بخشی از مقاله
- معرفي
گستره عظيمي‌از ماشين آلات براي انجام رنگرزي منسوجات استفاده مي‌گردند و نتيجه آن انجام عمل در مراحل مختلف توليد به طور مداوم و نيمه مداوم در دسته بنديهاي متفاوت است. بعلاوه، ماهيت و جنس الياف در انتخاب ماشين بكار رفته تأثير گذار است. به عنوان مثال وجود فشار بالا براي رنگرزي پولي استر در دماي بالاي 100 درجه يك نياز اساسي است البته فرايند رنگرزي مي‌تواند با آزاد نمودن الياف و عمل SLubbing ( تارهاي موازي الياف تاب نخورده)، ماكوا پارچه و يا مراحل توليد پوشاك انجام گردد.
به علاوه الياف مصنوعي لايه لايه جمع مي‌گردد، بطوريكه لايه ها به پوليمي‌ذوب شده قبل از عمل خارج كردن اضافه مي‌گردد. اين لايه ها براي استفاده در اين مرحله بايد در دماي بالا استفاده گردند. ( حدود 150 درجه براي پول افين، 230 درجه براي پولي متر) در بعضي مواقع به طور خاص، الياف اگر پليك كه به صورت مرطوب بعد از عمل حرارت دادن باقي مانده اند رابراي انجام رنگرزي با گذاراندن مستقيم الياف به ظرف رنگرزي بدون آنكه خشك شوند،
بهرحال آنها بصورت متورم هستند ودر مرحله پذيرش نفوذ مولكولهاي رنگ مي‌باشد. رنگرزي در اين مرحله از توليد به عنوان مرحله رنگرزي توليد مي‌باشد. مزيت رنگرزي الياف مصنوعي در اين روشي ثابت ماندن خواص محصولات است براي اينككه رنگرزي لايه ها در شبكه پولي مري متوقف مي‌گردد و مولوكورها نمي‌توانند در آب حل گردند. البته اشكال اين است كه فرايند عمل رنگرزي در حجم كم و زياد در يك سطح ثابت به آساني انجام مي‌گردد و ممكن است در صورت تغيير تقاضا با كاهش مواجه گردد.
مراحل انجام در توليد پيوسته اليافي كه رنگرزي مي‌گردند در شكل 1-9 نشان داده شده است. تصميم گيري در مرحله توليد و انجام رنگرزي بستگي به عوامل متعددي دارد، بويژه اگر در اين موارد هزينه كمي‌و با توجه به ملاحضات ومد دارد.
در سالهاي اخير اين امر به سويي سومق داده شده است كه مراحل نهايي رنگرزي مورد توجه است و اين اگر جهت قادر ساختن توليد كنندگان به اجتناب از بيش از اندازه توليد نمودن رنگهاي بي نشان و پاسخگويي سريع به سفارشات تكراري براي رنگهاي معروف مي‌باشد. رنگرزي پارچه به طور خاص به اين منظور افزايش يافته است. پيش آمدن رنگ رزي براي الياف كنف، كاموا و يا اقله ام پشمي‌و يا بافته شده استفاده مي‌گردند.
پيشرفت به طور مداوم در ماشين آلات رنگرزي در حال گسترش است و به طور نمونه در صنعت رنگ پاسخگويي بازار و فشارهاي زيست محيطي است.
ملاحضات زيست محيطي باعث تغيير در طراحي و ساخت ماشين آلات گرديده است، بويژه مصرف كمر آب و بالارفتن فرايند كنترل بوسيله توليد مداوم و نهايتاً توليدمؤثر در اتاق رنگ.
كاربرد خيلي پائين كيلور در توليدات باعث به حداقل رسيدن مصرف آب گرديده است كه البته مشكلات اضافي را براي رنگرزي ايجاد نموده است زيرا در حجم كم آب حل شدن رنگ و افزودنيها بالا مي‌رود.
كاربرد رنگ جديد و گسترش آن بسيار ضروري است، اگر چه رنگ و افزودنيها در محيط آب در يكديگر حل نمي‌گردند ولي مي‌توان اين كار را بصورت درجه بندي مي‌توان انجام داد.
براي روشن شدن اين موضوع مثال است كه كاربر دنبال كردن مولكولهاي رنگ الياف را در درجه خيلي پائين كيلو ي توليدات را لازم مي‌دارد.
الياف در ابتدا در يك حلال الكتروليت قرار مي‌گيرد ( سديم كلريد يا سديم سولفات) و سپس رنگ به آن افزوده مي‌گردد. يكبار در مرحله خارج كردن به روش معمول است كه به طور كامل ماده قليا بصورت كم كم به داخل ماشين رنگرزي براي ثابت كردن ريخته مي‌گردد.
2- اصول اوليه
هدف اساسي فرايند رنگرزي انتقال مولكولهاي رنگ از كيلور رنگ، الياف در يك حالت موثر و يكنواخت است.
ميزان جذب رنگ با الياف با حركت كيلور رنگ مرتبط با آن به طور قابل توجه اي افزايش مي‌يابد.
ماشين آلات رنگرزي براي انجام اين انتقال در يكي از 3 روش زير طراحي مي‌گرديده‌اند.
الف: اليافي كه از طرف كيلور رنگ انتقال مي‌يابند.
ب: اليافي كه در ظرف نگهداري مي‌گردند و كيلور از آنها پمپ مي‌گردد.
پ: اليافها و كيلور با يكديگر به جا مي‌گردند.
زماني كه مايع از هر سطح جامد حركت مي‌كند، اغلب يك لايه از مايع همجواي به سطح مي‌رسد( شكل 2-9)
اين لايه، لايه هيدرو ديناميك براي رنگرزي مناسب است زيرا مولكولهاي رنگ بايد براي رسيدن به سطح الياف از بين اين لايه نفوذ كند. لايه هيدرو ديناميك به عنوان فاصله اي از سطح الياف تعريف شده است كه سرعت مايع در آن 99% در حالت مشابه يك لايه پراكندگي نيز تعريف شده است، اين لايه نازك كه در قسمتهاي رنگ الياف به سطح 99% كيلور مي باشد درك اين نكته كه فرايند نفوذ رنگ كند است بسيار حائز اهميت است و درجه آن متأثر از دما اندازه مولكول رنگ ( مولكولهاي كوچك سريعتر از مولكولهاي بزرگ نفوذ مي كند) و غلظت مي باشد.
غلظت gradiant درجه تغيير غلظت رنگ با فاصله از سطح الياف است. در اندازه بزرگتر اختلاف در غلظت بين حلال رنگ در سطح الياف و حجم حلال است، اندازه بزرگتر درجه انتقال رنگ است.
در رسيدن به سطح الياف، مولكولهاي رنگ جذب خوانده شد و سپس به داخل الياف نفوذ مي كنند.
3 مرحله متمايز در فرايند رنگ كاري شخص شده است،
الف: انتقال رنگ از حلال به سطح الياف
ب: جذب رنگ در سطح الياف
ج: نفوذ رنگ از سطح به الياف
هر يك از اين مراحل مي تواند درجه كنترل مي باشد ولي در عمل مرحله دوم مقايسه لحظه اي با مراحل اول و سوم است.
تأثير مرحله سوم بستگي به خواص الياف و رنگ استفاده شده دارد و بر روي مواد شيميايي ظرف رنگ تا حدي تأثير دارد مانند حركت دادن، كند كننده هاو يا الكتروليتها.
در مراحل اوليه طراحي ماشين آلات رنگرزي ميزان تأثير گذاري به دليل به حداقل رساندن ضخامت لايه نفوذ مورد توجه قرار مي گيرد چرا كه يك جريان موثر از كيلور احاطه كننده الياف مورد نياز است.
البته پيوسته بودن چگالي جريان سيال در تمام سطح الياف حائز اهميت است، چرا كه اگر سطح رنگ رزي بدست آيد درجه رسيدن مولكولهاي رنگ شخص خواهد شد.
ماشين آلات رنگرزي بايد طوري ساخته شوند كه در برابر مواد شيميايي و شرايط فيزيكي مقاومت داشته باشند و نه تنها به منظور رنگرزي طراحي نگردند. البته اين موارد قبل از تلاقي مواد مانند فرايندهاي كم كردن اندازه، شتشو دادن و سفيد كردن صورت مي گيرد. براي مثال قطعات مس يا آهن فرض در معرض كيلور هاي سفيد كننده پيروكسيد هيدروژن قرار مي گيرندباعث تركيب كاتاليزوري پيروكسيد مي گردند و رها كردن آنها سبب هجوم به الياف گرديده و با عث افت كيفيت آن مي گردد.
3- رنگ ريزي در الياف اوليه
از مزاياي مهم الياف خام(رويهم قرارگرفته) به سهولت چرخش رنگ كيلور از اليافها است و واقعيت اين است كه هم تراز نبودن هر رنگ رزي باعث مختل شدن يكنواخت عمليات چرخش مي گردد.
روش سنتي معمول بكار رفته بيشتر براي پشم، كتان و يا الياف مصنوعي و بويژه در زمان مصرف اسيد رنگرزي كه خواص كمتري دارد، اعمال مي گردد. با وجود اين تا مرحله پشم، روند به همان صورت سالهاي اخير مي باشد.
ماشين آلات قبلي براي رنگرزي دسته بندي شده اي هستند كه در ظرف هر شكل ماشين آلات هرمي شكل مي باشند و در اليافي كه به سختي جمع بندي مي گردند و كيلور رنگ از بين آنها در فشارهاي بسيار پائين پمپ مي گردد.
در ماشين آلات با ظرف هري شكل اليافي نگهداري مي گردند كه در يك ظرف داخلي باقي سوراخ دار و پوشيده كه از بالا يك سرپوش سوراخ دار دارد. (شكل2-9)
كيلور به سمت بالا از الياف انباشته شده با تأثير گرفتن از فشار از سمت ديواره ههاي هرمي در داخل ظرف حركت مي نمايد. جريان آن به سمت بالاي صحنه ريس به پائين تا انتهاي دستگاه و سپس به سمت چپ مي باشد.
كيلور رنگ با بخار لوله ها در قسمت پائين خروجي ظرف دستگاه گرم مي گردد.
ماشين رنگرزي هرمي شكل مشابه نيز حاوي الياف انباشته شده بين يك انتهاي سوراخ دار و سطح بالا است. در قسمت به جلو ؟؟ در ظرف محتوي الياف و قسمت جزو بندي شده آن، كيلور رنگ از قسمت بالا به انتها چرخش مي گردد در هر نوع ماشين جريان كيلور مي تواند به طور مستقيم معكوس مي گردد.
ترتيب گرم كردن كيلور رنگ بايد طوري مي باشد كه بصورت يكسان دما را دركل ماشين توزيع نهايد، البته رسيدن به آن شكل خواهد بود. فشار بخار بالا در حد متوسط گرماي معمول است كه از لوله هاي مارپيچي در انتهاي ماشين مي گذرد. لوله هاي مارپيچي امكان سطح بزرگي را مي دهد و بنابراين گرماي موثر تغيير مي كند، بنابراين اگر امكان آلودگي كيلور رنگ با فلزات سنگين از بويلر يا شبكه لوله گرفته مي شود.
البته بهم پيوستن يك دريچه در خط بخاري لازم است. از لوله هاي مارپيچ همچنين براي خنك كردن كيلور رنگ با تنظيم مناسب دريچه هاي سوپاپ از بخار داخل شده از سوي بويلر به سمت آب سرد استفاده مي شود.
با وجود اين يك تغيير ناگهاني گرما به سرما مي تواند فشار مكانيكي را به لوله ها و اتصالات وارد نمايد و منجر به ترك گردد. از اين رو در بعضي ماشين آلات قسمتهاي خنك كننده گرم كننده مجزا هستند.
كيلور هاي رنگ با دميدن بخار مستقيم به كيلور رنگ از لوله هاي ماپيچ سوراخ شده به درون مجزا گرم مي شوند و به اين ترتيب كيلور هاي رنگ به طور خيلي سريع شروع به گرم شدن مي نمايند.
بهرحال امكان آلودگي در كيلور رنگ با يون فلزات سنگيني و افزودنيها در بخار تراكم كيلور رنگ و همچنين تغيير افزودنيها كيلور وجود دارد.
نوع ديگري از ماشين آلات بصورت جريان شعاعي است و الياف در يك ظرف به قطر 150 سانتي متر نگهداري مي گردد كه داراي قسمتهاي روزنه دار و يك ستون مركزي روزنه دار مي باشد و در آن الياف بصورت تراكم شده در ظرف سطح بالا مي باشند بطوريكه كيلور نمي تواند عبور نمايد. كيلور از مركز به خازج از ظرف حاوي اليافها جريان پيدا مي نمايد. زيرا چگالي بيشتري از نوع ماشيني كه بزرگتر است از آنهايي كه داراي شكل هرمي هستند و يا از نوع ظرف هرمي هستند.
با اين وجود، بويژه در مورد پشم، الياف آسيب ديده بزرگتر مي گردند و از آنجائيكه درجه كيلور بيشتري مورد نياز است، باعص مي گردد اليافها تراكم گردند و به طور فيزيكي با سمت سطح مختل شده حركت نمايند.
اين شكل منجر به تسط WRonz سيستم مي گردد كه در جريان كيلور به طور مداوم كنترل مي گردد و در يك درجه اي مناسب براي رسيدن به سطح رنگ رزي و به حداقل رساندن آسيب الياف نگهداري مي گردد.
نخ تابيده شده بصورت كلاف و يا دسته بندي شده رنگ مي گردد، كلاف رنگرزي شده اغلب بصورت نخهايي نگهداري مي شود كه بصورت انباشته در طبيعت وجود دارند چرا كخه رنگرزي كلاف براي كامواي سبكتر استفاده مي گردد. به عنوان نمونه، كلاف رنگرزي براي كامواي بافتني - دستي ( پشم، نايلون، اكريل و غيره....) نخهاي فرشي
( پشم، پنبه، نايلون، اكريل با غلظت بالا) و اكريل بالا براي ماشين بافندگي، رنگرزي انباشته شده براي بافت نخ تابيده( پشم، سلولز، اكريلي و پولي استر) ريسمان دوخت
( پولي متر يا هسته پولي استر، كتان) و نخهاي اكريلي منظم براي ماشين بافتني بكار مي رود.
با وجود اين موارد كه نمونه هاي كمي هستند و شرايط اكنون به معناي آن نيست كه اندازه به همان سبك است، به عنوان نمونه نخهاي اكريلي با حجم بالا مي تواند بصورت دسته بندي كاملاً رنگ گردند
.
4- رنگرزي كلاف
اين يك روش بسيار قديمي شناخته شده در رنگرزي نخ تابيده شده است، عليرغم مزاياي رنگرزي بسته هاي نخ و پيشرفت آن در ساخت ماشين آلات جديد، هنوز يك روش اصلي وجود دارد. اين ماشين آلات رنگرزي كلافها مرتبط با ساخت ماده هستند و به راحتي كنترل مي گردند و قابل اطمينان هستند. همچنين ملاحظه گرديد كه رنگرزي كلاف توليد بهتري حاصل مي شود و مراقبت از آن (دستي يا غير دستي) در انواع نخهاي تابيده در مرحله رنگرزي به خوبي انجام مي گيرد.
با اتوماسيون صحيح و دقيق كنترل شرايط رنگرزي در درجه بالاي توليد دوباره امكان پذير است.
قابليت توليد اين ماشين آلات خوب مي باشد، اگر چه در تمام آنها در مواردي از نخ تابيده شده اي كه مي تواند در يك ظرف، رنگرزي گردد، كمتر از حد امكان با ماشين آلات رنگرزي ديگر شده است.
اغلب ماشين هاي رنگرزي سنتي كلافي از نوع هر سانگ( شكل 4-9) است كه در آن كلافها بصورت معلق از ورقهاي استيل ضد زنگ افقي متصل در كيلور رنگ مي باشند.
كيلور رنگ با هر يك از لوله هاي بخار باز يا بسته در انتهاي سطح روزنه دار قرار گرفته در ماشين گرم مي گردد. معمولاً كيلور از سمت پائين به بالا در ماشين آلات جريان پيدا مي كند و مي تواند در صورت لزوم بازگشت نمايد.
جريان به سمت بالا كيلور رنگ منجر به بالا رفتن كلافها از محل اتصال خواهد شد كه باعث جلوگيري از مقاومت نخ تابيده شده مي گردد و از نفوذ آن با سطح تماس جلوگيري مي نمايد.
با وجود اين، كلافها تمايل به رويهم آمدن در سطح بالاي ماشين را دارند كه مي تواند مانع از يكنواخت شدن جريان كيلور از بين اليافها گردد. يك دريچه جامد بصورت گيره مانند از سطح بالاي ماشين در طي رنگرزي براي جلوگيري از به جريان يافتن كلافها تابيده شده است.
