第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代的染色機(jī)，采用儀表加繼電器的控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，對(duì)染液的溫度用簡(jiǎn)單的溫控器控制，溫控精度難以保證。染液噴嘴壓力用手動(dòng)閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)，導(dǎo)布輥的轉(zhuǎn)速用滑差電機(jī)或機(jī)械式無(wú)級(jí)調(diào)速器進(jìn)行調(diào)速，這種控制方式人為主觀因素大，不節(jié)能，機(jī)械磨損嚴(yán)重，成品率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)的成本高。

90年代，染色機(jī)的發(fā)展很快，特別是廣泛使用計(jì)算機(jī)技術(shù)。壓力控制，升溫曲線跟蹤，保溫時(shí)間控制，染化料的供給，均采用計(jì)算機(jī)控制，并有指示、報(bào)警等多項(xiàng)功能，有的采用了群控，機(jī)電一體化程度很高。

為趕上國(guó)際先進(jìn)水平，提高染色質(zhì)量，國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械生產(chǎn)廠也積極進(jìn)行了技術(shù)改造和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

然而國(guó)內(nèi)染色機(jī)與國(guó)外相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在設(shè)備的功能和適應(yīng)性較差，工藝技術(shù)水平不高。各印染廠的設(shè)備還不能適應(yīng)小批量、多品種、多功能、高附加值、流行性的快節(jié)奏變換的紡織品外貿(mào)要求；機(jī)電一體化水平較為落后，自動(dòng)化程度較低；微電子技術(shù)推廣應(yīng)用不夠，軟件開(kāi)發(fā)水平較低；傳感器、執(zhí)行元件品種不齊全；計(jì)算機(jī)在染色機(jī)上應(yīng)用還處在起步階段，不少項(xiàng)目是在老設(shè)備上進(jìn)行技術(shù)改造，沒(méi)有形成批量生產(chǎn)能力。有些染色機(jī)雖己更新為計(jì)算機(jī)控制，提高了自動(dòng)化程度，但控制方法、控制精度、穩(wěn)定性與國(guó)外專業(yè)廠家相比還有很大差距，而且各機(jī)臺(tái)單獨(dú)控制，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及設(shè)備與外界之間的信息交換，不利于集中監(jiān)控管理。

目前小浴比染色技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)高的程度，浴比再要降低已經(jīng)非常困難。因?yàn)榧兠薇蝗疚锉旧砦恐辽贋?：3，而常用的滌綸雖說(shuō)是疏水纖維，吸水量也在1：2左右。氣流染色機(jī)染色浴比已經(jīng)非常接近這個(gè)極限。而且目前小浴比染色設(shè)備全部由電腦控制，自動(dòng)控制各種工藝參數(shù)，自動(dòng)記錄工藝過(guò)程，自動(dòng)處理織物纏結(jié)等常見(jiàn)問(wèn)題，完全實(shí)現(xiàn)了智能化。但這并不是說(shuō)小浴比染色技術(shù)不再發(fā)展，任何技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有盡頭的。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

1、產(chǎn)品工藝特點(diǎn)

高溫高壓染色機(jī)的工作特點(diǎn)是：溫度控制精度要求高，執(zhí)行元件多，動(dòng)作頻繁，安全聯(lián)鎖多，既有開(kāi)關(guān)量控制又有模擬量控制。又處于酸、堿、水、蒸汽高溫高壓的惡劣環(huán)境中，因此對(duì)控制系統(tǒng)的抗干擾能力、可靠性要求極高。

液流染色機(jī)

液流染色機(jī)是隨著合成纖維的出現(xiàn)，為適應(yīng)合成纖維的染整加工而發(fā)展起來(lái)的繩狀染色設(shè)備。它的工作原理是利用高速循環(huán)的染液輸送織物，使織物以繩狀松馳狀態(tài)反復(fù)通過(guò)染液溢流區(qū)或噴嘴和浸漬區(qū)，完成染料的上染和勻染。通常將噴嘴壓力介于2～3kg/cm2之間的液流染色機(jī)稱為噴射染色機(jī)，噴射染色機(jī)非常適宜于純化纖織物染色。為了減少染色過(guò)程中染液對(duì)某些布面的沖擊，常用提升輥筒的方法來(lái)協(xié)助織物運(yùn)動(dòng)，這樣噴咀壓力可以減少到0～1kg/cm2，此類低壓力噴射染色機(jī)一般被稱為溢流染色機(jī)。而噴咀壓力介于1～2kg/cm2的染色機(jī)通常稱為溢噴染色機(jī)或緩流染色機(jī)。

氣流染色機(jī)

氣流染色機(jī)是應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，利用壓縮空氣來(lái)優(yōu)化液流染色機(jī)的染色效果。它是為適應(yīng)新一代纖維，如超細(xì)纖維、Lyocell纖維等織物的特殊染色要求而發(fā)展起來(lái)的繩狀染色機(jī)。

高溫筒子紗（經(jīng)軸）染色機(jī)

從外部形狀來(lái)看，筒子紗染色機(jī)可分為立式筒子紗染色機(jī)和臥式筒子紗染色機(jī)。這2種形式的筒子紗染色機(jī)各有其特點(diǎn)，都是用配置先進(jìn)的控制系統(tǒng)來(lái)規(guī)范出合理的工藝和操作方法，因而不論哪種形式都能生產(chǎn)出滿足勻染性和重現(xiàn)性要求的產(chǎn)品。

2、工藝流程

染色過(guò)程

染色是指染液中的染料向浸在其中的纖維轉(zhuǎn)移并透入纖維內(nèi)部，最終使纖維染上顏色的過(guò)程。染色過(guò)程一般包括三個(gè)階段。

（1）吸附

當(dāng)纖維放入染液中后，染液中的染料就會(huì)逐漸擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到纖維表面，這個(gè)過(guò)程稱為吸附。吸附是可逆的，由于染液中染料濃度的變化，己染到纖維上的染料會(huì)重新擴(kuò)散到染浴中去，這一過(guò)程稱為解吸。在上染過(guò)程中，吸附與解吸同時(shí)存在并保持平衡。

（2）擴(kuò)散

由于染料吸附在纖維表面，使纖維內(nèi)外形成染料濃度差，因而促使染料由纖維向其內(nèi)部擴(kuò)散。此時(shí)溶液中的染料又繼續(xù)吸附到纖維表面，直到吸附和解析再次達(dá)到平衡。

（3）固著

擴(kuò)散到纖維內(nèi)部的染料與纖維相結(jié)合的過(guò)程稱為固著。固著方式因染料和纖維的種類不同而異。

在染色過(guò)程中，上述三個(gè)階段相互之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，不能截然分開(kāi)。

染色機(jī)的構(gòu)造及工作原理

染色機(jī)的整機(jī)主要由染缸、循環(huán)系統(tǒng)、熱交換器、加料系統(tǒng)、進(jìn)出布機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等組成。

染色機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖，左側(cè)為染缸，右側(cè)為染色用料的化料桶。染缸是主要控制對(duì)象，在盛有染料的染缸內(nèi)，循環(huán)泵強(qiáng)制染液在染缸內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，繩狀織物在儲(chǔ)布槽前部由提升滾筒提起后送進(jìn)噴嘴，再由噴嘴噴出的流液帶動(dòng)前進(jìn)，使織物折在儲(chǔ)布槽的后部。在自身重力和主泵吸力的作用下，織物沿著儲(chǔ)布槽底部，順滑地移動(dòng)到儲(chǔ)布槽前部。這樣反復(fù)循環(huán)完成染色過(guò)程。

染色機(jī)在整個(gè)染色過(guò)程中，主要是控制染缸內(nèi)染液執(zhí)行一條溫度按時(shí)間變化的曲線。在工藝曲線中既有多段不同速度的升溫段、降溫段及多段不同時(shí)間的保溫段，又有配料、加料、進(jìn)水、排水等輔助工序。

在進(jìn)行高溫高壓染色時(shí)，當(dāng)染液溫度高于85℃時(shí)，需要向染缸內(nèi)充入壓縮空氣加壓，以提高染液沸點(diǎn)溫度，保證染機(jī)正常工作。當(dāng)壓力不足時(shí)自動(dòng)打開(kāi)壓縮空氣進(jìn)氣閥，送入壓縮空氣加壓，直至壓力達(dá)到設(shè)定值，再將進(jìn)氣閥關(guān)閉。在升溫過(guò)程中壓力過(guò)高時(shí)安全排壓閥打開(kāi)，自動(dòng)排氣，使壓力不超過(guò)上限。

根據(jù)染色生產(chǎn)特點(diǎn)可將整個(gè)染色過(guò)程分為以下幾個(gè)工序：1）入水；2）入布；3）配料；4）注料；5）升溫；6）保溫；7）降溫；8）取樣；9）水洗；10）出布；11）排水。

在整個(gè)工藝過(guò)程中主要是對(duì)溫度、液位和壓力進(jìn)行控制。

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

近兩年來(lái)，國(guó)內(nèi)外染整新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，顯示出全球印染機(jī)械 行業(yè) 蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。節(jié)能、環(huán)保、高效是21世紀(jì)染整工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。

從染色設(shè)備發(fā)展看，各類染色設(shè)備已廣泛采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，變頻（伺服）技術(shù)，在整個(gè)染色加工過(guò)程中各項(xiàng)工藝參數(shù)在線檢測(cè)，控制或顯示，向智能化方向發(fā)展，以及利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)間歇式染色設(shè)備的中央控制。實(shí)現(xiàn)染色車(chē)間管理與生產(chǎn)過(guò)程的現(xiàn)代化。特別注重染色設(shè)備效能，染色工藝進(jìn)一步的優(yōu)化，注重染色加工過(guò)程中節(jié)能，環(huán)保。展出的染色設(shè)備充分體現(xiàn)了高效、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)。

新的染色設(shè)備的進(jìn)展主要表現(xiàn)在縮短染色時(shí)間，減少浴比，降低化學(xué)品、水、能量消耗，提高自動(dòng)化程度，以求減少勞動(dòng)力，甚至達(dá)到全自動(dòng)控制。新設(shè)備還在加料、升溫、控制和在線監(jiān)測(cè)等方面實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)控制，使從小樣到大樣生產(chǎn)的誤差得到控制，做到“一次正確”染色和“受控”染色。

今后小浴比染色技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下幾方面。

1）主要注重在設(shè)備的節(jié)能環(huán)保上。例如：氣流染色機(jī)浴比雖然很小節(jié)水效果顯著，但由于增加了大功率的風(fēng)機(jī)耗能并未減少，因此在小浴比染色的同時(shí)，將能耗進(jìn)一步降低是今后發(fā)展的主要方向。

2）設(shè)備注意多功能發(fā)展。目前在氣流機(jī)上是實(shí)現(xiàn)染色，做堿減量處理，熱縮烘干等多功能；在筒子紗染色機(jī)上除染色外實(shí)現(xiàn)了部分脫水。但液流染色機(jī)上功能比較單一。

3）在新染料新助劑的配合下進(jìn)一步 研究 縮短工藝，提高生產(chǎn)效率。工藝縮短了，生產(chǎn)效率高了，能耗、水耗自然就降低了。

4）進(jìn)一步提高小浴比染色設(shè)備的自動(dòng)化程度。降低人為因素對(duì)染色結(jié)果的干擾，一次染色成功率越高，節(jié)能、節(jié)水、效果越顯著。

5）進(jìn)一步優(yōu)化小浴比染色的工藝技術(shù)和設(shè)備的配置，做到消耗低、效率高。

總之，隨著國(guó)家環(huán)保政策法律法規(guī)的不斷出臺(tái)，各級(jí)政府環(huán)保意識(shí)的不斷提高，執(zhí)法力度不斷加強(qiáng)，長(zhǎng)期靠偷排印染污水是不可能。明天從江浙搬蘇北，進(jìn)行污染大搬家也越為越困難。唯一的出路就是大力推廣小浴比染色技術(shù)，少產(chǎn)生污染或不產(chǎn)生污染。而依靠正在研發(fā)的超臨界二氧化碳染色等高新技術(shù)，畢竟不如小浴比染色技術(shù)進(jìn)展快，實(shí)用性強(qiáng)。小浴比染色技術(shù)前途廣闊，但要真正使我國(guó)印染 行業(yè) 都主動(dòng)采用小浴比染色設(shè)備卻還有很長(zhǎng)路要走。

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