根据把染料施加于染物和使染料固着在纤维上的方式不同,染色方法可分为浸染(或称竭染)和轧染两种。
(一)浸染(dip dyeing)
将染物浸渍在染液中,经一定时间使染料上染纤维并固着在纤维上的染色方法,称为浸染。浸染时,染液和染物可以同时循环,也可以只循环一种。
浸染设备较简单,操作较容易,适用于各种类型染物的染色,广泛用于散纤维、纱线、针织物、真丝织物、丝绒织物、毛织物、稀薄织物、网状织物等不能经受张力或压轧的染物的染色。浸染一般是间歇式生产,劳动生产率较低。
浸染时染物质量与染液体积之比叫做浴比。浸染时的染料用量一般用对纤维质量的百分数表示,称为染色浓度,例如,被染物50kg,浴比1 ∶20,染色浓度为2%,则染液体积为1000L,所用染料质量为1kg。
浸染时,染液各处的温度和染料助剂的浓度要均匀一致,被染物各处的温度也要均匀一致,否则就会染色不匀,因此染液和染物的相对运动是很重要的。浴比的大小对染料的利用率、能量消耗和废水量等都有影响。浸染法所用染料通常采用分次加入的方法以求染色均匀,并加促染剂以提高染料的利用率。
(二)轧染(pad dyeing)
轧染是将织物在染液中经过短暂的浸渍后,随即用轧辊轧压,将染液挤入纺织物的组织空隙中,并除去多余的染液,使染料均匀分布在织物上,染料的上染是在以后如汽蒸或焙烘等处理过程中完成的。织物浸在染液里一般只有几秒到几十秒,浸轧后织物上带的染液(通常称轧余率,以干布质量的百分率计)不多,在30%~100%之间(合成纤维织物的轧余率在30%左右,棉织物轧余率在65%~70%,黏胶纤维织物的轧余率约为90%),不存在染液的循环流动,没有移染过程。轧染一般是连续染色,染物所受张力较大,通常用于机织物的染色,丝束和纱线有时也用轧染染色。
轧液要求均匀,前、后、左、右的轧余率要求均匀一致。目前,较理想的染色轧车是均匀轧车(也叫浮游轧车),这种轧车在轧辊的两端用压缩空气加压,在轧辊内部用油泵加压,通过调节使整个幅度上压力相同,不易造成织物边部和中间的深浅疵病。均匀轧车的一对轧辊都是软辊。(www.xing528.com)
浸轧一般有一浸一轧、一浸二轧、二浸二轧或多浸多轧等几种形式,视织物、设备、染料等情况而定。织物厚,渗透性差,染料用量高,则一般不宜用一浸一轧。浸轧时织物轧余率一般宜低些,轧余率太高,以后烘干时水分蒸发的负荷重,并易造成染料泳移而产生染色不匀,这种染色不匀在以后的加工过程中是无法纠正的。泳移是指织物在浸轧染液以后的烘干过程中,染料随水分的移动而移动的现象。染料分子随水分从含水高的地方向含水低的地方移动,造成由烘燥速率不同而引起的色泽深浅。织物含湿量越大,染料就越易泳移,因此浸轧时轧余率越高,烘干过程中产生泳移的情况越严重,织物上含湿量在一定数值以下时(例如棉织物大约在30%以下,涤棉混纺织物大约在25%以下),泳移现象就不显著。
浸轧后的烘干有红外线烘燥、热风烘燥、烘筒烘燥三种。红外线烘燥为无接触烘燥,是利用红外线辐射,使织物表面及内部同时受热,烘干较均匀,致使染料从织物内部向织物表面的泳移较少。红外线烘燥占地面积小,在织物含湿量高的情况下,烘燥效率高,但在织物含湿量较低的情况下,烘燥效率低。
热风烘燥是用热空气使织物上的水分蒸发,一般采用导辊式热风烘燥机(有直导辊式和横导辊式两种)。空气先经蒸汽管加热,各喷风口的风量要相等,左右要一致,以免引起烘燥不匀。由于从织物上蒸发的水分直接散逸在热空气中,使热空气的含湿量增高,又由于其属于对流传热,因此烘燥效率较低。热风烘燥时温度不宜过高,否则容易造成烘燥不匀,尤其是浸轧过染液的织物刚进入热风室时更甚。热风烘燥也是无接触烘燥,为了提高烘燥速度,可将热风烘燥分为几室,逐渐提高温度,即用较低的温度将织物烘至一定的含湿量,然后用较高温度将织物烘干。
烘筒烘燥是将织物贴于里面用蒸汽加热的金属圆筒表面,使织物上的水分蒸发,烘燥效率高。烘筒烘燥是接触烘燥,由于烘筒壁的厚薄不一致以及表面平整程度的差异,织物浸轧染液后直接用温度高的烘筒烘干,极易造成烘干不匀和染料泳移,因此开始几只烘筒的温度宜低些或烘筒外面包布,待烘至一定温度后再使织物接触温度高的烘筒。
在实际生产中,上述三种烘燥方式往往联合使用,既可提高烘燥效率,又使烘干均匀。例如用红外线+烘筒,红外线+热风,红外线+热风+烘筒,热风+烘筒等。
轧染中使染料固着的方法一般有汽蒸、焙烘(或热熔)两种。汽蒸在汽蒸箱中进行,根据所用染料,有时用水封口,有时用汽封口,汽蒸时间一般较短,约50s,温度为102 ~105℃。汽蒸就是利用水蒸气使织物温度提高,纤维溶胀,染料和助剂,或染料或染料与化学品作用后,扩散进入纤维内部与纤维固着。除常压汽蒸外,还有高温高压汽蒸和常压高温汽蒸。高温高压汽蒸是用130℃左右的饱和蒸汽汽蒸,可用于涤纶及其混纺织物的分散染料染色。常压高温汽蒸是用常压的过热度较高的蒸汽汽蒸,温度较高(约170 ~190℃),需配备过热炉,一般也用于涤纶及其混纺织物的分散染料热熔染色。
焙烘是以干热气流作为传热介质使织物升温,染料扩散进入纤维而固着。焙烘箱一般为导辊式,与热风烘燥机相似,但温度较高,一般是利用可燃性气体与空气混合燃烧,也有用红外线加热焙烘的。焙烘法特别适用于涤纶及其混纺织物的分散染料热熔染色,也可用于活性染料、酞菁染料的固色。焙烘箱及汽蒸箱内各处温度及风量应均匀一致,温差较大就会造成色差。
汽蒸或焙烘后再根据不同要求进行水洗、皂洗等后处理,最后经烘筒烘干。
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