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還原染料拔染印花汽蒸工藝淺議
集萃印花網(wǎng)  2009-07-17 00:00:00

    【集萃網(wǎng)觀察】摘 要:比較了LM433型還原蒸化機和MH252型長環(huán)蒸化機的結構;分析了還原染料拔染印花汽蒸時蒸汽的物理狀態(tài);討論了影響汽蒸溫度和濕度的若干因素和總結了汽蒸的工藝條件,并提出了相應的注意事項。

    關鍵詞:拔染印花;還原染料;汽蒸;汽蒸機

    前言

    拔染印花是在已經(jīng)染色的織物上,用拔染劑(或染料+拔染劑)破壞印花部分的地色,而獲得局部消色或有色花紋。拔染印花地色的常用染料有活性染料、不溶性偶氮染料、直接染料(或銅鹽直接染料)等。

    以往,純棉織物拔染印花地色花紋用的染料主要是還原染料。因為還原染料著色時所用的堿劑和還原劑,正好適用于上述三種地色染料的拔白體系,并能使地色拔白的同時,完成還原染料花色染色,達到著色和拔染雙重目的‘2|。

    近幾年來,隨著粘合劑和涂料耐還原性能的改善,將涂料印花引入著色拔染印花的工藝隨之發(fā)展。此外,乙烯砜型活性染料地色專用拔染劑PK—TN的拔染工藝和亞硫酸鈉的防拔染工乙儀個、也1哥.tieI到推廣。雖然還原染料著色拔染印花工藝繁瑣,操作要求高,成本也較高,但其印花疵病相對不易檢出,地色豐滿、花紋細致精密、輪廓清晰、色澤鮮艷、色牢度好,印制效果非直接印花和其它防拔染印花工藝所能及?蜕痰母邫n織物訂單,常指明要求采用還原染料著色拔染作為首選印花工藝。

    汽蒸,亦稱蒸化,是將印有色漿的紡織品置于充滿蒸汽的蒸化室(蒸箱)中,使染料擴散和固著到纖維上的工序。除全涂料印花工藝外,幾乎所有印花工藝都必須經(jīng)過汽蒸(或焙烘)、水洗和皂洗工序,而拔染印花的汽蒸工序比直接印花要求更高。其花紋滲化、滲暈、水滴、水漬、拔白不良、拔染不凈、搭色和織物兩邊與中間色澤不一等疵布率遠高于直接印花。特別是蒸化機剛開機蒸化的織物,更易造成汽蒸疵病。還原汽蒸是還原染料印花工藝中極為重要的環(huán)節(jié)。為此,操作者應了解蒸化機的結構組成和蒸化機

    中蒸汽的物理狀態(tài),以及織物進入蒸化機后的熱平衡。

    1 蒸化機的結構

    最常用的蒸化設備為還原蒸化機和長環(huán)蒸化機。

    1.1 LM 433型還原蒸化機

    LM 433型還原蒸化機由進布架、蒸化室(蒸箱)和落布架三部分組成。

    蒸化室(蒸箱)四壁及頂板均采用不銹鋼板,四壁夾層還填有超細玻璃纖維棉以保溫,頂部用盤香管蒸汽間接加熱;蒸化室底有一多孔假底層,多孑L假底下面為積水槽,并裝有直接和間接蒸汽加熱裝置,使積水沸騰,熱蒸汽通過假底層供給蒸化室濕度,形成飽和蒸汽,為纖維膨化、助劑溶解、染料滲透及化學反應的進行創(chuàng)造有利條件。該多孔假底層上鋪麻布或銅絲布,以防止假底下部的水滴飛濺到加工織物上,造成水滴疵布。蒸化室內(nèi)上下四角還裝有噴氣管,以增加室內(nèi)的蒸汽量。

    蒸化室前部有一進布預熱室(俗稱老虎口),配有一菱形活動氣塞,以使織物進出時保持最小的落口,驅(qū)除由織物帶入的空氣。噴出的蒸汽由排氣管排出。室體后部有一立式排氣柱,上下各有活門作排氣用,以調(diào)節(jié)蒸化室內(nèi)的濕度。

    1.2 MI-1252型長環(huán)蒸化機

    MH252型長環(huán)蒸化機,又稱常壓高溫蒸化機。它由進布裝置、懸掛式長環(huán)汽蒸箱(前部有給濕預熱室)、同端落布裝置三部分組成。

    汽蒸箱四壁導汽板(夾層板)由雙層不銹鋼制成,夾層壁下部可儲放軟水,中間有間接蒸汽管保溫,直接蒸汽管加熱所形成的蒸汽從雙層壁中間上升,當上升到頂部后,從頂部夾板中間的圓孔噴出,再經(jīng)過防水滴擋板,自上而下進入汽蒸室內(nèi)不斷翻騰。汽蒸箱頂蓋是采用不銹鋼制成的人字形空心板,隔層內(nèi)裝有間接蒸汽管保溫,外來蒸汽通人導汽板底部水槽使軟水汽化上升,由頂部中間的孔進入室內(nèi),產(chǎn)生飽和蒸汽。

    汽蒸箱底部四周距箱底20 cm處,有一個l mm不銹鋼薄板制成的長方形特殊吸風口,由離心風機將室內(nèi)廢汽抽出。

    由于采用頂部向下噴汽,汽蒸箱下沿口排氣的形式,汽蒸箱內(nèi)溫度均勻,避免了冷凝滴水現(xiàn)象,滿足了蒸化機在工藝上的要求。

    為了使蒸化室內(nèi)的濕度符合工藝要求,該設備兩側設有飽和蒸汽給濕裝置,并配備了溫濕度在線自動檢測與控制系統(tǒng)。

    2 蒸汽的物理狀態(tài)

    蒸化機的蒸汽來自鍋爐的高壓過熱蒸汽或高壓飽和蒸汽,壓力大約為0.40 MPa,蒸汽溫度大約為152℃。這些蒸汽經(jīng)過還原蒸化機多孔假底層下深度約45 cl"n的100℃積水槽中水的“洗汽”(或長環(huán)蒸化機導汽板底部水槽“洗汽”,理想的情況是進入蒸化室內(nèi)的蒸汽壓力略大于一個大氣壓,以防空氣進入),形成100℃的飽和蒸汽。事實上,“洗汽”總是不充分的,一部分高壓過熱蒸汽會穿過水層進入蒸化室,使蒸化室的蒸汽呈現(xiàn)過熱狀態(tài)。為了防止蒸化機內(nèi)發(fā)生水漬現(xiàn)象,蒸化機頂部裝有通人蒸汽的金屬夾板。但是當夾板內(nèi)蒸汽壓力為0.24 MPa時,其產(chǎn)生的輻射熱約為485 000 J/rn2,也會導致蒸化機內(nèi)蒸汽過熱。

    水中的溶解氧,會隨過熱蒸汽或在“洗汽”時進人蒸化室,織物進入蒸化機時也會帶入空氣。因此,蒸化室內(nèi)的蒸汽中含有一定數(shù)量的氧氣,這對還原染料的汽蒸極為不利。一方面,氧氣會消耗部分還原劑,影響拔白效能;另一方面,蒸化時剛被還原的染料隱色體又會被氧氣氧化,導致給色量下降。

    還原染料拔染印花汽蒸I藝淺議印染(2007 No.19)多。為了改善和維持蒸化室內(nèi)的濕度,克服蒸化室內(nèi)的過熱現(xiàn)象,目前一般采用蒸化室底層放水和噴飽和蒸汽的措施。

    4汽蒸工藝條件和注意事項

    印花烘干后的織物進入蒸化室時,表面溫度較低,當蒸汽接觸到織物及印花色漿膜時,會立即在織物表面及印花色漿膜處冷凝,使印花色漿膜吸收水分而潤濕。與此同時,由于蒸汽冷凝時釋放潛熱,使織物溫度迅速上升,濕度也隨之提高。色漿吸收水分后,染料溶解或與化學藥劑反應而形成“染浴”,進而向纖維轉移、擴散和固著。

    汽蒸是還原染料印花工藝過程中一個極為重要且復雜的環(huán)節(jié),它使色漿中所有化學藥劑的化學反應趨于完善,從而破壞地色,實現(xiàn)染料的上染和固著?椢镌谡艋业钠暨^程具體可分為以下幾個階段:

    (1)促使纖維吸濕膨化;

    (2)在高溫下,甲醛合次硫酸氫鈉分解,使還原染料還原成隱色體;

    (3)色漿在飽和蒸汽介質(zhì)中吸濕,使花紋處含有一定的水分,在堿性條件下將還原染料隱色體溶解;

    (4)還原染料的隱色體鈉鹽從色漿中向纖維內(nèi)部擴散、轉移,進而還原染料的隱色體鈉鹽與纖維素纖維發(fā)生氫鍵作用而染著。

    在整個汽蒸過程中,染料還原成隱色體和隱色體鈉鹽從色漿中向纖維內(nèi)部擴散、轉移需要時間較長,其中染料轉移所需時間最長。在汽蒸過程中,蒸汽在色漿上凝結成水,而便于色漿中的染料還原和溶解。在還原染料被還原成隱色體的同時,地色被破壞。因此,汽蒸時的濕度直接影響染料的給色量和色澤鮮艷度。就還原染料的固著率而言,似乎蒸化室內(nèi)蒸汽的濕度越大越好。事實上,濕度過大,往往會造成花紋滲化、水滴、水漬等疵病,特別在著色拔染工藝中,蒸化室內(nèi)也有少量過飽和蒸汽,也有可能使印花色漿發(fā)生流散滲開,從而造成花紋滲暈和輪廓不清的疵病。

    印花后的織物應避免熱堆。因熱堆會引起甲醛合次硫酸氫鈉分解,而其分解又是放熱反應,將導致織物溫度升高,從而加速甲醛合次硫酸氫鈉分解。為此,織物印花烘干后應進行透風冷卻。織物烘干后,為防止色漿中的碳酸鉀、氫氧化鈉和甘油因空氣中相對濕度仍較高而吸收空氣中的水分,應立即進行汽蒸,以免形起織物左、中、右色澤不一致。還原染料直接印花的汽蒸最適溫度為98℃左右,含濕量為95%左右;而還原染料著色拔染印花的最適汽蒸溫度為102—108℃,濕度不可飽和。

    由于著色拔染時蒸汽濕度較低,對還原染料得色量多少會有一定的影響。為防止花紋滲化,又盡可能不影響其得色量,在著色拔染印花汽蒸時,蒸汽宜稍微過熱,但過熱程度應合理控制。

    綜上因素,著色拔染汽蒸工序的工藝條件如下:

    (1)蒸化機的蒸化室內(nèi)維持正壓,“老虎口”有足夠蒸汽噴出。

    (2)蒸化室內(nèi)各測溫點保持在102~105℃,最高不超過110℃。

    (3)蒸化室內(nèi)空氣含量不超過0.3%(體積分數(shù)),即含氧量不超過0.06%。

    (4)前、后排氣柱排氣通暢,避免蒸化室處于過高過熱的狀態(tài)。

    (5)“洗汽”對于汽蒸效果來說至關重要,對被汽蒸的織物必須供應足夠經(jīng)過“洗汽”的飽和蒸汽,利用“洗汽”時需吸收熱量的原理,以抵消蒸化室內(nèi)的各種放熱反應。

    (6)密切注意還原蒸化機積水處(槽)的水位高低和蒸汽壓力的大小(或長環(huán)蒸化機蒸化室底部汽霧層的變化狀況)。

    (7)汽蒸時間控制在7—9 rain,每一只色位汽蒸前,應事先在其它色位中插樣試蒸,以決定其合適的蒸化時間。

    (8)蒸化機開冷車時,加熱至規(guī)定溫度后,應先預走1 000 m導布,以防花紋滲開。

    大多數(shù)還原染料汽蒸越充分,固著率越高,但有些染料則相反,如靛系還原染料。若汽蒸時間過長,染料在高溫汽蒸下會發(fā)生“水解”和“分子重排”,導致固著率降低、色澤變化和色牢度下降等現(xiàn)象。因此,正確控制蒸化室的溫度和濕度,并遵循有關注意事項,是還原染料拔染印花成功的關鍵。

    參考文獻:

    [1]胡平藩.印花[M].jE京:中國紡織出版社,2006.

    [2]胡遠圻.染整工藝學印花分冊[M].上海第一紡織印染工業(yè)公司職工大學教材(講義),1986.

    [3] 馬東俠,胡平藩.印花工藝匯編[c].上海:上海第三印染廠內(nèi)部資料,1965.9

    來源: 印染在線  作者:胡平藩(上海紡織品進出口公司,上海200086)

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