第三章 常用染色设备及染色方法

教 案

授课教师 授课日期 授课章节名称 王华清 课程名称 染整工艺学（2） 授课班级 05染2 授课形式 讲授 2007 年 3 月 15日 第 2 周 第三章 常用染色机械及染色方法 第一节 纤维染色机 第二节 第三节 纱线染色机 织物染色机 教学目的 1．使学生了解纤维染色机的加工原理 2．使学生了解纱线染色机的加工方法 教学重点 染色机的工作原理 染色机的加工方法 教学难点 各种染色机械的工作原理 更新、补充、删补充新型的染色设备 节内容 使用教具图表 课外作业 多媒体课件 1、高温高压溢流染色机与高温高压喷射式染色机有何异同？ 2、染色设备可分为哪几类？ 课后小结 主要对各种染色机械做了介绍，使学生对染整设备有一个概括的理性认识，由于设备工作原理有些抽象，理解起来困难，希望自己课后多加思考。再一个染色方法是重点掌握的内容。 浙江纺织服装职业技术学院

（课堂教学环节设计表）

组 织 教 学 一、 对前次课内容进行回顾与复习（约5～10分钟） 二、 本次课内容（约70～80分钟） 1、散纤维染色机 2、纱线染色机 3、织物染色机 三、 课堂小节及布置作业（约5～10分钟） 板 书 设 计 一、绞纱染色机 1、往复式绞纱染色机 ；2、 喷射式绞纱染色机 二、筒子纱染色机 三、经轴染纱机 第三节 织物染色机 一、绳状染色机 （一）常温绳状染色机 （二）常压溢流染色机（拉缸机） （三）MYG18型常温常压喷流染色机 （四）高温高压绳状染色机 说明 课堂教学采用多媒体的教学方式，具体板式参看多媒体课件 第三章 染色机械及染色方法 第一节 散纤维染色机 一、 散纤维染色特点： 二、 散纤维染色机适用的加工对象 三、散纤维染色机的种类 第二节 纱线染色机 第三章 常用染色设备及染色方法

纺织品的染色通常可分为散纤维染色、纱线染色、机织物染色、针织物染色等。为了为了满足染色的各种要求，通过合理的染色工艺及合适的染色设备进行的才能做到。

染色设备直接影响染料的上染速度、匀染性、染料的利用率、染色操作、劳动强度、生产效率、能耗、染色成本及加工质量。

染色设备的品种、型号很多，特别是随着纺织品新品种及染色新技术的不断发展，染色向着非水染色、少水染色，节能染色，增溶染色，新型涂料染色，短流程、多效应染色，计算机应用及受控染色，“绿色”染色等方向发展。

染色设备的分类方法很多，但可根据设备连续与否，染物的形态，染色温度、压力，染液及染物相对运动的情况和适用的染色方法等加以分类。下面将以染物形态分类叙述各类染色机。

第一节 散纤维染色机

一、 散纤维染色特点：

▲ 散纤维染色具有得色均匀且透彻的特点

▲ 散纤维间隙较大，在染色中容易散乱，所以一般采用将被染物填装在适应容器中，通过染液循环的染色机。 二、 散纤维染色机适用的加工对象

▲ 纤维经初步纺制成的纤维条或纤维条球（毛条） ▲ 适用于毛纺织染整厂对散毛或其他散纤维的染色。

三、散纤维染色机的种类

1、吊筐式散纤维染色机

1—染槽 2—吊框 3—染物 4—电动机与泵 5—蒸汽管

6—贮液箱 7－染液输送管 8－排液阀

图3－1 吊筐式染色机

2、旋转桨式散纤维染色机

1－多孔管 2－假底 3－套管 4－多孔管 5－容器 6－旋转浆

图3－2 旋转桨式染色机

3、毛条染色机

将毛条球装入毛球筒内，并放在染槽的假底上，盖上有孔盖板并拧紧，染液在循环泵作用下，经假底下的蛇形蒸汽管加热后，通过调节阀，可使染液顺反向循环。

1－染槽 2－毛条支架筒 3－染物（毛球） 4－循环泵5－蒸汽管

6－注液器 7－染液输送管 8－排液阀

图3－3 毛条染色机

N461系列毛球染色机

本机适用于羊毛衫或人造纤维的精梳条（制成毛球或散纤维的染色） 工作容量： 100-120kg（N461型） 5-60kg（N462型） 四、散纤维总结：

★ 散纤维染色机对羊毛的染色效果最好，对粘纤次之，毛条球染色机一般仅用于羊毛的染色。

★ 散纤维染色机所适用的染料一般是染色条件容易控制，可用大浴比染色的 染料。

★ 散纤维染色机也可用于纤维前处理。

第二节 纱线染色机

一、绞纱染色机

适用于羊毛（绒），晴纶，丝、人造毛，人造棉等成分的绞纱和混纺纱线的染色。

1、往复式绞纱染色机

1－染槽 2－支架板 3－支架转盘 4－三角棒 5－绞纱

图3－4 往复式绞纱染色机（又称摇摆式染纱机）

2、 喷射式绞纱染色机

1－机架 2－机盖 3－孔管 4－绞纱 5－转动棒

6－染液槽 7－水泵 8－输液管 图3－5 喷射式绞纱染色机

特点：

■ 染槽容积小，浴比小

■ 染物不浸于染液中，绞纱的装卸操作方便 ■ 操作时加盖密封，蒸汽消耗相对较少 ■ 需经常清洁喷孔，防止被纤维毛绒堵塞 3、 高温高压绞纱染色机

1-染槽 2-纱笼架 3-喷管 4-纱笼 5-泵 6-电动机

图 3-6 高温高压染纱机

SFQ-4型高温高压绞丝染色机

该机主要用于各合成纤维及纤维素和天丝等天然纤维,在绞丝状态下进行染色水洗后处理用。

最大工作温度 135℃；每管容量 7kg； 电机功率 4KW； 外型尺 2752×2165×2106mm 二、筒子纱染色机

分常温常压和高温高压两类。

高温高压筒式染色机可适合染各种纤维和混纺，在同一机种上，可处理筒子纱、 扎装纱、散毛、毛条及经轴等染色。主要依靠被染物不动，染液强制性交换达到均匀染色目的。

1—染槽 2—筒子架 3—染色时取样器 4—四通阀门 5－循环泵 6—膨胀桶 7—加料槽 8－压缩空气 9—辅助桶 10－进水管 11－ 冷凝水 12－蒸汽 13－放气阀

图3－7 筒子纱染色机（高温高压）

加工特点：

★ 其优点是染色加工容量大、浴比小， ★ 染色过程中筒子纱染色不易均匀。 ★ 自动化程度高，生产效率高。

三、经轴染纱机

经纱卷绕在中空且表面布满小孔的卷轴上，放在圆筒形机体的中央，染液由泵自内向外或自外向内循环，经轴染纱机有立式和卧式两种，大都属于高温高压染色机。但也有开口的常压经轴染纱机，染液仅能自内向外循环，卷轴可以一定的速度转动。

染后的经轴纱可直接或再经过一定处理后用于织造，比绞纱染色 的工序要简化得多。

1—染槽 2—经轴 3—经纱 4—加热器 5—膨胀桶 6—加入泵 7—循环泵

图3－8 高温经轴染色机

适用对象：

经轴染色也常用于轻薄型织物，如头巾、经编衬衣织物的染色。轻薄型织物以平幅打卷状染色，不易伸长，不易生成折痕，染色效果好。

第三节 织物染色机

按织物染色方法不同可分为浸染和轧染。常用的染色设备有按加工形状可分为平幅和绳状两类。

染色时要求所受张力小的针织物、经编织物、毛织物等，大都以绳状的形式进行染色。棉布、涤/棉混纺织物等大多采用平幅染色。 一、绳状染色机

绳状染色机主要用于针织物的染色。这是因为针织物由线圈组成，具有容易伸 长、擦伤和散脱等特点。染色加工机械应满足织物承受张力小、摩擦力小等的特殊要求。供不宜承受张力、压轧的织物浸染，也可用于练漂、皂洗、水洗等加工。绳状染色机可分为常压式和高温高压式两种。

（一）常温绳状染色机

常温绳状染色机是一种通用性很强的染色机械，它可适用于机织物、针织物、丝织物及毛织物的染色。

目前这类机械形式多样，种类繁多，大体上有绳状染色机、溢流喷射染色机等。

Q-113型由于结构简单，价格低，是国内最常用的机型，由椭圆提布辊借和织物的摩擦力带动织物循环。

1－槽盖 2－滑车 3－窗门 4、5、6－排水阀门 7－多孔板 8－分布栅 9－被动导布

辊 10－染液 11－织物 12－椭圆形导布盘 13－染槽

图3－9 绞盘式绳状染色机

1、10-升降罩 2-加液槽 3-蒸汽加热管 4-多孔隔板 5-分布档

6-导辊 7-染槽 8-织物 9-椭圆形导辊 11-出布辊

图 3-10 绞盘式绳状染色机

加工特点：

☆ 结构简单，操作便利，机械故障少，且易维修，染后织物手感好。 ☆ 织物进出染色机需手工操作，劳动强度大，效率低。

☆ 该机浴比较大，染色主要病疵为色柳，某些织物易擦伤。 （二）常压溢流染色机（拉缸机）

（三）MYG18型常温常压喷流染色机

产品用途

该机主要用于各种天然纤维织物重量在50-1000克/米的针织和机织物在常温常压状态下的漂白和染色，也可用于其它纤维、人造丝、晴纶、涤纶等混纺织物在常温常压下进行染色和处理。对轻薄织物每个槽内可同时处理二条布条。 （四）高温高压溢流染色机

SME系列高温高速溢流染色机

该机为水平微斜之圆筒型结构，机内织物经由主导布轮驱动马达，带动后吸入喷嘴，通过导布管进入染槽尾部经过特殊设计的渐缩内网和浪板，使布匹在自然折叠，不挤压不绞布、有秩序地向前移动。另外，槽内回水的均匀流动，使织物着色均匀、无色差、色花等现象。 （五）高温高压绳状染色机

1-六角导布辊 2-照明灯 3-导布辊 4-绳状织物 5-高压染缸

图 3-11 高温高压绳状染色机

特点：

（1）基本结构与绳状染色机相似 ，但能密封和耐压。

（2）主要用于纯涤纶织物的染色，染色时间短较短，且染色均匀，没有擦伤 （3）操作不易控制，易产生皱折痕，生产效率低。 （六）高温高压喷射染色机

图3－12 JYG-2型

供机织物的煮、染、漂洗之用。特别适合超细纤维。复合纤维，新合纤、 强捻布解捻等特殊产品的煮、染、漂、具有布速快，产量高，浴比低，均染性好之特点。

最高工作压力 ：0.44Mpa ；最高工作温度 ：140℃ ；最大容布量 ：200~400kg/管；浴比 ：1:5~1:8；布速 ：300~700m/min ；整机功率 ：34kw

1－织物 2－喷嘴 3－浸渍区 4－循环泵 5－热交换器

6－反冲喷嘴 7－配料筒 8－加料泵 图3－13 立式高温高压喷射染色机

（七）高温高压溢流染色机

1-槽体 2-贮布容器 3-溢流送布器 4-溢流导布管5-主泵 6-加热器 7-提布辊 8-加料泵

9-加料槽 10-调节阀 11-进、出布12-织物 13-进布入孔 14-出布入孔

图3－14 高温高压溢流染色机

加工特点：

★ 设备自动化程度高，操作简便

★ 染色时织物处于松弛状态，所受张力较小， 不易擦伤变形，染色均匀，手感柔软。

★ 该机浴比大，占地面积大。 ★ 即可高温染色，又可常温染色。

（八）喷射溢流染色机

1－织物 2－导布辊 3－溢流口 4－喷嘴 5－输布管道 6－浸渍槽 7－循环泵 8

－加热器 9－喷淋管 图3－15 喷射溢流染色机

特点：

★ 机内既有液流装置，又有喷射装置。

★ 与溢流染色机相比，织物所受张力更小，染色浴比小，染液与染物的循环速度快，匀染性好。

★ 与喷射染色机相比，操作较简单，不易产生大量泡沫。 （九）M7201型高温高压气流染色机

采用气流雾化染料和运送织物装置，使织物带液作连续快速运动，从而大大降低浴比，大幅度减少化学品的消耗和工业废水。该机染色周期短，效果好，对织物无损伤，染后织物不产生褶皱和染痕，且手感极佳。该机主要适用于微细和超细纤维织物或化纤、化纤混纺织物在松式绳状高温高压状态下的染色及前、后处理。 作业：

1、高温高压溢流染色机与高温高压喷射式染色机有何异同？ 2、染色设备可分为哪几类？

浙江纺织服装职业技术学院

教案

授课教师 授课日期 授课章节名称 王华清 课程名称 染整工艺学（2） 授课班级 05染2 授课形式 讲授 2007 年 3 月 16日 第 2 周 第三章 常用染色机械及染色方法 第三节 织物染色机 第四节 染色方法 教学目的 1、使学生了解织物染色机械的加工原理 3．使学生掌握常用的染色方法 教学重点 教学难点 染色方法及相关概念 织物染色机械的介绍 染色色差原因及预防 更新、补充、删补充有关染色方法的有关问题 节内容 使用教具图表 课外作业 多媒体课件 1、选择染色设备的主要依据是什么？ 2、计算题： 某织物在卷染时，每卷布长450m、幅宽为1.13m，已知该织物的单位重量为137g/m2，从小样得知，染料用量是织物重量的2.54%，问每一卷布染色时，实际需染料多少kg？若已知浴比为1：4，需配制染液多少立升？ 课后小节 主要对各种染色机械做了介绍，使学生对染整设备有一个概括的理性认识，由于设备工作原理有些抽象，理解起来困难，希望自己课后多加思考。再一个染色方法是重点掌握的内容。 浙江纺织服装职业技术学院

（课堂教学环节设计表）

组 织 教 学 板 书 设 计 一、对前次课内容进行回顾与复习（约5～10分钟） 二、本次课内容（约70～80分钟） 1、平幅染色机 2、新型染色设备 3、染色方法 三、课堂小节及布置作业（约5～10分钟） 第三节 织物染色机 二、平幅染色机 （一）经轴染色机 （二）星星架染色机 （三）常温喷淋式平幅染色机 （四）卷染机 （五）连续轧染机 三、新型染色设备 第四节 染色方法 一、 浸染方法 1、 浴比；2、染色浓度；3、特点 二、轧染方法 1、染色浓度；2、烘干方式；3、泳移； 4、 轧染固着的方法 说 明 课堂教学采用多媒体的教学方式，具体板式参看多媒体课件 第三节 织物染色机

二、平幅染色机 （一）经轴染色机

1-布卷 2-机体 3-盖 4-加料槽 5-循环泵 6-加热器

图 3－16 高温高压经轴染色机示意图

特点：

（1） 常用于合纤长丝针织物及轻薄的机织物等的染色。

（2） 染色时首先采用专用打卷机将织物卷绕在表面满布小孔的空心卷轴上，要

求张力低而恒定,卷绕平整均匀。染色时布卷在机内不转动，染液由离心泵输送，自空心卷布轴向织物层作自内向外的循环，也可以反向循环。

（3） 该机具有染色织物尺寸稳定，滑爽挺括，不易折皱等优点。

（4） 可能产生被染织物内外层和织物边部与中部的色差，不适合要求丰满膨松

或凹凸花纹织物的染色。

（二）星星架染色机

1－织物 2－铜钩 3－星形架 4－染槽 5－泵

图3－17 星星架染色机

适用对象：

适用于不耐轧压的织物 (如丝绒)及易擦伤的织物(如真丝织物)的染色。 （三）常温喷淋式平幅染色机

产品用途：

溢流绳状多用染色机，适用于针织，梭织和混纺布匹，粗纺呢绒，特别对各种厚薄织物，在常温常压和接近沸点，温度下进行漂洗和炼染，适用面广且性能稳定。 特点： 1、 染液喷淋柔和，消除织物的起毛和损坏现象。

2、 染色时，滚动间的织物几乎无张力存在，因而减少织物的收缩和变形。 3、 温度由高效率的盘管式热交换器控制（电脑控制） 4、 低浴比，设计浴比1：4：5，实际最佳浴比1：10 5、 适染克重70-700克/平方米

6、 平稳的织物运转，摆布落入机内，变频调速控制。 （四）卷染机

作为平幅间歇式染色设备，可同时进行染前净洗染后水洗固色处理，兼作小批量退浆、水洗等前处理。体积小，投资少，适宜小批量、多品种染色加工（国内最常用的是M121型）。主要缺陷是张力较大。对卷染机的主要要求是：恒张力，恒速，织物容量，染色均匀性。

1－染槽 2－导布辊 3－卷辊4－织物 5－蒸汽管 6－调速齿轮箱

图3－18 等速卷染机

高温高压自动卷染机 M125A-2800mm型常温常压卷染机 适应各种化纤织物及棉麻织物，在等速恒张力下以分散、硫化、还原、直接、活性等染料染色及煮练、皂洗、清洗等工艺。 （五）连续轧染机

☆ 连续轧染机适用于大规模的染色加工，劳动生产率高，棉织物及涤棉混 纺织物大都采用连续轧染工艺。

☆ 一般由单元机组成，主要浸轧（均匀轧车） 、红外线预烘、固色、平洗、烘燥等单元装置组成。

☆ 连续轧染机的设备费用较高，占地面积较大。

HLM2111热熔染色联合机：

本机适用于棉、麻、高支、高密等织物前处理，供涤棉织物进行热溶染色， 供棉布士林、还原染料、悬浮替轧浆用，适用于高档织物染色、凝聚、固色。 三、新型染色设备

随着人们生活水平的提高，对纺织品要求的日益提高及高分子材料的研究的不断深入，新型合成纤维、新型纤维素纤维、蛋白质纤维、复合纤维等新品种不断涌现，新型染料、新工艺在染色上不断应用，新型染色设备不断出现。

（一）GN6-Super高温快速染色机

该机具有低浴比，控制染色精确、重现性好、加工织物手感好、适合于小批量、多品种加工的优点。图3－19所示为GN6—Super高温快速染色机结构示意图。

图3-19 GN6-Super高温高压溢流染色机

该机应用50～80℃恒温染色，并结合快速加盐技术，线性加染料，递增加碱技术，缩短升温时间，从而达到快速染色目的。由于具有智能水位控制系统，可确保染色水量的准确性，从而防止了缸差产生。使用连续水洗技术，保持了纤维的溶胀，加速了未固着染料向纤维外的扩散，从而缩短了水洗时间。 （二）短流程湿蒸工艺设备

短流程湿蒸工艺设备如图3-20所示。

图3-20 湿蒸短流程示意图

该工艺当织物浸轧染液后，进入湿蒸、反应箱，在反应箱入口处的电热红外线辐射，使织物迅速升温。反应箱内载热体是少量蒸汽与干热空气的混合气体，经调温、调湿后，织物在反应箱内短时间固色，具有给色量高、染料渗透充分、织物色泽均匀、节能等优点，除适合一般织物外，特别适合于毛圈及绒类织物的连续轧染。

（三）超临界二氧化碳染色

一般染色加工以水为介质，织物在染色时产生的染色废液及清洗用水都形成了大量污水，且烘燥消耗大量热能。而采用非水超临界二氧化碳染色,染料利用率超过98%，染色时间短染后不必干燥，大大染色工艺流程，节约了大量能源，降低了生产成本。

流体压力计

气体压缩机 高压罐

搅拌器

气体罐

实验室超临界二氧化碳流体染色装置/ 示意图

第四节 染色方法

织物染色根据染料与织物接触方式不同，可分为浸 染和轧染两种。无论采用何种方法，都要求织物染得匀透，色泽坚牢，且织物尽可能不变形和受损。最适宜的染色法取决于织物性质、所选染料及工厂的染色设备。 一、 浸染方法

是将被染物浸渍于染液中，借助于染料对纤维的直接性而将染料上染并固着纤维的一种加工方法。

1、 浴比

染物重量与染液体积之比称为浴比。

浴比大小 染色深度 均匀度 染料利用率

2、染色浓度：

一般用染料重量对纤维重量的百分数表示，即％。 ► 计算举例

已知被染物为50Kg，浴比1：20染色浓度为2％，求染料用量和所配染液体积。 解答：

染料重量： 50×2％＝1 Kg；染液的体积： 50×20＝1000L 3、特点

▲浸染设备简单，操作容易，适用于小批量、多品种的间歇式生产方式，劳动生产率较低。

▲卷染也是浸染的一种形式，其卷染浴比很小，具有布面平整的优点。

▲染液和染物相对运动至关重要。否则，易造成染色不匀。 ▲ 广泛用于散纤维、纱线、针织物、稀薄娇柔型织物等的染色。 二、轧染方法

是将平幅织物在染液中经过短暂的浸渍后，立即用轧辊轧压，将染液挤压进织物的组织和空隙中，同时轧去多余的染液，使染料上染并固着在纤维中的加工过程。

轧余率= 轧后织物重－原来织物重×100%

原来织物重

轧余率大，带液量高，织物烘干时水分蒸发的负荷重。 1、染色浓度

通常用g／L表示。即1L染液中所含染料的克数。 2、烘干方式

烘干方式 红外线 烘燥 ▲ 红外线烘燥

热风 烘燥 烘筒 烘燥

是利用红外线热辐射穿透织物内部，使水分蒸发。织物受热均匀，不易产生泳移，烘燥效率较高，设备占地面积小。常用于含湿量较高的织物预烘，但当织物含湿量较低时容易产生过烘。

▲ 热风烘燥

是通过由喷口喷出的热空气烘干织物。热空气既是传热体，又是载湿体，该机烘燥效率低，占地面积大。

▲ 烘筒烘燥：

是将织物通过用蒸汽加热的金属圆筒表面，使水分蒸发。烘燥效率较高，但若浸轧后直接烘干，容易造成烘燥不匀和染料泳移。常用于织物经预烘后的烘燥。

3、泳移：

是指织物在浸轧染液以后的烘干过程中，染料随水分的蒸发从纤维内部向纤维表面迁移的现象。

► 减小泳移现象，可采用如下措施： （1）降低轧余率；

（2）采用红外线预烘——热风烘干——烘筒烘干 （3）烘筒外面包布等 4、 轧染固着的方法

防止冷凝水滴在布上造成水渍 汽蒸

方法

焙烘

汽蒸就是利用水蒸汽使织物升温，纤维溶胀，染料扩散进入纤维内部并最终在纤维上固着，温度为 100～105 ℃

是以干热空气作为传热介质使织物升温，染料扩散进入纤维内部并在纤维上固着，温度为180～220℃

（1） 如何克服轧染色差

加入适量的润湿剂或渗透剂

左中右 色差

轧辊的压力要均匀一致，应该使用均匀轧车

将普通轧辊车磨成中高辊(习称橄榄形), 即中间直径比两端略大些。

 普通轧车：

加压仅在轧辊的两端，产生一定弯曲，造成的中间颜色深两边颜色浅。  均匀轧车：

在轧辊靠近轧点处的空腔内通过适当压力的油，通过调节辊内油压，可使轧辊表面平直，从而达到均匀轧液的目的。 ■ 前后色差： 对纤维直接 性大的染料 前深后浅 初开车时，冲淡 轧槽中染液 初开车时，加浓 轧槽中染液

在轧染时，应该选用直接性相接近的染料拼色。 （2） 轧染特点及应用

轧染是连续化生产，生产效率高，适用于大批量加工，但染色织物所受张力一般较大，通常用于机织物的染色，有时也用于丝束和纱线的染色。

作业：

1、选择染色设备的主要依据是什么？ 2、计算题：

某织物在卷染时，每卷布长450m、幅宽为1.13m，已知该织物的单位重量为137g/m2，从小样得知，染料用量是织物重量的2.54%，问每一卷布染色时，实际需染料多少kg？若已知浴比为1：4，需配制染液多少立升？

对纤维直接 性小的染料 前淡后浓