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蜡染中蜡的性能与仿“哥窑纹”冰纹研究

孙理  
【摘要】: 本篇论文对与蜡染相关的蜡的基本性能进行了系统的研究,并总结出了相关规律,为蜡染及其冰纹的研究提供了一定的理论基础。首次提出了在织物上仿制“哥窑纹”冰纹的设想,并获得成功,使冰纹的质量得到了很大提升。发明了一种新的除蜡回收工艺,在使蜡的回收率大大提高的同时对环境的污染又得以大大降低。 本论文对蜡染厂采用的除蜡回收技术进行了调研,发现现行的除蜡回收技术比较落后:由于蜡的回收率比较低,导致蜡染厂排放的废水COD值高达10000ppm,对环境造成了严重污染;同时设备的运行消耗也比较大,比如:由于生产中溶气水释放器和加压溶气罐内的填料易受堵塞或生长微生物膜,使得最佳气浮回收工艺参数很难得到一贯正确的维持,从而造成大部分蜡染生产企业在气浮回收刚刚运行时,蜡的回收率都能达到预期的80%左右;但是生产运行一到两周时间后,蜡的回收率很快就下降到40~50%左右。因此,我们发明了一项新的除蜡回收技术:它可以在热水中直接把蜡从织物上去除并且回收率在95%以上。该法除蜡完全基于物理作用的原理:蜡在热水中会软化,界面张力的作用使蜡脱离织物表面,同时蜡与织物之间的粘附力也在不断下降,脱离织物的蜡融体在浮力作用下浮于水面并被回收。使用该除蜡回收技术可以大大地降低生产成本并且对环境保护做出巨大的贡献。有关该发明的相关专利“用于从织物上脱蜡并回收的设备”“用于从织物上脱蜡并回收的设备和方法”分别被国家专利局授权(专利授权公告号:CN2709451Y)和公开声明(专利申请号:200410062080.X)。 本论文对印蜡的性能如热性能,在不同温度下熔融蜡的流变性能也进行了系统研究。通过环球法测定的各蜡质的软化点,为蜡质的使用提供了科学准确的热性能参考数据。各种蜡的软化点分析表明,混合蜡与各组分的热性能有密切的关系,但并不是简单的以混合比例进行加减而是发生了一些变化。在HAAKE RS150型锥板式流变仪上通过对蜡的流变性研究表明:松香(120℃以上)、石蜡(90℃以上)、蜂蜡(90℃以上)、松香和石蜡以不同比例混合的蜡(90℃以上)和松香和蜂蜡以不同比例混合的蜡(90℃以上)都属于牛顿流体,剪切应力随剪切速率的增大而增大,而粘度不随剪切速率的增加而变化,只与蜡的种类和温度有关。熔融的蜡液在被印制到织物上后很快就失去了流动性,这使得印制的蜡面花型精准、清晰。基于以上这些研究,我们发明了在织物上制作线条活泼、自然的“哥窑纹”冰纹的新型冰纹制作方法(国家发明专利申请号:200510110400.9),使蜡染产品的质量档次得以提升。在中国宋代有五大名窑,其中宋代青瓷器皿中的哥窑瓷器,则以周身冰裂、变化万千、别开生面的瓷釉裂纹美名世界。哥窑瓷器中裂纹釉形成的机理,简单地说就是坯釉热膨胀系数不一所致。当釉的膨胀系数较坯体大时,釉层在冷却中便处于张应力状态,当所发生的应力超过容许弹性和强度极限后,釉层趋向龟裂。对于印蜡织物而言,织物(坯)和蜡层(釉)之间热膨胀系数的差异,使得印制在织物上的蜡层在移入温差高于35℃的冷却室中冷却时,织物上立即产生优异的“哥窑纹”效果的冰纹。通过对织物经向和纬向拉力的变化还可以控制冰纹的走向,以产生特定效果的冰纹。 该论文还通过热机械分析议(DMA)对各种蜡的热膨胀系数、弹性模量和抗张强度等基本性质进行的测定,说明了织物上的蜡层自然龟裂产生“哥窑纹”的基本原理;并讨论了蜡质成分、蜡层厚度、不同的蜡面冷却方式和冷却时间、蜡层冷却起始温度以及冷却温度差对产生的冰纹效果的影响。


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