通常把频率为2、×104Hz～2、×109Hz、的声波叫做超声波。它既是一种波动形式,又是一种能量形式。由于它所具有的声波特点和声空化作用,在印染前处理中正逐渐引起人们的注意。不少报道说明,在退浆、精练和漂白等前处理加工中都应用了超声波设备,去除纤维表面的天然的和外来的杂质。
1、在退浆工艺中的应用
采用超声波研究纺织用淀粉上浆和退浆表明,与一般的淀粉上浆和退浆相比,使用降解淀粉上浆后再用超声波退浆可以节约许多能量。
Valu、等人在关于织物超声波退浆的研究中也发现化学药剂和能量的节约现象。使用超声波退浆,可减轻纤维的降解,织物的白度与润湿性与传统退浆方法相同,提高退浆效率,这对于一些难膨化的浆膜,例如淀粉浆膜特别有意义,可带来节水和节能效果。
在退浆过程中,超声波空化作用引起的分散作用可以使大分子之间产生分离,促进浆料与纤维的粘着变松;而超声波引起的乳化作用可以使去除的浆料溶解性能提高,使其具有较好的退浆效果。而且超声波的吸热效应可使反应保持在一定的温度,为反应提供能量,从而节省了其他能量。
2、在煮练工艺中的应用
在中性或很弱的碱性浴中精练羊毛纤维与传统精练羊毛相比,其纤维损伤较小。另有报道称,使用超声波精练羊毛,纤维性质有所改变,操作速度也有所提高。最近有报道称,利用超声波洗毛可以降低洗毛温度、缩短时间、降低净洗剂用量,且在一定条件下,不用净洗剂或温度低于羊毛脂熔点仍可达到洗净毛质量要求;利用超声波洗毛所得洗净毛蓬松性好,羊毛纤维之间不发生纠缠,白度高,洗净毛中几乎无细小杂质;超声波作用后,羊毛鳞片变钝变光,降低了羊毛纤维摩擦效应,且作用时间越长,降低幅度越大,从而改善羊毛纤维的毡缩性;由于超声波对于羊毛纤维的蚀刻作用,羊毛纤维更趋集中,长时间作用会使羊毛纤维直径明显变小,断裂伸长增加,但对羊毛纤维强力无明显损伤。
超声波对苎麻原麻中的胶质成分有分散作用,且随频率、功率不同分散效果不同。超声波脱胶比预酸处理效果好,且作用时间短,可采用流水线处理工艺。
绢纺原料精练中,超声波的除油、除胶效果明显比常规处理好,尤其对含油较高的原料,处理效果尤其好,不仅不用进腐化缸,且不需高温、高pH值和长时间;在除胶保油的同时,对纤维操作小,可根据不同的要求,保住不同程度的胶质,且经过超声波处理过的原料,白度高、纤维松散,易与蚕蛹分离。
超声波在煮练工艺中的作用主要是源于空化作用而引起的弥散作用、乳化作用、洗涤作用以及解聚作用。超声空化作用使粘附在纤维上的污物表面张力降低,因此在各个表面上和低处起着清洁作用,同时空化作用使污物和油垢得以乳化,协助清除油垢和污物。超声波的分散作用使麻的胶质与纤维分开,再利用超声解聚作用使胶质去除;超声波还可加速丝胶溶解,使纤维充分分散。
3、在漂白工艺中的应用
Safonov、采用超声波对棉织物进行双氧水漂白,观察到漂白速度提高、漂白时间缩短、织物的白度也优于传统的漂白方法。
另有报道称,在超声波环境下用双氧水漂白棉织物,处理1、h、的双氧水消耗比用冷法(16、h)的高,但与煮沸法(2.、5、h)、相近,总效果显著地比冷法大,与常规法相似,但超声波处理无需额外的能量,时间短,处理的织物吸水性与常规法一样好。同时,用超声波处理后的漂白棉织物对于直接染料、活性染料的上染率是很有效的,活性染料染色时纤维2染料的共价键形成是良好的、稳定的。有关超声波对亚麻加工影响的研究表明,与传统练漂的亚麻纤维比较,纤维白度得到提高。
超声波的空化作用可以使药剂与纤维充分接触,一方面超声波作用于纤维,使纤维内部的比表面积加大,从而增大了纤维吸附化学药剂的比表面积,提高反应速率;另一方面超声波的空化作用可有助于破坏发色体系,从而起到消色的作用。
4、结论
超声波在前处理操作中的运用,其目的是从纤维表面去除天然的和外来的杂质,如尘埃污物杂质,在这些过程中超声波的使用都会提高处理速度。
超声波在前处理过程中的应用可归纳为:弥散作用、乳化作用、洗涤作用以及加聚、解聚作用等,目前还很难精确地解释超声波是如何促进反应过程的。
一般说来,对过程的改进来自空穴作用,也可以笼统地解释为:超声波的有效作用是在合适的化学环境的存在下获得的。
纵观国内外几十年的研究可以看出,超声波在纺织品前处理的应用确实起到了明显的效果,然而国外在超声波漂白方面的研究还缺乏足够的资料说明,国内在此领域的研究及报告更是罕见。
对于纺织品加工处理来说,漂白工序占据着举足轻重的地位,对于其后的染色、后整理等工序有着重要的影响,对于纺织业提高产品质量档次,开发新的花色品种,适应当今时代潮流,迎接新的挑战具有深远意义。
这促使我们去研究、探索新的生产工艺、更优良的生产加工方法,超声波漂白以其独有的特色将引起人们的关注,引起更多的科研工作者的关注,不断试验与完善,并逐步应用到生产实践中去。
