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魔术水洗机的创新技术

2020-03-13斯乔麦科技股份有限公司 詹跃男

  摘要:阐述了魔术水洗机作用于化纤针织物平幅除油水洗的工艺原理,阐明了应用超声波技术代替化学助剂对化纤针织物用清水平幅除油水洗,同样可以达到旧式长线平幅除油水洗效果。介绍了生产工艺过程:三浸三轧,清水洗温度85℃,车速25Y/min,三槽各装有六组超声波发生器,同步作用于化纤针织物表面,并对应用过程中析油沾污导布滚及与定形机同步连用等问题提出改进方案。倡导这一具有明显节能减排,绿色环保的创新成果尽快在行业中推广。

0 前言

魔术水洗机是由台湾斯乔麦科技(深圳)股份有限公司创新研发,具有自主知识产权专利技术设计新型平幅除油水洗设备该设备应用超声波技术代替化学助剂用清水对化纤针织物平幅除油水洗。全过程只需经过三浸三轧平幅高温清水作用,即可实现除油效率高,布面洁净,制品手感优异,无折皱、无卷边、无擦伤、无明显的黄斑、油斑;颠覆了化纤针织物平幅除油水洗必须借助化学除油剂才能达到除油效果的传统精练除油工艺由于整机长度只有6.7占地面积小且可以与定形机连机同步使用,节省了工作区间,加上短流程的平幅除油水洗,不用酸洗中和,水和蒸汽消耗量相比长线平幅除油水洗设备可降低80%,短流程、高效率、低消耗、少人工,废水废汽明显减符合了当今节能减排绿色发展的行业要求目前该设备已经在台湾地区广东深圳汕头普宁、福建晋江、石狮等相关的染整企业投入正常运行。

     本文结合近几个月来的生产实践借助于魔术水洗机在化纤针织物平幅除油水洗的应用针对其作用的工艺原理生产工艺过程应用效果成效和遇到的问题及改进意见归纳小结与同行一起分享这一创新技术给我们的思维方式传统理念带来的冲击和影响。

1 超声波及除油机理

1.1 超声波

    声波是物体机械振动状态或能量的传播形式,我们人耳能听到的声波频率在20000Hz以下,超出人耳听觉的一般上限(20000Hz),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,产生的功率特性、传播特性,空化作用,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,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、缩短加工时间、纤维损伤小和加工效高的特性,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性能,明显地提高染料的溶解性和分散性,减少了因染料溶解性不好,分散性差而造成的染色异常。

1.2 除油机理

    魔术水洗机采用超声波技术作用于化纤针织物清水平幅除油水洗的工艺原理,也还是利用了超声波的空化作用。当足够大振幅的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,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,会使液体微粒之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,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,加上机器上部的喷淋冲击和溢流水洗,达到了洁净布面的目的。

2 生产工艺技术条件

2.1 设备

   本机主要适用于化纤针织物的平幅除油水洗,由进布装置,三个除油水洗单元和出布装置组成。三个除油水洗单元各装有6个超声波清洗装置,导布滚上方分布有一排高压喷淋水管,可以快速清洗布面的浮渣,提高除油水洗效果。

2.1.1 技术参数

    设备技术参数如下:

    总功率:                40 kW

    车速:                  40 m/min

    设备工艺流程:

    自动退卷松布超声波清水除油超声波清水除油超声波清水除油落布。 

2.1.2 技术特征

设备技术特征如下:

a.自动退卷松布装置,确保入坯无拉伸,坯布无折痕;

b.采用外置式热交换器加热,使加热槽内各处温度更趋均匀;

c.运用三浸三槽超声波除油水洗,目的是确保除油更洁净。

   d整机总长度只有6.7 m占地面积小与定形机连机后水洗布即可直接预定形

   e     蒸箱顶部是不锈钢平面翻盖密闭性好减少蒸汽外溢又便于处理运行中的异常;

   f.各槽设有溢流口,便于及时清除槽内浮渣,确保布面和水洗槽沾污;

   g.采用人机界面及PLC控制,操作非常方便。

2.2 工艺条件:

    车速                      25 Y/min

    温度                      第一槽85℃,第二、三槽40

    说明清洗各槽的温度是根据现场试机及处理后布面洁净效果而设定的超声波处理器对化纤织物的除油水洗主要发生在第一槽适当的高温可以提高织物的除油速度和洗涤效果而第二三槽只需在常温条件下进一步加强和巩固第一槽的除油质量以确保油渍彻底地清除还能降低蒸汽消耗节省能源。

3 结果与讨论

3.1 除油效果

    魔术水洗机投入正常运行后深圳新兴工业集团曾经取样与德国意大利平幅除油水洗机坯布除油水洗后的含油率进行了对比测试,对比不同水洗机模式的除油效果结果见表1

            l 几种水洗机坯布处理后织物的含油率

布种

 

成分比例

 

来坯含油率/%

除油水洗后坯布含油率/%

斯乔麦

德国

意大利

32针双面罗纹布

67%锦纶

3.8

0.9

1.3

1.1

40针双面罗纹布

72%锦纶

1.8

0.8

1.0

0.7

50针双面罗纹布

46%锦纶

4.9

1.9

2.3

2.3

40针双面罗纹布

75%锦纶

3.7

0.8

1.0

0.9

    1可以看出魔术水洗机,应用超声波技术清水平幅除油水洗后坯布的含油率与进口传统加除油剂后水洗机相比较要低,说明已经达到或超过国外同类设备的除油效果。

3.2 pH

    过去,平幅除油水洗机除油实质是油剂被乳化而去除的过程,利用除油洗涤剂的表面物理化学作用减弱油剂与纤维表面之间的黏附力,在水洗机机械力的作用下使其分离,分离后的油剂和污渍与水洗机筛网鼓上的喷淋强力冲洗去除后,使油剂分散在水中。

    大家知道除油剂包含两种主要成分,表面活性剂和碱类助洗剂,有些工厂为了加强除油效果,还追加了一定量的纯碱,这样在生产工艺流程中,需要水洗后增加一道酸中和再水洗,以确保坯布表面PH值尽量接近中性。因为化纤针织物平幅除油水洗后的坯布表面PH值带醋性或带碱性,不但影响染色的色量和匀染性,还会造成水洗后的流色印,影响染色质量。

    由于魔术水洗机是利用超声波技术清水除油水洗,不用借助任何化学助剂,确保了坯布表面的PH值呈中性水平,几种水洗机处理后坯布pH值见表2

3.3 布面效果

    魔术水洗机机身短,只有三个水洗单元,容布量有限,作用时间短,会不会影响除油水洗后的布面效果呢?经过近半年来的生产实践,尚未发现影响染色质量的黄斑、油斑现象,尤其是一些敏感颜色,如翠绿、翠蓝、橘色、荧光色,经该设备处理后,布面洁净度、颜色鲜艳度,匀染色与长线平幅水洗机处理后的布面效果一致,无明显的折痕、卷边、擦伤、钩纱,制品的手感也无明显的差别。

       2 几种水洗机机处理后坯布pH

布种

成分比例

斯乔麦

德国

意大利

AATCC

ISO

AATCC

ISO

AATCC

ISO

32针双面罗纹布

 

67%锦纶

33%氨纶

7.7

 

6.7

 

7.6

 

6.9

 

7.6

 

6.8

 

40针双面罗纹布

 

72%锦纶

28%氨纶

7.7

 

6.8

 

7.1

 

6.6

 

7.6

 

7.1

 

50针双面罗纹布

 

46%锦纶

54%氨纶

7.5

 

6.5

 

7.6

 

7.1

 

6.8

 

6.5

 

40针双面罗纹布

 

75%锦纶

25%氨纶

7.7

 

6.6

 

7.4

 

6.4

 

7.6

 

6.6

 

4 技术优势

4.1 节省化学助剂

         3 长线水洗机助剂配方

母液配方

除油剂1119N

熬合剂

润湿槽

4kg

2kg

第一槽

4kg

2kg

第二槽

4kg

2kg

补充液配方

12kg

6kg

注:补充液12小时内均匀加入;母液每48小时更换一次;除油剂单价:17.6/kg;  鳌合剂2.8Kg;速度设定:25m/min

    每台机器年节省化学助剂:除油剂(母液)(12kg×350天×17.6/kg)÷2(两天换)=36960.00元;补充液12kg×2(两班)×350天×17.6/kg=147840.00熬合剂(母液)(6kg×350天×2.8元/Kg)÷2(两天)=2940.00元;补充液6kg×2(两班)×350天×2.8/kg=11760.00元,总计:199500.00元。

4.2 大幅度降低水电、蒸汽消耗

         4 几种水洗机成本比较

机器

蒸汽

总计

 

每磅布

用水量(L)

每磅布用水量成本()

每磅布蒸汽量(ton)

每磅布蒸汽费用(元)

每磅布用电量(度)

每磅布电费()

德国

6.3

0.04

0.00032

0.1

0.02

0.02

0.16

意大利

1.5

0.01

0.00039

O.l

0.01

0.01

0.12

斯乔麦

0.9

0.005

0.00008

0.02

0.03

0.03

0.055

  注:水费5.95元/吨,电费1.19元/度,蒸汽286元/吨。

    大家知道,水、电、蒸汽、染化助剂成本约占染整企业总成本的40%左右,这里给您省下一半以上,规模以上的工厂,一年内就可回收投入购买此设备的成本,经济效益可观。

4.3 节省人工提升品质

    长线平幅除油水洗机除油水洗后坯布需要及时进行预定形或烘干,若处理不及时,容易被“风化”,产生水洗流色印,给染色带来异常。魔术水洗机可以与定形机连机并用,就可解决此现象。即可将除油水洗后的坯布及时预定形,还可以每台机器减少员工2名,在劳动力成本居高不下的今天,给企业降低了用工成本又提升了产品质量。

4.4 废水零排放

    应用超声波技术对化纤针织物不使用化学助剂只用清水进行平幅除油水洗处理后的工作液经过简单沉淀过滤浮渣布毛等杂质后可以再回用于前处理或中深色染色工艺中不但工艺效果达到前处理或染色质量标准,还实现了除油水洗溢流水连续循环利用,废水零排放的目的。

5 问题及改进意见

5.1 油斑回粘

    平幅除油水洗机除油水洗生产一定时间后都会出现程度不一的油剂聚积,沾污导布滚、水洗槽,然后回粘布面造成油斑现象,一般都需在规定的时间进行冲洗缸。魔术水洗机也一样,且更容易产生上述异常现象,生产现场也发现,机器正常运行两天后,就可见油剂沾污导布滚,然后布面有回粘的油斑,主要产生在水洗槽的第一单元。虽然该设备的三个除油水洗单元都安装有超声波处理器,但坯布首先进入的是第一槽,一瞬间发生物理和化学反应,产生的浮油、浮渣的浓度大于后面两槽,所以油斑聚积现象明显严重后面两槽。

    建议在第一槽外置一个过滤装置,既可以过滤浮油、浮渣,还可以将间接加热改成直接在过滤器蒸汽加热。节能又可减少油剂的回粘;另外,第二、第三槽的溢流口设置略高于第一槽溢流口,用管道连接回流到第一槽,稀释其水溶液,还能节水。

5.2 定形机连机间距

    魔术水洗机与定形机连机使用,既减少了占地面积,节省了人力,还提高了生产效率。但要注意的是两台机器的连接处要预留一定的区间,最好是用一个带滑轮的布架,随时可以移动,一旦机器故障,仍然可以单独作业,互不影响。

6 结束语

技术创新永远在路上作为染整企业凡是有利于实现节能降耗减本增效清洁绿色生产的新技新工艺新材料新设备我们都要大胆地采用推广这样才能促进企业的技术升级和可持续发展。

参考文献

[1] 李志刚.超声波技术在羊绒低温染色中的应用[J].针织工业,2012 (9): 51-52.

[2] 李志刚.超声波技术在棉针织物低温练漂中的应用 [C].2018年全国针织染整前处理染色新技术研讨会论文集。广州:2018年全国针织染整前处理染色新技术研讨会,20186月.

[3] 詹跃男.精细化染整加工工艺的实践探讨与分析[J].针织工业,2016 (5): 33-37.

[4] 丘健鹏.锦氨经编针织面料平幅除油水洗新工艺探讨[C].2018年全国针织染前处理染色新技术研讨会论文集.广州:2018年全国针织染整前处理染色新技术研讨会,20186月.

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