什么是气流染色机？

气流染色机与传统的溢喷染色机相比，它具有明显的节能减排效果，并且基本涵盖了传统的溢喷染色机所适应的织物品种范围。对于一些新型纤维织物如Lycoell(天丝)、超细纤维织物等，更有其独特的染色风格。此外，气流染色机的一些结构特点，为染料均匀上染织物提供非常有利的条件，加之所配置的一些先进控制技术作保证，使其染色的“一次成功率”在98％以上，极大地节省了因返工所造成的能源浪费，并提高了生产效率。

气流染色仍属于竭染过程，与其它间歇式染色目的一样，就是建立一个能够使染料在纤维上均匀上染和固着的条件，保证被染织物按照所要求颜色和牢度完成染色过程。由于气流染色机的结构特征和工作过程与普通溢流或喷射染色机有较大差异，所以熟悉和掌握这些基本特征，可为设备结构设计、染色工艺制订及过程控制提供帮助和指导。

气流染色机采用了空气动力学原理，以循环空气替代水来牵引被染织物作循环运动，因而与传统的溢喷染色机相比，染色浴比大为降低。气流染色机中织物与染液的交换形式有两种：一个是气流雾化，另一个气压渗透。气流雾化是先将染液通过特殊的喷嘴雾化并弥散在气流中，然后这种带有雾化染液的气流与被染织物进行交换并牵引织物循环。在交换的过程中，雾化染液对织物不仅接触面积大，而且对织物纤维具有较强的渗透力，加速染液向纤维内部的扩散速度。德国特恩(THEN)气流染色机的喷嘴就是采用这种形式。气压渗透形式是采用两个喷嘴，即一个纯气流喷嘴，一个液流喷嘴。液流喷嘴在前、被染织物先经过该喷嘴，与染液进行交换，然后经过提布辊再进入气流喷嘴，由气流对染液露织物进行压力渗透，在牵引织物循环的过程中加速染液向织物纤维的扩散速度。德国第斯(Thies)气流染色机的喷嘴是采用这种形式。从目前应用情况来看，以气流雾化形式的气流染色机居多，并且具有较好的使用效果。本文也是以这种喷嘴形式的气流染色机进行讨论。

气流染色与普通溢流或喷射染色的不同点，就是能够在非常低的浴比(1：4以下)条件下实现染色过程。然而，这种低浴比染色条件会带来染料对织物上染率的变化。实验表明，活性染料的直接性随着染色浴比的降低而提高。就染色过程而言，在提高染料上染率的同时，还应保证较高的固色率，这是达到一定的颜色深度和色牢度的基本要求。任何染料不可能全部上染到织物，总有一些水解或者积聚的染料附在织物纤维表面，如果不加以去除，那么会在使用的过程或洗涤中剥落下来。因此，提高染色的牢度是染色过程的一项重要控制指标。织物的染色牢度除了与染料特性有关外，主要取决于染料在染色过程中达到透染的程度，以及对未上染或水解染料是否进行了充分水洗。气流染色的低浴比条件，可以不需借助过多的促染剂和固色剂即可达到较高的固色率，而固色剂(如碱)的减少，又可以 减少染料的水解。染料直接性的提高，又可以减少对促染剂(如元明粉、食盐等电解质]的依存性，提高上染率。不过，采用活性染料染色时，为了控制染料的上染速率，气流染色一般要考虑使用直接性较低的活性染料。

对于一些纤维比表面积较大的织物，通常染料的上染率较快，如果控制不好容易染花。所以为了保证匀染性，工艺上往往需要控制织物在每一个循环中染料的上染量。普通溢流或喷射染色机的织物运行速度是由染液喷射量来决定的，染液喷射量的降低就会使织物运行速度降下来，并且还会影响织物与染液的交换频率。相比之下，气流染色机的织物循环是依靠气流牵引的，染液的循环频率可以根据工艺的需要进行控制，在改变染液对织物的供给量时，并不影响织物的循环频率。所以，可以根据织物特性和染色工艺，控制织物每一个循环中染料的上染量，保证深、浅颜色的质量。

要实现染料对织物的着色，首先是决定染料和被染织物的结合形式，其次是提供促成两者结台的必要条件。众所周知，染料是通过吸附、扩散和固着三个基本过程来完成织物的染色过程的。其中固着过程主要决定于染料与织物作用，并且时间也是较长的；吸附和扩散过程与染液和织物的相对运动有关，及时打破边界层动态平衡和减薄其厚度，就是依靠这种相对运动来完成的。染液和织物的相对运动越激烈，越容易及时打破吸附和扩散边界层动态平衡，或者减薄吸附和扩散边界层厚度，能够尽快向固着后的边界层“空虚”处输送染料。

由流体动力学得知，液体的运动粘度随温度的升高而降低，而空气的运动粘度却随温度的升高而提高。对气流染色来说，随温度的升高，染液运动粘度的降低和气体运动粘度的提高，更加有利于打破染液边界层和减薄其厚度，加速染料的上染过程，从而缩短染色时间。与此同时，两种流体的运动粘度变化，还为提高织物的运行速度提供了条件，也就是说，在循环风量不变(风机功率会增加)的情况下，空气粘度的增加提高了对织物的牵引力，使得织物运行速度加快。这样的条件变化，更加有利于染料对织物的均匀上染。

气流染色过程中的温度变化仍然是以加热或冷却染液来控制的。由于浴比较低，储布槽内织物及所吸附的染浴与自由染浴(循环染浴)处于分离状态，所以织物经过喷嘴时的温度总是要高于储布槽内织物的温度，尤其是在快速升温至l30℃时，两处的温差可达l0℃左右。如何控制染料在上染过程中对总体织物的均匀性，对气流染色机来说是非常重要的，通常需要染液旁通和升温速率以及织物的循环速度来控制。因此，织物与染液的快速交换，不仅是染料对织物上染量的均匀分布控制要求，同时也是织物获得均匀温度分布的重要控制手段。

在染整湿加工过程中，为了保证被加工织物纤维与助剂的充分反应，往往对织物采用一个汽蒸过程。这样可以使织物纤维充分膨润，加快助剂向织物纤维内部的扩散和反应速度。在气流染色机中，织物在储布槽内不浸在染浴中，在处理的过程中，织物经过喷嘴后落入储布槽中实际上是受到了一个类似于汽蒸的过程。这对提高织物纤维的膨润性以及加速助剂向织物纤维的渗透和扩散起到了很重要的作用，其结果是不仅缩短了处理时间，同时还提高了处理效果，具有高效短流程特点。缩短织物湿处理时间，不仅可以提高生产效率，降低能耗，同时还可以减少织物因加工过程长而造成表面损伤或者拉伸变形(主要是含氨纶的针织物)。实践证明，用气流染色机来做织物湿处理的“一次成功率”非常高，比常规溢喷染色机具有明显的优势。

气流染色机作为一种新型间歇式染色设备，经过十多年的改进和发展，已经逐步达到了成熟的阶段。它除了具有明显的节能减排效果外，不论是对织物的适用范围，还是织物的加工品质及风格都明显优于普通溢喷染色机。在为使用者带来了良好的经济效益的同时，也产生了较好的社会效益。其使用的效果及适用的织物品种范围已超出了当初人们的想象。尽管如此，气流染色机还有许多功能没有开发出来。随着染化料、织物纤维和染色工艺的发展，气流染色机的各项性能和功能还会不断完善，将会被更多的使用者所掌握和采用。种种迹象表明，未来的几年将进入一个气流染色时代，印染行业也将伴随这项新技术的应用推广得到发展和进步。