微波烘燥在紡織工業中的應用

朱偉平

摘 要：微波是電磁波的一種，該技術在紡織工業中具有十分廣泛的應用。本文主要從紡織品處理、加工、檢測和紗線定形系統中的應用進行了舉例分析。

關鍵詞：微波；烘燥；紡織工業；應用

1 概述

微波是一種頻率為300MHz-300GHz的電磁波，照射極性物質時，極性物質分子的不規則運動速度加快，物質內能增加進而轉化為熱能。隨著科學技術的不斷發展，人們對紡織品的加工處理提出了更高的要求，微波技術由于其均勻、高效、快速、無污染等優點得到了人們的廣泛關注，本文將對微波烘燥技術的應用進行簡要分析。

2 微波烘燥在紡織品工業中的應用

2.1 紡織品處理階段

微波照射紡織品時，能加快物質內部分子的運動速度，加快膠質的溶解，改善脫膠效果。國外相關學者曾報道韌皮纖維，如大麻，在紡織加工前必須進行脫膠處理，一般常用的方法有機械、酶和化學脫膠方法，其脫除效果并不理想。用微波技術處理膠質時，微波能在維持纖維細度和亮度的基礎上，實現脫膠，且試驗證明，微波處理時間越長，纖維細度和亮度都會增加。

除大麻脫膠外，絲織品的精練脫膠也是較為常見的一道工藝，該工藝的主要目的是保持絲織品特有的風格和優美光澤。傳統脫膠方法是以堿性鹽溶液為精練液，在高溫條件下進行脫膠處理，堿性鹽類溶液一般可選取硅酸鈉、純堿、磷酸鈉、硼酸鈉等。絲膠溶解性較差，這就需要延長處理時間和提高處理溫度才能有效脫膠；若用微波進行處理，絲制品在微波照射下會產生熱，有效溶解絲膠及其他不純物，再用熱清水沖洗，就能獲得理想的精練效果。

2.2 紡織品加工階段

2.2.1 染色中的應用 微波染色基本原理：按照常規方法將待染織品浸扎染液，然后將待染織品導入密閉微波加熱室內，浸扎在染料液中的織品在微波照射作用下，則織品中的極性分子在電場作用下會發生極化，改變排列方向，分子間摩擦增大，進而轉化為熱能；而染料分子在微波的作用下會升溫，從而提高上染和固色的速度。微波染色可采用織物或絲束加工方式，能用于親水性纖維染色和疏水性纖維染色；染料主要包括活性染料、分散染料、直接染料和陽離子染料幾類；染色后處理方式仍保持不變。用分散染料染滌綸、用油溶性染料和分散染料染醋酸纖維時，微波可在固色方面具有很大優勢，而且還能降低能源消耗。值得注意的是，水分子是實現微波加熱的關鍵，因此織品或者色漿應保持一定的含水量，確保印花織物在未干時進行固色。

2.2.2 染整加工方面的應用 微波輻射在紡織染整加工方面也有很好的促進作用，對分子具有一定的活化作用。微波輻射能激發分子的運動，這對于化學鍵的斷裂是十分有利的。分子由基態達到亞穩態，需要吸收一定的能量，以使電子產生躍遷；躍遷后分子狀態活躍性提高，分子間的碰撞幾率和有效碰撞幾率大大增加，從而加快反應速度。環氧樹脂整理織物時，微波輻射可在短時間內改善褶皺回復性，提高染色的耐酸堿性和耐光性。

2.3 檢測中的應用

2.3.1 微波烘干 紡織品常用的干燥方法主要以傳導或對流的方式傳遞能量，如熱風、電熱、蒸汽等均屬于該類傳熱方式；微波烘燥原理與上述原理不同，主要是靠電磁波輻射的方式將能量傳遞到紡織品內部的，能量傳遞效果受物質介電常數的影響，介電常數越大的物質對電磁波的吸收力越強，其烘燥效果越好。采用微波烘燥，主要特點表現在以下三個方面：①高效，微波加熱直接作用于紡織品本身，熱損失較少，因此加熱效率較高，這就有效避免了長期高溫作業，極大的改善了工作環境。②均勻。微波加熱不同于其他加熱方式，是屬于內部加熱，整個加熱過程更容易保障織品受熱的均勻性。而對于回潮率分布不均的織品，水的介電常數相對較大，因此水量較少的部分比其他部分吸收的熱量少，水分含量多的部位則吸收的熱量多，而水分的蒸發相當于調節作用，確保了紡織品受熱的均勻性。③快速。紡織品材料本身的熱傳導率較低，通過熱傳導的方式進行加熱，需要的時間較長；而微波利用被加熱物體本身發熱而實現的內部加熱，無需傳導過程，縮短了傳熱時間。

2.3.2 微波測濕 紡織品回潮率常用的測定方法有直接法和間接法，直接法是直接測量干重和濕重，然后按照吸濕指標的公式計算而得；間接法是利用電阻、介電常數、外來輻射的吸收等物理量與紡織品回潮率之間的關系而間接計算得到。間接測量速度較快，一般不用去除紡織品中的水分。微波測量屬于間接測量，測量原理如下：水分子能吸收微波能力，且吸收能力是普通紡織材料的數百倍。測量時，探針向紡織品中發射一定的微波能量，微波能量通過紡織品時，被其中的水分子吸收一部分，傳感器能探測到微波通過紡織品前后的差值，經過計算后可得紡織品的回潮率。

2.4 紗線定形系統中應用

隨著科學技術的不斷發展，我國棉紡工業也得到了快速發展。原有的蒸紗機處理工藝逐漸被取代，多數采用車間存放、自然回潮的方式實現對強捻紗的捻度定形，這是由于傳統蒸紗工藝是利用飽和蒸汽攜帶熱量對紡織品材料進行作用，熱量傳遞是由外而內進行的，作用速度慢，加熱時間過長。微波技術的實用可改善這一不足，微波作為一種穿透性極強的短波，可穿透數十厘米以上的物品，這就能使紗線內外層的水和纖維同時吸收能量，提高了加熱速度；微波定形的另一優勢是無需對紗線進行調濕處理，簡化了工藝。

利用微波對紗線進行定形時，纖維分子在濕熱條件下的運動能力增強，而熱能的增加又使分子間的氫鍵變得活潑，大分子重排，應力松弛，溫度降低后形態穩定從而達到定形的效果。傳統定形時間為幾十分鐘至幾個小時，而利用微波定形僅需要2min即可完成，這與傳統的定形工藝形成了極大的反差，縮短工藝時間，操作方便，且消除了傳統定形工藝中的水漬問題。總之，微波技術以其特有的效果，使得內外層紗線定形均勻性、時效性、能源利用率等得到了提升。

3 結語

微波技術與傳統技術相比，具有快速、高效、資源利用率高、無二次污染、成本低等優點，因此在環保領域得到了十分廣泛的應用，已經成為高效、節能、無污染加工工藝實現的重要技術保障之一，微波技術作為一種綠色節能加工處理技術，其在紡織工業生產中的多個領域都有良好的發展前景，能創造重要的經濟價值和社會效益。

參考文獻：

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