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很多印染厂气流缸染色,不知道如何计算浴比,老是色差

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点击次数:  更新时间:2017-06-13  【打印此页】  【关闭

 

湖南邵阳纺机   蒋家云

 

气流染色的染浴,是由织物吸湿溶胀所需的带液量,与同时满足管路染液循环需要和溶解染化料需要的液量两部分组成,无需驱动织物运行的水,故染色浴比低。而低浴比染色,易于产生浴比波动,对染色有一定影响。介绍了染色过程中,引起浴比波动的因素,说明了在染色过程中浴比的精确控制。

 

浴比是绳状织物有水染色中重要的工艺条件。气流染色浴比低,浴比的准确度和稳定性对染色质量的控制有较大的影响,在气流染色过程中,如何准确控制浴比,避免染色过程中浴比的波动,减少因浴比的因素对染色质量的影响,本文做一些探讨。

 

1.气流染色中染浴的构成

 

气流染色机的一个特征是,带动织物循环运行的主要动力是高速气流,染色时,除了布面上所带的染液外,循环的织物与自由染液分离,因此,严格地说,气流染色中的染浴由以下几部分组成:

 

第一部分,是过滤器内和循环管路中的染液,这部分染液量,应同时满足两个条件,一个条件是能充分溶解染化料的需要,另一个条件是主泵和管路循环系统中染液循环的需要,这部分染液量是恒定的,是由气流染色机缸型决定的,相同的缸型其量值是相同的,当然,不同的设备制造商之间,其量值可能有所差别。

 

第二部分,是织物纤维吸湿溶胀后,纤维表面上未渗透至纤维内部孔道,而在纤维表面自由流动的那部分染液,称为非结合的自由染液。

 

第三部分是纤维吸湿溶胀后,渗透至纤维内部孔道的那部分染液,称为结合染液。

 

后二部分染液之和,实际上就是织物在染色过程中的带液量,与织物纤维品种和被染织物重量有关,相同的织物品种,被染织物重量不同,所需液量值不同,而不同的织物品种,即使被染织物重量相同,所需的液量值也不同,这个液量值,常规老品种都有经验值,对于新品种,可通过试验获得,所以,任何品种的织物,在染色过程中,其吸湿溶胀所需的带液量都是可知的。

 

2.气流染色的入水方式与液位控制

 

2.1 织物入缸前的进水与液位控制  

 

气流染色时,织物入缸前,首先通过控制系统开启进水阀门进行入水,这个入水量通过事先设定的液位,利用电气控制系统来进行自动控制,当入水量达到设定的液位时,进水阀门自动关闭而停止进水。这个液量,实际上就是满足主泵和管路循环以及溶解染化料所需要的液量,即第一部分染液。

 

由于气流染色机采用的是差压变送器模拟量精确液位控制,在控制电脑上显示的是模拟量值,而不是实际的液量值,在实际应用过程中,设备在最初的安装调试时,通过计算和水位调校,获得每段液位对应的实际液量,目前的气流染色机,设备制造商一般都提供了模拟液位与液量实际值的对应表,因此,通过电脑显示的模拟液位,就可以知道入水的实际液量值。对于同一缸型,这个入水量是相同的,即通过控制系统设定的液位是恒定的,实际上它是满足气流染色机染液循环系统正常运行的保护液位,一旦设定以后,一般情况不需要随意变动。

 

需要特别注意的是,这个液位的设定,不能高于缸体内储布槽最低处的聚四氟乙烯管,气流染色机的这一部分液量,一般都是储存在底部的过滤器内,液位是低于储布槽最低处的聚四氟乙烯管的,

 

其原因是:

 

第一,如果水位在聚四氟乙烯管以上,气流染色时,储布槽内的织物,会有一部分浸泡在染液中而增加了织物的运行阻力,织物在储布槽内运行不畅,易造成缠布压布,同时增加了提布的带水量而加大了提布阻力,从而增大了织物张力。所以,气流染色机,不宜在织物入缸前,一次性将染色浴比所需水量加入到缸内,而是采取织物入缸时,再进行二次自动补水的方式进水,因为达到染色浴比的水量,其液位已超出了储布槽最低处聚四氟乙烯管。

 

第二,气流染色织物与染液的交换,是在喷嘴系统内完成的,如果在储布槽内,堆积在下面的部分织物浸泡在染液中,而堆积在上面的部分织物未泡在染液中,则会造成各段织物与染液接触的概率不一致,同时,由于这部分染液,与喷嘴系统内和织物交换的染液,存在一定的温度差异和染化料浓度差异,因此很易造成染花和染色段差等染色质量问题。

 

第三,这个水位太高,实际上是加大了染色浴比,增加了染色生产成本,在浴比可满足染色条件的前提下,再人为地加大浴比是完全不必要的。

 

2.2 织物入缸时的进水与液位控制

 

在第一次进水到设定的液位后,绳状织物才能入缸,织物入缸的同时,通过染液循环,织物在喷嘴系统内逐渐吸湿溶胀会消耗一部分染液,因而缸内原来的液位会降低,此时通过控制系统开启进水阀门进行自动补水。这个织物入缸的补水过程,是一个动态的过程,完全由自动控制系统进行自动控制,当染液低于设定的液位时,会自动补水,补水到所设定的液位后,会自动停止补水,当织物完全入缸后,液位稳定在设定的液位时,织物入缸补水的过程完成。

 

这个织物入缸时的补水量,实际基本上就是缸内织物吸湿溶胀所需的带液量,也就是前面所说的第二部分和第三部分染液之和。这部分的液量值,可以通过以下两个方法得到:

 

第一个方法是,通过染缸内被染织物的重量计算获得,因为单位重量的被染织物吸湿溶胀所需的带水量是已知的,被染织物的重量乘以单位重量的织物吸湿溶胀所需的水量,就是这部分的液量值。

 

第二个方法是,对于配有进水流量计的气流染色机来说,这个液量值,也可通过进水流量计的计量来直接获得。值得注意的是,在计算浴比时,如果进缸前的织物含湿率较高,这个含湿量对浴比有一定的影响时,若是使用这个流量计的计量值,来作为织物吸湿溶胀所需的液量值进行浴比计算,则还应计入织物入缸前的含湿率所占的含水量。其原因是,在相同的环境条件下,同一品种的单位重量的织物吸湿溶胀所需的液量是恒定不变的,它不会因为织物进缸之前的含湿率的不同而不同。气流染色过程中,缸内织物吸湿溶胀所需的总液量,实际上是织物入缸前本身的含湿量,再加上织物入缸时的补水量之和。

 

3. 浴比和浴比控制

 

3.1 浴比的计算

 

气流染色的浴比小,纯棉织物小于1:4,纯涤纶织物小于1:3。浴比计算时,水量值一般就是上述织物入缸前的进水液量与织物吸湿溶胀后的带液量之和。以一台两管机型染450Kg织物为例,两管机型织物入缸前的进水量为350Kg,这个水量是染液循环系统和溶解化料必须的水量,一般设定为不变值。

 

如果1Kg纯棉织物在入缸过程中吸湿溶胀所需的总水量为3Kg,则450Kg纯棉织物所需的总水量为1350Kg,那么,染色浴比为450Kg/(350Kg+1350Kg),即浴比约为1:3.77; 如果1Kg纯涤织物在入缸过程中吸湿溶胀所需的总水量为1.5Kg,则450Kg纯涤织物所需的总水量为675Kg,那么,染色浴比为450Kg/(350Kg+675Kg),即浴比约为1:2.27。

 

3.2 浴比的波动与浴比控制

 

气流染色时,由于浴比低,少许的液量变化,也可能带来较大的浴比波动,而浴比波动,对保证染色质量和染色结果的重现性是非常不利的。因此,气流染色要精确控制浴比,必须防止浴比的波动。

 

3.2.1 浴比波动的因素

 

气流染色时,主要引起浴比波动的因素主要有以下几点:

 

1)因染色工艺的需要,在染色过程中,需要加各种助剂进行溶解化料时,如果采用缸内回液化料,则浴比不变。如果采用进外部清水化料时,则会引起浴比的变化。比如,上述两管机型染450Kg涤的例子,如果在加料桶内进200Kg外部清水进行化料,实际的用水量为350Kg+675Kg+200Kg=1225Kg, 则浴比为450Kg/1225Kg=1:2.72,而不是1:2.27,浴比的波动达到20%。

 

2)同品种同一缸型不同批次的染色,如果每缸次被染织物的重量不一致,则浴比也会不一致。同样以上述两管缸型染涤为例,每缸染450Kg涤织物浴比为1:2.27,如果每缸染400Kg,则染色时的用水量为350Kg+400×1.5Kg=950Kg,,浴比为400Kg/950Kg=1:2.38, 浴比增大而波动大约5%。

 

3)不同缸型之间,即使每管被染物重量相同,织物入缸前的平均每管的进水量也相同,同品种同批次的织物染色浴比也可能不一致。例如四管缸型染900K涤(即被染织物的重量为两管缸的两倍),若织物入缸前的进水量为700Kg(即为两管缸型350Kg的两倍),则染色时的用水量700Kg+900×1.5Kg=2050Kg,浴比为900Kg/2050Kg=1:2.15,而不是1:2.27,浴比减小而波动约5%。

 

3.2.2 防止浴比波动,精确控制浴比

 

气流染色机有自动化控制程度很高的控制系统,采用了模拟量液位精确控制,可以精确地控制浴比,但也有部分企业在实际应用过程中,出现过因浴比控制不当而产生色差或前后不一等染色质量问题。

 

究其原因,主要有二:

 

一是对气流染色机的工作原理和工作方式了解不深,对引起浴比波动的因素没有足够的认识,计算浴比和染色生产过程的实际浴比有较大的偏差;

 

二是习惯于溢流机的染色思路,溢流机染色浴比较大,浴比对液量变化的敏感度较低,对染色质量的影响不明显,而气流染色机染色浴比低,浴比对液量变化的敏感度高,对染色质量的影响较明显,特别是染一些敏感色时更是如此。

 

因此气流染色,为了防止浴比波动,减少浴比的因素对染色质量的影响,提高染色一次性成功率,需采取以下一些措施:

 

1)深入了解气流染色时染浴的构成,准确计算浴比。如果染前织物有较高的含湿率,计算浴比时应考虑这部分液量。

 

2)染色工艺要充分考虑染色过程中途的液量变化,尤其是染化料的加入,其溶解化料,是用回液化料,还是开清水化料?如果工艺的需要必须是开清水化料,要注意水量对浴比的影响。

 

3)同缸型加工同品中同批次的织物时,第一,要注意同缸每管的配布量基本一致;第二,要注意同一轮次不同缸的配布量基本一致;第三,要注意上一轮次和下一轮次加工时每缸的配布量基本一致。每管布量一致,主要是为了减少织物循环次数的差异而避免染色管差,每缸布量一致,是为了保证浴比相同。

 

4)不同缸型加工同品种同批次的织物时,注意调整浴比一致性的同时,还要注意其他工艺条件的一致性。

 

如上面的例子中,四管缸染900Kg涤和两管缸染450Kg涤的浴比分别为1:2.15和1:2.27,为了调整两种机型染色浴比的一致性,一般有以下两种方法:

 

一种方法是,织物入缸前设定的进水液位值不动,调整缸型间的配布量,以达到浴比一致的目的。假如调整两管缸型的配布量为538Kg,,浴比为538Kg/(350Kg+538×1.5Kg)= 1:2.15,即与四管缸染900Kg织物的浴比相同,但此时,四管缸型的每管染布量为225Kg,而两管缸型的每管染布量为269Kg,二者相差44Kg,同品种的织物每管的布长就有较大的差异,布速相同的条件下,织物循环频率和在喷嘴系统内与染液交换的次数就会存在较大差异,从而带来染色管差或缸差。因此,这种情况下要注意布速等工艺条件的一致性。

 

另一种方法是,每种缸型的每管配布量相同,调整织物入缸前的进水液位值,如两管缸由350Kg调整为292.5Kg,浴比为450Kg/(292.5Kg+450×1.5Kg)=1:2.15, 即与四管缸染900Kg织物的浴比相同。一般来说,这种方法更简便合理一些,因为不需调整其它工艺条件。但是需要注意的是,如果这个调整的液位量比原来设定的液位量少,就要留意这个液量,在满足染色过程中主泵和管路染液循环需要的同时,如果加染化料用回液溶解化料,还要满足这个回液量的需要;如果这个调整的液位量比原来设定的液位量多,则要留意液量是否已超过储布槽最低处的聚四氟乙烯管。不过,一般情况下,原来设定的织物入缸前的进水液位值,以及气流染色机储布槽以下包括过滤器的设计容积,都考虑了这些因素,正负都有一个较大的富裕值,这个富裕值可完全满足液位调整的需要。

 

5)气流染色的操作过程中,应严格按工艺编制好的工艺程序和工艺要求执行,不能随意更改,如加料化料的进水方式、设定的缸内进水液位、每缸每管的染布量等,都应严格按工艺要求执行,因为在工艺设计时,就已考虑了引起浴比变化的因素,按计算浴比确定了各种染化料的用量,如果操作过程不严格按工艺执行,就很可能引起实际浴比和工艺的计算浴比不一致,这对染色质量和结果的重现是非常不利的。

 

4.结束语

 

了解气流染色染浴的组成和染色时的进液方式,有利于我们正确计算染色浴比,以及防止染色过程中浴比的波动,进而对浴比精确控制,避免因浴比的因素而带来染色质量问题。

PTT形态记忆织物的染整工艺

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盐城纺织职业技术学院

PTT纤维是聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯,PTT纤维与PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维、PBT(聚对苯二甲酸1.4丁二醇酯)纤维同属聚酯纤维。PTT纤维兼有涤纶、锦纶、腈纶、氨纶的特性,防污性能好,易于染色、手感柔软、富有弹性,伸长性同氨纶纤维一样好,具有优异的伸长恢复性(伸长20%仍可恢复其原有的长度)。

 

1、前言

 

PTT纤维制成的面料具有形态记忆功能, 即具有良好的褶皱恢复能力, 用它制成的成品在5%应变作用下,回复度为93%(而PET纤维在5%应变作用下,回弹率是63%),不用外力的支撑,能独立保持任意形态及可以呈现出任意褶皱,用手轻拂后即可完全恢复平整状态,不会留下任何折痕,保形具有永久性。

 

此种面料还具有的独特优点:

 

1)具有独特的记忆功能,舒适的手感,是其他任何纤维无法代替的;

2)面料柔软、光泽亮丽,使其织物可与丝绸媲美;

3)抗皱防缩性、悬垂性、滑爽性及免烫效果是其独一无二的特性;

4)芯吸排汗和抗紫外线功能、耐日照,使人与自然始终保持完美的统一;

5)优越的抗菌性、防霉性和护肤的养护性,使您的皮肤四季如春;

6)完全生物降解,其制品废弃后在土壤中或海水中可分解为二氧化碳和水,使环境永保自然、绿色,是目前世界上最完美的环保型、绿色纤维。

 

2、染前处理

 

2.1 精练

 

2.1.1目的

在高温的热水中,通过机械作用洗掉冷堆时渗出到布面的浆料和夹杂在浆料中的油剂。

 

2.1.2设备及设备单元组成

 

设备:精练机

组成:进布架→浸渍槽→浸轧槽→汽蒸箱→平洗槽→加盖平洗槽(4格)→平洗槽(6格)→轧车→烘干→平幅落布

 

2.1.3工艺流程及具体条件

 

A:第一轧槽轧淡碱

B:第二轧槽碱浓度:化纤织物类15~50 g/L,轧槽碱温度大于100℃,JFC 2 g/L,相关助剂用量视工艺处方而定。

C:轧余率:80%~90%。

D:汽蒸条件:温度100~105℃,

E:落布平整,无浆斑,污渍等。

 

2.1.4操作要求

1)做好开车准备,将缸内水放满并加热;

2)按工艺要求加料;

3)开车进布,并储存好两头头子布,车速缓慢升至工艺规定车速;

4)在开车过程中要控制好织物与履带的速度;

5)待结束时把导布引到车上。

 

2.2 碱量

 

2.2.1目的

使纤维表面的组织松弛,纤维本身重量随着减少,使织物弯曲及剪切特性发生明显变化,从而获得真丝绸般的手感、柔和光泽和较好的悬垂性、抗水性、滑爽而富有弹性。

 

2.2.2原理

 

利用碱对酯的水解作用。使纤维表层变凹凸且适度减量,从而产生柔和的光泽,悬垂性提高。

 

2.2.3设备组成

碱量机:缝头进布→浸轧碱液→汽蒸→热水洗→皂洗→水洗→中和→水洗

 

2.2.4工艺流程及条件

碱量率为18%的处方:

NaOH(98%)           3~5 g/L

开纤促进剂CT         2~3 g/L

浆斑去除防止剂ACR    0.5~2 g/L

 

100℃~110℃处理60 min,然后在super soapNF 2 g/L的皂液中90℃处理20 min。

 

2.2.5操作要求

 

1)坯布完全打进碱量机后先打开排水阀,然后关闭冲力阀,进行排水;

2)水排完后关掉主泵、排水阀,打开冲力阀,打开碱量机上可回用的碱水箱阀门将碱水放下;

3)碱水添加完毕后将已经穿好在铁丝上的小样挂在加料桶内;

4)打开主泵提布轮,关上缸盖并根据工艺要求添加相应的液碱后打开电脑控制系统进行升温;在添加液碱时注意安全,须戴防护眼镜、防护手套、口罩等以防液灼伤皮肤、眼睛等;

5)温度升至98℃,保温10 min后对铁丝上第一块小样进行称重,以此类推直至达到据客户要求手感后依据称重结果算出碱量率并做记录。

 

3、染色

 

3.1 染色设备的选择

高温高压溢流染色机由于溢流染色机具有染液循环泵、加料装置和较快的流速,使染料以较好的溶解状态进入到染液中,染液与染坯均作循环运动,使染色的匀染效果得到提高;此外还具有目控装置,使成品的物理指标、服用性能和染色牢度都能达到部颁标准。所以溢流染色机是可以应用于PTT纤维记忆面料织物的染色加工的。

 

3.2 染料的选择

 

分散染料

 

PTT纤维是疏水性纤维,结晶度高、分子排列紧密,在水中膨化程度低,不会像棉纤维那样能通过剧烈溶胀而使空隙增大,因此染料分子很难渗透到纤维内部去。分散染料的悬浮液中,有少量分散染料溶解成为单分子,因此在染料的悬浮液中存在着大小不同的染料颗粒和染料单分子,染料溶液呈饱和状态。染色时,染料分子到达纤维表面,被纤维表面所吸附,染液中的染料颗粒不断溶解,分散剂胶束中的染料也不断释放出来,不断提供单分子染料,再吸附、扩散,直至完成染色过程。

 

3.3 工艺流程

保缸→定水位→进布→进助剂→进染料→对样→水洗→出布

 

3.4 工艺温度

 

1)染色液配方:

PTT:0.5~2.0g/L;

PTT低聚物去除剂:0.5~1.0g/L;

PTT浴中抗皱剂:0.5~2.0g/L;

 

分散染料:X

2)分散染料高温高压130℃染色,蒸汽压力接近0.2MPa,此时可获得较高的上染率和满意的染色效果。

 

3)实践证明,PTT纤维形态记忆面料有60~80℃和89~90℃两个影响吸附平衡的温度区间。用低温型染料,PTT在100℃即可染得比PET在130℃还深的色泽;对于中温和高温型染料,PTT在100℃可染得与PET在130℃同样深的色泽。PTT染得最深色泽的温度是110~120℃,其色泽比在同样染料浓度、在最佳温度下染得的PET的色泽深大约50%;染同样深的色泽,PTT比PET消耗的染料要少,尤其是高温型染料消耗更要少些。

 

3.5 操作要求

 

1)开启机缸前压力必须降到最低

2)染色时水位适中(3~4 t),以防止高温染色时布断掉

3)打布时绸车上要垫布,同时缸口上也要盖布,防止擦伤

4)打染料时,速度要慢,防止浆花

5)染色时,压强一般为0.25个大气压

 

3.6 脱水

去除染色后织物上的水分便于后续加工。

 

4、后整理

 

4.1 手工开幅

目的:拆除包缝时的线头,并拉平织物以便后续的定型加工。

 

4.2 定型

 

1)定型设备

针铗链式热风拉幅定型机

 

2)目的

使PTT纤维的形态、尺寸结构相对稳定,消除织物折皱并使织物不易产生皱痕,同时改善织物的光泽、手感、强力、起毛起球等性能。

 

3)机理

利用PTT纤维的热塑性,将织物保持一定的尺寸和形态,加热至所需温度(110-115℃),使纤维分子链运动加剧,纤维内应力,结晶度和结晶区有所增大,非晶区趋向集中,纤维结构进一步完整,使纤维或织物的尺寸稳定性获得提高。

 

4)工艺流程

进导布架→进轧车→整纬→进布架(超喂装置)→拉幅(拉幅装置)→焙烘(前三节烘箱)→定型(后6节烘箱)→冷却(冷却辊)→落布

 

5)操作要求

机台长开工前做好认真检查喂辊、针板卫生,检查是否有少针板或坏针板,如有及时处理;

 

机台长按工艺流转卡上工艺要求进行设定相关参数(温度、车速、超喂率等),添加助剂用量等,在生产过程中确保挡车、轧车或机台整齐整洁;深、浅色不同工艺要求的须用导布连接;

 

定型机运行时严禁手摸轧车、上下超喂辊等,如需清理须停机后处理;定型机忽然停机,机组长须及时查看前后车头是否正常,确认无问题后方可重新开机。客户有特殊要求的如:克重、纬密、特殊防水等必须严格把关,由值班长或车间主任确认后生产。后车头按照确认样进行确认,出现问题须及时汇报值班长或车间主任处理;后车头检验人员须对布匹进行检查,确认是否有色花、色点、页差、出水不清、碱斑、防水渍、软剂渍等,如发现问题做好相关记录并及时停机汇报值班长或车间主任进行处理;

 

5、结论

 

PTT纤维具备了集现有常用化学纤维的优点于一体的特殊性能,加上适应于规模化工业生产的优越条件,将成为具有广阔的应用领域的一种大类纤维,具备光明的发展前景。PTT纤维记忆面料具有良好的染色性能,可用普通分散染料进行染色,染色条件温和,无需载体,染色牢度及上染率、能耗均优于PET纤维面料。随着合成技术以及纺丝工艺的不断进步,以及形状记忆材料基础理论的日趋完善,PTT及其形状记忆材料的应用将遍及纺织服装工业的各个领域,它对开发纺织产品和服装设计的促进作用将是无法估量的。PTT 的市场开拓将有良好的发展前景。

 

参考文献

[1] 刘玉莉.杨宝武.新型纺织用PTT纤维的特性及其染色工艺探讨[J].印染 2002(2)

[2] 罗巨涛.合成纤维及混纺制品的染整[M].第一版.北京:中国纺织出版社,2002

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[4] 李娜.PTT短纤维混纺针织物产品的开发及性能研究[D].上海:东华大学, 2005.

[5] 沈志平.染整技术[M].第二册.北京:中国纺织出版社,2002

[6] 马学亚.分散染料高温高压染色工艺实践.[J].染整技术,2007.29(5)

 

来源:纺织印染服装平台