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，與同時滿足管路染液循環(huán)需要和溶解染化料需要的液量兩部分組成，無需驅動織物運行的水，故染色浴比低。而低浴比染色，易于產生浴比波動，對染色有一定影響。介紹了染色過程中，引起浴比波動的因素，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，浴比的準確度和穩(wěn)定性對染色質量的控制有較大的影響，在氣流染色過程中，如何準確控制浴比，避免染色過程中浴比的波動，減少因浴比的因素對染色質量的影響，本文做一些探討。

1.氣流染色中染浴的構成

氣流染色機的一個特征是，帶動織物循環(huán)運行的主要動力是高速氣流，染色時，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，是過濾器內和循環(huán)管路中的染液，這部分染液量，應同時滿足兩個條件，一個條件是能充分溶解染化料的需要，另一個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,是由氣流染色機缸型決定的，相同的缸型其量值是相同的，當然，不同的設備制造商之間,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部孔道，而在纖維表面自由流動的那部分染液,稱為非結合的自由染液。

第三部分是纖維吸濕溶脹后,滲透至纖維內部孔道的那部分染液,稱為結合染液。

后二部分染液之和,實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,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,這個液量值,常規(guī)老品種都有經驗值,對于新品種，可通過試驗獲得,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織物入缸前的進水與液位控制

氣流染色時,織物入缸前,首先通過控制系統(tǒng)開啟進水閥門進行入水，這個入水量通過事先設定的液位，利用電氣控制系統(tǒng)來進行自動控制，當入水量達到設定的液位時，進水閥門自動關閉而停止進水。這個液量，實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，而不是實際的液量值，在實際應用過程中，設備在最初的安裝調試時，通過計算和水位調校，獲得每段液位對應的實際液量，目前的氣流染色機，設備制造商一般都提供了模擬液位與液量實際值的對應表，因此，通過電腦顯示的模擬液位，就可以知道入水的實際液量值。對于同一缸型，這個入水量是相同的，即通過控制系統(tǒng)設定的液位是恒定的，實際上它是滿足氣流染色機染液循環(huán)系統(tǒng)正常運行的保護液位，一旦設定以后，一般情況不需要隨意變動。

需要特別注意的是,這個液位的設定，不能高于缸體內儲布槽最低處的聚四氟乙烯管,氣流染色機的這一部分液量,一般都是儲存在底部的過濾器內,液位是低于儲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，儲布槽內的織物，會有一部分浸泡在染液中而增加了織物的運行阻力，織物在儲布槽內運行不暢，易造成纏布壓布，同時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，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，而是采取織物入缸時，再進行二次自動補水的方式進水，因為達到染色浴比的水量，其液位已超出了儲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)內完成的，如果在儲布槽內，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，則會造成各段織物與染液接觸的概率不一致，同時,由于這部分染液，與噴嘴系統(tǒng)內和織物交換的染液，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量問題。

第三，這個水位太高，實際上是加大了染色浴比，增加了染色生產成本，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織物入缸時的進水與液位控制

在第一次進水到設定的液位后，繩狀織物才能入缸，織物入缸的同時，通過染液循環(huán)，織物在噴嘴系統(tǒng)內逐漸吸濕溶脹會消耗一部分染液，因而缸內原來的液位會降低，此時通過控制系統(tǒng)開啟進水閥門進行自動補水。這個織物入缸的補水過程，是一個動態(tài)的過程，完全由自動控制系統(tǒng)進行自動控制，當染液低于設定的液位時，會自動補水，補水到所設定的液位后，會自動停止補水，當織物完全入缸后，液位穩(wěn)定在設定的液位時，織物入缸補水的過程完成。

這個織物入缸時的補水量，實際基本上就是缸內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，可以通過以下兩個方法得到：

第一個方法是，通過染缸內被染織物的重量計算獲得，因為單位重量的被染織物吸濕溶脹所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。

第二個方法是，對于配有進水流量計的氣流染色機來說，這個液量值，也可通過進水流量計的計量來直接獲得。值得注意的是，在計算浴比時，如果進缸前的織物含濕率較高，這個含濕量對浴比有一定的影響時，若是使用這個流量計的計量值，來作為織物吸濕溶脹所需的液量值進行浴比計算，則還應計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，它不會因為織物進缸之前的含濕率的不同而不同。氣流染色過程中，缸內織物吸濕溶脹所需的總液量，實際上是織物入缸前本身的含濕量，再加上織物入缸時的補水量之和。

3.浴比和浴比控制

3.1浴比的計算

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。浴比計算時，水量值一般就是上述織物入缸前的進水液量與織物吸濕溶脹后的帶液量之和。以一臺兩管機型染450Kg織物為例，兩管機型織物入缸前的進水量為350Kg，這個水量是染液循環(huán)系統(tǒng)和溶解化料必須的水量，一般設定為不變值。

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浴比的波動與浴比控制

氣流染色時，由于浴比低，少許的液量變化，也可能帶來較大的浴比波動，而浴比波動，對保證染色質量和染色結果的重現(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。

3.2.1浴比波動的因素

氣流染色時，主要引起浴比波動的因素主要有以下幾點：

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

675Kg 200Kg=1225Kg，則浴比為450Kg/1225Kg=1：2.72,而不是1：2.27，浴比的波動達到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)，若織物入缸前的進水量為700Kg(即為兩管缸型350Kg的兩倍)，則染色時的用水量700Kg

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

3.2.2防止浴比波動,精確控制浴比

氣流染色機有自動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)在實際應用過程中，出現(xiàn)過因浴比控制不當而產生色差或前后不一等染色質量問題。

究其原因，主要有二：

一是對氣流染色機的工作原理和工作方式了解不深，對引起浴比波動的因素沒有足夠的認識，計算浴比和染色生產過程的實際浴比有較大的偏差;

二是習慣于溢流機的染色思路，溢流機染色浴比較大，浴比對液量變化的敏感度較低，對染色質量的影響不明顯，而氣流染色機染色浴比低，浴比對液量變化的敏感度高，對染色質量的影響較明顯，特別是染一些敏感色時更是如此。

因此氣流染色，為了防止浴比波動，減少浴比的因素對染色質量的影響，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染浴的構成，準確計算浴比。如果染前織物有較高的含濕率，計算浴比時應考慮這部分液量。

(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，要注意水量對浴比的影響。

(3)同缸型加工同品中同批次的織物時，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，注意調整浴比一致性的同時，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，為了調整兩種機型染色浴比的一致性，一般有以下兩種方法：

一種方法是，織物入缸前設定的進水液位值不動，調整缸型間的配布量，以達到浴比一致的目的。假如調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，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)內與染液交換的次數(shù)就會存在較大差異,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，調整織物入缸前的進水液位值，如兩管缸由350Kg調整為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，這種方法更簡便合理一些，因為不需調整其它工藝條件。但是需要注意的是，如果這個調整的液位量比原來設定的液位量少，就要留意這個液量，在滿足染色過程中主泵和管路染液循環(huán)需要的同時，如果加染化料用回液溶解化料，還要滿足這個回液量的需要;如果這個調整的液位量比原來設定的液位量多，則要留意液量是否已超過儲布槽最低處的聚四氟乙烯管。不過，一般情況下，原來設定的織物入缸前的進水液位值，以及氣流染色機儲布槽以下包括過濾器的設計容積，都考慮了這些因素，正負都有一個較大的富裕值，這個富裕值可完全滿足液位調整的需要。

(5)氣流染色的操作過程中，應嚴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，如加料化料的進水方式、設定的缸內進水液位、每缸每管的染布量等，都應嚴格按工藝要求執(zhí)行，因為在工藝設計時，就已考慮了引起浴比變化的因素，按計算浴比確定了各種染化料的用量，如果操作過程不嚴格按工藝執(zhí)行，就很可能引起實際浴比和工藝的計算浴比不一致，這對染色質量和結果的重現(xiàn)是非常不利的。

4.結束語

了解氣流染色染浴的組成和染色時的進液方式，有利于我們正確計算染色浴比，以及防止染色過程中浴比的波動，進而對浴比精確控制，避免因浴比的因素而帶來染色質量問題。