© 1998 Институт химии растворов РАН
Получено 27.01.97 г.
Разработано и изготовлено новое универсальное ультрафиолетовое термическое оборудование, обеспечивающее комбинированную обработку текстильных материалов УФ и ИК излучениями в диапазоне длин волн 300-1200 нм. Проведенные испытания показали возможность использования оборудования для осуществления фотохимической технологии колорирования тканей кубозолями, а также для термообработки тканей в традиционных операциях крашения и отделки.
В результате проведенных исследований разработан новый тип терморадиационного оборудования, представляющего собой малогабаритную ультрафиолетовую термическую камеру (УФТК) [1]. Важным отличием УФТК от существующего терморадиационного оборудования является то, что в его конструкции применены в качестве источников оптического излучения дуговые ксеноновые трубчатые лампы типа ДКСТ. Достоинства ксеноновых ламп заключаются в том, что они экологически чисты, взрывобезопасны и при горении не вызывают образования озона. В техническом аспекте сильной стороной ксеноновых ламп является безинерционность: у них отсутствует период разгорания, а коэффициент мощности сети близок к единице [2]. Следует особо отметить другое важное преимущество ксеноновых ламп - их спектр излучения включает в себя УФ, видимую и ИК области (рис. 1 ). Они являются одним из наиболее интенсивных источников УФ, видимого и ИК излучения [3]. Это обусловливает принципиальную возможность применения разработанного оборудования как для осуществления фотохимических процессов, основанных на воздействии на материал УФ излучения, так и для традиционных термических процессов, предусматривающих тепловую обработку тканей ИК излучением.
Изготовлено два экспериментальных образца УФТК на номинальную ширину 140 и 180 см, которые установлены и прошли стадию промышленных испытаний на текстильных фабриках Ивановского региона. Результаты технологических испытаний УФ камеры в составе линии кубозолевого крашения на номинальную ширину 180 см приведены в работе [4]. Настоящая статья посвящена обсуждению результатов испытаний образца оборудования на номинальную ширину 140 см. Ниже представлены технические показатели УФТК-140.
Длина заправки ткани, м | 11 |
Количество источников излучения | 10 |
Мощность одного источника, кВт | 10 |
Суммарная мощностьУФ излучателей, кВт | 100 |
Габаритные размеры (мм), не более
|
1600 |
|
2000 |
|
2000 |
Масса (кг), не более | 1500 |
Одной из возможностей использования нового оборудования является осуществление фотохимического способа крашения хлопкосодержащих тканей кубозолями, основанного на проявлении окраски ткани в результате перевода натриевой соли лейкосоединения кубового красителя в кубовый пигмент под воздействием УФ света. Следует подчеркнуть, что в практике красильно-отделочного производства фотохимическая технология является, по нашему мнению, единственной технологией, которая удачно сочетает в себе два важнейших преимущества: простоту применения и экологическую чистоту. Процесс крашения включает в себя пропитку ткани красильным раствором, отжим, УФ облучение влажной ткани, промывку и сушку. Для практической реализации фотохимической технологии крашения тканей может быть использована любая технологическая линия, которая содержит в своем составе плюсовку, УФ камеру и промывно-сушильное оборудование [5] Экологическая чистота процесса крашение обусловлена тем, что красильный раствор не содержит, помимо красителя, других химических веществ. Поэтому отсутствуют какие-либо вредные выделения в атмосферу производственного помещения, а прмывные воды содержат только нзначительное количество смытого с ткани кубового красителя.
Апробирован в промышленном масштабе способ крашения хлопкосодержащих тканей кубозолями, основанный на кратковременном воздействии на ткань УФ излучения, который был реализован на прмывно-сушильной линии, доукомплектованной плюсовкой и УФ камерой. Установлено, что УФТК позволяет окрашивать хлопкосодержащие ткани в светлые и средние тона при скорости проводки ткани 30-60 м/мин. (табл. 1 NN 1,3, 5, 7). Для получения интенсивных окрасок требуется применение одновременно двух машин типа УФТК.
Установлена возможность получения оригинальных колористических эффектов- одностороннего крашения, имитируещего "джинсовый " эффект, и разностороннего крашения, когда лицевая и изнаночная сторона ткани окрашены в разные цвета [6] (табл. 1). Отметим, что данные эффекты трудно получить с использованием традиционных способов крашения.
Изучено влияние интенсификатора - гидросульфита натрия [7] на результаты крашения х/б ткани в цвет "хаки". Установлено положительное влияние гидросульфита (табл. 2 ), которое проявляется в заметном увеличении насыщенности окраски ткани. Наблюдается смещение цветового тона окраски ткани в желтую область, что свидетельствует об интенсификации процесса фотопроявления кубозоля золотисто-желтого ЖХ. Это подтверждается результатами опыта N 2, из которых видно, что при наличии в красильном составе гидросульфита насыщенность окраски ткани при крашении кубозолем золотисто-желтым ЖХ возрастает на 9 %.
Наиболее целесообразным как с технологической, так и с технико-экономической точек зрения является применение созданного УФ оборудования для осуществления упрощенного одностадийного способа крашения хлопколавсановых тканей кубозолями. Результаты крашения хлопколавсановых тканей представлены в табл. 3 , где также для сравнения приведены данные по крашению хлопчатобумажной и лавсановой тканей.
Проведенный анализ показал, что разработанное оборудование обеспечивает однотонное закрашивание хлопкового и лавсанового волокон смесовой ткани, а также равномерное крашение ткани по ширине полотна.
Следует отметить, что по сравнению с наиболее распространенным двухстадийным способом крашения хлопкополиэфирных тканей смесью дисперсных и кубовых красителей, который реализуется с помощью двух поточных линий: крашения и сушки типа ЛКС и крашения, сушки и термообработки типа ЛКСТ, УФ способ позволяет сократить число необходимых технологических стадий с 8-и до 4-х за счет исключения из технологической цепочки энергоемких операций предварительной сушки, термообработки и запаривания ткани и соответствующего оборудования для их реализации. Как показал технико-экономический расчет, применение УФ оборудования обеспечивает снижение удельных расходов электроэнергии, пара и воды, соответственно, в 3,7; 3,9 и 3,6 раза, а занимаемых площадей под оборудование и металлоемкости - в 1,4 и 2 раза.
Проведена оценка качественных показателей тканей, окрашенных по фотохимической технологии. Установлено, что устойчивость получаемых окрасок на хлопчатобумажных и хлопколавсановых тканях к бытовым обработкам, а также механическая прочность окрашенных полотен находятся на уровне, допустимом действующими ГОСТами.
Как отмечалось выше, ксеноновые лампы являются интенсивным источником ИК излучения, что позволяет использовать разработанное оборудование для термической обработки тканей в процессах крашения, печати и заключительной отделки.
Проведена оценка возможности использования УФТК для термофиксации активных красителей и пигментов в печатании х/б тканей. В табл. 4 приведены сравнительные данные по термофиксации активных красителей с использованием УФТК или зрельника перегретого пара.
Сопоставление табличных данных свидетельствует о том, что результаты фиксации активных красителей при использовании терморадиационной камеры в среднем соответствуют уровню, достигаемому при обработке в зрельнике перегретого пара. Наблюдаемое изменение оттенка окраски термообработанной ткани по сравнению с аналогичными образцами, прошедшими обработку в зрельнике перегретого пара, очевидно, связано с различным влиянием на процесс фиксации активных красителей паровой среды и ИК излучения.
Проведенные испытания показали, что при печатании х/б тканей пигментами применение УФТК на стадии термообработки обеспечивает колористические результаты на уровне ходовой фабричной технологии.
Учитывая малые габаритные размеры термокамеры, представляется возможным агрегирование ее с печатной машиной, что позволит сократить технологический цикл обработки тканей при печатании активными красителями и пигментами.
Выводы
1. Разработано и изготовлено новое ультрафиолетовое термическое оборудование, обеспечивающее интенсивную комбинированную обработку тканей УФ, видимым и ИК излучением в диапазоне длин волн 300-1200 нм, что делает данное оборудование универсальным и позволяет использовать его для осуществления как фотохимических, так и термических способов обработки текстильных материалов в различных процессах отделки тканей.
2. Проведены технологические испытания ультрафиолетовой термической камеры в составе поточной линии для осуществления экологически чистого фотохимического способа крашения хлопкосодержащих тканей кубозолями. Установлена возможность качественного крашения х/б тканей в светлые и средние тона при концентрации кубозолей до 5-7 г/л и скорости проводки ткани 30-60 м/мин. Для получения интенсивных окрасок требуется использование нескольких единиц УФ оборудования.
Разработан и апробирован оригинальный способ колорирования тканей, обеспечивающий одностороннее ("джинсовый" эффект) и разностороннее крашение тканей, когда обе стороны полотна окрашены в различные цвета.
Показана возможность осуществления экономичного одностадийного способа крашения смесовых хлопколавсановых тканей кубозолями.
Проведена производственная проверка влияния интенсификатора - гидросульфита натрия на процесс фотопроявления кубозолей. Установлено, что введение интенсификатора в незначительном количестве в красильный состав обеспечивает повышение интенсивности и насыщенности окраски ткани.
3. В производственных условиях оценена возможность использования разработанного оборудования для термической обработки х/б ткани в процессах печатания активными красителями и пигментами. Установлено, что новое оборудование обеспечивает термофиксацию красителей на тканях на уровне ходовых технологических процессов с использованием зрельника перегретого пара и другого фабричного оборудования.