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D y e i n g & F i n i s h i n g & T e x t i l eC h e m i c a l sl 染整及纺织化学品 节能减排型染色设备 近年来，随着小批量多品种的纺织品市场需求，以及人 们环保意识的日益增强，现代的染整设备的开发也更注重经 济性和生态性。一个非常明显的趋势是：印染机械制造商 都愈来愈重视开发或改进的一系列装置以达到节省能源、 降低耗水和减少染色时间的目的。就染色设备来说，其发展 特点可以总结为：( 1 ) 开发特别设计的染色设备以适应新型 纤维及类别品种的特殊需要，( 2 ) 以经济和生态为目标，注 重能源的节约与利用，( 3 ) 提高自动化水平，广泛采用计算 机控制；( 4 ) 强调生产柔性，以适应小批量、多品种、小浴 比、快速、低张力和柔和处理的生产工艺。 总之，染色设备近几年技术进步瞄准了染色产品的质 量和经济性的最佳化，向“为了更少，必须更多”的方向发 展，即为了减少消耗，降低环境污染，在设备上设计和采用 了更爹陛能优良的自动化在线检测和控制仪器仪表，水及 热能回收利用装置。 1 现代卷染机 卷染机虽是古老的染色机之一，但随着染色批量的不 断变小，却成为了一种理想的代替连续染色机的设备。发展 到今天，卷染机有了很大的变化，特别表现在灵活性，小浴 比和对织物张力的准确控制等方面。现代卷染机都带有电 脑控制系统，多采用了液压比例控制、变量液位控制，变频 通信控制等现代科技成果。藉此可根据工艺要求的不同进 行工作程序的选择，能准确地控制织物速度和张力，较好 地解决了前后、边中色差等问题。就附加设备而言，现代高 技术装置的卷染机与传统卷染机相比有以下几个方面的差 别：现代卷染机用泵进行染液循环；液槽隔开，由刮液刀片 将液体分离，进行织物一液体交换；液槽巾装有轧液或抽吸 装置、自动往复装置，并安装有补偿装置，用于防止在机器 停车时因染液集中在槽中而造成色泽不稳定。此外，用于监 测和重现工艺顺序的程序储存控制器也是现代卷染机的主 要组成部分。 例如，德国T h i e s ( 第斯) 的H T J i g g e r 和N T J i g g e r ( 图1 ) 充分运用现代先进的处理技术。变频控制带有制动 电流回馈系统，直接驱动主罗拉( 节能) 的三相电机，经济 节约型双染槽的设计确保了超小浴比，当实际工作容量为 标准容量的5 5 1 0 0 时，浴比可达1 ：2 1 织物绳状监 控系统用于精确计算和控制织物速度和张力，张力大小可选 ( i o 1 0 0k g ) ，这是目前同类产品中张力极小的卷染机， 染缸中统一的染色条件，与批次尺寸无关；用水表控制水 洗；染料助剂的加料由通过染液的织物长度而定；附加的压 力泵用于色光校正和加料，H T J i g g e r 的加料能在压力下 进行；外置的液泵热交换器保证了一致的染液加热和循环； 主批次罗拉的侧向位移；染缸模拟液位控制系统等先进技 术的采用确保了小浴比条件下均匀染色，能处理所有市场上 出现的现代纤维及混纺织物。 圈1T h i e s 公司的N T J i g g e r 卷染机 2 连续轧染机 连续染色加工的优点是染色重演性好，大批量生产成 本低。而现今染整厂所面临的挑战是既要保证质量，又要在 小批量加工时更经济。因此，现代轧染机的发展趋势是：符 合环保要求；要求小液量浸轧槽；有变换染液时的自动清洗 装置；染色重现性好，减少边、中、头梢及批次色差；降低染 化料、水和能源消耗；使用微处理器监控装置，提高自动化 程度；一定要有在线检测系统，而且要一机多用。基于上述 发展趋势，近几年平幅连续轧染机主要技术进步在于：染色 均匀轧车和红外线预烘、热风焙烘机，还原汽蒸箱、水洗箱 等单元机的改进提高及增加了自动给液、热能回收、废水回 用等装置，提高了工艺上车率，节约了能源，降低了消耗、保 证了质量。 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 2 8 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 2 1 打底染色部分 这部分主要包括均匀轧车、红外预烘、热凤烘燥及焙 烘几个单元机，设备质量高低直接关系到加工面料质量好 坏。 例如，M o n f o r t s 和香港F o n g s ( 立信) 公司合资生产的 T h e r m e f i x 一3 3 8 连续染色机( 图2 ) 可根据不同的组合，适 合于小批量或大批量织物的多种连续染色和焙烘工艺。采 用了多项先进的控制技术，使织物加工过程巾低张力、无折 皱、无泳移，适用于棉、T C 、纯化纤等含有不同纤维的织物 进行高效高质的染色加工。 图2T h e r m e f i x 一3 3 8 连续染色机 轧车是连续染色机的关键单元机，多年来我国印染厂 多采用德国K i i s t e r s ( 寇司德) 的均匀轧车。但近年来均匀轧 车也出现了很多新的型式。立信门富士采用c v c 车L 车( 图 3 ) ，这种轧车属另类轧车，不需要在轧辊内部设置液压系 统或气囊系统，称作连续可调式曲线辊轧车。轧车结构简 单，是一对表面包覆橡胶的实心钢辊，而辊面并非等直径圆 柱面，而是连续变化弧度的曲线型，俗称S 辊。主动辊为加 压辊，从动辊可以沿轴向两端移动，可调校成不同的轧点线 压力，线压力调节范围为2 0 5 0d a N c m 。可依据织物加 工要求的不同工艺，提供理想的在线变化压力，在处理不稳 定织物时仍能达到均匀的浸轧效果，避免了轧辊内设置液 压或气压系统泄漏带来的压力不稳而产生的色差。 圈3C V C 轧车示意图 轧车的液槽也在不断地改进，K i i s t e r s 的“F l e x s h a f t ”设 计的新型液槽，在底部有一个起密封作用和含有少量液体 的轴，织物从其下方通过。其目的就是在轴内部形成较大的 湍流，以保证染液在织物内渗透十分均匀。 M o n f o r t s 公司很早提出对湿织物进行在线测色的建 议，已取得了湿织物在线测色和控制轧染机轧点压力的欧 洲专利。德国M a h l o ( 玛诺) 公司也已取得专有的许可证，是 唯一被允许在湿态下测色及控制轧点压力的公司。K i i s t e r s 公司“轧卷染色中心”的测量方法有所不同，光泽度利用 3 个不同种类的二极管来测定，含水量用红外光谱中吸收的 波长来测定，这两种测定信号用于控制轧染机。关于轧染机 后的在线湿度测量，美国P l e v a 和M a h l o 公司推出了微波湿 度测量仪，可在线测量纺织品含水量，属非接触式的，直接 准确，不会造成破坏。 另外，为了实现一机多用，使冷轧堆染色工艺重演性更 佳，在均匀轧车部分另附装了保持液体和织物温度的中央 冷却系统以及一个全自动的染液分配站。在此，织物张力控 制不是用补偿器，而是靠测力传感器来实现的。 在红外预烘部分，无论是电加热还是燃气加热的红外 预烘装置，都提供了对织物在加工过程中的保护及无接触 式烘干。 为了防止染料泳移及产生折皱，烘箱温度的控制是至 关重要的。各个染整设备制造商在烘箱部分研究开发了新 的热空气循环系统，使烘箱的温度均匀度得到很大提高。加 装了张力控制装置，加大了辊径，缩短了辊距，增加了废热 回收系统，提高了烘箱性能，节约了能源，也减少了废气排 放。例如立信门富士的T h e r m e f i x 一3 3 8 连续染色机采用相 对称的空气循环和加热系统，确保了箱体内循环风和温度 的均匀性，有效地阻l E 了染料的泳移。烘箱均采用独特的链 传动或变频导辊驱动系统，保证织物获得低张力和无褶皱 的处理效果。 2 2 显色皂洗部分 这部分主要包括均匀轧车、汽蒸箱、水洗机及烘干机， 决定着染色时的耗水量。 过去连续染色机显色皂洗部分的汽蒸箱多用于还原染 料的还原汽蒸，所以叫还原蒸箱，箱内温度1 0 2 也就能满 足要求。但现在很多厂由于成本原因已很少使用连续染色机 进行还原染料染色，多用价格低廉、色谱齐全、颜色鲜艳的 活性染料染色，而且只利用连续染色机的显色皂洗部分，采 用湿短蒸工艺进行染色加工。因此对于汽蒸箱的要求也就 更高。现在的汽蒸箱为了减少能耗、节约染化料、提高染色 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark D y e i n g & F i n i s h i n g & T e x t i l eC h e m i c a l sI 染整及纺织化学品 质量，多将液封口改为汽封口，加装了各种形式的蒸汽发生 器，使箱内产生微正压，保持箱内1 0 2 以上的温度及湿 度，以适应湿短蒸工艺的需要。为了防止起皱，同样加大了 辊径，增加了张力调节装置。 织物染色后的水洗可去除浮色和未固着的染料，以获 得最佳的染色效果。现在对水洗设备的要求是高效，节能、 松式、缓和、低张力、占地少。 德国G o l l e r ( 高乐) 公司的C o l o r a 显色皂洗机按柔性生 产模式进行设计，可用于织物轧蒸染色，因此也叫轧蒸染色 机。其主要性能有：浴比小，水洗箱低液量，耗水量可灵活 控制。该机装配了优干中间轧液单元的喷淋管和加热板间 接加热装置，使箱内各处水温均匀一致；具有扁平截面喷嘴 的喷淋管可代替中f n l 车L 液单元，从而保证各槽间液体的分 流，喷淋用水可使用槽内的再循环水或加热的新鲜水；采用 洗涤水蛇行逆流系统使得洗涤水无需泵的作用便可以与织 物运行相反的方向流动；通过溢流，洗涤水很容易阶梯式地 从这槽流向下一槽，这样便保证了良好的水洗效果；所用的 洗涤水大部分是每槽过滤器过滤分离后的可用再循环水， 再补充少量加热后新鲜水即可，耗水量比国产水洗机可节 约6 0 左右；通过真空吸水或高效轧车分隔液槽，在水洗 区域的出口处仍保留了高效轧液装置，降低了织物的带液 率，提高烘干机的烘干效率；适应多种工艺组合，可进行活 性染料湿短蒸染色，也可进行冷堆染色，还可用来进行染色 和印花后水洗。 瑞士B e n n i n g e r ( 贝宁格) 的T R I K O F L E X 水洗机( 图4 ) 具有沟槽型的转鼓，可确保织物保持平整且低张力的运行， 封闭式的设计避免杂质进入转鼓内；直径更大、与转鼓间 距最小的浸没辊实现了在液面下移交织物，提高了洗涤效 率又不会拉长织物；螺旋开幅辊和卷边消除器有效地防止 了卷边现象；装备了新式交流传动系统，不仅中置轧车由变 频控制，所有转鼓都由交流马达控制。T R I K O F L E X 水洗机 圈4T R I K O F L E XL T v 4 1 t 布水洗联合机 结构灵活，有T R I K O F L E XL T S 、T R I K O F L E XL T D S 、 T R I K O F L E XL T V 等多种机型。漂洗和水洗可在L T D S 或L T s 中进行，去碱、还原水洗、氧化、固色水洗等可在有 小容量堆置槽的L V T 中进行。 3 改进的液流染色机 当前，小浴比染色设备全部由电脑控制，自动控制各种 工艺参数，自动记录工艺过程，自动处理缠结等常见问题， 完全实现了智能化，技术已经发展到相当高的程度。但近两 年仍有不少改进，这些改进充分反映了当今国际染整新设备 和新工艺技术对注重生态平衡、保护环境的设t f 思想，反映 了纺织品市场对小批量、多品种、各种纤维及其混纺、交织 织物染色的需要。 值得一提的是香港立信公司的J u m b o f l o w 系列高温染 色机( 图5 ) ，可处染从轻质到重质的针织物，其主要优点 为：缩短染色时间，提高了产能和降低能耗；V L 变载储布 槽可根据不同的布种需要而灵活变载，每管最大载量为 2 8 0k g ，可有效提升生产力及降低成本，满足织物运行特 征；M S R 多省清洗系统可同时进行冷却及清洗程序，使洗水 时间及用水量同时降低；T I T 超级高效热交换器提供最大升 温率及降低对环境的热损失；最新开发的A I R + 先进智能洗 水系统可以有效地控制洗水效果，使染色时问明显缩短，同 时降低用水量及排放量并达到省水、省时及节能的环保效 益；高度优化的机器结构使浴比最低可达1 ：4 5 。 田5J u m b o f l o w 商温染色机 4 发展中的气流染色机 气流染色机是应用空气动力学原理，利用压缩空气来 优化液流染色机的染色效果。近几年的改进和发展主要体 现在：更小的浴比采用空气动力系统增加和重新设计设备 部件，降低喷嘴压力，从而达到缩短染色循环时间、减少水 耗和柔和地处理织物的目的；采用自动化设备来控制各种工 艺参数，特别是使织物速度、绞盘驱动与喷嘴中液流之间的 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 0 9N o 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 同步协调，以尽可能实现织物的柔和处理，普遍采用的触摸 屏技术使操作更简便。随着国家节能减排政策的实施，环保 措施的严格执行，目前大有用气流染色机替代老式溢流染 色机的趋势。 德国T H E N ( 特恩) 的高温气流染色机A F E ( 图6 ) 采 用了独特的连续清洗工艺以达至最低的耗水量。与常规的 低浴比染色机比较，可节省时间达4 0 6 0 。此外，可 调强力洗水V P R 也已成为气流机标准配置，工艺师可随意 优化洗水流程，总耗水量可减少达2 3 。棉织物的活性染 色连前处理只需约3 5h ，轻柔的处理、极度可靠的工艺和 极低的消耗均是本机的特征。T H E N 高温气流染色机A F E 具有超低的浴比：合成纤维约为1 ：2 、天然纤维为1 - 3 1 ：4 。最高载量可达13 5 0k g ( 6 管机) 。此外，T H E N 还研发 了一台运用空气动力学原理的长管型气流染色机T H E N A I R F L O WL O T U S ( 图7 ) ，特别适用于精致的、含有高组 分弹性纤维的纤维素纤维和合成纤维织物，这些织物常用 于汽车内饰、内衣、运动服、休闲服和泳装等等。与A F E 一 样，T H E N A I R F L O WL O T U S 也具有非凡的节水节能效 果。试验表明，该设备对织物的加工非常安全，温和，排液 圈6A F E 高温气流染色机 曩7T H E N A I R F L O WL O T U S 气流染色机 T h i e s 的新型气流染色机L u f t r o t op l u sS I I ( 图8 ) 采用 非常特殊的气流喷射设计( 前级液流喷嘴、后级气喷嘴) ， 染液对织物的直接压力为零，使用非常少的水就可以达到 很好的染色效果，浴比可低至l ：3 ；高效叶轮式带变频系统 的凤机减少了风到喷嘴的路程，节电4 0 以上，并可根据不 同织物设定不同的风量；M P I 多产品全自动模拟量加料系统 有9 0 条加料工艺曲线可供选择，确保了产品的匀染性。该 机适合克重为6 0 6 0 0g m 2 的机织或针织物，单管容量 为1 0 0 、1 8 0 、2 5 0k g ，可以有1 6 管，能处染各种纤维及 其混纺织物。 田8L 曲一r o t op l u s S I I 气流染色机 5 经轴染色机的新用途 经轴染色机经过多年无数次的革新改造，尤其在控制 器和液流技术方面，已经成为一款经济节能、适应面广能 满足染色高要求的染色机。能处理平幅状态下的所有的织 物，特别适合特宽幅经编织物、高弹力织物、医用纱布和其 他任何机织物。 经轴染色机是织物以平幅状卷绕在带孔的芯轴上，染 液可正向或反向强行穿透织物层进行染色的机器。经轴染 色机采用模拟量加料系统，即使在高温条件下也可根据时 间和曲线程序全自动加入染料和助剂。采用p H 值在线测量 系统，全自动控制染色过程、自动清洗过程及p H 电极的校 对。设有染色经轴的旋转装置，避免染色布经轴有气泡， 经轴旋转装置还可用于小浴比染色。目前生产经轴染色机 的厂家很多，主要有T H E N 和T h i e s 、香港立信、台湾东庚等 厂家。T H E N 的H S T 高温经轴染色机，染缸最大直径18 0 0 m m ，可染最大布卷直径l1 0 0m m ，最大J j H - r 幅宽36 0 0m m ( 图9 ) 。对于染针织物及透水性强的机织物，可配置反向 轴流泵或配置重型离心泵来处理高密度机织物。机上有取 纺织导报C h i n aT e x l i l eL e a d e r ·2 0 0 9N o 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark D y e i n g & F i n i s h i n g & T e x t i l eC h e m i c a l sI 染整及纺织化学品 样器可直接从布卷抽取样品，确保样品和布卷染色绝对一 致，全机由电脑对染色过程进行全自动控制。 图9T H E N H S T I i 温经轴染色机 6 染厂网络系统的采用 国外主要的染整设备制造商为了体现染色质量和更佳 的重现性，提供了染厂网络系统。一方面向染色机提供快 速、准确和定量的染料、助剂及热水；另1 亨面，染厂网络又 是一个功能控制系统，通过染厂网络使流程之间相互调节 和发挥最佳效能。 T H E N 的T D S 染厂网络( 图1 0 ) 实现了染厂的管理和组 织，系统结合了T H E N 和其它染整设备制造商的产品和计算 器控制系统或一般的染厂系统主机计算器，其中包括订单 处理、配方系统和优化染色程序的计算程序。染厂内独立组 件的连接确保了数据的连续传送，以及清晰的结构化和灵 活的生产过程。生产数据的输送由中央开始，T D S 根据订单 管理把程序传送到染色机的控制单元，生产配方亦相应地 传送到秤量装置、A D S 溶解站或C H D 化学品分配单元。染 色机控制单元内记录设定和实际数据以及谬误均能报告到 控制台，需要时可显示数据。T D S 染厂网络系统充分利用机 器的能力，避免停机停产，高度优先的需求会先行处理，系 统能根据余下的时间优化处理，直至机器再次要求该物料。 图1 0T H E N T D S 染厂网络系统 通过计算器的操作指导功能，能设定最优化的工作次序。另 外一个优点是以同一完整批次文件或批次数据记录评估以 及费用分析和错误分析输送到机器。动态编程提高染色程 序的使用和重使用。使染色机发挥最大效能，从而缩短了工 艺时间，提高了染色的准确率和重现性。 T h i e s 的M P S 全自动染料助剂与化学品输送系统可以将 染料、助剂等化学品准确、准时地输送到所要求的目的地， 减少人为因素造成配料误差，提高染色产品的染色重现性， 提高染色机的生产效率，降低复染率高带来的不必要的生 产消耗。同时，无人为参与的输送，保证了染色车间的环境 清洁，减少了人为输送造成的伤害，也减少了人为输送过程 的浪费。M P S 全自动染料助剂与化学品输送系统，由4 个 部分组成：M P S L 液态化学品输送系统，M P S D 固态染 料溶解输送系统，M P S s 固态盐、固态碱溶解输送系统， O r g a t e x 中央计算机管理系统。各输送单元可以利用T 7 3 7 X L 电脑进行半自动操作，也可以与O r g a t e x 连接进行全自动操 作。 结束语 节能减排是中国国情的必然要求，已经成为我国的一项基本国策。印染行业的发展越来 越多地面I 临资源、环境的约束，环保问题不彻底解决，印染企业生存和发展也就成了一句空 话，印染行业的可持续发展也就无从谈起。染整企业及染整从业人员只有按照科学发展观和 可持续发展的要求，提高质量意识、标准意识，提高自主创新能力，节约能源，降低消耗，保护 环境，落实企业社会责任，节能减排的染整设备才得以使用，节能减排的工艺技术才得以推 广除此之外没有捷径可走。圃 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark