定型機、涂層機、地毯機專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機械2023年5月28日訊 深黑色滌/氨針織物的浮色易沾色，嚴重影響織物品質(zhì)。對比深黑色滌/氨針織物超聲波水洗工藝與傳統(tǒng)工藝發(fā)現(xiàn)，超聲波水洗工藝能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝。超聲波水洗不需要助劑，只需以清水作為介質(zhì)；利用超聲波的聲空化作用可以將纖維毛細管或織物經(jīng)緯交織縫隙中殘留的染化料排出，溶解、分散在水里，達到清洗纖維表面浮色的效果，從而提高織物色牢度。

作者：李寬緒 胡德芳

滌/氨針織物的色牢度差，接觸者的手或者身體等部位經(jīng)常會沾色，體驗感差。主要原因是氨綸軟鏈段的結(jié)構(gòu)疏松，分散染料與氨綸纖維的結(jié)合不緊密；其次是一部分沒有進入滌綸纖維內(nèi)部的染料聚集在纖維表面，兩個因素疊加導(dǎo)致織物色牢度下降。為了滿足織物的色牢度要求，選擇合適的染料組合進行染色，傳統(tǒng)改善織物色牢度的方法還需要加大還原清洗助劑的用量或者增加還原清洗次數(shù)，有些還需要采用分散防沾劑進行清洗，耗費大量的水電蒸汽及染化料。

簡單有效地解決深黑色滌/氨針織物的色牢度問題一直是印染企業(yè)技術(shù)研究的重點之一。為了節(jié)約織物染整成本、解決染整帶來的環(huán)境污染問題，同時保持產(chǎn)品質(zhì)量，研究超聲波在紡織品染整中的應(yīng)用，對部分深黑色滌/氨針織物還原清洗工藝進行優(yōu)化調(diào)整。實驗表明，用超聲波水洗工藝取代傳統(tǒng)工藝中定形（中定形工序是區(qū)別預(yù)定形和后定形工序的習(xí)慣稱謂）后的再次返缸還原清洗，可以達到色牢度要求，還節(jié)約了染缸2次還原清洗和中定形的時間、助劑，有良好的經(jīng)濟效益。

頻率在2×l06～2×l09 Hz的聲波叫超聲波。超聲波與電磁波都可被反射、折射和聚焦，不同在于前者傳播時需要彈性介質(zhì)，而后者可在真空中傳播。在固體介質(zhì)中，超聲波的縱向波和橫向波均可傳播，而在氣體和液體介質(zhì)中只有縱向波可傳播，針織物染整一般為液/液相、液/固相體系。超聲波傳播過程中，彈性介質(zhì)中的粒子產(chǎn)生振動并沿傳播方向傳遞能量，從而產(chǎn)生機械效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲空化現(xiàn)象。聲空化是介質(zhì)液體中的氣泡在聲場作用下所發(fā)生的一系列動力學(xué)過程，足夠強度的超聲波通過液體時，經(jīng)過壓縮、高壓、松弛和低壓4個階段。當(dāng)聲波負壓半周期的聲壓幅值超過液體內(nèi)部靜壓強時，存在于液體中的微氣泡（空化核）就會迅速增大，形成直徑可達50μm 的氣泡；而在相繼而來的聲壓正壓相中的氣泡又被突然絕熱壓縮直至“爆炸”，瞬間在氣泡及周圍微小空間內(nèi)形成高溫高壓區(qū)，介質(zhì)局部溫度可達幾百攝氏度，壓力超過數(shù)百大氣壓，并伴有強大的沖擊波和射流及瞬間放電發(fā)光，這些能量足以打開化學(xué)鍵，并能促進“水相燃燒”，從而具備促進、啟動化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境。

聲空化作用的產(chǎn)生取決于多種因素，有聲波的頻率、強度、液體介質(zhì)的溫度等。誘導(dǎo)產(chǎn)生聲空化現(xiàn)象的超聲波頻率一般選擇20～50 kHz。超聲波強度的作用受介質(zhì)溫度的影響大，隨著溫度的升高，聲強的影響明顯下降，在50℃水中發(fā)生的空化效應(yīng)最大。根據(jù)力學(xué)理論分析，超聲波對材料的損傷和破壞都起源于材料中的原始缺陷和裂縫。當(dāng)超聲波作用于滌/氨織物纖維時，必然在滌綸纖維材料的原始缺陷處（無定形區(qū)的空隙）產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變能的集中， 超聲波所傳遞的能量致使纖維的表面如同被強力清洗、腐蝕，增大了吸附纖維的比表面積，同時超聲波的聲空化作用將織物纖維表層或織物經(jīng)緯交織縫隙中吸附結(jié)合不緊密的染化料排出，溶解、分散在水里，清洗了纖維表面的浮色；纖維微結(jié)構(gòu)的變化也會帶來纖維強力等物理機械性能的變化，需要控制在一定限度內(nèi)。

目前深黑色滌/氨針織物超聲波水洗一般放在定形前進行，生產(chǎn)流程為：除油→染色→還原清洗→織物脫水開幅→超聲波水洗、后定形→測試。

1.材料和設(shè)備

織物：4.44 tex/48 F滌綸長絲(77%)+4.44 tex普通氨綸( 23%)（廣東德潤紡織有限公司）。染化料：分散染料[亨斯邁貿(mào)易（中國）有限公司]，勻染劑、氨綸上色劑（廣東德美精細化工股份有限公司），醋酸，保險粉，防皺劑、吸濕排汗助劑，純堿，除油劑、分散劑（佛山市傳化富聯(lián)精細化工有限公司）。

設(shè)備：SPDXCY-2400超聲波除油機，AK-SL300雙液流高壓高速染色機（中國臺灣亞磯工業(yè)股份有限公司），MONFONGS 828 TwinAir8F 拉幅定形機（德國門富士）。

2.染整工藝

2.1除油工藝

滌/氨針織物染缸除油工藝：常溫依次加入純堿2 g/L，除油劑2 g/L，運行5 min后，以20C/min升溫到98℃，保溫20 min，再以2℃/min降溫到60℃，洗水。滌/氨針織物染缸除油工藝曲線如下所示：

2.2染色工藝

染色配方：分散黑5.00%(omf)，分散紅0.59% (omf)，分散黃0.47%(omf)，酸性黑0.20%(omf)。

染色浴比1:8，常溫依次加入防皺劑3.0 g/L，分散劑1.0%，吸濕排汗劑3.0%，氨綸上色劑0.5%，分散染料染液，冰醋酸1.0 g/L，加完染化料后常溫運行5 min，以2.5℃／min升溫到75℃，保溫10 min，然后以1.0℃/min 繼續(xù)升溫到130℃，保溫45 min后以2.0℃/min降溫到60℃，取樣對色。

染色工藝曲線如下所示：

2.3還原清洗工藝

還原清洗：常溫下加入片堿1.5 g/L，以2.5℃/min升溫到80℃后加保險粉3.0%(omf)，80℃保溫30 min，以2.0℃/min降溫到55℃，然后排殘液，進清水洗，過醋酸1.0 g/L中和。

還原清洗工藝曲線如下所示：

2.4超聲波水洗工藝

第1槽80℃（清水+超聲波）→第2槽55℃(清水+超聲波) →第3槽55℃（清水+超聲波）→軋水定形(140℃，25 m/min)。超聲波頻率為30 kHz，功率大小可根據(jù)坯布的厚薄輕微調(diào)整。

2.5后定形工藝

后定形工藝配方：抗靜電劑10.0 g/L，吸濕排汗劑20.0 g/L。后定形工藝基本參數(shù)如表1所示。成品要求和實際下機規(guī)格如表2所示。

表l 后定形工藝基本參數(shù)

注：超喂3%.機速25 m/min。

表2成品要求和實際下機規(guī)格

3.不同工藝實驗

第1組（常規(guī)工藝流程）：除油→染色→還原清洗→后定形(140℃) →測試。

第2組（傳統(tǒng)工藝流程）：除油→染色→還原清洗→中定形(160℃)→二次還原清洗→后定形(140℃)→測試。

第3組（新工藝流程）：除油一染色一還原清洗一 過超聲波水洗槽、后定形(140℃)一測試。超聲波水洗機裝在定形機進布前，3個水槽，針織物超聲波水洗后直接連續(xù)后定形生產(chǎn)。

4.測試

耐洗色牢度：按照AATCC 61-2A(49℃)進行測試。

耐汗?jié)n（酸汗）色牢度：按照AATCC 15-2013進行測試。

耐水色牢度：按照AATCC 107-2017進行測試。

耐摩擦色牢度：按照GB/T 3920-2008《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取愤M行測試。

滌／氨針織物的原料纖維是滌綸和氨綸，染整工藝一般是分散染料在高溫高壓條件下染色，雖然采用的分散染料分子小，但是也不能保證染色時分散染料全部進入滌綸纖維內(nèi)層，有的分散染料會吸附在滌綸纖維表面。聚酯型氨綸的玻璃化溫度( Ts)為25～45℃，聚醚型氨綸的疋為-50～-70℃，在高溫(120～130℃)染色時，分散染料染滌綸的同時會沾染到氨綸纖維上。另一方面，氨綸的嵌段共聚結(jié)構(gòu)在纖維中分布不均勻，硬鏈段極性基團多、結(jié)構(gòu)緊密，分散染料分子難以大量進入；軟鏈段結(jié)構(gòu)松弛，分散染料分子容易進入，但其與染料的結(jié)合能力差。因而常規(guī)分散染料染滌，氨針織物時容易出現(xiàn)色牢度異常，特別是深色，需要設(shè)計還原清洗工序改善色牢度。還原清洗溫度為80～85℃，高于氨綸的玻璃化溫度，保險粉能夠?qū)本]纖維和滌綸纖維表層的染料還原分解掉，其原理是利用偶氮類結(jié)構(gòu)的分散染料在稀堿性還原液中容易被還原分解而去除的性質(zhì)來去除浮色，提高色牢度，但是還原清洗對于非偶氮類染料的清洗作用并不明顯[15-16]。因此解決深黑色滌，氨針織物色牢度一直是研究重點之一。色牢度測試結(jié)果如表3所示。

表3色牢度測試結(jié)果

由表3可以看出，深黑色滌／氨針織物用第1組工藝流程（1次還原清洗常規(guī)工藝）達不到訂單的色牢度要求；用第2組工藝流程（傳統(tǒng)2次還原清洗工藝），色牢度提高，能夠滿足訂單的色牢度要求，但是工序時間長、能耗大，不符合高效率低能耗生產(chǎn)要求；第3組新工藝流程（超聲波水洗工藝）能夠滿足訂單的色牢度要求，且工藝流程短，節(jié)約了染整時間和染化料成本，減少了污水排放，符合環(huán)保要求。

還原清洗能夠?qū)]有進入滌綸纖維內(nèi)部以及與氨綸結(jié)合不牢固的染料分子破壞清洗，去除浮色和殘留在織物表面的低聚物，提高織物的染色牢度，改善色光。超聲波水洗與還原清洗不一樣，超聲波水洗機一般安裝在定形機前端，有3個水槽，以水為介質(zhì)，不用添加任何助劑，利用超聲波的聲空化現(xiàn)象，通過分散、擴散等作用進行織物的染后清洗，代替二次還原清洗。

超聲波清洗主要是由位于被清洗纖維表面或附近的聲空化泡來完成的，其作用機理是超聲空化作用促使在介質(zhì)液體中的微氣泡（空化核）在聲場的作用下產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上百個大氣壓，破壞織物纖維表層的染化料，使它們分散在液體中。聲空化產(chǎn)生的局部高溫高壓形成蒸汽型空化，對織物表層反復(fù)沖擊，一方面破壞了滯留染化料、低聚物等與纖維表面的吸附；另一方面，氣泡的振動對表面進行擦洗，氣泡還能鉆入縫隙中振動，使纖維浮色脫落， 溶解、分散在介質(zhì)溶液內(nèi)，達到較好地清除滌，氨針針織物表面浮色的效果。

部分深黑色滌，氨針織物染缸內(nèi)一次還原清洗（常規(guī)工藝）達不到訂單的色牢度要求（第1組），傳統(tǒng)工藝一般采用2次還原清洗來滿足織物色牢度要求。傳統(tǒng)工藝流程（第2組）：染色→還原清洗→中定形(160℃) →再次進染缸還原清洗→后定形(140℃)， 新工藝流程（第3組）：染色→還原清洗→超聲波水洗→后定形。對比兩種工藝，新工藝中減少了2次還原清洗和中定形工序，每缸布節(jié)約染缸內(nèi)運行時間和中定形時間（約120 min）；超聲波水洗只需要清水作為介質(zhì)，減少了保險粉、片堿、冰醋酸的助劑成本，同時減少了污水的排放。

深黑色滌/氨針織物要具備良好的色牢度，首先要選擇合適的高牢度分散染料，其次選擇合適的染整工藝，包括染色水洗、定形溫度以及助劑等。超聲波水洗只是對染整工藝的一種優(yōu)化，最大作用是減少染整工序時間，節(jié)約染化料，降低成本，減少污水排放及處理壓力。

1. 超聲波水洗可以改善深黑色滌，氨針織物的色牢度，主要是利用超聲波空化作用將織物纖維表層或針織物經(jīng)緯交織縫隙中滯留的染化料等排出， 清洗織物纖維表面浮色，從而提高織物色牢度。

2. 深黑色滌，氨針織物用超聲波水洗，節(jié)能降耗，減少污水排放，減輕污水處理壓力，滿足織物訂單色牢度要求的同時具有良好的經(jīng)濟效益。

編輯：印染時訊