染整工藝與設(shè)施發(fā)展歷程
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本文作者：李蘢軒 申春華 作者單位：濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
所謂染整工藝就是紡織工業(yè)中所說的印染技術(shù)，是對紡織材料進(jìn)行物理、化學(xué)處理的綜合性科學(xué)技術(shù)，而染整設(shè)備就是對紡織材料進(jìn)行物理、化學(xué)處理的機(jī)械，染整工藝與設(shè)備是為了滿足染整生產(chǎn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求而設(shè)計、選用的，因此，染整工藝技術(shù)與設(shè)備性能決定了染整產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本。染整工藝與設(shè)備的開發(fā)是實現(xiàn)印染工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有力保障，是適應(yīng)染整行業(yè)技術(shù)改造更新設(shè)備的需要。染整工藝與設(shè)備的研制開發(fā)可以大大加快染整工業(yè)技術(shù)裝備國產(chǎn)化的進(jìn)程，從而滿足染整企業(yè)對新型染整工藝與設(shè)備的需求。
2染整工藝與設(shè)備的發(fā)展歷程
中國是一個擁有五千多年歷史的文明古國，中國文化更是源遠(yuǎn)流長、博大精深，紡織工業(yè)就是中國文化發(fā)展的其中之一。早在五千年前新石器時期，就出現(xiàn)了紡輪和腰機(jī)，但是在當(dāng)時，并沒有染色設(shè)備，當(dāng)時人類并沒有溫暖、色澤鮮艷的衣服可穿，大多數(shù)人依賴大自然為生，于是他們便利用身邊的植物作為染料，把自己的身體、臉染成各式各樣的顏色，這可以說是染色技術(shù)的前奏。隨著時間的發(fā)展，染色技術(shù)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。當(dāng)時，并沒有完整的染色設(shè)備，實行的是家庭生產(chǎn)階段，長期使用的是大鍋、水缸和竹棒。當(dāng)時染色方法有兩種：一是織后染，如絹、羅紗、文綺等；二是先染紗線再織，如錦。隨著染色工藝技術(shù)的提高和發(fā)展，我國古代染出的紡織品顏色也在不斷豐富。有人曾對吐魯番出土的唐代絲織物做過色譜分析，共有二十四種顏色[1]。新中國成立后，我國的紡織工業(yè)同其他工業(yè)一樣有了迅速發(fā)展，染整工藝設(shè)備與紡織工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，因而也就很快形成了較為完備的紡織染整設(shè)備制造工業(yè)體系。以山東為例，當(dāng)時山東印染行業(yè)進(jìn)行了大量的設(shè)備更新、技術(shù)改造以及新技術(shù)設(shè)備的引進(jìn)和推廣。上世紀(jì)50年代中期，我國自行設(shè)計、制造了多臺整套染整工藝設(shè)備，設(shè)計水平不斷提高，設(shè)備性能不斷改善，從而在根本上改變了我國紡織染整設(shè)備依賴進(jìn)口的舊面貌，開創(chuàng)了紡織染整設(shè)備的新局面。1958年－1988年的30年間，山東省印染行業(yè)經(jīng)過不斷地創(chuàng)新與改造，主要生產(chǎn)專用設(shè)備已經(jīng)基本配套齊全。1988年，全省安裝有染整主要專業(yè)設(shè)備921臺，其中連續(xù)軋染機(jī)41臺，染缸395臺，印花機(jī)52臺（其中包括輥筒印花機(jī)32臺，平網(wǎng)印花機(jī)9臺，圓網(wǎng)印花機(jī)11臺）。近十多年來，特別在把我國建設(shè)成有中國特色的社會主義現(xiàn)代化國家的形勢下，通過引進(jìn)和消化吸收，我國染整工藝與設(shè)備又有了迅速的發(fā)展，目前，染整工藝與設(shè)備正朝著高效、節(jié)能減排和環(huán)保的方向不斷提高，可以預(yù)言，我國將以更高的水平，更好的質(zhì)量和更快的速度制造出一系列更好的國產(chǎn)新型染整工藝設(shè)備。
3染整工藝與設(shè)備的發(fā)展趨勢
近幾年來，隨著國內(nèi)外染整新工藝、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，顯示出全球染整設(shè)備行業(yè)蓬勃發(fā)展的勢頭。高效、節(jié)能減排、環(huán)保成為21世紀(jì)染整工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。如今新型染整工藝與設(shè)備正朝著高效、節(jié)能減排、環(huán)保等方面發(fā)展。
3.1高效
當(dāng)前染整工藝與設(shè)備強(qiáng)調(diào)快速、高效的反應(yīng)條件，通過優(yōu)化工藝設(shè)備，縮短工藝設(shè)備流程，以達(dá)到減少生產(chǎn)成本，提高設(shè)備的利用率，從而提高投資效益的目的。例如高效氣體燒毛機(jī)。與其他普通燒毛機(jī)相比，高效氣體燒毛機(jī)采用了新穎的火口，例如XH-Ⅲ-180Q[2]型噴射式火口，高能量的火焰可擊穿空氣及蒸汽緩沖層，并使燈芯絨的溝槽得到良好的燒灼，同時能防止燒毛斑，使滌綸織物表面燃燒成無任何殘留、均勻的布面，另外，高效氣體燒毛機(jī)能使火焰與坯布的接觸面減到最小，并盡可能使熱量不達(dá)到坯布底部，以避免熱敏材料的熱損耗，從而提高了織物的耐用性，避免了許多因燒毛質(zhì)量低劣而造成的疵品，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。高效氣體燒毛機(jī)與傳統(tǒng)的燒毛機(jī)相比，通過在燒毛口上的改進(jìn)，在生產(chǎn)中達(dá)到了節(jié)能、降耗的良好效果。節(jié)省了加工成本，提高了生產(chǎn)效率，從而達(dá)到了染整工藝與設(shè)備的高效發(fā)展。
3.2節(jié)能減排
染整工藝與設(shè)備的水、電、汽消耗量甚大，因此節(jié)能減排成為染整工藝與設(shè)備改進(jìn)的重點(diǎn)。如何做到真正的節(jié)能減排呢？目前主要有以下措施：
3.2.1利用輻射能進(jìn)行加熱
采用新技術(shù)，利用輻射能進(jìn)行加熱，不但節(jié)能顯著，而且也大大地提高了生產(chǎn)率。染整工藝應(yīng)用遠(yuǎn)紅外加熱[3]較為廣泛。應(yīng)用遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)獲得最佳總熱效率，必須因地制宜采取光譜匹配、定向集中輻射和最佳綜合效益三大原則更新加熱系統(tǒng)。另外在進(jìn)行遠(yuǎn)紅外加熱工藝更新時，還應(yīng)注意投資效益，在節(jié)能的前提下，更有利于降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以便獲得最佳的綜合效益。
3.2.2利用低附著量技術(shù)進(jìn)行加工
織物從水洗槽中導(dǎo)出，水分以薄膜狀態(tài)布滿于織物表面及織物間和紗線內(nèi)部。采用常規(guī)軋車機(jī)械擠壓，大部分的非結(jié)合水分可被擠去，而紗線內(nèi)部和交織格旁仍留有不少非結(jié)合水分，擠壓后水分剩余量的多少取決于軋輥的材料、結(jié)構(gòu)、硬度、壓力、織物的組織和纖維材料、工藝水液的溫度和工藝車速等因素。用貝倫輥替代傳統(tǒng)的橡膠輥，組合后的高效軋水車使織物軋余率降低18％～20％，工藝車速比傳統(tǒng)的提高23％[2]。
3.2.3充分利用回收技術(shù)
（1）采用優(yōu)質(zhì)的疏水閥
冷凝水回收系統(tǒng)中的疏水閥質(zhì)量極為重要，若在一臺烘筒設(shè)備上裝上一般泄漏的疏水閥，則一年仍要浪費(fèi)標(biāo)煤30.8t。如果換成優(yōu)質(zhì)的疏水閥，如LS-UFO“李氏”牌自由半浮球式蒸汽疏水閥，該疏水閥無負(fù)荷漏汽率不到0.1％，即使以1％計算，一年的漏汽折合標(biāo)煤約5t，比一般的疏水閥每年少浪費(fèi)標(biāo)煤25.8t[4]。
（2）采用BR型板式冷熱水交換器
采用BR型板式冷熱水交換器，回收平洗廢熱水的能量，熱效率在80％以上[2，5]，熱交換后的熱水毋須動力輸入平洗槽，大大節(jié)省了平洗槽冷水加熱的蒸汽，充分起到了節(jié)能減排的作用。
（3）采用絲光堿回收蒸發(fā)新技術(shù)
若采用絲光堿回收蒸發(fā)新技術(shù)，連續(xù)九級組合蒸發(fā)器僅消耗蒸汽45000t，比三效蒸發(fā)器節(jié)約55000t蒸汽，按鍋爐效率70％、管道損失2％計，僅節(jié)約蒸汽折算為標(biāo)煤，每年為11550t?？苫厥諢龎A8100t，相當(dāng)于節(jié)電16.2×106度[4]，大大地節(jié)省了能源，從而達(dá)到了節(jié)能減排的良好效果。
3.3環(huán)保
環(huán)保是染整行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。染整工藝與設(shè)備采用新技術(shù)、新工藝實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，是改善生態(tài)環(huán)境的積極措施。下面是三種關(guān)于環(huán)保的新技術(shù)：
3.3.1電化學(xué)前處理[2]
美國加利福尼亞大學(xué)發(fā)明了一種電化學(xué)系統(tǒng)，用于無污染的精煉、漂白和絲光。該系統(tǒng)以一個電化學(xué)槽為基礎(chǔ)，其陰極釋放堿劑，通過該電極的紡織品可進(jìn)行漂白和絲光，而其陽極則產(chǎn)生酸，以中和絲光后余下的堿。該方法有助于降低染化藥品的用量，降低能耗，降低廢水、廢氣排放量。
3.3.2酶處理技術(shù)[6]
酶的反應(yīng)條件溫和，針對性強(qiáng)，工業(yè)化生產(chǎn)能降低能源，減少資源消耗，是一種“綠色工藝”。棉紡織采用L40酶、果膠酶、纖維素酶的最佳混配液，實施冷軋堆退漿，精煉，雙氧水漂白，工藝設(shè)備流程短，退漿率高，速度快，適合連續(xù)平幅加工，對棉纖維無損傷。與堿退漿相比，節(jié)省成本，少污染。
3.3.3噴墨印花技術(shù)
噴墨印花技術(shù)是一種清潔的、無環(huán)境污染的高科技印花技術(shù)，其設(shè)備能適應(yīng)高品質(zhì)、小批量、多品種的市場需要。例如Stork公司的Trucolor噴墨印花機(jī)[7]可以直接在織物上打樣和生產(chǎn)，與CAD聯(lián)用可縮短印花周期，并且具有工藝過程無污染，快速完成上染固色而不需水洗，比傳統(tǒng)印花減少了污染。近年來，隨著能源染化助劑等價格的不斷上升，其所占成本比重不斷加大。節(jié)能、節(jié)水、降耗受到了染整行業(yè)的高度重視，所以目前染整工藝與設(shè)備發(fā)展總的趨勢是：向環(huán)境保護(hù)，節(jié)能降耗，省時高效，短流程方面發(fā)展。高效、節(jié)能減排、環(huán)保已成為染整行業(yè)的主流共識。此外高新技術(shù)應(yīng)用使高科技產(chǎn)品、智能產(chǎn)品逐漸增加，因此，另一重要發(fā)展趨勢是廣泛采用自動化技術(shù)，不斷地進(jìn)行設(shè)備改造，提高設(shè)備的先進(jìn)性，從而提升了染整工藝與設(shè)備的自動化程度，使染整工藝與設(shè)備的穩(wěn)定性得到大幅提高。
4結(jié)語
近幾年隨著染整工業(yè)的發(fā)展，無論是染整工藝還是染整設(shè)備的水平都有了明顯提高，同時在高效、節(jié)能減排與環(huán)保方面也取得了一定的發(fā)展，涌現(xiàn)出了更多更先進(jìn)的國產(chǎn)染整工藝設(shè)備，與世界先進(jìn)水平之間的差距正日益縮小。
