تحقیق مقاله بررسی اثر قلیا بر روی پنبه در محیط مایکروویو

مرسریزه بدون کشش (Caustisizing)

پنبه در حالت آزاد در سود سوزآور جمع شده (آب رفته) و در نتیجه ارتجاعیت و حجم آن افزایش می‌یابد. این خاصیت سود سوزآور برای تولید پارچه‌های پنبه‌ای با ارتجاعیت مثل لباس ورزشی، جوراب و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدار جمع‌شدگی به غلظت سود سوزآور بستگی دارد بر اثر جمع‌شدگی پارچه، وزن در واحد سطح افزایش می‌یابد. مرسریزاسیون بدون کشش مقداری از جلای الیاف پنبه می‌کاهد ولی در عوض استحکام و میل جذبی آن برای رنگینه افزایش می‌یابد به علاوه پوشش الیاف پنبه نرسیده (مرده) در رنگرزی بهتر و رنگرزی یکنواخت‌تر می‌گردد. در انجام مرسریزاسیون بدون کشش، استفاده از مواد‌تر کننده مقاوم در مقابل قلیا، به یکنواخت‌تر نمودن و سریعتر کردن عمل کمک می‌کند (Leophen U). غلظت سود سوزآور و مدت زمان لازم برای مرسریزه بدون کشش به کیفیت پارچه بستگی دارد.

محلولهای غلیظ‌تر به زمان واکنش کوتاه‌تری احتیاج دارد. معمولاً برای مرسریزه‌ بدون کشش، از سود سوز‌آور با غلظت 20 درجه بومه استفاده می‌گردد و زمان لازم با توجه به غلظت سود سوزآور حدود 40 تا 60 ثانیه می باشد. چنانچه به دلایل مکانیکی نتوان زمان واکنش را کم انتخاب نمود. لازم است که محلول سود سوزآور رقیق‌تر گردد (حدود 15 درجه بومی).

ساده‌ترین روش مرسریزه بدون کشش، پد کردن پارچه پنبه‌ای با محلول سودسوزآور محتوی ترکننده مقاوم در مقابل قلیا می‌باشد. پس از پد شدن، کافی است به پارچه حدود 30 تا 90 ثانیه زمان داده می‌شود و سپس به کمک ماشین شستشوی مداوم، ابتدا گرم و سپس سرد آبکشی شود. غلتکهای فشار دهنده (فولارد) بین حمام‌ها، سود‌سوزآور را از پارچه جدا می‌کند. خنثی سازی سودسوزآور در آخرین حمام، مخصوصاً برای پارچه‌های ضخیم ضروری می‌باشد. مرسریزه‌ بدون کشش برای الیاف ویسکوز بایستی با دقت فراوان انجام گیرد چون سودسوزآور با غلظت حدود 10 درجه بومه میل به حل ویسکوز دارد و از این رو برای انجام مرسریزه بدون کشش روی الیاف ویسکوز غلظت‌های پائین‌تر از 8 درجه بومه توصیه می‌شود. خطر صدمه دیدن الیاف با اضافه کردن مقداری نمک طعام به محلول سود سوزآور کمتر می‌گردد. استفاده از هیدورکسید پتاسیم به جای سودسوزآور صدمه کمتری را به همراه داشته و بعلاوه زیردست پارچه هم نرمتر می باشد. ولی ازدیاد جذب رنگینه توسط الیاف چندان زیاد نیست. برای مرسریزه بدون کشش ویسکوز می‌توان از دستورهای 9 و 10 استفاده نمود. در دستور 9 پارچه به مدت زمان کافی در محلول سودسوزآور قرار گرفته و سپس آبکشی و خنثی می‌گردد در صورتیکه در دستور 10 پارچه بعد از پد شدن روی یک نوار نقاله قرار گرفته و پس از مدت زمان کافی آبکشی و خنثی می‌شود. این روش به Pad- Plait معروف می‌باشد.

مرسریزاسیون

این عمل بنام جان مرسر، که در سال 1844 اثر سود سوزآور را بر پنبه مطالعه می‌کرد نامگذاری شده است و منظور از آ‎ن قرارداد نخ و یا پارچه‌ پنبه در حالت کشش در محلول سودسوزآور قوی می‌باشد. بر اثر مرسریزاسیون جلای پنبه افزایش می‌یابد. معمولاً پارچه‌های مرغوب پنبه ای پیراهنی، رومیزی، ملحفه‌ای و همچنین نخهای قرقره مرسریزه می‌شود. جلای حاصل از مرسریزاسیون به نوع پنبه و شرایط مرسریزاسیون بستگی دارد. پارچه‌های تهیه شده از نخ پنبه‌ای شانه شده برای این فرایند مناسب‌تر می‌باشد. زیرا وجود انتهای آزاد الیاف در سطح نخ و پارچه از جلای کالا می‌کاهد. علت افزایش جلای پنبه بعد از مرسریزاسیون، ناپدید شدن پیچیدگی در طول پنبه و دایره‌ای شکل شدن سطح قاعده در نتیجه صاف شدن سطح ناهموار آن توضیح داده می‌شود. سطح صاف پنبه مرسریزه شده انعکاس نور را بیشتر و یکنواخت‌تر می‌نماید. علاوه بر افزایش جلاء بر اثر مرسریزاسیون استحکام پنبه هم افزونی می‌یابد. این افزایش ممکن است تا 50 درصد استحکام اولیه برسد. ولی در عوض ارتجاعیت آن کاهش می‌یابد. افزایش استحکام بر اثر مرسریزاسیون را می توان چنین توضحیح داد  که بر اثر کشش در حالت تورم مواضع کریستالی الیاف در جهت محور لیف جهت‌گیری می‌کنند. بر اثر مرسریزاسیون قدرت تورم پنبه در آب افزونی می‌یابد. و این خود جذب رنگینه را برای الیاف آسان‌تر می‌سازد. بعنوان مثال رنگینه‌های خمی با سرعت بیشتری جذب پنبه مرسریزه شده و راندمان رنگی بالاتر می‌باشد. به عبارت دیگر پنبه مرسریزه شده بطور کلی در مقایسه با پنبه مرسریزه نشده، در شرایط رنگرزی مساوی پررنگ‌تر جلوه می‌کند. (مرسریزه بعد از رنگرزی هم عمق رنگ را افزایش می‌دهد.)

شدت اثر مرسریزاسیون با درجه مرسریزاسیون نشان داده می‌شود که با تعدادی پیچیدگی باز شده لیف پنبه و یا نمره فعالیت باریم اندازه‌گیری می‌شود.

مرسریزاسیون نخ

جهت کسب جلای بیشتر، ابتدا نخ پرزسوزی و مرسریزه معمولاً بعد از پخت انجام می‌شود. چنانچه نخ قبل از پخت مرسریزه گردد، مرسریزه را خام گویند. در مرسریزه خام قلیا سریعاً کثیف می‌گردد. نخ را می توان بصورت مداوم و یا غیر مداوم مرسریزه نمود. در مرسریزه غیر مداوم نخ بصورت کلاف به دو گیره متصل می گردد یکی از دوگیره در جای خود ثابت و دیگری متحرک می باشد در شروع تماس کلاف نخ با قلیا که حدوداً 60 تا 180 ثانیه بطول می‌انجامد گیره‌ها از یکدیگر فاصله می گیرند. در نتیجه کلاف نخ کشیده می‌شود (گیره متحرک ممکن است چند دور چرخیده و کلاف را نیز تاب دهد). کشیدگی کلاف به مقدار 3 تا 5 درصد طول اولیه آن می‌باشد. ازدیاد کشش، جلای بیشتری را به همراه دارد ولی ازدیاد بیش از حد آن، از استحکام نخ می‌کاهد. غلظت مناسب سودسوزآور برای مرسریزاسیون نخ در حدود 27 تا 33 درجه بومی انتخاب می‌گردد و غلظت کمتر یا بیشتر از این مقدار اثر مرسریزاسیون را کاهش می دهد. با توجه به گرمازا بودن واکنش سلولز در مقابل قلیا لازم است که جهت سرد نگهداشتن حمام از محلول سودسوزآور سرد شده (حدود 10 درجه سانتیگراد) استفاده گردد. بعد از اتمام زمان مرسریزاسیون کلافهای نخ دز حال کشش توسط آب گرم و سپس آب سردآبکشی می‌گردد. سود سوزآور باقیمانده روی الیاف به کمک محلول رقیق اسید استیک خنثی گردیده و در پایان هم آبکشی انجام می‌شود. در مرسریزه‌ مداوم نخها که به صورت دسته‌ای به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند قسمت به قسمت در محلول سودسوزآور فرورفته و سپس کشیده می‌شود. بعد از اتمام زمان مرسریزاسیون آبکشی نخ و خنثی سازی‌ آن انجام می‌شود.

مرسریزاسیون پارچه

پارچه را می‌توان بصورت خام، بعد از مقدمات و یا حتی بعد از رنگرزی مرسریزه نمود پارچه معمولاً بعد از آهارگیری و پخت و در بعضی موارد بعد از پخت و سفیدگری مرسریزه می‌شود. از آنجائیکه ممکن است درجه سفیدی پارچه تا حدی بر اثر مرسریزاسیون آسیب بیند در صورت امکان مرسریزاسیون قبل از سفیدگری انجام می‌شود. مرسریزاسیون را می‌توان روی پارچه خشک و یا روی پارچه‌تر انجام داد. غلظت سودسوزآور باید در طول انجام مرسریزاسیون ثابت بوده و کنترل گردد.

بهترین نتیجه مرسریزاسیون با سود سوزآور 25 تا 30 درجه بومه حاصل می‌گردد. غلظتهای خارج از این محدوده را جلای کالا می‌کاهند. برای پارچه خشک معمولاً از سودسوزآور با غلظعت 25 تا 26 درجه بومه و برای پارچه‌تر از غلظت 28 تا 30 درجه بومه استفاده می‌شود. از آنجائیکه مدت زمان مرسریزاسیون حداکثر 30 ثانیه می‌باشد الیاف پنبه صدمه‌ای نمی‌بینند. اصولاً الیاف پنبه در حرارتهای پائین بهتر متورم می‌شوند و به همین علت بهتر است دمای مرسریزاسیون بین 13 تا 15 درجه سانتیگراد انتخاب گردد. در صورت رقیق‌تر شدن محلول که نتیجه آن کاهش اثر مرسریزاسیون می‌باشد می‌توان از دمای 20 درجه سانتیگراد استفاده نمود. دمای مرسریزاسیون بایستی یکنواخت نگه داشته شود چون در غیر اینصورت اثر مرسریزه‌ نایکنواخت شده و باعث رنگری نایکنواخت می‌گردد. از آنجائیکه مرسریزه یک واکنش گرمازا می‌باشد. محلول سود سوزآور را بایستی سرد نمود. و با توجه به زمان کم تماس کالا با محلول استفاده از یک ترکننده مقاوم در مقابل قلیا (Leophen BN) ضروری می‌باشد.

ماشینهای مرسریزه پارچه معمولاً به دو نوع تقسیم می‌گردند.

ماشین مرسریزه زنجیره‌ای

ماشین مرسریزه غلتکی

ماشین مرسریزه زنجیره‌ای

در این نوع ماشین، معمولاً، پارچه‌ ابتدا از شاسی محتوی سودسوزآور عبور می‌کند متعاقباً پارچه از غلتک‌هایی که آن را در جهت تار تحت کشش قرار می‌دهند گذشته و سپس توسط سوزن و یا گیره که آن را در جهت پود می کشند نگاه داشته می‌شود. بعد از مرسریزاسیون پارچه از حمام‌های آب‌کشی، خنثی سازی و آب‌کشی نهایی می‌گذرد. ماشین‌های مرسریزه زنجیره‌ای تنظیم و کنترل دقیقی را برای کشش در جهت تار و پود پارچه امکان‌پذیر می‌سازد ولی این ماشین به فضای زیادی احتیاج داشته و ممکن است که کناره‌های پارچه بر اثر کشش زیاد صدمه ببیند.

ماشین‌های مرسریزه غلتکی

در این ماشین، پارچه توسط یک سیستم چند غلتکی تحت کشش قرار می‌گیرد. غلتکها که سطح آنها با لاستیک پوشیده شده است در دو ردیف قرار دارند. پارچه ابتدا از غلتک پائینی و سپس از غلتک بالایی می‌گذرد و تحت کشش قرار می‌گیرد و درهمین حالت از حمامهای سودسوزآور و آبکشی می‌گذرد. آبکشی معمولاً ابتدا با یک دوش آب گرم شروع گردیده و بعد با مکش آب از سطح پارچه دنبال می شود در انتها ممکن است از یک اسید ضعیف جهت خنثی سازی قلیا استفاده شود. خنثی سازی کامل در صورتی مورد نیاز است که پارچه بعد از مرسریزاسیون عملیات قلیائی دیگری را در پیش نداشته باشد. ماشین مرسریزه غلتکی را می‌توان علاوه بر پارچه‌های بافته شده برای پارچه های تریکو (کشباف) هم بکار گرفت. ماشین مرسریزه غلتکی در مقایسه با ماشین مرسریزه زنجیره‌ای دارای حسن‌های زیر می‌باشد:

ظرفیت و سرعت بیشتر

امکان مرسریزه کردن پارچه های عریض

مناسب بودن برای مرسریزاسیون پارچه‌های کشباف

احتیاج به فضای کمتر و مصرف انرژی کمتر

عدم کنترل کشش در عرض پارچه عیب اصلی ماشین مرسریزه غلتکی می باشد. در صورتیکه در ماشین مرسریزه زنجیره‌ای عرض پارچه کاملاً تحت کنترل است.

به کمک دستگاههای تصفیه می توان محلول سودسوزآور کثیف را تصفیه کرده و آنرا مجدداً به ماشین مرسریزه تغذیه نمود. پارچه‌هایی که دارای مخلوط پنبه و یکی از الیاف پشم، ابریشم، آکریلیک، پلی اورتان و استات 5/2 می‌باشند، به علت عدم مقاومت این الیاف در مقابل سودسوزآور مرسریزه نمی‌گردد. پنبه را می‌توان علاوه بر سودسوزآور با محلول آمونیاک در 33- درجه سانتی‌گراد مرسریزه کرد.

مرسریزه پارچه خشک و مرسریزه پارچه تر به ترتیب در دستور 11 و 12 آمده است.

چکیده:

امواج مایکروویو، جزء امواج الکترومغناطیس، در محدوده فرکانس MHZ 30000-300 و با طول موج‌های کوتاه m1- cm1 می‌باشند. مایکروویو، امروزها کاربرد بسیار فراوانی را در قسمتهای مختلف علوم و صنایع مانند: علم طب، صنایع مخابرات، صنایع غذایی، هوا فضا و صنایع نساجی و… دارد.

این امواج بسته به کاربرد آنها در فرکانسهای متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال در صنایع نساجی بیشتر فرکانس MHZ 2450 کاربرد دارد و از این امواج جهت گرمایش سیستم به کار می‌رود. سیستم گرمایش مایکروویو از هیچ یک از سیستم‌های انتقال حرارت پیروی نمی‌کند. در این نوع گرمایش، ملکولهای جاذب امواج مایکروویو با همان فرکانس تشعشع به نوسان در آمده و با نوسان خود و در اثر اصطکاک با سایر ملکول‌ها، باعث اتلاف انرژی جذب شده به صورت گرما می شود. از آنجایی که الیاف نساجی اکثراً جاذب مایکروویو نمی‌باشند همراهی مواد جاذب مایکروویو مانند آب با آنها در طی فرایند‌ها الزامی است، در این سیستم مواد جاذب مایکروویو به طور مستقیم و بدون واسطه گرم می‌شود. که خیلی از مشکلات ناشی از وجود واسطه را حل می کند و به عملیات سرعت می بخشد. با کاربرد این روش در فرایند های نساجی به نتایج خوبی از نظر یکنواختی، کاهش زمان عملیات، کاهش میزان مواد مصرفی و در نتیجه، دور ریز کمتر در سپاب‌های صنعتی، اقتصادی بدون روش نسبت به روشهای معمول حرارت دهی و… دست یافته‌اند.

اگر چه در این امر نیز مشکلاتی مانند حضور افراد متخصص و آگاه جهت طراحی دقیق و مناسب سیستم وجود دارد، اما کارآیی بالا و عدم آسیب رسانی به ماهیت الیاف جهت رفع مشکلات آنها، برتری دارد.

مقدمه:

مایکروویو جزو امواج الکترومغناطیس با طول موج‌های خیلی کوتاه m1- cm1 می‌باشد. این امواج اساساً  تشعشعات با فرکانس‌های بالا هستند و از آنجایی که تشعشعات عموماً‌ توسط فرکانس مشخص می‌شود. محدوده فرکانس برای مایکروویو MHZ 30000-300 می‌باشند، در عمل تشعشع با فرکانس MHZ 2450 یا MHZ900 برای اهداف صنعتی استفاده دارند و دیگر فرکانس‌های برای ارتباط راه دور «مخابرات»، رادار و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مواردی مثل اجاقهای خانگی با فرکانس MHZ2450 و در گرمکن‌های صنعتی قوی، مایکروویو با فرکانس MHZ900 عمل می‌کند. همان طور که می‌دانیم متدهای معمول جهت خشک کردن منسوجات بر اساس نوع انتقال حرارت به سه دسته تقسیم می‌شوند:

جابجایی یا Convection که مثال آن استفاده را آون واسنتنتر می باشد.

هدایت یا Conduction مانند خشک کردن توسط سیلندر.

تشعشع یا Radiation مانند استفاده از تشعشعات مادون قرمز جهت خشک کردن.