氣流染色的浴比及其精確控制

氣流染色的染浴，是由織物吸濕溶脹所需的帶液量，與同時(shí)滿足管路染液循環(huán)需要和溶解染化料需要的液量?jī)刹糠纸M成，無需驅(qū)動(dòng)織物運(yùn)行的水，故染色浴比低。而低浴比染色，易于產(chǎn)生浴比波動(dòng)，對(duì)染色有一定影響。介紹了染色過程中，引起浴比波動(dòng)的因素，說明了在染色過程中浴比的精確控制。

浴比是繩狀織物有水染色中重要的工藝條件。氣流染色浴比低，浴比的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性對(duì)染色質(zhì)量的控制有較大的影響，在氣流染色過程中，如何準(zhǔn)確控制浴比，避免染色過程中浴比的波動(dòng)，減少因浴比的因素對(duì)染色質(zhì)量的影響，本文做一些探討。

1.氣流染色中染浴的構(gòu)成

氣流染色機(jī)的一個(gè)特征是，帶動(dòng)織物循環(huán)運(yùn)行的主要?jiǎng)恿κ歉咚贇饬鳎�染色時(shí)，除了布面上所帶的染液外，循環(huán)的織物與自由染液分離，因此，嚴(yán)格地說，氣流染色中的染浴由以下幾部分組成：

第一部分，是過濾器內(nèi)和循環(huán)管路中的染液，這部分染液量，應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件，一個(gè)條件是能充分溶解染化料的需要，另一個(gè)條件是主泵和管路循環(huán)系統(tǒng)中染液循環(huán)的需要，這部分染液量是恒定的,是由氣流染色機(jī)缸型決定的，相同的缸型其量值是相同的，當(dāng)然，不同的設(shè)備制造商之間,其量值可能有所差別。

第二部分，是織物纖維吸濕溶脹后,纖維表面上未滲透至纖維內(nèi)部孔道，而在纖維表面自由流動(dòng)的那部分染液,稱為非結(jié)合的自由染液。

第三部分是纖維吸濕溶脹后,滲透至纖維內(nèi)部孔道的那部分染液,稱為結(jié)合染液。

后二部分染液之和,實(shí)際上就是織物在染色過程中的帶液量,與織物纖維品種和被染織物重量有關(guān),相同的織物品種,被染織物重量不同,所需液量值不同,而不同的織物品種,即使被染織物重量相同,所需的液量值也不同,這個(gè)液量值,常規(guī)老品種都有經(jīng)驗(yàn)值,對(duì)于新品種，可通過試驗(yàn)獲得,所以，任何品種的織物，在染色過程中，其吸濕溶脹所需的帶液量都是可知的。

2.氣流染色的入水方式與液位控制

2.1織物入缸前的進(jìn)水與液位控制

氣流染色時(shí),織物入缸前,首先通過控制系統(tǒng)開啟進(jìn)水閥門進(jìn)行入水，這個(gè)入水量通過事先設(shè)定的液位，利用電氣控制系統(tǒng)來進(jìn)行自動(dòng)控制，當(dāng)入水量達(dá)到設(shè)定的液位時(shí)，進(jìn)水閥門自動(dòng)關(guān)閉而停止進(jìn)水。這個(gè)液量，實(shí)際上就是滿足主泵和管路循環(huán)以及溶解染化料所需要的液量，即第一部分染液。

由于氣流染色機(jī)采用的是差壓變送器模擬量精確液位控制，在控制電腦上顯示的是模擬量值，而不是實(shí)際的液量值，在實(shí)際應(yīng)用過程中，設(shè)備在最初的安裝調(diào)試時(shí)，通過計(jì)算和水位調(diào)校，獲得每段液位對(duì)應(yīng)的實(shí)際液量，目前的氣流染色機(jī)，設(shè)備制造商一般都提供了模擬液位與液量實(shí)際值的對(duì)應(yīng)表，因此，通過電腦顯示的模擬液位，就可以知道入水的實(shí)際液量值。對(duì)于同一缸型，這個(gè)入水量是相同的，即通過控制系統(tǒng)設(shè)定的液位是恒定的，實(shí)際上它是滿足氣流染色機(jī)染液循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)行的保護(hù)液位，一旦設(shè)定以后，一般情況不需要隨意變動(dòng)。

需要特別注意的是,這個(gè)液位的設(shè)定，不能高于缸體內(nèi)儲(chǔ)布槽最低處的聚四氟乙烯管,氣流染色機(jī)的這一部分液量,一般都是儲(chǔ)存在底部的過濾器內(nèi),液位是低于儲(chǔ)布槽最低處的聚四氟乙烯管的,

其原因是：

第一，如果水位在聚四氟乙烯管以上，氣流染色時(shí)，儲(chǔ)布槽內(nèi)的織物，會(huì)有一部分浸泡在染液中而增加了織物的運(yùn)行阻力，織物在儲(chǔ)布槽內(nèi)運(yùn)行不暢，易造成纏布?jí)翰迹�同時(shí)增加了提布的帶水量而加大了提布阻力，從而增大了織物張力。所以，氣流染色機(jī)，不宜在織物入缸前，一次性將染色浴比所需水量加入到缸內(nèi)，而是采取織物入缸時(shí)，再進(jìn)行二次自動(dòng)補(bǔ)水的方式進(jìn)水，因?yàn)檫_(dá)到染色浴比的水量，其液位已超出了儲(chǔ)布槽最低處聚四氟乙烯管。

第二，氣流染色織物與染液的交換，是在噴嘴系統(tǒng)內(nèi)完成的，如果在儲(chǔ)布槽內(nèi)，堆積在下面的部分織物浸泡在染液中，而堆積在上面的部分織物未泡在染液中，則會(huì)造成各段織物與染液接觸的概率不一致，同時(shí),由于這部分染液，與噴嘴系統(tǒng)內(nèi)和織物交換的染液，存在一定的溫度差異和染化料濃度差異，因此很易造成染花和染色段差等染色質(zhì)量問題。

第三，這個(gè)水位太高，實(shí)際上是加大了染色浴比，增加了染色生產(chǎn)成本，在浴比可滿足染色條件的前提下，再人為地加大浴比是完全不必要的。

2.2織物入缸時(shí)的進(jìn)水與液位控制

在第一次進(jìn)水到設(shè)定的液位后，繩狀織物才能入缸，織物入缸的同時(shí)，通過染液循環(huán)，織物在噴嘴系統(tǒng)內(nèi)逐漸吸濕溶脹會(huì)消耗一部分染液，因而缸內(nèi)原來的液位會(huì)降低，此時(shí)通過控制系統(tǒng)開啟進(jìn)水閥門進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水。這個(gè)織物入缸的補(bǔ)水過程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，完全由自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，當(dāng)染液低于設(shè)定的液位時(shí)，會(huì)自動(dòng)補(bǔ)水，補(bǔ)水到所設(shè)定的液位后，會(huì)自動(dòng)停止補(bǔ)水，當(dāng)織物完全入缸后，液位穩(wěn)定在設(shè)定的液位時(shí)，織物入缸補(bǔ)水的過程完成。

這個(gè)織物入缸時(shí)的補(bǔ)水量，實(shí)際基本上就是缸內(nèi)織物吸濕溶脹所需的帶液量，也就是前面所說的第二部分和第三部分染液之和。這部分的液量值，可以通過以下兩個(gè)方法得到：

第一個(gè)方法是，通過染缸內(nèi)被染織物的重量計(jì)算獲得，因?yàn)閱挝恢亓康谋蝗究椢镂鼭袢苊浰�需的帶水量是已知的，被染織物的重量乘以單位重量的織物吸濕溶脹所需的水量，就是這部分的液量值。

第二個(gè)方法是，對(duì)于配有進(jìn)水流量計(jì)的氣流染色機(jī)來說，這個(gè)液量值，也可通過進(jìn)水流量計(jì)的計(jì)量來直接獲得。值得注意的是，在計(jì)算浴比時(shí)，如果進(jìn)缸前的織物含濕率較高，這個(gè)含濕量對(duì)浴比有一定的影響時(shí)，若是使用這個(gè)流量計(jì)的計(jì)量值，來作為織物吸濕溶脹所需的液量值進(jìn)行浴比計(jì)算，則還應(yīng)計(jì)入織物入缸前的含濕率所占的含水量。其原因是，在相同的環(huán)境條件下，同一品種的單位重量的織物吸濕溶脹所需的液量是恒定不變的，它不會(huì)因?yàn)榭椢镞M(jìn)缸之前的含濕率的不同而不同。氣流染色過程中，缸內(nèi)織物吸濕溶脹所需的總液量，實(shí)際上是織物入缸前本身的含濕量，再加上織物入缸時(shí)的補(bǔ)水量之和。

3.浴比和浴比控制

3.1浴比的計(jì)算

氣流染色的浴比小，純棉織物小于1:4,純滌綸織物小于1:3。浴比計(jì)算時(shí)，水量值一般就是上述織物入缸前的進(jìn)水液量與織物吸濕溶脹后的帶液量之和。以一臺(tái)兩管機(jī)型染450Kg織物為例，兩管機(jī)型織物入缸前的進(jìn)水量為350Kg，這個(gè)水量是染液循環(huán)系統(tǒng)和溶解化料必須的水量，一般設(shè)定為不變值。

如果1Kg純棉織物在入缸過程中吸濕溶脹所需的總水量為3Kg，則450Kg純棉織物所需的總水量為1350Kg,那么，染色浴比為450Kg/(350Kg

1350Kg)，即浴比約為1:3.77;如果1Kg純滌織物在入缸過程中吸濕溶脹所需的總水量為1.5Kg，則450Kg純滌織物所需的總水量為675Kg，那么，染色浴比為450Kg/(350Kg

675Kg)，即浴比約為1:2.27。

3.2浴比的波動(dòng)與浴比控制

氣流染色時(shí)，由于浴比低，少許的液量變化，也可能帶來較大的浴比波動(dòng)，而浴比波動(dòng)，對(duì)保證染色質(zhì)量和染色結(jié)果的重現(xiàn)性是非常不利的。因此，氣流染色要精確控制浴比，必須防止浴比的波動(dòng)。

3.2.1浴比波動(dòng)的因素

氣流染色時(shí)，主要引起浴比波動(dòng)的因素主要有以下幾點(diǎn)：

(1)因染色工藝的需要，在染色過程中，需要加各種助劑進(jìn)行溶解化料時(shí)，如果采用缸內(nèi)回液化料，則浴比不變。如果采用進(jìn)外部清水化料時(shí)，則會(huì)引起浴比的變化。比如，上述兩管機(jī)型染450Kg滌的例子，如果在加料桶內(nèi)進(jìn)200Kg外部清水進(jìn)行化料，實(shí)際的用水量為350Kg

675Kg 200Kg=1225Kg，則浴比為450Kg/1225Kg=1：2.72,而不是1：2.27，浴比的波動(dòng)達(dá)到20%。

(2)同品種同一缸型不同批次的染色，如果每缸次被染織物的重量不一致，則浴比也會(huì)不一致。同樣以上述兩管缸型染滌為例，每缸染450Kg滌織物浴比為1：2.27，如果每缸染400Kg，則染色時(shí)的用水量為350Kg

400×1.5Kg=950Kg,，浴比為400Kg/950Kg=1：2.38,浴比增大而波動(dòng)大約5%。

(3)不同缸型之間，即使每管被染物重量相同，織物入缸前的平均每管的進(jìn)水量也相同，同品種同批次的織物染色浴比也可能不一致。例如四管缸型染900K滌(即被染織物的重量為兩管缸的兩倍)，若織物入缸前的進(jìn)水量為700Kg(即為兩管缸型350Kg的兩倍)，則染色時(shí)的用水量700Kg

900×1.5Kg=2050Kg，浴比為900Kg/2050Kg=1：2.15，而不是1:2.27，浴比減小而波動(dòng)約5%。

3.2.2防止浴比波動(dòng),精確控制浴比

氣流染色機(jī)有自動(dòng)化控制程度很高的控制系統(tǒng)，采用了模擬量液位精確控制，可以精確地控制浴比，但也有部分企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用過程中，出現(xiàn)過因浴比控制不當(dāng)而產(chǎn)生色差或前后不一等染色質(zhì)量問題。

究其原因，主要有二：

一是對(duì)氣流染色機(jī)的工作原理和工作方式了解不深，對(duì)引起浴比波動(dòng)的因素沒有足夠的認(rèn)識(shí)，計(jì)算浴比和染色生產(chǎn)過程的實(shí)際浴比有較大的偏差;

二是習(xí)慣于溢流機(jī)的染色思路，溢流機(jī)染色浴比較大，浴比對(duì)液量變化的敏感度較低，對(duì)染色質(zhì)量的影響不明顯，而氣流染色機(jī)染色浴比低，浴比對(duì)液量變化的敏感度高，對(duì)染色質(zhì)量的影響較明顯，特別是染一些敏感色時(shí)更是如此。

因此氣流染色，為了防止浴比波動(dòng)，減少浴比的因素對(duì)染色質(zhì)量的影響，提高染色一次性成功率，需采取以下一些措施：

(1)深入了解氣流染色時(shí)染浴的構(gòu)成，準(zhǔn)確計(jì)算浴比。如果染前織物有較高的含濕率，計(jì)算浴比時(shí)應(yīng)考慮這部分液量。

(2)染色工藝要充分考慮染色過程中途的液量變化，尤其是染化料的加入，其溶解化料，是用回液化料，還是開清水化料?如果工藝的需要必須是開清水化料，要注意水量對(duì)浴比的影響。

(3)同缸型加工同品中同批次的織物時(shí)，第一，要注意同缸每管的配布量基本一致;第二，要注意同一輪次不同缸的配布量基本一致;第三，要注意上一輪次和下一輪次加工時(shí)每缸的配布量基本一致。每管布量一致，主要是為了減少織物循環(huán)次數(shù)的差異而避免染色管差，每缸布量一致，是為了保證浴比相同。

(4)不同缸型加工同品種同批次的織物時(shí)，注意調(diào)整浴比一致性的同時(shí)，還要注意其他工藝條件的一致性。

如上面的例子中，四管缸染900Kg滌和兩管缸染450Kg滌的浴比分別為1：2.15和1：2.27，為了調(diào)整兩種機(jī)型染色浴比的一致性，一般有以下兩種方法：

一種方法是，織物入缸前設(shè)定的進(jìn)水液位值不動(dòng)，調(diào)整缸型間的配布量，以達(dá)到浴比一致的目的。假如調(diào)整兩管缸型的配布量為538Kg,，浴比為538Kg/(350Kg

538×1.5Kg)=

1：2.15，即與四管缸染900Kg織物的浴比相同，但此時(shí)，四管缸型的每管染布量為225Kg，而兩管缸型的每管染布量為269Kg，二者相差44Kg，同品種的織物每管的布長(zhǎng)就有較大的差異，布速相同的條件下，織物循環(huán)頻率和在噴嘴系統(tǒng)內(nèi)與染液交換的次數(shù)就會(huì)存在較大差異,從而帶來染色管差或缸差。因此，這種情況下要注意布速等工藝條件的一致性。

另一種方法是，每種缸型的每管配布量相同，調(diào)整織物入缸前的進(jìn)水液位值，如兩管缸由350Kg調(diào)整為292.5Kg，浴比為450Kg/(292.5Kg

450×1.5Kg)=1：2.15，即與四管缸染900Kg織物的浴比相同。一般來說，這種方法更簡(jiǎn)便合理一些，因?yàn)椴恍枵{(diào)整其它工藝條件。但是需要注意的是，如果這個(gè)調(diào)整的液位量比原來設(shè)定的液位量少，就要留意這個(gè)液量，在滿足染色過程中主泵和管路染液循環(huán)需要的同時(shí)，如果加染化料用回液溶解化料，還要滿足這個(gè)回液量的需要;如果這個(gè)調(diào)整的液位量比原來設(shè)定的液位量多，則要留意液量是否已超過儲(chǔ)布槽最低處的聚四氟乙烯管。不過，一般情況下，原來設(shè)定的織物入缸前的進(jìn)水液位值，以及氣流染色機(jī)儲(chǔ)布槽以下包括過濾器的設(shè)計(jì)容積，都考慮了這些因素，正負(fù)都有一個(gè)較大的富裕值，這個(gè)富裕值可完全滿足液位調(diào)整的需要。

(5)氣流染色的操作過程中，應(yīng)嚴(yán)格按工藝編制好的工藝程序和工藝要求執(zhí)行，不能隨意更改，如加料化料的進(jìn)水方式、設(shè)定的缸內(nèi)進(jìn)水液位、每缸每管的染布量等，都應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行，因?yàn)樵诠に囋O(shè)計(jì)時(shí)，就已考慮了引起浴比變化的因素，按計(jì)算浴比確定了各種染化料的用量，如果操作過程不嚴(yán)格按工藝執(zhí)行，就很可能引起實(shí)際浴比和工藝的計(jì)算浴比不一致，這對(duì)染色質(zhì)量和結(jié)果的重現(xiàn)是非常不利的。

4.結(jié)束語

了解氣流染色染浴的組成和染色時(shí)的進(jìn)液方式，有利于我們正確計(jì)算染色浴比，以及防止染色過程中浴比的波動(dòng)，進(jìn)而對(duì)浴比精確控制，避免因浴比的因素而帶來染色質(zhì)量問題。