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2023-06-15
低浴比脉流染色的工艺控制方法
【摘要】：脉流染色属于超低浴比运行过程的一种机械状态运行模式，类似于电动机系统的脉冲大小变化概念。
脉流染色属于超低浴比运行过程的一种机械状态运行模式，类似于电动机系统的脉冲大小变化概念。由于其设备结构特点与流量检测的配合，表现出与普通溢流或喷射染色不同的特征。
1.对染料和助剂吸附上染的影响
脉流染纱与普通溢流或喷射染色的最大不同，就是其能在非常低的浴比（1∶3以下）条件下实现染色。然而，这种低浴比染色条件会造成染料对纱线上染率的变化。如在活性染料染色时，染料的直接性随着染色浴比的降低而提高，使染料对促染剂（如元明粉、食盐等电解质）的依存性降低，上染率提高，较少的固色剂（碱剂）就可以获得较高的固色率，而固色剂的减少，又可以降低染料的水解。因此，为了控制染料的上染速率，理论上宜使用直接性较低的染料或采用化学改良技术进行控制。
2.纱线与染液的快速交换
在超低浴比过程中，必须通过纱线与染液足够的交换次数，才能完成染料的上染，脉流染色也是依靠这种方式来实现染料对纱线的上染。所有上染的介质必须通过足够的交换次数与压力才能达到理想的利用率。
显然，单位时间内纱线与染液的交换次数越多越有利于匀染和缩短染纱（色）时间；脉流染色低浴比染液，循环频率高且纱线带液量低可使运行速度更快，纱线与染液高频率的交换也更利于匀染。在适宜的染色工艺支持下，脉流染色可以实现快速染色。
本技术是染液不浸泡纱线，故染液对纱线不存在阻力，使纱线染色具有更优的上染效果，而且还可以带来省水节电等一系列好处，如图5-2所示。
3.脉流牵引的纱线循环方式
图5-2 低浴比脉冲染缸
普通溢流或喷射染色设备染纱时，纱线的运行速度由染液喷射量来决定，染液喷射量的降低会使纱线运行速度变慢，且进一步影响纱线与染液的交换频率。而脉流染色时，纱线循环是靠脉流牵引，染液的循环频率可以根据工艺的需要独立控制，改变染液量，并不会影响纱线的循环频率。而这个时间段由于筒子纱外面没有浸泡液的影响，脉冲速度不受阻力影响，从而加快染液循环速度，增加压力就会将染液变成气体冲击纤维完成交换过程。在整个过程中交换循环平衡次数的数量决定染色均匀的结果。
4.染料上染纱线的变化
染纱过程包括染料的吸附、扩散和固着三个基本过程，其中固着过程时间较长，而染料的吸附和扩散过程与染液和纱线的相对运动有关。由流体动力学可知，液体的运动黏度随温度的升高而降低，而脉流的运动黏度却随温度的升高而提高。对于脉流染色，随温度升高，染液运动黏度的降低和气体运动黏度的提高，更有利于打破吸附和扩散边界层的动态平衡，使该边界层厚度变薄，利于染料向纤维内部迁移，从而缩短染色时间。与此同时，两种流体运动黏度的变化，还为提高纱线的运行速度提供了条件。换言之，在循环流量不变的情况下，脉流黏度的增加提高了其对纱线的附着力，使纱线运行速度加快，更有利于染料对纱线的均匀上染。
对脉流染色过程起关键作用的因素还有工艺参数、设备结构性能和功能设置（如纱线与染液的相对运动、染液温度和浓度的均匀性）等。
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2023-06-15
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2023-06-15
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