Ткань в процессе отделки подвергается сушке, термообработке, обработке насыщенным и перегретым паром. Всё это нужно для приобретения ею нужных нам свойств. Эти обработки называются паровоздушными. Действительно, понятия «паровая» или «воздушная» среда для таких обработок условны: в сушильных машинах кроме воздуха камеры обработки содержат до 50% водяного пара, а во всевозможных запарных камерах - до 20% воздуха.
Мы с вами проследили путь ткани через отжимную машину, которая удалила часть влаги или раствора. Теперь ткань надо высушить, удалить оставшуюся влагу, доведя влажность до равновесной.
До каких же пор следует сушить? Ведь ткань - тело гигроскопическое, она способна набирать влагу из окружающего воздуха. Значит, надо быть экономичным и не сушить ткань до влажности, меньшей равновесной - той, которую она сама наберёт из атмосферы цеха. Иначе лишнее тепло, затраченное на избыточную сушку, будет выброшено на ветер.
Как наиболее экономично сушить? Есть много способов, но самый дешёвый из них – контактная сушка. Берутся полые барабаны, изготовленные из нержавеющей стали, приводятся во вращение, одновременно обогреваясь изнутри паром. Ткань огибает один за другим эти барабаны, и на их горячей поверхности высыхает.
Однако, контактная сушка хоть и дешева, но применима не всегда. Хорошо, если сушить приходится ткань, промытую в воде, а если она «пришла» пропитанная раствором химического реагента? Ведь тогда при интенсивном движении влаги в ткани на барабане произойдёт так называемая «миграция» растворенного вещества в сторону поверхности барабана и ткань будет испорчена. В этих случаях применяют, например, сушку горячим воздухом.
Это всё давно известные процессы сушки, но мы обещали рассказать о том новом, что появляется в лабораториях. Да, исследователи и сушку не обошли. Вот, например, сушка замещением. Этот процесс применялся ранее для киноплёнки: промытая плёнка пропускалась через ванну со спиртом или другой летучей жидкостью, которая хорошо растворяет воду, затем сушилась. Но ткань - не плёнка, в ней, в отличие от последней, вода не только на поверхности, и воды много. Вы помните, сколько оставляет на ткани влаги самая лучшая отжимная машина, с валом из «нипротекса», - 59-65% от сухого веса ткани! Да, далеко не плёнка.
Вообразим, что непрерывной лентой идёт ткань массой одного погонного метра сто граммов. Это обыкновенный, всеми нами любимый ивановский ситчик. Идёт он со скоростью сто метров в минуту. За час его пройдёт 600 килограммов. А воды с ним - не менее 360 килограммов. Сколько же потребовалось бы спирта, чтобы заместить всю эту воду? Несметное количество! Потом ткань-то, в которой. вода заместилась на спирт, высохнет шутя, а что делать со спиртом? Ведь он уже разбавится до гастрономической концентрации. Его надо тоже выпаривать в дистилляторе, отгонять от воды, чтобы вернуть опять в работу. И будут расходы не меньшими, а ещё большими, чем при простой сушке. Поэтому «плёночная» технология сушки замещением для ткани требует серьёзной доработки.
И тут на выручку приходят те же самые хлоруглеводороды, с которыми вы познакомились на «безводной планете». Они, строго говоря, воде не растворяются, но легко образуют с нею эмульсии, которые, отстоявшись, чётко разделяются, вода опускается вниз, растворитель поднимается вверх (если он легче воды, как, например, метиленхлорцд). Так вот, влагу в ткани удобнее всего заместить хлоруглеводородом. Его потом куда легче высушить, чем воду (из ткани его можно удалить хотя бы тем же водяным паром). И растворитель отгонять потом не нужно - он сам отделяется. Остановка опять же только за системами регенерации растворителя.
А что если вместо хлоруглеводородов использовать жидкий аммиак?
Неплохие перспективы представляет для сушки ткани вакуум. Ведь в вакууме температура кипения снижается. Например, вода при вакууме минус 0,92 кгс/см кв. кипит при температуре всего сорок градусов. Теплота же, требующаяся для испарения килограмма воды, при этом уменьшается на 26 килокалорий. Выгода прямая. К тому же, низкая температура сушки благоприятно сказывается на качестве тканей, пропитанных чувствительными к температуре препаратами.
Но сушка в вакууме пока не выходит из лабораторий из-за отсутствия пока «сухих» затворов, ибо те затворы, о которых мы рассказали в главе «Слетаем на Венеру», всё же требуют для трения резины о металл смазки валов водой. Как сделать так, чтобы затворы не увлажняли ткань мокрыми валами? Это пока предмет поисков изобретателей.
Хорошие результаты от сушки прососом воздуха сквозь ткань. Для этого машину делают так. Большие барабаны с перфорированной (дырчатой) поверхностью огибаются тканью. Внутрь барабанов нагнетается горячий воздух. Если при этом снаружи будет пониженное давление - сушка идёт быстрее и в то же время мягче, чем сушка в среде горячего воздуха. Такие машины особенно хороши для тяжёлых, толстых и пористых тканей типа ковров.
Интересны и опыты с сушкой в псевдоожиженном слое, когда влажная ткань идёт через слой раскалённых стеклянных шариков, причём через этот слой одновременно продувается горячий воздух. Но здесь свои трудности: по стоимости такая сушка дороже контактной, а из-за интенсивности миграция отделочных препаратов в обрабатываемой ткани всё же имеет место.
Ну, ткань высушена. Теперь её надо обработать паром. Здесь интересны новые разработки машин для обработки ткани в перегретом паре. Перегретый пар, несущий значительно больше энергии, чем традиционно используемый насыщенный пар, и нагревающийся до больших температур, - новый отделочный агент для современных тканей, несущих в себе множество синтетики, которая, как известно, размягчается только при высоких температурах.
Перегретый пар при атмосферном давлении достигает температуры 190 градусов, а точка размягчения, например, капрона составляет 170 градусов.
Хотя, такие температуры можно получить и без пара. В настоящее время начинается промышленное освоение в области отделки ткани инфракрасного излучения. Это излучение, оказывается, настолько благотворно воздействует на структуру ткани, что позволяет получить новые эффекты. Например, ещё в пятидесятые годы ваш покорный слуга, воздействуя на шерстяное волокно инфракрасным излучением высокой интенсивности (около цолукиловатта на квадратный дециметр), обнаружил, что при этом волокно приобретает стойкие изменения: оно завивается в спираль, которую нельзя распрямить последующей стиркой. Слой таких волокон приобретает объёмность, лучшие тепло- и звукоизоляционные свойства. Потом это было использовано при производстве шерстяного ватина, а позднее многие исследователи, экспериментируя с инфракрасными лучами, обнаружили и другие положительное их свойства. Например, улучшение качества отделки ткани синтетическими смолами.
Единственное из признанных эффективных средств нагрева твердых тел, которое несмотря на многочисленные попытки не используется пока в отделке ткани - УВЧ и СВЧ-поля. Эти средства, как и ультразвук, выделяют слишком малую долю своей энергии в незначительной по массе ткани, в основном рассеивая ее в окружающих ткань деталях машины. Но это пока. Со временем, конечно, будут созданы концентраторы поля, и мощные электромагнитные поля ещё скажут своё слово в новом оборудовании для отделки ткани теплом.