文档介绍：气流染色机的现实状况和发展
本文介绍了气流染色机工作原理、关键技术和特征,指出其不足之处,同时提出了处理方案,最终预计其发展趋势。 The principle, key technologies and features of air flow dyeing machine have been introduced in this article, inadequate and solutions have also been pointed out. Finally, the development trend has been predicted.
伴随能源及环境保护形势的日益严峻,印染行业将面临着生存和发展的挑战。传统的印染工艺和技术装备严重地阻碍了行业的发展,甚至威胁到企业的生存。怎样将关系到民生的纺织产业健康、连续地发展下去,是摆在印染工作者面前的一个课题。气流染色机就是在这一背景下发展起来的一个间歇式染色方法。和传统的溢喷染色机相比,它含有显著的节能减排效果,而且基础涵盖了传统的溢喷染色机所适应的织物品种范围。对于部分新型纤维织物如Lyocell、超细纤维织物等,更有其独特的染色风格。另外,气流染色机的部分结构特点,为染料均匀上染织物提供很有利的条件,加之所配置的部分优秀控制技术作确保,使其染色的“一次成功率”在 98% 以上,极大地降低了返工造成的能源浪费,并提升了生产效率。为此,了解和掌握趋势,可为设备结构设计、染色工艺制订及过程控制提供帮助和指导。
1气流染色机的工作原理
气流染色机采取了空气动力学原理,以循环空气替换水来牵引被染织物作循环运动,因此和传统的溢喷染色机相比,染色浴比大为降低。气流染色机中织物和染液的交换形式有两种:一个是气流雾化,另一个是气压渗透。
气流雾化是先将染液经过特殊的喷嘴雾化并弥散在气流中,然后这种带有雾化染液的气流和被染织物进行交换并牵引织物循环。在交换的过程中,雾化染液对织物不但接触面积大,而且对织物纤维含有较强的渗透力,加速染液向纤维内部的扩散速度。德国THEN气流染色机的喷嘴就是采取这种形式。
气压渗透形式是采取两个喷嘴,即一个纯气流喷嘴,一个液流喷嘴。液流喷嘴在前,被染织物先经过该喷嘴,和染液进行交换,然后经过提布辊再进入气流喷嘴,由气流对染液向织物进行压力渗透,在牵引织物循环的过程中加速染液向织物纤维的扩散速度。德国Thies气流染色机的喷嘴是采取这种形式。从现在应用情况来看,以气流雾化形式的气流染色机居多,而且含有很好的使用效果。本文也是以这种喷嘴形式的气流染色机进行讨论。
2气流染色机的关键特征
低浴比
气流染色机和一般溢流或喷射染色机的最大不一样点,就是能够在很低的浴比条件下实现染色过程。然而,这种低浴比染色条件会带来染料对织物上染率的改变。试验表明,活性染料的直接性伴随染色浴比的降低而提升。就染色过程而言,在提升染料上染率的同时,还应确保较高的固色率,这是达成一定的颜色深度和色牢度的基础要求。气流染色的低浴比条件,能够不需借助过多的促染剂和固色剂即可达成较高的固色率,而固色剂的降低,又能够降低染料的水解。染料直接性的提升,能够降低对促染剂的依存性,提升上染率。不过,采取活性染料染色时,为了控制染料的上染速率,气流染色通常要考虑使用直接性较低的活性染料。
织物和染液的交换频率高
气流染色仍属于竭染。依据竭染的规律,被染织物必需和染液进行连续若干次交换次数,才能够完成染料的全过程上染,气流染色也是依靠这种方法来达成染料对织物的上染目标。依据Beckmann的理论,喷射染色的最好上染速率是:
Vopt = I × U
式中,I:织物每循环一圈时染料的上染率,通常经验取 1% ～ 3%;U:织物和染液循环频率之和。
显然单位时间内织物和染液的交换次数越多,越有利于匀染和缩短染色过程的时间。假如在织物不产生过大张力的情况下,提升织物的循环频率或染液的循环频率,既能够确保织物的均匀上染率,又能缩短染色时间。气流染色机因为浴比较低,故染液的循环频率很高,而且织物因带液量低也能够在较高的速度下循环。织物和染液的快速交换,为匀染带来了有利条件,同时在一定的染色工艺支持下,完全能够实现快速染色过程。
染液循环的动态分配
对于部分纤维比表面积较大的织物,通常染料的上染率较快,假如控制不好就轻易染花。因此为了确保匀染性,工艺上往往需要控制织物在每一个循环中染料的最大上染量。一般溢流或喷射染色机的织物运行速度是由染液喷射量来决定的,染液喷射量的降低就会使织物运行速度降下来,而且还会影响织物和染液的交换频率。相比之下,气流染色机的织物循环是依靠气流牵引的,染液的循环频率能