Вискозный шелк

Вискозный шелк

ВИСКОЗНЫЙ ШЕЛК. Мысль об изготовлении шелкоподобных нитей зародилась уже давно, но окончательно решить эту задачу удалось только в 1884 г. Шардоне (Франция), который добывал искусственную шелковую нить из раствора нитроцеллюлозы в эфир-алкогольной смеси. К 1904 году для массового изготовления искусственного шелка сохранилось только два процесса: упомянутый выше способ Шардоне и изготовление искусственных нитей из целлюлозы в аммиачном растворе окиси меди - Деспейси (1890 г.). Следующим шагом в этом направлении был процесс изготовления шелковых нитей из вискозы, который был изобретен в 1893 г. известными химиками Кроссом и Беваном. Это изобретение сыграло выдающуюся роль в смысле обеспечения успеха искусственному шелку. Впервые вискозный шелк был демонстрирован на Парижской выставке в 1900 г., и уже в 1903—1904 гг. открылись первые фабрики во Франции и Англии.

Процесс изготовления вискозного шелка распадается на следующие стадии: 1) приготовление прядильного раствора, т. е. вискозы, 2) прядение раствора, 3) восстановление нити, 4) размотка спряденной нити и 5) отделка пряжи, т. е. промывка, отбелка, сушка и пр.

1) Приготовление прядильного раствора - см. Вискоза; здесь следует только отметить, что созревание вискозы для получения вполне годного прядильного раствора должно происходить в течение 80—100 ч. при температуре не выше 15—16°.

2) Прядение. Фильтрованная вискоза после созревания подается под давлением в 3—З,5 atm к насосам а1 прядильных машин, откуда через небольшие фильтры а проходит через стеклянные изогнутые трубочки (червяки) b; на концы трубочек герметически насажены колпачки с (фильеры) с соответствующим числом отверстий, имеющих в диаметре, в зависимости от тонины нити, 0,05—0,08 мм.

Прядильная машина для вискозного шелка

Из фильер вискоза поступает тонкой струей в восстановительную ванну d, где и формируется в нить. Нить, выходя из ванны, настолько прочна, что выдерживает трение направляющего стеклянного крючка, направляющей стеклянной трубки и быстро вращающегося подающего стеклянного ролика е, а также тягу и крутку вращающейся вокруг своей оси алюминиевой кружки-центрифуги m, делающей 5200—5500 об/мин. В этой кружке нить, пройдя предварительно через стеклянную воронку h, отбрасывается центробежной силой к стенкам, где крестообразно наматывается и ссучивается. Такая прядильная машина, носящая название центрифугальной, может иметь различную конструкцию. В настоящее время большинство фабрик, вырабатывающих вискозный шелк, работает на машинах центрифугальной системы, где каждое веретено снабжено отдельным мотором. Машина - двусторонняя, имеет по 30—35—40 веретен с каждой стороны. Суточная производительность такой машины составляет 60—70—80 кг, т. е. каждое веретено вырабатывает 1 кг пряжи в сутки. Для выработки более тонких сортов шелковой пряжи пользуются прядильными машинами т. н. бобинной системы; в этих случаях нить, выходя из фильер, наматывается крестообразно на небольшие бобины в виде параллельных нессученных волокон; крутка волокон происходит на отдельных ватерных машинах. Здесь получение нити достигается двумя отдельными приемами, тогда как на первой машине процессы намотки и крутки нити происходят одновременно. Фильеры, через которые проходит нить, делаются из платины или из сплава золота (90%) и платины (10%). Число отверстий в фильере зависит от тонины нити и бывает от 16 до 65.

3) Восстановление нити. Для восстановления нити в настоящее время пользуются исключительно кислотными ваннами, имеющими то преимущество, что они недороги и нить осаждается из прядильного раствора кислотой уже в виде гидрата целлюлозы. Наиболее употребительная в настоящее время восстановительная ванна (патент Миллера 1906 г.) имеет следующий состав: серной кислоты 9%, глюкозы 9,5% и сернокислого цинка 1,5%; температура 40°. Конечно, состав ванны может меняться в зависимости от местных условий. Так, например, во Франции фабрика Arc la Bataille применяет коагулирующую ванну, состоящую из серной кислоты, глюкозы и сернокислого аммония. Заслуживает внимания восстановительная ванна Кютнера (французский патент). Патент предусматривает две ванны: в одной - нить восстанавливается из вискозы сернокислым аммонием; восстановленная нить наматывается на катушки, которые вращаются в другой ванне, состоящей из кислого сернокислого натра и какого-нибудь органического вещества. Восстановительная ванна, приготовленная тем или иным путем, нагревается до 50° в деревянной, выложенной свинцом барке, из которой по трубам распределяется во все отдельные ванны прядильных машин. Отсюда жидкость переходит в нижнюю барку и затем подается насосом опять в верхний резервуар, где получает каждый раз добавление составных частей. Таким образом, восстановительная ванна беспрерывно циркулирует из верхней барки в ванны прядильных машин, оттуда в нижний резервуар, затем опять в верхний, и т. д. Вентиляция в прядильной играет существенную роль, т. к. при прядении выделяются такие вредные для здоровья газы, как сероводород, сероуглерод, сернистый газ, меркаптанные соединения и др. Вентиляторы, устроенные в вентиляционных крышках прядильных машин, вытягивают воздух и газы через специально устроенные трубы, соединяющиеся в одну общую трубу-башню, через которую эти газы выходят наружу; по этой трубе непрерывно пропускаются хлористый цинк и щелочные растворы, которые поглощают газы. Башня деревянная и строится выше соседних зданий.

4) Размотка спряденной нити. Мотки нити в алюминиевых кружках имеют, в зависимости от тонины нити, вес от 400 до 600 г. Мотки содержат около 20% целлюлозы, 3,5% серной кислоты, около 3% глюкозы и 12,8% сернокислого натра, остальное - вода и разные примеси. Мотки, вынутые из кружек, сначала подвергаются в течение 4—5 часов действию пара в специально для этого устроенной парилке, которая имеет целью не давать солям выкристаллизовываться на мотках; пропаривание способствует также более легкой размотке нити. Обыкновенно мотальная машина состоит из 80 мотовил, по 40 с каждой стороны; каждое мотовило имеет отдельный счетчик и автоматически останавливается при разрыве нити. В зависимости от тонины длина нити в мотке колеблется от 1000 до 2000 м.

5) Отделка пряжи (промывка, сушка и отбелка). Из мотальной мотки поступают в моечную, где они подвергаются мойке на автоматических машинах. Обыкновенно на 1 кг шелковой пряжи расходуется от 400 до 500 л воды. После промывки мотки навешиваются на алюминиевых палках на специально устроенных тележках, по 600 мотков на каждую. На этих тележках мотки натягиваются, и тележки вкатываются в сушильные камеры, где поддерживается температура до 50—60°. В этих сушильнях мотки сушатся под натяжением в продолжение 4 часов.

После сушки мотки шелка поступают в отбельную. Здесь они подвергаются отбелке на автоматических машинах; машины эти имеют с каждой стороны по 20 фарфоровых роликов, на которые навешиваются мотки шелка. Ролики приводятся в движение при помощи находящихся наверху цепей и блоков, и мотки шелка погружаются в белильные ванны в следующем порядке: сначала они погружаются в барку с сернистым натром, нагретым до 45°, где растворяется находящаяся на них сера; затем последовательно в барки: с обыкновенной водой, с жавелевой водой, с соляной кислотой, вторично в барку с водой и, наконец, в барку, содержащую марсельское мыло.

После отбелки мотки шелка отжимаются в центрифугах, а затем вторично сушатся при 35°. Из сушильни шелковая пряжа поступает в сортировку, где она распределяется по сортам. Тонина нити искусственного шелка различается по денье, представляющему собой вес длины нити в 450 м, равный 0,05 г (международное исчисление). Если, например, говорят, что нить искусственной пряжи составляет 150 денье, это значит, что длина нити в 9000 м весит 150 г. Из вискозного шелка обыкновенно вырабатывают пряжу в 100, 150, 200 и 300 денье.

На 100 кг вискозного шелка расходуется обыкновенно: 160 кг целлюлозы, 250 кг серной кислоты, 230 кг каустической соды, 50 кг сероуглерода, 4 кг цинкового купороса и 80 кг глюкозы. Для отбелки вискозного шелка требуется: 10 кг хлорной извести, 10 кг кальцинированной соды, 8 кг сернистого натра и 10 кг соляной кислоты.

Удельный вес вискозного шелка составляет, в среднем, 1,53, т. е. на 10% больше, чем удельный вес натурального (1,36). Влажность вискозного шелка мало отличается от влажности натурального шелка и колеблется между 10—11%. Вискозный шелк обладает свойством втягивать влагу и вследствие этого разбухает в воде, причем значительно теряет в своей крепости; эта потеря крепости доходит до 62%, но, высыхая, вискозный шелк восстанавливает свою первоначальную крепость. Что касается натуральной шелковой пряжи, то при тех же условиях она теряет в своей крепости только 18,8%. Было предложено много способов сделать вискозный шелк более устойчивым по отношению к воде. Все методы увеличения крепости вискозного шелка сводятся к обработке последнего формалином (40%); крепость шелка в мокром состоянии при этом действительно увеличивается, но зато он несколько теряет в своей эластичности.

Отличить вискозный шелк от натурального не представляет никаких затруднений: при сжигании нитки натурального шелка ощущается запах жженого рога; если же сжечь нить вискозного шелка, то чувствуется запах горелой бумаги. Химическим путем натуральный шелк отличают от вискозного, действуя на последний раствором йода в йодистом кали в присутствии серной кислоты; при этом получается синее окрашивание - характерная реакция на целлюлозу. На натуральный шелк йод никакого действия не оказывает.

Мировое производство вискозного шелка. За сравнительно короткое время практического применения вискозного шелка произошло значительное развитие этой новой промышленности. Достаточно сказать, что мировое производство искусственного шелка в 1913 г. составляло 12 млн. кг, в 1925 г. - 94,5 млн. кг, а в 1926/27 г. - 120 млн. кг, из которых на долю вискозного шелка приходится 80—82%. Особенное развитие производство искусственного шелка получило в Америке, где в 1913 г. производство вискозного шелка составляло всего 700 тыс., а в 1926 г. оно достигло уже 25 млн. кг. В Англии первая фабрика вискозного шелка была выстроена в 1905 г. и вырабатывала всего 250 тыс. кг пряжи в год, а в 1926 г. производство вискозного шелка поднялось до 12,8 млн. кг. По отдельным странам первое место по производству искусственного шелка в 1926 году занимали CША - 28 млн. кг, второе – Италия - 17 млн. кг; затем: Германия - 13,6 млн. кг, Англия - 13,5 млн. кг, Франция - 8 млн. кг и др. государства. Из указанного количества на долю вискозного шелка следует отнести 83%. Рыночные цены за 1 кг вискозного шелка в 3ападной Европе колеблются от 2,5 до 3,3 долл.

В СССР первая фабрика вискозного шелка была основана в 1909 г. Акционерным обществом «Вискоза» в с. Мытищах, близ Москвы, с капиталом в 400000 долларов, (после года работы этот капитал был увеличен до 750000 долларов). В 1910/11 г. это общество приступило к постройке второй фабрики, на острове Даго (б. Эстляндская губерния); в 1913 г. новая фабрика начала частично работать, но наступившая война приостановила ее работу. До 1914 г. производство мытищинской фабрики достигало максимально 140 тыс. кг в год. Потребность же рынка в пряже искусственного шелка еще тогда была настолько велика, что ее ввозили из-за границы в 8—10 раз больше выработки этой фабрики. С 1917 по 1924 г. мытищинская фабрика бездействовала, а с ноября 1924 г. она стала постепенно восстанавливаться, и в настоящее время производство вискозного шелка на ней достигло почти прежнего уровня. Пятилетний план промышленности СССР предусматривает производство искусственного шелка в 16 млн. кг пряжи, из которых больше половины будет уделено вискозному шелку.

Применение вискозного шелка. Главное применение вискозного шелка находит при выработке трикотажных изделий, а также при изготовлении различного рода тканей, где вискозный шелк играет роль утка. Из вискозного шелка изготовляются также сетки, кисти, различные позументы и т. п. Очень эффектный вид имеют плюш и бархат из вискозного шелка; большое применение этот шелк имеет и для изготовления лент. В настоящее время появляются ткани, изготовленные на обычного вида ткацких станках, где в основе и в утке применяется вискозный шелк, хотя многие до сих пор полагали, что искусственный шелк, и в частности вискозный шелк, не может быть использован в ткачестве в виде основы. Большое применение в ткачестве и трикотаже имеет вискозный шелк совместно с другими видами текстильных, волокон, как хлопок, шерсть и натуральный шелк. По мере улучшения качества вискозного шелка он находит все большее и большее применение.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.