專利名稱:離心式紗線染色方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于紗線染色的技術(shù)領(lǐng)域和涉及使用活性染料的纖維素纖維紗線的連續(xù)染色方法及紗線染前染后處理方法。
本發(fā)明還提供實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)中紗線染色用的各種方法和設(shè)備都是已知的。
例如絞紗染色方法是已知的,其中從筒管上的紡紗輥釋放出來(lái)的和再繞在錐形筒管上的紗線在搖紗機(jī)上退繞,為的是獲得絞狀紗線。每一絞在不同點(diǎn)上手工連結(jié),每一絞的兩端結(jié)扎在一起。所得到的絞紗放在染色經(jīng)軸上,連結(jié)到滑架并傳輸?shù)饺旧b置。染色后,洗滌絞紗,在脫水器中脫除多余的水,然后通過(guò)以下方式干燥絞紗或者在熱空氣貫通循環(huán)式烘箱中干燥,或者讓它們連續(xù)通過(guò)干燥隧道。在這一干燥過(guò)程后,將絞紗再次放在卷繞裝置上,再繞在可用于針織或機(jī)織的錐形管上。
這一染色方法必須進(jìn)行許多的處理操作,導(dǎo)致較長(zhǎng)的工藝時(shí)間和導(dǎo)致較高的生產(chǎn)成本。
筒子紗染色方法也是已知的,其中從筒管上的紡紗輥釋放出來(lái)的紗線再繞到錐形或圓柱形筒管上,筒管的邊緣加壓弄圓,為的是能夠使染液隨后較好的循環(huán)至筒管的內(nèi)部。
根據(jù)這一實(shí)施方案,另一處理操作在于將筒管堆積在染色設(shè)備的材料支架的多孔柱上,在此之后將這一材料支架放入高壓釜中和染液通過(guò)泵加壓注射到高壓釜內(nèi)。在預(yù)定的時(shí)間之后,排除染液,將洗滌水注入高壓釜中。然后從高壓釜中取出支架,將筒管放入脫水器中除去多余的水。
在這一操作之后,筒管在干燥室內(nèi)分批干燥或在高頻烘箱中連續(xù)干燥。干燥后,紗線重新卷繞。
多余的水還可以借助稱作高速干燥器的裝置來(lái)去除,其中包括材料支架和筒管的裝置經(jīng)真空泵抽空,然后在高壓釜中借助于空氣或蒸汽增壓。在這種情況下,不需要附加的干燥處理。
與前述的方法一樣,這樣的筒子紗染色方法需要許多操作員干預(yù)并延續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,結(jié)果該方法的成本偏高。
另一方面,這些已知的的筒子紗染色方法或絞紗染色方法無(wú)法進(jìn)行室溫染色和無(wú)法生產(chǎn)出特殊的紗線,如絲光紗線。
而且,當(dāng)染纖維素纖維,植物纖維如棉、亞麻等,或化學(xué)纖維如醋酸纖維和粘膠纖維時(shí),已知的染色方法需要大量的水,即在200-300升/公斤染色的紗線的范圍內(nèi)。
消耗如此大量的水存在兩個(gè)缺點(diǎn)不僅增加消耗水的成本,而且在排放前需處理富含染料和殘留的化學(xué)助劑的水。
對(duì)于纖維素纖維所使用的染料,當(dāng)用于制備染液時(shí)它們需要添加大量的鹽,即在80-100克/升染液范圍內(nèi),其中有效利用率只有60%-70%,剩余的30%-40%的混合物被排放并代表了主要的污染源,需要對(duì)廢水進(jìn)行徹底的處理。
此外,當(dāng)以筒子紗形式和在較小程度上以絞紗形式染色時(shí),紗線的多個(gè)退饒和再繞操作對(duì)紗線產(chǎn)品的質(zhì)量有不利影響,包括一方面,損失重量;另一方面,損失紗線的韌度和伸長(zhǎng)。
特別是,上述染色方法的實(shí)驗(yàn)室小樣與染色大樣之間存在較大色差,需要操作人員的高超技術(shù)、豐富經(jīng)驗(yàn)和多次調(diào)整才能滿足要求。其主要原因是,小樣機(jī)不是染色機(jī)的組成部分,而是分開(kāi)的兩部機(jī)器,因而不可避免的造成工藝條件的差異。
本發(fā)明的目的是減少這些缺點(diǎn)。通過(guò)提供用于以纖維素纖維為基礎(chǔ)的紗線的連續(xù)染色方法和設(shè)備,該方法和設(shè)備既適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),同時(shí)也特別適應(yīng)最小規(guī)模的生產(chǎn),據(jù)此得以在獲得最佳染色效果的前提下大量節(jié)省染化料、水、能源、用工,同時(shí)簡(jiǎn)化工藝流程、減少設(shè)備種類、提高一次染準(zhǔn)率。
本發(fā)明提供的是與常規(guī)紗線染色方法完全不同的連續(xù)染色方法,該方法同樣能夠進(jìn)行紗線染前染后的處理,它包括以下步驟a)從筒紗退繞出來(lái)的紗線經(jīng)過(guò)給液裝置浸漬后,通過(guò)刮液裝置刮去紗線上多余的染液或其它溶液,實(shí)現(xiàn)紗線帶液量的初次分配;b)從刮液裝置通過(guò)的紗線被高速卷繞成筒紗,高速卷繞所形成的離心力使筒紗帶液量進(jìn)一步降低并均衡,實(shí)現(xiàn)紗線帶液量的二次分配;c)帶液量較低且均衡的筒紗進(jìn)行冷堆或熱處理,用以固定染料,或進(jìn)行其它處理。
本發(fā)明巧妙的利用了筒紗卷繞所產(chǎn)生的離心力,它的作用首先在于脫除多余的染液或其它溶液,在脫除過(guò)程中多余的染液或其它溶液在離心力的作用下由內(nèi)層紗線向外層紗線運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到染液或其它溶液的離心力和紗線的吸附力平衡為止,因而浸漬卷繞過(guò)程也是染液或其它溶液在紗線上的均衡分配過(guò)程。
該方法與已知技術(shù)相比,其突出特征是同時(shí)實(shí)現(xiàn)了紗線的絡(luò)筒、染液分配、脫水三項(xiàng)功能,大大簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程,減少了設(shè)備種類。特別是,紗線染色浴比由現(xiàn)有技術(shù)的1∶10左右降至1∶1左右,是一種清潔染色工藝。
該方法通過(guò)一設(shè)備來(lái)實(shí)施(見(jiàn)附圖
),該設(shè)備主要包括連續(xù)高速退繞紗線、包括一個(gè)或多個(gè)支架的裝置(1),用一種或多種染液或其它溶液浸漬退繞紗線的給液裝置(2),浸漬后的紗線通道上的刮液裝置(3),將處理過(guò)的紗線再繞、包括一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)或被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的筒紗卷繞裝置(4),和染液或其它溶液補(bǔ)給裝置(5)。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備,包括染色、漂白、絲光、水洗等紗線的退繞和再繞的處理速率范圍是100米/分-1200米/分之間,優(yōu)選是在500米/分-1000米/分之間。
在染液中使用的是活性染料,它們適合于染纖維素材料,染液中染料的量可以為滿足所需要的顏色濃度在大范圍內(nèi)變化,但上限不應(yīng)超過(guò)100克/升,優(yōu)選5克/升-70克/升。
根據(jù)本發(fā)明所使用的染液能夠含有一種或幾種染料。
用于固定活性染料的堿性試劑,優(yōu)選使用氫氧化鈉和硅酸鈉的水溶性混合物。
除了染料和堿性試劑以外,染液還可以含有其它普通的添加劑,例如潤(rùn)濕劑,增溶劑,滲透促進(jìn)劑,電解質(zhì),例如氯化鈉或硫酸鈉,和配合劑如尿素或甘油。
在染料和堿性試劑吸附之后,通過(guò)熱方法或通過(guò)低溫方法將染料固定在基于纖維素纖維的紗線上。
如果通過(guò)加熱進(jìn)行固色,使用蒸汽或保持在較高的溫度下或絕熱方法是可行的。
纖維素纖維紗線的實(shí)例包括未漂白棉紗,漂白棉紗和絲光棉紗。它們可以由本發(fā)明的方法進(jìn)行染色,而無(wú)需預(yù)先洗滌。基于纖維素的混紡紗,例如棉/聚酰胺混紡紗或尤其棉/聚酯混紡紗也是合適的。合適的紗線還包括粘膠材料,例如Tencel或Lyocell,和與棉的相應(yīng)的混紡纖維,例如棉/Lycra(聚氨酯彈性體)。
浸漬裝置包括一種或多種染液,其中在紗線通過(guò)的過(guò)程中浸漬紗線。在離開(kāi)該裝置之后,紗線進(jìn)入刮液裝置,刮液裝置擋住多余的染液,實(shí)現(xiàn)染液在紗線上的初次分配并使紗線帶液量較高。
在緊隨其后的卷繞過(guò)程中,由于離心力的作用使存在于紗線上的染液進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)入構(gòu)成這一紗線的纖維的內(nèi)部,并使染液的離心力與紗線的吸附力平衡和甩出多余的染液。這一過(guò)程是關(guān)鍵過(guò)程,它保證了染液在紗線上均勻分配。
在實(shí)際操作中,卷繞后的筒紗加速空轉(zhuǎn)例如5分鐘是可行的,它更有助于染液在紗線上均勻分配。
染液的主要組分,即活性染料和堿性試劑(它們?cè)谒芤褐?,能夠裝在單獨(dú)的容器中。將該染料和堿性試劑各自裝在單獨(dú)的容器中可確保染液的高穩(wěn)定性(因?yàn)閴A性試劑引起水解)。
在染液以混合物形式施用時(shí),即活性染料和堿性試劑存在于水溶液中時(shí),可以將兩溶液裝在單獨(dú)的貯存罐中和在施用前的中間的緩沖貯存罐中混合它們。以這種方式,只有少量的染液隨著時(shí)間的推移受水解的影響并能夠除去或置換(如果需要的話),尤其在染色循環(huán)長(zhǎng)期停滯時(shí)。
浸漬溫度在10-95℃范圍內(nèi)都是可行的,當(dāng)進(jìn)行這一處理時(shí),在浸漬過(guò)程中不僅待浸漬的紗線的溫度,而且染液的溫度對(duì)應(yīng)于上述溫度中的一種。較好的是浸漬在室溫下進(jìn)行,例如在15-40℃下,這使得在浸漬步驟前和尤其在浸漬步驟中完全不需要使用加熱裝置。
在浸漬卷繞成筒紗之后,優(yōu)選使用紗線在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中室溫貯存的方法。在貯存過(guò)程中,吸附在紗線上的染料會(huì)擴(kuò)散到紗線的纖維中上染和固定。相對(duì)于著色物質(zhì)而言,固色度在大約在80-95%之間。室溫貯存的時(shí)間主要取決于所使用的染料種類,并可在6-24小時(shí)之間大范圍內(nèi)變化。在范圍內(nèi),優(yōu)選12-14小時(shí)。若在室溫范圍內(nèi)保持恒溫那將是最理想的。
在高溫下的相應(yīng)的固色處理也是可行的,其中通過(guò)在含有浸漬過(guò)的筒紗的貯存裝置中,在40-100℃的溫度范圍內(nèi),優(yōu)選在60-70℃的溫度下貯存,將染料固定在纖維素纖維紗線上。這一處理的時(shí)間取決于所使用的染料并可在大范圍內(nèi)變化。這一處理的時(shí)間是最多3小時(shí),優(yōu)選1-2小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明,設(shè)備的組合例如用于卷繞的錠子的多少取決于預(yù)定的要求或預(yù)定的生產(chǎn)速率。
紗線離開(kāi)貯存裝置之后需進(jìn)行水洗處理,方法是將筒紗放入給液裝置中,高位加入含有洗滌劑的熱水,浸沒(méi)筒紗,利用熱水浸泡和紗線退繞所產(chǎn)生的紗線與熱水的摩擦力,并依據(jù)上述染色方法在退繞過(guò)程中洗滌和脫水。洗滌和脫水可進(jìn)行一次或數(shù)次。洗滌溫度例如在60-80℃之間,可用含有一種或幾種洗滌劑的溶液處理紗線。
筒紗干燥可采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行,如微波干燥、紅外干燥或熱風(fēng)干燥等。
不言而喻,本發(fā)明提供的方法和設(shè)備除能進(jìn)行如上所述的紗線的染色和水洗外,同樣能夠進(jìn)行紗線的漂白、絲光和涂料染色以及符合本發(fā)明原理的其它種類的紗線處理。
紗線的漂白在本方法和設(shè)備的基礎(chǔ)上,完全可以利用現(xiàn)有公知的冷軋堆坯布漂白配方和堆置時(shí)間要求。
紗線的絲光在本方法和設(shè)備的基礎(chǔ)上,可以相應(yīng)降低燒堿含量,進(jìn)行冷絲光和熱絲光。推薦燒堿濃度是18-20%。
涂料染色的熱處理推薦使用微波法,使干燥和熱處理一步完成。
通過(guò)本發(fā)明,能夠用活性染料高速地(即大約500m/min或更高)連續(xù)染一根或多根纖維素纖維紡織紗線,同時(shí)大大節(jié)約染料,即顯著地減少染料排放到洗滌水中,以及顯著節(jié)約能量和減少水的消耗。
通過(guò)本發(fā)明,能夠用同樣的設(shè)備完成諸如紗線的漂白、絲光、染色、水洗、涂料染色以及符合本發(fā)明原理的其它種類的紗線處理。即顯著地節(jié)約設(shè)備投資、顯著地簡(jiǎn)化設(shè)備操作和維修、顯著的簡(jiǎn)化工藝流程、顯著地適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)方式。
通過(guò)本發(fā)明,能夠提高染色準(zhǔn)確率,因?yàn)楸景l(fā)明獨(dú)特之處其中在于可以在大生產(chǎn)的機(jī)器上打小樣,從根本上保證了工藝條件的一致性。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備與現(xiàn)有的染色設(shè)備相比,顯著減少了設(shè)備的空間需要。
結(jié)果,與普通已知的染色方法和現(xiàn)有的設(shè)備相比,進(jìn)行本發(fā)明方法的總體成本降低,功能增加。
權(quán)利要求
1.一種用于纖維素纖維的連續(xù)的紗線染色方法和與此相關(guān)的紗線處理方法,步驟如下a)從筒紗中退繞出來(lái)的紗線經(jīng)過(guò)給液裝置浸漬后,通過(guò)刮液裝置刮去紗線上多余的染液或其它溶液,實(shí)現(xiàn)紗線帶液量的初次分配;b)從刮液裝置通過(guò)的紗線被高速卷繞成筒紗,高速卷繞所形成的離心力使筒紗帶液量進(jìn)一步降低并均衡,實(shí)現(xiàn)紗線帶液量的二次分配;c)帶液量較低且均衡的筒紗進(jìn)行冷堆或熱處理,用以固定染料,或進(jìn)行其它反應(yīng),或烘干。
2.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,其中紗線浸漬含有最高不超過(guò)100克/升,優(yōu)選5克/升-70克/升的活性染料和堿劑的水溶液。
3.一種根據(jù)權(quán)力要求1和2的方法,其中帶液量較低且均衡的筒紗,于室溫下貯存6至24小時(shí),優(yōu)選12-14小時(shí),進(jìn)行冷堆固色。
4.一種根據(jù)權(quán)力要求1和2的方法,其中帶液量較低且均衡的筒紗,通過(guò)使用蒸汽或保持在高溫下的熱方法進(jìn)行固色。
5.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,其中用于紗線冷堆漂白。
6.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,其中用于紗線絲光。
7.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,其中用于紗線涂料染色。
8.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,其中用于紗線水洗后的脫水。
9.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法,和2、5、6、7項(xiàng)中任何一項(xiàng)方法,其中紗線浸漬是在10至95℃,優(yōu)選20-40℃的溫度下進(jìn)行。
10.一種根據(jù)權(quán)力要求1的方法和2、5、6、7、8中任何一項(xiàng)的方法,其中紗線的退繞、再繞的處理速度是100米/分-1200米/分,優(yōu)選是500米/分-1000米/分。
11.一種用來(lái)實(shí)施權(quán)力要求1的設(shè)備,它主要包括從一個(gè)或多個(gè)支架連續(xù)高速退繞紗線的裝置;用一種或幾種單獨(dú)使用的或以混合物使用的染液或其它溶液浸漬退繞紗線的裝置;浸漬后的紗線通道上的刮液裝置;紗線再繞、包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)錠子的裝置;染液或其它溶液補(bǔ)給裝置。
全文摘要
離心式紗線染色方法和設(shè)備,是將紗線(1)經(jīng)過(guò)給液裝置(2)浸漬后,通過(guò)刮液裝置(3)刮去紗線上多余的染液,再高速卷繞成筒紗(4)。高速卷繞所形成的離心力使筒紗帶液量進(jìn)一步降低并均衡,帶液量較低且均衡的筒紗進(jìn)行冷堆或熱處理。本方法還能進(jìn)行紗線的前處理、絲光、水洗和涂料染色等。本方法和設(shè)備可以顯著降低染色成本,減少污水排放,提高染色質(zhì)量。
文檔編號(hào)D06B3/04GK1523158SQ0311105
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月23日
發(fā)明者邢健, 邢 健 申請(qǐng)人:營(yíng)口中基紡織有限公司