開放式經軸染色機在絲綢染色中的產業化應用

宋秋亞，吳妹蘭，費霞龍

(1. 杭州華絲夏莎紡織科技有限公司，杭州 310018；2. 嵊州市棉麻紡織印染總廠，浙江 嵊州 312470)

開放式經軸染色機在絲綢染色中的產業化應用

宋秋亞1，吳妹蘭1，費霞龍2

(1. 杭州華絲夏莎紡織科技有限公司，杭州 310018；2. 嵊州市棉麻紡織印染總廠，浙江 嵊州 312470)

介紹了開放式絲綢經軸染色機的特點、性能、工作原理及產業化應用的生產工藝。對真絲加捻綢在傳統設備上染色易產生灰傷、皺印、染色不勻等技術難題進行了分析，并提出改進措施，提高了染色的一次成功率。經軸染色機染色一次成功符樣率達到92 %以上，其加權平均為94.93 %。與常規繩狀機染色相比較，經軸染色機染色比繩狀染色機染色的一次成功率提高了3.87 %。經軸染色機產品質量穩定，在節約染化料、助劑，以及節水、節能等方面效果明顯。以02雙縐染深藍色為例，可節約染料17 %、助劑96 %，水80 %、蒸汽49 %。

絲綢；經軸染色機；染色工藝；一次成功率

絲綢傳統的染色加工主要采用半浸式繩狀染色機、卷染機、溢流染色機，以及全浸式方形架，星形架等染色設備。經軸機染色適用于真絲品種、棉品種、真絲與棉交織品種的染色[1]。而傳統染色設備容易出現左右色差[2]，產生灰傷和皺印[3]，出現布料纏繞和打結等問題；方形架、星形架染色浴比大(1∶100～150)，且適用品種的局限性較大；溢流染色機也是大浴比(1∶100～150)，且能耗高、污染重，體積龐大。綜上所述，以往傳統染色設備不僅在染色品質上達不到客戶對品質日益提高的要求，而且染化料消耗大、排污量大、能耗高、運營成本高。為此，杭州華絲夏莎紡織科技有限公司對原有染色機進行了升級換代，引進了蘇州運海機電有限企業的新型CMJ型開放式經軸染色機，建立了規模化的生產線。本文將分析CMJ型開放式經軸染色機的性能，并探討其產業化應用的可行性。

1 開放式經軸染色機的特點、結構和原理

1.1 設備特點

開放式經軸染色機能源消耗少，與常規繩狀機染色相比較，可節約染化料、助劑，水和蒸汽；環境污染小，染色工藝中電解質用量少，染料利用率高；產品質量提高，占地面積少。

1.2 設備結構

經軸染色機主要由卷軸機、經軸染色主機組成，整機由兩個相互獨立的缸體組成，并有合理的小樣取樣裝置。主泵采用可控可調變頻系統，以滿足不同的染色工藝需求。主循環泵和熱交換器對染色質量至關重要。整機采用HG-TC染色機專用電腦，操作簡單，可實現染色過程升溫、保溫及報警輸出自動化。

1.3 工作原理

CMJ系列機型采用噴射循環染色原理，染色時織物以平幅狀態卷繞在一根空心的帶孔經軸上進行松式無張力染色，避免織物與織物、織物與設備的摩擦，經加熱或者在加熱的染液通過循環泵強制其不斷地從織物內層流向外層，在工藝給定的溫度和時間下達到均勻染色的目的。

2 經軸染色工藝

2.1 織物選擇

經大生產實踐，經軸機染色適應面料為：真絲、棉、真絲與棉交織及混紡織物。

2.2 工藝流程及工藝曲線

工藝流程為：坯綢縫頭→打卷→經軸染色→呢毯整理→烘干→拉幅整理→成品包裝檢驗。

活性染料染色工藝曲線如下：

2.3 工藝配方

活性染料：X g/L，純堿2～4 g/L，勻染劑0.5～1 g/L，螯合分散劑0.5～1 g/L，元明粉20～50 g/L，浴比為1∶5～1∶7，溫度為65～75℃，時間為40～60 min。

酸性染料：X g/L，勻染劑NW 0.5～1 g/L，螯合分散劑0.5～1 g/L，醋酸 1 mL/L，浴比為1∶7～1∶10，溫度為80～85 ℃，時間為40～60 min。

3 經軸染色機的工藝因素分析

3.1 坯綢準備

坯綢質量好壞對染色產品質量有很大的影響。由于坯綢來源不同，精練工藝不一樣，為了統一，必須加強前處理。同時，在打卷的時候并不是打卷越緊、張力越大效果越好，而是要盡量保持打卷速度恒定，張力控制恰到好處，坯綢卷繞在輥筒上不使織物產生位移為原則。

坯綢要求布面出水干凈，不使綢面帶酸、堿，以免綢面物理性能不一致而影響染色產品質量，通過對助劑在不同條件下試驗，確定了前處理工藝。

配方：精練劑3～4 g/L，絲發油1～2 g/L，螯合分散劑0.5～1 g/L，浴比為1∶7～1∶10，溫度為90～92 ℃，時間為30～45 min。

工藝曲線如下：

在90 ℃進行前處理，能較好地溶脹纖維，有利于把雜質、助劑洗干凈，提高坯綢毛效，可保證后續染色均勻及提高染料利用率。

3.2 染液流量

染液流量大小控制是染色質量好壞的關鍵。染液流量過小，染液無法完全穿透內卷筒上的織物，當被染物較厚時，在布面上會出現大片染花或者漸進色；染液流量過大，染液循環比較充分，織物得色量也較高，但會造成電力資源的浪費，當被染物較輕薄時，染液經過噴射口壓力大，易損傷。經研究和實踐，真絲織物經軸機染色流量控制在0.02～0.12 MPa(噴射口壓力)比較合適。

3.3 染色溫度控制

染色溫度高低會直接影響染料上染率、顏色深淺和色牢度。通過試驗和總結，生產上用酸性染料染色最佳溫度為80～85 ℃、活性染料染色最佳溫度為65～75 ℃。

3.4 染化料優選

3.4.1 染助劑的優選

染助劑的優選結果見表1。

表1 不同勻染劑的染色性能比較Tab.1 Dyeing performance comparison of different leveling agents

從表1可知，平平加O、絲發油、雷米邦A都不能全面滿足要求，而勻染劑NW的各項性能都比較好。

3.4.2 染料的優選

染料選擇與常規繩狀機、卷染機染色一樣。根據織物性能選擇相對應的染料，原則上選用同類型的染料進行染色。如果兩種及兩種以上染料進行同時染色，也選擇性能相近的染料；要掌握染料性能，包括色光、溶解度、相溶性和色牢度，做到配色的科學化。

為適應色牢度要求，真絲織物可用中性染料為主，輔以弱酸性染料，要求色光鮮艷則必須摻用部分強酸性染料。在大生產實踐中，本企業大部分選用的是科萊蒽中性染料，還有一部分弱酸性染料，基本能達到客戶要求。

活性染料溶解度高、滲透及勻染性好，固色率高，配伍性強，染色重現性高，浮色容易清洗，各項色牢度良好，可用于低浴比染色。經大生產摸索，杭州華絲夏莎紡織科技有限公司主要選用的是雙活性基團染料-諾威克隆C型系列染料。

3.5 小樣打樣試驗

絲綢染色打樣方法常用的是水浴鍋和電爐法。經試驗，電爐加醋酸法打樣效果比較接近大生產，電爐上打樣溫度高，又加醋酸促染染料基本吸盡，染浴中剩余腳水很少，小樣重現性比較好；而水浴鍋打樣染料很難吸盡，時間又長，小樣重現性比較差。經軸機染色浴比小，染料大部分吸盡，所以小樣打樣選用電爐法。

3.6 提高一次成功率

為保證織物染色大樣與小樣一致性，需注意以下事項：一是染料盡量選擇配伍性好，上染率接近，競染不明顯，擴散性好，溶解度大的染料品種；二是按大生產操作加入助劑、水、染液及預濕織物，把染杯放在電爐上，然后用玻璃棒攪拌織物，以確保織物能均勻地吸收染液，按大生產工藝進行染色。用這種方法，色差控制得較好，染色一次成功率能達到92 %以上，減少回修和返修率，提高了生產效益，降低了生產成本。

4 生產中易出現的問題及解決方法

4.1 左中右色差

左中右色差產生的主要原因有：染化料選擇不合理，精練時退漿或脫膠不均勻，染色時布面溫度或染化料分布不均勻等。可以通過以下辦法加以解決：一是拼色時盡量選擇上染曲線相似的染料；二是盡量保持染浴中各部位溫度的一致，起染溫度一般控制在25 ℃以下，如果起染溫度過高，染料會有部分瞬時不均勻上染，造成左中右色差；三是主泵循環染液流動要均勻，保持各部位染液濃度一致。

4.2 染色不勻

產生染色不勻的主要原因有：pH值調節過程中加酸過快，量過多；染色時升溫速度過快，染液循環不一致；本身坯綢不均勻等。可以通過以下辦法加以解決：一是pH值調節過程中應少量多次分批加入或把醋酸稀釋加入；二是染色時升溫速度不能太快，特別是淺色系及染料敏感組合，上染時升溫速率不應超過1.5 ℃/min；三是前處理要徹底，退漿要干凈。

4.3 灰 傷

產生綢面灰傷的主要原因有：染色時間過長，溫度過高，助劑用量過重；染液經過噴射口壓力大；蒸汽直接沖擊綢面等。可以通過以下辦法加以解決：一是制訂合理染色工藝，并要嚴格執行；二是染液經過噴射口壓力要適中，染液流量過小，染液無法完全穿透內卷筒上的織物，即在布面會出現大片染花或者漸進色，當被染物較輕薄時，染液經過噴射口壓力大，易損傷纖維，造成“灰傷”，甚至使布面產生滑移而竄布。

5 結果與討論

5.1 經軸染色機染色質量

杭州華絲夏莎紡織科技有限公司自從引進CMJ經軸染色機開始，試樣、試生產到大生產，已成功生產200多萬米，經軸染色機染色一次成功符樣率達到92 %以上，其加權平均為94.93 %；之前用繩狀染色機染色的一次成功符樣率加權平均為91.39 %。通過經軸染色機染色發現，它比繩狀染色機染色的一次成功符樣率提高了3.87 %。

5.2 經軸染色機節能情況分析

經軸染色機產品質量穩定，在節約染化料、助劑，以及節水、節能方面也較明顯。表2以02雙縐染深藍色為例(不包括前處量、整理成本)進行比較。

表2 經軸染色機和繩狀染色機成本比較Tab.2 Costing comparison of beam dyeing machine and rope form dyeing machine

從表2可以看出，經軸染色機染色比繩狀機染色節水89 %、蒸汽49 %、染料17 %、助劑96 %，總成本下降，經濟效益提高明顯。

[1]任進和，劉雪梅.經軸染色在生產實踐中應用[J].染整技術，2005，27(4)：26-27.

REN Jinhe, LIU Xuemei. Application of beam dyeing in production practice[J]. Textile Dyeing and Finishing Journal, 2005, 27(4): 26-27.

[2]朱向軍，華演.高溫高壓經軸染色機染色均勻性的探討[J].紡織導報，2006(12)：24-25.

ZHU Xiangjun, HUA Yan. Discussion of dyeing uniformity in high temperature and high pressure beam dyeing machine[J]. China Textile Leader, 2006(12)：24-25.

[3]趙之毅，樊啟平，周琪.絲綢小浴比經軸染色機染色設備及其染色工藝研究[J]. 絲綢，2008(11)：34-36.

ZHAO Zhiyi, FAN Qiping, ZHOU Qi. Dyeing installation and dyeing process study on the short liquor beam dyeing machine of silk[J]. Journal of Silk, 2008(11): 34-36.

Industrialized application of open type beam dyeing machine on silk dyeing

SONG Qiu-Ya1, WU Mei-lan1, FEI Xia-long2
(1.Hangzhou Huasi Xiasha Textile technology Co.,Ltd., Hangzhou 310018, China; 2. Zhejiang Shengzhou Cotton Textile Printing and Dyeing Factory, Shaoxing 312470, China)

This article introduces the characteristics, properties and working principles of silk beam machines as well as production technology of industrialized application. It also analyzes technical problems related to silk twisting, which exist in traditional equipment, for instance, it is easy to generate ash injury, knit printing and dyeing unevenness etc. Aiming at such problems, it proposes some countermeasures to improve onetime success rate of dying. The one-time success rate of dyeing for beam dyeing machines exceeds 92 % and its weighted average is 94.93 %. Compared to dyeing of common rope form machines, the one-time success rate of dyeing for beam dyeing machines is improved by 3.87 %. Besides, the product quality of beam dyeing machines is stable and such machines has obvious effects in aspects of reducing dyes, auxiliaries, water and energy. Take mazarine 02 crepe de Chine as an example, the beam dyeing machines can save 17 % of dye, 96 % of auxiliaries, 80 % of water and 49 % of steam.

Silk; Beam dyeing machine; Dyeing process; One-time success rate

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TS193.6

A

1001-7003(2012)09-0010-03

2012-03-30；

2012-06-28

國家繭絲綢發展專項資金資助項目(浙財企[2011] 289號)

宋秋亞(1963－ )，女，高級工程師，主要從事印染技術和產品開發。