气流染色机.docx

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气流染色机

气流染色机简介

在常规染色机中，待染色布是靠染液推动和导布辊拉动运行。

染色加工时，应按织物种类调整织物的运行速度、染液循环次数及染色过程。

常规染色机的染色过程为：

待染色布浸湿膨化，随着染液温度的升高。

染液中的水分子带动染料分子以一定的动能在纤维间吸附、渗透、固着，进行染色“泳移”运动，染料分子“泳移”达到平衡，染色过程结束。

近年来，随着坯布种类的不断更新，特别是高品质、高要求针织物的问世，诸如单面添纱氨纶弹性织物、细支紧密高克重平纹织物、高密纯棉毛圈织物、细支双珠地网眼织物等。

这些高品质织物在常规染色机中加工时，产生起毛、折皱，毛圈倒立等质量问题。

为此，对常规染色机进行了技术改造．如改进溢流口形状，设计多节多喷嘴溢流口，增大泵流量，降低溢流口压力，改变液流泵的泵叶形状等。

虽然各种技术设计改进在一定程度上改善了上述染色质量问题但改进染色机的染液推动区域有一定的限制，并且，很难改善导布辊的绳状运行状态（即扩张坯布能力）。

尽管常规常温溢流染色机已发展成两个或两个以上喷嘴，提高了扩张坯布的能力，减少了坯布的冲击力和摩擦力，但要显著地提高轻薄弹性织物染色质量还有一定距离。

因此，为了满足更多新型高档织物染整质量的要求，传统染色技术的改造就显得非常迫切。

气流染色技术的研发正是适应这种要求而产生的新型染色技术。

于常规染色机相比，气流染色机由于高能雾化气流的作用，使待染色布处于紊流扩张状态，消除了折痕现象；它具有气流推动和均匀回流装置，使纯棉毛圈织物毛圈处于有规则的倾斜状态，经烘干制成天鹅绒织物，剪毛损耗在l0％左右，毛圈排列整齐，产品品质高；通过调节离心鼓风机风口流量，使双纱珠地织物充分扩张，染料分子呈雾状活力增大，渗透力增强，达到了匀染性佳的染色效果。

气流染色机对单面薄型弹力针织物染色无缝制圆筒工序，染色无需缝边，减少了坯布缝边损耗，直接进入染色机，染色后织物布面清晰、无细皱纹。

气流染色机目前正朝着高品质、手感好、适用性广、工艺流程短、节能、节水、小批量及大载量、自动化控制和符合生态环保等方面发展。

气流染色机是新一代染色机．其染色机理与常规染色机理有很大区别。

由于鼓风机离心强气流作用，使绳状坯布得到扩张并前进，同时在喷嘴口和气流口之间形成低压区，使染液迅速汽化成雾状、雾化的染料分子动能增加，渗透力增强，此时，雾状染料分子微粒体积小于液状染料分子体积，染料分子在单位时间内的“泳移”次数增加，提高了坯布的染色匀染度，缩短了上染时间，染色重现性好。

另外，由于雾状气流作用，细化的染料分子更易进入坯布的打折处，故不易产生色花和染色折痕。

气流雾化染色机的喷嘴溢流区使染色分子均匀、快速上染到织物各点上。

鼓风机回气流口为细孔网结构。

精细设计的气流管道可保持气流均匀一致。

故缓物在缸体内运行均匀，从而减少了染色折痕产生。

雾化气流染色机独特的染色机理使该机适应多种产品的染色加工，并能加工出高品质的产品。

1气流染色机设备结构

1.1喷嘴

喷嘴是气流染色机的核心部件，分圆形和方形两种，圆形喷嘴适合加工超细纤维、化纤仿真类针织物和机织物；方形喷嘴则适合加工厚重织物，以及易产生自转的绳状机织物。

首先加热的染液必须经过喷头成为气雾状小颗粒，染液能不能雾化，雾化彻底不彻底,将影响雾状染液的均匀度，直接影响染色的质量，雾化后的染液不能直接喷到布面上，它要和进入雾化室的气流发生混合，混合的过程在瞬间完成，加入了雾状染液的气流随即进入导布室，这种混合的气流有两个作用，一个作用是吹动承托布匹向前运动，另一个作用是在运动的过程中气流中的染液冲击布皮，极细小的染液与织物中的纤维充分结合，发生物理化学反应，给纤维（布匹）着色，如此循环反复作用，最终织物染色。

1.2气流染色机染液过滤器

气流染色机对染液的过滤要求很严，要求染液瞬时雾化，必须保证染液的纯净度，如果染液里含有碎毛等杂质，染液就不能很好雾化，进而影响染布质量，较大的杂质或碎毛能堵塞喷嘴，所以必须设置过滤器来对循环的染液进行过滤，随时去除掉染液中的碎毛和杂质，而且要求过滤筛孔的密度较大，挡住大部分杂质，因为布匹里的碎毛较多，所以过滤器的筛网上的碎毛要经常清理，如果发现回流不畅，要特别注意清理过滤器。

1.3空气循环系统

空气循环系统是Airsoft气流染色机的主要动力来源，风由大功率鼓风机产生，经过专用空气管道输送至空气滑管的4个空气喷嘴与染液相遇。

通过变频电动机调整鼓风机的转速，从而达到调整织物运行速度的目的。

织物运送系统的空气由高效、多速轴流风机提供，风扇采用不锈钢制造。

风扇装配了一个多阶涡轮式曲径碳密封，保证了风机的耐久性。

1.4快速清洗系统

传统染色机的织物染后清洗，需先将染槽内的染色残液排尽，再注入清洗液。

但往往染槽内的染色残液不能马上全部排尽，故清洗液注入时，还会与部分染色残液混合，既浪费时间，又降低水洗效率。

气流染色机采用独特的清洗系统，即清洗液通过喷嘴直接喷射在织物表面。

在整个清洗过程中，排水阀始终打开，污水直接排放，而不与织物接触。

由于洗液交换速度快，故清洗速度快。

织物在染槽中如遇温度突然下降，则将快速冷却，极易造成永久性皱印和折痕。

而Airflow气流染色机装有高温排放系统。

该系统可使织物在染槽排液时继续保持循环运动，从而防止织物由于快速冷却而造成皱印和折痕，同时减少加工时间，提高了生产效率。

1.5DQC系统

气流染色机还装有DQC系统即动态质量控制系统。

该系统使染色具有更高的重现性，有利于实现一次染准性，使染色加工更为环保，且能降低染色成本。

传统染色机染色工艺条件是根据预先贮存在计算机中的程序进行的，加工不同织物时，可根据织物的门幅和克重等因素预先设定。

新的DQC系统可通过选配的探测装置，根据基础数据和预设的参数，制订最佳的工作时间和工艺条件（包括水的用量和蒸汽压力），并根据织物的克重、规格及匹长，自动设定车速和浴比等，从而达到均匀的染色效果。

2气流染色特点

a.浴比小能耗低。

由于织物运行的动力源是气流，水仅仅作为染化料的载体，省去了驱动织物运行的那一部分水，所以染色时可以做到非常小的浴比；棉、梭织／针织的浴比是1：

4，1：

3涤纶、梭织／针织的浴比是1：

3。

由于浴比小，主泵的流量也小；热交换效率高，常温至90℃，升温速率可达8～10℃／mm，大大缩短了升温时间，降低了蒸汽的消耗量。

b.染料、助剂消耗少。

在试生产中，通过对不同品种织物的染色试验后，气流染色机和传统的液流染色机相比，具有较低的染料、助剂消耗，较低的排污。

对于分散染料染色,气流染色机可节省10％～15％的染料、助剂。

对于活性染色，气流染色机较液流染色机可省20％～30％的染化料、盐和碱。

对纯棉织物的染色，加工每吨织物排污量约40～45吨，对于纯涤纶的染色（包括前后处理），加工每吨织物的排污量约20～25吨，相当于传统液流染色机排污量的1／2～1／3。

c.消除了折痕和起毛现象

由于高能雾化气流的作用，使待染色布处于紊流扩张状态，另外，织物在缸中处于气浮

式运行状态，其导布着点是“柔性”推动，故消除了折痕现象。

d.操作比较简单，稳定性相对好，对操作人员的技术要求较高。

e.自动化程度较高，只要工艺可靠，一般很难产生色花现象。

f.可高温排液和连续水洗。

有些纯涤纶织物在进行高温高压染色时，为了缩短染色周期，提高织物的柔软性，有时采用高温排放；气流染色机织物运行不是依靠染液，所以在织物保温完毕后，高温排液并不影响织物的运行，从135℃降至100℃只需3～4分钟；在高温排液过程中，由于是压力泄放，织物中的水分能迅速汽化，再加上织物在连续循环，所以织物不会产生褶皱现象。

该机虽然浴比小，但由于采用了连续水洗技术，通过喷射系统将清水喷向织物，脏水不循环，并且可根据工艺要求，在主泵进口处设置射流器，直接产生60℃～80℃的热水浴，故水洗效果好，耗时短。

g.布速高且可调

该机配置了主动提布辊和高速、大流量鼓风机，提布辊和风机的电动机采用了交流变频调速，并可设定输出功率值；当升温和水分蒸发时，气流密度发生变化，使输出气流有相应的变化，影响织物运行的速度；此时变频器可根据设定的输出功率值调整风机和提布辊的转速，以保持布速恒定。

织物的线速度最高可达700米／分。

由于布速高，织物能在很短的时间内与染液多次交换，同时，织物在高速气流中，充分扩展并抖动，由此保证了织物的匀染性及重现性；另外，染色时，染液的液位低于织物，织物在提升时带液量少，所以织物在高速运行时，也不会产生很大的张力，提高了染色的质量。

h.不堵布打结

该机的提布辊虽然是主动的，但还不是织物输送的主要动力源，所以不会因为提布辊的线速度与喷嘴的气流速度不匹配而出现堵布现象。

同时该机在喷嘴的出口处设置了摆布装置，当织物离开喷嘴部位时，稳定的移动和打开，并帮助消除运行痕迹，落入染槽后形成了很有规律的堆置。

该机还设计了特殊的渐扩形染槽，再用聚四氟乙烯棒铺底，使得织物在染槽中堆置时，虽没有水，也能靠自重顺序向前推进，不打结，不缠布。

i.适应范围广

气流染色的上染机理与液流染色相同，只是促使织物上染的条件不同，液流染色的织物运行靠液流推动，而气流染色机则采用空气动力系统推动织物。

因此，该机适用于一般液流染色机所能做到的一切织物品种。

除此之外，对于那些微细和超细纤维织物，由于其表面积大，吸收染料快，就必须有较快的布速，才能保证织物的匀染性，而该机能达到很高的速度，且对织物的损伤小，所以气流染色机特别适合于微细和超细织物的染色。

另外，对一些高档织物，如Tencel纤维织物，仿桃皮绒和仿麂皮绒织物等均有很好的匀染性，且手感非常好。

3染色工艺试验

气流染色机特别适合超细纤维和Lyocell纤维等高品质织物的加工。

生产车间根据客户对产品的质量要求，我厂的气流染色机主要生产棉、粘胶、天丝、锦棉、涤棉等高品质织物。

本实验是针对锦棉织物染色工艺，它采用两浴法染色，先染棉，再染锦。

3．1工艺流程

进布→温水润湿→进染料、助剂→升温染色→采样→降温水洗→出布

3．2生产实例

3．2．1品种

半制品规格：

60ⅹ70+40D190ⅹ50锦棉斜纹（黑色）400kg

3．2．2棉纤维的染色

工艺处方：

活性染料：

助剂：

BESN红1%元明粉80kg

BES黄1.3%纯碱40kg

BESN黑3.2%浴中宝（润滑剂）4kg

浴比1：

2.5

工艺流程：

从气流染色机电脑中调出程序，开机，根据工艺流程指示进布，将已经溶解的染料加入料桶，为了控制浴比待染料缓慢进入主缸后，再回流至料桶,加入元明粉促染，待元明粉全部进入主缸后，以2℃/min升温至60℃，保温20分钟，再回流至加料桶,加纯碱固色，碱液进入主缸后，保温染色50min，采样，若色样符合要求则进入清洗程序,水洗工艺条件：

加HAC酸洗→皂煮（皂洗剂2g/L,95℃,15min）→热水洗（80℃15min）→温水洗（60℃10min）→冷水洗；若色样不符合客户要求,则需重新加料调色。

3．2．3锦纶纤维的染色

工艺处方：

中性染料194黑2%

冰醋酸（HAC）0.5kg

酸性匀染剂2kg

浴中宝（润滑剂）4kg

浴比：

1：

2.5

工艺流程：

将助剂加入料桶，机器将自动搅拌，搅拌好后进入主缸，保温5min后染液回流，在料桶中加入已溶解或分散均匀的染料，待染料进入主缸后，开始以1℃/min升温至98℃，保温30分钟，再以1.5℃/min降温到65℃后采样，色样符合要求后进入清洗程序。

水洗工艺条件：

冷水洗→热水洗（80℃15min）→温水洗（60℃10min）→冷水洗

3．3影响因素及分析

1．染料的选择

气流染色机染色对染料配伍性要求很高，如果上染、固色不同步相当于不同染料二次染色，十分不利于匀染，容易产生段差。

所以用气流染色机染色选择染料时使用配伍性好的染料染色更利于匀染和缩短染色时间。

现在我们所用的双活性基的染料就很适合使用的染料，为了利于匀染，在同一染料拼混的组合里都要使用同一类型的染料，否则只能改变工艺延长染色时间，不利于布面光洁。

2．染浴温度的控制

染浴温度高低与中性或弱酸性染料上染速率成正比．温度越高，上染速率越快，因此在升温过程要缓慢，控制在1℃／min，防止竞染，产生色花现象。

3．气雾染色与传统染色一样，都随颜色的加深固色保温时间延长。

4．在操作时，染料溶解要充分，有时机器混料并不能完全溶解染料，需要操作人员搅拌，防止未溶解的染料沾到织物上造成色疪。

5．由于气流染色是绳状染色，在染色过程中织物与机器产生摩擦，导致织物擦伤。

为了防止织物擦伤，在加工过程中可适度使用合适的润滑剂，或降低织物的运行速度。

针织物染色常见问题

活性染料因其优异的染色牢度，完美的色谱，艳丽的色泽，在纯棉针织物中被广泛应用。

但纯棉针织物染色中常见的质量问题很多：

色牢度不合格、脆损、细皱纹、风印、色花、色点等，其中细皱纹、色差、色花、缸差等问题主要是棉针织物染整工厂生产中存在而有感到头疼的问题。

下面针对我厂实际生产过程中所出现的细皱纹、色差、色花三个主要问题进行分析。

1常见疵病

1.1色差

色差指坯布的匹与匹之间或同一匹织物不同距离间色光的差异。

色差不同于色花，在普通的照布检验机上是很难被发现的，只有通过折叠或“袖管缝合”的方法才能看出。

从生产中发现并不是所用颜色都发生色差。

深色（黑、深灰、藏青、咖啡等）要比浅色发生的机率要大。

而三拼色要比而拼色或单色发生的机率大，因此色差与染料的性能及染料之间的配伍性有一定的关系。

一般色差大多表现为布面色光的深浅不同，这与织物的得色量的多少有关。

因此色差与染色前布面的质量、工艺条件和工艺曲线的合理性都有一定的关系。

这里主要研究的是工艺条件及工艺曲线的合理性。

1.1.1染料的选择与色差的关系

产生色差的颜色多为二拼色或三拼色，所以不同染料之间的配伍性对于减少色差有着重要的意义。

所拼染料的上染率曲线相近与否，对色差有一定影响，那些上染率曲线相近的染料，其配伍性要更好一些。

经济性也是一个重要选择因素。

假定A、B、C三种按一定比例拼混的染料分子，当染料的渗透及提升能力A=B=C时，染料分子会均衡按比例向纤维内部渗透，才能达到图1a的效果，当染料渗透及提升力不同时，不同染料间存在“竞染”现象，则会形成图1b的效果。

理想的染色结果应是：

在纤维的不同层面里，各类染料分子均匀且按设定的比例分布，不存在一种染料分子的不均衡分配现象，显然图1a是所要达到的理想的染色效果。

1.1.2加料升温曲线与色差的关系

活性染料的染色过程分吸附、扩散、固着三个阶段，在实际染色过程中，吸附、扩散、固着过程是相对发生的，只不过是某一过程起主导作用而已。

一个合理的染色工艺曲线，应具备如下条件：

a、能够减缓活性染料的初始上染率。

b、能够使不同的染色阶段作用完全，不存在两个阶段之间均衡作用的现象。

c、染浴工作条件变化温和，渐进，相对不剧烈。

1.2细皱纹

1.2.1细皱纹产生的原因

棉产品具有较强的吸湿性和湿可塑性，故其在湿热条件和外力作用下，产生线圈移位和变形，在未得以恢复的情况下，便进行烘干，使线圈的移位和变形被固定下来，从而形成皱纹。

1.2.2细皱纹产生的条件

1.2.2.1在湿热条件下，坯布长期地折叠和挤压，导致线圈移位和变形

由于生态环保和节能的要求，使漂染的浴比越来越小。

我厂采用的溢流染色机的浴比通常控制在1：

10。

坯布在漂染过程中长时间的折叠和挤压，给细皱纹的产生创造了一个良好的温床，尤其是在折叠和挤压状态下骤然降温，线圈在短时间内伸缩产生差异，导致线圈的移位和变形，便在面料上形成细皱纹。

1.2.2.2离心脱水机脱水

在用离心脱水机脱水，坯布在折叠状态下，受到强大的离心力作用，使布面产生难以消除的褶皱，这是细皱纹产生的主要原因，且脱水机的直径越大，转速越高，坯布在脱水是受到的离心作用力越大，产生的细皱纹越严重。

我厂生产中使用的离心脱水机的直径为2米，转速为715r/min,一匹20kg重的坯布，在脱水到含水率为70%时，受到的离心力如下：

Fu=mv2/r=4mΠr2n2/3600r

=mrv2/91.3

=20*（1+70%）*1*7152/91.3

=190380N

这相当于19.426t的重物挤压在一匹重20kg的坯布上，启动脱水机，由于转速的逐步加快，离心力也逐渐增大，线圈移位和变形是难以避免的。

1.3色花

色花是我厂成品质量的最主要问题。

下面针对实际生产的问题进行分析和研究。

1.3.1水质的影响

染浅粉红时，在严格按照工艺操作后，仍出现严重的色花，最后分析是因为我厂生产中使用的水的水质问题。

活性染料会与水中的钙、镁离子或其他重金属离子结合，形成不溶性或难溶性的金属染料，这些染料在浓度较高的电解质存在下，会形成大小不同的凝聚物，逐渐吸附在纤维的表面，严重者形成色点，轻者构成浮色，这些浮色会阻碍染料向纤维内部渗透和扩散，降低染料的上染率，使得色变浅，使布面色光发生异变，鲜艳度下降。

1.3.2化料方法的影响

以艳兰为例，染艳兰时，易产生色花。

我厂使用的活性艳兰属于单乙烯砜型染料，其特点是：

溶解度低（100g/L），对元明粉敏感，遇到高浓度元明粉时，易出现盐析、凝聚，易造成色花、色变。

一般不作三原色。

艳兰对元明粉敏感，对碱更敏感。

当元明粉浓度为80g/L时，溶解度下降到20g/L，当元明粉浓度为200g/L时，则溶解度几乎为0，出现盐析。

当NaOH用量超过100g/L，发生碱析，导致色变，而且一旦出现碱析，再多的水，再高的温度都无法将染料化开。

一般在加料时会出现。

1.3.3工艺参数的控制

活性染料在中性盐浴条件中，对纤维的上染很温和，但匀染渗透性好，而在碱性条件下（尤其是加碱固色初期），染料对纤维的上染很好，浸染时间长。

若固色条件剧烈，会使已发生键合固着的染料断键，从纤维上脱落。

我厂主要使用的是中温型活性染料，活性黑KN-B使用更广泛，活性黑KN-B在加碱固色时，具有“瞬间上色”的特性，加碱固色的前10-15min内，其吸色率会陡然上升30%-50%，此时，织物已走1/3-1/2道，染任何颜色都易产生色花。

在加碱过程中，由于缸体内的织物堆置较紧密又相对静止，包覆于织物内层的染液所含的碱剂浓度，比主体循环染液低，再加上缸体内的织物一般是2/3浸于液面，1/3浮于液面，在固色初期，很容易造成织物染色不匀，而且加碱过程都是人工完成的，虽分了批次和量，但有时工人为了省事省时，都是随手加，造成染料的碱性不稳定，易产生色花。

2、疵病解决方法

2.1色差问题

选择染料时，要选择配伍性较好的进行拼色。

加料时，以深色为例，我厂通过实际生产的两个工艺进行对比：

碱碱

60℃

染料促染盐15min5min40min

2℃/min取样

40℃5min5min

60℃40min

染料促染盐促染盐15min

40℃1℃/min取样

15min10min

另外，实践表明，采用适当延长加料时间，分批次加碱的方法，能够在一定程度上减少色差的产生，不过加入的量应是递增式的。

2.2细皱纹问题

在整个漂染过程中，凡从高温到低温的过程都采用间接降温至60℃再冲洗的工艺，避免了堆积，压叠的坯布由于冷水的直接加入造成局部骤然降温而导致的细皱纹。

未烘干的坯布应及时烘干，避免堆放时间长而产生新的褶皱。

2.3色花问题

4.3.1水质

在添加染料前，需加入螯合和分散能力强的螯合分散剂，以净化染色水质，同时有可以去除半制品上所携带的各种金属离子，以及外加助剂所带入的各种杂质，从而消除他们对染色水质的影响。

2.3.2化料

元明粉分批加入，要将元明粉化开，染料先不要放，直接将元明粉先加进去，让布走20min，元明粉在缸里基本全部化开，充分搅匀，在布面上分布均匀，抽回流液稀释染料，再放入染缸，避开高浓度元明粉在辅缸中与染料接触。

因为艳兰对NaOH更敏感，所以NaOH不能用回流液化，而应该用清水，浴比1：

9或1：

9.5，也可用磷酸二氢钠代替NaOH，大生产是温度不能超过60℃，一般58℃-60℃。

2.3.3工艺

活性染料浸染时，一定要采用温和的固色工艺。

对中温型活性染料而言，浸染染色时，宜采用较低的固色温度，我厂为65℃，固色碱剂为纯碱，因为纯碱具有良好的pH值缓冲能力和较宽的pH值缓冲范围，可以在较宽的浓度范围内，使固色液的pH值稳定在pH值=10.5左右，即可满足键合反应的需要，又可减少染料的水解，固色碱剂用量8-30g/L。

纯碱要分批次加，使染液的碱性逐步增强，使染料对纤维的吸色固色速率相对平稳，消除瞬间上色现象以实现匀染，透染，减少色花。

我厂针对实际情况，反复尝试新的工艺，最后提出了新的工艺“预加碱升温法”即在35℃染色中加入少量碱，使染浴呈现弱碱性，再缓慢升温（1℃/min）和保温吸色过程中，可以有效提高纤维对染料的吸色量，减缓加碱固色初期“瞬间上色”的程度。

最主要的一点还是要求挡车工严格按照工艺流程，规范操作，好的工艺，好的工作态度，才能从根本上提高染色成品质量。