2 結(jié)果與分析
2. 1 超聲波在退漿水洗中的應(yīng)用效果
2. 1. 1 常規(guī)水洗工藝常規(guī)水洗工藝條件為80 ℃水洗5 min,然后測(cè)定織物上的淀粉殘余率(表1) 。
2. 1. 2 超聲波水洗工藝采用超聲波對(duì)織物進(jìn)行水洗1次的工藝條件和淀粉殘余率見(jiàn)表2 由表1、2知,在55 ℃水洗30 s的條件下采用超聲波水洗1次,可以達(dá)到常規(guī)水洗3次的效果。溫度較低時(shí),由于液體的表面張力和粘滯系數(shù)相對(duì)較大,產(chǎn)生的“空穴泡”相對(duì)較少;溫度較高,雖然可以產(chǎn)生更多的“空穴泡”,但因?yàn)檎魵鈮荷仙?“空穴效應(yīng)”收縮時(shí)壓力降低,這些都不利于發(fā)揮超聲波的“空穴效應(yīng)”。所以在45 ℃和65 ℃條件下,水洗效率相對(duì)較55 ℃差一些。水洗時(shí)間的延長(zhǎng)有助于水洗效率的提高,因?yàn)橐瓜慈サ碾s質(zhì)從織物上脫落,并擴(kuò)散到洗液中去,需要一定的時(shí)間。對(duì)增加超聲波水洗次數(shù)可否提高水洗效率,其結(jié)果見(jiàn)表3。
隨水洗次數(shù)的增加,織物上淀粉殘余率繼續(xù)減少,但減少的幅度已越來(lái)越小。因此,除了對(duì)質(zhì)量有特殊要求外,煮練后一般用超聲波水洗1次即可。
2. 1. 3 水洗后織物上的蠟狀物含量退漿后常規(guī)水洗和超聲波水洗后,織物上蠟狀物含量的比較見(jiàn)表4。 由表4知,水洗次數(shù)增加,對(duì)蠟狀物含量的減少不明顯。
2. 2 超聲波在煮練水洗中的應(yīng)用效果(1) 常規(guī)水洗后織物的性能變化常規(guī)水洗工藝條件為90 ℃水洗30 s,按常規(guī)水洗方法水洗3次,所測(cè)得的毛效、白度和帶堿量見(jiàn)表5?！?2) 超聲波水洗1次后的毛效、白度和帶堿量見(jiàn)表6。
由表5、6知, 55 ℃、30 s水洗1次,完全可以達(dá)到常規(guī)水洗3次的白度。但需注意,溫度65 ℃時(shí),織物的白度反而下降。
2. 2. 1 水洗后織物的潤(rùn)濕性除在45 ℃、10 s條件下水洗之外,其它條件水洗后的毛效均達(dá)到或超過(guò)常規(guī)水洗3次的毛效。其中,溫度55 ℃仍為最佳選擇。同樣,時(shí)間的延長(zhǎng)有利于毛效的提高。在55 ℃、30 s條件下,超聲波水洗3次后織物的毛效見(jiàn)表7。由表7 知,增加超聲波水洗的次數(shù),毛效提高不明顯。
2. 2. 2 水洗后織物強(qiáng)力根據(jù)力學(xué)理論,超聲波的機(jī)械作用力對(duì)纖維材料物理微結(jié)構(gòu)的影響及化學(xué)效應(yīng),必然會(huì)在纖維材料的原始缺陷處(即無(wú)定形區(qū)的空隙)產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變能的集中;超聲波所能傳送的能量,也必然有一部分轉(zhuǎn)化為裂紋, 而形成新表面所需要的能量, 引起裂紋的擴(kuò)展[ 6 ] ,從而導(dǎo)致織物強(qiáng)力的下降,其下降程度與纖維種類(lèi)、處理?xiàng)l件有關(guān)。超聲波水洗后的織物強(qiáng)力變化與常規(guī)水洗的比較見(jiàn)表8?！ ∮杀?知,經(jīng)多次超聲波水洗后,織物的強(qiáng)力略有下降,但下降微乎其微。這可能與超聲波水洗時(shí)的作用時(shí)間很短有關(guān)。尤其進(jìn)行1次水洗的,其強(qiáng)力與常規(guī)水洗基本沒(méi)有差別。2. 3 超聲波染色后水洗的應(yīng)用情況
2. 3. 1 活性染料染色、皂煮水洗結(jié)果染色、皂煮后,經(jīng)1 次水洗后,測(cè)定殘液吸光度、K /S值和皂洗牢度,結(jié)果見(jiàn)表9、10。由表10知, 55 ℃水洗后的吸光度較大,也就是洗下的染料較多,但織物K /S值并不隨之下降,反而有所提高。說(shuō)明超聲波水洗,洗去的是織物內(nèi)部存在的水解或與纖維鍵合不全的染料,而對(duì)鍵合充分的染料沒(méi)有影響。增加時(shí)間,雖然可以進(jìn)一步提高水洗效率,但影響較小。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中制訂工藝時(shí),其溫度和時(shí)間上有很大的選擇余地。
2. 3. 2 直接染料染色固色后水洗結(jié)果常規(guī)80 ℃水洗120 s和28 kHz超聲波55 ℃水洗30 s的結(jié)果見(jiàn)表11?！ ∮杀?1知,常規(guī)水洗雖然每道洗除的染料遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于超聲波水洗,但它的表觀深度下降卻超過(guò)后者,這與活性染料洗滌后的情況是一致的。即直接染料與固色劑反應(yīng)后分子結(jié)構(gòu)變大,水溶性變差,分子遷移更困難。而超聲波由于其強(qiáng)烈的振蕩和擴(kuò)散作用,對(duì)織物內(nèi)部浮色的洗除效率要高得多,而且這種作用降低了直接染料在纖維表面的聚集,使干摩擦牢度相應(yīng)得到能源。
3. 3 超聲波水洗用于染色前處理時(shí),可以提高織物的毛效和白度等質(zhì)量指標(biāo);用于染色后處理,則對(duì)色光、K/S值和織物強(qiáng)力沒(méi)有影響。
3. 4 只要在原有的平洗設(shè)備上加裝超聲波發(fā)生器,就可以實(shí)施超聲波水洗。
3. 5 超聲波水洗目前存在的問(wèn)題是噪音較大,但頻率采用40 kHz明顯好于28 kHz提高,但超聲波水洗對(duì)沾色牢度的改變沒(méi)有作用。
2. 4 工廠大樣試驗(yàn)超聲波水洗的工廠大樣試驗(yàn),在連續(xù)軋染機(jī)上進(jìn)行。按工廠正常的前道工藝,織物經(jīng)活性染料(艷紅K22G, 50 g/L)軋染→短蒸→固色→皂煮后,進(jìn)行常規(guī)水洗和超聲波水洗。超聲波是在通常所用的4槽平洗車(chē)上安裝4條超聲波發(fā)生器(江陰市科達(dá)機(jī)械電子有限公司) ,與常規(guī)水洗的差別,僅在于有沒(méi)有開(kāi)啟超聲波發(fā)生器。為了便于工廠能根據(jù)需要隨時(shí)開(kāi)啟超聲波和與常規(guī)水洗進(jìn)行效果比較,所以溫度和時(shí)間均按工廠正常的工藝進(jìn)行,其結(jié)果見(jiàn)表12。由表12知,用超聲波水洗一道后的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均能達(dá)到常規(guī)水洗4道的質(zhì)量指標(biāo),所以無(wú)論是從染料的節(jié)約,還是水和能源的節(jié)約,超聲波水洗具有實(shí)際意義。
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