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涂層機(jī)、定型機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年11月16日訊 布速是氣流染色中一個(gè)重要的工藝參數(shù)，對(duì)染料的上染速率和勻染性，以及織物性能均有很大的影響。

01

氣流染色布速的產(chǎn)生

1.氣流循環(huán)系統(tǒng)中氣流的形成

在氣流染色機(jī)中，循環(huán)流動(dòng)的高速氣流是牽引和帶動(dòng)繩狀織物運(yùn)行的主要?jiǎng)恿?。氣流循環(huán)系統(tǒng)主要由高壓離心風(fēng)機(jī)、氣流風(fēng)道、氣流過濾風(fēng)管和氣流噴嘴系統(tǒng)等組成。

氣流風(fēng)道通常分三個(gè)部分：

第一部分為風(fēng)機(jī)出口至噴嘴系統(tǒng)中氣流噴嘴出口的一段管路通道；

第二部分為吸布口導(dǎo)布環(huán)至氣流噴嘴出口的一段管路通道，通道中設(shè)有提布輥；

第三部分為氣流噴嘴出口至擺布口的一段管路通道。從風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流通過第一部分管路通道流至噴嘴系統(tǒng)的氣液二相混合室內(nèi)，在混合室內(nèi)與由染液噴嘴噴出的染液進(jìn)行氣液二相混合，再由氣流噴嘴的出口噴出，通過第三部分管路通道后，從擺布口流到缸體內(nèi)，這部分氣流稱為主動(dòng)氣流，其具有進(jìn)一步霧化染液，并將噴灑與織物接觸進(jìn)行交換的作用。

氣流噴嘴由兩部分組成，一部分為聚四氟乙烯噴嘴外錐面與喉管組成的環(huán)形窄縫，主動(dòng)氣流從該處噴出后再流向第三部分管路通道；另一部分為聚四氟乙烯噴嘴內(nèi)孔。由于主動(dòng)氣流的噴出，停留在氣流噴嘴孔出口處的氣體分子會(huì)隨著主動(dòng)氣流的高速流動(dòng)而突然加速，流向第三部分管路通道。由于這部分氣體分子的加速，孔口產(chǎn)生負(fù)壓，使染缸內(nèi)的一部分氣體通過吸布口導(dǎo)布環(huán)，流入第二部分管路通道，然后從氣流噴嘴內(nèi)孔噴出，與主動(dòng)氣流匯合。

這部分因負(fù)壓作用在第二部分管路通道內(nèi)形成的氣流稱為被動(dòng)氣流，有吸布穿布的作用。主動(dòng)氣流和被動(dòng)氣流匯合后的氣流，稱為匯合氣流。匯合氣流通過第三部分管路通道后流入主缸內(nèi)。在氣流染色過程中，匯合氣流是牽引繩狀織物運(yùn)行的主要?jiǎng)恿Α?/span>

風(fēng)機(jī)和氣流過濾風(fēng)管，風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口與設(shè)在主缸體內(nèi)的氣流過濾風(fēng)管相連，因此，從缸體內(nèi)進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣流，都經(jīng)過了過濾。氣流染色時(shí)，因離心風(fēng)機(jī)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，缸體內(nèi)氣體從風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口抽入，產(chǎn)生的高速氣流從風(fēng)機(jī)出風(fēng)口進(jìn)入氣流風(fēng)道的第一部分通道，形成了上述的主動(dòng)氣流、被動(dòng)氣流和匯合氣流，從而完成氣流染色時(shí)的氣流循環(huán)工作。

2.繩狀織物的運(yùn)行與布速的產(chǎn)生

繩狀織物入缸時(shí)，布頭由吸布口導(dǎo)布環(huán)進(jìn)入，被動(dòng)氣流將繩狀織物帶入第二部分通道運(yùn)行，繞過提布輥后從氣流噴嘴內(nèi)孔進(jìn)入到噴嘴系統(tǒng)，然后在匯合氣流的牽引下，使織物通過第三部分通道，經(jīng)擺布口落入儲(chǔ)布槽。

織物完全入缸后，首尾相接，在氣流循環(huán)流動(dòng)的牽引下，完成織物的循環(huán)運(yùn)行?？椢飪H僅是在剛?cè)敫讜r(shí)，由被動(dòng)氣流牽引帶動(dòng)；進(jìn)入氣流噴嘴口以后，其都是由匯合氣流牽引帶動(dòng)運(yùn)行，氣流速度越快，牽引織物運(yùn)行的速度也越快。

氣流速度，則由風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)量來(lái)決定。由于風(fēng)道通風(fēng)口的截面積恒定，風(fēng)量越大，同一截面中單位時(shí)間內(nèi)的氣體流量越多，也即氣流速度越快；反之，則氣流速度越慢。因此，風(fēng)機(jī)風(fēng)量決定氣流速度，氣流速度帶來(lái)布速。所以，氣流染色的布速主要由風(fēng)機(jī)風(fēng)量決定。

氣流染色時(shí)，織物在進(jìn)入氣流噴嘴前要經(jīng)過提布輥。

提布輥的作用主要有兩個(gè)：一是導(dǎo)向，使織物的運(yùn)行軌跡理想，避免堵布、纏布和打結(jié)；二是輔助織物運(yùn)行。假如提布輥為被動(dòng)輥，那么氣流牽引織物通過提布輥時(shí)，就要克服織物與提布輥間的摩擦阻力，布速會(huì)變慢。假如不考慮提布輥?zhàn)枇?，布速為v1，因考慮克服這個(gè)阻力時(shí)布速變慢為v2，那么，因提布輥?zhàn)枇ο牡乃俣葹棣=v1-v2。但是，氣流染色機(jī)的提布輥為交流變頻電機(jī)帶動(dòng)的主動(dòng)輥，不僅可補(bǔ)償提布輥?zhàn)陨碜枇ο牡牟妓佴，而且可以克服織物重力，加速織物運(yùn)行。在不考慮提布輥與織物相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，這部分速度就是提布輥?zhàn)畲笾睆教幍木€速度。

所以，氣流染色時(shí)，織物的運(yùn)行速度，實(shí)際上是由風(fēng)機(jī)風(fēng)量和提布輥速度決定的。正常情況下，以風(fēng)機(jī)風(fēng)量決定為主，提布輥的輔助運(yùn)行為輔。

02

布速對(duì)氣流染色的影響

1.對(duì)染色性能的影響

• 上染速率

在染色機(jī)中，染液通過主泵循環(huán)到噴嘴系統(tǒng)并霧化后，與運(yùn)行至噴嘴系統(tǒng)的繩狀織物相遇而上染織物。因此，布速越快，織物得色越快，即染料的上染速率越快。

這是由于：

（1）染液與織物的交換次數(shù)，不僅與染液的循環(huán)頻率有關(guān)，還與織物的循環(huán)頻率有關(guān)，布速越快，織物循環(huán)頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)織物通過噴嘴系統(tǒng)的次數(shù)越多，即織物與染液交換的次數(shù)越多，得色也越快。

（2）假定噴嘴系統(tǒng)內(nèi)染液的霧化狀態(tài)和噴出量恒定，布速越快，則織物與染液之間的相對(duì)速度越大，相當(dāng)于染液在織物纖維表面流動(dòng)的速度加快，染液與纖維表面形成的黏滯“界面層”變薄，染料進(jìn)入纖維的速度加快。

勻染性在其它條件相同的情況下，布速越快，勻染性越好，這是由于氣流染色時(shí)布液分離，織物對(duì)染料和溫度的獲得，都是通過在噴嘴系統(tǒng)內(nèi)與染液交換實(shí)現(xiàn)的。染液和織物都有各自的循環(huán)周期。在循環(huán)周期內(nèi)，染液本身存在一個(gè)溫度梯度和染化料濃度梯度，特別是在升溫過程中，染料快速上染，溫度梯度和染化料濃度梯度更加明顯。布面各處實(shí)際上也存在溫度梯度和染化料濃度梯度，這種梯度會(huì)影響其得色的均勻性，梯度越大，織物得色均勻性越差。布速越快，織物的循環(huán)周期縮短，單位時(shí)間內(nèi)織物與染液的交換次數(shù)越多，織物各處的溫度和染化料濃度的梯度平均值越低，得色也越均勻，即勻染性越好。

2.對(duì)織物的影響

提高布速有利于染料的上染和勻染。但是，布速太快會(huì)帶來(lái)織物疵病，如棉針織物、滌綸短纖或滌棉混紡織物等易起毛起球，一些高支高密輕薄型機(jī)織物易擦傷拉傷和產(chǎn)生極光印等。

• 起毛起球

提高布速，即加大帶動(dòng)織物的風(fēng)量，滌綸短纖維、滌棉混紡及一些針織物的短細(xì)絨毛易被吹出而發(fā)生起毛起球。此外，織物與通道管壁摩擦劇烈，織物表面的短纖茸毛易拉伸卷曲而起毛起球。

• 擦傷拉傷和極光印

布速太快，輕薄型機(jī)織物易擦傷拉傷或起極光印。

究其原因有三：

第一，通過織物的管路通道較長(zhǎng)，且通道軸心線為不規(guī)則曲線，織物在氣流帶動(dòng)下經(jīng)過時(shí)，會(huì)與管壁接觸發(fā)生不同程度的摩擦。同時(shí)，織物在管道內(nèi)的運(yùn)行過程中，還要經(jīng)過多處通道口，如吸布口、繞過提布輪之前的出口、氣流噴嘴的進(jìn)口和出口、喉管的出口、擺布出口等。雖然這些通道口的過渡及其表面均做了特殊處理，但對(duì)于一些相對(duì)“嬌嫩”的織物，如果布速太快，還是有可能擦傷拉傷。

第二，布速快，意味著風(fēng)量加大，或提布輥速度加快，這就存在循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率和提布輥電機(jī)頻率的匹配問題。正常情況下，匯合氣流給予織物的速度大于提布輥給于織物的速度，這個(gè)速度差會(huì)使織物產(chǎn)生經(jīng)向張力，速度差越大，織物經(jīng)向張力就越大。因此，加快布速，如果風(fēng)量與提布輥速度匹配不當(dāng)，帶著較大張力的“嬌嫩”織物在管道內(nèi)運(yùn)行，或在高速繞過提布輥時(shí)易擦傷拉傷。

第三，織物在管路通道內(nèi)高速運(yùn)行，會(huì)不可避免地拍打撞擊彎道處的管壁，布速越快，撞擊越猛烈，一些高支高密的輕薄型機(jī)織物在這種猛烈的撞擊下極可能產(chǎn)生極光印。

03

布速的控制

從染色的角度，布速越快越好，但對(duì)一些輕薄型織物，布速太快易引起織物病疵。因此，氣流染色時(shí)，布速應(yīng)根據(jù)不同的織物進(jìn)行調(diào)節(jié)?？酥剌^大、不易引起病疵的織物，對(duì)布速控制的要求可稍低一些；一般情況下，可以盡可能地提高布速，使染料快速上染和勻染，以提高染色生產(chǎn)效率；對(duì)一些克重小的輕薄型“嬌嫩”織物，則應(yīng)嚴(yán)格控制布速。

1.布速控制的表現(xiàn)形式

氣流染色過程中，控制系統(tǒng)是通過縫在布頭的檢測(cè)元件，獲得織物循環(huán)一圈所需的時(shí)間，輸入織物布長(zhǎng)，通過編寫的PLC控制程序進(jìn)行換算，獲得布速值。但這個(gè)布速實(shí)際上是一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)織物的平均布速值，而非即時(shí)布速。這個(gè)布速是氣流牽引和提布輥的轉(zhuǎn)動(dòng)賦予織物的綜合布速，不能體現(xiàn)風(fēng)量大小和提布輥速度之間的匹配關(guān)系。由于氣流給予織物的速度隨氣流的變化而變化，屬于瞬時(shí)動(dòng)態(tài)速度，且提布輥與織物之間理論上存在相對(duì)滑動(dòng)，提布輥給予織物的速度也不完全等于提布輥?zhàn)畲笾睆教幍木€速度，因此控制系統(tǒng)很難獲得織物的即時(shí)布速?；谏鲜鲈?，有些氣流染色機(jī)在控制系統(tǒng)中并沒有顯示染色時(shí)的實(shí)際布速值，在控制布速時(shí)，控制系統(tǒng)只顯示了循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率和提布輥電機(jī)頻率（有些設(shè)備制造商換算為電機(jī)功率）的控制值。

2.不同織物的布速控制

1）克重較大織物的布速控制

克重較大的織物進(jìn)行氣流染色時(shí)，提高布速，對(duì)織物的損傷一般不明顯，因此，可以盡可能地將風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率和提布輥電機(jī)頻率開至較高。

這樣一方面可以加快織物運(yùn)行速度，提高與染液的交換次數(shù)，使染料快速上染并勻染；另一方面加大了風(fēng)量風(fēng)壓，易于將織物吹開，染液易于滲透至織物纖維內(nèi)部而實(shí)現(xiàn)快速上染和勻染。不過，提布輥電機(jī)頻率也不能開得太高，否則若提布輥給予織物的速度大于氣流給予織物的速度，可能會(huì)引起織物超喂，進(jìn)入氣流噴嘴口時(shí)易纏布、堵布和打結(jié)。停車時(shí)，要先停提布輥電機(jī)，再停風(fēng)機(jī)電機(jī)，也是基于同理。

2）輕薄型織物的布速控制

對(duì)于容易損傷產(chǎn)生病疵的“嬌嫩”織物進(jìn)行氣流染色時(shí)，布速不宜太快。

其控制布速的原則為：

第一，要保證風(fēng)機(jī)的風(fēng)量能吹開和帶動(dòng)織物；

第二，在保證織物染色質(zhì)量的前提下，盡量降低布速，以避免損傷織物；

第三，盡量使氣流給予織物的速度接近提布輥給予織物的速度，以免二者速度差過大，造成織物張力較大而引起損傷。具體操作時(shí)，可適當(dāng)降低風(fēng)機(jī)的電機(jī)頻率，提高提布輥的電機(jī)頻率。降低風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率以減少風(fēng)量，目的是避免織物速度過快和抖動(dòng)劇烈而加劇其與管壁的摩擦。提高提布輥的電機(jī)頻率，其目的為：一是滿足織物運(yùn)行需要的速度，補(bǔ)償因降低風(fēng)量而降低的布速；二是減小氣流和提布輥給予織物的速度差，避免引起較大的織物張力。但同樣要注意的是，應(yīng)避免提布輥速度過快而引起織物超喂。

因此，對(duì)于輕薄型“嬌嫩”織物的氣流染色，為了保證織物的染色質(zhì)量，同時(shí)又避免織物產(chǎn)生病疵，調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量與提布輥速度控制布速是關(guān)鍵，即要使風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率和提布輥電機(jī)頻率具有最佳匹配值。不同克重和品種的織物，這個(gè)匹配值不同，具體需要在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中探索。

氣流染色中，布速對(duì)染料的上染速率、勻染性及對(duì)織物本身都有一定的影響，如果控制不當(dāng)，一些輕薄型“嬌嫩”織物易產(chǎn)生損傷。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于克重小的輕薄型織物，應(yīng)嚴(yán)格控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量和提布輥速度。針對(duì)不同的織物，要相應(yīng)確定風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率和提布輥電機(jī)頻率的最佳匹配值。

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