ماشین آلات رنگرزی پارچه، طرز کار و ویژگی انواع آن

در مورد کفایت جهانی مهندسان نساجی می توان به نکات زیادی اشاره نمود؛ اما مواردی مانند شناخت بنیادی موضوعات و رویکرد سطحی نگرانه جزء مهمترین موضوعات این مقوله محسوب می شوند. از این رو ما در این مقاله قصد داریم درباره مواردی صحبت کنیم که به نظر می آید در این صنعت پایه ای و مهم هستند. بحث ما در اینجا در مورد انواع مختلف ماشین آلات رنگرزی است که در بین آنها ماشین آلات رنگرزی پارچه از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. پس ما مقاله خود را با بررسی انواع ماشین آلات رنگرزی پارچه شروع می کنیم.

انواع ماشین آلات رنگرزی پارچه براساس فرآیند رنگرزی

قبل از اینکه به جنبه های فنی این دستگاه ها بپردازیم؛ برخی مفاهیم رایج در این زمینه را تعریف کنیم. احتمالاً شما هم تبلیغات تلویزیونی را دیده اید که ادعا می کنند تمام محصولات آنها بدون استفاده از دست تولید می شوند. در واقع منظور آنها این است که از ابتدا تا انتهای روند تولید این محصولات، نیازی به مدیریت و حمل و نقل مواد با دست نیست. در واقع مواد اولیه به دستگاه ها خورانده می شوند و محصولات نهایی بدون دخالت انسان تولید می گردند. به این روند، فرآیند پیوسته گفته می شود که فرآیند ناپیوسته یا بچ (Batch) دقیقاً در نقطه مقابل آن قرار می گیرد. در روند نیمه پیوسته هم هر دو فرآیند قابل اجرا هستند.

از مفهوم فوق می توان برای توصیف فرآیندهای رنگرزی هم استفاده کرد. اگر الیاف را به عنوان ورودی و لباس ها را به عنوان خروجی در نظر بگیریم؛ در نتیجه می توانیم فرآیند کلی را یک فرآیند بچ به حساب بیاوریم.

دستگاه رنگرزی بچ یا ناپیوسته پارچه

• مقدار مشخص یا نامشخصی از مواد یا پارچه به صورت مکرر با محلول رنگرزی تماس پیدا می کنند و سپس برای انجام مراحل بعدی به جای دیگری انتقال می یابند.
• این نوع از ماشین آلات امکان فرآوری مواد را به صورت طنابی (مانند دستگاه های وینچ، جت و غیره) و یا به صورت عرض باز (مانند دستگاه ژیگر) فراهم می کنند.
• رنگرزی تریکو نیز در این دسته قرار می گیرد و فرآیندی بسیار پر کاربرد محسوب می شود.

دستگاه رنگرزی نیمه پیوسته پارچه

• با روش فولارد کردن از محلول رنگرزی استفاده می شود و سپس برای اینکه رنگ پارچه ها تثبیت شود، در شرایط خاصی نگهداری شده یا دسته بندی می گردند.

• چنانچه بازده فولارد کردن پارچه ها مناسب باشد؛ کالاهای فولارد شده معمولاً دسته بندی می گردند. سپس در پلاستیک پیچیده شده و برای مدتی به حال خود رها می شوند تا رنگ به الیاف پارچه بچسبد و یا تقریباً بخار پز می شوند تا رنگ پارچه به سرعت تثبیت گردد.
• گاهی اوقات از روش های فولارد کردن در سایر فرآیندهای نساجی مانند سفید کاری هم استفاده می شود. سپس پارچه ها به منظور تثبیت، در شرایط خاصی دسته بندی شده یا نگهداری می گردند.
• فرآیندهای بعدی (یعنی شستشو، خشک کردن و غیره) پس از آن انجام می گیرند.

فرآیند رنگرزی پیوسته پارچه

• هدف از استفاده از این فرآیند، بالا بردن حجم تولید است.
• در آن پارچه خشک فاقد رنگ وارد شده و پارچه خشک شده رنگی خارج می گردد. به این دلیل است که به آن فرآیند «خشک به خشک» نیز می گویند.
• همه کار واحدها منجمله فولارد کردن، بخار دادن، شستشو، خشک کردن و غیره یکی پس از دیگری تنظیم شده و اجرا می گردند.

نام ماشین آلات رنگرزی پارچه

ماشین آلات رنگرزی بچ	ماشین آلات رنگرزی نیمه پیوسته	ماشین آلات رنگرزی پیوسته
وینچ (Winch) ژیگر (Jigger) جت غلتکی بسته ای	پد بچ (Pad Batch) پد رول (Pad roll)	پد ترموسول (Pad Thermosol) پد درای (Pad Dry) پد استیم (Pad Steam)

اصول ماشین آلات رنگرزی بچ یا ناپیوسته پارچه

در نمودار زیر اصول تغذیه ماشین آلات رنگرزی بچ آورده شده است:

چرا از فرم طنابی استفاده می شود؟ مزایای روش رنگرزی طنابی چیست؟

• ساده ترین روش رنگرزی است.
• حمل و نقل و نگهداری پارچه ها در این روش آسان است.
• انتقال پارچه ها در این روش به سادگی امکان پذیر است؛ چرا که می توان پارچه ها را در قالب دستورالعمل های مدور به صورت عمودی و در هر فاصله و جهتی انتقال داد.
• پارچه ها در آن از نظر عرضی زیاد تحت کشش قرار نمی گیرند که خود عامل بسیار مهمی است؛ زیرا دستگاه رنگرزی وینچ برای رنگرزی پارچه های تریکویی مورد استفاده قرار می گیرد که معمولاً ثبات ابعادی پایینی دارند.

در ادامه مقاله در مورد هر یک از این ماشین آلات به صورت مختصر صحبت خواهیم کرد.

ماشین رنگرزی وینچ (بک)

چرا به آن دستگاه رنگرزی وینچ گفته می شود؟

از یک روتور یا قرقره برای گردش بی وقفه پارچه استفاده می شود که به آن روتور یا قرقره وینچ می گویند. سطح مقطع وینچ ممکن است بیضوی یا دایره ای باشد. وینچ های بیضوی هنگام چرخاندن پارچه ها، آنها را به صورت کوتاه و بلند تا می زنند؛ از این رو حداقل کشش را بر پارچه ها اعمال می کنند و عملکرد مکانیکی بالایی دارند.

• همان طور که از شکل های فوق پیداست؛ پارچه به فرم طنابی مکرراً وارد محلول رنگرزی ثابت می شود.
• از این روش برای تمام فرآیندها مثل تمیز کاری، سفید کاری، خشک کردن، شستشو و نرم کردن استفاده می شود.
• نسبت محلول رنگرزی معمولاً 20 به 1 است؛ اما این نسبت برای وینچ های کوچک ممکن است به 1 به 40 هم برسد.
• امروزه مدرن ترین ماشین آلات دارای درایو وینچ هستند که بسته به ویژگی های پارچه ها می توانند آنها را تا سرعت 500 متر بر دقیقه حرکت دهند.
• ظرفیت اسمی محفظه این دستگاه ها معمولاً 100، 200 و 250 کیلوگرم است.
• دمای کار را می توان تا 140 درجه سانتیگراد (برای سیستم های بسته) افزایش داد.
• تعداد نامحدودی (1 تا 40 عدد) از طناب ها یا حلقه های پارچه ای با طول مساوی (حدود 50 تا 100 متر) به شکل تا شده وارد حمام رنگ می شوند.
• نرخ رنگرزی با مشخص کردن تعداد چرخه های پارچه در یک فاصله زمانی معین، کنترل می گردد.

مزایای ماشین رنگرزی وینچ

• ساختار ساده ای دارد؛ از این رو خرید و بهره برداری از آن مقرون به صرفه است.
• برای انواع پارچه، مخصوصاً پارچه های سبک مناسب است.
• از آنجاییکه نسبت به ماشین رنگرزی ژیگر، تنش کمتری را بر پارچه ها اعمال می کند؛ لذا برای رنگرزی پارچه های ظریف مناسب می باشد.
• راندمان بالایی در تمیزکاری دارد که به دلیل عملکرد مکانیکی بیشتر ناشی از اصلاح مستمر چین های طولی پارچه است.
• این دستگاه ها به دلیل تنش پایین، برای رنگرزی و تمیزکاری پارچه های تریکوی لوله ای مناسب هستند.
• پارچه ها به دلیل عملکرد بالای مکانیکی دستگاه و تنش کم، کمتر چروک می شوند.
• هر چه دسته پارچه پرتر و بزرگتر باشد؛ پارچه رنگ شده ضخیم تر است، پوشش رنگش بهتر بوده و بهتر در مقابل چروک شدن مقاومت می کند.

معایب ماشین رنگرزی وینچ

• دما در قسمت های مختلف آن متفاوت است. واحد گرمایش تنها در یک محفظه قرار دارد؛ از این رو وقتی پارچه از آن خارج می شود، سرد می گردد و سپس باید دوباره وارد آن محفظه شود. بنابراین نمی توان برای رنگ هایی که به دما بسیار حساس هستند، از آن استفاده نمود.
• حرکت بیش از حد پارچه ها ممکن است باعث نمدی شدن پارچه های پشمی شود که در نهایت مشکل آفرین است.
• پارچه ها به صورت نامنظم تا زده می شوند؛ به همین دلیل شاید به صورت یکنواخت رنگ نشوند، مگر اینکه از رنگ ها و مواد تعدیل کننده مناسبی استفاده شود.
• به دلیل نسبت زیاد محلول رنگی، رمق کشی رنگ به سختی صورت می گیرد؛ از این رو مقدار قابل توجهی رنگ در حمام رنگ باقی می ماند که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
• چروک شدن پارچه جزئی جدایی ناپذیر از روند رنگرزی است؛ به گونه ای که پارچه ها حتی پس از خروج از مرحله استینرینگ نیز مقداری چروک هستند.
• ممکن است پارچه به دلیل کشش طولی، دچار درازشدگی و تغییر شکل شود.
• هر چه طناب پارچه ها بلندتر باشد؛ بیشتر احتمال دارد پارچه ها در کف حمام رنگ گیر کنند.

ماشین رنگرزی ژیگر

• ژیگر یکی از قدیمی ترین دستگاه های رنگرزی پارچه های بافته شده است و بیشتر مختص رنگرزی پارچه هایی است که نباید در هنگام رنگرزی چروک شوند؛ مثل اکثر پارچه های تافته، ساتین و پوپلین. این دستگاه برای رنگرزی پارچه های تریکو مناسب نیست؛ زیرا در آن تنش زیادی بر روی پارچه اعمال می شود.
• این دستگاه با نسبت پایین پارچه به محلول رنگرزی (یعنی 1:5 یا 1:6) کار می کند.
• پارچه به صورت عرض باز در داخل محلول رنگ حرکت می کند.
• این دستگاه شامل یک ظرف V شکل (با ظرفیت 100 تا 150 گالن) است و دو غلتک که به آنها غلتک های کششی گفته می شود، در بالای آن نصب شده اند.
• وقتی تمام پارچه در فاصله بین یک غلتک تا غلتک دیگر از داخل محلول عبور می کند، می گویند که پارچه یک دور یا چرخه را طی کرده است. تعداد دقیق این دورها براساس عواملی چون اندازه بچ یا رول پارچه، زمان مورد نیاز برای اتمام یک دور (معمولاً 10 تا 15 دقیقه) و سیری سایه رنگ تعیین می شود.
• وقتی غلتک کششی دوم پر است، جهت حرکت پارچه معکوس می شود؛ از این رو غلتک برداشت به غلتک رها کننده تبدیل می شود و این غلتک هم پس از هر دور به غلتک بالا رونده تبدیل می گردد.
• جهت مطمئن شدن از اینکه کل طول پارچه در محلول رنگرزی غوطه ور می گردد؛ 4 تا 5 متر از یک پارچه ارزان قیمت به هر سر رول پارچه دوخته می شود.

• برای اطمینان از عبور پارچه با سرعت یکنواخت در محلول رنگرزی، سرعت غلتک های رها کننده و بالا رونده بر روی 40 تا 100 متر در دقیقه تنظیم می شوند.

اگر سرعت غلتک های با قطر کوچک از 110 متر بر دقیقه بیشتر شود؛ محلول رنگرزی ممکن است به واسطه نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش غلتک به بیرون پرتاب شود.

چرا سرعت غلتک های بالا رونده و رها کننده باید ثابت بماند؟

• پارچه باید به گونه ای روی غلتک ها پیچانده شود که حاشیه های آن کاملاً یکنواخت بوده و بر روی هم منطبق باشند. نباید هیچ بخشی از حاشیه پارچه از غلتک ها بیرون بزند. در غیر این صورت مشکلات عدیده ای در روند رنگرزی خمی به وجود می آید. وقتی بخشی از حاشیه پارچه از غلتک بیرون می زند؛ این قسمت رنگینه لوکوی خمی بیشتری را به خود جذب می کند و در نتیجه اکسیده می شود. همچنین وقتی دوباره وارد محلول می شود؛ بیشتر از بدنه پارچه رنگ را به خود جذب می کند. در نتیجه رنگ حاشیه پارچه از رنگ زمینه پارچه پر رنگ تر خواهد شد.
• از این رو به منظور جلوگیری از مشکل دنباله دار شدن پارچه رنگ شده (روشن شدن تدریجی سایه رنگ)، رنگینه باید به نسبت های مساوی اضافه گردد.
• جذب سطحی و انتشار رنگینه در پارچه تنها زمانی صورت می گیرد که پارچه به دور غلتک پیچیده شود و این موضوع ربطی به حمام رنگ ندارد.

عوامل کنترل کننده روند رنگرزی عبارتند از:

• مقدار محلول رنگی باقی مانده بین پارچه.
• رمق کشی محلول رنگ در فاصله زمانی بین غوطه ور شدن پی در پی پارچه در محلول رنگ.
• نرخ تبادل محلول رنگی تخلیه شده با محلول رنگی تازه در طول هر غوطه وری.

مزایای ماشین رنگرزی ژیگر

• این دستگاه با نسبت پایین پارچه به محلول رنگی (یعنی 1:5 تا 1:6) کار می کند؛ از این رو به انرژی و مواد شیمیایی کمتری نیاز دارد.
• پارچه هایی که با روش رنگرزی طنابی مستعد چروک شدن هستند را می توان با این دستگاه فرآوری نمود.

معایب ماشین رنگرزی ژیگر

• فقط برای رنگرزی پارچه هایی مناسب است که رنگ آنها به خوبی تخلیه نمی شود؛ زیرا دستگاه با نسبت کم محلول رنگرزی کار می کند.
• پارچه های تریکو، کرپ، کرپ تخت، توری، الاستومری و دیگر پارچه های حساس به تنش را نمی توان با این دستگاه رنگ کرد.
• در مرزهای پیچشی پارچه تنش زیادی ایجاد می شود. از این رو ممکن است تنش طولی پارچه حتی به 5% هم برسد؛ اتفاقی که در نهایت منجر به آبرفتگی پارچه در طول شستشو، کاهش اعوجاج تاری پارچه و در نهایت کاهش عرض پارچه می گردد.
• برای اینکه بتوان مطمئن شد که تنش اعمالی بر روی پارچه ثابت است و پارچه با سرعت یکنواختی از محلول حرکت می کند، به مراقبت های ویژه ای نیاز است.
• وقتی پارچه ها در طی آماده سازی بر روی غلتک پیچیده می شوند؛ به دلیل تورم پارچه و انحراف اندازه آن ممکن است حالتی لغزان و ناپایدار بر روی غلتک پیدا کنند.
• نسبت پایین محلول رنگرزی، روند شستشو را با مشکل مواجه می کند.
• از آنجاییکه تعداد اقدامات مکانیکی در ماشین رنگرزی ژیگر کم است؛ لذا برای مواردیکه قبل از رنگرزی به شستشوی زیاد نیاز است، مناسب نیست.
• چنانچه پارچه های نایلونی و استات با این دستگاه رنگ شوند؛ ممکن است شکل های موجی یا علامت های آبی بر روی سطح پارچه به وجود بیایند، زیرا فشار باعث صاف شدن ساختار پارچه رول شده می گردد.

ماشین رنگرزی جت

• این دستگاه مشابه ماشین رنگرزی وینچ است و پارچه در قالب حلقه های پیوسته فرآوری می شود. در این دستگاه یک دور معمولی تنها یک دقیقه طول می کشد.
• بیشتر برای رنگرزی پارچه های پلی استری مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا مزایای زیادی نسبت به دستگاه های رنگرزی وینچ HT دارد که زمان طولانی رنگرزی یکی از آنهاست.
• پارچه به شکل طنابی با چرخش فواره رنگرزی به جلو منتقل می شود؛ از این رو پارچه کمتر تحت کشش قرار می گیرد.
• انرژی جنبشی فوق العاده زیادی در قالب سیال در حال حرکت سریع به پارچه وارد می شود و این علاوه بر انرژی مکانیکی است که در هنگام حمل پارچه به آن وارد می گردد؛ از این رو روند رنگرزی بسیار سریع تر میگردد.
• معمولاً رنگرزی جت در دمای بالاتر از 140 درجه سانتیگراد و تحت فشار بالا انجام می شود.
• پارچه در طول یک لوله و با سرعت بسیار بالا (حداکثر 400 تا 600 متر در دقیقه) حرکت می کند.
• قسمت اعظم رنگ در هنگام عبور پارچه از لوله ونتوری جذب آن می شود که ممکن است این فرآیند تنها یک ثانیه طول بکشد. انتشار رنگ زمانی اتفاق می افتد که پارچه با سرعت کمتر در انتهای ماشین بقیه روند رنگرزی خود که کمتر از یک دقیقه است را طی می کند.

چرا با انتقال پارچه در داخل محلول رنگ، این محلول دستخوش تلاطم می شود؟

دلیل این اتفاق استفاده از لوله ونتوری است.

با استفاده از معادله برنولی می توانیم به نتیجه زیر برسیم:

از این رو به سادگی می توانیم بگوییم که:

قسمت باز و باریک لوله ونتوری باعث افزایش فوق العاده سرعت جریان می شود و پارچه را مجبور می کند به همراه گردش محلول حرکت کند. در این صورت رنگ به پارچه نفوذ می کند و از تماس پارچه با دیواره لوله جلوگیری می شود.

سه نوع ماشین رنگرزی جت وجود دارند که عبارتند از:

1. ماشین رنگرزی اورفلو (Over flow)
2. ماشین رنگرزی سافت فلو (Soft flow)
3. ماشین رنگرزی ایرفلو (Air flow)

مزایای ماشین رنگرزی جت

• نسبت پایین مواد به محلول که باعث صرفه جویی در انرژی شده، و روند سرمایش و گرمایش را تسریع می بخشد.
• تنش طولی کمتر است و نیاز به کنترل پارچه کاهش می یابد.
• گردش سریع محلول و پارچه باعث تسریع روند رنگرزی می شود.
• حرکت مکرر پارچه، مشکل چروک شدن پارچه را به حداقل می رساند.
• سرعت بالای جابجایی پارچه را می توان با تنظیم درجه نازل تطبیق داد؛ در این صورت رنگ حاصله یکنواخت تر و یکدست تر خواهد شد.
• از آنجاییکه رنگ اضافی کمتری روی سطح پارچه جمع می شود؛ لذا روند شستشو تسریع شده و ثبات رنگ پارچه افزایش می یابد.

معایب ماشین رنگرزی جت

• ممکن است پارچه در حین رنگرزی با درجه حرارت بالا، چروک شده و علائم آنها بر روی پارچه باقی بماند؛ معمولاً از بین بردن اینگونه علائم بعد از پایان کار از روی پارچه ها کار بسیار سختی است.
• این دستگاه ها گران بوده و هزینه نگهداری آنها نیز بالاست.
• وقتی دستگاه در حال کار کردن است؛ امکان دسترسی به پارچه ها وجود ندارد و بارگیری و تخلیه پارچه ها تنها از طریق یک درگاه کوچک انجام می شود.
• تمیز کردن داخل این دستگاه بسیار مشکل است؛ زیرا کاملاً بسته است. در ضمن ممکن است رسوبات پلی استر اولیگومر بر روی سطوح داخلی دستگاه ایجاد گردند و بعداً از جای خود کنده شوند. پاکسازی این دستگاه ها با گردش سود سوزآور یا سدیم دیتیونیت انجام می شود.
• چنانچه قسمتی از دستگاه به دلیل گیر افتادن و چسبیدن پارچه زبر و برجسته شده باشد؛ تعیین دقیق محل آن بسیار دشوار است.
• حرکت شدید محلول رنگ ممکن است باعث ایجاد کف زیادی شود.
• نیروی جت ممکن است به پارچه های ظریف آسیب برساند.
• نمونه برداری از پارچه رنگ شده در حین رنگرزی مشکل است.
• پارچه هایی که از نخ های ریسیده شده با الیاف استیپل ساخته می شوند؛ ممکن است به دلیل ساییدگی در خلال رنگرزی کاملاً کرکی شوند.

امیدوارم توانسته باشیم شما را تا حد زیادی با انواع ماشین های رنگرزی آشنا کنیم. آشنایی با این دستگاه ها برای کسانیکه در حرفه نساجی فعالیت می کنند، لازم و ضروری است.