CN101068969A - 连续的纺织品转化方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过将纺织材料经过微波场并与能够被加热的表面接触而连续转化纺织材料的方法。将处理剂沉积到所述纺织材料上之后,本发明方法包括:将所述纺织材料及其沉积处理剂连续地通过外壳内;在外壳内在大气压下施加微波辐射;在外壳内将所速纺织材料与能够被加热的表面接触;在所述纺织材料保留于外壳内的整个时期从外壳内抽取蒸汽。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续的整理(ennoblissement)方法,所述方法具有或不具有通过使纺织材料经过微波场并与可加热表面接触的纺织材料拉伸。本发明的另一个目的是实施所述方法的装置。
背景技术
在法国,所述整理工业每年大约使用5千万立方米的水,在将其排放到自然环境中之前必须净化(1991年5月21日的欧洲法令21/271/EEC)。
在传统的染色方法中,使用的大量的处理水产生了大量的废水。污染控制的费用对这种企业来说是过高的。
此外,要花很多小时加热这些大量的水,导致高的能耗。
为了减少纺织材料处理必需的水量和/或处理的时间和/或在这种处理期间的能量消耗量,已经提出了不同类型的纺织材料整理方法。
这些方法中的一些方法使用了微波技术,这是因为其许多的优点:
-微波直接穿透纺织材料,并对所述纺织材料非常快速地加热,这是因为与所有其它加热装置不同,在这种情况下的加热不依靠热传导率;这使得明显的时间节省;
-它们确保所述纺织材料的均匀加热;
-通过简单地调节为纺织材料重量函数的助熔剂(flux),其能根据施加到所述纺织材料的处理,控制所述纺织材料和处理剂之间的相互作用;
-通过热辐射没有能量损失,这导致经济上的节省和更好的工作条件。
发明内容
本发明旨在提出一种纺织材料整理方法,所述方法能通过限制水、能量和染色助剂的消耗量在源头上降低水污染。
为了实现这个效果,根据第一方面,本发明涉及一种连续的纺织材料处理方法,其包括将处理剂沉积到所述纺织材料上的步骤,其特征在于,其包括如下步骤:
-使所述纺织材料及其处理剂沉积物连续地通过外壳;
-在所述外壳内在大气压下施加微波辐射;
-将所述纺织材料与在所述外壳内的可加热表面接触放置;
-从所述外壳内抽取蒸汽,同时所述纺织材料停留在所述外壳内。
依照某些实施方案,所述沉积步骤包含将所述纺织材料浸到含有所需处理剂的浴中的步骤、和直到得到指定的上色百分率的压榨步骤。用试剂浸渍并压榨所述纺织材料以得到40~200%的上色百分率。
依照其它的实施方案,所述沉积步骤包含所述纺织材料的印花步骤。
所述微波辐射功率基于被处理的纺织材料的重量,每千克处理纺织材料为0.8~3kWh。所述纺织材料保留在所述外壳内的时间在60秒~240秒的级别上。可以根据所述材料的品质和性质调整时间的长短。
优选所述可加热表面为旋转滚筒的外表面。它的表面温度可以最高210℃。
根据第二方面,本发明的目的是一种连续处理纺织材料的装置,其包括将处理剂沉积到所述材料上的设备,其特征在于,其还包括:
○包括所述材料的入口和出口的外壳;
○将微波辐射施加到所述外壳内的纺织材料的装置;
○与所述纺织材料接触的可加热表面,所述纺织材料在所述外壳内移动;
○抽取在所述外壳内形成的水蒸汽的装置。
具体实施方式
现在将详细描述本发明。
本发明旨在提供一种纺织材料的整理方法,在处理期间和在污水排放中,其能显著降低所用的水和能源的量。
纺织材料的整理可分为三个步骤:预处理、染色和后处理,所述整理包括纺织材料经受的以改进其外观和性能的所有处理。
设计预处理用来制备纺织材料以使它们增白、易于染色或赋予它们特定性能。
根据本发明的方法还能实现各种后处理例如干燥、硬化和软化。
无论是天然的、人造的或合成的所有纺织材料的制备、染色、印花和后处理都可以使用根据本发明的方法。
在一个可替代的实施方案中,首先根据操作类型将纺织材料投入到含有处理必需试剂的浴中,所述处理选自:煮练、增白、染色和通过湿法成网后处理。以非常小的浴比使用合适的量由染色规格表可以设计出所用的浴。
浸渍后,压榨所述纺织材料,以得到40~200%的上色百分率。
使用微波成功地将许多染色助剂产品从浴中除去,例如载色剂、分散剂、匀染剂、润湿剂、得量提高剂、消泡剂、脲。
在另一个实施方案中,为了得到图案首先用印花浆或墨实现所述纺织材料的印花。
然后将所述纺织材料引入外壳中,在所述外壳内施加微波辐射。
通过一个或几个已知类型的磁控管产生微波场,以得到对于一定量待在希望处理速率处理的纺织材料而言足够的功率(需要的电磁辐射能量是0.8~3kWh/千克材料)。微波处理的时间可以为60~240秒。
将所述纺织材料与外壳内的可加热表面接触放置,同时暴露于微波辐射。所述纺织材料以已知速率移动,所述速率基于外壳内的路径长度。
在一个优选的实施方案中,将所述纺织材料置于所述外壳内,并与被加热到40~210℃温度的表面接触,所述温度取决于处理的类型和待处理纺织材料的性质。这能实现微波作用和所述表面辐射的热能之间的协同效应,这有助于得到对应于施加到所述纺织材料的处理追求的技术效果,同时限制了处理时间和水、能量和染色助剂的消耗量。
在另一个实施方案中,不用加热所述表面实施本发明的方法,所述表面的温度保持在室温(从20℃到低于40℃)。这种情况尤其适用于使用直接染料的棉染色。
在一个优选的实施方案中,所述可加热表面是旋转滚筒的外表面。
所述纺织材料停留在所述外壳内的时间相当于施加微波辐射所需的时间,为60~240秒。
本发明的方法还包含在微波辐射处理期间抽取在所述外壳内形成的水蒸气的步骤。这通过使抽出水蒸气的装置例如低压产生装置实现。
为了避免驻波的出现,本发明的方法还可以包括在所述外壳内混合微波辐射。
本方法适于使用化学处理(纺织材料制备和后处理)以及染料。所述纺织材料可以为各种形式,例如线、纱以及织造的、非织造的、毡化的和针织的纺织材料。使用本方法实现的染色或印花适用于所有普通类别的染料和任何类型的纤维。
关于纤维素纤维的处理,考虑由再生纤维素和天然纤维素制成的材料。因此,可以处理例如粘胶纤维、大麻、亚麻、黄麻、棉以及纺织材料混合物例如棉/聚酯/弹性纤维。
为了煮练这种材料,使用包含耐碱性PH值的润湿洗涤剂和碱性试剂的浴,所述碱性试剂的量根据待处理材料的杂质含量而变化。
在氧化剂(过氧化氢)、碱性试剂(PH值9~11)和过氧化氢稳定剂存在下实现纤维素材料的增白。为了得到较高的白度,可以将光亮剂加入增白浴中或在增白之后加亮。
可以用染料例如直接染料和反应性染料实现纤维素材料的染色。改性后,还可以使用其它染料例如硫化染料。用活性染料在碱性介质中进行染色。所述浴必须在9~12的pH内。通常需要使用得量提高剂。将硫化染料以其可溶的形式引入浸渍浴。所述浴包含使硫化染料保持可溶形式的还原剂和使pH值保持在10~12的碱性试剂。
引入所述浴中染料的量取决于所需的色深度和目前操作条件下每种试剂的溶解度。
可以使用相同的方法实现合成纤维例如锦纶6和锦纶66、天然纤维例如羊毛或蚕丝、或者包含这些材料的纤维混合物的处理。
对于脱脂羊毛,所述浴可以包含使其pH值在8.5~9.5之间的碱性试剂和和合适的洗涤剂。天然的聚酰胺可能需要增白。氧化增白浴包含氧化剂例如过氧化氢、碱性试剂和稳定剂。还原增白浴包含还原剂例如连二亚硫酸钠。引入所述浴的增白剂的量根据待处理聚酰胺的种类变化。
通过使用阴离子染料实现聚酰胺材料的染色,例如酸性染料、金属络合1/1和1/2染料、或反应性染料。在酸性介质(pH值3~7)中实现染色。可以用阳离子染料或分散染料给合成聚酰胺染色。
还可以用本方法在弱酸介质(pH值5.5~6.5)中使用分散染料实现合成纤维的染色。在大多数情况下,必需加入防泳移剂。通过本方法使用包含连二亚硫酸钠的碱浴还可以实现例如染色后聚酯的还原清洗。
本方法还适用于混合物的染色。因此,也可以处理例如由棉和聚酯制造的材料、或由羊毛和聚酯制造的材料、或者任何其它混合物。此外,本方法能处理包含弹性纤维的材料。所述材料在不改变弹性纤维性能的操作条件下处理。
由于每种材料的特异性功能,可以将少量染色助剂产品加到所述处理浴中。
通过阅读下列实施例将会更透彻地理解本发明,所述实施例作为非限制性例子给出,用于更好地说明为本发明目的的纺织材料整理方法的特征。
实施例1:棉的煮练
在25℃下,将120g/m2的100%原棉纺织材料浸入浴中,所述浴包含:
-10g/l的润湿洗涤剂,例如mercerisin OR
-150m/l 30%的氢氧化钠
-6g/l的碳酸钠。
与浴的接触时间是合适的浸渍且上色百分率是70%所需的时间。然后,将其暴露于辐射功率1200W的微波场中,然后与加热到50℃的表面接触同时进行微波辐射处理。处理时间是180秒。然后在热漂洗液中接着在冷漂洗液中漂洗所述纺织材料。
实施例2:用反应性染料给棉染色
在25℃下将预煮练并增白的120g/m2的100%棉纺织材料浸入浴中,所述浴包含:
-10g/l的商品反应性染料,称为Cibacrone红CR
-6m/l 30%的氢氧化钠
-10g/l的碳酸钠
-30g/l的氯化钠
上色百分率是70%。将所述纺织材料暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与加热到150℃的表面接触放置,同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。用冷漂洗液接着用热漂洗液漂洗然纺织材料,然后皂洗并再漂洗一次。
使用活性染料对棉染色与经典的浸轧堆放(Pad-Batch)法的污水化学需氧量(COD)的比较
用于浸轧堆放法的浴是规格表中推荐的一种浴:
-20g/l的染料(Cibacrone红CR、Cibacrone黄CR、Cibacrone蓝CR)
-70ml/l的硅酸钠
-6ml/l的氢氧化钠
-不加热存储24小时。
将来自浸轧堆放法的污水的COD与使用本发明方法的棉染色产生的污水的COD比较。结果如图1所示,其中深色条是指浸轧堆放法,浅色条是指本发明的方法。
图1
这些结果表明对于黄色和蓝色染料,与传统的浸轧堆放法相比,本发明方法的污水的COD极大地降低。
实施例3:在分散染料中的聚酯染色
将290g/m2的100%聚酯纺织材料在50℃浸入浴中,所述浴包含:
-10g/l的商品分散染料,称为Foron红RD-GL
-1ml/l的醋酸
-10g/l的防泳移剂例如Solidokol K。
上色百分率是70%。将所述纺织材料暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与加热到180℃的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。然后漂洗所述纺织材料、还原清洗然后再漂洗一次。在还原染缸中或使用本发明方法进行还原清洗,其能除去未固定的染料。得到的结果如表1所示。
还原染缸中的还原清洗 使用本发明方法的还原清洗
-3g/l连二亚硫酸钠 -40g/l连二亚硫酸钠
-3g/l氢氧化钠 -40g/l氢氧化钠
-1/20浴比 -上色百分率:60%
-处理时间:在90℃下20min -表面温度:180℃
-处理时间:120秒
污水处理前 污水处理后 污水处理前 污水处理后的污
的污水COD 的污水COD 的污水COD 水COD
711mgO2/l 539mgO2/l 83mgO2/l 73mgO2/l
表1
这些结果表明与还原染缸法相比,来自根据本发明的还原清洗的污水中的污水COD显著地减小。
实施例4:使用酸性染料给羊毛染色
将310g/m2的100%预脱脂的羊毛材料在50℃下浸入浴中,所述浴包含:
-10g/l的固体商品酸性染料,称为Erio floxine KL
-4%硫酸(每纺织材料重量)。
与浴的接触时间是5秒,并且上色百分率是80%。将所述纺织材料暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与未加热的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。然后漂洗所述纺织材料。
实施例5:使用直接染料给棉染色
将预煮练并增白的120g/m2的100%棉纺织材料在25℃下浸入浴中,所述浴包含:
-40g/l的商品直接染料,称为Sinius橙3GDL。
上色百分率是50%。将所述纺织材料暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与未加热的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。用冷漂洗液接着用热漂洗液漂洗,然后皂洗接着再漂洗一次所述纺织材料。
实施例6:使用活性染料和分散染料给棉/聚酯(50/50)混合物染色
将预煮练并增白的200g/m2的由50%棉和50%聚酯制成的针织品在25℃下浸入浴中,所述浴包含:
-15g/l的200%商品分散染料,称为Foron红RD GL,
-1ml/l醋酸,
-10g/l的Solidokol K。
上色百分率是70%。将所述针织品暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与加热到150℃的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是240秒。然后漂洗、还原清洗并再次漂洗所述纺织材料。
然后在25℃浸入浴中,所述浴包含:
-30g/l的商品活性染料,称为Cibacrone蓝CR,
-10g/l的碳酸钠
-6g/l的氢氧化钠
-30g/l的氯化钠。
上色百分率是70%。将所述针织品暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与加热到150℃的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。然后漂洗、皂洗并再次漂洗所述纺织材料。
实施例7:使用反应性染料给棉印花
在25℃下用浆给预煮练并增白的120g/m2的100%棉纺织材料印花,所述浆包含:
-40g/kg的藻酸钠,
-20g/kg的碳酸钠(Na2CO3)
-2ml/kg的36波美度(°Be)的氢氧化钠(NaOH),
-25g/kg的染料,
-水,补足1kg。
使用旋转架给所述纺织材料印花。在刮刀上施加2bar的压力。将所述纺织材料暴露于具有1200W辐射功率的微波场,然后与加热到150℃的表面接触放置同时进行微波辐射处理。处理的时间是120秒。用冷漂洗液接着用热漂洗液漂洗,然后皂洗并再漂洗所述纺织材料。
按照第二方面,本发明的目的是一种用于连续处理平面纺织材料的装置,其或者浸渍所述材料的装置和压榨所述材料的装置,或者包含给所述材料印花的装置,特征在于还包含:
○外壳,其包括用于所述材料的进口和出口;
○将微波辐射施加到在所述外壳内的所述纺织材料的装置;
○当所述材料在外壳内移动时,与所述材料接触的可加热表面;
○抽取在所述外壳内形成的所述水蒸汽的装置。
在一个实施方案中,所述试剂沉积装置包括浸渍和压榨所述材料的装置。
在另一个实施方案中,所述试剂沉积装置包括印花装置。
所述表面的温度为20~210℃。根据待处理的纺织材料的类型可以加热或可以不加热所述表面。将所述可加热的表面与所述纺织材料接触放置,所述纺织材料以作为外壳中路径长度函数的给定速度移动。
所述纺织材料保留在所述外壳内的时间为60~240秒,所述时间相对于微波辐射处理的时间。
优选地,所述加热表面是旋转滚筒的外表面。
在一个实施方案中,所述滚筒由对引入浴中的化学品惰性的非磁性金属制成,并可以涂敷PTFE。
为了避免任何波传播到外面,使所述材料经由合适形状的狭缝进出。
用于抽取在所述外壳内形成的水蒸气的装置是本技术领域人员已知的,例如减压(déprimogène)系统或通风系统。
根据本发明的装置可以包含在所述外壳内混合所述微波辐射的装置。
Claims (19)
1.一种连续处理纺织材料的方法,包括将处理剂沉积到所述纺织材料上的步骤,其特征在于,其包括以下步骤:
-使所述纺织材料和所述处理剂的沉积物连续地通过外壳内部;
-在所述外壳内在大气压下施加微波辐射处理;
-将所述纺织材料与在所述外壳内的可加热表面接触放置;
-在所述纺织材料保留在所述外壳中时,从所述外壳内抽取水蒸汽。
2.权利要求1的方法,其特征在于,所述沉积步骤包括将所述纺织材料浸到含有必要处理剂的浴中的步骤,和直到得到给定的上色百分率的压榨步骤。
3.权利要求2的方法,其特征在于,用试剂浸渍所述纺织材料并压榨以得到40~200%的上色百分率。
4.权利要求1的方法,其特征在于,所述试剂沉积步骤包含给所述纺织材料印花的步骤。
5.权利要求1~4任一项的方法,其特征在于,所述微波辐射功率为每千克处理的纺织材料0.8~3kWh。
6.权利要求1~5任一项的方法,其特征在于,所述纺织材料保留在所述外壳内时间是60~240秒。
7.权利要求1~6任一项的方法,其特征在于,所述表面的温度为40~210℃。
8.权利要求1~4任一项的方法,其特征在于,所述表面在室温下。
9.权利要求1~8任一项的方法,其特征在于,在所述外壳内混合微波辐射。
10.前述权利要求任一项的方法,其特征在于,所述可加热表面是旋转滚筒的外表面。
11.一种连续处理纺织材料的装置,包含将处理剂沉积到所述材料上的设备,其特征在于,其还包括:
a)外壳,其包括所述材料的进口和出口;
b)将微波辐射施加到在所述外壳内的所述纺织材料的装置;
c)可加热表面,在所述材料在所述外壳内移动时,所述可加热表面与所述材料接触;
d)抽取在所述外壳内形成的水蒸汽的装置。
12.权利要求11的装置,其特征在于,所述用于试剂沉积的装置包括用于浸渍和压榨所述材料的装置。
13.权利要求11的装置,其特征在于,所述试剂沉积装置包括印花装置。
14.权利要求11~13任一项的装置,其特征在于,所述可加热表面是旋转滚筒的外表面。
15.权利要求11~14任一项的装置,其特征在于,所述表面是对于所用化学品为惰性的非磁性表面。
16.权利要求11~15任一项的装置,其特征在于,所述表面涂敷有PTFE。
17.权利要求11~16任一项的装置,其特征在于,以防止微波泄漏的方式制造所述入口和出口的形状。
18.权利要求11~17任一项的装置,其特征在于,其包括混合在所述外壳内的微波辐射的装置。
19.权利要求8~13任一项的装置,其特征在于,所述用于抽取在所述外壳内形成的水蒸气的装置或包括减压系统或包括通风系统。
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