Швейное производство: процессы, используемая химия

Швейное производство — это отрасль лёгкой промышленности, в которой из тканей, трикотажных полотен, кожи, меха и других материалов изготавливают одежду и швейные изделия бытового и технического назначения (спецодежда, белье, аксессуары и т.п.).

На обычной швейной фабрике основные химические закупки — не «текстильная химия вообще», а клеевые материалы, печатные составы, средства локальной очистки, машинные масла и санитарная химия. Большая текстильная химия появляется только при наличии мокрой отделки.

Что закупает обычная швейная фабрика
Почти всегда
масло для швейных машин;
обезжириватели и технические очистители;
моющие средства для помещений;
локальные пятновыводители;
клейкие ленты и упаковочные клеи;
при использовании дублерина — готовые прокладочные материалы с термоклеем.
Часто, но зависит от продукции
временный клей;
разметочные чернила;
термоклеевые ленты и плёнки;
химия для печати логотипов;
претритмент DTG;
DTF-порошок;
средства для очистки печатных сеток.
Только на фабрике с мокрым или специальным финишем
ферменты;
ПАВ для промышленной стирки;
отбеливатели и окислители;
нейтрализаторы;
смягчители;
смолы для несминаемости и фиксации складок;
водоотталкивающие, огнезащитные, антистатические и антимикробные пропитки;
полиуретановые и акриловые покрытия.

Развернуто:

1. Раскрой
В обычном раскрое химия может вообще не соприкасаться с тканью. Но встречаются следующие материалы.
Временный аэрозольный клей
Обычно это:
акриловый чувствительный к давлению клей;
либо смесь синтетического каучука и смол;
в воде или летучем растворителе.
Его тонко распыляют между слоями скользкой ткани, на лекало или стабилизатор. Он не должен склеивать изделие навсегда: задача — не дать слоям смещаться во время настилания, резки, вышивки или изготовления аппликаций.
Разметочные составы
Это водные или спиртовые чернила с красителем либо пигментом, иногда с небольшим количеством полимерного связующего. Ими наносят линии шва, контрольные точки, номера деталей.
Разновидности:
водосмываемые — краситель удаляется водой;
термоисчезающие — цветная система обесцвечивается при нагревании;
воздушно-исчезающие — краситель постепенно разрушается при контакте с воздухом и влагой;
постоянные текстильные — закрепляются нагреванием, если маркировка должна сохраниться.
Антистатические составы
Для полиэстера, нейлона и других синтетических тканей могут использоваться растворы четвертичных аммониевых соединений, гидрофильных полимеров или поверхностно-активных веществ.
Они оставляют на волокне тонкий слой, который удерживает немного влаги и повышает поверхностную проводимость. Это снижает слипание полотен, притягивание пыли и самопроизвольное перемещение лёгких деталей.
Итог: химия в раскрое не обязательна; она появляется главным образом при работе со скользкими, тонкими, эластичными или сильно электризующимися материалами.

2. Шитьё
Смазка, уже нанесённая на швейную нить
Большинство промышленных нитей поступает на фабрику уже обработанным. Типичная система включает:
парафиновый воск — уменьшает трение;
силикон, чаще полидиметилсилоксан, — облегчает скольжение и отвод тепла.
При быстром шитье игла сильно нагревается, а полиэфирная или полиамидная нить может размягчаться и рваться. Смазка уменьшает трение нити о игольное ушко, направители и ткань.
Самостоятельно заливать или распылять силикон на нить обычно не следует: избыток способен изменить натяжение, вызвать масляные пятна и образование аэрозоля.
Временные клеи для сборки
Акриловые или каучуково-смоляные клеи применяют для временного удержания:
карманов;
молний;
аппликаций;
нашивок;
элементов перед вышивкой;
нескольких эластичных слоёв.
Клей наносится точками, полосой или аэрозолем, удерживает деталь до прошивания, после чего либо остаётся внутри конструкции, либо постепенно теряет липкость, либо удаляется при стирке.
Закрепители срезов
На осыпающиеся края ткани иногда наносят водную акриловую или полиуретановую дисперсию. После высыхания полимер образует тонкую плёнку и скрепляет крайние волокна.
Это характернее для:
лент и шнуров;
этикеток;
технического текстиля;
декоративных деталей;
тканей, которые трудно обработать оверлоком.
Герметизация прошитых швов
В куртках, мембранной одежде, палатках и защитной одежде отверстия от иглы закрывают термоклеевой лентой. Её рабочий слой обычно сделан из термопластичного полиуретана, полиамида или сополиэфира.
Горячий воздух размягчает клей, ролик прижимает ленту к изнанке шва, после охлаждения возникает непрерывный водонепроницаемый барьер. Это уже не просто «клей», а химическая герметизация каналов, образованных иглой. Полиуретановые термоклеи особенно важны там, где шов должен одновременно растягиваться и не пропускать воду.
3. Обработка ткани
Здесь необходимо отличать обработку готового изделия от отделки полотна на текстильной фабрике. Большинство перечисленных ниже операций обычная швейная фабрика сама не выполняет.
Смягчение
Используются:
аминно-функциональные силиконовые эмульсии;
катионные производные жирных кислот;
полиэтиленовые и другие неионогенные смягчители.
Молекулы осаждаются на поверхности волокна и уменьшают трение волокон друг о друга. Ткань становится мягче, легче драпируется, иногда легче шьётся. Состав наносят из водной ванны, распылением или пропиткой, затем ткань сушат.
Несминаемая отделка и стабилизация размеров
Для хлопка применяют сшивающие смолы — например, низкоформальдегидные системы на основе модифицированного DMDHEU либо современные бесформальдегидные сшиватели.
Состав пропитывает ткань, а при нагревании образует химические связи между целлюлозными цепями. Из-за этого волокна меньше смещаются после смятия и увлажнения: изделие меньше мнётся, садится и теряет форму.
Водоотталкивающая обработка
Возможные системы:
фторуглеродные составы — одновременно хорошо отталкивают воду и масло;
силиконовые;
парафиновые;
полиуретановые;
акриловые бесфторные составы — главным образом против воды.
Их наносят пропиткой или распылением, затем сушат и термофиксируют. Полимер ориентируется на поверхности волокна так, чтобы снизить её смачиваемость: капля не растекается, а скатывается.
Бесфторные составы обычно обеспечивают водоотталкивание, но значительно хуже защищают от масел. Поэтому фторсодержащую отделку нельзя механически заменять бесфторной там, где изделию действительно необходима маслостойкость. ZDHC прямо рекомендует не использовать фторированные отделки без функциональной необходимости.
Огнезащитная обработка
Для хлопковой спецодежды, штор, обивки и других изделий могут использоваться реакционноспособные фосфорсодержащие соединения — фосфониевые или фосфонатные системы.
Они наносятся пропиткой, после чего фиксируются нагреванием либо специальной химической обработкой. При пожаре такая отделка способствует образованию углеродистого защитного слоя и мешает целлюлозе быстро превращаться в горючие газы. То есть задача не «сделать ткань негорючей», а уменьшить скорость распространения пламени и продолжительность самостоятельного горения.
Для полиэстера огнестойкость часто создаётся ещё при производстве волокна либо специальными фосфорсодержащими составами, совместимыми с полиэфиром. Такие материалы нужны только фабрикам спецодежды, интерьерного или технического текстиля.
Антистатическая обработка
Четвертичные аммониевые соединения и гидрофильные полиэфирные или полиэфирные-полиэфирные полимеры создают влагопроводящий поверхностный слой. Он облегчает отвод электрического заряда.
Применяется для:
синтетической одежды;
чистых помещений;
электроники;
взрывоопасных производств;
изделий, к которым не должна прилипать пыль.
Антимикробная обработка
Возможны составы на основе:
соединений серебра;
четвертичных аммониевых соединений;
PHMB и других биоцидных полимеров.
Их закрепляют на волокне собственным связующим или вводят в полимерное покрытие. Цель — подавлять рост микроорганизмов, вызывающих запах или разрушение материала. Такая отделка не делает одежду стерильной и требует отдельной проверки безопасности и допустимости для предполагаемого рынка.
Покрытие ткани
Водные полиуретановые и акриловые дисперсии либо PVC-пластизоли наносят ножом, валом, распылением или вспененным составом. После сушки или термообработки образуется сплошная либо пористая плёнка.
Так получают:
водонепроницаемость;
ветрозащиту;
жёсткость;
непрозрачность;
устойчивость к истиранию;
основу искусственной кожи.
Это уже скорее текстильное отделочное производство, чем обычный пошив.

4. Дублирование и клеевые материалы
Клеевое покрытие дублерина
На дублерин заранее наносят точки или порошок термопластичного клея:
сополиамид;
сополиэфир;
полиэтилен;
EVA — сополимер этилена и винилацетата;
иногда термопластичный полиуретан.
В прессе происходят три действия:
1. клей нагревается и плавится;
2. частично проникает между волокнами основной ткани;
3. после охлаждения затвердевает и соединяет ткань с прокладкой.
Дублерин укрепляет воротники, манжеты, борта, пояса, карманы и другие зоны, которые должны сохранять форму.
Сополиамидные клеи особенно ценятся за устойчивость к стирке, химчистке, пару и глажению.
Термоклеевые плёнки, сетки и паутинки
Изготавливаются из TPU, сополиамида или сополиэфира. Их укладывают между двумя материалами и нагревают.
Применяются для:
подгибки без видимой строчки;
спортивной одежды;
белья;
приклеивания карманов и усилений;
бесшовных конструкций;
соединения ткани с мембраной.
TPU выбирают там, где требуется растяжимость и мягкость. Сополиамид — где важна стойкость к стирке. Сополиэфир — для полиэфирных тканей и стойкости к миграции красителя.
Реактивный полиуретановый термоклей — PUR
Сначала он плавится от нагрева и фиксирует детали, затем реагирует с влагой воздуха и химически сшивается. После этого соединение становится более устойчивым к воде, нагреву и растворителям, чем обычный обратимо плавящийся термоклей.
Используется в технической одежде, бесшовном белье, ламинированных материалах и изделиях с высокими требованиями к долговечности.
Жидкие контактные клеи
В изделиях из кожи, искусственной кожи, вспененных материалов и сложных многослойных деталей могут использоваться:
полиуретановый клей;
полихлоропреновый клей;
акриловая дисперсия.
Полихлоропреновые и некоторые полиуретановые клеи могут содержать органический растворитель: его испаряют с обеих поверхностей, затем поверхности соединяют под давлением. Водные акриловые и полиуретановые системы дают меньше летучих выбросов, но не всегда обеспечивают ту же скорость и прочность.

5. Печать и нанесение логотипов
Шелкография
Пластизольная краска
Содержит:
PVC-смолу;
пластификатор;
пигмент;
реологические и технологические добавки.
Она почти не высыхает в сетке, потому что в ней нет воды, которую нужно испарить. После печати изделие проходит через сушильный тоннель: PVC и пластификатор образуют цельный эластичный слой.
Используется для ярких, плотных, укрывистых изображений, особенно на тёмных футболках. Краска преимущественно остаётся на поверхности ткани.
Водная пигментная краска
Состоит из:
пигмента;
акрилового или полиуретанового водного связующего;
загустителя;
смачивателя;
пеногасителя;
иногда сшивателя и замедлителя высыхания.
После печати вода испаряется, а полимерное связующее закрепляет пигмент на волокне. Изображение обычно мягче пластизольного, но краска быстрее засыхает в печатной сетке. Водные полиуретановые и акриловые печатные пасты реально применяются как основа текстильных красок.
Вытравная печать
На окрашенный хлопок наносят состав с восстановителем — например, формальдегидсульфоксилатом натрия или диоксидом тиомочевины. При нагревании он разрушает краситель ткани в области рисунка.
Можно получить:
светлое изображение за счёт удаления исходного красителя;
новое цветное изображение, если в вытравной состав добавлен стойкий пигмент.
Метод работает не со всеми красителями и волокнами и требует контроля летучих продуктов при нагревании.
Прямая цифровая печать DTG
Используются водные пигментные чернила. На тёмный хлопок перед белой краской наносят специальную водную предподготовку — претритмент.
Он:
уменьшает растекание чернил по волокнам;
удерживает белую краску ближе к поверхности;
повышает плотность белого слоя;
улучшает чёткость и стойкость изображения.
Претритмент распыляют, наносят валиком или в автоматической машине, после чего ткань сушат и прижимают термопрессом. Точный состав обычно является частью фирменной печатной системы.
DTF — перенос с плёнки
На плёнку печатают водными пигментными чернилами, включая белую краску. Пока краска влажная, на неё наносят порошковый термоклей:
чаще TPU;
также сополиамид или сополиэфир.
Порошок прилипает только к изображению, расплавляется в печи, а затем при термопереносе связывает изображение с тканью. TPU даёт растяжимость, сополиамид — устойчивость к стирке, сополиэфир — совместимость с полиэфиром и сопротивление миграции красителя.
Сублимационная печать
В чернилах находятся дисперсные красители. При нагревании в термопрессе краситель переходит в газообразное состояние и диффундирует внутрь полиэфирного волокна.
Отдельной клеевой плёнки не возникает: цвет оказывается внутри полиэстера. Поэтому технология хорошо работает на полиэфирных тканях, но не на обычном хлопке без специального полимерного покрытия.
Термотрансферные плёнки и шевроны
Декоративный слой обычно представляет собой PU- или PVC-плёнку, под которой находится TPU-, полиамидный или полиэфирный термоклей. Термопресс расплавляет клей и соединяет логотип с тканью.
Химия подготовки и очистки печатных сеток
Кроме самой краски используются:
фотополимерная или диазоэмульсия — создаёт трафарет;
обезжириватель с ПАВ — очищает сетку перед нанесением эмульсии;
смывка краски — растворяет или диспергирует остатки связующего;
состав на основе периодатов — разрушает фотополимерную эмульсию;
очиститель теневого изображения — удаляет глубоко впитавшийся пигмент и связующее.
То есть участок шелкографии закупает не только краски, но и полноценный комплект химии для изготовления и восстановления сеток.

6. Стирка и финишная обработка
Обычная производственная стирка
Моющее средство
Содержит анионные и неионогенные ПАВ, иногда карбонат натрия, цитраты или комплексообразователи.
ПАВ окружают частицы масла, смазки и грязи, переводят их в воду и не дают повторно осесть на ткани. Такая стирка нужна для удаления производственных загрязнений, остатков разметки и части вспомогательных веществ.
Удаление шлихты
Если хлопковая или джинсовая ткань содержит крахмальную шлихту, применяют альфа-амилазу. Фермент разрезает длинные молекулы крахмала на водорастворимые фрагменты, которые можно вымыть.
Для синтетической шлихты, например поливинилового спирта, нужны горячая вода, ПАВ и соответствующая моющая рецептура.
Целлюлаза
Фермент частично гидролизует выступающие целлюлозные волокна на поверхности хлопка.
Зачем применяется:
удалить пушок;
уменьшить пиллинг;
смягчить ткань;
создать потёртость на джинсе;
частично снять окрашенные поверхностные волокна.
После действия фермента барабанное перемешивание удаляет ослабленные волокна. Если обработка чрезмерна, ткань теряет массу и прочность.
Противоосадочные составы для джинса
Во время ферментной стирки высвободившийся индиго может повторно осесть на белые нити. Полимерные диспергаторы и совместимые ПАВ удерживают частицы красителя в воде и уменьшают «посинение» светлых участков.
Отбеливание и осветление
Пероксид водорода — окисляет природные окрашенные примеси и часть красителей, применяется для более контролируемого отбеливания.
Гипохлорит натрия — сильный окислитель, используется для агрессивного осветления и джинсовых эффектов.
Перманганат калия — локально окисляет индиго при создании потёртостей, «усов» и высветленных зон.
После перманганата остаточный окислитель восстанавливают, например метабисульфитом натрия, и тщательно вымывают. Из-за опасности аэрозоля и контакта с кожей перманганатное распыление всё чаще заменяют лазером, озоном и механическими технологиями.
Смягчитель после стирки
Катионный жирнокислотный или силиконовый смягчитель осаждается на влажном хлопке и уменьшает трение между волокнами. Так убирают жёсткость после ферментной обработки, отбеливания и интенсивного полоскания.
Оптический отбеливатель
Чаще используются флуоресцентные производные стильбена. Они поглощают невидимый ультрафиолет и излучают слабый синий свет, визуально компенсируя желтоватый оттенок ткани.
Нейтрализация pH
После щелочной стирки применяют уксусную, лимонную или муравьиную кислоту. Она нейтрализует остаточную щёлочь и возвращает ткань к безопасному pH.
Смолы для складок и «усов»
На джинсы наносят сшивающую смолу, придают изделию нужную форму и термофиксируют. После химической сшивки целлюлозы складки и объёмные эффекты сохраняются после стирок. Такие системы могут быть основаны на глиоксальных либо низкоформальдегидных производных.

7. Пятновыведение и очистка изделия
Здесь химия подбирается по природе пятна, а не по принципу «универсальный растворитель».
Масло и машинная смазка
Используются:
низкоароматические углеводородные растворители;
изопропанол;
гликолевые эфиры;
этиллактат;
терпеновые растворители;
смеси растворителя с ПАВ.
Растворитель проникает в масляное загрязнение и переводит его в жидкую фазу, а ПАВ помогает удалить его с волокна.
Пот, напитки и водорастворимые загрязнения
Применяется вода с мягкими ПАВ и буфером. Вода растворяет соли и сахара, ПАВ удаляет жировую часть пятна.
Кровь, молоко и другие белковые загрязнения
Водный состав с протеазой расщепляет белок на более мелкие растворимые фрагменты. Высокая температура в начале обработки нежелательна: она может закрепить белковое пятно.
Крахмалистые загрязнения
Амилаза расщепляет крахмал из соусов, пищевых продуктов или некоторых отделочных составов.
Ржавчина
Используются растворы щавелевой или лимонной кислоты либо комплексообразователь, связывающий ионы железа. После обработки кислоту необходимо полностью удалить, чтобы не повредить волокно и краситель.
Чернила и остатки клея
Применяются спирты, ацетон, этилацетат или специализированная смесь растворителей. Но сначала обязательно проверяется незаметный участок: растворитель может одновременно растворить печатную краску, покрытие ткани или термоклей.
На производстве пятно нередко обрабатывают пистолетом над вытяжным столом: струя растворителя проходит через пятно в поглощающую подложку, после чего участок продувают воздухом.
Хлорированные пятновыводители на основе перхлорэтилена и трихлорэтилена, а также n-пропилбромида исторически применялись из-за высокой растворяющей способности, но создают серьёзные риски для работников и отходов. Предпочтительнее водные или низколетучие системы, где они обеспечивают нужное качество.

8. Упаковка
Клей для закрытия коробок
На автоматических упаковочных линиях используют термоклей, чаще на основе:
EVA;
синтетических смол;
полиолефинов.
Он наносится расплавленным на клапаны коробки, быстро остывает и фиксирует картон. Это химия упаковочного процесса, но она не контактирует с одеждой.
Клейкие ленты и этикетки
Рабочий слой может быть:
акриловым;
каучуково-смоляным;
термоклеевым чувствительным к давлению.
Он уже нанесён на ленту или этикетку и активируется простым прижатием.
Осушители
Пакеты с силикагелем физически адсорбируют влагу. Поглотители с хлоридом кальция связывают значительно больше воды, но могут превратиться в рассол, поэтому требуют герметичной прочной упаковки.
Они нужны при длительном морском хранении, перевозке во влажном климате и риске образования конденсата. Это не обработка ткани: осушитель регулирует влажность воздуха внутри упаковки.
Антиплесневые вкладыши
Некоторые упаковочные системы выделяют фунгицид или летучий консервант. Это уже биоцидная химия, которая потенциально может перейти на изделие. Поэтому её нельзя добавлять «на всякий случай»: требуется проверка разрешённости вещества, миграции и требований заказчика.

9. Обслуживание оборудования
Масло для швейных машин
Обычно это высокоочищенное маловязкое минеральное «белое» масло либо синтетическое масло. Оно смазывает челнок, игловодитель, подшипники и другие быстро движущиеся детали.
Для швейного участка критично, чтобы масло:
не желтело;
не оставляло устойчивых пятен;
не окислялось с образованием липкого налёта;
не растекалось по ткани.
Пластичные смазки
Литиевые, кальциевые или комплексные смазки используются в подшипниках и редукторах, куда жидкое масло быстро вытекло бы. Они не должны контактировать с изделием.
Гидравлические и компрессорные масла
Применяются в прессах, раскройном и пневматическом оборудовании. Их задача — передавать давление, смазывать узлы и отводить тепло.
Обезжириватели
Для деталей оборудования применяются:
водные щелочные составы с ПАВ;
изопропанол;
низкоароматические углеводородные растворители;
цитрусовые или эфирные растворители.
Ими удаляют старое масло, клеевой налёт, печатную краску и загрязнения. После обработки поверхности, соприкасающиеся с тканью, должны быть полностью высушены и очищены от остатка средства.
Ингибиторы коррозии
Защитные масла или восковые аэрозоли оставляют на металлической поверхности тонкую гидрофобную плёнку, препятствующую контакту металла с водой и кислородом.
Анаэробные фиксаторы резьбы
Жидкие метакрилатные составы наносят на болты оборудования. Между металлическими поверхностями, без доступа воздуха, они полимеризуются и не дают соединению раскручиваться от вибрации.
Химию обслуживания нужно учитывать отдельно от химии изделия: масла, растворители и аэрозоли могут загрязнять ткань, хотя технологически на неё наноситься не должны. ZDHC относит распыление, локальную очистку, нанесение клея и обслуживание оборудования к потенциальным источникам летучих выбросов.

10. Санитария и уборка
Моющие средства для полов, столов и производственных поверхностей
Обычно содержат:
неионогенные и анионные ПАВ;
карбонаты, цитраты или другие щелочные компоненты;
комплексообразователи;
пеногаситель.
ПАВ отделяют жир и грязь от поверхности, а щелочная часть помогает разрушать жирные загрязнения. Для ежедневной уборки обычно достаточно именно моющего средства — дезинфицировать весь швейный цех постоянно не требуется.
Гипохлорит натрия
Хлорсодержащий окислитель применяется для санитарных зон, туалетов и загрязнений биологического происхождения. Он разрушает клеточные компоненты микроорганизмов, но может обесцвечивать ткань и вызывать коррозию металла.
Перекись водорода и перуксусная кислота
Сильные окислители для дезинфекции поверхностей и оборудования. После реакции перекись разлагается главным образом на воду и кислород, но концентрированные составы могут повреждать металлы, красители и кожу.
Четвертичные аммониевые соединения
Катионные ПАВ, повреждающие мембраны чувствительных микроорганизмов. Часто используются в готовых дезинфицирующих моющих средствах для твёрдых поверхностей.
Этанол и изопропанол
В рабочих дезинфицирующих составах обычно используются водно-спиртовые смеси. Спирт денатурирует белки и разрушает липидные мембраны. Подходит для небольших поверхностей, ручек, панелей управления, но быстро испаряется и пожароопасен.
CDC перечисляет спирты, четвертичные аммониевые соединения, хлорсодержащие средства и перекись водорода среди основных групп поверхностных дезинфектантов.
Критическое правило: гипохлорит нельзя смешивать с кислотными средствами или аммиаком — возможно выделение токсичных газов. Разные чистящие и дезинфицирующие средства вообще не следует смешивать без прямого указания производителя.

ИИ ХИМИЯ - исследования, анализ, инструменты для химической промышленности.