第一節(jié) 氣流染色的工作原理及形式

一、氣流染色的工作原理

就染色方式而言，氣流染色中染料對(duì)被染物的上染過(guò)程屬于浸染。被染織物與染液在噴嘴中經(jīng)過(guò)一定交換次數(shù)，完成染料對(duì)織物纖維的吸附、擴(kuò)散和固著過(guò)程。氣流染色與傳統(tǒng)溢流或溢噴染色最大的不同點(diǎn)是：氣流染色是以循環(huán)空氣牽引被染織物作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，而染液不承擔(dān)牽引織物循環(huán)運(yùn)動(dòng)的作用，只作為攜帶染料及熱能的媒介，為染料上染織物纖維提供均勻的分配條件。因此，氣流染色省去了牽引織物循環(huán)的那一部分染液，從而降低了染色浴比。此外，氣流牽引織物通過(guò)噴嘴和導(dǎo)布管后，由于氣流的自由射流作用比較大，使繩狀織物可以獲得較好的緯向擴(kuò)展，織物在儲(chǔ)布槽中堆積所形成的折痕可以得到充分展開(kāi)。所以，氣流染色可以最大限度地減少織物折痕的產(chǎn)生。

由此可見(jiàn)，氣流染色并非是染色原理的改變，而只是牽引織物循環(huán)方式的改變，并且是以氣流作為牽引織物循環(huán)的主要?jiǎng)恿υ础Ｈ疽簩?duì)被染織物的上染過(guò)程，仍然是要通過(guò)兩者進(jìn)行周期性的交換才能夠完成。一切滿(mǎn)足上染條件的控制參數(shù)，如溫度、浴比、加料、染液與織物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及交換程度，在氣流染色過(guò)程同樣作為工藝條件需要得到有效控制。當(dāng)然，染色浴比的降低，會(huì)在一定程度上改變?nèi)旧珬l件，在上染過(guò)程中更多的是起到了積極作用。

二、氣流染色的形式

氣流染色的形式主要是從染液與氣流循環(huán)的相對(duì)關(guān)系來(lái)區(qū)分的，沒(méi)有確切的定義。從氣流染色的概念出現(xiàn)后，出現(xiàn)了各種形式，主要是體現(xiàn)在染液與氣流對(duì)織物的作用形式不同，但以空氣牽引織物作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，卻是它們的共同特點(diǎn)；而染液在氣流染色中，對(duì)織物的牽引作用已經(jīng)不存在了。從這種意義上來(lái)講，染液對(duì)被染織物的作用，僅僅是提供染料向被染織物纖維上染的介質(zhì)，所以，氣流染色仍然屬于浸染方式，只是染色條件與傳統(tǒng)溢噴染色相比發(fā)生了變化。鑒于這種情況，這里僅從染液與氣流對(duì)織物的作用形式來(lái)對(duì)氣流染色作區(qū)分。目前主要分為氣流霧化式和氣壓滲透式兩種。

圖2-1 氣流霧化式噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖

1—織物 2—染液與氣流混合窒

3—染液霧化噴嘴 4—提布輥

1．氣流霧化染色

該形式的原創(chuàng)技術(shù)是德國(guó)特恩（THEN）公司。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。它的原理是染液通過(guò)特殊的霧化噴嘴，形成霧狀染液噴入染液與氣流混合室；經(jīng)混合后的氣液兩相流體（相當(dāng)于夾帶染液的氣流），再通過(guò)拉法爾管喉部環(huán)形縫隙噴出，與被染織物接觸，并牽引其運(yùn)行。夾帶染液的氣流在牽引織物運(yùn)行的同時(shí)，并為染料上染織物纖維提供機(jī)會(huì)。相對(duì)傳統(tǒng)溢噴染色噴嘴而言，氣流對(duì)織物纖維的接觸面積大，滲透力強(qiáng)，可盡快打破織物纖維表面與內(nèi)部的動(dòng)態(tài)平衡，并且減薄擴(kuò)散和動(dòng)力邊界層厚度，及時(shí)提供新鮮染液，為纖維的勻染提供了條件。由于染液不擔(dān)負(fù)牽引織物循環(huán)的作用，所以可以有效地控制織物在每一個(gè)循環(huán)過(guò)程中上染量，有利于對(duì)顏色深淺和上染速率的控制。

需要說(shuō)明的是，噴嘴中的染液是彌散在氣流中的，其濃度和溫度對(duì)織物纖維的分布較為均勻。對(duì)于浴比低、染液濃度高的氣流染色來(lái)講，被染織物與染液的這種交換方式，即可保證染料對(duì)織物纖維的均勻上染，同時(shí)氣流對(duì)織物有一定的擴(kuò)展和抖動(dòng)作用，可減少織物永久性折痕的產(chǎn)生。但是，霧化后染液氣流混合后，并由氣流帶入拉法爾管的過(guò)程中，氣流要消耗很大一部分能量。為了保證氣流具有足夠的能量（靜壓能和動(dòng)壓能之和）牽引織物循環(huán)，通常選擇額定功率比較大的風(fēng)機(jī)。

由于染液的浴比小、濃度高，必須控制織物循環(huán)一周的染料上染量，以保證整個(gè)織物的均勻上染，所以總體循環(huán)的部分染液要通過(guò)旁通直接回到主回液管中。這部分回流染液在保證所需的噴嘴染液同時(shí)，更重要的是及時(shí)縮短在升溫或加料過(guò)程中平衡時(shí)間。在染色的過(guò)程中，回流染液必須始終處于流動(dòng)狀態(tài)，只有在水洗過(guò)程才關(guān)閉。對(duì)于回流部分與提供給噴嘴的染液分配比例一般是有要求的，可通過(guò)染液通道的流量變化來(lái)控制，當(dāng)然最好是采用比例閥控制。至于分配比例是多少為最好，與織物纖維品種和染料上染特性有關(guān)，可通過(guò)一定的經(jīng)驗(yàn)積累，將成功的參數(shù)編入程序中去。

圖2-2 氣壓滲透式噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖

1—織物 2—?dú)饬鲊娮?nbsp;3—提布輥

4—旁通染液回流 5—染液噴嘴

2．氣壓滲透染色

該項(xiàng)技術(shù)是德國(guó)第斯（Thies）公司采用的。氣壓滲透噴嘴如圖2-2所示。它的設(shè)計(jì)原理是：將染液噴嘴和氣流噴嘴分成兩個(gè)獨(dú)立部分，染液噴嘴在氣流噴嘴之前。織物首先經(jīng)過(guò)染液噴嘴，與染液進(jìn)行交換，多余的染液通過(guò)一個(gè)旁通直接回到主回液管。交換后的織物經(jīng)過(guò)提布輥進(jìn)入氣流噴嘴，氣流在牽引織物循環(huán)的同時(shí)，對(duì)已吸附在織物上的染液加以氣壓滲透，加快染料對(duì)纖維上染。該形式的染液也不起牽引織物循環(huán)的作用，實(shí)際上相當(dāng)一個(gè)軟流噴嘴，對(duì)織物的作用非常緩和。由于染液噴嘴是被染織物進(jìn)行交換的地方，僅需要滿(mǎn)足染料對(duì)織物的上染條件，而不考慮牽引織物循環(huán)的染液，所以需要的染液量也很小，可以達(dá)到減少浴比的目的。

相對(duì)氣流霧化式而言，氣壓滲透式的氣流噴嘴，只承擔(dān)純粹的氣流牽引織物的作用，不對(duì)染液產(chǎn)生消耗，所以風(fēng)機(jī)的額定功率可以取得相對(duì)低一些。與此同時(shí)，染液與織物的交換狀態(tài)與溢噴染色更接近。

從近十年的應(yīng)用情況來(lái)看，氣流霧化式染色形式占主流，并經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)以及工藝的開(kāi)發(fā)，獲得了良好的使用效果；氣壓滲透式染色形式，從染色工藝條件來(lái)看，更接近于小浴比溢噴染色形式。德國(guó)第斯（Thies）公司在小浴比溢噴染色技術(shù)上，進(jìn)行了較為深入的研究，許多技術(shù)已經(jīng)延伸到氣流染色機(jī)中，甚至具有氣流染色和溢噴染色兩種功能。

考慮到目前市場(chǎng)上的應(yīng)用情況，本書(shū)主要以介紹氣流霧化染色形式為主，而對(duì)氣壓滲透染色的不同點(diǎn)也作一簡(jiǎn)單介紹。