其实在所有的筒子纱染色工艺以及现场应用中，几乎大浴比染色浸染技术都会经常出现染色色花、边角染不透、内外层质量不一致问题，只是在实际中会将这个质量问题当作一个容易处理的技术问题，可进行再次修缮。......
2023-06-15
低浴比染色技术探究
【摘要】：在一定用量染料的情况下实行低浴比染色时，其染液中染料的浓度相对较大，织物纤维上的染料浓度随染液中染料浓度的增加而上升，而染液中余留的染料浓度下降，减少了废弃染液中染料的排放量。低浴比染色附加的多省洗水系统及多功能智能水洗系统，有很显著的节水效果。低浴比染色技术在织物染色中有显著的技术优势，热传递速率高，主缸水位充满与排放时间短，节水、节能，大大缩短染色周期，增加生产量。
浴比是竭染或浸染染色时被染物的质量与所配染液体积之比，单位一般为kg/L。例如500L染液用于染100kg的纱线，则染色浴比就是1∶5。在染色过程中，根据染色浴比的不同可分为大浴比、低浴比和超低浴比。目前染色情况下，1∶20、1∶30为大浴比；1∶5为低浴比；1∶3及以下为超低浴比。染色过程中，染色浴比的控制是至关重要的。一方面染色浴比直接决定了染色生产中染色助剂及其水电气的消耗量，另一方面，染色浴比的变化对匀染效果及染色重现性产生很大影响。
传统筒子纱染色浴比大，染色过程中纱锭浸没在染液中。通过低浴比高温高压筒子纱染色机采用离心泵加轴流泵（混流泵）的脉动流量染色技术，低浴比筒子纱染色机染色浴比可达到1∶5左右，染色过程染液不浸没纱锭。该技术的关键是：通过低浴比混流泵喷射到纱架，纱锭放进纱架固紧，染液经过纱架喷射到纱锭，之后流出纱层循环回纱缸体内，将染液经过三级混流泵提升到高压扬程。染液以高速脉流喷射到纱锭，完成染料对纱锭的上染过程。混流泵使染液在纱锭染色循环产生脉动流体动力效应，提高了染液与纱锭之间的染色交换频率，使染液与纱锭接触并获得动力循环。
低浴比染色过程，染液具有更强的循环能力，更容易达到匀染效果。根据染液循环理论，染色最短时间、染液循环频率、染料每循环上染率之间关系如下：
式中：tmin——染色最短时间，min；
C——染液循环频率，次/min；
D——在匀染条件下，染料每一循环的最大上染率，%/次。
同时，循环频率、染色浴比、染液循环比流量、主泵流量、纱线质量、染液体积之间存在如下关系：
将式（4-3）代入式（4-4），得：
式中：B——染色浴比，L/kg；
V——染色体积，L；
W——被染纱线质量，kg；
Q——主泵流量，L/min；
q——染液循环比流量，L/（min·kg）。
将式（4-5）代入式（4-2），得：
从而，染料完全上染所需总循环次数Z为：
现作以下假定：主泵流量为2.05m3/min，染色最短时间tmin为120min，比流量q为80L/（min·kg），浴比B为5L/kg，染液循环频率C为16次/min。根据式（4-6）得：
因而，由式（4-7）可计算染料完全上染所需总循环次数：
由以上的分析和计算可以看出：染色浴比越小，染液循环比流量越大，染料在每循环的上染百分率就越小，越有利于纱线的匀染。
综上所述，可以看出，与传统筒子纱线染色相比，低浴比染色的主要优点有如下几点。
（1）节约染助剂消耗。在染色过程中相同用量的染料在不同浴比中的浓度是不同的，其达到染色平衡时的上染率也是不同的。在一定用量染料的情况下实行低浴比染色时，其染液中染料的浓度相对较大，织物纤维上的染料浓度随染液中染料浓度的增加而上升，而染液中余留的染料浓度下降，减少了废弃染液中染料的排放量。反之，浴比大，染液中的染料浓度相对较低，织物纤维上的染料浓度也较低，从而增加了废染液中染料的排放量。因此，浴比的大小会直接影响染料的吸尽率和固色率，特别是对常用的活性染料而言。浴比的大小会直接影响助剂、电解质的用量。实行低浴比染色时，不仅织物得色深，同时也减少染料助剂的用量，减少污水的排放量。
（2）匀染性更好。染色时织物匀染性的好坏主要取决于染液的循环频率。染色浴比小，染液的量就少，相同时间内染液的循环次数就会增加。染液的循环频率大，染料的扩散及上染机会就大，单次循环染料的上染量就相对少，能改善局部染色不匀的情况。低浴比染色时，增加染液单位时间内的循环次数，匀染效果相对更好。
（3）染色重现性更好。不同种类的染料其吸附的等温线规律是不同的，在同一工艺处方中即使使用同一类染料，其吸附等温线也是不完全重合的。在实际染色过程中，所用的染料通常有2～3种，很少有4种拼色。当两次染色之间的浴比不同时，其色泽深浅也会随之发生变化，同类染料中不同染料对浴比的依存性是不同的，导致这几种染料彼此变化的程度不同，于是就会产生色相变化，致使两次染色的色相不重现，产生缸差。实行低浴比染色时，浴比的变化相对较小，虽说染料对浴比的依存性不同，但由于浴比小，织物上染率变化不大，色差一般在可接受的范围之内，即低浴比染色的重现性相对较好。
（4）缩短染色周期。低浴比染色时，染液中染料浓度高，染料上染速率相对较快；染液量少，染液升温速度快；使用染料、助剂量少，洗水时间短，节约了染色时间，缩短了染色周期。
（5）节水节能。染色时，水、电、蒸汽的消耗都与浴比有关，浴比小则能耗低。低浴比染色附加的多省洗水系统及多功能智能水洗系统，有很显著的节水效果。低浴比染色技术在织物染色中有显著的技术优势，热传递速率高，主缸水位充满与排放时间短，节水、节能，大大缩短染色周期，增加生产量。
由此，低浴比染色不仅匀染性好，节省了染料和助剂的用量，保证了染色工艺的重现性，而且更加体现出高效、节能和环保的特点。
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2023-06-15
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