任务四 染色工艺基本知识
一、浴比
浴比又称液比,是指单位质量的纤维与加工溶液的体积比。是浸染染色的工艺条件参数之一。
例如,浸染打样时,若规定浴比为1∶50,其含义为若纤维质量为1g时,染液体积为50mL。
实际大生产时,染色浴比的大小与染色设备种类有关,如卷染机浴比一般为(1∶3)~(1∶5)、普通喷射溢流染色机浴比为(1∶10)~(1∶15)、高速喷射溢流染色机浴比为(1∶5)~(1∶7)、立信ALLWIN高温筒子纱染色机浴比为1∶4等。
值得说明的是,随着印染行业转型升级的需要,新型染色生产设备的发展方向就是小浴比、高保温、自动且精确控制性能等,以适应印染企业节能减排的要求。
二、染色常用浓度的表示方法
在实际染色工作中,染料或助剂的使用浓度,根据不同的染色方法以及染料或助剂的物料状态(固体或液体),往往工艺处方浓度表示方法不同。常用的表示方法有以下几种:
(一)owf浓度(或omf浓度)
1.定义
通常用来表示浸染染色时染料或助剂需用浓度,所以又称为染料或助剂浓度,是指染液中投加的染料(或助剂)质量对纤维质量的百分数。
2.拓展
该浓度表示方法适合用于织物浸染加工方法,该加工方法属于间歇式生产,被加工织物(或其他纤维形式)按一定质量进行配缸染色,故相对纤维质量,规定染料或其他助剂的投料量,更科学、方便和直观。
例如,浸染时,某染料的染色处方用量为2%(owf),含义为每100g纤维用2g染料进行染色。再如,已知被染棉纱为50kg,染色浴比为1∶20,称取1kg活性染料染色,则染料浓度owf为:(1÷50)×100%=2%。
(二)质量浓度
1.定义
质量浓度是指1L溶液中含有染料(或助剂)的质量(g),单位为g/L。
2.拓展
该浓度表示方法主要适合用于轧染加工方法中,表示染液处方浓度;在浸染法的染色处方中,助剂用量也常常用质量浓度表示。
例如,还原染料悬浮体轧染时,还原绿FFB染色处方用量为5g/L,它表示配制1L染液需要投入5g还原绿FFB还原染料进行化料,按照此处方,配制100mL该染液,即需称量0.5g染料进行化料。
(三)体积比浓度
1.定义
体积比浓度是指1L溶液中含有助剂的体积(mL),单位为mL/L。
2.拓展
该浓度表示适合用于当商品助剂为液体剂型时,用来表示加入助剂的处方浓度。例如,分散染料高温高压染色时,为控制染液pH,冰醋酸处方浓度为0.5mL/L。
(四)质量分数
1.定义
质量分数是以溶质的质量占全部溶液的质量的百分比来表示的浓度:
2.拓展
质量分数是溶液中溶质浓度的常用表示方法之一,主要用于溶液剂型的商品试剂中。例如98%的硫酸试剂,即表示100g该溶液中含98gH2SO4溶质,溶剂2g。若知该溶液的密度为1.8034g/mL,则可以换算出该溶液的质量浓度为1803.4g/L,也可以换算成物质的量浓度为18.034mol/L。在染色处方中一般不用该浓度表示,但因染整加工时,经常用醋酸、硫酸、盐酸、液碱等助剂,在制订工艺处方时,需要相关浓度的换算。
(五)波美度(°Bé)
1.定义
用波美比重计(液体比重计)浸入所测溶液中,直接测出的数值称为波美度。
2.拓展
(1)该浓度的表示方法适用于物料为溶液状态的情况(如液碱、泡花碱、硫酸、盐酸、醋酸等)。波美度数值较大,读数方便,所以在生产上常用波美度表示溶液的浓度(一定浓度的溶液都有一定的密度)。另外,生产中为快速了解工作液浓度的稳定性,可用波美比重计测定工作液的波美度是否恒定。
(2)波美比重计有两种,一种称作重表,用于测量比水密度大的液体;另一种称作轻表,用于测量比水密度小的液体。
(3)当用波美比重计测得波美度后,从相应化学手册的对照表中可以方便地查出溶液的质量分数。例如,在15℃时测得浓硫酸的波美度是66°Bé,查表可知硫酸的质量分数是97.7%。
(4)不同溶液的波美度的测定方法是相似的,都是用测定比重的方法,根据测得的相对密度,查表换算浓度。目前,测量不同溶液的波美计都是专用的,如酒精波美计、盐水波美计,这种波美计上有对应的该种类溶液的质量分数,可以直接读数,无须查表。
三、轧液率
1.定义
织物浸轧加工液后,织物上所含加工液的质量与织物浸轧前质量的百分比。计算式为:
2.拓展
(1)织物纤维种类不同,轧液率要求不同,一般棉织物的轧液率在70%左右,合成纤维的轧液率在40%左右。
(2)轧液率大,带液量高,一方面织物烘干时水分蒸发的负荷重。另一方面,对于亲和力小的染料,尤其是采用悬浮体轧染时,染料易发生泳移;轧液率小,带液量低,织物经过轧辊的压力大,产品内应力增加,成品尺寸稳定性及手感差。
(3)根据纤维的吸湿性及织物的组织规格特点,轧液率的确定应以不产生染料泳移为前提,就高不就低。企业在实际生产中,通常根据经验确定常见织物的轧液率参数,但需要经常检测轧辊左、中、右轧液率参数的一致性,确保轧染的匀染度。
四、染色工艺曲线
用折线形式直观表示,用于描述浸染工艺中包括染色温度、时间、升温速率及主要加料顺序的曲线,又称染色升温曲线(或操作曲线)。
例如:
1.分散染料
染涤纶工艺曲线:
2.中温型活性染料
染棉工艺曲线:
五、染色临界温度范围
在染料上染过程中,当染色温度达到某一范围时(T1~T2),若染料的上染百分率和上染速率呈现急剧增大现象,则称该温度范围为染色临界温度范围。
在该温度范围内,应严格控制染色的升温速率,才能保证染色质量;拼色时,应选择临界温度范围相近的染料拼混。该现象在合纤染色中有更为重要的指导意义。例如,涤纶的快速染色方法的实现,其重要的理论依据就是利用了分散染料浸染时存在临界染色温度范围的客观规律。