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溢流染色机实现受控染色工艺的探讨

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:2015-06-29  
摘要:溢流染色机实现受控染色工艺的探讨
 1 引言 溢流染色机是目前印染厂应用较为广泛的染色设 备。由于设备性能和功能的限制,较难保证染色工艺的重现性,即使能够基本满足染色工艺要求,也是靠有经验的工艺人员或操作工来控制。这种人为的控制,避免不了受人的技术水平、责任心及情绪变化的影响,从而导致织物染色质量的不稳定、废品率高,产品档次无法提高。 如何保证染色工艺的重现性及染色质量,制定合理的染色工艺固然重要,但更重要的是消除人为影响因素,提高设备控制功能,更为精确地控制每一个对染色质量有影响的参数,对染色工艺的全过程,通过一定程序实行全程控制,在设备功能上实现受控染色。 2 溢流染色机的功能与控制 根据受控染色工艺的要求,溢流染色机必须实现 以下几个功能: 2.1 流量和压力的控制 流量和压力是溢流染色机两个重要参数,由主循环泵所决定。流量是保证染料与织物进行上染交换所必须的,而且必须足够大,在某一具体的染色工艺过程中,变化应尽可能小。它完全是由主泵所控制的。 压力对溢流喷射染色机来说,指的是喷嘴所产生的压力;对筒子染色机来说,则指的是筒子纱的内外压差,但总压力还是由主泵扬程所提供的。 在染色工艺过程中,流量和压力起到非常重要的作用,不同的织物以及工艺对染液流量和压力(喷射力或压差)是有差别的。例如,对比表面较大的高支织物和快速染色的工艺,流量就要求大;对轻薄织物和表面娇嫩的织物,要求喷射力小;而对克重较大的织物,则要求既要有足够的流量,还要有很强的喷射力。所以,流量和压力应根据不同的织物和工艺有所变化。 传统的溢流染色机,为了满足流量和压力的变化,都是通过主泵出口的截流调节来控制。由于这种控制方式受到人为因素的影响,不够准确;同时主循环泵不 是在最佳工况点上工作,效率降低。 根据主泵的特性曲线,在一定的速度调节范围内,通过交流变频,改变主泵转速,实现流量和扬程的变化,以满足不同染色工艺要求,从而保证主泵始终在相应流量和曲线的最佳工况点上工作,以节省电能。至于流量和压力的具体确定,可以设置流量或压力检测,通过PLC处理来实现自动控制。在这之前,要求制造厂家作出所适用织物染色工艺的试验,将成功可行的检测值,设定在PLC中,用户只要根据自己所染的织物选择相对应的参数菜单即可。2.2 温度的比例控制 一般来说,随着染色温度的提高,染料的分散度以及向织物纤维内部扩散的动能也增加;同时,由于织物纤维膨化而使得内部孔隙增大,提高了染料的吸附扩散能力,加快了织物的上染速度。但是,当温度过高时,由于纤维孔隙过大,染料粒子动能过大,反而会使已上染在纤维上的染料部分地又重新溶入染液中去。 升温程序和升温速率对织物的上染(或吸附)速率影响很大。不同的织物和染料,应采取不同的升温曲线,即使是同一种织物,在不同的温度段中的上染速率也不相同。例如,比表面较大的高支织物在低温时就有很高的上染率,如果升温速率和温差控制不好,就容易染花。 因此,染色工艺的温度必须采用比例控制,精确控制上染率较高的温度区域中的时间。这种控制方式,主要是采用比例调节阀,按设定的温度控制曲线,由PLC和电脑完成全过程的控制。2.3 计量加料控制 传统的染色工艺,主要是对温度、染料和助剂的配备以及注入时间的控制,而对染化料的注入方式不太讲究。这对染深色来说,问题不大,但对染浅色织物,若采用活性染料,则会出现染色质量问题。产生问题的原因虽然与温度控制有一定的关系(如前面谈到的在上染率高的温度范围内升温过快),但更直接的原因是在染化料的注入方式上。根据活性染料在织物染色中的 5 2 溢流染色机实现受控染色工艺的探讨                   印 染(2002No.11
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上染特点可以知道,染浅色时,第一次上染率是很高的,可以达60%,如果不考虑电解质(盐剂)的用量和注入方式,有可能加快上染速度,造成染色不匀,同时还可能引起染料的聚集或沉淀。 对于作固色剂的碱类用量及注入方式,也同样非常重要。如果采用计量注入,就可以控制染液的pH值,始终保持固色速度不变。这样不仅保证了被染织物的匀染性和透染性,还可以提高固色率,减少染料的水解和碱剂用量。 由此可以看出,传统的简单加料方式是无法保证染色质量的,必须采用计量控制方式,才能有效地满足染色工艺要求。 计量控制系统主要由比例调节阀、流量检测计(或者注入总量的压差检测计)、PLC和电脑计量加料程序等组成。在电脑中设定若干非线性加料曲线供选用。2.4 液位压差控制 传统溢流染色机的浴比是由液位计测量和控制的。主要是控制三个相对固定点,即最低液位(保证主泵启动之前有一定染浴)、中液位(染色中所需的浴比)和最高液位。由于仅仅是进水量的限位控制,所以在三个相对固定点的输入信号均为开关量。中液位实际上是染色工艺中所需要的浴比,它有一个范围,根据织物和染色工艺的不同,在这个范围里要作具体的调整,设定一个具体值。按照这个要求,用传统的液位计是很不方便的。如果采用液位压差来控制,就可以在最低和最高液位之间得一个连续的模拟信号,精确地控制浴比。目前,欧洲比较先进的溢流染色机已配置了这项功能。2.5 连续水洗控制 水洗(包括溢流水洗)是染色后的一道工序。水洗 是否彻底,关系到织物的色牢度。目前大部分溢流染色机的浴比都比较小(最小可达1∶5),这对染色来说是有益的。因为它可以减小能耗和排放。但对染色后水洗,浴比小,则水洗效果不好,即使多洗几遍,收到效果也不大,而且还费大量的水。 从水洗的过程来分析,大致分为三个阶段。开始阶段主要是去除电解质、未反应的染料和织物纤维表面上的水解染料,这个阶段需要的水流速度高,需充分冲刷;第二个阶段主要是织物纤维内部孔道中的水解染料向外扩散并从纤维表面解吸下来,需要的水洗温度高,提高未上染染料脱离纤维的动能;水洗的第三个阶段主要是洗除织物纤维表面残余的水解染料,这个阶段的水洗温度不宜太高。 传统溢流染色机的水洗功能比较简单,一缸一缸地洗,溢流水洗对水洗的阶段不作考虑。为了达到水洗的高效、省时和省用料的目的,必须控制水洗温度、水流速度,实现受控染色过程。根据不同阶段,设定相应的水流速度(主泵流量加大)和温度,通过PLC控制全过程。 3 结语 受控染色工艺目前在比较先进的溢流染色机上已得到了成功应用。随着电子技术的迅速发展,将先进的电脑、PLC、变频技术以及在线检测技术构成一个控制系统,合理、精确地控制整个染色工艺过程,保证织物染色的质量和染色工艺的重现性,已经成为新一代溢流染色机不可缺少的组成部分。
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