مقاله بررسي اثر قليا برروي پنبه در محيط مايكروويو

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
مقاله بررسي اثر قليا برروي پنبه در محيط مايكروويو در 40 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست مطالب

عنوان صفحه

مرسريزه بدون كشش (Caustisizing)......................................................................... 1

مرسريزاسيون......................................................................................................... 5

مرسريزاسيون نخ.................................................................................................... 6

مرسريزاسيون پارچه.............................................................................................. 7

ماشين مرسريزه زنجيره‌اي..................................................................................... 8

ماشين‌هاي مرسريزه غلتكي.................................................................................... 9

چكيده:................................................................................................................... 11

مقدمه:................................................................................................................... 12

مواردي از كاربرد مايكروويو براي كالاي پنبه اي:.............................................. 15

سفيدگري پنبه:...................................................................................................... 15

رنگرزي پنبه:......................................................................................................... 16

صابوني كردن پنبه:............................................................................................... 16

كاربرد مايكروويو درجداسازي پس‌ماندهاي آلي «فضولات» حشره‌ها كه به الياف چسبيده‌اند.. 15

مراحل انجام عمليات:............................................................................................ 18

گرمايش دي الكتريك:............................................................................................ 19

گرمايش ريزموج:.................................................................................................. 20

واكنش بين ريزموج و ملكولها:.............................................................................. 22

تأثير مايكروويو بر بدن انسان.............................................................................. 24

حساسيت فركانسي بدن در مقابل امواج الكترومغناطيسي:................................... 27

مزايا و معايب كاربرد مايكروويو:........................................................................ 28

مزايا:..................................................................................................................... 28

معايب:................................................................................................................... 29

روش كار:............................................................................................................. 29

مشخصات فني كالا............................................................................................... 31

مشخصات فني دستگاه.......................................................................................... 32

شرح جدول براي NaOH...................................................................................... 34

شرح جدول براي KI............................................................................................. 35

شرح جدول براي CaCO3...................................................................................... 36

شرح جدول براي NH3.......................................................................................... 37

منابع:..................................................................................................................... 38



مرسريزه بدون كشش (Caustisizing)

پنبه در حالت آزاد در سود سوزآور جمع شده (آب رفته) و در نتيجه ارتجاعيت و حجم آن افزايش مي‌يابد. اين خاصيت سود سوزآور براي توليد پارچه‌هاي پنبه‌اي با ارتجاعيت مثل لباس ورزشي، جوراب و غيره مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقدار جمع‌شدگي به غلظت سود سوزآور بستگي دارد بر اثر جمع‌شدگي پارچه، وزن در واحد سطح افزايش مي‌يابد. مرسريزاسيون بدون كشش مقداري از جلاي الياف پنبه مي‌كاهد ولي در عوض استحكام و ميل جذبي آن براي رنگينه افزايش مي‌يابد به علاوه پوشش الياف پنبه نرسيده (مرده) در رنگرزي بهتر و رنگرزي يكنواخت‌تر مي‌گردد. در انجام مرسريزاسيون بدون كشش، استفاده از مواد‌تر كننده مقاوم در مقابل قليا، به يكنواخت‌تر نمودن و سريعتر كردن عمل كمك مي‌كند (Leophen U). غلظت سود سوزآور و مدت زمان لازم براي مرسريزه بدون كشش به كيفيت پارچه بستگي دارد.

محلولهاي غليظ‌تر به زمان واكنش كوتاه‌تري احتياج دارد. معمولاً براي مرسريزه‌ بدون كشش، از سود سوز‌آور با غلظت 20 درجه بومه استفاده مي‌گردد و زمان لازم با توجه به غلظت سود سوزآور حدود 40 تا 60 ثانيه مي باشد. چنانچه به دلايل مكانيكي نتوان زمان واكنش را كم انتخاب نمود. لازم است كه محلول سود سوزآور رقيق‌تر گردد (حدود 15 درجه بومي).

ساده‌ترين روش مرسريزه بدون كشش، پد كردن پارچه پنبه‌اي با محلول سودسوزآور محتوي تركننده مقاوم در مقابل قليا مي‌باشد. پس از پد شدن، كافي است به پارچه حدود 30 تا 90 ثانيه زمان داده مي‌شود و سپس به كمك ماشين شستشوي مداوم، ابتدا گرم و سپس سرد آبكشي شود. غلتكهاي فشار دهنده (فولارد) بين حمام‌ها، سود‌سوزآور را از پارچه جدا مي‌كند. خنثي سازي سودسوزآور در آخرين حمام، مخصوصاً براي پارچه‌هاي ضخيم ضروري مي‌باشد. مرسريزه‌ بدون كشش براي الياف ويسكوز بايستي با دقت فراوان انجام گيرد چون سودسوزآور با غلظت حدود 10 درجه بومه ميل به حل ويسكوز دارد و از اين رو براي انجام مرسريزه بدون كشش روي الياف ويسكوز غلظت‌هاي پائين‌تر از 8 درجه بومه توصيه مي‌شود. خطر صدمه ديدن الياف با اضافه كردن مقداري نمك طعام به محلول سود سوزآور كمتر مي‌گردد. استفاده از هيدوركسيد پتاسيم به جاي سودسوزآور صدمه كمتري را به همراه داشته و بعلاوه زيردست پارچه هم نرمتر مي باشد. ولي ازدياد جذب رنگينه توسط الياف چندان زياد نيست. براي مرسريزه بدون كشش ويسكوز مي‌توان از دستورهاي 9 و 10 استفاده نمود. در دستور 9 پارچه به مدت زمان كافي در محلول سودسوزآور قرار گرفته و سپس آبكشي و خنثي مي‌گردد در صورتيكه در دستور 10 پارچه بعد از پد شدن روي يك نوار نقاله قرار گرفته و پس از مدت زمان كافي آبكشي و خنثي مي‌شود. اين روش به Pad- Plait معروف مي‌باشد.
مرسريزاسيون

اين عمل بنام جان مرسر، كه در سال 1844 اثر سود سوزآور را بر پنبه مطالعه مي‌كرد نامگذاري شده است و منظور از آ‎ن قرارداد نخ و يا پارچه‌ پنبه در حالت كشش در محلول سودسوزآور قوي مي‌باشد. بر اثر مرسريزاسيون جلاي پنبه افزايش مي‌يابد. معمولاً پارچه‌هاي مرغوب پنبه اي پيراهني، روميزي، ملحفه‌اي و همچنين نخهاي قرقره مرسريزه مي‌شود. جلاي حاصل از مرسريزاسيون به نوع پنبه و شرايط مرسريزاسيون بستگي دارد. پارچه‌هاي تهيه شده از نخ پنبه‌اي شانه شده براي اين فرايند مناسب‌تر مي‌باشد. زيرا وجود انتهاي آزاد الياف در سطح نخ و پارچه از جلاي كالا مي‌كاهد. علت افزايش جلاي پنبه بعد از مرسريزاسيون، ناپديد شدن پيچيدگي در طول پنبه و دايره‌اي شكل شدن سطح قاعده در نتيجه صاف شدن سطح ناهموار آن توضيح داده مي‌شود. سطح صاف پنبه مرسريزه شده انعكاس نور را بيشتر و يكنواخت‌تر مي‌نمايد. علاوه بر افزايش جلاء بر اثر مرسريزاسيون استحكام پنبه هم افزوني مي‌يابد. اين افزايش ممكن است تا 50 درصد استحكام اوليه برسد. ولي در عوض ارتجاعيت آن كاهش مي‌يابد. افزايش استحكام بر اثر مرسريزاسيون را مي توان چنين توضحيح داد كه بر اثر كشش در حالت تورم مواضع كريستالي الياف در جهت محور ليف جهت‌گيري مي‌كنند. بر اثر مرسريزاسيون قدرت تورم پنبه در آب افزوني مي‌يابد. و اين خود جذب رنگينه را براي الياف آسان‌تر مي‌سازد. بعنوان مثال رنگينه‌هاي خمي با سرعت بيشتري جذب پنبه مرسريزه شده و راندمان رنگي بالاتر مي‌باشد. به عبارت ديگر پنبه مرسريزه شده بطور كلي در مقايسه با پنبه مرسريزه نشده، در شرايط رنگرزي مساوي پررنگ‌تر جلوه مي‌كند. (مرسريزه بعد از رنگرزي هم عمق رنگ را افزايش مي‌دهد.)

شدت اثر مرسريزاسيون با درجه مرسريزاسيون نشان داده مي‌شود كه با تعدادي پيچيدگي باز شده ليف پنبه و يا نمره فعاليت باريم اندازه‌گيري مي‌شود.
مرسريزاسيون نخ
جهت كسب جلاي بيشتر، ابتدا نخ پرزسوزي و مرسريزه معمولاً بعد از پخت انجام مي‌شود. چنانچه نخ قبل از پخت مرسريزه گردد، مرسريزه را خام گويند. در مرسريزه خام قليا سريعاً كثيف مي‌گردد. نخ را مي توان بصورت مداوم و يا غير مداوم مرسريزه نمود. در مرسريزه غير مداوم نخ بصورت كلاف به دو گيره متصل مي گردد يكي از دوگيره در جاي خود ثابت و ديگري متحرك مي باشد در شروع تماس كلاف نخ با قليا كه حدوداً 60 تا 180 ثانيه بطول مي‌انجامد گيره‌ها از يكديگر فاصله مي گيرند. در نتيجه كلاف نخ كشيده مي‌شود (گيره متحرك ممكن است چند دور چرخيده و كلاف را نيز تاب دهد). كشيدگي كلاف به مقدار 3 تا 5 درصد طول اوليه آن مي‌باشد. ازدياد كشش، جلاي بيشتري را به همراه دارد ولي ازدياد بيش از حد آن، از استحكام نخ مي‌كاهد. غلظت مناسب سودسوزآور براي مرسريزاسيون نخ در حدود 27 تا 33 درجه بومي انتخاب مي‌گردد و غلظت كمتر يا بيشتر از اين مقدار اثر مرسريزاسيون را كاهش مي دهد. با توجه به گرمازا بودن واكنش سلولز در مقابل قليا لازم است كه جهت سرد نگهداشتن حمام از محلول سودسوزآور سرد شده (حدود 10 درجه سانتيگراد) استفاده گردد. بعد از اتمام زمان مرسريزاسيون كلافهاي نخ دز حال كشش توسط آب گرم و سپس آب سردآبكشي مي‌گردد. سود سوزآور باقيمانده روي الياف به كمك محلول رقيق اسيد استيك خنثي گرديده و در پايان هم آبكشي انجام مي‌شود. در مرسريزه‌ مداوم نخها كه به صورت دسته‌اي به موازات يكديگر قرار گرفته‌اند قسمت به قسمت در محلول سودسوزآور فرورفته و سپس كشيده مي‌شود. بعد از اتمام زمان مرسريزاسيون آبكشي نخ و خنثي سازي‌ آن انجام مي‌شود.
مرسريزاسيون پارچه

پارچه را مي‌توان بصورت خام، بعد از مقدمات و يا حتي بعد از رنگرزي مرسريزه نمود پارچه معمولاً بعد از آهارگيري و پخت و در بعضي موارد بعد از پخت و سفيدگري مرسريزه مي‌شود. از آنجائيكه ممكن است درجه سفيدي پارچه تا حدي بر اثر مرسريزاسيون آسيب بيند در صورت امكان مرسريزاسيون قبل از سفيدگري انجام مي‌شود. مرسريزاسيون را مي‌توان روي پارچه خشك و يا روي پارچه‌تر انجام داد. غلظت سودسوزآور بايد در طول انجام مرسريزاسيون ثابت بوده و كنترل گردد.

بهترين نتيجه مرسريزاسيون با سود سوزآور 25 تا 30 درجه بومه حاصل مي‌گردد. غلظتهاي خارج از اين محدوده را جلاي كالا مي‌كاهند. براي پارچه خشك معمولاً از سودسوزآور با غلظعت 25 تا 26 درجه بومه و براي پارچه‌تر از غلظت 28 تا 30 درجه بومه استفاده مي‌شود. از آنجائيكه مدت زمان مرسريزاسيون حداكثر 30 ثانيه مي‌باشد الياف پنبه صدمه‌اي نمي‌بينند. اصولاً الياف پنبه در حرارتهاي پائين بهتر متورم مي‌شوند و به همين علت بهتر است دماي مرسريزاسيون بين 13 تا 15 درجه سانتيگراد انتخاب گردد. در صورت رقيق‌تر شدن محلول كه نتيجه آن كاهش اثر مرسريزاسيون مي‌باشد مي‌توان از دماي 20 درجه سانتيگراد استفاده نمود. دماي مرسريزاسيون بايستي يكنواخت نگه داشته شود چون در غير اينصورت اثر مرسريزه‌ نايكنواخت شده و باعث رنگري نايكنواخت مي‌گردد. از آنجائيكه مرسريزه يك واكنش گرمازا مي‌باشد. محلول سود سوزآور را بايستي سرد نمود. و با توجه به زمان كم تماس كالا با محلول استفاده از يك تركننده مقاوم در مقابل قليا (Leophen BN) ضروري مي‌باشد.
رنگرزي پنبه:

اين رنگرزي با رنگ ريكتو كه بيشترين استفاده را در حال حاضر دارد، انجام گرفته، شرايط عمل مانند حالت عادي و معمول در رنگرزي با رنگهاي ديكتو است: كالا در يك حمام 40 درجه سانتيگراد، عاري از رنگ، خيس مي شود، بعد رنگ و نمك اضافه مي شود، دما تا 80 درجه سانتيگراد بالا برده مي شود، كربنات اضافه شده و مرحله‌ي تثبيت به مدت يكساعت انجام مي‌شود. نمودار «4» نشان دهنده سرعت تثبيت رنگ روي كالاي پنبه اي مي باشد. مقايسه‌ي منحني هاي آن نشان مي دهد كه در اثر استفاده از تشعشعات مايكروويو نه تنها سرعت رنگرزي افزايش يافته بلكه شيد نهايي قويتر و شديدتر مي باشد. «ثابت جذب K/S در طول موج nm430 براي رنگ زرد طلايي E2R» در انتهاي رنگرزي ثابت جذب براي شاهد 7/4 و براي نمونه رنگرزي شده با استفاده از مايكروويو با توان W2000 ، 5/5 مي باشد.

ثابت شده است كه عمل مايكروويو هيچ اثري روي طبيعت واقعي رنگ نسبت به پنبه ندارد ولي روي تثبيت رنگ مؤثر مي باشد.
صابوني كردن پنبه:

بعد از رنگرزي، صابوني كردن پنبه جهت حذف رنگهايي كه نسبت به كالا تثبيت نشده‌اند الزامي است، اين عمل مي‌تواند با افزايش دماي حمام، شستشو تا 100 درجه سانتيگراد «يعني دماي كه قادر به جابجايي رنگ تثبيت نشده ، بين حمام و كالا باشد» انجام گيرد، در اين آزمايش عمل صابوني كردن روي نمونه هايي كه به روش هاي معمول حرارت دهي، رنگرزي شده اند، انجام شده است.

مطابق نمودار «6» به منظور رسيدن به يك نقطه‌ي قابل اطمينان و معتبر جهت قياس بين مرجع و مواردي كه با مايكروويو كار شده، اعمال تشعشعات مايكروويو با 5 دقيقه تأخير انجام شده است، يعني تاخيري كه باعث ايجاد يك نقطه‌ي مشترك بين منحني ها شده است، در اين منحني I مربوط به نمونه شاهد و منحني J مربوط به صابوني كردن تحت سيستم حرارتي مايكروويو مي باشد. با برش منحني ها، ديده مي‌شود كه اعمال مايكروويو مخصوصاً در شروع عمليات مؤثر واقع شده و بعد از يك دور، min30 كه بيشتر آن درطي صابوني كردن است، حذف رنگهاي تثبيت نشده توسط مايكروويو يك سوم بيشتر از حالت معمولي است و كاهش كمي رنگ تثبيت نشده اي كه باقي مانده نسبت به حذف شده در طي شستشو از 40% به 20% مي‌رسد.
كاربرد مايكروويو در جداسازي پس ماندهاي آلي «فضولات» حشره ها كه به الياف چسبيده اند:

همانطور كه مي دانيم الياف پنبه از مناطق توليدشان مانند سوران مرتباً بوسيله‌ي فضولات حشرات «كه به white fly» معروفند آلوده و كثيف مي گردند. اين پس ماندهاي آلي، شامل مواد چسبناك زردرنگي است كه معمولاً به آنها honey dew گفته مي‌شود. از آنجا كه اين پسماندها، محكم به الياف مي چسبند، انجام فرايندهاي لازم جهت آماده سازي الياف براي عمليات ريسندگي را مشكل مي سازند. (پروسس پذيري الياف كاهش مي يابد). در نتيجه نخ با كيفيت بسيار پايين توليد مي گردد. بنابراين ملزم به استفاده از روش و ماشين آلاتي هستيم كه بر اين مشكل غلبه كرد و با راندمان بالا و نيز به راحتي، پس ماندهاي آلي را جدا كند. در ضمن يكي از ويژگيهاي مهم اين روش نداشتن تاثيرات منفي روي خصوصيات نساجي الياف پنبه بايد باشد. همچنين توانايي انجام عمليات روي مقادير زياد الياف را با يك راندمان دائمي و يكسان داشته باشد. اين روش مي بايست روي عدل هاي پنبه با شكل و سايز معمولي نيز مؤثر باشد. بنابراين وسايل و ابزار بايد به گونه اي باشد كه تمامي موارد فوق را برگرفته و در عين حال، ساختاري معقولانه داشته و قابل دسترسي و تهيه نيز باشد. اين روش «مايكروويو» تمامي موارد فوق را در بر مي‌گيرد.
مراحل انجام عمليات:

1- تغذيه عدلهاي پنبه با ظرفيت بالا توسط يك حركت يكنواخت و ممتد به داخل تونل حاوي امواج مايكروويو.

2- در معرض قرار گرفتن عدل هاي پنبه و تمامي الياف با امواجي كه فركانس آنها مطابق با خشك شدن فضولات باشد.

3- تخليه‌ي و خروج عدل هاي پنبه

روش كار دستگاه به صورتي است كه به كمك يك تسمه نقاله ممتد از جنس فولاد ضد زنگ كه به كمك PTFE «پلي تترا فلوئور اتيلن» پوشش داده شده است تا الياف را به داخل تونل ببرد. و ژنراتورهايي كه امواج را توليد مي‌كنند «ولتاژ 220 ولت و فركانس 50 هرتز» كنترل امواج مي‌تواند به صورتي دستي يا كامپيوتري باشد. الياف با سرعت kg / hour 300 عمل مي شوند. و در نهايت به كمك ضربه زدن الياف را خارج مي كنند، نخ توليدي با اين روش از كيفيت بالا برخوردار است و در حقيقت امواج مايكروويو به كمك گرماي ايجاد كرده در سرتاسر عدل باعث كاملاً خشك شدن مدفوع حشرات شده به طوري كه اين تركيب شكننده شده و به راحتي توسط عمليات ضربه زدن از الياف جدا مي شوند.
گرمايش دي الكتريك:

اصطلاح گرمايش دي الكتريك عموماً در مورد استفاده از دستگاههاي فركانس بالايي كه تحت فركانس هاي كمتر از 80 مگاهرتز عمل مي كند، به كار مي رود. فركانس هاي مجاز در انگليس 56/13 ، 12/27، 68/40 مگاهرتز مي باشد. تبديل ميدان الكتريكي به گرما متناسب با فركانس و مربع قدرت ميدان الكتريكي افزايش مي يابد. در مورد افزايش انرژي ميدان الكتريكي با افزايش فركانس، محدوديت وجود دارد. (يعني با يك ضريب 3 از 56/13 مگاهرتز به 68/40 مگاهرتز مي رسد)، افزايش قدرت ميدان هم عملي نيست چون غالباً باعث گسيختگي ميدان الكتريكي در اطراف ماده اي كه تحت عمل است شده و با قوس و جرقه زدن سبب صدمه رساندن به ماده مي گردد. گسيختگي ميدان الكتريكي به اين دليل است كه در گرمايش دي الكتريك نوسان ميدان الكترومغناطيسي با توليد اختلاف پتانسيل بين 2 الكترود ايجاد مي‌شود. و ماده اي كه بايد گرم شود. بين 2 الكترود قرار مي گيرد، به بيان ديگر اثر گرمايش دي الكتريك به علت نوسان سريع دو قطبي هاي ملكولي درون يك ماده غيرهادي است كه با كاربرد يك ميدان الكتريكي با فركانس بالا ايجاد مي گردد.