Функциональная или функциональная отделка — это обработка, которая применяется к тканым, трикотажным или другим тканям для изменения их химических или физических свойств. Ткани могут быть сделаны устойчивыми к усадке, выцветанию, сминанию и загрязнению. Могут быть добавлены антимикробные, антистатические и водоотталкивающие свойства, а ткани могут быть сделаны более устойчивыми к горению. Большинство тканей (или, в некоторых случаях, одежды) обрабатываются после окрашивания или печати, чтобы отделка не мешала нанесению цвета.
Контроль усадки
Свойством текстиля, представляющим значительный интерес для потребителей, является способность тканей сохранять свои размеры независимо от того, используется ли ткань в одежде или домашней мебели. Усадка – это уменьшение длины или ширины ткани; рост — это термин, используемый для увеличения размера ткани. Ткань, которая не дает усадки и не растет, называется размерно-стабильной. Если учесть, что предмет одежды с 25-дюймовой талией уменьшится на 1¼ дюйма, если он усядется всего на 5 процентов, становится понятно, что контроль усадки был целью производителей и отделочников текстиля на протяжении многих лет. Такой контроль обычно включает воздействие на ткань таких условий, как влажность или тепло, которые могут вызвать усадку, прежде чем из нее будут сшиты предметы одежды.
Ткани, наиболее подверженные усадке во время стирки, имеют высокую влагопоглощающую способность. К ним относятся хлопок, вискоза, лен и шерсть. Большинство синтетических материалов (полиэстер, нейлон, акрил и олефины) не в значительной степени поглощают воду и обладают более высокой размерной стабильностью. Производство тканых или трикотажных тканей создает напряжения в материалах, поскольку они растягиваются и удерживаются в натянутом состоянии. Когда напряжение снимается и эти ткани подвергаются намоканию во время стирки, нити расслабляются, сближаясь. Величина релаксации зависит от степени растяжения волокон, которым подверглись во время изготовления, и от склонности волокон поглощать воду и растягиваться. Шерсть и вискоза более растяжимы, чем многие другие волокна, и поэтому больше сжимаются. У шерсти есть еще одна проблема, заключающаяся в том, что волокна покрыты чешуйками, которые могут зацепляться и сцепляться друг с другом, запутываясь в условиях влажности, механического воздействия и тепла. Это называется усадкой при валянии и является основной причиной того, что шерстяные ткани обычно нельзя стирать. Эти различия в тканях и волокнах указывают не только на спецификацию процедур стирки или химчистки текстиля, но и на необходимость разработки методов контроля усадки, специфичных для волокон и тканей. Компрессионная усадка, наиболее общий метод контроля, подходит для 100-процентных хлопковых, льняных или вискозных тканей. При этом ткань смачивается и укладывается на толстое шерстяное или войлочное одеяло, которое перемещается по небольшому валику. Влажная ткань растягивается при движении по контуру валика, а затем сжимается и сжимается при попадании в прямую зону. Тепло применяется для затвердевания в сжатой структуре. Санфоризированный и Санфор-сет являются торговыми названиями этого типа обработки для контроля усадки.
Шерстяные ткани требуют специальной обработки, чтобы предотвратить как расслабление, так и усадку при валянии. Первый можно контролировать, увлажняя или пропаривая ткань и позволяя ей высохнуть в расслабленном состоянии. В одном варианте этого, декатировании, ткань наматывается на перфорированный цилиндр и впрыскивается пар. Затем холодный воздух устанавливает расслабленную структуру ткани. Предотвращение усадки при валянии позволяет стирать шерсть. Эти процедуры включают изменение чешуек на волокнах шерсти, чтобы они не цеплялись друг за друга и не сильно запутывались. Один из таких процессов разрушает внешний слой чешуи, делая волокна более гладкими. Предпочтительный метод, который сопряжен с меньшим риском разрушения самого волокна, заключается в маскировании чешуек путем нанесения тонкой полимерной пленки.
Синтетические волокна, чувствительные к теплу, могут сжиматься при воздействии тепла. Это явление проявляется, когда ткани из синтетических волокон гладят при слишком высокой температуре. Тенденцию к термоусадке можно контролировать при отделке путем термофиксации ткани при температуре, которая позволяет молекулам в волокнах немного расслабиться. Следовательно, они менее склонны к дальнейшему расслаблению и усадке во время использования текстильного изделия и ухода за ним.
Сопротивление морщин
Ткани из хлопка, вискозы и льна легко мнутся и сохраняют эти складки. Хлопчатобумажные и хлопчатобумажные ткани, в частности, часто имеют устойчивую к сминанию отделку, чтобы уменьшить потребность в глажке. Эти отделки восходят к 1929 году, когда хлопчатобумажные ткани обрабатывали химическим соединением мочевины и формальдегида для образования полимерной смолы внутри волокна. Химическая обработка придала ткани жесткость, сделав ее «устойчивой к складкам».
В 1950-х годах такие обработанные ткани, а также ткани из нейлона и полиэстера, которые обладают естественной устойчивостью к морщинам, назывались «стирка и износ». Это подчеркивало, что их не нужно будет гладить после стирки. Однако многие из этих отделок, пригодных для стирки и ношения, требовали некоторой подкрашивания утюгом.
Дальнейшие достижения в области химии отделочных материалов, содержащих формальдегид, привели к созданию тканей для перманентной печати 1960-х и 1970-х годов. Сегодня их называют долговечными прессованными покрытиями в знак признания того факта, что покрытие достаточно устойчиво к стирке, но не является постоянным. Наиболее часто используемым долговечным прессованным покрытием является диметилолдигидроксиэтиленмочевина (ДМДГЭУ). Химическое вещество наносится на ткань, а затем отверждается (то есть нагревается в печи для реакции с молекулами целлюлозы в хлопке или вискозе). Реакция связывает молекулы вместе, так что они не могут двигаться и позволяют образовываться морщинам.
Обработанные ткани отверждаются либо до изготовления одежды, либо после. Предварительно обработанные ткани имеют плоскую форму, и с ними может быть трудно обращаться во время изготовления конечных текстильных изделий. В альтернативном процессе постотверждения отделка наносится на ткань, из которой затем изготавливается одежда, а затем происходит этап отверждения. Это позволяет надежно закреплять складки, складки, края и другие элементы одежды.
Устойчивость к загрязнениям и пятнам
Загрязнение можно предотвратить, предотвратив его отложение на ткани или облегчив его удаление. Ассортимент отделки, включающий запатентованный Scotchgard, относится к первой категории. Наиболее эффективные из них содержат фторполимеры и работают аналогично покрытию антипригарной посуды при отталкивании пятен и загрязнений. Поверхностная энергия фторполимерного покрытия настолько ниже, чем у жидкостей, которые могут пролиться на ткань, что как водорастворимые, так и маслянистые загрязнения скапливаются и не проникают в волокна. Эти грязе- и грязеотталкивающие покрытия также придают обработанным тканям определенную степень водоотталкивающих свойств. Другой общий класс грязеотталкивающих покрытий основан на силиконах. Силиконовые покрытия устойчивы к пятнам от воды, но не отталкивают масляные жидкости.
Есть также отделки, которые помогают удалить грязь и пятна, которые прилипают к волокнам. Эти агенты, обычно называемые грязеотталкивающими покрытиями, были разработаны для устранения склонности полиэфирных и прочных прессовых тканей впитывать и удерживать масляные пятна. Вода и моющее средство не могли так легко проникнуть в эти ткани и удалить пятна, как в случае с необработанными хлопчатобумажными тканями. Общий механизм различных грязеотталкивающих покрытий заключается в том, чтобы сделать их более привлекательными для растворов моющих средств на водной основе. Вторым преимуществом грязеотталкивающих покрытий является то, что, поскольку они притягивают воду, они уменьшают накопление статического электричества и, следовательно, также служат антистатическими покрытиями.
Доступны специальные фторохимические покрытия, которые придают как грязеотталкивающие, так и грязеотталкивающие свойства. Эти покрытия двойного действия представляют собой полимеры с длинной цепью, в состав которых входят блоки, содержащие фтор для отталкивания воды, масла и грязи, и блоки, притягивающие воду. На воздухе фторсодержащие химические блоки выходят на поверхность, чтобы противостоять пятнам. Когда ткань погружается в воду, другие, влаголюбивые, блоки оказываются на поверхности, усиливая способность волокон впитывать воду.
Сопротивление пламени
Обеспечение некоторой формы сопротивления горению было целью отделочников тканей на протяжении веков. Ранняя отделка была временной, поскольку ее удаляли при стирке тканей. Растущая забота о безопасности в этом столетии привела к принятию федеральных нормативов по обязательной огнестойкости тканей, используемых в одежде. Местные и государственные законы устанавливают правила воспламеняемости текстильных материалов в общественных зданиях. В результате были разработаны прочные огнезащитные покрытия.
В литературе в этой области проводится различие между терминами «огнестойкий» и «не распространяющий горение». Огнестойкость является более общей и относится к сопротивлению материала горению. Это свойство может быть связано с тем, что волокно по своей природе устойчиво к воспламенению и/или распространению пламени, или может быть обеспечено нанесением отделки. В последнем случае отделка представляет собой огнезащитный химикат. Многие синтетические волокна дают усадку от пламени и, следовательно, сопротивляются воспламенению. Однако они будут гореть при воспламенении и могут быть обработаны для предотвращения горения. Модакрил по своей природе огнестойкий, как и некоторые высокоэффективные волокна, используемые сегодня в одежде для пожарных и автогонщиков. Хлопок и другие целлюлозные волокна, такие как вискоза и лен, легко горят; они имеют ту же химическую структуру, что и бумага. Именно эти волокна обычно требуют обработки антипиреном, чтобы сделать их огнестойкими.
Огнезащитные покрытия работают либо за счет гашения пламени, либо за счет образования угля, который препятствует процессу горения. Отделки для нейлона и полиэстера содержат бром, который снижает образование горючих газов. Прочные отделочные материалы для хлопчатобумажных и хлопчатобумажных тканей представляют собой соединения фосфора, которые вступают в химическую реакцию с целлюлозными волокнами и препятствуют выработке соединений, подпитывающих пламя.
Другие отделки
Другие возможные отделки включают противомикробные, светостойкие, молеустойчивые и терморегулирующие покрытия.
Антимикробная отделка
Одежда, особенно грязная, подвержена росту плесени, грибка и бактерий. Мало того, что рост этих микробов на ткани вызывает проблемы со здоровьем, он также вызывает неприятный запах. Антимикробные агенты для защиты от обоих факторов также могут быть включены в промышленные волокна до их прядения или могут быть нанесены в качестве отделки на ткани. Антимикробные покрытия работают либо путем создания барьера против микробов, предотвращая их прикрепление к волокнам, либо, альтернативно, убивая вредные организмы. Агенты, убивающие грибки и бактерии, делятся на два основных класса; органические материалы и соединения, содержащие металлы. Медь, цинк и серебро являются биоцидными металлами, которые используются для изготовления тканей и предметов одежды, таких как носки и нижнее белье. Соли аммония и фенолы являются применяемыми органическими соединениями.
Светостойкие покрытия
Ультрафиолетовые (УФ) лучи света могут быть вредны для тканей одежды, а также для людей, которые их носят. Ультрафиолетовый свет разрушает полимерные цепи, составляющие волокна, в конечном итоге ослабляя ткань. Некоторые волокна (хлопок, вискоза, шелк, олефины) повреждаются легче, чем другие. Свет также может изменять структуру красителей, вызывая обесцвечивание тканей. Светостойкие отделочные материалы работают либо преимущественно поглощая УФ-излучение, которое может быть вредным для волокон или красителей, либо отражая такое излучение, чтобы ткань не поглощала его. Обеспокоенность по поводу вредного воздействия УФ-излучения на кожу побудила к разработке покрытий, которые улучшают поглощение или отражение. Одежда из тканей с такой отделкой рекламируется как обладающая свойствами защиты от ультрафиолета или солнца.
Защита от моли
Шерстяные ткани повреждаются личинками моли, которые поедают шерстяной белок, оставляя в ткани дырки. Традиционно шерсть хранили в мешках с нафталиновыми шариками, большими гранулами, содержащими нафталин, который убивал личинок. В начале 2000-х отделка была доступна для долговечного применения при производстве ткани или для возобновляемого применения при химической чистке шерстяных изделий.
Терморегулирующие покрытия
Терморегулирующие ткани чувствительны к температуре окружающей среды или теплу тела. Их обычно называют материалами с фазовым переходом, потому что они переходят из одной фазы (твердой в жидкую или из жидкой в твердую) в зависимости от температуры окружающей среды. Фазовый переход потребляет или выделяет тепло. Полиэтиленгликоль проявляет такое поведение при нанесении на ткани. Он поглощает и удерживает тепло при высоких температурах, охлаждая владельца; затем он высвобождает эту накопленную тепловую энергию в более холодных условиях. Отделка была нанесена на футболки, нижнее белье, носки и спортивную одежду.
См. также Хлопок ; Район ; Шерсть .
Библиография
Марк Х., Норман С. Вудинг и Шелдон М. Атлас. Химическая обработка текстиля. Нью-Йорк: Wiley-Interscience, 1971.
Слэйд, Филип Э. Справочник по технологии отделки волокна. Нью-Йорк: Марсель Деккер, 1997.