微波烘燥在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

朱偉平

摘 要：微波是電磁波的一種，該技術(shù)在紡織工業(yè)中具有十分廣泛的應(yīng)用。本文主要從紡織品處理、加工、檢測和紗線定形系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了舉例分析。

關(guān)鍵詞：微波；烘燥；紡織工業(yè)；應(yīng)用

1 概述

微波是一種頻率為300MHz-300GHz的電磁波，照射極性物質(zhì)時(shí)，極性物質(zhì)分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)速度加快，物質(zhì)內(nèi)能增加進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對紡織品的加工處理提出了更高的要求，微波技術(shù)由于其均勻、高效、快速、無污染等優(yōu)點(diǎn)得到了人們的廣泛關(guān)注，本文將對微波烘燥技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

2 微波烘燥在紡織品工業(yè)中的應(yīng)用

2.1 紡織品處理階段

微波照射紡織品時(shí)，能加快物質(zhì)內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)速度，加快膠質(zhì)的溶解，改善脫膠效果。國外相關(guān)學(xué)者曾報(bào)道韌皮纖維，如大麻，在紡織加工前必須進(jìn)行脫膠處理，一般常用的方法有機(jī)械、酶和化學(xué)脫膠方法，其脫除效果并不理想。用微波技術(shù)處理膠質(zhì)時(shí)，微波能在維持纖維細(xì)度和亮度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)脫膠，且試驗(yàn)證明，微波處理時(shí)間越長，纖維細(xì)度和亮度都會增加。

除大麻脫膠外，絲織品的精練脫膠也是較為常見的一道工藝，該工藝的主要目的是保持絲織品特有的風(fēng)格和優(yōu)美光澤。傳統(tǒng)脫膠方法是以堿性鹽溶液為精練液，在高溫條件下進(jìn)行脫膠處理，堿性鹽類溶液一般可選取硅酸鈉、純堿、磷酸鈉、硼酸鈉等。絲膠溶解性較差，這就需要延長處理時(shí)間和提高處理溫度才能有效脫膠；若用微波進(jìn)行處理，絲制品在微波照射下會產(chǎn)生熱，有效溶解絲膠及其他不純物，再用熱清水沖洗，就能獲得理想的精練效果。

2.2 紡織品加工階段

2.2.1 染色中的應(yīng)用 微波染色基本原理：按照常規(guī)方法將待染織品浸扎染液，然后將待染織品導(dǎo)入密閉微波加熱室內(nèi)，浸扎在染料液中的織品在微波照射作用下，則織品中的極性分子在電場作用下會發(fā)生極化，改變排列方向，分子間摩擦增大，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能；而染料分子在微波的作用下會升溫，從而提高上染和固色的速度。微波染色可采用織物或絲束加工方式，能用于親水性纖維染色和疏水性纖維染色；染料主要包括活性染料、分散染料、直接染料和陽離子染料幾類；染色后處理方式仍保持不變。用分散染料染滌綸、用油溶性染料和分散染料染醋酸纖維時(shí)，微波可在固色方面具有很大優(yōu)勢，而且還能降低能源消耗。值得注意的是，水分子是實(shí)現(xiàn)微波加熱的關(guān)鍵，因此織品或者色漿應(yīng)保持一定的含水量，確保印花織物在未干時(shí)進(jìn)行固色。

2.2.2 染整加工方面的應(yīng)用 微波輻射在紡織染整加工方面也有很好的促進(jìn)作用，對分子具有一定的活化作用。微波輻射能激發(fā)分子的運(yùn)動(dòng)，這對于化學(xué)鍵的斷裂是十分有利的。分子由基態(tài)達(dá)到亞穩(wěn)態(tài)，需要吸收一定的能量，以使電子產(chǎn)生躍遷；躍遷后分子狀態(tài)活躍性提高，分子間的碰撞幾率和有效碰撞幾率大大增加，從而加快反應(yīng)速度。環(huán)氧樹脂整理織物時(shí)，微波輻射可在短時(shí)間內(nèi)改善褶皺回復(fù)性，提高染色的耐酸堿性和耐光性。

2.3 檢測中的應(yīng)用

2.3.1 微波烘干 紡織品常用的干燥方法主要以傳導(dǎo)或?qū)α鞯姆绞絺鬟f能量，如熱風(fēng)、電熱、蒸汽等均屬于該類傳熱方式；微波烘燥原理與上述原理不同，主要是靠電磁波輻射的方式將能量傳遞到紡織品內(nèi)部的，能量傳遞效果受物質(zhì)介電常數(shù)的影響，介電常數(shù)越大的物質(zhì)對電磁波的吸收力越強(qiáng)，其烘燥效果越好。采用微波烘燥，主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①高效，微波加熱直接作用于紡織品本身，熱損失較少，因此加熱效率較高，這就有效避免了長期高溫作業(yè)，極大的改善了工作環(huán)境。②均勻。微波加熱不同于其他加熱方式，是屬于內(nèi)部加熱，整個(gè)加熱過程更容易保障織品受熱的均勻性。而對于回潮率分布不均的織品，水的介電常數(shù)相對較大，因此水量較少的部分比其他部分吸收的熱量少，水分含量多的部位則吸收的熱量多，而水分的蒸發(fā)相當(dāng)于調(diào)節(jié)作用，確保了紡織品受熱的均勻性。③快速。紡織品材料本身的熱傳導(dǎo)率較低，通過熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行加熱，需要的時(shí)間較長；而微波利用被加熱物體本身發(fā)熱而實(shí)現(xiàn)的內(nèi)部加熱，無需傳導(dǎo)過程，縮短了傳熱時(shí)間。

2.3.2 微波測濕 紡織品回潮率常用的測定方法有直接法和間接法，直接法是直接測量干重和濕重，然后按照吸濕指標(biāo)的公式計(jì)算而得；間接法是利用電阻、介電常數(shù)、外來輻射的吸收等物理量與紡織品回潮率之間的關(guān)系而間接計(jì)算得到。間接測量速度較快，一般不用去除紡織品中的水分。微波測量屬于間接測量，測量原理如下：水分子能吸收微波能力，且吸收能力是普通紡織材料的數(shù)百倍。測量時(shí)，探針向紡織品中發(fā)射一定的微波能量，微波能量通過紡織品時(shí)，被其中的水分子吸收一部分，傳感器能探測到微波通過紡織品前后的差值，經(jīng)過計(jì)算后可得紡織品的回潮率。

2.4 紗線定形系統(tǒng)中應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國棉紡工業(yè)也得到了快速發(fā)展。原有的蒸紗機(jī)處理工藝逐漸被取代，多數(shù)采用車間存放、自然回潮的方式實(shí)現(xiàn)對強(qiáng)捻紗的捻度定形，這是由于傳統(tǒng)蒸紗工藝是利用飽和蒸汽攜帶熱量對紡織品材料進(jìn)行作用，熱量傳遞是由外而內(nèi)進(jìn)行的，作用速度慢，加熱時(shí)間過長。微波技術(shù)的實(shí)用可改善這一不足，微波作為一種穿透性極強(qiáng)的短波，可穿透數(shù)十厘米以上的物品，這就能使紗線內(nèi)外層的水和纖維同時(shí)吸收能量，提高了加熱速度；微波定形的另一優(yōu)勢是無需對紗線進(jìn)行調(diào)濕處理，簡化了工藝。

利用微波對紗線進(jìn)行定形時(shí)，纖維分子在濕熱條件下的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，而熱能的增加又使分子間的氫鍵變得活潑，大分子重排，應(yīng)力松弛，溫度降低后形態(tài)穩(wěn)定從而達(dá)到定形的效果。傳統(tǒng)定形時(shí)間為幾十分鐘至幾個(gè)小時(shí)，而利用微波定形僅需要2min即可完成，這與傳統(tǒng)的定形工藝形成了極大的反差，縮短工藝時(shí)間，操作方便，且消除了傳統(tǒng)定形工藝中的水漬問題。總之，微波技術(shù)以其特有的效果，使得內(nèi)外層紗線定形均勻性、時(shí)效性、能源利用率等得到了提升。

3 結(jié)語

微波技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有快速、高效、資源利用率高、無二次污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在環(huán)保領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為高效、節(jié)能、無污染加工工藝實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)保障之一，微波技術(shù)作為一種綠色節(jié)能加工處理技術(shù)，其在紡織工業(yè)生產(chǎn)中的多個(gè)領(lǐng)域都有良好的發(fā)展前景，能創(chuàng)造重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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