Физико-химический смысл и способы процессов промывки и пропитки текстильных материалов

ХТООП. 3 часть. Оборудование отделочного производства

Механические и гидравлические способы интенсификации промывки тканей. Оборудование для промывки и химической подготовки ткани к крашению. Рис. 44, 45

Промывка представляет собой сложный гетерогенный физико-химический процесс удаления загрязнений из текстильного материала в моющий раствор (водный или органический). Это массообменный или диффузионный процесс. Загрязнение текстильного материала при промывке может находиться в двух состояниях: растворенное в пропиточном растворе и сорбированное на поверхности волокнистого материала. Первое удаляется обычным отжимом и последующей пропиткой свежим моющим раствором, который разбавляет загрязнения, второе требует повышенных энергетических затрат на его удаление, т.е. существенной интенсификации процесса промывки.

Различают гидравлические и механические способы интенсификации процессов промывки. Гидравлические способы. Рис. 44. Вакуум-просос и продавливание жидкости сквозь ткань являются эффективными средствами интенсификации промывки за счет энергичной циркуляции моющей жидкости (рис. а, б) а – от вакуум-насоса. б – давление гидронапора. Конструкция требует установки опорной плоскости для ткани, чтобы ее не сносило потоком жидкости.

Рис. в. Цепной ленточный перфорированный транспортер, между плоскостями находится волокно, которое двигается над вакуум-коробкой, из которой насосом откачивается раствор (ч/з ткань).

Рис. г. перфорированный вращающийся вакуум-барабан, огибаемый тканью, передвигающейся по его поверхности. Барабан опускают в ванну, уровень жидкости в которой выше, чем уровень жидкости внутри барабана. За счет сопротивления, оказываемого тканью. В результате этого возникает некоторый напор, способствующий просачиванию раствора сквозь ткань. Жидкость из барабана откачивается насосом – создается разряжение. Эф-вен для трикотажных полотен и др тканей с легко поврежд-ся структурой. Простота конструкции.

Рис. 45. Механические способы.

Вызывают вибрацию жидкости вблизи ткани (рис. 45, а-г), другие – вибрация ткани (д, е). действие основано на том, что они вызывают вибрацию жидкости, пульсирующие потоки которой воздействуют на менее подвижную поверхность ткани, осуществляя прокачивание жидкости сквозь нее. Если же колебание сообщается самой ткани, происходит прожим жидкости то с одной, то с другой стороны ч/з ткань. Рис. а. турбинатор – вызывает вибрацию жидкости своими лопастями, совершая качательное движение, с частотой 2200-2500 кол/мин, амплитудой 2-3 мм. Вибратор (б) ромбовидного профиля – представляет собой ребристую плоскость 1, получающую колебательное движение от валика 2. Валик приводится во вращение от электродвигателя ч/з ременную передачу.

Виброцилиндр (в). Япония. Имеет волнообразную поверхность с 9ю выступами и представляет собой ротор 1, который установлен внутри неподвиж-го перфор-го кожуха 2 так, что расстояние от выступов до стенки кожуха составляет всего 1,5 мм. Вокруг кожуха установлен сетчатый барабан 3, легко вращ-ся на шариковых подшипниках за счет движения ткани, перемещ-ся по его поверхности. Устройство наход-ся в ванне с моющ раствором. Выступы проталкивают жид-ть в сторону ткани, а каждая впадина засасывает ее обратно.

Вибрирующий клин (г) – вытеснитель 1 конической формы с гофрированными металлическими стенками, который вставлен в ванну соответ формы. Совершая при помощи привода и эксцентрика 2 колеб-е движение вверх и вниз, клин вызывает вибрацию жидкости, изменяет ее давление, чем усиливает моющее действие раствора.

Оборудование для промывки и химической подготовки ткани к печатанию. Рис. 43

Промывка представляет собой сложный гетерогенный физико-химический процесс удаления загрязнений из текстильного материала в моющий раствор (водный или органический). Это массообменный или диффузионный процесс. Загрязнение текстильного материала при промывке может находиться в двух состояниях: растворенное в пропиточном растворе и сорбированное на поверхности волокнистого материала. Первое удаляется обычным отжимом и последующей пропиткой свежим моющим раствором, который разбавляет загрязнения, второе требует повышенных энергетических затрат на его удаление, т.е. существенной интенсификации процесса промывки.

Промывная ванна. а -Ванна с нагрузными роликами обеспечивает небольшой промежуточный отжим после прополаскивания, повышая эффективность промывки на 2...14 % в зависимости от создаваемого удельного давления от 2 до 10 кН/м.недостаток- усложняет конструкцию пром-х машин.

Прополаскивание предусматривает быструю и частую смену моющего раствора (обтекание), при этом хорошо отмываются растворимые загрязнения, например, серная кислота или гидроксид натрия, которые на 80...90 % отмываются уже за 20 с, тогда как нерастворимые или труднорастворимые загрязнения (суспензии, крахмал) за 100 с в этих же условиях отмываются всего на 20...25%.

Ванна с подводными отжимами действует более эффективно, интенсифицируя промывку примерно на 15...22 % благодаря тому, что при подводном отжиме не происходит насыщение ткани воздухом и не образуется водяная пленка, способная тормозить удаление загрязнений.

Валковый отжим наиболее распространенный и достаточно эффективный способ интенсификации промывки, он способствует разрушению водяной пленки, возникающей на поверхности волокна. Часть загрязненной жидкости при отжиме выжимается из толщи текстильного материала, после этого он снова способен впитывать чистый моющий раствор. В жале валов в толще полотна или жгута возникают мощные струи жидкости, направленные навстречу текстильному материалу, которые выносят загрязнения на поверхность волокнистого материала, что способствует смыванию их водой. При непрерывном способе промывки ткани устанавливают промежуточные отжимы с невысокими удельными давлениями 2-10 кН/м. повышение до 14% дают нагруз-е ролики и подводные отжимы.

Спрыски бывают струйные и щелевые (сопловые), в которые моющий раствор может подаваться либо от водопроводной сети (слабонапорные спрыски), либо насосом. Недостатки-большое колич-во энергии.

Водяные струи или водяной каскад пробивают имеющуюся на мокрой ткани водяную пленку, проникают в толщу ткани, вытесняют загрязненный раствор, заменяя его свежим. Таким образом, механизм промывки включает в себя и обтекание, и фильтрацию. Более высокую эффективность промывки можно достигнуть, если установить спрыски сразу после выхода ткани из жала валов. В этом случае ткань более эффективно всасывает воду, а не воздух, имитируя подводный отжим; эффективность спрысков повышается при двустороннем действии. Для выравнивания моющего действия по длине дырчатой трубы при односторонней подаче моющей жидкости рекомендуется соблюдать условие отношения площадей: плащадь сечения трубы/сумма площаей отверстий =2.5-3.

Устройства для заправки и расправления ткани (тканенаправители). рис. 1.

Заправочные механизмы обеспечивают продвижение жгута или ткани по заданному направлению. Для заправки тканей в машины применяются направляющие кольца, бремзы, направляющие движущуюся ткань и регулирующие ее натяжение.

Направляющие кольца служат для направления движущихся жгутов ткани с установкой поворотных роликов, если направление движения жгута изменяется. Плавный поворот жгута на поверхности ролика предупреждает возможность повреждения поверхности ткани. Д=100-140 мм. Нерж сталь, керамика.

Бремза представляет собой поворотную рамку, состоящую из двух брусков или труб 3, соединенных жесткой поперечной связью. С помощью маховичка 1 и червячной передачи 2 бремзу можно поворачивать вручную, изменяя угол обхвата труб полотном и соответственно его натяжение.

Текстильный лоцман (рис.1) представляет собой простейший роликовый тканенаправитель, установленный на поворотной раме и обеспечивающий направление движения полотна по осевой линии машины. Он состоит из планочной стойки 3, жестко соединенной в центре с осью 1, установленной в шарнирных подшипниках, расположенных на осевой линии машины. На стойке укреплены два ролика 2, на которые заправлена движущаяся ткань 4. Вся система образует жесткую рамку, которая может поворачиваться вправо и влево в плоскости ткани на небольшой угол, зависящий от положения ограничителей, установленных по обе стороны рамки. При смещении полотна в какую-либо сторону на величину α (рис. 1 б) нарушается равновесие сил трения на поверхности роликов и рамки, в результате чего возникает момент равнодействующей сил трения относительно оси вращения О, заставляющий рамку лоцмана повернуться вокруг своей оси.

Рис. 1. Текстильный лоцман.

При этом ролики 2 встречают полотно ткани под углом, в результате чего силы Р, движущие ткань, разлагаются на две составляющие, одна из которых P¹, обеспечивает поступательное движение ткани, а другая Р² перемещает ткань вдоль роликов, возвращая ее в исходное положение. Восстанавливается равновесие сил, и лоцман возвращается снова в горизонтальное положение. Текстильный лоцман может устанавливаться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях; он центрирует движение полотна вдоль оси машины при большом диапазоне скорости продвижения ткани, обеспечивая устойчивую работу оборудования. Однако точность центрирования относительно невелика, амплитуда колебания полотна составляет ± 30 мм, засечек и загнутых кромок не исправляет.

Устройства для заправки и расправления ткани (тканерасправители, жгуторасправители). Рис 3; 24.

Тканерасправители это механизмы, предназначенные для некоторого ширения полотна ткани и расправления на ее поверхности засечек и загнутых кромок. Они устанавливаются либо на вводе ткани в машину, либо перед ее отдельными рабочими органами, например, перед отжимными валами, сушильными цилиндрами и другими органами, обеспечивая обработку ткани врасправку без складок и засечек при заданной ширине.

Дуговые тканерасправители с эластичным покрытием получили широкое распространение.

Они в основном состоят (рис. 3, а) из неподвижной дугообразной оси 1, имеющей радиус кривизны до 2...9 м, комплекта специальных шариковых подшипников 2, которые в виде блоков насажены на ось таким образом, чтобы внешние обоймы вращались свободно, а внутренние прочно сцеплялись с осью и оставались неподвижными; резинового рукава 3, который приводится во вращение движущейся тканью вместе с внешними обоймами шарикоподшипников. Во время вращения рукав сжимается на внутренней и растягивается на внешней дуге расправителя. Если ткань заправить в направлении от внутренней дуги к внешней так, чтобы она огибала расправитель по дуге, соответствующей некоторому углу (а+а’), то благодаря трению на поверхности соприкосновения ткани и резинового рукава его деформации растяжения передадутся полотну и произойдет некоторое ширение ткани. Степень ширения увеличивается с уменьшением радиуса кривизны R и растет с увеличением угла обхвата (а+а’) и радиуса ролика г. Теоретически максимальная степень ширения выражается формулой:

Степень ширения снижается с увеличением скорости движения ткани. В зависимости от конструкции тканерасправителя степень ширения может составлять 1,5...7,5 %. Существенную роль играет равномерность ширения. На рис.3, б показаны линии заправки кромки и середины ткани. Для равномерности ширения необходимо, чтобы при прохождении ткани из точки m в точку n через расправитель путь кромки L и середины ткани а был одинаков (L=d), что достигается точной установкой расправителя. При этом рекомендуется, чтобы угол α, под которым ткань поступает на расправитель, был равен углу β, под которым ткань сходит с него, а дуга расправителя должна быть перпендикулярна к линии раздела углов α и β, т.е. γ = 90 °. Равномерность ширения повышается с увеличением числа блоков, установленных на дуговой оси, но снижается с увеличением дуги обхвата до 180 °, хотя при этом достигается наибольшая степень ширения, поэтому целесообразно устанавливать по 2-3 тканерасправителя, но с меньшей дугой обхвата 45...90 °.

Жгуторасправители это механизмы для раскручивания и расправления жгута влажных тканей в расправленное полотно непрерывным способом. Их можно устанавливать как отдельно, так и в составе агрегатов и поточных линий. Для расправления жгутов хлопчатобумажных тканей выпускалась серия жгуторасправителей марок ЖР Г и ЖР В с горизонтальными и вертикальными расположениями рабочих механизмов.

Практика показала целесообразность предварительного раскручивания жгутов, что не только будет способствовать лучшей сохранности тканей, но и снизит простои, неизбежные при большом накоплении витков крутки при расправке жгута, раскручивание которой проводилось вручную во время останова машины и распускания шва. Рис. 24. Жгут ткани через направляющее кольцо поступает из ящика и под действием била 1 и винтового тканерасправителя 2 расправляется на всю ширину полотна, движение которого по центру обеспечивается текстильным лоцманом 3 и тянульным валом 4. Било представляет собой рамку, при вращении которой происходит встряхивание жгута. Окончательное расправление полотна осущ-ся винтовым тканерасправителем.

Устройство для согласования скоростей отделочных машин в отделочных линиях. Рис. 25

Агрегирование машин в поточные линии является характер­ной чертой современного красильно-отделочного производства. В поточных линиях процессы отделки стабилизируются, значительно возрастают равномерность обработки и ее качество, экономится время, механизируются многие процессы ручного труда, упроща­ется транспортирование полуфабрикатов, облегчается обслужи­вание машин, повышается производительность труда.

С целью синхронизации движения ткани в агрегатах между отдельными машинами необходимо создавать некоторые запасы ткани в натянутом или свободном состоянии, что осуществляется установкой различного рода тканекомпенсаторов (на роликовых компенсаторах для машин с двигателем постоянного тока или сапожковых компенсаторах для машин переменного тока).

Можно выделить три группы тканекомпенсаторов:

1. Компенсаторы с регулируемым натяжением и небольшим запасом ткани. Это роликовые тканекомпенсаторы для полотен (рис. 25, а) и блочные -для жгутов. Они взаимодействуют с при­водом постоянного тока. В свою очередь, роликовые компенсато­ры могут быть рычажными, которые регулируют натяжение с помощью пневматики, и грузовые, регулиру­ющие натяжение с помощью съем­ных грузов.

Как видно из рис. 25 а ткань 1 проходит отжимные валы 2 и огибает ролик 3 компенсатора, который подвешен на цепи 4 и стремится перемещаться вверх под действием уравновешивающего груза 5, подвешенного на обратной ветви цепи. Положение роли­ка компенсатора зависит от натяжения ткани. Если v1=v2ролик остается на месте. Если же это равенство нарушается, ролик бу­дет двигаться вверх или вниз вместе с цепью. Одновременно при­дет во вращение нижняя звездочка 6, которая, в свою очередь, вызовет перемещение ручки реостата R, оказывающего соответ­ствующее влияние на величину магнитного потока (в данном слу­чае шунтовой обмотки двигателя Д1). Роликовые ком­пенсаторы используются и для аварийного останова линии в случае чрезмерного увеличения натяжения, ослабления или обрыва ткани. Работа характеризуется показателями:

Если обозначить полное перемещение ролика h, м, то время компенсатора T_k за которое он пройдет этот путь, составит, с,

где ∆ v— разница в скоростях машин, м / мин.

Время компенсатора -это время устойчивости регулирова­ния скоростей, которое требуется для предупреждения возможно­сти провисания или обрыва полотна.

2. Тканекомпенсаторы со сво­бодно уложенной (навалом) тканью и повышенным ее запасом, рассчи­танным на обработку в течение 3... 20 мин (рис. 25,6).

Жгутовой емкий компенсатор (рис. 25,б) является приме­ром контактного компенсатора для агрегирования машин, работа­ющих от двигателей переменного тока. Передняя сторона компен­сатора опирается на шарнирную ось 1 а задняя - на пружину 2, расположенную в узле установки конечных выключателей. Наи­больший запас ткани (v₁ > v₂) в компенсаторе (примерно 60 кг) приводит к его опусканию вниз, при этом отключается верхний конечный выключатель 1 и машина Д 1, загружающая компенса­тор, останавливается.

При минимальном запасе ткани v₁ < v₂ в компенсаторе (око­ло 20 кг) пружина поднимает его и отключается нижний конеч­ный выключатель, который останавливает машину Д 2, разгружа­ющую компенсатор.

3. Машины непрерывного действия - емкие компенсаторы со свободно уложенной тканью и боль­шим ее запасом, рассчитанным на обработку в течение 30... 90 мин (вылеживание или запаривание после пропитки ткани). В регулировании скоростных режимов привода они не участвуют.

Физико-химический смысл и способы процессов промывки и пропитки текстильных материалов.

Промывка представляет собой сложный гетерогенный физико-химический процесс удаления загрязнений из текстильного материала в моющий раствор (водный или органический). Это массообменный или диффузионный процесс. Загрязнение текстильного материала при промывке может находиться в двух состояниях: растворенное в пропиточном растворе и сорбированное на поверхности волокнистого материала. Первое удаляется обычным отжимом и последующей пропиткой свежим моющим раствором, который разбавляет загрязнения, второе требует повышенных энергетических затрат на его удаление, т.е. существенной интенсификации процесса промывки.

Изучения процесса активно началось в XX в. с появлением синтетических моющих веществ. Одним из основоположников современной теории промывки является советский ученый акад. П.А. Ребиндер. который из множества факторов, влияющих на процесс промывки, выделил главные: поверхностное натяжение, смачивание, адсорбцию, эмульсирующую, пептизирующую и пенообразующую способности. В дальнейшем Б.В.Дерягин разработал теорию расклинивающего действия растворов моющих препаратов в системах «загрязнение-волокно».

В настоящее время процессы жидкостной обработки текстильных материалов протекают в водных средах, но все больше накапливается опыт применения органических растворителей (трихлорэтилена, перхлорэтилена), не вызыв набухание волокон и связ. с ним усадки. Повышают эффективность различных видов отделок. Сокращает расход воды. Уменьшает число технологических процессов.

Выбор способа промывки. Учет св-ва вещества которое удаляется с волокнистого материала.

Загрязнители – гетерогенная смесь веществ. 4 класса загр-х в-в.

1. Водорастворимые и частично растворимые органические и неорганические соединения (сахар, крахмал, мука, щелочи, кислоты, соли, растворимые красители и др.). 2. Водонерастворимые: неорганические (красящие и земляные пигменты, сажа, суспензии, силикаты и др.); 3. неполярные органические (углеводороды, керосин, мазут, смолы, минеральные масла, жиры и др.);4. полярные органические соединения (жирные кислоты).

На эффект промывки влияет.

1. нагревание моющих растворов, 2. Продолжительность воздействия, 3. использование острого пара. 4.моющая способность ПАВ. 5. Смена ванн. Большая роль принадлежит механическим воздействиям моющей жидкости. +заменяет затраты на моющие вещества. Сниж расход воды. Вкл процессы: прополаскивание, динамический напор жидкости на ткань, действие отжимов, спрысков, вакуум-насоса, продавливание жидкости ч-з ткань, вибраторы различных конструкций, ванны актив-го действия.

Прополаскивание предусматривает быструю и частую смену моющего раствора (обтекание), при этом хорошо отмываются растворимые загрязнения, например, серная кислота или гидроксид натрия, которые на 80...90 % отмываются уже за 20 с, тогда как нерастворимые или труднорастворимые загрязнения (суспензии, крахмал) за 100 с в этих же условиях отмываются всего на 20...25%.

Динамический напор –напор жидкости в непосредственной близости к поверхности волокнистого материала, который движется в моющем растворе. Они возникают на входящей и выходящей ветвях полотна в ваннах роликового типа с вертикальной проводкой ткани,Чем больше скорость продвижения ткани, тем выше динамический напор, но при условии сохранения продолжительности обработки ткани, что возможно лишь при увеличении длины заправки.

Валковый отжим наиболее распространенный и достаточно эффективный способ интенсификации промывки, он способствует разрушению водяной пленки, возникающей на поверхности волокна. Часть загрязненной жидкости при отжиме выжимается из толщи текстильного материала, после этого он снова способен впитывать чистый моющий раствор. В жале валов в толще полотна или жгута возникают мощные струи жидкости, направленные навстречу текстильному материалу, которые выносят загрязнения на поверхность волокнистого материала, что способствует смыванию их водой.

Вакуумирование оказалось эффективным средством интен­сификации процесса пропитывания волокнистого материала. Оно заключается в обезвоздушивании волокна с помощью вакуума в течение 2 с при глубине вакуума 75 кПа. Последующее про­питывание раствором ускоряется в 2—2,5 раза, что позволяет соответственно увеличить скорость прохождения ткани через ванну. Пропитывание в вакууме — многообещающий способ ин­тенсификации отделки.

Типы устройств для взаимодействия промывной жидкости с текстильным полотном. Рис 43-45

Промывка представляет собой сложный гетерогенный физико-химический процесс удаления загрязнений из текстильного материала в моющий раствор (водный или органический). Это массообменный или диффузионный процесс. Загрязнение текстильного материала при промывке может находиться в двух состояниях: растворенное в пропиточном растворе и сорбированное на поверхности волокнистого материала. Первое удаляется обычным отжимом и последующей пропиткой свежим моющим раствором, который разбавляет загрязнения, второе требует повышенных энергетических затрат на его удаление, т.е. существенной интенсификации процесса промывки.

Различают гидравлические и механические способы интенсификации процессов промывки. Гидравлические способы. Рис. 44. Вакуум-просос и продавливание жидкости сквозь ткань являются эффективными средствами интенсификации промывки за счет энергичной циркуляции моющей жидкости (рис. а, б) а – от вакуум-насоса. б – давление гидронапора. Конструкция требует установки опорной плоскости для ткани, чтобы ее не сносило потоком жидкости.

Рис. в. Цепной ленточный перфорированный транспортер, между плоскостями находится волокно, которое двигается над вакуум-коробкой, из которой насосом откачивается раствор (ч/з ткань).

Рис. г. перфорированный вращающийся вакуум-барабан, огибаемый тканью, передвигающейся по его поверхности. Барабан опускают в ванну, уровень жидкости в которой выше, чем уровень жидкости внутри барабана. За счет сопротивления, оказываемого тканью. В результате этого возникает некоторый напор, способствующий просачиванию раствора сквозь ткань. Жидкость из барабана откачивается насосом – создается разряжение. Эф-вен для трикотажных полотен и др тканей с легко поврежд-ся структурой. Простота конструкции.

Рис. 45. Механические способы. Вызывают вибрацию жидкости вблизи ткани (рис. 45, а-г), другие – вибрация ткани (д, е). действие основано на том, что они вызывают вибрацию жидкости, пульсирующие потоки которой воздействуют на менее подвижную поверхность ткани, осуществляя прокачивание жидкости сквозь нее. Если же колебание сообщается самой ткани, происходит прожим жидкости то с одной, то с другой стороны ч/з ткань. Рис. а. турбинатор – вызывает вибрацию жидкости своими лопастями, совершая качательное движение, с частотой 2200-2500 кол/мин, амплитудой 2-3 мм. Вибратор (б) ромбовидного профиля – представляет собой ребристую плоскость 1, получающую колебательное движение от валика 2. Валик приводится во вращение от электродвигателя ч/з ременную передачу.

Виброцилиндр (в). Япония. Имеет волнообразную поверхность с 9ю выступами и представляет собой ротор 1, который установлен внутри неподвиж-го перфор-го кожуха 2 так, что расстояние от выступов до стенки кожуха составляет всего 1,5 мм. Вокруг кожуха установлен сетчатый барабан 3, легко вращ-ся на шариковых подшипниках за счет движения ткани, перемещ-ся по его поверхности. Устройство наход-ся в ванне с моющ раствором. Выступы проталкивают жид-ть в сторону ткани, а каждая впадина засасывает ее обратно.

Вибрирующий клин (г) – вытеснитель 1 конической формы с гофрированными металлическими стенками, который вставлен в ванну соответ формы. Совершая при помощи привода и эксцентрика 2 колеб-е движение вверх и вниз, клин вызывает вибрацию жидкости, изменяет ее давление, чем усиливает моющее действие раствора.

Промывная ванна. а -Ванна с нагрузными роликами обеспечивает небольшой промежуточный отжим после прополаскивания, повышая эффективность промывки на 2...14 % в зависимости от создаваемого удельного давления от 2 до 10 кН/м.недостаток- усложняет конструкцию пром-х машин.

Ванна с подводными отжимами действует более эффективно, интенсифицируя промывку примерно на 15...22 % благодаря тому, что при подводном отжиме не происходит насыщение ткани воздухом и не образуется водяная пленка, способная тормозить удаление загрязнений.

9. машины для промывки тканей

В красильно-отделочном производстве промывка и пропиты­вание тканей занимают большое место. На довольно крупной ситценабивной фабрике расход воды доходит до 200 л и более на 1 кг ткани, на процессы промывки расходуется 15—20 % теп­ловой и до 40 % электрической энергии, а суммарная стоимость промывки превышает затраты на собственно беление и краше­ние. Поэтому к процессам промывки следует относиться с боль­шим вниманием, систематически искать пути снижения расхода воды и затрат энергии на промывку.

В настоящее время основные процессы жидкостной обра­ботки текстильных материалов протекают в водных средах, но уже имеется известный опыт применения в процессах отделки органических растворителей (трихлорэтилена, перхлорэтилена). Органические растворители не вызывают набухания волокон и связанной с ним усадки, повышают эффекты различных видов отделки, уменьшают число технологических переходов, резко со­кращают расход воды и снижают загрязнение сточных вод, что само по себе весьма существенно.

Противоток — это многократное использование отрабо­тавшего промывного раствора, простое, доступное и относи­тельно эффективное средство интенсификации промывки, позво­ляющее экономно расходовать воду. При создании противотока моющий раствор постепенно переходит из ванны в ванну навстречу движению ткани и своевременно отводится после за­грязнения в канализацию или сборники. Эффективность про­мывки можно повысить также удалением воды из-под отжим­ных валов, установив под ними специальные корыта для отвода загрязненных вод.

Английская фирма «Матер Платт» предложила змееобраз­ный противоток, при котором моющий раствор совершает зиг­загообразный удлиненный путь, двигаясь навстречу движению ткани.

Для интенсификации пропитывания рекомендуется прямо­точное движение жидкости.

Била представляют собой быстровращающиеся лопасти, осуществляющие перемешивание или разбрызгивание моющего раствора. В этом случае интенсификация промывки ткани про­исходит за счет энергичного механического воздействия лопа­стей на воду, что повышает ее моющее действие на 12—30 %. На современных машинах ввиду большого расхода энергии била не применяются.

Вакуумирование оказалось эффективным средством интен­сификации процесса пропитывания волокнистого материала. Оно заключается в обезвоздушивании волокна с помощью вакуума в течение 2 спри глубине вакуума 75 кПа. Последующее про­питывание раствором ускоряется в 2—2,5 раза, что позволяет соответственно увеличить скорость прохождения ткани через ванну. Пропитывание в вакууме — многообещающий способ ин­тенсификации отделки.

Ультразвук способствует диспергированию красителей, эмульгированию жировых веществ, пептизации ряда загрязне­ний, пенообразованию, что делает возможным его применение для процессов интенсификации промывки. Применение находят пакетные магнитострикционные преобразователи, дающие ча­стоту колебаний порядка 19—22 кГц. Однако вопрос о приме­нении ультразвука пока еще недостаточно хорошо изучен.

Влияние температуры нагрева рабочего раствора или текстиль­ного материала перед мокрой обработкой весьма существенно спо­собствует интенсификации процессов промывки или пропитки. В красильно-отделочном производстве широкое распространение получили паропромывные коробки с гидравлическими затворами и отжимными валами, в которых промывка двивижущегося полотна сочетается с не­посредственной обработкой его острым паром. Последний, конден­сируясь на влажной ткани, весьма интенсифицирует процесс про­мывки за счет высвобождаемой энергии — скрытой теплоты паро­образования. Такой принцип промывки используется, например, в выщелачивателях, в которых ткань отмывают от едкого натра после процесса мерсеризации.

Интерес представляет интенсификация процесса смачивания те­кстильных материалов их быстрым нагреванием (методом теплового излучения) непосредственно перед пропиткой. Такое нагревание позволяет в значительной части удалить из волокна воздух, препят­ствующий смачиванию, и уменьшить поверхностное натяжение на разделах фаз воздух—вода. Нагревание тканей можно осуществлять пропусканием их широким полотном через камеру инфракрасного облучения. Этот перспективный способ может быть применен перед любыми мокрыми обработками и заслуживает внимания.

Рис. 5.2. Гидромеханические способы интенсификации промывки тканей (1и ряд): а роликовая ванна с вертикальной проводкой полотна; б заправка «петля в петле»; в горизонтальная проводка полотна; г турбинатор; д виброцилиндр; е бильные ролики; ж вибротекс; з граненый ролик.

Турбулентное движение жидкости можно усилить с помощью ванны динамического напора, если сблизить ветви полотен ткани в роликовой ванне до 1015 мм при помощи заправки «петля в петле», как это показано на рис.б. В этом случае необходимо установить в ванне четыре ряда роликов, что усложняет ее конструкцию и способ заправки, но длина заправленной ткани увеличивается и позволяет ускорить продвижение ткани, усилив динамический напор. При встречном движении полотен на близком расстоянии образуемые ламинарные потоки, сталкиваясь друг с другом, закручиваются и превращаются в турбулентные, которые на 2...4 % снижают динамический напор, но эта потеря успешно перекрывается его увеличением за счет роста скорости продвижения полотна, и в целом эффективность промывки возрастает примерно на 9...10 % по сравнению с обычной роликовой заправкой ванны (рис. 5.2, а), эффективность которой условно принимается за 100%.

Ванны башенного типа рис.в с горизонтальной проводкой ткани и организацией противотока моющей жидкости сверху вниз с помощью щелевых спрысков позволяют повысить степень интенсификации промывки примерно в 1,7 раза при скорости продвижения полотна, которая достигает 200 и более м/мин, но при исполнении заправки «петля в петле» интенсивность промывки повышается в 2 раза. В ваннах башенного типа эффективность моющего действия повышается за счет увеличения длины заправки и времени обработки, каскадного действия потоков жидкости, увеличения эффектов обтекания, фильтрации и роста динамического напора за счет повышенной скорости продвижения ткани. Вибраторы могут быть двух видов: одни вызывают вибрацию жидкости рис. 5.2 г, д, другие вибрацию полотна рис. 5.2 е, ж, з. Действие вибраторов основано на том, что они вызывают вибрацию жидкости, пульсирующие потоки которой воздействуют на менее подвижную поверхность ткани, осуществляя прокачивание жидкости (фильтрацию) сквозь нее. Если же колебание сообщается самой ткани, происходит прожим жидкости то с одной, то с другой стороны через ткань, т.е. происходит сменяемость слоев жидкости, прилегающих к полотну, и усиливаются фильтрация и обтекание.

При вибрации жидкости рекомендуется допускать интенсивность вибрирующего излучения не более 20 кВт/м², ибо при более высокой мощности излучения может возникнуть кавитация, вызывающая повреждение ткани. Не рекомендуется создавать вибрацию вязких жидкостей (аппретов, загусток), так как колебания в них быстро затухают. Вибрацию рекомендуется осуществлять в направлении, перпендикулярном плоскости движения ткани; сама ткань в этом направлении не должна перемещаться, что регулируется ее натяжением. Слабое натяжение ткани приводит к «парусному» колебанию, снижающему колебание жидкости. При использовании вибраторов необходимо избегать возникновения резонанса колебаний, который приводит к значительному разрушительному действию, а при установке оборудования следует использовать амортизирующие прокладки, иначе возникает опасность разрушения фундамента. На рис.г, з показаны наиболее эффективные вибраторы.

10. Оборудование для непрерывного крашения.

Текстильные волокнистые материалы могут окрашиваться в виде непрядильного волокна, полуфабрикатов, пряжи, ткани, трикотажных и штучных изделий. Крашение осуществляется в аппаратах или машинах периодического или непрерывного действия.

Окраска более высокая. Аппараты периодического действия позволяют окрашивать большие партии материалов. Выпускать продукцию разных цветов и оттенков. Выпускать из нержавеющей стали и других коррозионных устойчивых материалах. Ведутся процессы отварки и беления. Значительное место отдается механизмам трудоемких процессов.

Факторы, влияющие на процесс крашения:

1. концентрация рабочих растворов

2. температура

3. рН

4. сродство красителя к волокну

5. модуль ванны

6. степень отжима

7. продолжительность обработки

8. учитывается скорость уноса растворителя

Выбор влияет на процессы автоматизации и механизации. Регулируются 2-3 фактора.

Требования к аппаратам: универсальность

Оборудование для крашения волокон

«+» возможность получения большой партии изделий одинакового оттенка.

Используются для крашения волокон высокотемпературным способом. Используется система вентиляции.

Аппараты при помощи сжатого воздуха. Рабочее давление сохраняется в течении всего периода крашения. Эти методы являются устаревшими «-» повышенный расход красителя и элементов материалов.

Большой интерес представляют оригинальные и перспективные конструкции красильных агрегатов для плюсовочно-запарного, высокотемпературного крашения чесаной ленты или жгутов в машине, выполненной в форме длинной трубы. На рис. 101 показана схема агрегата французской фирмы «Сюперба». Крашение осуществляется в горизонтальной трубе (тунне­ле), имеющей различные диаметры сечений по мере продвижения волокнистого материала, что позволяет осуществлять процессы крашения при температуре свыше 100 °С. Лента или жгут из таза 1 через заправочное устройство 2 поступает на плюсовку 3. Пропиточная ванна плюсовки находится между жалами валов, которые имеют торцевые уплотнения. Валы при­водятся во вращение электродвигателем постоянного тока с плавной регулировкой скоростей. Затем жгут с помощью рифленых валов 4 вводится в запарную камеру-трубу 5, состоящую из двух труб, вставленных одна в другую. Наружная труба имеет круглое сечение, а внутренняя 7 - четырехугольное. Жгут транспортируется через внутреннюю трубу при помощи бесконеч­ной цепи 8 специальной конструкции, которая может нести до 6 жгутов в зависимости от их толщины.

Рис. 101 Агрегат туннельного типа фирмы «Сюперба» для непрерывного крашения

Скорость движения жгута максимально составляет на плюсовке 60 и в трубе 18м/мин, а производительность агрегата – 80-400 кг/ч в зависимости от вида волокнистого материала и способа крашения; длина агрегата - 22,1 м.

Рассмотренный агрегат непрерывного крашения в трубе более эффективен для крашения жгутов из синтетических волокон и менее - для чесаной ленты из шерстяного волокна, кото­рое отрицательно влияет на процесс уплотнения. Определенные трудности возникают также с последующей эвакуацией окрашенного жгута из полиэтиленовых мешков и обезвоживания перед сушкой.

11. Оборудование для периодического крашения. Плюсовки.

На рис. 102 показана схема пряжекрасильного аппарата фирмы «Краитц» (ФРГ)* Ящик аппарата разделен на две части: часть I служит для установки кареток 1 (обычно двух); часть II — для раствора, подаваемого к циркуляционному насосу 4 пропеллерного типа. Каретки выполнены из нержавеющей стали и служат для укладки в шахматном порядке металлических штанг, на которые навешиваются мотки пряжи. Верхнее 2 и нижнее 3 днища каретки имеют перфорацию, которая позволяет раствору свободно циркули­ровать в двух направлениях. Обогрев раствора осуществляется змеевиком 5. Каретка вставляется в аппарат тельфером сверху, что требует увеличенной высоты помещения. Выпускаются аппараты с боковой загрузкой кареток, идущей со стороны зоны обслужива­ния. На каждую каретку загружается до 25 кг пряжи. Большинство кареток рассчитано на длину мотков 460—960 мм. Аппараты подоб­ного типа легко можно агрегировать между собой, если установить более мощные насосы и соответствующие трубопроводы, что позво­ляет обрабатывать пряжу одним красильным раствором.