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染整工藝與設(shè)施發(fā)展歷程

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染整工藝與設(shè)施發(fā)展歷程

本文作者:李蘢軒 申春華 作者單位:濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1染整工藝與設(shè)備

所謂染整工藝就是紡織工業(yè)中所說的印染技術(shù),是對(duì)紡織材料進(jìn)行物理、化學(xué)處理的綜合性科學(xué)技術(shù),而染整設(shè)備就是對(duì)紡織材料進(jìn)行物理、化學(xué)處理的機(jī)械,染整工藝與設(shè)備是為了滿足染整生產(chǎn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求而設(shè)計(jì)、選用的,因此,染整工藝技術(shù)與設(shè)備性能決定了染整產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本。染整工藝與設(shè)備的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)印染工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有力保障,是適應(yīng)染整行業(yè)技術(shù)改造更新設(shè)備的需要。染整工藝與設(shè)備的研制開發(fā)可以大大加快染整工業(yè)技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程,從而滿足染整企業(yè)對(duì)新型染整工藝與設(shè)備的需求。

2染整工藝與設(shè)備的發(fā)展歷程

中國(guó)是一個(gè)擁有五千多年歷史的文明古國(guó),中國(guó)文化更是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、博大精深,紡織工業(yè)就是中國(guó)文化發(fā)展的其中之一。早在五千年前新石器時(shí)期,就出現(xiàn)了紡輪和腰機(jī),但是在當(dāng)時(shí),并沒有染色設(shè)備,當(dāng)時(shí)人類并沒有溫暖、色澤鮮艷的衣服可穿,大多數(shù)人依賴大自然為生,于是他們便利用身邊的植物作為染料,把自己的身體、臉染成各式各樣的顏色,這可以說是染色技術(shù)的前奏。隨著時(shí)間的發(fā)展,染色技術(shù)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。當(dāng)時(shí),并沒有完整的染色設(shè)備,實(shí)行的是家庭生產(chǎn)階段,長(zhǎng)期使用的是大鍋、水缸和竹棒。當(dāng)時(shí)染色方法有兩種:一是織后染,如絹、羅紗、文綺等;二是先染紗線再織,如錦。隨著染色工藝技術(shù)的提高和發(fā)展,我國(guó)古代染出的紡織品顏色也在不斷豐富。有人曾對(duì)吐魯番出土的唐代絲織物做過色譜分析,共有二十四種顏色[1]。新中國(guó)成立后,我國(guó)的紡織工業(yè)同其他工業(yè)一樣有了迅速發(fā)展,染整工藝設(shè)備與紡織工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān),因而也就很快形成了較為完備的紡織染整設(shè)備制造工業(yè)體系。以山東為例,當(dāng)時(shí)山東印染行業(yè)進(jìn)行了大量的設(shè)備更新、技術(shù)改造以及新技術(shù)設(shè)備的引進(jìn)和推廣。上世紀(jì)50年代中期,我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造了多臺(tái)整套染整工藝設(shè)備,設(shè)計(jì)水平不斷提高,設(shè)備性能不斷改善,從而在根本上改變了我國(guó)紡織染整設(shè)備依賴進(jìn)口的舊面貌,開創(chuàng)了紡織染整設(shè)備的新局面。1958年-1988年的30年間,山東省印染行業(yè)經(jīng)過不斷地創(chuàng)新與改造,主要生產(chǎn)專用設(shè)備已經(jīng)基本配套齊全。1988年,全省安裝有染整主要專業(yè)設(shè)備921臺(tái),其中連續(xù)軋染機(jī)41臺(tái),染缸395臺(tái),印花機(jī)52臺(tái)(其中包括輥筒印花機(jī)32臺(tái),平網(wǎng)印花機(jī)9臺(tái),圓網(wǎng)印花機(jī)11臺(tái))。近十多年來,特別在把我國(guó)建設(shè)成有中國(guó)特色的社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的形勢(shì)下,通過引進(jìn)和消化吸收,我國(guó)染整工藝與設(shè)備又有了迅速的發(fā)展,目前,染整工藝與設(shè)備正朝著高效、節(jié)能減排和環(huán)保的方向不斷提高,可以預(yù)言,我國(guó)將以更高的水平,更好的質(zhì)量和更快的速度制造出一系列更好的國(guó)產(chǎn)新型染整工藝設(shè)備。

3染整工藝與設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來,隨著國(guó)內(nèi)外染整新工藝、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn),顯示出全球染整設(shè)備行業(yè)蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。高效、節(jié)能減排、環(huán)保成為21世紀(jì)染整工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。如今新型染整工藝與設(shè)備正朝著高效、節(jié)能減排、環(huán)保等方面發(fā)展。

3.1高效

當(dāng)前染整工藝與設(shè)備強(qiáng)調(diào)快速、高效的反應(yīng)條件,通過優(yōu)化工藝設(shè)備,縮短工藝設(shè)備流程,以達(dá)到減少生產(chǎn)成本,提高設(shè)備的利用率,從而提高投資效益的目的。例如高效氣體燒毛機(jī)。與其他普通燒毛機(jī)相比,高效氣體燒毛機(jī)采用了新穎的火口,例如XH-Ⅲ-180Q[2]型噴射式火口,高能量的火焰可擊穿空氣及蒸汽緩沖層,并使燈芯絨的溝槽得到良好的燒灼,同時(shí)能防止燒毛斑,使滌綸織物表面燃燒成無任何殘留、均勻的布面,另外,高效氣體燒毛機(jī)能使火焰與坯布的接觸面減到最小,并盡可能使熱量不達(dá)到坯布底部,以避免熱敏材料的熱損耗,從而提高了織物的耐用性,避免了許多因燒毛質(zhì)量低劣而造成的疵品,大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。高效氣體燒毛機(jī)與傳統(tǒng)的燒毛機(jī)相比,通過在燒毛口上的改進(jìn),在生產(chǎn)中達(dá)到了節(jié)能、降耗的良好效果。節(jié)省了加工成本,提高了生產(chǎn)效率,從而達(dá)到了染整工藝與設(shè)備的高效發(fā)展。

3.2節(jié)能減排

染整工藝與設(shè)備的水、電、汽消耗量甚大,因此節(jié)能減排成為染整工藝與設(shè)備改進(jìn)的重點(diǎn)。如何做到真正的節(jié)能減排呢?目前主要有以下措施:

3.2.1利用輻射能進(jìn)行加熱

采用新技術(shù),利用輻射能進(jìn)行加熱,不但節(jié)能顯著,而且也大大地提高了生產(chǎn)率。染整工藝應(yīng)用遠(yuǎn)紅外加熱[3]較為廣泛。應(yīng)用遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)獲得最佳總熱效率,必須因地制宜采取光譜匹配、定向集中輻射和最佳綜合效益三大原則更新加熱系統(tǒng)。另外在進(jìn)行遠(yuǎn)紅外加熱工藝更新時(shí),還應(yīng)注意投資效益,在節(jié)能的前提下,更有利于降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,以便獲得最佳的綜合效益。

3.2.2利用低附著量技術(shù)進(jìn)行加工

織物從水洗槽中導(dǎo)出,水分以薄膜狀態(tài)布滿于織物表面及織物間和紗線內(nèi)部。采用常規(guī)軋車機(jī)械擠壓,大部分的非結(jié)合水分可被擠去,而紗線內(nèi)部和交織格旁仍留有不少非結(jié)合水分,擠壓后水分剩余量的多少取決于軋輥的材料、結(jié)構(gòu)、硬度、壓力、織物的組織和纖維材料、工藝水液的溫度和工藝車速等因素。用貝倫輥替代傳統(tǒng)的橡膠輥,組合后的高效軋水車使織物軋余率降低18%~20%,工藝車速比傳統(tǒng)的提高23%[2]。

3.2.3充分利用回收技術(shù)

(1)采用優(yōu)質(zhì)的疏水閥

冷凝水回收系統(tǒng)中的疏水閥質(zhì)量極為重要,若在一臺(tái)烘筒設(shè)備上裝上一般泄漏的疏水閥,則一年仍要浪費(fèi)標(biāo)煤30.8t。如果換成優(yōu)質(zhì)的疏水閥,如LS-UFO“李氏”牌自由半浮球式蒸汽疏水閥,該疏水閥無負(fù)荷漏汽率不到0.1%,即使以1%計(jì)算,一年的漏汽折合標(biāo)煤約5t,比一般的疏水閥每年少浪費(fèi)標(biāo)煤25.8t[4]。

(2)采用BR型板式冷熱水交換器

采用BR型板式冷熱水交換器,回收平洗廢熱水的能量,熱效率在80%以上[2,5],熱交換后的熱水毋須動(dòng)力輸入平洗槽,大大節(jié)省了平洗槽冷水加熱的蒸汽,充分起到了節(jié)能減排的作用。

(3)采用絲光堿回收蒸發(fā)新技術(shù)

若采用絲光堿回收蒸發(fā)新技術(shù),連續(xù)九級(jí)組合蒸發(fā)器僅消耗蒸汽45000t,比三效蒸發(fā)器節(jié)約55000t蒸汽,按鍋爐效率70%、管道損失2%計(jì),僅節(jié)約蒸汽折算為標(biāo)煤,每年為11550t。可回收燒堿8100t,相當(dāng)于節(jié)電16.2×106度[4],大大地節(jié)省了能源,從而達(dá)到了節(jié)能減排的良好效果。

3.3環(huán)保

環(huán)保是染整行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。染整工藝與設(shè)備采用新技術(shù)、新工藝實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),是改善生態(tài)環(huán)境的積極措施。下面是三種關(guān)于環(huán)保的新技術(shù):

3.3.1電化學(xué)前處理[2]

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)發(fā)明了一種電化學(xué)系統(tǒng),用于無污染的精煉、漂白和絲光。該系統(tǒng)以一個(gè)電化學(xué)槽為基礎(chǔ),其陰極釋放堿劑,通過該電極的紡織品可進(jìn)行漂白和絲光,而其陽極則產(chǎn)生酸,以中和絲光后余下的堿。該方法有助于降低染化藥品的用量,降低能耗,降低廢水、廢氣排放量。

3.3.2酶處理技術(shù)[6]

酶的反應(yīng)條件溫和,針對(duì)性強(qiáng),工業(yè)化生產(chǎn)能降低能源,減少資源消耗,是一種“綠色工藝”。棉紡織采用L40酶、果膠酶、纖維素酶的最佳混配液,實(shí)施冷軋堆退漿,精煉,雙氧水漂白,工藝設(shè)備流程短,退漿率高,速度快,適合連續(xù)平幅加工,對(duì)棉纖維無損傷。與堿退漿相比,節(jié)省成本,少污染。

3.3.3噴墨印花技術(shù)

噴墨印花技術(shù)是一種清潔的、無環(huán)境污染的高科技印花技術(shù),其設(shè)備能適應(yīng)高品質(zhì)、小批量、多品種的市場(chǎng)需要。例如Stork公司的Trucolor噴墨印花機(jī)[7]可以直接在織物上打樣和生產(chǎn),與CAD聯(lián)用可縮短印花周期,并且具有工藝過程無污染,快速完成上染固色而不需水洗,比傳統(tǒng)印花減少了污染。近年來,隨著能源染化助劑等價(jià)格的不斷上升,其所占成本比重不斷加大。節(jié)能、節(jié)水、降耗受到了染整行業(yè)的高度重視,所以目前染整工藝與設(shè)備發(fā)展總的趨勢(shì)是:向環(huán)境保護(hù),節(jié)能降耗,省時(shí)高效,短流程方面發(fā)展。高效、節(jié)能減排、環(huán)保已成為染整行業(yè)的主流共識(shí)。此外高新技術(shù)應(yīng)用使高科技產(chǎn)品、智能產(chǎn)品逐漸增加,因此,另一重要發(fā)展趨勢(shì)是廣泛采用自動(dòng)化技術(shù),不斷地進(jìn)行設(shè)備改造,提高設(shè)備的先進(jìn)性,從而提升了染整工藝與設(shè)備的自動(dòng)化程度,使染整工藝與設(shè)備的穩(wěn)定性得到大幅提高。

4結(jié)語

近幾年隨著染整工業(yè)的發(fā)展,無論是染整工藝還是染整設(shè)備的水平都有了明顯提高,同時(shí)在高效、節(jié)能減排與環(huán)保方面也取得了一定的發(fā)展,涌現(xiàn)出了更多更先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)染整工藝設(shè)備,與世界先進(jìn)水平之間的差距正日益縮小。