第五章 常用染色设备工艺及新型染色技术

第五章常用染色机械及染色方法,第一节常用染色设备第二节染色方法第三节染色新型技术,第一节常用染色设备,散纤维染色机,吊筐式染色机,旋转浆式散纤维染色机,毛条球染色机,纱线染色机,筒子纱染色机,绞纱染色机,经轴染色机,间歇式染色设备,星形架染色机卷染机绳状染色机溢流染色机喷射染色机喷射溢流染色机,连续化染色设备,织物染色机,连续轧染机,吊筐式散纤维染色机,1染槽2吊框3染物4电动机与泵5蒸汽管6注液器7染液输送管8排液阀,图21吊筐式染色机,散纤维装在吊筐里，染液经循环泵由多孔管喷出，自贮液槽输至吊筐的中心管流出，通过纤维和吊筐外壁，回到中心管形成染液循环，进行染色。染毕，将残液放掉，进行清水洗涤。,旋转桨式散纤维染色机,1多孔管2假底3套管4多孔管5容器6旋转浆,图22旋转桨式染色机,毛条球染色机,1染槽2毛球支架筒3染物（毛球）4电动机5蒸汽管6注液器7染液输送管8排液阀,图23毛条球染色机,散纤维染色机对羊毛的染色效果最好，对粘纤次之，毛条球染色机一般仅用子羊毛的染色，涤纶散纤维染色时，要用高温高压散纤维染色机。散纤维染色机所适用的染料一般是染色条件容易控制，可用大浴比染色的染料。散纤维的练漂处理很少有专用的机器，所以散纤维染色机也可用于纤维前处理。,总结,筒子纱染色机,1染槽2筒子架3染色时取样器4四通阀门5循环泵6膨胀桶7加料槽8压缩空气9辅助桶10进水管11冷凝水12蒸汽13放气阀,图24筒子纱染色机,筒子纱染色机的优点是染色加工容量大、浴比小，但染色过程中筒子纱染色不易均匀。,加工特点,绞纱染色机,1染槽2支架板3支架转盘4三角棒5绞纱,图25往复式绞纱染色机,染色时浴比较大，入染和起纱需手工操作，设备敞口，蒸汽消大。,加工特点,喷射式绞纱染色机,1机架2机盖3支架纱4绞纱5转动棒6染液槽7水泵8输液管,图26喷射式绞纱染色机,加工特点：,染槽容积较小，染色时浴比较小，染物不浸于染液中，绞纱的装卸操作方便，操作时加盖密封，蒸汽消耗相对较少，但需经常清洁喷孔，防止被纤维毛绒堵塞。,1染槽2载纱架3多孔盖板4假底5螺旋浆6排液,图27液流式染色机,经轴染色机,1染槽2经轴3经纱4循环泵5加热器6膨胀槽7配液槽,图28经轴染色机,经轴染色也常用于轻薄型织物，如头巾、经编衬衣织物的染色。轻薄型织物以平幅打卷状染色，不易伸长，不易生成折痕，染色效果好。,织物染色机,1槽盖2滑车3窗门4、5、6排水阀门7多孔板8分布栅9被动导布辊10染液11织物12椭圆形导布盘13染槽,图29绞盘式绳状染色机,加工特点：,该设备结构简单，价格低廉，操作便利，机械故障少，且易于维修。但织物进出染色机需手工操作，劳动强度大，产量较低。它的最小染色浴比为1：20。主要用于针织物染色。,1织物2主动导布辊3溢流口4溢流槽5溢流输布管6循环泵7热交换器8浸渍槽,图210溢流染色机,该设备自动化程度高，操作简便，染色时织物处于松弛状态，所受张力较小，染色均匀，手感柔软。可在常温常压下染色，也可用于高温高压染色。主要适用于合成纤维针织物、弹力织物及稀薄、疏松、弹性较好的纤维素纤维制品的染色。,加工特点,1织物2喷嘴3浸渍区4循环泵5热交换器6反冲喷嘴7配料筒8加料泵,图211喷射染色机,喷射式与溢流染色机的区别,主要区别在于溢流染色机中织物的上升是靠主动导布辊带动，而喷射染色机中织物的上升是由喷射染液带动，因此织物所受张力更小，各部分所受张力更均匀，染物手感更柔软。但该设备操作要求高，需根据不同规格的织物选用适宜的喷嘴，如掌握不当，易发生堵布现象。,1织物2导布辊3溢流口4喷嘴5输布管道6浸渍槽7循环泵8加热器9喷淋管,图212喷射溢流染色机,特点：,机内既有液流装置，又有喷射装置。与溢流染色机相比，织物所受张力小，染色浴比小，染液与染物的循环速度快，匀染性好。与喷射染色机相比，操作比较简单，但容易产生大量泡沫。,1染槽2导布辊3卷布辊4织物5蒸汽管6调速齿轮箱,图213卷染机,特点：,普通卷染机运转时仅1只卷布辊主动，织物所受张力较大，并且随着布卷大小的不同，织物的线速度不等，张力大小也不一样。经改进的等速卷染机，通过调速齿轮的作用，使2只卷布辊均为主动，且织物卷绕时的线速度也基本保持一致，减少了织物所受的张力。,1织物2铜钩3星形架4染槽5泵,图214星星架染色机,特点：,星形架染色适用于不耐轧压的织物(如丝绒)及易擦伤的织物(如真丝织物)的染色。,连续轧染机,连续轧染机一般由浸轧装置、烘干装置、汽蒸箱、焙烘箱及水洗装置等几部分组成。,1进布架2三辊轧车3红外线预烘4、10烘筒烘噪5还原浸轧槽6还原汽蒸箱7、9平洗槽8皂蒸箱11落布架,特点：,连续化染色设备适用于大批量织物的染色加工，劳动生产率高，但染化料、能源消耗大，设备投资大，占地面积大。,烘干方式,红外线烘燥：是利用红外线热辐射穿透织物内部，使水分蒸发。这种方法织物受热均匀，不易产生染料的泳移，烘燥效率较高，设备占地面积小。热风烘燥：是通过由喷口喷出的热空气烘干织物，织物上蒸发的水分散逸在空气中，使机内空气含湿量增大，所以，这种烘燥机烘燥效率低，占地面积大。红外线和热风烘燥方式均属无接触式烘干，织物所受张力较小。烘筒烘燥：是将织物通过用蒸汽加热的金属圆筒表面，使水分蒸发。它烘燥效率较高，但若温度掌握不好，容易造成染料泳移，所以操作中温度以先低后高为宜。,第二节染色方法,根据染料施加于染物的方式不同，纺织品染色的方法主要有两种，即浸染(也称竭染)和轧染。,浸染方法,是将被染物浸渍于染液中，在染液与被染物的相对运动中，借助于染料对纤维的直接性而将染料上染并固着纤维的一种加工方法。,浴比：染物重量与染液体积之比称为浴比。浴比大小与染色深度、均匀度和染料的利用率有关。浴比太小，易造成染色不匀；浴比太大，浪费染料和能源，并且加大了废水处理的负担。,染色浓度：一般用染料重量对纤维重量的百分数表示，即。,计算举例：已知被染物为50Kg，浴比1：20染色浓度为2，求染料用量和所配染液体积。染料重量：5021Kg染液的体积：50201000L,主要问题染色时染液各处的温度和染料、助剂的浓度要保持均匀一致,否则，易造成染色不匀。因此，染液和染物的相对运动至关重要。,特点浸染设备简单，操作容易，适用于小批量、多品种的间歇式生产方式，劳动生产率较低。广泛用于散纤维、纱线、针织物、稀薄娇柔型织物等的染色。卷染也是浸染的一种形式，其卷染浴比很小，具有布面平整的优点。,轧染方法,轧染定义：是将织物在染液中经过短暂的(一般为几秒或几十秒钟)浸渍后，立即用轧辊轧压，将染液挤压进织物的组织和空隙中，同时轧去多余的染液，通过汽蒸或焙烘等处理使染料上染固着在纤维中的加工过程。轧余率,泳移：是指织物在浸轧染液以后的烘干过程中，染料随水分的蒸发从纤维内部向纤维表面迁移的现象。,减小泳移现象，可采用如下措施：（1）降低轧余率；（2）采用红外线预烘热风烘干烘筒烘干（温度由低到高）（3）烘筒外面包布等,浸轧方式一般有一浸一轧、二浸二轧和多浸一轧(或二轧)等，要视织物、染料、设备而定。织物厚重的，渗透性差，染料用量高，一般不用一浸一轧。染色浓度通常用gL表示。即1L染液中所含染料的克数。,特点及应用轧染是连续化生产，生产效率高，适用于大批量加工，但染色织物所受张力一般较大，通常用于机织物的染色，有时也用于丝束和纱线的染色。,如何克服轧染色差,左中右色差：（1）加入适量的润湿剂或渗透剂，使织物均匀吸液；（2）轧辊的压力要均匀一致，应该使用均匀轧车，避免普通轧车（加压仅在轧辊的两端）造成的中间颜色深两边颜色浅的现象。即把轧辊之一车磨成橄榄形（中间直径比两端略大些）。,（1）对纤维直接性大的染料，会造成前深后淡的前后色差，这可以在初开车时，冲淡轧槽中染液的方法来解决。（2）对纤维无直接性的染料，会产生前淡后浓现象，可通过把初开车时轧槽中染液加浓的方法来解决。鉴于上述情况，在拼色轧染时，应该选用直接性相接近的染料拼色。,前后色差：,第三节染色新技术,气流染色新技术微波染色新技术微悬浮体染色新技术电化学染色新技术生物色素染色新技术无助剂免水洗染色新技术,气流染色技术,特性：高效、节能和环保改变了传统的绳状织物循环的牵引方法和与染液的交换方式,核心技术：空气动力循环系统采用雾化原理或气压渗透原理喷嘴的液循环系统及染色过程控制系统。,对比：与溢流喷射染色综合性能相比，具有技术环保性能好，染色设备性价比高不足之处：织物易擦伤，染色工艺还不成熟。发展前景：加快研发完全适于气流染色的工艺实现动态质量控制和多管大容量操作。,当浸轧染料溶液的织物受到微波照射后，纤维中极性分子（如水分子）的偶极子发生反复极化，改变排列方向，在分子间反复磨擦而发热，迅速地将吸收电磁波的能量转变为热能。一些染料分子，也可发生诱导而升温，从而达到快速上染和固色的目的,原理,微波染色技术,优点：微波能技术适用于涤纶布、涤棉布、腈纶布、涤腈布等的染色。在微波的照射下，染色时间短，比传统的染色节约能源。染色后的织物色牢度、色泽等各项指标均比传统工艺有所提高。,微波染色技术,微波的其他应用：对棉织物某些染料在微波辐射下，可以快速地将染料固着在棉织物上。涤纶织物染色加工中，用微波代替印刷后的烘干和汽蒸以达到固色的目的，实验结果表明，采用微波与高温汽蒸并用的方法，织物固色均匀性好，得到比单独高温汽蒸更高的色牢度。,微悬浮体染色技术,应用范围：微悬浮体染色技主要在蛋白质纤维的染色加工中应用，这些蛋白质纤维主要包括羊毛、山羊绒和蚕丝。,微悬浮体染色技术,原理：在羊毛和山羊绒染色过程中，通过加入合成特种助剂，在染浴中形成染料微悬浮体颗粒，低温情况下在纤维表面均匀吸附。再使染浴迅速升温，在一定的温度下染料颗粒发生解体，染料分子就地向纤维内部扩散并固着。,微悬浮体染色技术,优点：被染纤维的受热时间缩短，损伤减小，对散纤维染色来说，染后纤维的可纺性改善。在蚕丝纺织品的染色过程中，纤维表面对染料的吸附率高。色泽鲜艳度提高，且手感得到改善，染品的各项色牢度完全符合国家标准。,电化学染色技术,电化学是一种的染色方法,利用电化学阴极还原代替传统保险粉还原染色工艺。特点：保持还原染料的优点；染液可重复使用,节约80%的化学试剂和大量的水,降低了染色成本,也降低了染厂污水处理费用,电化学还原染色可以分为直接还原染色和间接还原染色。,全新,生物色素染色技术,原理：模仿生物中色素(如叶绿素