气流染色机的高效前处理功效

  在间歇式溢流或喷射染色中，前处理大多是与染色在同一台缸内完成。这样做虽然设备流程短了，但前处理往往要消耗大量的水，而且产品的质量也不稳定。气流染色机应用的普及，不仅染色的节能减排效果，是其它普通溢流或喷射染色机无法比的，而且前处理的优势也具有显著的优势。这与气流染色机自身的结构特性有关，为织物前处理的机械作用提供了有利条件。充分利用好气流染色机的前处理功能，可以达到高效、低能耗和高品质的加工过程。这在提倡节能减排的今天具有更深层的意义。

　　1前处理的基本要求

　　织物的前处理除了仅作无色布外，主要是为织物的后续染色加工提供内在质量的保证，尤其是对染浅色的织物，前处理更是保证染色质量根本所在。因此，为了织物后续印染加工的顺利实现，通常对织物的前处理提出以下基本要求。

　　1.1织物处理后的匀、透、净

　　染色前的织物经过退、煮(或精练)、漂处理后，可获得一定的纤维毛细管效应和白度，使得染料更加容易上染纤维。棉纤维主要含有果胶质、含氮物质、蜡质脂肪、灰分、色素、棉籽壳和织造带来的浆料等等，化纤主要含有纺丝过程中带来的润滑油剂，这些杂物的存，在不同程度地会影响染色效果。因此，必须通过一些助剂和一定作用条件去除这些杂物。

　　由于棉纤维所含有少量伴随织物共同生长共生物，所以去除的过程较长而且难度也比较大，而化纤所含带的油剂处理相对容易。新型助剂的不断出现为织物的前处理提供了一定的帮助，但使用条件如温度、对织物纤维的湿润膨化程度、织物与处理液的相互作用等，对织物**终的处理效果和时间却起着很关键的作用。一道成功的前处理过程，应该达到三个目的：首先是织物杂质的去除要均匀，否则，会出现对染料的上染不匀；其次是织物杂质去除得要透彻，对染料上染有影响的所有杂物都应去除，而且还要彻底，不然会染不深；**后是织物杂质去除后还要保持干净，纤维之间不能残留已经剥离但还吸附或夹持的杂物。要达到这三个目的，除了选用良好的助剂外，就是要提供满足织物与处理液能够产生有效作用的条件。

　　1.2对织物损伤小

　　织物经过前处理后满足了染色工艺对织物染前的要求后，还必须是保证织物(如布面、纱线)是处于完好无损的状态。否则，就满足不了使用要求。通常不同的处理过程或方法，对织物的损伤程度有很大不同。织物的损伤有助剂使用不当而产生的，如碱剂对蛋白质纤维的损伤，酸对纤维素纤维的损伤等，但更多的是前处理工艺条件使用的不当。如助剂的用量过大，处理的时间太长(因为处理的效果达不到要求，多次延长处理过程)，可能造成机械上磨损。所以，选择前处理方法，必须兼顾各个方面，切不可顾此失彼。

　　1.3工艺流程短

　　以**短的工艺流程达到织物的前处理效果，是当前前处理工艺所追求的目标之一。因为它可以提高生产效率，减少对织物的损伤(尤其是弹力织物)，同时还可减少能耗。间歇式前处理工艺流程的设备简单，但生产效率较低，质量不大稳定；而连续式的前处理工艺流程，生产效率高，质量也稳定，尤其是高效前处理更具有节能的效果，但好的设备价格昂贵，不是一般印染厂承受得起的。因此，目前，有相当大的一部分印染厂，还是采用间歇式溢流或喷射染色机进行退、煮、漂工艺。

　　1.4节能环保

　　节能减排是现阶段所有印染设备和工艺实现的主要目标。前处理后的水洗，是保证处理后织物纯净的关键一步，也是耗水**大的一道工序。以目前普通溢流或喷射染色机所采用的溢流水洗方式，似乎难以解决这一矛盾。但气流染色机采用的是连续式水洗方式，清浊分流，水洗梯度大，如果在配置水洗受控，就可以以较少用水量达到**佳的水洗效果。

　　2气流染色机的前处理条件

　　通常，织物的前处理的工艺是，根据织物前处理的基本要求，选择相应的处理剂(如碱、酶和双氧水等)，再确定前处理的工艺方法和设备。专用的前处理工艺流程较长，主要是由几个基本单元组成，完成织物浸渍处理液、堆置反应和水洗过程。其中堆置反应是决定织物**终处理效果的关键过程，水洗是完全分离织物杂物，保持织物处理效果的过程。气流染色机基本具备了织物前处理的三个主要处理过程，它是通过以下条件来满足织物前处理过程的。

　　2.1织物的汽蒸

　　织物在气流染色机的储布槽内，与循环的液体是分离的，在一定的温度(如100℃)条件下，实际上是处于一个汽蒸过程。蒸汽对织物纤维可产生较快的温度传递，而蒸汽冷凝水加速织物纤维的膨润，并且可使整个织物获得均匀的受热和湿润。而这个过程就如同连续式汽蒸箱一样，为织物提供了一个非常好的汽蒸环境，织物纤维的杂物在助剂的作用下，加快脱离纤维，当进入喷嘴后再经过气流的振动拍打作用就可分离。

　　比较传统的织物退、煮、漂工艺的各种方法，要数汽蒸过程对织物的反应**佳。它不仅可以使织物纤维获得均匀的温度和膨润，而且还可加速处理剂的反应速度，缩短处理时间。气流染色机间作织物前处理**大的优势，就是能够为织物提供一个松弛的汽蒸过程。这是目前其它溢喷染色机所不具有的，也是气流染色机的前处理效果好的关键所在。

　　2.2处理液对织物的作用

　　织物在汽蒸的条件下，并与循环处理液进行强烈交换，可以使处理剂(如酶、双氧水等)对织物产生强烈的反应。目前大部分退浆和煮练都是采用酶处理工艺，酶在强烈的织物运动下能够加快反应速度，提高处理效果。

　　气流染色机浴比较低，高速气流牵引织物运行，处理液与织物的交换频率较高。而酶在低浴比条件下，可保持较高的浓度和强烈的活力。织物与处理液的相互作用，为酶提供快速反应的条件，可以在较短的时间内达到织物的处理要求。此外，织物采用双氧水(H202)漂白，在气流染色机中也可获得**佳效果。在100～110℃的汽蒸环境下，再加循环热浴的作用，双氧水可得到充分的分解，不仅处理的白度好，而且可以减少双氧水的浪费。

　　2.3对织物作用的柔和度

　　助剂对织物的作用，通常需要一定的机械作用，如酶处理过程，就需要通过织物的揉搓，加速酶对纤维的反应速度。这种机械作用，必须是织物之间的作用，或者密度不大的流体(如空气)的振动拍击作用，而不是外界硬物的作用(如摩擦)。所以，气流对织物的作用，既可以使织物之间产生较强地揉搓，又不会对织物造成任何损伤。

　　2.4水洗方式

　　提高水洗效率主要是依靠工艺和设备。气流染色小浴比节水的真正含义应该是包括前处理、染色和后处理的全过程。目前间歇式溢喷染色可兼作前、后处理工艺，其中水洗过程的耗水所占比例**大。这主要是传统大浴比水洗工艺都是采用溢流式水洗，以耗费大量水来不断稀释残留在织物中的废液而造成的。小浴比如果采用稀释水洗，由于织物残留的废液浓度相对较高，需要消耗更多的水量和时间才能达到水洗的要求，从而失去了小浴比节水的意义。因此，根据净洗基本原理，增大扩散系数和浓度梯度，缩短扩散路程能够加快净洗速度，也就是提高净洗效率。对这三个参数的控制是：扩散系数通过提高洗液温度来增大，扩散路程通过洗液水流速度的激烈程度来缩短，浓度梯度是通过新鲜洗液与污浊液的快速分离来提高。

　　气流染色机由于自身结构的特点，织物在储布槽内与主体洗液分离，高温条件下自然形成一个汽蒸过程，而通过喷嘴时又有一个热洗的过程。织物在水洗的过程中，实际上是处于：汽蒸一热洗一汽蒸不断地交替过程。汽蒸可提高织物纤维的膨化效果，加速纤维、纱线毛细管孔隙中污杂质向外表面的扩散速度，热洗可尽快打破洗液平衡的边界层，缩短扩散路程并且提高浓度梯度。显然，这一过程为气流染色提高净洗效率提供了有利条件。

　　基于气流染色上述的结构特点和水洗过程，可实施阶段受控，以消耗**少的水和时间达到充分水洗效果。其受控方式是，根据水解染料、未上染的染料以及中性电解质在织物中的不同状况，分别以水流的速度和温度来控制水洗过程。

　　3织物的处理效果

　　气流染色机由于具备了上述织物前处理工艺条件，将汽蒸、高速水流冲洗以及织物气流振动揉搓融为一体，具备了一个高效短流程的工艺过程，所以处理后的织物品质，明显高于普通溢流或喷射染色机。具体表现如下。

　　3.1反应充分

　　织物在气流染色机的储布槽中，处在具有一定湿度的气蒸状态下，织物纤维不仅可以得到均匀的膨润，同时还可以与织物表面所吸附的煮练剂进行均匀地反应。与传统的汽蒸过程一样，织物表面煮练液的浓度较高，可在较短的时间内达到充分的反应。在这种环境下，进行酶退浆或煮练处理，可得到充分的反应；织物漂白时，双氧水也可获得充分的分解，加速去除棉籽壳和色素，提高织物白度。

　　3.2织物处理均匀

　　织物在实际的前处理过程中，由于各种影响因素的存在，不可能将织物上所有共生物彻底去除，但是要求织物上残留的共生物必须是均匀，否则，会出现染色不均匀。所以，处理后的织物均匀性对染色是非常重要的。气流染色机提供了良好织物堆积空间，处于汽蒸过程的织物比在水浴中，其受热和接触煮练液的均匀性都要好，这就为织物均匀反应提供了保证。

　　3.3水洗充分

　　在普通溢流或喷射染色机中的织物前处理后水洗，虽然采用溢流式水洗方式，水量大，但这种稀释方式，总是会有一些残留物吸附在织物纤维之间或表面。由于现在的溢喷染色机也在降低浴比，但同时带来了染浴浓度高，水洗稀释耗水大、不充分的问题。气流染色机的连续式水洗方式，织物上冲刷下来的污物及时排除，可使织物获得充分的水洗效果。

　　3.4织物手感好

　　织物在气流染色机的前处理过程中，在一定的张力状态下，气流对织物进行的多次揉搓，不仅是为处理的反应提供条件，同时还可降低织物纤维的刚性，使之恢复到适当的柔软度。这实际上是附带进行了一次机械柔软整理。普通的溢流或喷射染色机，以及连续式前处理机，将织物的共生物去除后，织物的手感失去了很多。如果经前处理后织物不在进行染色，而只作本色布(如白布)之用时，那么还要进行化学或机械柔软整理，以获得一定的柔软度。出现这种现象的原因是，织物纤维在未经前处理之前所含有的蜡质或油剂，本身就能够使织物具有一定的柔软度。当这些含带的物质为了染色需要而去除后，反而使织物纤维因缺少这种润滑物质，增大了纤维之间移动的摩擦阻力，**终导致织物的柔软度下降。

　　4显著的高效节能

　　4.1生产效率高

　　不论是常规纤维，还是新型合纤织物，均可在低浴比(纯棉l：4、化纤1：3)气流染色机中进行前处理。助剂使用量可比传统溢喷染色机减少30%以上。可采有快速升温，提高布速，缩短保温时间。在这种条件下，由于织物在设备容器内实际上有类似于汽蒸过程，加速了织物的膨润和助剂向织物纤维内部的渗透速度。因此，织物可在较短的时间内分解共生物，提高了处理的效果。

　　缩短前处理时间，不仅可以提高生产效率，降低能耗，同时还可以减少织物因加工过程长而造成表面损伤或者拉伸变形(主要是含氨纶的针织物)。实践证明，用气流染色机来做织物前处理的“一次成功率”非常高，比常规溢喷染色机具有明显的优势。笔者曾了解到某一厂做常规针织物专门用气流染色机来进行前处理，然后再放到其他溢喷染色机进行染色，而对含氨纶的棉针织物才在气流染色机进行前处理、染色和后处理同机加工。这样充分发挥了气流染色机的优势。

　　4.2节能减排

　　目前我国印染行业有相当一部分企业，都是采用溢流或喷射染色机进行织物的退、煮(或精练)、漂工艺，虽然工艺的流程短，设备投入小(一机多用)，但往往是能耗大，产品质量不稳定。这是诸多的原因所造成的。**新的产业政策对印染行业的节能减排，提出了更高的要求，鼓励采用新型高效连续式前处理工艺。要实现这一目标，从目前行业整体的设备结构来看，还需要一段时间。但是，气流染色技术的出现，给间歇式前处理，尤其是前处理与染色在同一台机器上完成，可能带来新的发展机遇。相对更大的设备投入来说，采用气流染色机的前处理，似乎更经济些。

　　5结语

　　随着气流染色机普及应用，使用者除了对其染色功能的掌握外，还有必要结合织物前处理的工艺要求，分析气流染色在前处理的反应条件，充分利用气流染色机的前处理功能。实践应用表明，采用气流染色机进行织物前处理工艺，可以有效地提高生产效率和产品质量，并可较好地发挥节能减排的作用。