專利名稱：一種智能化染色機(jī)處方控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高活性染料利用率的方法，尤其涉及一種智能化染色機(jī)的處方控制方法。
背景技術(shù)：
活性染料色譜齊全，使用方便 ，濕牢度好，價(jià)格適中，是用于棉和各種天然或人造纖維素纖維織物染色的最常用的染料。為使活性染料染后的織物有高的水洗牢度，活性染料設(shè)計(jì)成對(duì)棉親和力較低。使用活性染料染時(shí)，特別是染黑色及深濃色，染浴中需加入大量的鹽來促染，以使染料得以充分利用。因此在其它染色條件不變的情況下，可控制染色深度的因素有二個(gè)，染料用量和染浴中的鹽濃度。要染著一定的深度，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，染浴中鹽的用量通常要達(dá)到100克/升或更多，所染的顏色越深，鹽用量越大。如果按染浴對(duì)織物的浴比為10 I計(jì)，100克/升的鹽用量意味著染一噸布就要用去I噸鹽。由于活性染料的固色率有限(約為70%)，染色殘?jiān)≈泻邢喈?dāng)量的水解染料，難以回收重復(fù)使用，在現(xiàn)有技術(shù)中，活性染色后的染色殘?jiān)〈蠖喽急恢苯优欧诺袅?。將大量的鹽投入染浴，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，也會(huì)嚴(yán)重影響污水處理系統(tǒng)的使用壽命。事實(shí)上，盲目地將大量的鹽投入染浴，對(duì)染料利用率的影響有限，并不能大幅提高染料利用率。而且，在染浴中使用大量的染浴鹽也會(huì)大幅增加染色過程中的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種智能化染色機(jī)的處方控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的布料染色過程中用鹽量過多、生產(chǎn)成本過高、排污難度大、易污染環(huán)境等諸多問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，包括如下步驟(I)進(jìn)行兩次以上的染色實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)染浴溶液中染料濃度、染浴鹽濃度的數(shù)值，依次記錄染料濃度、染浴鹽濃度變化的數(shù)值，并記錄與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染色深度的數(shù)值；(2)制取所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系圖；(3)將步驟⑵中所述關(guān)系圖的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBLCURVE軟件，以所述染料濃度、所述染浴鹽濃度為自變量，以所述染色深度為因變量進(jìn)行回歸計(jì)算，用非線性回歸方法求得所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系函數(shù)為K/S = f([D]，[S]);其中，Κ/S為染色深度，[D]為染料濃度，[S]為染浴鹽濃度；(4)確定染色深度Κ/S為一定值，調(diào)節(jié)染浴鹽濃度，記錄染浴鹽濃度變化的數(shù)值以及與所述染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染料濃度的數(shù)值；(5)計(jì)算染一噸布所需要的染料量、染浴鹽量；所述染料量、染浴鹽量與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系函數(shù)為M = [D]Xff ；N= [S] XW;其中，M為所述染料量，N為所述染浴鹽量，[D]為所述染料濃度，[S]為所述染浴鹽濃度，W為所述染浴溶液質(zhì)量；
(6)根據(jù)所述染料、染浴鹽的市價(jià)計(jì)算染一噸布的生產(chǎn)成本；所述生產(chǎn)成本與所述染料量、染浴鹽量的關(guān)系函數(shù)為G = PXM+QXN ;其中，G為染一噸布的生產(chǎn)成本，P為染料市價(jià)，Q為染浴鹽市價(jià)，M為所述染料量，N為所述染浴鹽量；(7)當(dāng)染浴鹽濃度為100克/升時(shí)，計(jì)算出染一噸布的生產(chǎn)成本，并以此成本為標(biāo)準(zhǔn)成本計(jì)算生產(chǎn)成本凈差值;A = G-H ;其中，A為所述生產(chǎn)成本凈差值，G為步驟(6)所述生產(chǎn)成本，H為所述標(biāo)準(zhǔn)成本；(8)制作在不同染浴鹽濃度下，步驟(7)所述生產(chǎn)成本凈差值與染料市價(jià)的關(guān)系圖，由此圖可以根據(jù)染料的市價(jià)選出生產(chǎn)成本最低時(shí)的染浴鹽濃度；(9)計(jì)算與步驟(8)中染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染料濃度。其中，步驟(I)所述的染色實(shí)驗(yàn)，包括如下步驟，(101)調(diào)節(jié)并記錄染液中的染料濃度[D]和染浴鹽濃度[S]；(102)將織物樣品置于染液中；(103)以1_3°C /分鐘的速率將染液溫度由室溫升至50_80°C的染色溫度，在升溫過程中，浴比不變，PH值不變；(104)將織物樣品染色，將染液溫度維持在50_80°C的染色溫度，染色時(shí)間持續(xù)30-90分鐘，在染色過程中，浴比不變，pH值不變；(105)從所述染液中取出織物樣品，用洗衣機(jī)將織物樣品按AATCC-124標(biāo)準(zhǔn)方法洗漆;(106)從所述洗衣機(jī)中取出織物樣品，并將織物樣品烘干；(107)用測(cè)色儀來測(cè)試所述烘干的織物樣品在最大吸收波長(zhǎng)處的染色深度K/S值，記錄織物樣品的染色深度。進(jìn)一步地，所述染料濃度[D]的調(diào)節(jié)范圍為1-10% owf，所述染浴鹽濃度[S]的調(diào)節(jié)范圍為40-100克/升。進(jìn)一步地，所述浴比為10 1，即所述染浴溶液質(zhì)量與布料質(zhì)量的比為10 I。進(jìn)一步地，所述織物樣品為10克純棉精煉漂白機(jī)織平紋布。進(jìn)一步地，所述染浴鹽為水溶性的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鈣鹽、鎂鹽。進(jìn)一步地，所述染浴鹽為硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氯化鉀、硫酸鉀、氯化銨、醋酸銨、氯化鈣、氯化鎂中的任一種。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，提出一種智能化染色機(jī)的處方控制方法，在染色過程中根據(jù)所需的染色深度和染料價(jià)格來選擇合理的染浴鹽濃度和染料濃度，使染料的利用率達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)，有效減少了染浴鹽的浪費(fèi)，有效降低了生產(chǎn)成本。


圖I為活性艷紅KE-3B，活性艷藍(lán)KN-R，和活性黑KN-B染后織物試樣的染色深度κ/s光譜曲線圖；圖2為從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得的染色深度Sum Κ/S與活性黑KN-B染料濃度[S]和硫酸鈉濃度[D]的關(guān)系曲線圖；
圖3為用公式⑴計(jì)算出的染色深度Sum K/Scal與活性黑KN-B染料濃度[S]和硫Ife納濃度[D]的關(guān)系曲線圖4為用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S為316時(shí)，染色節(jié)約成本與染料價(jià)格、硫酸鈉濃度的關(guān)系曲線圖；圖5為用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S為449時(shí)，染色節(jié)約成本與染料價(jià)格、硫酸鈉濃度的關(guān)系曲線圖；圖6為從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得的染色深度Sum Κ/S與活性黑KN-B染料濃度[S]和氯化鈉濃度[D]的關(guān)系曲線圖；
圖7為用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S為405時(shí)，染色節(jié)約成本與染料價(jià)格、氯化鈉濃度的關(guān)系曲線圖；圖8為從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得的染色深度Κ/S與活性艷藍(lán)KN-R染料濃度[S]和硫酸鈉濃度[D]的關(guān)系曲線圖；圖9為用活性艷藍(lán)KN-R染料染棉且染色深度Κ/S為8. 9時(shí)，染色節(jié)約成本與染料價(jià)格、硫酸鈉濃度的關(guān)系曲線圖；圖10為從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得的染色深度Κ/S與活性艷紅KE-3B染料濃度[S]和硫酸鈉濃度[D]的關(guān)系曲線圖；圖11為用活性艷紅KE-3B染料染棉且染色深度Κ/S為14. 7時(shí)，染色節(jié)約成本與染料價(jià)格、硫酸鈉濃度的關(guān)系曲線圖。圖12為染料濃度為活性黑KN-B(3-10% owf)且染浴鹽濃度為硫酸鈉(40-100克/升)時(shí)，染棉布的實(shí)際染色深度Sum Κ/S和使用公式(I)計(jì)算出的染色深度Sum K/S cal的數(shù)據(jù)對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I :活性黑KN-B對(duì)純棉精煉漂白機(jī)織平紋布(154克/平方米)進(jìn)行染色，以硫酸鈉促染。一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，包括如下步驟(I)進(jìn)行兩次以上的染色實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)染浴溶液中染料濃度、染浴鹽濃度的數(shù)值，依次記錄染料濃度、染浴鹽濃度變化的數(shù)值，并記錄與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染色深度的數(shù)值。以染料對(duì)純棉精煉漂白機(jī)織平紋布(154克/平方米)進(jìn)行染色，染色設(shè)備為Atla[S] Laun [D]er-0meter皂洗牢度試驗(yàn)機(jī)。染色工藝處方為染料選用活性黑KN-B，染料濃度為3-10% (owf)，染浴鹽為硫酸鈉，染浴鹽濃度為硫酸鈉40-100克/升。步驟(I)所述的染色實(shí)驗(yàn)，包括如下步驟，(101)調(diào)節(jié)并記錄染液中的染料濃度和染浴鹽濃度。其中，染料濃度為3-10% (owf);染浴鹽濃度為硫酸鈉40-100克/升。(102)將織物樣品置于染液中。取10克純棉精煉漂白機(jī)織平紋布織物樣品，置于染液中。(103)以2V /分鐘的速率將染液溫度由室溫升至60°C的染色溫度，在升溫過程中，浴比不變，PH值不變。
(104)將織物樣品染色，將染液溫度維持在60°C的染色溫度，染色時(shí)間持續(xù)60分鐘，在染色過程中，浴比不變，PH值不變。(105)從所述染液中取出織 物樣品，用洗衣機(jī)將織物樣品按AATCC-124標(biāo)準(zhǔn)方法洗漆。(106)從所述洗衣機(jī)中取出織物樣品，并將織物樣品烘干。(107)用測(cè)色儀來測(cè)試所述烘干的織物樣品在最大吸收波長(zhǎng)處的染色深度K/S值，記錄織物樣品的染色深度。進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)都重復(fù)上述步驟(101)-(107)，每次實(shí)驗(yàn)都記錄一組染料濃度值、染浴鹽濃度值、以及與染料濃度、染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染色深度Κ/s值，可以將每次實(shí)驗(yàn)得到的上述數(shù)據(jù)記錄在一張表上。(2)制取所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系圖。如圖I所示為活性艷紅KE-3B，活性艷藍(lán)KN-R，和活性黑KN-B三個(gè)染后織物試樣的Κ/s光譜曲線?；钚云G紅KE-3B的最大吸收波長(zhǎng)(λ max)為540nm，活性艷藍(lán)KN-R的λ max為610nm。活性黑KN-B的吸收峰很寬，因此采用將400_700nm的可見光光譜范圍內(nèi)，以IOnm為間隔的Κ/S值的總和(Sum K/S)作為其染色深度的指標(biāo)。(3)將步驟(2)中所述關(guān)系圖的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBLCURVE軟件，以所述染料濃度、所述染浴鹽濃度為自變量，以所述染色深度為因變量進(jìn)行回歸計(jì)算，用非線性回歸方法求得所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系函數(shù)為K/S = f([D]，[S]);其中，K/S為染色深度，[D]為染料濃度，[S]為染浴鹽濃度。圖2所示為從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中獲得的染色深度與活性黑KN-B染料濃度[S]和硫酸鈉濃度[D]的關(guān)系曲線圖。將圖2的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBLCURVE軟件，用非線性回歸到方法所求得的活性黑KN-B的染料用量，硫酸鈉用量和染色深度的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)進(jìn)行兩次以上的染色實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)染浴溶液中染料濃度、染浴鹽濃度的數(shù)值，依次記錄染料濃度、染浴鹽濃度變化的數(shù)值，并記錄與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染色深度的數(shù)值； (2)制取所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系圖； (3)將步驟(2)中所述關(guān)系圖的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBLCURVE軟件，以所述染料濃度、所述染浴鹽濃度為自變量，以所述染色深度為因變量進(jìn)行回歸計(jì)算，用非線性回歸方法求得所述染色深度與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系函數(shù)為K/S = f([D], [S]);其中，Κ/S為染色深度，[D]為染料濃度，[S]為染浴鹽濃度； (4)確定染色深度Κ/S為一定值，調(diào)節(jié)染浴鹽濃度，記錄染浴鹽濃度變化的數(shù)值以及與所述染浴鹽濃度對(duì)應(yīng)的染料濃度的數(shù)值； (5)計(jì)算染一噸布所需要的染料量、染浴鹽量；所述染料量、染浴鹽量與所述染料濃度、所述染浴鹽濃度的關(guān)系函數(shù)為M = [D]Xff ；N= [S] XW;其中，M為所述染料量，N為所述染浴鹽量，[D]為所述染料濃度，[S]為所述染浴鹽濃度，W為所述染浴溶液質(zhì)量； (6)根據(jù)所述染料、染浴鹽的市價(jià)計(jì)算染一噸布的生產(chǎn)成本；所述生產(chǎn)成本與所述染料量、染浴鹽量的關(guān)系函數(shù)為G = PXM+QXN ;其中，G為染一噸布的生產(chǎn)成本，P為染料市價(jià)，Q為染浴鹽市價(jià)，M為所述染料量，N為所述染浴鹽量； (7)當(dāng)染浴鹽濃度為100克/升時(shí)，計(jì)算出染一噸布的生產(chǎn)成本，并以此成本為標(biāo)準(zhǔn)成本計(jì)算生產(chǎn)成本凈差值;A = G-H ;其中，A為所述生產(chǎn)成本凈差值，G為步驟(6)所述生產(chǎn)成本，H為所述標(biāo)準(zhǔn)成本； (8)制作在不同染浴鹽濃度下，步驟(7)所述生產(chǎn)成本凈差值與染料市價(jià)的關(guān)系圖，由此圖可以根據(jù)染料的市價(jià)選出生產(chǎn)成本最低時(shí)的染浴鹽濃度N ； (9)計(jì)算與步驟(8)中染浴鹽濃度N對(duì)應(yīng)的染料濃度[D]。
2.如權(quán)利要求I所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于步驟 (I)所述的染色實(shí)驗(yàn)，包括如下步驟， (101)調(diào)節(jié)并記錄染液中的染料濃度[D]和染浴鹽濃度[S]； (102)將織物樣品置于染液中； (103)以1_3°C/分鐘的速率將染液溫度由室溫升至50-80°C的染色溫度，在升溫過程中，浴比不變，PH值不變； (104)將織物樣品染色，將染液溫度維持在50-80°C的染色溫度，染色時(shí)間持續(xù)30-90分鐘，在染色過程中，浴比不變，pH值不變； (105)從所述染液中取出織物樣品，用洗衣機(jī)將織物樣品按AATCC-124標(biāo)準(zhǔn)方法洗滌； (106)從所述洗衣機(jī)中取出織物樣品，并將織物樣品烘干； (107)用測(cè)色儀來測(cè)試所述烘干的織物樣品在最大吸收波長(zhǎng)處的染色深度Κ/S值，記錄織物樣品的染色深度。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于 所述染料濃度[D]的調(diào)節(jié)范圍為1-10% owf，所述染浴鹽濃度[S]的調(diào)節(jié)范圍為40-100 克 / 升。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于所述浴比為10 1，即所述染浴溶液質(zhì)量與布料質(zhì)量的比為10 I。
5.如權(quán)利要求2所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于所述織物樣品為10克純棉精煉漂白機(jī)織平紋布。
6.如權(quán)利要求I或2所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于 所述染浴鹽為水溶性的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鈣鹽、鎂鹽。
7.如權(quán)利要求6所述的一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，其特征在于所述染浴鹽為硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氯化鉀、硫酸鉀、氯化銨、醋酸銨、氯化鈣、氯化鎂中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明為一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，涉及活性染料染色過程中求算成本最優(yōu)所需鹽用量的計(jì)量方法?；钚匀玖先旧珪r(shí)，要進(jìn)入大量的染浴鹽促進(jìn)染料上染纖維。但盲目提高鹽用量，不僅給污水處理造成困難，對(duì)染料的促染作用也是有限的，而且在染色成本上并不經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明提出一種智能化染色機(jī)處方控制的方法，通過有限實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)出以染料濃度和染浴鹽濃度為自變量，染色深度為因變量的經(jīng)驗(yàn)方程，從而可得出染一定染色深度所需的染料濃度和染浴鹽濃度的系列組合，然后根據(jù)染料的價(jià)格來計(jì)算出成本最低的組合即為最優(yōu)化處方，有效減少了染浴鹽的浪費(fèi)，有效降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)D06B23/24GK102619048SQ20121005575
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者李世琪 申請(qǐng)人:廣東德美精細(xì)化工股份有限公司