Экологические аспекты колорирования шерстяной ткани растительными красителями при протравливании солями неогранических металлов
Н.
А. ШагинаБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Шагина
Н.
А.,
Азимова
Ф.
Ш. Экологические аспекты колорирования шерстяной ткани растительными красителями при протравливании солями неогранических металлов // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
2581–2585. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54780.htm.
Аннотация. В работе приведена методика определения количественного содержания ионов тяжелых металлов на примере протравного крашения растительным красителем чертополоха. В качестве протравы использовались соли меди. Результаты эксперимента показывают, что предельно допустимые концентрации ионов меди в структуре шерстяного волокна находятся в пределах нормы. В статье говорится о том, что способы колорирования шерстяной ткани не влияют на механические свойства волокна.
Ключевые слова:
экотекстиль, растительный краситель, протравное крашение, предельно допустимые концентрации
Текст статьи
Шагина Надежда Александровна,аспирант ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», г. МахачкалаАзимова Фаина Шамиловна,Кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственныйтехнический университет», г. Махачкала
Экологические аспекты колорирования шерстяной ткани растительными красителями при протравливании солями неорганических материалов
Аннотация: В работе приведена методика определения количественного содержания ионов тяжелых металлов на примере протравного крашения растительным красителем чертополоха. В качестве протравы использовались соли меди. Результаты эксперимента показывают, что предельно допустимые концентрации ионов меди в структуре шерстяного волокна находятся в пределах нормы. В статье показано, что способы колорирования шерстяной ткани не влияют на механические свойства волокна.Ключевые слова: экотекстиль, растительный краситель, протравное крашение, предельно допустимые концентрации.
ВВЕДЕНИЕИ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Формирование окраски на текстильном материале является одной из главных целевых функций отделочного производства. В процессе крашения текстильному материалу сообщают необходимый колористический, эстетический вид, окраску, цвет, разнообразие которых, теоретически бесконечно может удовлетворять вкусы любого потребителя.Современная технология колорирования текстильных материалов, опираясь на химию полимеров и красителей, на физическую и коллоидную химию, использует современные достижения науки [1]. В свою очередь, она должна и отвечать современным требованиям:качество продукции (цветовые характеристики и устойчивость окраски);экономичность;совершенствование ассортимента красителей;автоматизация процессов;экологичность.В зависимости от химического строения и физической структуры волокна, характера переплетения, структуры ткани, ее назначения, экономичности, выбирают различные классы красителей [1].В настоящее время наблюдается возврат к использованию более безвредных, по сравнению с синтетическими, натуральных красителей, и ведутся исследования по нахождению путей расширения возможностей их применения в текстильной, кожевенномеховой и других отраслях промышленности.Как показал анализ литературных источников [3, 4, 5, 6, 7, 8] в мире возрос интерес к натуральным красителям растительного происхождения.Последние 20 лет вопрос о качестве и экологической безопасности текстиля и изделий из него становится все актуальней. Страны Европы добровольно вошли в сертификационную систему «Экотекс», в основы которой положены принципы экобезопасности текстиля. Стандарт Экотекс имеет более жесткие ограничения, чем другие действующие стандарты и предусматривает контроль за содержанием вредных веществ в структуре волокна. Экотекстиль представляет собой природное волокно, окрашенное растительными красителями. Поэтому задачей исследования являлось количественное содержание металлов согласно предельно допустимым концентрациям Экотекс –стандарт.Всякая промышленность влияет отрицательно на окружающую среду. Абсолютно экологически чистых производств человек пока не создал в отличие от самой природы. В текстильном производстве значительная часть текстильных вспомогательных веществ, красители и пигменты удаляются и попадают в сточные воды [1]. По некоторым данным, каждый год в мире в реки попадает 40000 –50000 тонн красителей и 200000 тонн неорганических соединений [2].Растительные красители и дубители отличаются от синтетических не только экологической безопасностью, но и рядом других преимуществ. В отличие от индивидуальных по химическому строению синтетических веществ, растительные красители и дубители состоят из целого набора природных дубящих, красящих и сопутствующих веществ. Сложный состав красящего вещества дает эффектные красочные художественные эффекты, какие не всегда могут дать синтетические красители. Природные красители и дубители позволяют получить оригинальную красивую окраску текстильному материалу.Народы Северного Кавказа, в процессе своего исторического формирования носили одежду из текстиля, окрашенного природными красителями. Использовались различные ремни, повязки из натуральной кожи, выдубленной растительными дубителями. На появление новых ремесленных технологий, в том числе и окрашивания тканей влияли многие факторы. Это и проходивший по Северному Кавказу Великий Шелковый путь, благодаря которому происходил своеобразный обмен опытом культивирования новых растений дающих краситель. Народы и государства (Византия, Иран, Монгольская Империя) в разные периоды контактирующие с северокавказскими народами оказывали влияние на их культуру и быт [9, 10, 11].В «Известиях древних греческих и римских писателей о Кавказе» имеются высказывания Геродота (480426 гг. до н.э.) о необыкновенном мастерстве и умении народов Кавказа использовать природные красители: «Говорят, что на этих горах есть деревья, листья которых они растирают, разбавляют водой, и этим рисуют себе фигуры на материях, и что эти рисунки не линяют в стирке и не изменяются, старея с шерстью, как будто были в нее вотканы уже сначала …» [12].В Дагестане издревле выращивались растения, дающие красители. Уже в IIIв. до н. э. –IVв. н. э. в Дагестане использовали растительные красители и разводили марену. Арабские исследователи указывают на то, что в Xв. экспорт марены и шафрана из Дагестана в среднеазиатские страны был достаточно велик [13]. Петр Iво время своего Каспийского похода на Кавказ поручил дербентскому коменданту Юнгеру выявить в Дагестане естественные красящие вещества, необходимые для русской текстильной промышленности [14]. С тех пор Дербент стал передовым городом по разведению и использованию красящих растений. А при царице Елизавете Петровне на Кавказе в 1757 году заведены были красильные фабрики в Астрахани и Кизляре. На этих фабриках производились красители, сырье для которых выращивалось на местныхплантациях [15].В XIXв. в окрестностях г. Дербента разведение марены становится профилирующей отраслью сельского хозяйства, приносящей огромный доход населению. По архивным данным известно, что только за 1 год дербентцы реализовали корней марены на сумму 1130850 рублей серебром. А в 1832 году здесь было собрано 35 тысяч пудов этого сырья. Марену успешно разводили в Кайтаге, Табасаране, Кизляре [16, 17].Некоторые красители, такие как, металокомплексные, протравные являются главным «источником» таких тяжелых металлов как никель, кобальт, хром, медь. Эти металлы способны образовывать связи с органическими красителями и волокном. И, как следствие такой связи, металл может находиться в высоких концентрациях в готовой одежде [18]. Безвредность тканей для человека в готовых изделиях является одной из проблем экологии, решение которой входит в задачу создания экологически чистого текстиля –«экотекстиля»[1].
Задачей данного исследования является определение количественного содержания тяжелых металлов в структуре волокна и определение влияния условий крашения на механические свойства волокна. Задача была выполнена на примере колорирования шерстяного волокна растительным красителем чертополоха по медной протраве.
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙИРЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
Для данного вида испытания были взяты следующие образцы: чистошерстяная ткань без окрашивания (эталон) и чистошерстяная ткань, окрашенная растительным красителем чертополоха по медной протраве.Первоначально эталон массой 10 г. помещался в заранее взвешенные фарфоровые чашки и выдерживался в тигле при температуре 800900 0С до полного сгорания. Образовавшаяся зола представляет собой примеси возможных неорганических соединений, содержащихся в ткани. Остаток взвешивался. Далее были взяты, образцы ткани массой 10 г., окрашенные растительным красителем чертополоха с применением сульфата меди через 30, 40 и 60 минут колорирования. Образцы ткани помещали в заранее взвешенные фарфоровые чашки и выдерживали в тигле при температуре 800900 0С до полного сгорания. В процессе прокаливания получили неорганический остаток. Для конечного перевода меди в оксид была добавлена концентрированная перекись водорода. Остаток снова довели до постоянной массы, высушивая несколько раз в сушильном шкафу при температуре 95100 0С. Взвешивали неорганический остаток на аналитических весах и методом пропорции рассчитывали массу меди, сорбировавшейся на волокне.Экспериментально изучено влияние условий крашения растительными красителями на механическую прочность шерстяной ткани, т.е. определение показателей при растяжении ткани до разрыва. Для определения разрывных характеристик использовали разрывную машину с постоянной скоростью опускания нижнего зажима РМ –250. Для определения механических характеристик были взяты следующие образцы шерстяной ткани: 1 –без окрашивания; 2 –окрашенный экстрактом чертополоха без протравливания; 3 –окрашенный экстрактом чертополоха по медной протраве. Испытания проводились согласно ГОСТ 2026974 Шерсть натуральная сортированная. Методы определения разрывной нагрузки и разрывного удлинения.
В результате прокаливания эталона (неокрашенный образец шерстяной ткани) получили массу неорганического остатка шерстяного волокна. Массовую долю ионов меди в структуре шерстяного волокна рассчитывали, вычитая массу зольного остатка. Результаты эксперимента приведены в таблице 1.
Таблица 1. –Массы неорганических остатков, присутствующих в шерстяном волокне до и после окрашивания
№ образцаМасса золы, мгМасса меди, мг/10 гМасса меди, мг/кг10,53
21,2220,553655,3631,2610,584858,4841,3230,634463,44
где №1 –неокрашенный образец ткани; № 2 –образец ткани, окрашенная 30 минут; №3 –образец ткани, окрашенная 40 минут; №4 –образец ткани, окрашенная 60 минут.
Из данных таблицы следует, что наибольшее содержание меди соответствует образцу №4. Повидимому, через 60 минут после крашения диффузия ионов металла и органического растительного красителя достигает максимума, и как следствие образуется больше комплексов между металлом, красителем и волокном.Согласно некоторым данным предельно допустимые концентрации ионов меди в одежде составляет 50 мг/кг [1, 19].В процессе эксплуатации одежды, а также при переработке ткани подвергаются разнообразным механическим воздействиям. Под этими воздействиями ткани растягиваются, изгибаются, испытывают трение [20]. Поэтому следующей задачей исследования было определение условий колорирования шерстяной пряжи на основные механические свойства шерстяной ткани. Показатели механических свойств шерстяной ткани приведены в следующей таблице.
Таблица 2. –Показатели механических свойств шерстяной ткани при разрыве
№ образцовР, кгс(н)lр, ммр, %основа утокоснова утокоснова уток119,212,252,831415220,311,32,22,51112,5321,3122,32,711,513,5
где №1 –неокрашенный образец ткани; № 2 –образец ткани, окрашенный экстрактом чертополоха без протравливания; № 3 –образец ткани, окрашенный экстрактом чертополоха по медной протраве.
Как видно из таблицы 2, разрывные характеристики по основе выше у тканей прошедших операцию окрашивания. Это может быть обусловлено тем, что чистошерстяные ткани после операции крашения в результате повышения температуры имеют свойство свойлачиваться. То есть ткань становится более плотнее, и, следовательно, прочнее, нежели ткань не прошедшая операцию крашения (Р основа= 19,2 кгс). В целом показатели разрывной нагрузки и удлинение ткани при разрыве окрашенных образцов с протравой или без нее не имеют больших отклонений от показателей неокрашенного образца. Поэтому делать выводы о том, имеет ли влияние процесс крашения на разрывную нагрузку или нет, не следует.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Важным экологическим показателем любого производства является качественный состав сточных вод. Согласно Федеральному закону РФ «Об охране окружающей среды» № 7ФЗ от 10.01.2002 г. существуют нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ (ст. 22). Следовательно, и вопрос об очистке сточных вод приходится решать в комплексе с совершенствованием технологии. Самым оптимальным вариантом очистки производственных стоков текстильного производства является организация системы оборотного водопользования, с возвратом воды на технологические нужды [21].Для решения экологических проблем текстильного производства необходим комплексный подход ученых, законодателей, исполнительной власти и общества в целом, необходимы инвестиции, которые должны производиться на разных уровнях [1].
ВЫВОДЫ
1.
Учитывая, что в мире ужесточились требования, предъявляемые к текстильным материалам по содержанию в них тяжелых металлов проведено исследование на содержание в шерстяной ткани ионов меди после протравливания. Показано, что предельно допустимые концентрации при использовании данной технологии выдерживаются.2.
Условия крашения растительными красителями на физикомеханические показатели шерсти не влияют. Экспериментальные данные подтверждают, что показатели прочности окрашенного образца с протравой и без нее не имеют больших отклонений от показателей неокрашенного образца.
Ссылки на источники1. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов: учебник для вузов / Г.Е. Кричевский. : М.: РосЗИТЛП, 2001. –Т.3. 298 с.2. Dyes–syntheticand“natural” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://oecotextiles.wordpress.com.3. Пармон, Ф.М. Композиция костюма. / Ф.М. Пармон –М.: Легпромбытиздат, 1997. –318 с.4. P Khanna, E.M. Dedhia. Natural colour from ratanjot and eucalyptus leaves. // Colourage. –Oct 1999. –№ 46. –Vol. 25. –3 pp.5 K. Nakagawa, M. Sugita. Spectroscopic characterisation of vegetable tannins // Soc. Leath. Technol. Chem. –1999. –№ 83. –Vol. 261. –4 pp. 6. S.D. Bhattacharya, A.K. Shah. Metalion effect of dyeing of wool fabric with catechu. // The Society of dyers and colourists. – January 2000. –Vol. 116. –pages 140.7. Илларионова, К. В. / Влияние биоповреждений на структуру и свойства природноокрашенного волокна новых селекционных линий хлопчатника : автореф. дисс. … канд.техн.наук : 05.19.01 / Илларионова Ксения Викторовна. –СПб, 2007. –18 с.8. Берлова, Н.В. / Товароведное исследование маньчжурского ореха как сырья легкой промышленности : дисс. … канд.техн.наук : 05.19.08 / Берлова Наталья Викторовна. –М, 2005. –176 с. 9. Shishlina, N. Bronze Age Textiles from the North Caucasus: new evidence of fourth millennium BC fibres and fabrics / N. Shilina, O. Orfinskaya, V. Golikov. // Oxford Journal of Archaeology. –
November. – 2003. –Vol. 22. –
№ 4. –р. 33134410. Иерусалинская, А.А. Кавказ на Шелковом пути / А.А. Иерусалинская. –СанктПетербург. –1992.–72 с. 11. Доде, З. В. Костюм населения Северного КавказаVII–XVII веков : автореф. дисс. …дра.истор.наук : 07.00.06 / Доде Звездана Владимировна.–Москва: Институт археологии РАН, –2007. –40 с.12. Ташлицкая, Э. Безворсовые ковры Дагестана / Э. Ташлицкая.–Махачкала: Дагкнигиздат, 1995. –84 с.13. Гаджиев, М.Г. История Дагестана с древнейших времен до конца XVв. / М.Г. Гаджиев, О.М. Давудов.–Махачкала: ДНЦ РАН, 1996. –462 с.14. Магомедов, Р.М. История Дагестана с древнейших времен до начала XIXв. / Р.М. Магомедов. –Махачкала: Дагучпедиздат, 1991. –302 с.
15. Артемов, А.В. Производство изделий из кожи проблемы экологии / А.В. Артемов // Экология и промышленность России. –февраль. –2004. –С.32–35.16. Гаджимурадов, С.М. Основы ковроделия / С.М.Гаджимурадов. –Махачкала: Дагучпедиздат, 1993. –130 с.
17. Дебиров, П.М. Ковры Дагестана: традиционное и современное / П.М. Дебиров. –Махачкала: ДГПУ, 1995. –94 с.18. Walters, A., An overview of textiles processing and related environmental concerns[Электронныйресурс] / А. Walters, D. Santillo, P. Johnston // Greenpeace research laboratories: Department of biological sciences. – 2005. –June. –Режимдоступа: www.greenpeace.to/publications/textiles 2005.19. Артемов, А.В. Производство изделий изкожи проблемы экологии / А.В. Артемов // Экология и промышленность России. –февраль. –2004. –С.32–35.20. Савостицкий, Н.А. Материаловедение швейного производства / Н.А. Савостицкий, Э.К. Амирова. –М.: Академия, 2000. –240 с.21. Федеральный закон РФ«Об охране окружающей среды» № 7ФЗ от 10.01.2002 г.
Shagina N.A., Azimova F. Sh.The paper proposes the method of determining the quantity the content of heavy metals in vegetable dyes mordant coloring on the example of the thistle. The experimental results show that the maximum allowable concentration of copper ions in the structure of the wool fiber are within normal limits. The article shows that the methods of coloring wool fabric does not affect the mechanical properties of the fiber.Abstract:The method of determining the quantity of heavy metal ions on the example of mordant dyeing vegetable dyes thistle. As mordant used copper salts. The experimental results show that the maximum allowable concentration of copper ions in the structure of the woolfiber are within normal limits. It is shown that the methods of coloring wool fabric do not affect the mechanical properties of the fiber.Keywords:Ecotextiles, vegetable dye, mordant of dyeing, the maximum allowable concentration.
Экологические аспекты колорирования шерстяной ткани растительными красителями при протравливании солями неорганических материалов
Аннотация: В работе приведена методика определения количественного содержания ионов тяжелых металлов на примере протравного крашения растительным красителем чертополоха. В качестве протравы использовались соли меди. Результаты эксперимента показывают, что предельно допустимые концентрации ионов меди в структуре шерстяного волокна находятся в пределах нормы. В статье показано, что способы колорирования шерстяной ткани не влияют на механические свойства волокна.Ключевые слова: экотекстиль, растительный краситель, протравное крашение, предельно допустимые концентрации.
ВВЕДЕНИЕИ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Формирование окраски на текстильном материале является одной из главных целевых функций отделочного производства. В процессе крашения текстильному материалу сообщают необходимый колористический, эстетический вид, окраску, цвет, разнообразие которых, теоретически бесконечно может удовлетворять вкусы любого потребителя.Современная технология колорирования текстильных материалов, опираясь на химию полимеров и красителей, на физическую и коллоидную химию, использует современные достижения науки [1]. В свою очередь, она должна и отвечать современным требованиям:качество продукции (цветовые характеристики и устойчивость окраски);экономичность;совершенствование ассортимента красителей;автоматизация процессов;экологичность.В зависимости от химического строения и физической структуры волокна, характера переплетения, структуры ткани, ее назначения, экономичности, выбирают различные классы красителей [1].В настоящее время наблюдается возврат к использованию более безвредных, по сравнению с синтетическими, натуральных красителей, и ведутся исследования по нахождению путей расширения возможностей их применения в текстильной, кожевенномеховой и других отраслях промышленности.Как показал анализ литературных источников [3, 4, 5, 6, 7, 8] в мире возрос интерес к натуральным красителям растительного происхождения.Последние 20 лет вопрос о качестве и экологической безопасности текстиля и изделий из него становится все актуальней. Страны Европы добровольно вошли в сертификационную систему «Экотекс», в основы которой положены принципы экобезопасности текстиля. Стандарт Экотекс имеет более жесткие ограничения, чем другие действующие стандарты и предусматривает контроль за содержанием вредных веществ в структуре волокна. Экотекстиль представляет собой природное волокно, окрашенное растительными красителями. Поэтому задачей исследования являлось количественное содержание металлов согласно предельно допустимым концентрациям Экотекс –стандарт.Всякая промышленность влияет отрицательно на окружающую среду. Абсолютно экологически чистых производств человек пока не создал в отличие от самой природы. В текстильном производстве значительная часть текстильных вспомогательных веществ, красители и пигменты удаляются и попадают в сточные воды [1]. По некоторым данным, каждый год в мире в реки попадает 40000 –50000 тонн красителей и 200000 тонн неорганических соединений [2].Растительные красители и дубители отличаются от синтетических не только экологической безопасностью, но и рядом других преимуществ. В отличие от индивидуальных по химическому строению синтетических веществ, растительные красители и дубители состоят из целого набора природных дубящих, красящих и сопутствующих веществ. Сложный состав красящего вещества дает эффектные красочные художественные эффекты, какие не всегда могут дать синтетические красители. Природные красители и дубители позволяют получить оригинальную красивую окраску текстильному материалу.Народы Северного Кавказа, в процессе своего исторического формирования носили одежду из текстиля, окрашенного природными красителями. Использовались различные ремни, повязки из натуральной кожи, выдубленной растительными дубителями. На появление новых ремесленных технологий, в том числе и окрашивания тканей влияли многие факторы. Это и проходивший по Северному Кавказу Великий Шелковый путь, благодаря которому происходил своеобразный обмен опытом культивирования новых растений дающих краситель. Народы и государства (Византия, Иран, Монгольская Империя) в разные периоды контактирующие с северокавказскими народами оказывали влияние на их культуру и быт [9, 10, 11].В «Известиях древних греческих и римских писателей о Кавказе» имеются высказывания Геродота (480426 гг. до н.э.) о необыкновенном мастерстве и умении народов Кавказа использовать природные красители: «Говорят, что на этих горах есть деревья, листья которых они растирают, разбавляют водой, и этим рисуют себе фигуры на материях, и что эти рисунки не линяют в стирке и не изменяются, старея с шерстью, как будто были в нее вотканы уже сначала …» [12].В Дагестане издревле выращивались растения, дающие красители. Уже в IIIв. до н. э. –IVв. н. э. в Дагестане использовали растительные красители и разводили марену. Арабские исследователи указывают на то, что в Xв. экспорт марены и шафрана из Дагестана в среднеазиатские страны был достаточно велик [13]. Петр Iво время своего Каспийского похода на Кавказ поручил дербентскому коменданту Юнгеру выявить в Дагестане естественные красящие вещества, необходимые для русской текстильной промышленности [14]. С тех пор Дербент стал передовым городом по разведению и использованию красящих растений. А при царице Елизавете Петровне на Кавказе в 1757 году заведены были красильные фабрики в Астрахани и Кизляре. На этих фабриках производились красители, сырье для которых выращивалось на местныхплантациях [15].В XIXв. в окрестностях г. Дербента разведение марены становится профилирующей отраслью сельского хозяйства, приносящей огромный доход населению. По архивным данным известно, что только за 1 год дербентцы реализовали корней марены на сумму 1130850 рублей серебром. А в 1832 году здесь было собрано 35 тысяч пудов этого сырья. Марену успешно разводили в Кайтаге, Табасаране, Кизляре [16, 17].Некоторые красители, такие как, металокомплексные, протравные являются главным «источником» таких тяжелых металлов как никель, кобальт, хром, медь. Эти металлы способны образовывать связи с органическими красителями и волокном. И, как следствие такой связи, металл может находиться в высоких концентрациях в готовой одежде [18]. Безвредность тканей для человека в готовых изделиях является одной из проблем экологии, решение которой входит в задачу создания экологически чистого текстиля –«экотекстиля»[1].
Задачей данного исследования является определение количественного содержания тяжелых металлов в структуре волокна и определение влияния условий крашения на механические свойства волокна. Задача была выполнена на примере колорирования шерстяного волокна растительным красителем чертополоха по медной протраве.
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙИРЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
Для данного вида испытания были взяты следующие образцы: чистошерстяная ткань без окрашивания (эталон) и чистошерстяная ткань, окрашенная растительным красителем чертополоха по медной протраве.Первоначально эталон массой 10 г. помещался в заранее взвешенные фарфоровые чашки и выдерживался в тигле при температуре 800900 0С до полного сгорания. Образовавшаяся зола представляет собой примеси возможных неорганических соединений, содержащихся в ткани. Остаток взвешивался. Далее были взяты, образцы ткани массой 10 г., окрашенные растительным красителем чертополоха с применением сульфата меди через 30, 40 и 60 минут колорирования. Образцы ткани помещали в заранее взвешенные фарфоровые чашки и выдерживали в тигле при температуре 800900 0С до полного сгорания. В процессе прокаливания получили неорганический остаток. Для конечного перевода меди в оксид была добавлена концентрированная перекись водорода. Остаток снова довели до постоянной массы, высушивая несколько раз в сушильном шкафу при температуре 95100 0С. Взвешивали неорганический остаток на аналитических весах и методом пропорции рассчитывали массу меди, сорбировавшейся на волокне.Экспериментально изучено влияние условий крашения растительными красителями на механическую прочность шерстяной ткани, т.е. определение показателей при растяжении ткани до разрыва. Для определения разрывных характеристик использовали разрывную машину с постоянной скоростью опускания нижнего зажима РМ –250. Для определения механических характеристик были взяты следующие образцы шерстяной ткани: 1 –без окрашивания; 2 –окрашенный экстрактом чертополоха без протравливания; 3 –окрашенный экстрактом чертополоха по медной протраве. Испытания проводились согласно ГОСТ 2026974 Шерсть натуральная сортированная. Методы определения разрывной нагрузки и разрывного удлинения.
В результате прокаливания эталона (неокрашенный образец шерстяной ткани) получили массу неорганического остатка шерстяного волокна. Массовую долю ионов меди в структуре шерстяного волокна рассчитывали, вычитая массу зольного остатка. Результаты эксперимента приведены в таблице 1.
Таблица 1. –Массы неорганических остатков, присутствующих в шерстяном волокне до и после окрашивания
№ образцаМасса золы, мгМасса меди, мг/10 гМасса меди, мг/кг10,53
21,2220,553655,3631,2610,584858,4841,3230,634463,44
где №1 –неокрашенный образец ткани; № 2 –образец ткани, окрашенная 30 минут; №3 –образец ткани, окрашенная 40 минут; №4 –образец ткани, окрашенная 60 минут.
Из данных таблицы следует, что наибольшее содержание меди соответствует образцу №4. Повидимому, через 60 минут после крашения диффузия ионов металла и органического растительного красителя достигает максимума, и как следствие образуется больше комплексов между металлом, красителем и волокном.Согласно некоторым данным предельно допустимые концентрации ионов меди в одежде составляет 50 мг/кг [1, 19].В процессе эксплуатации одежды, а также при переработке ткани подвергаются разнообразным механическим воздействиям. Под этими воздействиями ткани растягиваются, изгибаются, испытывают трение [20]. Поэтому следующей задачей исследования было определение условий колорирования шерстяной пряжи на основные механические свойства шерстяной ткани. Показатели механических свойств шерстяной ткани приведены в следующей таблице.
Таблица 2. –Показатели механических свойств шерстяной ткани при разрыве
№ образцовР, кгс(н)lр, ммр, %основа утокоснова утокоснова уток119,212,252,831415220,311,32,22,51112,5321,3122,32,711,513,5
где №1 –неокрашенный образец ткани; № 2 –образец ткани, окрашенный экстрактом чертополоха без протравливания; № 3 –образец ткани, окрашенный экстрактом чертополоха по медной протраве.
Как видно из таблицы 2, разрывные характеристики по основе выше у тканей прошедших операцию окрашивания. Это может быть обусловлено тем, что чистошерстяные ткани после операции крашения в результате повышения температуры имеют свойство свойлачиваться. То есть ткань становится более плотнее, и, следовательно, прочнее, нежели ткань не прошедшая операцию крашения (Р основа= 19,2 кгс). В целом показатели разрывной нагрузки и удлинение ткани при разрыве окрашенных образцов с протравой или без нее не имеют больших отклонений от показателей неокрашенного образца. Поэтому делать выводы о том, имеет ли влияние процесс крашения на разрывную нагрузку или нет, не следует.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Важным экологическим показателем любого производства является качественный состав сточных вод. Согласно Федеральному закону РФ «Об охране окружающей среды» № 7ФЗ от 10.01.2002 г. существуют нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ (ст. 22). Следовательно, и вопрос об очистке сточных вод приходится решать в комплексе с совершенствованием технологии. Самым оптимальным вариантом очистки производственных стоков текстильного производства является организация системы оборотного водопользования, с возвратом воды на технологические нужды [21].Для решения экологических проблем текстильного производства необходим комплексный подход ученых, законодателей, исполнительной власти и общества в целом, необходимы инвестиции, которые должны производиться на разных уровнях [1].
ВЫВОДЫ
1.
Учитывая, что в мире ужесточились требования, предъявляемые к текстильным материалам по содержанию в них тяжелых металлов проведено исследование на содержание в шерстяной ткани ионов меди после протравливания. Показано, что предельно допустимые концентрации при использовании данной технологии выдерживаются.2.
Условия крашения растительными красителями на физикомеханические показатели шерсти не влияют. Экспериментальные данные подтверждают, что показатели прочности окрашенного образца с протравой и без нее не имеют больших отклонений от показателей неокрашенного образца.
Ссылки на источники1. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов: учебник для вузов / Г.Е. Кричевский. : М.: РосЗИТЛП, 2001. –Т.3. 298 с.2. Dyes–syntheticand“natural” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://oecotextiles.wordpress.com.3. Пармон, Ф.М. Композиция костюма. / Ф.М. Пармон –М.: Легпромбытиздат, 1997. –318 с.4. P Khanna, E.M. Dedhia. Natural colour from ratanjot and eucalyptus leaves. // Colourage. –Oct 1999. –№ 46. –Vol. 25. –3 pp.5 K. Nakagawa, M. Sugita. Spectroscopic characterisation of vegetable tannins // Soc. Leath. Technol. Chem. –1999. –№ 83. –Vol. 261. –4 pp. 6. S.D. Bhattacharya, A.K. Shah. Metalion effect of dyeing of wool fabric with catechu. // The Society of dyers and colourists. – January 2000. –Vol. 116. –pages 140.7. Илларионова, К. В. / Влияние биоповреждений на структуру и свойства природноокрашенного волокна новых селекционных линий хлопчатника : автореф. дисс. … канд.техн.наук : 05.19.01 / Илларионова Ксения Викторовна. –СПб, 2007. –18 с.8. Берлова, Н.В. / Товароведное исследование маньчжурского ореха как сырья легкой промышленности : дисс. … канд.техн.наук : 05.19.08 / Берлова Наталья Викторовна. –М, 2005. –176 с. 9. Shishlina, N. Bronze Age Textiles from the North Caucasus: new evidence of fourth millennium BC fibres and fabrics / N. Shilina, O. Orfinskaya, V. Golikov. // Oxford Journal of Archaeology. –
November. – 2003. –Vol. 22. –
№ 4. –р. 33134410. Иерусалинская, А.А. Кавказ на Шелковом пути / А.А. Иерусалинская. –СанктПетербург. –1992.–72 с. 11. Доде, З. В. Костюм населения Северного КавказаVII–XVII веков : автореф. дисс. …дра.истор.наук : 07.00.06 / Доде Звездана Владимировна.–Москва: Институт археологии РАН, –2007. –40 с.12. Ташлицкая, Э. Безворсовые ковры Дагестана / Э. Ташлицкая.–Махачкала: Дагкнигиздат, 1995. –84 с.13. Гаджиев, М.Г. История Дагестана с древнейших времен до конца XVв. / М.Г. Гаджиев, О.М. Давудов.–Махачкала: ДНЦ РАН, 1996. –462 с.14. Магомедов, Р.М. История Дагестана с древнейших времен до начала XIXв. / Р.М. Магомедов. –Махачкала: Дагучпедиздат, 1991. –302 с.
15. Артемов, А.В. Производство изделий из кожи проблемы экологии / А.В. Артемов // Экология и промышленность России. –февраль. –2004. –С.32–35.16. Гаджимурадов, С.М. Основы ковроделия / С.М.Гаджимурадов. –Махачкала: Дагучпедиздат, 1993. –130 с.
17. Дебиров, П.М. Ковры Дагестана: традиционное и современное / П.М. Дебиров. –Махачкала: ДГПУ, 1995. –94 с.18. Walters, A., An overview of textiles processing and related environmental concerns[Электронныйресурс] / А. Walters, D. Santillo, P. Johnston // Greenpeace research laboratories: Department of biological sciences. – 2005. –June. –Режимдоступа: www.greenpeace.to/publications/textiles 2005.19. Артемов, А.В. Производство изделий изкожи проблемы экологии / А.В. Артемов // Экология и промышленность России. –февраль. –2004. –С.32–35.20. Савостицкий, Н.А. Материаловедение швейного производства / Н.А. Савостицкий, Э.К. Амирова. –М.: Академия, 2000. –240 с.21. Федеральный закон РФ«Об охране окружающей среды» № 7ФЗ от 10.01.2002 г.
Shagina N.A., Azimova F. Sh.The paper proposes the method of determining the quantity the content of heavy metals in vegetable dyes mordant coloring on the example of the thistle. The experimental results show that the maximum allowable concentration of copper ions in the structure of the wool fiber are within normal limits. The article shows that the methods of coloring wool fabric does not affect the mechanical properties of the fiber.Abstract:The method of determining the quantity of heavy metal ions on the example of mordant dyeing vegetable dyes thistle. As mordant used copper salts. The experimental results show that the maximum allowable concentration of copper ions in the structure of the woolfiber are within normal limits. It is shown that the methods of coloring wool fabric do not affect the mechanical properties of the fiber.Keywords:Ecotextiles, vegetable dye, mordant of dyeing, the maximum allowable concentration.
