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量.因此,作為染色工藝排出的廢水總量便為零.
2項目的研究歷程和最近進展
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,從而實現無助劑染色.因為助劑是染色時水污染的主要負荷來源.探索性實驗工作的結果更加堅定了這一信念.至1998、1999、2002年先后為此課題招收了三屆博士生.她們分別開發了兩種微膠囊化方法,一項無助劑染色技術和一項免水洗染色技術,形成了4項發明專利并作了相關的基礎理論研究,為該項目的產業化打下了扎實的基礎.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基地,研發與傳統高溫染色機相匹配的旁路萃取機,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規模的試驗并獲成功.于2006年獲得桑麻科技一等獎,從此受到領導和生產廠家的重視,先后獲得了一些資助,這些都有力地推動了該技術的產業化進展.
但這是一項成套的產業技術,包括微膠囊化分散染料的穩定化生產,相應的染色工藝技術開發和為實施無助劑、免水洗染色生產工藝所必須的專用輔助設備(萃取機)的開發與制造,這些工作必須環環相扣,缺一不可,所需的人力和物力巨大.所以,實際推廣的進展速度比預期要慢得多.如原來研發的萃取機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不到實驗室的效果,重演性很差,易產生染色不勻(色調不均勻).因此必須對原來的萃取機作重大改進,甚至重新設計.
2007與2008年的推廣工作重點在于無助劑、免水洗染色專用輔助設備的改進與換型.先后對原有的萃取機進行了多次改進,經過一年多的研究,至2008年上半年,才研制成功適用于拼色染色的動態混合萃取試樣機,用此樣機能染出任何色樣.現正制造第二臺電腦控制的樣機,不久便可投入試驗.目前影響進度的主要原因仍然是資金短缺.爭取在2008年年底之前生產出3~4臺中試樣機,分別用于不同類型織物(梭織、針織、紗線)的中試生產,并在此基礎上制造1~2臺用于生產規模(200 kg染機)化的試驗樣機.與此同時,也完善了萃取機網芯的清洗工藝,可以保證每次染色之后網芯處于清潔的待用狀態;完善了廢染液冷卻、過濾裝置的設計,使回收的染色排水可直接用于織物前處理,從而節約等量的前處理用水.微膠囊分散染料染色工藝體系描述:以傳統液流式高溫染色機為主體,加裝一個微膠囊萃取機旁路.把微膠囊染料置入該旁路中,染色時部分染液通過該旁路,在此與微膠囊顆粒充分混合、接觸,把微膠囊內的分散染料溶解出來并輸入染缸與主體染浴混合,進而完成染料對纖維的吸附、上染,這個過程耗時30~60min,達到預期的染色深度即關閉該旁路,此時染缸內不再有染料補充.繼續在染缸中運行織物約5~15 min以使染浴中和纖維表面存留的染料大部分進入纖維以除去浮色(此作用相當于傳統的后水洗工藝),降溫、排液、出布烘干.染液排入貯存池進一步冷卻,過夜使浴中溶解染料再沉析,過濾待用.同時清除旁路中的微膠囊并清洗網芯,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,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,使各種組分染料微膠囊都有均等的萃取機會.
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