ™ chemicznÄ… wybarwienia
wełna z włóknami
Barwnik kadziowy Bawełna, włókna Nierozpuszczalny Duża odporność na
wiskozowe w wodzie barwnik jest spieranie, chlorowanie,
rozpuszczany przez gotowanie, światło,
redukcjÄ™ w kadzi czynniki atmosferyczne,
barwiarskiej; po tarcie i pot
zakończeniu barwienia
zamienia siÄ™ go przez
utlenienie z powrotem
w nierozpuszczalny
barwnik
Barwnik siarkowy Bawełna, len Barwnik nierozpuszczalny Odporny na spieranie,
w wodzie (patrz barwnik nieodporny na światło
kadziowy) i chlorowanie; daje jedynie
matowe kolory
Barwnik zaprawowy Bawełna, włókna Barwnik utrwala się na Bardzo duża trwałość
wiskozowe, poliestrowe włóknach po uprzednim wybarwienia
nasyceniu ich dwiema
różnymi substancjami
chemicznymi
Barwnik metalo- Wełna, włókna Barwnik nierozpuszczalny Bardzo duża trwałość
kompleksowy poliamidowe, włókna w wodzie; cząstki wybarwienia
poliestrowe barwnika sÄ…
dyspergowane w kÄ…pieli
barwiarskiej
Barwnik kwasowy Wełna, jedwab, włókna Barwienie w kwaśnej Różne trwałości
poliamidowe kąpieli wybarwienia w zależności
od rodzaju barwnika
i rodzaju barwionych
włókien
Barwnik zawiesinowy Włókna octanowe, Cząstki barwnika są Bardzo duża trwałość
poliestrowe, poliamidowe dyspergowane w kÄ…pieli wybarwienia
barwiÄ…cej i wsiÄ…kajÄ… do
wnętrza włókien
Barwnik zasadowy Wiókna poliakryloni- Barwienie przez reakcję W przypadku włókien
trylowe, bawełna, włókna zasadową; w przypadku poliakrylonitrylo-wych
wiskozowe włókien poi iakry łon itry bardzo duża trwałość
Iowych barwnik wchodzi wybarwienia,
w reakcję chemiczną w pozostałych
z włóknem przypadkach  mała
Barwnik zaprawowy Wełna, włókna Barwniki znajdujące się Mała odporność na
chromowy syntetyczne na włóknach są wycieranie, poza tym
przetwarzane za bardzo duża trwałość
pośrednictwem soli metali wybarwienia
na nierozpuszczalny
w wodzie lak
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
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:
światła, 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
niebieskÄ… lub szarÄ… skalÄ… 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 ź 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 45o 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 towarzyszÄ…cej.
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
41
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega trwałość barwnika?
2. Co określa odporność na ścieranie?
3. Czemu służy określanie odporności barwnika na spieranie?
4. Dlaczego określana jest odporność barwnika na działanie potu?
5. Jakie znasz grupy barwników?
6. Jakie jest zastosowanie poszczególnych grup barwników?
7. W jaki sposób barwnik wiąże się z włóknem?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie tabeli wybierz barwniki, którymi najlepiej wybarwić dzianinę bawełnianą
przeznaczonÄ… na wyroby bieliz
niane.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać z podanej tabeli barwniki,
2) uzasadnić wybór danego barwnika,
3) zaproponować metodę barwienia.
Wyposażenie stanowiska pracy.
- poradnik ucznia,
- przybory do pisania,
- zeszyt,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Porównaj trwałość na pranie w wodzie wybarwień próbek z włókien bawełny barwionych
barwnikami bezpośrednimi i reaktywnymi.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować i oznaczyć po cztery próbki dla każdego z barwników,
2) sporządzić kąpiel piorącą według przepisu,
3) przeprowadzić procesy prania zgodnie z opisem,
4) porównać próbki po pięciu, dziesięciu i piętnastu praniach w pralnicy laboratoryjnej,
5) 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
42
Ćwiczenie 3
Dla wcześniej wykonanych wybarwień wykonaj pomiary odporności wybarwień na
tarcie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować próbki tkanin do badań,
2) sprawdzić i przygotować aparat do badania odporności,
3) wykonać pomiar na aparacie do badania odporności wybarwień na tarcie zgodnie
z instrukcjÄ…,
4) ocenić odporność w skali 1 5 przez porównanie z wzorcem,
5) przeprowadzić analizą stopnia odporności zależnie od zastosowanego rodzaju barwnika,
6) wyciągnąć wnioski odnośnie stopnia odporności na sucho i mokro,
7) 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 towarzyszÄ…ca- batyst,
- nożyczki linijka, przybory do pisania kartka,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zdefiniować pojęcie odporność na ścieranie?
1
1

2) zdefiniować pojęcie odporność na spieranie?
1
1

3) zdefiniować pojęcie odporność na działanie potu?
1
1

4) określić, dla jakich wyrobów ważne są w/w czynniki?
1
1

5) określić, co to jest trwałość wybarwienia?
1
1

6) wymienić rodzaje stosowanych barwników?
1
1

7) dobrać barwnik do wyrobu zależnie od zastosowanego surowca?
1
1

8) dobrać barwnik do wyrobu zależnie od przeznaczenia?
1
1

9) wskazać, jaką metodą dokonać barwienia, aby otrzymać jak najlepszą
jakość wybarwienia? 1
1

10) opisać sposób w jaki wiąże się barwnik z włóknem?
1
1

11) wykonać badanie odporności wybarwień na tarcie i pranie?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
5. W każdym pytaniu tylko jedna odpowiedz
jest prawdziwa
6. Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Dokładnie przeczytaj pytania, odpowiedzi, których jesteś pewien zaznacz od razu do
tych, które sprawią ci trudności wrócisz póz
niej.
8. Nie śpiesz się masz czas na zastanowienie.
9. Na rozwiÄ…zanie testu masz 60 minut.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Zjawisko pochłaniania przez ciała światła nazywamy
a) absorpcjÄ….
b) odbiciem.
c) załamaniem.
d) ugięciem.
2. Ciało, które całkowicie odbija padające na nie promieniowanie nazywamy ciałem
a) przezroczystym.
b) białym.
c) kolorowym.
d) czarnym.
3. Zjawisko, w którym tylko część promieniowania zostaje pochłonięta nazywamy
a) całkowitą absorpcją.
b) pochłonięciem.
c) selektywnÄ… absorpcjÄ….
d) całkowitym rozproszeniem.
4. Barwą dopełniającą do czerwonej jest barwa
a) niebieska.
b) zielona.
c) żółta.
d) biała.
5. Barwę pomarańczową otrzymujemy z połączenia barw
a) zielonej i fioletowej.
b) niebieskiej i żółtej.
c) czerwonej i żółtej.
d) czerwonej i niebieskiej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
6. Do barw pierwszego rzędu nie należy
a) żółta.
b) niebieska.
c) czerwona.
d) zielona.
7. Z niżej wymienionych barwników niską odpornością na pranie charakteryzuje się barwnik
a) kadziowy.
b) siarkowy.
c) bezpośredni.
d) zawiesinowy.
8. W barwiarce Pad-Roll kompensator umieszczony jest
a) przed napawarkÄ….
b) na wyjściu z napawarki.
c) za podgrzewarkÄ….
d) przed nawojem.
9. Barwnikiem mało odpornym na działanie światła jest
a) barwnik kadziowy.
b) barwnik bezpośredni.
c) barwnik zawiesinowy
d) barwnik zaprawowy.
10. Barwniki charakteryzujÄ…ce siÄ™ niskim stopniem wyczerpywania z kÄ…pieli stosuje siÄ™ w
a) barwiarkach zwrotnych.
b) aparatach cyrkulacyjnych.
c) agregatach do barwienia metodÄ… Pad-Steam.
d) barwiarkach pasmowych.
11. Najważniejszym wskaz
nikiem barwników używanych dla bielizny jest odporność na
a) spieranie.
b) ścieranie.
c) działanie potu.
d) odporność na wodę morską.
12. W pobliżu osiedli woda głównie jest zanieczyszczona
a) zanieczyszczeniami gazowymi.
b) solami nieorganicznymi.
c) drobnoustrojami.
d) zawiesinami.
13. Żółtawe zabarwienie tkaniny powodują związki
a) wapnia.
b) manganu.
c) magnezu.
d) żelaza.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
14. Krotność kąpieli barwnika to
a) stosunek masy barwionego materiału do kąpieli farbiarskiej
b) ilość stosowanych kąpieli.
c) liczba zanurzeń barwionego materiału.
d) liczba kąpieli płuczących.
15. Usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych prowadzi się
a) na osadnikach.
b) przez odżelazianie.
c) przez strącanie osadów.
d) przez wymiennik jonitowy.
16. Barwnikami bezpośrednimi barwi się w kąpielach
a) słabo kwaśnych.
b) słabo alkalicznych.
c) silnie alkalicznych.
d) silnie kwaśnych.
17. Do barwienia wełny stosuje się barwniki kwasowe ze względu na
a) odporność wełny na działanie kwasów.
b) niechęć wełny do kwasów.
c) tendencję kwasów do uszkadzania wełny.
d) zdolność kwasów do ochrony wełny przed brudzeniem.
18. Silne pęcznienie włókien celulozowych w kąpielach alkalicznych jest w procesie
barwienia
a) korzystne.
b) utrudnieniem.
c) obojętne.
d) pożądane.
19. Urządzenie, w którym podczas prania, wełna nie ulega spilśnianiu to
a) pralnica bronowa
b) pralnica widłowa.
c) wanna dyszowa.
d) pralnica pasmowa.
20. Grupą chromoforową o wiązaniu podwójnym nie jest
a)   N=N  .
b)  O H.
c) =C=O.
d)   CH=CH  .
21. Związek zawierający jedną lub więcej niż jedną grupę chomoforową nazywamy
a) oksydantem.
b) chromoforem.
c) chromogenem.
d) auksochromem.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
22. Na rozpuszczalność barwnika w wodzie ma wpływ
a) sposób wytwarzania barwnika.
b) konsystencja barwnika.
c) występowanie grup funkcyjnych w cząsteczce barwnika.
d) stopień rozdrobnienia barwnika.
23. Jeżeli barwnik jest dwukrotnie mocniejszy od typu, to na opakowaniu nie znajdziemy
oznaczenia
a) 200%.
b) 50/100.
c)  nisko skoncentrowany .
d)  wysoko skoncentrowany .
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko..........................................................................................
Barwienie włókien i wyrobów włókienniczych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
21 a b c d
22 a b c d
23 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
6. LITERATURA
1. Balasiński T., Dziamara H., Malinowski L.: Pracownia włókiennicza. WSiP, Warszawa 1997
2. Chyrosz M., Zembowicz-Sułkowska E.: Materiałoznawstwo odzieżowe, WSiP, Warszawa
1999
3. Czyrakowa M. H, Ulanowska-Bryszewska I.: Rysunek zawodowy. WSiP 1996
4. Gajda J, Jędraszczyk H, Okoniewski M.: Technologia chemicznej obróbki włókien.
Cz. 1. WSiP, Warszawa 1978
5. Idryjan-Pajor J.: Materiałoznawstwo odzieżowe. Stowarzyszenia Oświatowców Polskich
w Toruniu, Toruń 1998, 1999
6. Samek P.: Krawiectwo-Materiałoznawstwo. WSiP S.A., Warszawa 1999
7. Tyszka M. (red.): Materiałoznawstwo włókiennicze dla ZSZ WSiP, Warszawa 1987
Strony www
8. znaki.bhpinfo.pl/sklep/pl/1/1/G/D
9. 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
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49