关键词：化纤针织物；超声波；连续除油；预定形

                    声波是物体机械振动状态或能量的传播形式，声波的传递依照正弦曲线纵向传播，即一层强一层弱依次传递。 声波分为 3 种，即次 声波、声波、超声波。 次声波的频率为 20 Hz 以下；我们人耳能听到的声波频率为 20～20 000 Hz；超出人耳听觉的一般上限 （20 000 Hz），这种人耳听不到的声波叫超声波。 由 于超声波具有功率大、 频率高、波 长短的特性，因此它传播的方向性好、穿透能力强。 利用其功率特性、 传播特性和空化效应，工业与医学 上常常用来切削、焊接、清洗、钻孔 和超声探测。超声波技术在纺织品湿加工方面的研究已有多年。 利用超声波 在液体中会产生强烈的空穴效应，能从分散、排气、扩散 3 个方面影响染色或前处理进程， 具有经济、高效（缩短加工时间）、纤维损伤小和加工效率高的特性。 由于超声波 发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质， 可以促进液体的乳化、 凝胶的液化和固体的分散，明显地 提高染料的溶解性和分散性，减少因染料溶解性不好、分散性差而造成的染色异常。 根据超声波具有的 这些性能，也可以研究将其应用于化纤针织物坯布的除油工艺。

                     1 试验部分

                     1．1 试验材料及设备

                      染 化 料 ：Lanasyn Red CF -L、Lanasyn BLUE CF-L（昂高化工有限 公司）；LANASET BORDEAUX B（亨斯迈化工有限公司），四氯乙烯（工 业级，东莞欣荣化工公司），除油剂DM-1119N、酸性匀染剂 DM-2209、 释酸剂 DM-2721G（工业级，广东德 美 精 细 化 工 集 团 股 份 有 限 公 司），纯碱（工业级，潍坊海博化工 公司）。设备：意大利 Sperotto Rimar干 洗除 油 机 ，SPDXCY-2400 超 声 波 除油机（广州盛鹏公司），高乐 01V2SCS-2400 平幅水洗机，门富士828TwinAir 平幅定形机， 立信 ECO-8染色机，Datacolor 800 测色仪。

                     1．2 化纤针织物超声波除油机理 

                      化纤针织物除油定形创新工 艺是采用在高效除油机的除油槽 内设置超声波（声波频率在 20～50kHz）发生器振源，利用超声波的振 荡产生的空化效应（升温至 50 ℃即可达最佳空化效果）， 强化除油过程。 当足够大振幅的超声波作用于液体介质（水）时，反复交替地产 生瞬间负压力和瞬间正压力，在产 生负压的半周期内，液体介质中产 生真空空穴，液体蒸汽或溶解于溶 液中的气体进入空穴， 形成气泡。紧接着在正压力的半周期，气泡被压缩而破裂， 瞬间产生强大的压力。 反复如此，液体介质就会发生 断裂，形成微泡，这些小空洞迅速 胀大和闭合，会使液体微粒间发生猛烈的撞击作用，微粒之间这种剧 烈的相互作用会使液体的温度骤 然升高， 起到了很好的搅拌作用。 另一方面，超声波在密度不同的异 相界面处会产生显著的反射作用， 这个反射声压也会使界面上溶液 激烈地发生搅动。 两种搅拌叠加， 起到了很好的打碎细化作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油） 发生乳化， 且加速溶质的溶解，使织物表面和 内存的 油渍剥落、分 散，形成水包油型乳化状态的小颗 粒。 加上机器上部的喷淋和溢流水 洗作用，然后经过轧车轧水（或真 空吸水），除掉部分油剂。 坯布上带 走的另一部分已经形成水包油型 乳化状态的纺织油剂颗粒则经定 形机高温定形被蒸发，经抽风带入 定形机尾气净化装置进行回收处 理，从而达到进一步除油的目的。

                     1．3 化纤针织物超声波除油定形 工艺与传统除油水洗工艺的对比

                    1．3．1 传统除油水洗工艺 

                    化纤针织物的常规印染加工 工艺流程： 坯布除油→高温预定 形→染色或印花→后定形→成品。 传统的除油工艺通常有 3 个，具体如下。

                       a． 溶 剂 平 幅 除 油 ： 坯 布 平幅→溶剂（四氯乙烯）除油→高温 预定形。

                       b． 染缸内前处理除油：坯布进染缸→除油（除油剂+纯碱，80～100℃、20～30 min）→脱水→高温预定 形。

                     c． 连续平幅水洗除油： 坯布 平幅进机→一槽 85 ℃除油（除油剂＋ 纯碱）→一槽 70 ℃除油（除油剂＋纯 碱）→三槽 60 ℃水洗→一槽常温 水洗→轧水→高温预定形。

                     1．3．2 超声波除油定形工艺

                      超声波除油定形工艺：坯布→ 一槽 85 ℃除油（清水＋超声波）→二槽 60 ℃除油（清水＋超声波）→一 槽常温水洗（水+超声波）→轧水→ 高温预定形。 超声波除油定形工艺为物理作用除油，改变了传统的化纤面料要用化学助剂除油的概念，是对传 统除油工艺的一个全新突破，它不 需要使用化学助剂（也可加少量除 油剂辅助除油），更加绿色环保；大 幅减少了水、 电和蒸汽的消耗，实现了节能减排； 缩短了工艺流程， 实现了除油与定形生产的连续化，减少了劳动用工，也提高了生产效 率；因为使用超声波振荡，能使化 纤面料表面的纺织油剂颗粒更小， 分布更加均匀，从而提高染色及印 花上染率和改善得色的均匀度，并 能改善纺织面料手感；因为少用或不使用化学助剂，保障了坯布布面 上的pH 值及后续印染加工得色的 前后一致性，降低了后续加工的质 量风险，同时也减少了对纺织纤维的加工损伤。

                      1．4 超声波除油定形及染色工艺生产实践

                      1．4．1 超声波除油定形工艺技术条件

                     超声波频率一般在 30 kHz 左 右，功率大小根据坯布厚薄及含油 量在 0．3～1．0 W/cm2 功率密度范围 内进行调整；工艺车速按坯布的原 预 定 形 工 艺 车 速 ， 预 定 形 温 度195～198 ℃； 轧水轧车压力按加工 坯布厚薄在 0．3～0．5 MPa 调整。

                     1．4．2 超声波除油定形工艺生产试验与实践

                   a． 试生产用坯布代号及原料 组合生产所用面料及成分见表 1。

                    b． 除油设备及工艺流程对比除油设备：溶剂平幅煮练除油 机是意大利 Sperotto Rimar 干洗除 油机；平幅除油水洗机是立信高乐01V2SCS－2400 平幅水洗机； 超声 波 除 油 机 是 广 州 盛 鹏 SPDXCY －2400 超声波除油机。 化纤针织物坯布的传统除油方式：溶剂（四氯乙烯）平幅煮练除 油；进染缸加除油剂和纯碱做高温 前处理除油；在平幅水洗机（如高 乐平幅水洗机）除油槽加除油剂和 纯碱高温水洗除油。 超声波除油定形工艺： 采用广州盛鹏 SPDXCY－2400 超声波除油剂，在 2～3 个水洗 槽中加装了超声波发生器，利用超 声波产生的空化作用，无须添加任 何化学助剂，经溢流、喷淋水冲洗 再通过高温定形蒸发随尾气抽走 达到除油的目的。不同除油机的除油工艺及特 点见表 2。

                  1.4.3 染色工艺 染色工艺处方及条件：

Lanasyn Red CF-L　　　　 0.54%

Lanasyn BLUE CF-L　　　　 0.15%

LANASET BORDEAUX B　　　0.16% 

酸性匀染剂 DM-2209　　　 2.00%

 释酸剂 DM-2721G　　　　 2 g/L

浴比 　　　1∶6 

始染温度　　　　 30 ℃ 

升温速率　　　　 1 ℃/min

温度　　　　 98 ℃

 时间　　　　 45 min

                      1．5 测试方法

                       1．5．1 含油率 　

                      取约 5 g 待测布样，放入烘箱 烘至恒定质量状态，称取质量记录 后剪成碎块，用滤纸包裹好放入索 式油脂提取器内， 加入 120 mL 乙 醚（完全淹没），接上冷凝器，然后 连上接收瓶后放入预先加热过的恒温水槽中，回流 4 h。 取出包裹好 滤纸的试样，把接收瓶用旋转蒸发 器进行蒸发并回收乙醚，并将留有 油剂的接收瓶置于（105±2） ℃的烘箱内烘至规定时间后，取出放入干 燥器内， 待完全冷却后进行称量， 并按公式（1）进行计算。 除油率＝1－［（m1－m2）/m］×100％ （1）式中：m1 为带残脂的球瓶质量，g； m2 为空瓶质量，g；m 为试样质量，g。

                  1．5．2 颜色特征值

                   将织物叠 4 层，使用 Datacolor800 测色仪测试颜色特征值。 2 结果与讨论2．1 除油率对比同一坯布分别用不同除油工 艺除油后的除油率见表 3。

                   从表 3 可以看出，用超声波除 油定形工艺，其布面除油效果同高 乐平幅水洗除油和溢流染色机前 处理除油工艺相当（稍低），预定形过程中的高温蒸发对 3 个除油水 洗工艺的进一步除油都有较大帮 助作用，这说明经除油水洗后的织物及时定形是很有必要的，这样能 更进一步除油的同时还可减少未 及时定形烘干产生的风干印、水洗 流色印等染色色花、色渍疵病。 从 表 3 也可以看到，在超声波除油工 艺中，预定形过程中的高温挥发作用对除油帮助更大，这说明用超声 波除油工艺虽然水洗不够，但超声 波将油剂乳化、分散、细化成小分 子的作用是够充分的。同一条坯布分别用不同除油 工艺除油后含油率见表 4。从表 4 可以看出，同一条坯布 用超声波除油工艺的除油效果虽 比高乐平幅除油工艺稍差，但除油 后布面左、中、右的含油率较均匀。

                        2．2 染色效果对比

                       坯布 D05 分别用高乐平幅除 油、预定形和超声波除油预定形工艺，然后在同一染缸的两管各配同 一条布的一半，同浴染浅紫色（敏 感色），看布面及边、中色差等情况，其结果见表 5。 表 5 是同一条坯布分别经超 声波除油预定形工艺和高乐平幅 除油水洗预定形工艺处理同缸染 色后的计算机测色值，由测值比较 可知，经超声波除油定形工艺处理 的边中色差较好、布面得色较深、 较艳，且染色均匀度也较好。 布面上油剂经过乳化、分散变 成油剂小颗粒，在预定形时布面带 走的油剂会随水分蒸发而被带进 定形机尾气进行回收处理，可以起 到更进一步除油的作用。 因此，除 油后必须及时定形烘干， 否则，过 久堆置在布车里的湿布会产生烘 干印、水渍印，在染色后表现为色 花疵病。 在化纤弹力针织物的印染生产实践中发现，坯布除油不需要 除得太干净，部分去除、使布面含油均匀就可以，这样预定形后织物染色得色更深、更艳，染后布面手 感也更好，同时也可减少后整理时 柔软剂用量，采用超声波除油工艺 除油正好可以满足此生产要求。

                       3 结论

                       3.1 盛鹏超声波除油机能与定形 机联机生产，且不需用其他化学除油助剂，因此更省水、电、汽、化学 除油剂及人工， 更加绿色环保，能满足生产质量要求，有较好的推广 应用价值。

                       3.2 化纤针织坯布经一槽 85 ℃除 油（清水＋超声波）和一槽 60 ℃除油 （清水＋超声波）及一槽水洗（清水洗+ 超声油）， 轧水进定形机 （195 ℃、15～30 m/min）预定形，超声波频率30 kHz，功率大小可根据坯布的厚 薄和含油量在 0．3～1．0 W/cm2 调整。

                       3.3 利用超声波的这些特性还可 以试验推广应用到超声波化染料、超声波染色及印花后处理等纺织 印染其他生产过程。

                       原标题：化纤针织物超声波除油定形工艺的研究与应用

                       原作者：肖广智，曾涛