国外在20世纪40至50年代就已将超声波技术应用于纺织品的湿加工过程。但按照Thakare等人的介绍,从应用效果和经济上的因素考虑,在纺织品的湿加工过程中,超声波应用于染色中最为有利,表现为辅助工艺中的应用和对染色过程的改进。
(1)超声波在辅助工艺中的应用。Fredman首先用30kHz的超声波制取了稳定的酞菁染料在蒸馏水中的分散液;Simanovich也研究了超声波对分散质量的影响,获取了稳定性较好的还原染料和分散染料的分散液。
(2)超声波在染色过程中的应用。第一个研究应用超声波用于纺织品染色可能性的人是Sokolov、Tumansky。Sokolov等人首先把9.5kHz的超声波用于直接染料对全棉织物的染色,结果使染色速率提高2~3倍。此后在该领域内掀起了越来越大的浪潮。
Brauer评价这种染色方法用于缩短还原染料染色纤维素纤维的时间,结果染色深度增加、而染色时间则缩短了25%。
Rath和Mark研究了声频(1~8kHZ)和超声(22~175kHZ)波,用于直接染料和酸性染料各自对棉、粘胶和羊毛染色的作用,他们也研究了分散染料在醋酸纤维表面的吸着,结果他们发现低频波对于直接染料染棉和粘胶纤维只有轻微的影响,面对于分散染料染醋酸纤维的影响则比较显著。
后来Alexander和Meek应用了17.3kH的波,将它用于直接染料染棉、酸性染料染羊毛以及分散染料染聚酰胺和醋酸纤维,他们观测得到,用分散染料染聚酰胺和醋酸纤维,得到的染色速率提高显著,因此他们的结论是超声波对非水溶性的分散染料染疏水性纤维最为有益。
与他们发现的相反,Chuz等人获得了把超声波大规模地应用于水溶液体系的优质染色,他们将22kHz的超声波用于还原染料染棉,共生产了400批,其染色时间可缩短50%,然而他们并未提供定量的数据。
20世纪80年代中期,苏联提出并实践了超声波(1.9MHz)活化处理聚酯纤维,使纤维内表面及结构的变形和提高分散染料的上染百分率成为可能。(www.xing528.com)
1988年Roman的Bob进行了皮革的超声染色实验,获得了满意的效果。
在20世纪90年代,国外又先后利用超声波对染料的振荡分散性和对聚酯纤维的预膨胀作用实现了涤纶的低温短时间染色。
同时India的一些学者对直接染料染色动力学进行了研究,证明了空穴效应和热效应在染色过程中所起的单独和共同的作用,人们也对活性染料染纤维素织物中超声波能量的应用以及超声波在染尼龙中的作用进行了研究,都获得了令人满意的结果。
1995年India的Bombay在阳离子染料、酸性染料和金属络合染料染丝绸中应用超声波处理,可以实现织物的低温短时间染色,并可以提高染料的上染率。
总之,国外过去四五十年的研究,按照Thakove等人的评价,在纺织品的湿加工过程中,最有希望的应用是用于染色,超声波能量的应用可能是经济的,具有的好处是较短的加工时间,较高的上染百分率,较低的纤维损伤,提高效率和具有重现性的染色色泽等,国外的研究资料表明,无论是对于水溶性染料染天然纤维,还是对于非水性染料染疏水性的纤维,超声波技术的应用都有助于染色的进行。
国内虽然在超声波技术的其他应用方面已取得了显著的成果,有的已经达到了或超过了国际水平,但超声波在染色中的应用研究却不多,有关于这方面的研究报告的译文有不少,这也说明了我国的有关学者对此课题的充分重视。
染色专业在我国纺织行业中占有十分重要的位置,印染技术的改进是纺织行业上质量、上层次、上效益的关键环节之一。目前国内外虽然提出了不少有关改进染色工艺的新方法和新技术,如溶剂法染色,无线电波和远红外加热,在一定程度上使染色缺点得以改善。但面对世界性的能源危机和科学技术的飞速发展,人们生活水平的提高,特别是自动化程度要求更高的科技,人们迫切要求开发一种能实现织物的低温短时间染色,提高染料的上染百分率,降低环境污染,提高劳动生产率的染色技术,使工人有更多的业余时间用以提高他们的身心素质,形成良性循环,同时又能使高新技术渗透到纺织行业中去,便于纺织行业实现自动化的新方法新技术,超声波染色确实具有这一时代特征。然而,国外有关这方面的研究资料还缺乏足够的数据说明,而且他们对于超声波有利于染色进行即超声波机理的解释,还往往只局限于超声波作用,就是对这方面的研究还不够完善,例如缺乏最直观的微观观察照片,而有关于超声波能引起纤维微观物理结构变化的详细研究,迄今为止尚未见诸报道。按照Wisniewska的解释,而且我们也坚信,纤维的大分子在超声波的作用下并不能总是惰性的,因此超声波的作用机理只有从超声波对染浴和纤维两方面的作用考虑,才能作出更加充分,更加全面,更加科学的解释。
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