Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Отделочные и печати на текстиле


Технологии/Отделочные и печати на текстиле/Преимущества термомагнитной технологии колорирования и отделки текстильных полотен

Преимущества термомагнитной технологии колорирования и отделки текстильных полотен

24 января 2005
Рынок легкой промышленности №41, 2005

Кокшаров Сергей Александрович

Российский экономический кризис 1990-х годов пагубно отразился на всей промышленности страны. В легкой и текстильной промышленности одним из последствий дестабилизации стало практически полная остановка переоснащения предприятий, столь необходимого для реализации перспективных технологических разработок. К числу последних можно отнести комплекс научно обоснованных решений с использованием нетрадиционных для текстильной и легкой промышленности физико-химических воздействий: низкотемпературной плазмы, инфракрасного излучения, магнитного поля, высокоскоростных сдвиговых нагрузок и др.

К ним, в свою очередь, относится метод магнитно-химического регулирования взаимодействий в красильно-отделочных композициях и протекания различных процессов при обработке текстильных материалов. Он аккумулирует в себе результаты анализа полувекового опыта успешного использования в различных областях производства воздействия магнитных полей на жидкостные системы, впервые примененного бельгийской фирмой Эпюро для предотвращения образования накипи в котельных установках и теплообменной аппаратуре. Однако предварительное воздействие магнитных полей на воду в процессах колорирования текстильных материалов малоэффективно, поскольку не обеспечивает соблюдение высоких требований по стойкости получаемой окраски. Причиной получения неудовлетворительных результатов технологических процессов является неконтролируемый состав примесей технической воды.

В результате комплекса фундаментальных исследований, проведенного коллективом ученых из Института химии растворов РАН, ивановских вузов и отраслевых институтов, выявлены уникальные возможности магнитно-химической активации, недостижимые с использованием традиционных химических или физических методов изменения состояния реагентов в растворах: получение обратимых релаксирующих эффектов в изменении свойств растворов; инициирование химической реакции или структурной перестройки в растворах в заданный момент времени по ходу процесса; изменение состояния реагентов в жидкости, находящейся в капиллярно-поровом пространстве волокнистого материала; непосредственное управление сольватацией функциональных групп волокна и усиление пластификации термопластичных полимеров.

Установлено, что с учетом специфики технологического процесса обработки текстильных полотен и вскрытых закономерностей магнитно-химического регулирования состояния систем «технологический раствор - волокно» можно прогнозировать ожидаемый результат и выявить наиболее рациональный вариант воздействия магнитных полей из числа представленных на рис. 1. Причем далеко не все из них и не всегда применимы и могут дать положительный результат.

Но в некоторых случаях, как, например, при крашении целлюлозно-полиэфирных материалов смесью активных и дисперсных красителей комплексное использование магнитных воздействий обеспечивает получение взаимодополняющих и усиливающих эффектов: увеличения сорбции и улучшения pовноты нанесения состава при омагничивании в процессе пропитки (вар. III); получения антимигpационных эффектов при воздействии на мокроотжатое полотно (вар. IV); ускорения удаления влаги и целенаправленного изменения свойств пpодукта промежуточной кристаллизации композиции при сушке (вар. V); повышения фиксации красителей при снижении температуры термообработки на 30...40°С (вар. VI) в альтернативу существующему за рубежом направлению на ужесточение режимов высокотемпературного прогрева.

Для промышленной реализации разработок, модернизации действующего и создания специального оборудования рекомендованы электромагнитные системы, расчет которых осуществляется, исходя из задаваемых величин ширины полотна, высоты зазора между полюсами, в котором проводится текстильный материал, и напряженности поля в зазоре.

Производственными испытаниями в ОАО Кохматекстиль подтверждены прогнозируемость результатов и технологическая эффективность магнитно-химической активации при крашении хлопчатобумажных тканей прямыми, сернистыми, кубовыми красителями, азотолирования ткани под печать. Оценены возможности улучшения качества продукции и снижения себестоимости ее обработки при аппретировании тканей, придании различному их ассортименту свойств несминаемости, безусадочности, водоупорности или огнестойкости. После модернизации пропиточного устройства красильной линии ЛКС 140-6 удельные расходы различных марок кубовых красителей снижены на 15-17%, а гидросульфита - на 15-25%.

При производстве тканей и нетканых полотен технического назначения с повышенной поверхностной плотностью определенные трудности, как известно, вызывает обеспечение качественной отделки предконденсатами термореактивных смол. В результате оптимизации теплотехнических условий термомагнитной обработки найдено эффективное решение с использованием комбинированного воздействия ИК-излучения и магнитных полей.

Сохранить преимущества активирующего воздействия излучения при снижении возможных негативных последствий позволяет метод чередующегося радиационно-конвективного нагрева, когда удается реализовать псевдоизотермический режим обработки с колебаниями температуры ±5...10°С от заданного значения.

Для практической реализации высокоэффективной термомагнитной технологии заключительной отделки тканей предложены варианты модернизации существующего оборудования, в частности, радиационно-термических камер УРТК и УТО-2, выпускаемых объединением Ивтекмаш. Усовершенствование оборудования может быть произведено собственными силами предприятий. Впервые подобная модернизация проведена на ОАО Трехгорная мануфактура.

Оснащение термокамеры приставкой с электромагнитными блоками позволило увеличить продолжительность обработки ткани с 8 до 25...30 с, обеспечить полноту протекания полимеризационных процессов и закрепление отделочных препаратов. Более мягкие условия обработки обеспечивают комплексное улучшение потребительских характеристик готовых тканей: повышение несминаемости и малоусадочности при минимальных потерях разрывной нагрузки и износостойкости.

Объективной характеристикой изменения состояния предконденсата является соотношение форм формальдегида. Сравнение приведенных на рис. 2 результатов противоусадочной отделки тканей на существующем и модернизированном оборудовании для ИК-нагрева показывает, что комбинированный метод обработки ИК-излучением и магнитным полем не только обеспечивает наибольшую полноту использования предконденсата, но и предупреждает его термодеструкуцию и выделение формальдегида в воздух производственных помещений и в выбросы вытяжной вентиляции.

Экономическая эффективность использования магнитно-химической активации высокотемпературной фиксации отделочных препаратов обусловлена повышением производительности оборудования в 1,2 раза, сокращением в 1,25...1,5 раза удельного расхода химматериалов, а также снижением на 15...50% удельных затрат электроэнергии.

Эффективность термомагнитной фиксации растет по мере снижения реакционной способности предконденсатов. В связи с этим закономерно возрастание актуальности развития термомагнитной технологии в свете необходимого перехода на использование низкоформальдегидных и бесформальдегидных отделочных препаратов. В комплексе этих проблем совместно со специалистами ОАО Ивхимпром разработаны технологические режимы производства и применения малотоксичных препаратов для заключительной отделки тканей карбамол МТ и карбамол МТ-2.

Термомагнитная обработка может быть достаточно эффективной в условиях производства клеевых и комбинированных нетканых полотен, дублированных материалов. Известны разработки с использованием воздействия тепловых и магнитных полей в процессах клеевой фиксации прокладочных материалов в швейных изделиях.

Безусловно, модернизация типовых камер ИК-излучения не может устранить все присущие им недостатки и является лишь вариантом улучшения их эксплуатационных характеристик. Разработка специального оборудования для термомагнитной обработки осу­ществлена совместно со специалистами ИвНИТИ.

Благодаря этому, в конструкцию оборудования внесены передовые разработки по совершенствованию камер ИК-нагрева. Технологическими тре­бованиями предусмотрены две модификации оборудования: установка термомагнитная с галогенными излу­чателями УТМГ-140 для линий заключитель­ной отделки и машина термомагнитная МТМ-180 для линий термофиксационного крашения. Основное от­личие их заключается в обеспечении продолжительности обработки соот­ветственно 25...30 с и 60...90 с и интервал рабочих температур тка­ни в первом случае - 130...160°С, во втором - 160...180°С. Данное оборудование может быть унифицировано благодаря секционному строению для изменения общей дли­тельности обработки. Оно содержит легко сочленяемые друг с другом секцию разогрева, одну или несколько секций выдержки ткани при термомагнитном воздействии и секцию охлаждения.

Простота конструкции установки УТМГ-140 обусловлена отсутствием системы аварийного охлаж­дения ткани при останове оборудования. Использование в качест­ве излучателей галогенных ламп КГТ 380-3000 гарантирует с од­ной стороны моментальное достижение рабочих температурных па­раметров при пуске, а с другой - мгновенное их гашение при от­ключении питания и исключает перегрев или возгорание материала.

Расчеты подтверждают, что при температуре воздуха в производственном помещении не более 30оС достаточно естественного охлаждения обмоток; кроме того возможна принуди­тельная подача воздуха за счет подсоединения к окнам воздухо­водов рабочей вытяжной вентиляции. Система автоматики обеспечивает контроль над температурой ткани в двух точках: на выходе из секций разогрева и на пос­леднем входе в зону омагничивания. Предусмотрено автоматичес­кое поддержание заданного режима обработки по этим температур­ным параметрам. Оборудование просто в эксплуатации; удовлетво­ряет существующим требованиям по технике безопасности, охране труда и производственной санитарии.

Оптимальные температурно-временные параметры в предлагаемом оборудовании для термомагнитной обработки обеспечиваются при существенном сокращении энергопотребления и занимаемых площадей (относительно оборудования для конвективного нагре­ва). Наличие электромагнитных систем не приводит к существен­ному утяжелению оборудования, а его использование обеспечит также сокращение расходов химических материалов и комплексное улучшение качества готовой продукции. Совокуп­ность технологических и технико-экономических преимуществ новых оригинальных термомагнитных технологий и разработанного оборудования должны обеспечить их высокую конкурентную способность как у нас в стране, так и за рубежом.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ