气流染色机的高效前处理功效.docx

1、气流染色机的高效前处理功效气流染色机的高效前处理功效 利用气流染色机的结构特性,开发高效的前处理工艺,既可以保证产品质量,又可达到高效节能的目的。气流染色机的固有功能,为织物的高效前处理提供了有利条件,使操作简单,产品质量容易得到保证。 Based on structural characteristics, developing high efficient pretreatment process could not only help guarantee the product quality, but also help achieve high efficiency and save

2、 energy. The integral function of air flow dyeing machine can provide some advantages for high efficient pretreatment of fabrics, which makes the operation easy and guarantees the product quality. 在间歇式溢流或喷射染色中,前处理大多与染色在同一台缸内完成。这样做虽然缩短了设备流程,但前处理往往要消耗大量的水,而且产品的质量也不稳定。气流染色机应用的普及,不仅染色的节能减排效果是其它普通溢流或喷射染色

3、机无法比的,而且前处理的优势也具有显著的优势。这与气流染色机自身的结构特性有关,为织物前处理的机械作用提供了有利条件。充分利用好气流染色机的前处理功能,可以达到高效、低能耗和高品质的加工过程。这在提倡节能减排的今天具有更深层的意义。 1前处理的基本要求 织物的前处理除了仅作无色布外,主要是为织物的后续染色加工提供内在质量的保证,尤其是对染浅色的织物,前处理更是保证染色质量根本所在。因此,为了织物后续印染加工的顺利实现,通常对织物的前处理提出以下基本要求。 1.1织物处理后的匀、透、净 染色前的织物经过退、煮(或精练)、漂处理后,可获得一定的纤维毛细管效应和白度,使染料更容易上染纤维。棉纤维中的

4、杂质主要含有果胶质、含氮物质、蜡质脂肪、灰分、色素、棉籽壳和织造带来的浆料等,化纤中的杂质主要有纺丝过程中带来的润滑油剂,这些杂物的存在,会不同程度地影响染色效果。因此,必须通过一些助剂和一定作用条件去除这些杂物。 由于棉纤维含有少量伴随织物共同生长的共生物,所以杂质去除的过程较长而且难度也较大,而化纤所含油剂相对容易处理。新型助剂的不断出现,为织物的前处理提供了一定的帮助,但使用条件如温度、对织物纤维的湿润膨化程度、织物与处理液的相互作用等,对织物最终的处理效果和时间仍起着很关键的作用。一道成功的前处理过程,应该达到 3 个目的:首先是织物杂质的去除要均匀,否则会出现染料上染不匀;其次是织物

5、杂质去除得要透彻,对染料上染有影响的所有杂物都应去除,而且还要彻底,不然会染不深;最后是织物杂质去除后还要保持干净,纤维之间不能残留已经剥离但还吸附或夹持的杂物。要达到这 3 个目的,除了选用良好的助剂外,就是要提供满足织物与处理液能够产生有效作用的条件。 1.2对织物损伤小 织物经过前处理后满足了染色工艺对织物染前的要求后,还必须是保证织物(如布面、纱线)处于完好无损的状态。否则,就无法满足使用要求。通常不同的处理过程或方法,对织物的损伤程度有很大不同。织物的损伤有助剂使用不当而产生的,如碱剂对蛋白质纤维的损伤,酸对纤维素纤维的损伤等,但更多的是前处理工艺条件使用不当导致的。如助剂的用量过大

6、,处理的时间太长(因为处理的效果达不到要求,多次延长处理过程),可能造成机械磨损。所以,选择前处理方法,必须兼顾各个方面,切不可顾此失彼。 1.3工艺流程短 以最短的工艺流程达到织物的前处理效果,是当前前处理工艺所追求的目标之一。因为它可以提高生产效率,减少对织物的损伤(尤其是弹力织物),同时还可减少能耗。间歇式前处理工艺流程的设备简单,但生产效率较低,质量不大稳定;而连续式的前处理工艺流程,生产效率高,质量也稳定,尤其是高效前处理更具有节能的效果,但好的设备价格昂贵,不是一般印染厂承受得起的。因此,目前,有相当大的一部分印染厂,还是采用间歇式溢流或喷射染色机进行退、煮、漂工艺。 1.4节能环

7、保 节能减排是现阶段所有印染设备和工艺实现的主要目标。前处理后的水洗,是保证处理后织物法净的关键一步,也是耗水最大的一道工序。以目前普通溢流或喷射染色机所采用的溢流水洗方式,似乎难以解决这一矛盾。但气流染色机采用的是连续式水洗方式,清浊分流,水洗梯度大,如果在配置水洗受控,就可以以较少用水量达到最佳的水洗效果。 2气流染色机的前处理条件 通常,织物的前处理的工艺是,根据织物前处理的基本要求,选择相应的处理剂(如碱、酶和双氧水等),再确定前处理的工艺方法和设备。专用的前处理工艺流程较长,主要是由几个基本单元组成,完成织物浸渍处理液、堆置反应和水洗过程。其中堆置反应是决定织物最终处理效果的关键过程

8、,水洗是完全分离织物杂物,保持织物处理效果的过程。气流染色机基本具备了织物前处理的 3 个主要处理过程,它是通过以下条件来满足织物前处理过程的。 2.1织物的汽蒸 织物在气流染色机的储布槽内,与循环的液体是分离的,在一定的温度(如 100 )条件下,实际上处于一个汽蒸过程。蒸汽对织物纤维可产生较快的温度传递,而蒸汽冷凝水加速织物纤维的膨润,并且可使整个织物获得均匀的受热和湿润。而这个过程就如同连续式汽蒸箱一样,为织物提供了一个非常好的汽蒸环境,织物纤维的杂物在助剂的作用下,加快脱离纤维,当进入喷嘴后再经过气流的振动拍打作用就可分离。 比较传统的织物退、煮、漂工艺的各种方法中,汽蒸过程对织物的反

9、应最佳。它不仅可以使织物纤维获得均匀的温度和膨润,而且还可加速处理剂的反应速度,缩短处理时间。气流染色机间作织物前处理最大的优势,就是能够为织物提供一个松弛的汽蒸过程。这是目前其他溢喷染色机所不具有的,也是气流染色机的前处理效果好的关键所在。 2.2处理液对织物的作用 织物在汽蒸的条件下,与循环处理液进行强烈交换,可以使处理剂(如酶、双氧水等)对织物产生强烈的反应。目前大部分退浆和煮练都是采用酶处理工艺,酶在强烈的织物运动下能够加快反应速度,提高处理效果。 气流染色机浴比较低,高速气流牵引织物运行,处理液与织物的交换频率较高。而酶在低浴比条件下,可保持较高的浓度和强烈的活力。织物与处理液的相互

10、作用,为酶提供快速反应的条件,可以在较短的时间内达到织物的处理要求。此外,织物采用双氧水漂白,在气流染色机中也可获得最佳效果。在 100 110 的汽蒸环境下,再加循环热浴的作用,双氧水可得到充分的分解,不仅处理的白度好,而且可以减少双氧水的浪费。 2.3对织物作用的柔和度 助剂对织物的作用,通常需要一定的机械作用,如酶处理过程,就需要通过织物的揉搓,加速酶对纤维的反应速度。这种机械作用,必须是织物之间的作用,或者密度不大的流体(如空气)的振动拍击作用,而不是外界硬物的作用(如摩擦)。所以,气流对织物的作用,既可以使织物之间产生较强的揉搓,又不会对织物造成任何损伤。 2.4水洗方式 提高水洗效

11、率主要是依靠工艺和设备。气流染色小浴比节水的真正含义应该是包括前处理、染色和后处理的全过程。目前间歇式溢喷染色可兼作前、后处理工艺,其中水洗过程的耗水所占比例最大。这主要是传统大浴比水洗工艺都是采用溢流式水洗,以耗费大量水来不断稀释残留在织物中的废液而造成的。小浴比如果采用稀释水洗,由于织物残留的废液浓度相对较高,需要消耗更多的水量和时间才能达到水洗的要求,从而失去了小浴比节水的意义。因此,根据净洗基本原理,增大扩散系数和浓度梯度,缩短扩散路程能够加快净洗速度,也就是提高净洗效率。对这 3 个参数的控制是:扩散系数通过提高洗液温度来增大,扩散路程通过洗液水流速度的激烈程度来缩短,浓度梯度通过新

12、鲜洗液与污浊液的快速分离来提高。 气流染色机由于自身结构的特点,织物在储布槽内与主体洗液分离,高温条件下自然形成一个汽蒸过程,而通过喷嘴时又有一个热洗的过程。织物在水洗的过程中,实际上是处于:汽蒸-热洗-汽蒸不断地交替过程。汽蒸可提高织物纤维的膨化效果,加速纤维、纱线毛细管孔隙中污杂质向外表面的扩散速度,热洗可尽快打破洗液平衡的边界层,缩短扩散路程并且提高浓度梯度。显然,这一过程为气流染色提高净洗效率提供了有利条件。 基于气流染色上述的结构特点和水洗过程,可实施阶段受控,以消耗最少的水和时间达到充分水洗效果。其受控方式是,根据水解染料、未上染的染料以及中性电解质在织物中的不同状况,分别以水流的

13、速度和温度来控制水洗过程。 3织物的处理效果 气流染色机由于具备了上述织物前处理工艺条件,将汽蒸、高速水流冲洗以及织物气流振动揉搓融为一体,具备了一个高效短流程的工艺过程,所以处理后的织物品质,明显高于普通溢流或喷射染色机,具体表现如下。 3.1反应充分 织物在气流染色机的储布槽中,处在具有一定湿度的汽蒸状态下,织物纤维不仅可以得到均匀的膨润,同时还可以与织物表面所吸附的煮练剂进行均匀的反应。与传统的汽蒸过程一样,织物表面煮练液的浓度较高,可在较短的时间内达到充分的反应。在这种环境下,进行酶退浆或煮练处理,可得到充分的反应;织物漂白时,双氧水也可获得充分的分解,加速去除棉籽壳和色素,提高织物白

14、度。 3.2织物处理均匀 织物在实际的前处理过程中,由于各种影响因素的存在,不可能将织物上所有共生物彻底去除,但是要求织物上残留的共生物必须是均匀,否则,会出现染色不均匀。所以,处理后的织物均匀性对染色是非常重要的。气流染色机提供了良好的织物堆积空间,处于汽蒸过程的织物比在水浴中受热和接触煮练液的均匀性都要好,这就为织物均匀反应提供了保证。 3.3水洗充分 在普通溢流或喷射染色机中的织物前处理后水洗,虽然采用溢流式水洗方式,水量大,但这种稀释方式,总是会有一些残留物吸附在织物纤维之间或表面。由于现在的溢喷染色机也在降低浴比,但同时带来了染浴浓度高,水洗稀释耗水大、不充分的问题。气流染色机的连续

15、式水洗方式,织物上冲刷下来的污物及时排除,可使织物获得充分的水洗效果。 3.4织物手感好 织物在气流染色机的前处理过程中,在一定的张力状态下,气流对织物进行的多次揉搓,不仅是为处理的反应提供条件,同时还可降低织物纤维的刚性,使之恢复到适当的柔软度。这实际上是附带进行了一次机械柔软整理。普通的溢流或喷射染色机,以及连续式前处理机,将织物的共生物去除后,织物的手感失去了很多。如果经前处理后织物不再进行染色,而只作本色布(如本白布)之用时,那么还要进行化学或机械柔软整理,以获得一定的柔软度。出现这种现象的原因是,织物纤维在未经前处理之前所含有的蜡质或油剂,本身就能够使织物具有一定的柔软度。当这些含带

16、的物质为了染色需要而去除后,反而使织物纤维因缺少这种润滑物质,增大了纤维之间移动的摩擦阻力,最终导致织物的柔软度下降。 4显著的高效节能 4.1生产效率高 不论是常规纤维,还是新型合纤织物,均可在低浴比(纯棉 14、化纤 13)气流染色机中进行前处理。助剂使用量可比传统溢喷染色机减少 30% 以上。可采有快速升温,提高布速,缩短保温时间。在这种条件下,由于织物在设备容器内实际上有类似于汽蒸过程,加速了织物的膨润和助剂向织物纤维内部的渗透速度。因此,织物可在较短的时间内分解共生物,提高了处理的效果。 缩短前处理时间,不仅可以提高生产效率,降低能耗,同时还可以减少织物因加工过程长而造成表面损伤或者

17、拉伸变形(主要是含氨纶的针织物)。实践证明,用气流染色机来做织物前处理的“一次成功率”非常高,比常规溢喷染色机具有明显的优势。笔者曾了解到某一工厂的常规针织物专门用气流染色机来进行前处理,然后再放到其他溢喷染色机进行染色,而对含氨纶的棉针织物才在气流染色机进行前处理、染色和后处理同机加工。这样充分发挥了气流染色机的优势。 4.2节能减排 目前我国印染行业有相当一部分企业,都是采用溢流或喷射染色机进行织物的退、煮(或精练)、漂工艺,虽然工艺的流程短,设备投入小(一机多用),但往往能耗大,产品质量不稳定。这是由诸多原因造成的。国家新的产业政策对印染行业的节能减排,提出了更高的要求,鼓励采用新型高效连续式前处理工艺。要实现这一目标,从目前行业整体的设备结构来看,还需要一段时间。但是,气流染色技术的出现,给间歇式前处理,尤其是前处理与染色在同一台机器上完成,可能带来新的发展机遇。相对更大的设备投入来说,采用气流染色机的前处理,似乎更经济些。 5结语 随着气流染色机普及应用,使用者除了掌握其染色功能外,还应结合织物前处理的工艺要求,分析气流染色在前处理的反应条件,充分利用气流染色机的前处理功能。实践应用表明,采用气流染色机进行织物前处理工艺,可以有效提高生产效率和产品质量,并可较好地发挥节能减排的作用。