微波的作用機理包括微波的熱效應和非熱效應,介紹了微波在紡織品前處理、染色、印花、后整理中的應用,最后指出了微波技術在其他方面的應用及對其發展前景的展望。
微波是波長很短的電磁波,通常把波長從0.1 mm到1 m的電磁波劃分為微波波段。它的頻率為300~300000 MHz。主要應用于通訊、雷達導航、廣播電視等領域,所具有的電磁能力稱為微波能。目前只有915 MHz和2450 MHz在工業生產中得到廣泛應用。微波輻射加工處理各種紡織材料正越來越受到人們的關注。尤其在紡織品前處理、染色、印花和后整理工藝中,顯示出很大的優越性。
1紡織品前處理中應用微波技術
1.1麻類纖維脫膠
利用微波照射使纖維本身發熱,可加快膠質的溶解,有效提高脫膠效果。韌皮纖維如大 麻通
常采用機械、酶和化學脫膠的方法,而用微波處理技術對未漚大 麻在堿性條件下進行脫膠的結果表明:微波處理對纖維細度和亮度有顯著的作用。增加微波處理時間會使纖維細度提高,亮度增加。
1.2絲制品的精練
為了保持絲制品的特有風格和優美光澤,一般要求對其進行適度的精練脫膠。對于強捻絲織物來說,其強捻緯絲難以精練。通常,必須增加精練劑的用量,并且在高溫下進行長時間的精練。而這樣易使無捻經向絲線發生過練,產生精練疵點,而且必需高溫作業,工作環境較差。如果精練時對其進行微波處理,只需短時間處理,使絲纖維內部發熱而促進織物高效脫膠,再經熱水洗后,達到精練的目的。
2紡織品染色中應用微波技術
微波染色可采用織物或絲束加工方式,不僅可用于親水性纖維染色,在加入適當助劑的情況下,還可用于疏水性纖維的染色。染料可采用分散染料、活性染料、直接染料和陽離子染料等。染色時按常規的方法將織物浸軋染液,然后導入密閉的微波加熱室(反應箱)中,在微波的作用下,織物迅速升溫,可加快染料在纖維中的擴散或固色反應。染色后的處理與常規方法相同。
另外,將微波技術用于染色中的染料固色,可降低能源的消耗。Murugan R,Sent hilkumar M研究了4種不同類型的織物,如:100%棉,100%粘膠纖維,滌綸和粘膠纖維90/10混紡,滌綸和粘膠65/35混紡用微波染色與傳統的染色方式進行對比,用微波加熱的優點主要表現在:用高能量水平的微波可以縮短染色時間,時間可以減少44%-47%。樣品用微波加熱染色,可以取得較好的染色牢度,這是由于染料能比較深地滲透到纖維內部。用微波染色比用傳統的染色方式的摩擦牢度值要高,可能是由于用微波加熱比用傳統的加熱方式均勻,在微波加熱時又很少或者幾乎沒有染料的泳移,染料在纖維的內部呈現好的固色率,并且有比較高的摩擦牢度。對比傳統的染色工藝,微波染色可以節省30%-50%的能源。微波染色的優點:
(1)熱量在纖維團內部擴展,無泳移、滲化和白花現象,顏色均勻,色牢度高;
(2)染料擴展迅速,固色時間短,甚至可縮短10倍;
(3)設備簡單,控制迅速而簡便,可實現自動控制,加工速度快。
微波染色存在的問題:(1)染料、助劑必須經過特殊選擇;(2)必須防止固色過程中,纖維中水分蒸發以致干燥,影響固色速率甚至損傷纖維;(3)目前微波發生器成本較高;(4)為了防止微波泄漏對人體產生影響,必須采取一些特殊的保護措施。
我國已有生產WBL2936型印染布微波預烘機,能對各種印染的棉制品、化纖制品及其混紡織物進行干燥和固色,亦可用于上漿織物干燥。
3紡織品印花中應用微波技術
1966年,汽巴嘉基(Ciba-Geigy)公司首先獲得活性染料印花用微波加熱的專利。
微波技術在紡織品上的應用主要是微波印花蒸化法,即在印花過程中,將染料印在織物上后進行微波照射,不使印花漿本身所含的水分外逸,利用這些水分使印花漿中的染料在織物上固著、發色。以往印花工藝先使織物印上色漿,然后干燥,再用汽蒸法通過專用汽蒸設備使染料固著、發色。汽蒸用的熱源和水源設備龐大、價格昂貴,且處理時間較長。微波蒸化法能克服上述缺點,可在印花后立即對織物電磁波照射,如果微波的波長為3~30 am,所需時間僅為過去汽蒸固色法的1/10,即使染色濃度較高,印花花型輪廓也不會受到損壞,且印花后不需要立即干燥,生產效率大大提高。此外,由于印花色漿未經干燥,染料固著及發色后,色漿仍處于良好的膨潤狀態,所以清洗也很容易。這使得蒸化后的水洗、皂洗設備簡化,工序更合理化,大大節省耗水量和升溫的熱量。
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