远红外线设备在涤棉染色中的应用研究文献综述

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1、文献综述远红外线设备在涤棉染色中的应用研究%1. 前言部分长期以来，涤棉混纺制品已成为男士和妇女外套、工装以及运动服面料的一部分，而在功能 性服装领域，则使用了备种超细聚酯纤维混纺物。然而涤棉混纺织物常规染色丁芝丁序多，耗时 长，加王成木高。涤棉织物在染色时，需要先高温（1：3OC）染涤纶，再低温染棉，需要两步，然 而，涤纶在高温下收缩比较严重，给染色带来很人困难，纯棉纱线染色时只需要一步恒温染色即 可。备种涤棉产品的染色过稈中，色差、皱条、匀染、横档是比较突出的质量问题，为提高生产 效能，降低工艺成木，很多工厂都采用远红外线设备对涤棉织物进行分散/活性一浴一步法染 色工艺。红外线是电磁波的一

2、种，波长范围很宽，一般介于0.72-1 OOOumo根据波长大小又可分为近 红外、中红外和远红外。波长在0.72-2.5um Z间的，一般称为近红外线：波长在2.5-25um Z间 的称为中红外线；波长在25-1000um Z问的称为远红外线。现代科学已经证明，太阳光线中的远 红外线是生命的原动力，它能使一切生物的生长活跃起来。它具有发射性和渗透性，红外线的热 效应自19世纪初被伟大的物理学家牛顿发现以来，已经成为新一代高科技能源。20世纪70 年代发展了远红外加热技术，因为许多被加热的有机物、无机物和水的吸收光谱大致在2.5-25um 的范围，人们习惯上把2.5um以上的红外线统称为远红外。

3、近年来，红外线加热已广泛应用于染 整加工中叭%1. 主题部分2.1.涤棉染色存在的问题涤棉织物传统二浴法染色，工艺复杂、时间长、成木高，且对棉纤维损伤大。涤棉织物分 散染料一浴法染色能够减少二浴法染色中不同种类染料的套色工艺步骤，可缩短工艺流程、节 能，而一育备受关注。但由于涤纶和棉纤维，在结构和性能上存在很大差异，涤纶大分了无侧链, 大分了间排列紧密，纤维的结晶度高，使得染料很难上染，染色时必须在高温条件下进行染色 温度远高丁活性染料和还丿京染料的适宜染色温度，因此涤棉混纺织物分散染料同浴染色存在很多 技术难。首先，分散染料是一类疏水性非离子染料，在棉纤维的上染率较低。其次，两种 纤维的染色

4、温度难以统一。棉纤维通常在100C左右染色，但涤纶纤维浸染染色如果不用载体， 染色温度通常需要130C。在这样的高温下长时间染色，棉织物风格和强力受到很大的损伤。 2.2. H前技术现状备种比例的涤棉混纺织物，用经筛选的分散染料和直接染料，主要以两浴法染色。对于有 高色牢度要求的产品，则用活性染料染纤维素纤维组分。通常，染色过程为：先染涤，中间碱还 原清洗，水洗，中和，然后用活性染料染棉。对于单色染品，工艺中有时会省去还原清洗，以降 低生产成木。然而该工艺带来的节约是很有限的，未尚着的分散染料仍会吸附在纤维表面，从而 导致较弟的但仍可接受的牢度水平。但是，用于色织（针织和梭织）织物的涤/棉混纺

5、纱线，在后 续加工中，上述工艺将会带来一系列问题。在分散染色和活性染色Z间的还原清洗，将是必须的, 主要是为了避免后续T艺中未固着染料的渗色和热迁移。如果T艺小省去了还原清洗，其结果是 在混纺织物的两种纤维上会有大量未固着的分散染料沉积物，这种现象往往发生在超细涤纶染 色。如果使用大分了染料，如高热迁移分散染料，或荧光染料，生产深色或含有弹性纤维的产品, 那么就需要更多的工序去除这些沉积物。如果在涤棉混纺织物染色匸艺中，考虑所有这些因素， 则需要14个处理浴，耗时超过9 ho2. 3.染色加工体系的要求质量要求：湿牢度，摩擦热接触（2）经济性要求：省时低能耗，T艺可靠性，资源节约，生 产安全性

6、，重现性（3）生态要求：水和废水的平衡2. 4.染色体系中主要考虑的问题（1）依据工艺条件如何获得最佳的色牢度？（2）在现有的设备条件下，如何提高产能和效能？（3） 如何降低废水成木?勿庸置疑，染色工作者必须积极血对这些问题，但要达到所有这些要求，其 难度Z高犹如走钢丝。上述常规的涤棉制品染色工艺，虽然也可以获得高牢度染色产品，但该工 艺没有优先考虑加工成木、废水处理和生产效能等方面问题。为了解决常规工艺这一弊端，许多 工厂都采用远红外线设备对涤棉织物进行染色。2. 5.红外线概述红外辐射的热效应白19世纪初被伟大的物理学家牛顿发现以来，历经百年，在1935年被芙 国福特汽车公司首次成功应用于

7、工业领域，Z后便以其独特的辐射性能不断扩大其应用领域。特 别在70年代后,红外在医疗、纺织、汽车、军事等各方面取得突破性进展，成为新一代高科技能 源。我国科研人员9从50年代开始探索红外加热在T业各领域的应用，并将其引进到染整设备上, 如连续轧染线的预烘机、扩幅定形机、染色小样机等。其应用技术随我国的红外加热技术及元件 的不断更新而进步，不断的更新改造使该技术的应用口趋完善、先进，红外辐射技术在纺织染報行 业的应用也得到发展，为纺织染整设备的科技进步做岀了贡献。2. 6.红外线加热概述从热源向被加热物体传递热能有传导、对流、辐射三种方式2。传导是热在物体内部传递， 从高温部分传向低温部分。烘筒

8、烘燥机就是其应用例。对流是依靠流体来传递(热)的现象，热 风烘燥机就是利用对流传热。辐射是从热源右接以电磁波向物体传递热能，不必像对流那样加热 途中的媒体。其最大的特征是肓接到达被加热物体，加热速度快。红外线在电磁波的可见光和微 波Z间，是电磁波的一种。热的传递当然是辐射。红外线如图1所示，根据波长范围分近红外线 和远红外线。近红外线和远红外线的界线一般在45. 6微米。2. 7.远红外辐射加热三原则远红外辐射加热的应用理论在于研究如何使热能最有效地辐射;传输损火最小;使受热物吸收 效率最高W 在考核织物干燥或定形的热效率高低时，可对系统的“热转移”三阶段(辐射器的热 能向外辐射、传输和接收)

9、，分别建立相应的效率和比率指标，根据这些指标,因地制宜根据最佳光 谱匹配、定向集中辐射四和最佳综合效益三大原则，调制改进加热系统，以进一步充分发挥辐射加 热的效益跑。，应用远红外加热技术获得最佳总热效率，必须因地制宜地根据光谱匹配、定向集中 辐射和最佳综合效益三人原则改进加热系统。在系统设计或改造时对照三大原则，重点选择具备 染整工艺远红外辐射加热实效区(2. 515 u m)的远红外辐射器，使Z在最佳辐射温度下，有&)% 的辐射能最正好覆盖在被加T织物的主吸收峰和次吸收带纽成的吸收区间,远红外辐射器对准加 丁织物的主吸收峰带范围的区间辐射率 1P丿M不低于().9 ;在加热系统结构设计中，应

10、充分注意以 辐射为主、对流为辅的原则，设置反射、聚焦等装置,实施定向辐射技术;在改造远红外加热工艺设 备时，应充分注意在节能的前提下，投资效益。2. 8.红外线加热原理物质一般持有其固有的振动数，在其振动数下不停地运动。若振动数与物质分了的振动数一 致就吸收其电磁波，由于吸收能量，振动越发剧烈，物质的温度升高。所以，利用红外线时， 首先要充分考虑被加热物质的吸收波长和其波长的吸收率以后，来选择红外线的波长。红外辐 射的基木原理是热源体向空间发射红外热射线，当射到某一物体上并被其吸收时则转变为热 能，从而加热这一物体。红外辐射能穿透织物内部，热量由内到外均匀分布和传递，使织物、纱 线和纤维内外受

11、热均匀一致。由于织物内外水分均匀蒸发，有效地消除了织物上的化学品向其表 血发生泳移，并沉积于织物表面，从而使织物表面色泽均匀，形态一致，内外质量一样。利用红 外辐射技术干燥、定形织物，尤其干燥厚重织物是十分有利的。红外加热遵循“红外光谱匹配吸收”原理点，即每一种物质只要其温度在绝对温度以上，即 273C以上均会发射红外线，并有其固定发射波段。同时每一种物质也在吸收红外线，并有其尚定 的吸收波段。这是rh每种物质固有的分了结构、分了构成所决定的。当我们利用红外线对某一物 质加热时，若红外激发源发射的波段正好与被加热物的吸收波段吻合时，则红外线将会引起被加 热物的分子共振吸收。这时，红外辐射绝大部

12、分被吸收利用，热利用率极高，此时被称为“红外光 谱匹配吸收”。相反，当红外激发源发射光谱与被加热吸收光谱相差过大时，红外辐射能大多被 加热物表面反射或透射而不能被有效吸收利用，此时能源浪费严重。由此决定，要充分发挥红外 加热高效节能的优势，首先要对红外发射源及被加热物质的结构、特性有充分、科学的了解。2. 9.远红外线的特征（1）远红外线具有光线的玄进性、屈折性、反射性、穿透性。它的辐射能力很强，可对日标肓 接加热而不使空间的气体或其它物体升温。（2）远红外线能被与其波长范囤相一致的各种物体所吸收，产生共振效应与温热效应。（3）远红外线具有较强的渗透性，它能渗透到人体皮下毫米处，然麻通过介质传

13、导和血液循坏 使热最深入到细胞组织深处。（4）远红外加热技术在染整中最大的优点就是热转换效率高，升温快，可以大比率节能。例如, 在对流传热的定形中，织物在烘箱内经预热、升温、热渗透而达到定形所要求的温度。在定形的 温度下，只要1-2s钟即可完成定形作用，但热渗透时间要15s钟左右，因而限制了车速的提高。 在远红外加热的情况下，织物吸收远红外辐射能量后，其分了的原了振动与转动加剧，因而升 温快，热渗透时间可大为缩短，车速可较大幅度提高，使能源消耗下降。%1. 应用前景随看加工业和科学技术的高度发展，对能源的需求越來越大，而能源确越来越缺。具有节 能、环保、能提高产品质量和增进人体健康等优点的远红

14、外技术受到了高度的重视，远红外技 术被广泛的运用在乞行各业。通过深入研究和开发远红外技术I血，可以有针对性地开发新的适 合相应的加工对象的远红外产品，节约口益枯翊的能源。远红外在节能和提高加丁产品的质量 的方面是一项有很大经济效益和发展潜力的新技术。这一技术在农产吊加工业中的应用也将越来 越广泛，且远红外技术是一门跨学科的多边科学，具有广泛的应用领域，与其他学科的先进技术相结合，必将推动备学科的发展。提高产品质量，降低生产成本，以获得最佳的综合效益。人总结红外线加热设备对织物染色时，无须甘油或其它热媒，也没冇油烟的因扰。其耗电量是传统 甘油染色机的50%以下，可大大节省电费支出。特殊设计的垂育

15、翻滚转盘，配合可调速正反转控 制，确保织物与染液充分接触、搅拌，可获得最均匀、平桀之染色结果。高精度PT100温度探针, 配合不间断环形外线加热器，没有杯位受热死角，控温精确。采用风冷式降温系统，不需外接水 源，方便使用也减少了水资源的浪费，有利环保。采川远红外染色，可以达到匀染、透染、低温短时间染色的忖的，可以提高染料的上染率。 酸性染料上染率还可提高11.379%。采用远红外染色，可以节约染料。酸性染料上染毛条中远红 外染色用0. 3g/L的染料达到了常规染色0. 347g/L染料相同的效果，从而大大节约染料，降低染色 成木，减少环境污染远红外保暖、保健技术在功能纺织品中现在应用较多，已较

16、成熟；远红外加热技术在染一整行 业中的应用现在已十分广泛。五、参考文献11 Jung Jin Lee, Nam Keun Han and Jae Pil Kim.Synthesis of Temporarily Solubilized Reactive Disperse Dyes and TheirApplication to the Polyester/Cotton BlendfJl， FabricFibers and Polymers, 2002,(3)： 85-902任进和，李晓健，乔学胜等.涤棉筒了染色T艺路线的改进M.染整技术，2010 (32) :25-27 陈立秋.染整应用远红外加热的要旨J.印染，2004, (11) : 33-38.4 Joonseok Koh, Jongseung Park.One-bath Dyeing of PET/cot