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时间:2018-12-17
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1、羊毛纤维具有许多优良的性能,深受广大消费者的喜爱,然而羊毛纤维表面存在鳞片层,传统染色必须在沸染条件下进行,造成羊毛纤维损伤,力学性能发生变化,手感粗糙,弹性变差,影响羊毛产品的质量,同时长时问沸染能耗大,不利于环境保护,染色成本高。研究羊毛纤维的冷轧堆染色工艺可减少纤维损伤,提高产品质量,节能,降低染色成本,具有较大的工业推广的价值。 1羊毛冷轧堆染色工艺介绍 20世纪80年代,在世界能源日趋紧张之际,欧洲各国先后研究开发冷轧堆前处理和冷轧堆染色新工艺技术。冷轧堆染色工艺介于浸染工艺与连续轧染工
2、艺之间,是一种半连续化的轧染工艺,具有高效、优质、短流程、节能、降耗和少污染等优点,工艺简单可靠、基建费用低、生产准备周期短、染料渗透性佳和固色率高,与常规两相轧蒸法相比提高15%~25%,从而减少了工艺加工的染料用量,及污水中色度和其他污水处理负荷。由于冷轧堆工艺没有中间烘燥及汽蒸工艺,不仅节省了大量电能和蒸汽,而且不会出现连续轧染工艺中烘燥引起的常见染料泳移色差的弊端。 冷轧堆工艺最早且应用较多的主要是天然纤维素纤维,如棉、麻的染色,但是由于其技术的巨大优势,国内外许多学者也逐渐将其应用于羊毛、
3、蚕丝等蛋白质纤维上,所选用的染料既可以是活性染料也可以是1:1和1:2型金属络合染料,取得了较好的效果。 羊毛冷轧堆染色典型的轧液工艺配方为:活性染料xg/L,尿素300g/L,醋酸调解染液的pH值,润湿剂10g/L(国际羊毛局最早应用的是AtexalPN-VP弱阳离子助剂),亚硫酸氢钠20g/L,增稠剂10g/L(1国际羊毛局较早应用的是0.F.A)。 各成分的作用主要为:尿素:①与染料及AtexalPN.vP形成复合物;②与亚硫酸氢钠一起溶胀纤维:③在染料形成复合物前增加染料的溶解。Atexa
4、lPN-VP:①润湿纤维;②与染料及尿素形成一个复合物。增稠剂,SolwitosegumO.F.A有助于染料-尿素-AtexalPN-VP复合物的分散。 汽巴公司也开发了活性染料冷轧堆染色工艺,冷轧堆配方为:活性染料xg/L,琥珀酸二辛酯钠盐1g/L,碳酸钠20g/L;海藻酸钠12g/L,轧液率90%,于25~27℃卷堆48h,然后用40~50℃热水冲洗10min,再放于含29FIL非离子洗涤剂的平幅洗机中80℃洗15min,去除未固着的染料,然后用纯碱调节pH值至8.5~9.0,40℃洗5min,
5、再用20℃水洗5min(水中1g/L醋酸)染得深而均匀的颜色,湿牢度很好。冷轧堆工艺节能,其难点是堆卷处的温湿度必须严格控制,否则批与批之间的色重现性很难控制。 羊毛冷轧堆工艺可采用普通棉、麻冷轧堆染色装置,如图1所示。 图1羊毛冷轧堆染色设备 染色过程包括:染液准备→染液输送→浸轧染液→室温堆置→水洗后整理。以活性染料为例具体阐述如下。 染液准备:染液包括染料液和助剂液,染料液和助剂液分别按染色工艺要求用软水化料并搅拌均匀后存放在不同的贮液桶中待用。 染液输送:将染料液和助剂液按4:1的比
6、例混合输入轧液槽,染液的温度为15~35℃。槽中液位传感器监视染料的输送量。 浸轧染液:试样连续、平整地运行浸入轧液槽内的染液中吸收染液,然后被拉离染液并经过一对均匀轧辊后由收卷架上的中心驱动辊平幅卷取收卷,收卷张力为10~200N;该对均匀轧辊通过挤压试样,保持轧液率为60%~110%,运行车速lO~70m/min(与比例计量泵的供液速率有关)。 收卷:要求恒线速度、恒张力,张力可根据试样要求调解(一般在10~200N),速度和轧辊的线速度同步,试样表面无附加摩擦,内外带液均匀一致,布面平整。经
7、过收卷后的试样至一定直径左右换卷。 堆置:收卷后的试样连同轴头立即用薄膜严密包覆,然后在转动状态下堆置5~24h(根据染料的反应性和染色物的深浅而定),转动速度4~8r/min,环境温度15~35℃,以保证染液不会因重力作用而转移。 水洗后整理:与常规羊毛水浴浸渍染色工艺相比,冷轧堆处理具有能耗低、织物强力损伤小,设备要求低、排污少、废水处理简单等诸多优点,是一种“绿色”的处理工艺。 2羊毛冷轧堆染色工艺研究现状 羊毛冷轧堆染色工艺最早是采用活性染料进行染色,研究中存在的主要问题是为了取得较高
8、的固色率,需要用较高浓度的尿素,高浓度的尿素一方面对羊毛纤维有损伤,另一方面排到江河湖泊中会造成耗氧,导致环境污染。因此国外有人开始研究尿素在整个羊毛活性染料冷轧堆染色中的作用,渴望通过其他助剂来代替高浓度的尿素,并取得了一定的效果。传统的看法对于尿素在活性染料冷轧堆中的固色所起的作用主要有2方面:首先是对纤维的溶胀,其次是对染料的助溶。AKGilchrist,IDRatteeI研究了尿素在整个冷轧堆染色过程中的作用,发现尿素还有第3个作用,即与染料及弱
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