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气流染色机的高效前处理功效

出处:无锡佳富机械设备科技有限企业  关键词:染色机  发布日期:2014-08-22  
摘要:气流染色机的高效前处理功效

  在间歇式溢流或喷射染色中,前处理大多是与染色在同一台缸内完成。这样做虽然设备流程短了,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,使得染料更加容易上染纤维。棉纤维主要含有果胶质、含氮物质、蜡质脂肪、灰分、色素、棉籽壳和织造带来的浆料等等,化纤主要含有纺丝过程中带来的润滑油剂,这些杂物的存,在不同程度地会影响染色效果。因此,必须通过一些助剂和一定作用条件去除这些杂物。

  由于棉纤维所含有少量伴随织物共同生长共生物,所以去除的过程较长而且难度也比较大,而化纤所含带的油剂处理相对容易。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却起着很关键的作用。一道成功的前处理过程,应该达到三个目的:首先是织物杂质的去除要均匀,否则,会出现对染料的上染不匀;其次是织物杂质去除得要透彻,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。要达到这三个目的,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)是处于完好无损的状态。否则,就满足不了使用要求。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的不当。如助剂的用量过大,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),可能造成机械上磨损。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,是保证处理后织物纯净的关键一步,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,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三个主要处理过程,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,实际上是处于一个汽蒸过程。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,要数汽蒸过程对织物的反应最佳。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。这是目前其它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,并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(H202)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地揉搓,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。对这三个参数的控制是: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,浓度梯度是通过新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:汽蒸一热洗一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气蒸状态下,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地反应。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织物堆积空间,处于汽蒸过程的织物比在水浴中,其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在进行染色,而只作本色布(如白布)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l:4、化纤1:3)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。笔者曾了解到某一厂做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),但往往是能耗大,产品质量不稳定。这是诸多的原因所造成的。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,使用者除了对其染色功能的掌握外,还有必要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,可以有效地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。
 

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