在染色之后,带有少量剩余染料的微胶囊可以轻易地从染浴中分离出去,或者根本就不进入染缸.染液排出后,随着温度的下降,已溶解的染料就会呈微粒析出.经简单过滤(如沙滤)就几乎呈无色,其COD也很低,约200 mg/L,可直接用于织物的前处理.研究证明,用此回收的水做前处理,不影响后道加工的质量.因此,作为染色工艺排出的废水总量便为零.
2项目的研究历程和最近进展
从1985年研制压敏显色微胶囊开始,就考虑如何利用微胶囊的缓释、隔离等特性,取代染色中常用的助剂,从而实现无助剂染色.因为助剂是染色时水污染的主要负荷来源.探索性实验工作的结果更加坚定了这一信念.至1998、1999、2002年先后为此课题招收了三届博士生.她们分别开发了两种微胶囊化方法,一项无助剂染色技术和一项免水洗染色技术,形成了4项发明专利并作了相关的基础理论研究,为该项目的产业化打下了扎实的基础.首先与常州汉斯公司合作建立了微胶囊化分散染料的试生产基地,研发与传统高温染色机相匹配的旁路萃取机,并与多家染色厂合作,分别对纯涤纶针织物、梭织物、仿麂皮绒织物、纱线等做了单色染料的中试和部分生产规模的试验并获成功.于2006年获得桑麻科技一等奖,从此受到领导和生产厂家的重视,先后获得了一些资助,这些都有力地推动了该技术的产业化进展.
但这是一项成套的产业技术,包括微胶囊化分散染料的稳定化生产,相应的染色工艺技术开发和为实施无助剂、免水洗染色生产工艺所必须的专用辅助设备(萃取机)的开发与制造,这些工作必须环环相扣,缺一不可,所需的人力和物力巨大.所以,实际推广的进展速度比预期要慢得多.如原来研发的萃取机用于单一染料染色效果比较好,可是用于多种染料微胶囊的拼色染色就达不到实验室的效果,重演性很差,易产生染色不匀(色调不均匀).因此必须对原来的萃取机作重大改进,甚至重新设计.
2007与2008年的推广工作重点在于无助剂、免水洗染色专用辅助设备的改进与换型.先后对原有的萃取机进行了多次改进,经过一年多的研究,至2008年上半年,才研制成功适用于拼色染色的动态混合萃取试样机,用此样机能染出任何色样.现正制造第二台电脑控制的样机,不久便可投入试验.目前影响进度的主要原因仍然是资金短缺.争取在2008年年底之前生产出3~4台中试样机,分别用于不同类型织物(梭织、针织、纱线)的中试生产,并在此基础上制造1~2台用于生产规模(200 kg染机)化的试验样机.与此同时,也完善了萃取机网芯的清洗工艺,可以保证每次染色之后网芯处于清洁的待用状态;完善了废染液冷却、过滤装置的设计,使回收的染色排水可直接用于织物前处理,从而节约等量的前处理用水.微胶囊分散染料染色工艺体系描述:以传统液流式高温染色机为主体,加装一个微胶囊萃取机旁路.把微胶囊染料置入该旁路中,染色时部分染液通过该旁路,在此与微胶囊颗粒充分混合、接触,把微胶囊内的分散染料溶解出来并输入染缸与主体染浴混合,进而完成染料对纤维的吸附、上染,这个过程耗时30~60min,达到预期的染色深度即关闭该旁路,此时染缸内不再有染料补充.继续在染缸中运行织物约5~15 min以使染浴中和纤维表面存留的染料大部分进入纤维以除去浮色(此作用相当于传统的后水洗工艺),降温、排液、出布烘干.染液排入贮存池进一步冷却,过夜使浴中溶解染料再沉析,过滤待用.同时清除旁路中的微胶囊并清洗网芯,待用.用过的染料微胶囊即作为粉状固体废物,或填埋,或焚烧.在染拼色时,把组分微胶囊染料按比例投入旁路混合器中,在那里各组分染料微胶囊借助水力处于充分混合的状态,使各种组分染料微胶囊都有均等的萃取机会.
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