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气流染色的浴比及其精确控制——染色集中控制系统

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.08.07
信息摘要:
随着政策的改变,环保要求的严格,使用染色电脑,染色集中控制等自动化设备节省印染用水,降低浴比成为了印染企业的发展重点。 在气流染色过程中,如…

随着政策的改变,环保要求的严格,使用染色电脑 染色集中控制等自动化设备节省印染用水,降低浴比成为了印染企业的发展重点。 在气流染色过程中,如何准确控制浴比,避免染色过程中浴比的波动,减少因浴比的因素对染色质量的影响,今天我们就来谈谈这方面。

气流染色的染浴,是由织物吸湿溶胀所需的带液量,与同时满足管路染液循环需要和溶解染化料需要的液量两部分组成,无需驱动织物运行的水,故染色浴比低。而低浴比染色,易于产生浴比波动,对染色有一定影响。介绍了染色过程中,引起浴比波动的因素,说明了在染色过程中浴比的精确控制。

浴比是绳状织物有水染色中重要的工艺条件。气流染色浴比低,浴比的准确度和稳定性对染色质量的控制有较大的影响!


1.   气流染色中染浴的构成


气流染色机的一个特征是,带动织物循环运行的主要动力是高速气流,染色时,除了布面上所带的染液外,循环的织物与自由染液分离,因此,

严格地说,气流染色中的染浴由以下几部分组成:


第一部分,是过滤器内和循环管路中的染液,这部分染液量,应同时满足两个条件,一个条件是能充分溶解染化料的需要,另一个条件是主泵和管路循环系统中染液循环的需要,这部分染液量是恒定的,是由气流染色机缸型决定的,相同的缸型其量值是相同的,当然,不同的设备制造商之间,其量值可能有所差别。


第二部分,是织物纤维吸湿溶胀后,纤维表面上未渗透至纤维内部孔道,而在纤维表面自由流动的那部分染液,称为非结合的自由染液。


第三部分是纤维吸湿溶胀后,渗透至纤维内部孔道的那部分染液,称为结合染液。


后二部分染液之和,实际上就是织物在染色过程中的带液量,与织物纤维品种和被染织物重量有关,相同的织物品种,被染织物重量不同,所需液量值不同,而不同的织物品种,即使被染织物重量相同,所需的液量值也不同,这个液量值,常规老品种都有经验值,对于新品种,可通过试验获得,所以,任何品种的织物,在染色过程中,其吸湿溶胀所需的带液量都是可知的。

2. 气流染色的入水方式与液位控制


2.1 织物入缸前的进水与液位控制

气流染色时,织物入缸前,首先通过控制系统开启进水阀门进行入水,这个入水量通过事先设定的液位,利用电气控制系统来进行自动控制,当入水量达到设定的液位时,进水阀门自动关闭而停止进水。这个液量,实际上就是满足主泵和管路循环以及溶解染化料所需要的液量,即第一部分染液。

由于气流染色机采用的是差压变送器模拟量精确液位控制,在控制电脑上显示的是模拟量值,而不是实际的液量值,在实际应用过程中,设备在最初的安装调试时,通过计算和水位调校,获得每段液位对应的实际液量,目前的气流染色机,设备制造商一般都提供了模拟液位与液量实际值的对应表,因此,通过电脑显示的模拟液位,就可以知道入水的实际液量值。对于同一缸型,这个入水量是相同的,即通过控制系统设定的液位是恒定的,实际上它是满足气流染色机染液循环系统正常运行的保护液位,一旦设定以后,一般情况不需要随意变动。

需要特别注意的是,这个液位的设定,不能高于缸体内储布槽最低处的聚四氟乙烯管,气流染色机的这一部分液量,一般都是储存在底部的过滤器内,液位是低于储布槽最低处的聚四氟乙烯管的,其原因是:

第一,如果水位在聚四氟乙烯管以上,气流染色时,储布槽内的织物,会有一部分浸泡在染液中而增加了织物的运行阻力,织物在储布槽内运行不畅,易造成缠布压布,同时增加了提布的带水量而加大了提布阻力,从而增大了织物张力。所以,气流染色机,不宜在织物入缸前,一次性将染色浴比所需水量加入到缸内,而是采取织物入缸时,再进行二次自动补水的方式进水,因为达到染色浴比的水量,其液位已超出了储布槽最低处聚四氟乙烯管。

第二,气流染色织物与染液的交换,是在喷嘴系统内完成的,如果在储布槽内,堆积在下面的部分织物浸泡在染液中,而堆积在上面的部分织物未泡在染液中,则会造成各段织物与染液接触的概率不一致,同时,由于这部分染液,与喷嘴系统内和织物交换的染液,存在一定的温度差异和染化料浓度差异,因此很易造成染花和染色段差等染色质量问题。

第三,这个水位太高,实际上是加大了染色浴比,增加了染色生产成本,在浴比可满足染色条件的前提下,再人为地加大浴比是完全不必要的。


2.2 织物入缸时的进水与液位控制

在第一次进水到设定的液位后,绳状织物才能入缸,织物入缸的同时,通过染液循环,织物在喷嘴系统内逐渐吸湿溶胀会消耗一部分染液,因而缸内原来的液位会降低,此时通过控制系统开启进水阀门进行自动补水。这个织物入缸的补水过程,是一个动态的过程,完全由自动控制系统进行自动控制,当染液低于设定的液位时,会自动补水,补水到所设定的液位后,会自动停止补水,当织物完全入缸后,液位稳定在设定的液位时,织物入缸补水的过程完成。

这个织物入缸时的补水量,实际基本上就是缸内织物吸湿溶胀所需的带液量,也就是前面所说的第二部分和第三部分染液之和。这部分的液量值,可以通过以下两个方法得到:

第一个方法是,通过染缸内被染织物的重量计算获得,因为单位重量的被染织物吸湿溶胀所需的带水量是已知的,被染织物的重量乘以单位重量的织物吸湿溶胀所需的水量,就是这部分的液量值。

第二个方法是,对于配有进水流量计的气流染色机来说,这个液量值,也可通过进水流量计的计量来直接获得。值得注意的是,在计算浴比时,如果进缸前的织物含湿率较高,这个含湿量对浴比有一定的影响时,若是使用这个流量计的计量值,来作为织物吸湿溶胀所需的液量值进行浴比计算,则还应计入织物入缸前的含湿率所占的含水量。其原因是,在相同的环境条件下,同一品种的单位重量的织物吸湿溶胀所需的液量是恒定不变的,它不会因为织物进缸之前的含湿率的不同而不同。气流染色过程中,缸内织物吸湿溶胀所需的总液量,实际上是织物入缸前本身的含湿量,再加上织物入缸时的补水量之和。


浴比和浴比控制.jpg

3. 浴比和浴比控制


3.1 浴比的计算

气流染色的浴比小,纯棉织物小于1:4,纯涤纶织物小于1:3。浴比计算时,水量值一般就是上述织物入缸前的进水液量与织物吸湿溶胀后的带液量之和。以一台两管机型染450Kg织物为例,两管机型织物入缸前的进水量为350Kg,这个水量是染液循环系统和溶解化料必须的水量,一般设定为不变值。如果1Kg纯棉织物在入缸过程中吸湿溶胀所需的总水量为3Kg,则450Kg纯棉织物所需的总水量为1350Kg,那么,染色浴比为450Kg/(350Kg+1350Kg),即浴比约为1:3.77;如果1Kg纯涤织物在入缸过程中吸湿溶胀所需的总水量为1.5Kg,则450Kg纯涤织物所需的总水量为675Kg,那么,染色浴比为450Kg/(350Kg+675Kg),即浴比约为1:2.27。


3.2 浴比的波动与浴比控制

气流染色时,由于浴比低,少许的液量变化,也可能带来较大的浴比波动,而浴比波动,对保证染色质量和染色结果的重现性是非常不利的。因此,气流染色要精确控制浴比,必须防止浴比的波动。


3.2.1 浴比波动的因素

气流染色时,主要引起浴比波动的因素主要有以下几点:


(1)因染色工艺的需要,在染色过程中,需要加各种助剂进行溶解化料时,如果采用缸内回液化料,则浴比不变。如果采用进外部清水化料时,则会引起浴比的变化。比如,上述两管机型染450Kg涤的例子,如果在加料桶内进200Kg外部清水进行化料,实际的用水量为350Kg+675Kg+200Kg=1225Kg, 则浴比为450Kg/1225Kg=1:2.72,而不是1:2.27,浴比的波动达到20%。


(2)同品种同一缸型不同批次的染色,如果每缸次被染织物的重量不一致,则浴比也会不一致。同样以上述两管缸型染涤为例,每缸染450Kg涤织物浴比为1:2.27,如果每缸染400Kg,则染色时的用水量为350Kg+400×1.5Kg=950Kg,,浴比为400Kg/950Kg=1:2.38, 浴比增大而波动大约5%。


(3)不同缸型之间,即使每管被染物重量相同,织物入缸前的平均每管的进水量也相同,同品种同批次的织物染色浴比也可能不一致。例如四管缸型染900K涤(即被染织物的重量为两管缸的两倍),若织物入缸前的进水量为700Kg(即为两管缸型350Kg的两倍),则染色时的用水量700Kg+900×1.5Kg=2050Kg,浴比为900Kg/2050Kg=1:2.15,而不是1:2.27,浴比减小而波动约5%。



3.2.2 防止浴比波动,精确控制浴比

气流染色机有自动化控制程度很高的控制系统,采用了模拟量液位精确控制,可以精确地控制浴比,但也有部分企业在实际应用过程中,出现过因浴比控制不当而产生色差或前后不一等染色质量问题。

究其原因,主要有二:

一是对气流染色机的工作原理和工作方式了解不深,对引起浴比波动的因素没有足够的认识,计算浴比和染色生产过程的实际浴比有较大的偏差;

二是习惯于溢流机的染色思路,溢流机染色浴比较大,浴比对液量变化的敏感度较低,对染色质量的影响不明显,而气流染色机染色浴比低,浴比对液量变化的敏感度高,对染色质量的影响较明显,特别是染一些敏感色时更是如此。


因此气流染色,为了防止浴比波动,减少浴比的因素对染色质量的影响,提高染色一次性成功率,需采取以下一些措施:


(1)深入了解气流染色时染浴的构成,准确计算浴比。如果染前织物有较高的含湿率,计算浴比时应考虑这部分液量。

(2)染色工艺要充分考虑染色过程中途的液量变化,尤其是染化料的加入,其溶解化料,是用回液化料,还是开清水化料?如果工艺的需要必须是开清水化料,要注意水量对浴比的影响。

(3)同缸型加工同品中同批次的织物时,第一,要注意同缸每管的配布量基本一致;第二,要注意同一轮次不同缸的配布量基本一致;第三,要注意上一轮次和下一轮次加工时每缸的配布量基本一致。每管布量一致,主要是为了减少织物循环次数的差异而避免染色管差,每缸布量一致,是为了保证浴比相同。

(4)不同缸型加工同品种同批次的织物时,注意调整浴比一致性的同时,还要注意其他工艺条件的一致性。


如上面的例子中 四管缸染900Kg涤和两管缸染450Kg涤的浴比分别为1:2.15和1:2.27,为了调整两种机型染色浴比的一致性,一般有以下两种方法:

  一种方法是,织物入缸前设定的进水液位值不动,调整缸型间的配布量,以达到浴比一致的目的。假如调整两管缸型的配布量为538Kg,,浴比为538Kg/(350Kg+538×1.5Kg)= 1:2.15,即与四管缸染900Kg织物的浴比相同,但此时,四管缸型的每管染布量为225Kg,而两管缸型的每管染布量为269Kg,二者相差44Kg,同品种的织物每管的布长就有较大的差异,布速相同的条件下,织物循环频率和在喷嘴系统内与染液交换的次数就会存在较大差异,从而带来染色管差或缸差。因此,这种情况下要注意布速等工艺条件的一致性。

   另一种方法是,每种缸型的每管配布量相同,调整织物入缸前的进水液位值,如两管缸由350Kg调整为292.5Kg,浴比为450Kg/(292.5Kg+450×1.5Kg)=1:2.15,即与四管缸染900Kg织物的浴比相同。一般来说,这种方法更简便合理一些,因为不需调整其它工艺条件。但是需要注意的是,如果这个调整的液位量比原来设定的液位量少,就要留意这个液量,在满足染色过程中主泵和管路染液循环需要的同时,如果加染化料用回液溶解化料,还要满足这个回液量的需要;如果这个调整的液位量比原来设定的液位量多,则要留意液量是否已超过储布槽最低处的聚四氟乙烯管。不过,一般情况下,原来设定的织物入缸前的进水液位值,以及气流染色机储布槽以下包括过滤器的设计容积,都考虑了这些因素,正负都有一个较大的富裕值,这个富裕值可完全满足液位调整的需要。

  (5)气流染色的操作过程中,应严格按工艺编制好的工艺程序和工艺要求执行,不能随意更改,如加料化料的进水方式、设定的缸内进水液位、每缸每管的染布量等,都应严格按工艺要求执行,因为在工艺设计时,就已考虑了引起浴比变化的因素,按计算浴比确定了各种染化料的用量,如果操作过程不严格按工艺执行,就很可能引起实际浴比和工艺的计算浴比不一致,这对染色质量和结果的重现是非常不利的。


4 结束语


了解气流染色染浴的组成和染色时的进液方式,有利于我们正确计算染色浴比,以及防止染色过程中浴比的波动,进而对浴比精确控制,避免因浴比的因素而带来染色质量问题。

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