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在染色之后,帶有少量剩余染料的微膠囊可以輕易地從染浴中分離出去,或者根本就不進(jìn)入染缸.染液排出后,隨著溫度的下降,已溶解的染料就會呈微粒析出.經(jīng)簡單過濾(如沙濾)就幾乎呈無色,其COD也很低,約200 mg/L,可直接用于織物的前處理.研究證明,用此回收的水做前處理,不影響后道加工的質(zhì)量.因此,作為染色工藝排出的廢水總量便為零.

2項(xiàng)目的研究歷程和最近進(jìn)展

從1985年研制壓敏顯色微膠囊開始,就考慮如何利用微膠囊的緩釋、隔離等特性,取代染色中常用的助劑,從而實(shí)現(xiàn)無助劑染色.因?yàn)橹鷦┦侨旧珪r(shí)水污染的主要負(fù)荷來源.探索性實(shí)驗(yàn)工作的結(jié)果更加堅(jiān)定了這一信念.至1998、1999、2002年先后為此課題招收了三屆博士生.她們分別開發(fā)了兩種微膠囊化方法,一項(xiàng)無助劑染色技術(shù)和一項(xiàng)免水洗染色技術(shù),形成了4項(xiàng)發(fā)明專利并作了相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究,為該項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化打下了扎實(shí)的基礎(chǔ).首先與常州漢斯公司合作建立了微膠囊化分散染料的試生產(chǎn)基地,研發(fā)與傳統(tǒng)高溫染色機(jī)相匹配的旁路萃取機(jī),并與多家染色廠合作,分別對純滌綸針織物、梭織物、仿麂皮絨織物、紗線等做了單色染料的中試和部分生產(chǎn)規(guī)模的試驗(yàn)并獲成功.于2006年獲得桑麻科技一等獎,從此受到領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)廠家的重視,先后獲得了一些資助,這些都有力地推動了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展.

但這是一項(xiàng)成套的產(chǎn)業(yè)技術(shù),包括微膠囊化分散染料的穩(wěn)定化生產(chǎn),相應(yīng)的染色工藝技術(shù)開發(fā)和為實(shí)施無助劑、免水洗染色生產(chǎn)工藝所必須的專用輔助設(shè)備(萃取機(jī))的開發(fā)與制造,這些工作必須環(huán)環(huán)相扣,缺一不可,所需的人力和物力巨大.所以,實(shí)際推廣的進(jìn)展速度比預(yù)期要慢得多.如原來研發(fā)的萃取機(jī)用于單一染料染色效果比較好,可是用于多種染料微膠囊的拼色染色就達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室的效果,重演性很差,易產(chǎn)生染色不勻(色調(diào)不均勻).因此必須對原來的萃取機(jī)作重大改進(jìn),甚至重新設(shè)計(jì).

2007與2008年的推廣工作重點(diǎn)在于無助劑、免水洗染色專用輔助設(shè)備的改進(jìn)與換型.先后對原有的萃取機(jī)進(jìn)行了多次改進(jìn),經(jīng)過一年多的研究,至2008年上半年,才研制成功適用于拼色染色的動態(tài)混合萃取試樣機(jī),用此樣機(jī)能染出任何色樣.現(xiàn)正制造第二臺電腦控制的樣機(jī),不久便可投入試驗(yàn).目前影響進(jìn)度的主要原因仍然是資金短缺.爭取在2008年年底之前生產(chǎn)出3~4臺中試樣機(jī),分別用于不同類型織物(梭織、針織、紗線)的中試生產(chǎn),并在此基礎(chǔ)上制造1~2臺用于生產(chǎn)規(guī)模(200 kg染機(jī))化的試驗(yàn)樣機(jī).與此同時(shí),也完善了萃取機(jī)網(wǎng)芯的清洗工藝,可以保證每次染色之后網(wǎng)芯處于清潔的待用狀態(tài);完善了廢染液冷卻、過濾裝置的設(shè)計(jì),使回收的染色排水可直接用于織物前處理,從而節(jié)約等量的前處理用水.微膠囊分散染料染色工藝體系描述:以傳統(tǒng)液流式高溫染色機(jī)為主體,加裝一個微膠囊萃取機(jī)旁路.把微膠囊染料置入該旁路中,染色時(shí)部分染液通過該旁路,在此與微膠囊顆粒充分混合、接觸,把微膠囊內(nèi)的分散染料溶解出來并輸入染缸與主體染浴混合,進(jìn)而完成染料對纖維的吸附、上染,這個過程耗時(shí)30~60min,達(dá)到預(yù)期的染色深度即關(guān)閉該旁路,此時(shí)染缸內(nèi)不再有染料補(bǔ)充.繼續(xù)在染缸中運(yùn)行織物約5~15 min以使染浴中和纖維表面存留的染料大部分進(jìn)入纖維以除去浮色(此作用相當(dāng)于傳統(tǒng)的后水洗工藝),降溫、排液、出布烘干.染液排入貯存池進(jìn)一步冷卻,過夜使浴中溶解染料再沉析,過濾待用.同時(shí)清除旁路中的微膠囊并清洗網(wǎng)芯,待用.用過的染料微膠囊即作為粉狀固體廢物,或填埋,或焚燒.在染拼色時(shí),把組分微膠囊染料按比例投入旁路混合器中,在那里各組分染料微膠囊借助水力處于充分混合的狀態(tài),使各種組分染料微膠囊都有均等的萃取機(jī)會.