CN101407984B - 用于微胶囊分散染料无助剂免水洗染色的动态萃取机 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种动态的染料微胶囊萃取机。本装置与普通染色机并联匹配使用，组成一个特殊的染色系统，对涤纶等纤维实施微胶囊染料无助剂免水洗染色，达到清洁染色的目的。本发明通过动态的过滤方式，在萃取的同时对滤饼进行动态清除，以保证染料微胶囊的均匀混合，使固液两相充分接触，从而提高了萃取效率并稳定了萃取机的工作流量。本发明用于微胶囊染料拼色染色时，可显著提高产品质量和生产效率。
Description
技术领域
本发明属于轻化工领域，具体地说是一种用于微胶囊分散染料无助剂免水洗染色系统的动态萃取机，是一种清洁染色装置。
背景技术
目前分散染料的染色仍然为在助剂作用下的水系介质染色，即借助于助剂把染料稳定地分散于水中，采用100～130℃高温染色，染色后再经水洗、皂洗还原清洗等把织物表面浮色洗去，以达到预定的牢度要求。为了节水，人们采用小浴比染色，但水洗工艺必不可少。每染一吨织物水洗用水约为80～120吨，产生的废水严重污染。为了保护环境，人们采用种种技术手段提高处理水质量，但处理费用昂贵，还伴有次级污染，企业难以负担。
中国专利03116244.4公开了一种特殊的微胶囊化分散染料，利用该种微胶囊的缓释与隔离作用，在普通的高温高压染色设备上，采用通常的染色条件，实现了无助剂的清洁染色。该专利发明人又于2004年发明了一种免除水洗的分散染料染色的方法，中国专利号200410056220.9。该方法的实现过程是，采用分散染料微胶囊染色方法完成染色后，在断绝染料供应和无助剂的条件下，继续在水中对织物高温处理5至20分钟，使吸附在织物表面的染料全部进入织物纤维内部，免除了水洗，从而可节约大量的水洗用水和热能。
2006年中国专利200610147479.7又公开了一种用于微胶囊无助剂免水洗染色工艺和设备，被染织物在仅含有溶解状态的分散染料水溶液中染色，含有分散染料的微胶囊被置于萃取机中，染色机中的染色液通过泵和管路进入萃取机中，萃取机分离微胶囊，将微胶囊中的部分染料溶解在染液中，再输入染色机。该发明专利还包括实现该工艺的一个染色装置，该装置由常规的染色机和萃取机通过一组管路和阀门组成。该机在单一染料微胶囊染色时，能发挥满意的作用。
在产业化应用研究中发现，堆积在萃取机过滤介质上的滤饼，其堆积形态的变化，造成了萃取机工作回路的流量，以及染液中不同颜色染料的浓度变化。并且，由于滤饼的可压缩性，以及拼色时所用不同颜色染料微胶囊之间的比重和粒径分布的差异，造成染料微胶囊分布和染料释放不均匀。因此原装置在拼色染色时，容易造成较大的颜色偏差和批差。为此，对该染色装置进行了重大改进，并形成了本发明。
发明内容
本发明的目的是对微胶囊染料无助剂免水洗染色装置中的静态萃取机改进为动态组合萃取机，提高系统中各种微胶囊的萃取均一性，使之适用微胶囊染料拼色染色的要求。
本发明的工艺原理表述如下：
微胶囊染料染色所用的微胶囊分散染料，为粒径数十微米的固体颗粒，它具有足够的强度和耐热性能，在染色过程中不变形，不破裂；同时它又具有可渗透性和缓释性，水和染料分子可以通过胶囊壁。在高温和水介质的作用下，萃取机内微胶囊中的染料被逐渐溶解，扩散作用使溶解的染料分子透过胶囊壁，进入染液，再进入染色机，使织物上色。
在染色过程中，通过微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机经很短的时间间隔自动地将过滤网上堆积的滤饼清除，清除下来的微胶囊染料经过或不经过混合器(M)与液体重新混合，再次通过滤网，如此反复进行，使每个颜色组份的微胶囊有均等的机会与染液充分接触。
本发明的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，是由动态清除过滤机及一组控制流量和流向的阀门，通过管道连接或不连接泵和连接或不连接混合器组成，连续地或间歇地执行此过程：所述的动态清除过滤是通过动态清除作用将堆积在过滤介质上的染料微胶囊清除下来，清除下来的微胶囊与水重新混合并通过过滤介质，再次形成滤饼，如此反复进行。
本发明的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机中的动态清除过滤机(F)可以由下述三种：1，所述动态清除过滤机(F)由2～10过滤器单元，通过一组管路与控制流向的阀门组成的过滤器阵列，该阵列中一个或多个过滤器单元执行清除过程的同时其余过滤器单元执行过滤任务，从执行清除过程的过滤器单元排出的微胶囊颗粒经过混合器与水混合后，被输入到其余的过滤器单元，过滤器单元如此轮换地执行清除和过滤过程。2，所述动态清除过滤机是自动反冲洗过滤机或自清洁式过滤单元，从该过滤单元清除排出的微胶囊颗粒通过管路和泵，经过或不经过混合器，重新被输入该动态过滤机中。3，所述动态清除过滤机是水平叶片过滤单元，其过滤网叶片连续或间歇地旋转时，叶片上的染料微胶囊滤饼被清除，并与过滤机内的水就地混合。
采用本发明的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，通常工作流量为1～100m3/h，最高工作温度150℃，最高工作压力0.5MPa，过滤介质精度5～50μm。
采用本发明的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机时，在整个染色过程中，工作回路的流量是基本稳定的，试验表明，回路中小于10％的，有规律的流量波动是允许的。
附图说明
图1含管式过滤器阵列单元的萃取机的微胶囊分散染料染色系统的结构图；
图2含有自动清洗过滤单元的萃取机的微胶囊分散染料染色系统的结构图；
图3是水平叶片过滤单元的萃取机的微胶囊分散染料染色系统的结构图。
符号说明
附图中，D-染色机，E-萃取机，F-动态过滤机，P-清洁泵，M-混合器，Al～An-管式过滤单元，Z-自动反冲洗过滤单元或自清洁式过滤单元，S-水平叶片过滤单元。
具体实施方式
以下实施例有助于进一步理解本发明，但不限定本发明的内容。
实施例采用的萃取机，有多种结构。为便于理解，给出附图1、附图2、附图3三个方案，但本发明所保护的范围并不限于这三种方案。
不同结构的萃取机，其工作流量由染色工艺的要求决定的，根据染料的用量和织物重量，萃取机的流量一般为1～100m3/h。工作温度和压力根据染色工艺要求，由染色机控制。
实施例1：管式过滤器阵列方案
微胶囊分散染料染色系统的结构如图1，其中萃取机(E)由过滤机(F)和混合器(M)组合而成，其中过滤机(F)由数台直管型网式过滤器单元A1～An通过一组阀门和管道构成。染色前将微胶囊染料放置在混合器(M)中。染色时，在阀门的控制下，染色机(D)内的部分染液经管道1和2进入过滤器单元A1，染液冲洗A1中的滤网，形成混合液，经A1的排污口及管道3入混合器(M)，混合液出混合器(M)经管道4和5分别进入其余的过滤器单元A2～An。混合液在此过程中完成传质，经过滤单元A2～An分离，滤液由滤后出口及管道6汇入管道7，再经管道7进入染色机(D)。
如此工作一定时间后，一般1分钟左右，过滤器单元A1被冲洗干净，同时过滤器单元A2～An的滤网上形成了滤饼堆积。此时，通过阀门控制，对过滤器单元A2进行冲洗，而其余的过滤器单元A1、A3～An承担过滤任务。如此轮流冲洗，可使滤饼不能长时间堆积与压缩，微胶囊染料与水充分接触，萃取机工作流量波动小于10％。
实施例2：自动清洗过滤机方案
微胶囊分散染料染色系统的结构如图2，其中的萃取机(E)由过滤机(F)、清洁泵(P)和混合器(M)组合而成，其中过滤机(F)使用一台市售的AF-202型全自动清洗网式过滤机(Z)作为动态过滤单元。染色前，将微胶囊染料放置在混合器(M)中；染色时，染色机(D)内的部分染液经管道8进入混合器(M)，混合液经管道9进过滤机(Z)，分离后的滤液经管道10进入染色机(D)；在此染色过程中，自动滤网清洁装置11在马达的驱动下作旋转和上下运动，使吸嘴扫描整个滤网表面，在泵P的驱动下滤网上堆积的染料微胶囊被吸嘴清除，这些染料微胶囊经管道12进入混合器(M)，再次与染液混合。
实施例3：水平叶片过滤机方案
微胶囊分散染料染色系统的结构如图3，萃取机(E)采用一台市售的SBL-2型水平叶片过滤机(S)，过滤精度20微米，额定的最高工作压力0.4MPa，最高工作温度150℃。该过滤机的过滤介质为多层水平放置的金属过滤网叶片组15。
用水平叶片过滤机(S)实施微胶囊染色的操作流程是：在染色前，先将微胶囊分散染料与水混合后，经容器口13输入过滤机(S)；染色时，染色机内的部分染液经管道14进入过滤机(S)，与S内部的微胶囊混合，经叶片组15分离后，澄清的染液经管道16进入染色机；在此染色过程中，定时启动叶片旋转，堆积在过滤网叶片组15表面的微胶囊受切向力的作用，从过滤网叶片组15脱离，留在过滤机(S)容器内，从而避免紧密滤饼的形成，保证了微胶囊染料与染液的充分混合。
Claims (5)
1.一种微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，其特征是该萃取机由动态清除过滤机及一组控制流量和流向的阀门，通过管道连接或不连接泵和连接或不连接混合器组成；所述的动态清除过滤机为过滤器阵列、自动反冲洗过滤机、自清洁式过滤机或水平叶片过滤机，通过动态清除作用将堆积在过滤介质上的染料微胶囊清除下来，清除下来的微胶囊与水重新混合并通过过滤介质，再次形成滤饼，如此反复进行；所述的过滤介质为滤网。
2.如权利要求1所述的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，其特征是所述过滤器阵列由2～10过滤器单元、通过一组管路与控制流向的阀门组成的过滤器阵列，该阵列中一个或多个过滤器单元执行清除过程的同时其余过滤器单元执行过滤任务，从执行清除过程的过滤器单元排出的微胶囊颗粒经过混合器与水混合后，被输入到其余的过滤器单元，过滤器单元如此轮换地执行清除和过滤过程。
3.如权利要求1所述的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，其特征是所述的自动反冲洗过滤机或自清洁式过滤机，从该过滤单元清除排出的微胶囊颗粒通过管路和泵，经过或不经过混合器，重新被输入该动态过滤机中。
4.如权利要求1所述的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，其特征是所述的水平叶片过滤机为水平叶片过滤单元，其过滤网叶片连续或间歇地旋转时，叶片上的染料微胶囊滤饼被清除，并与过滤机内的水就地混合。
5.如权利要求1、2、3或4所述的微胶囊分散染料无助剂免水洗染色用萃取机，其特征是工作流量为1～100m3/h，最高工作温度150℃，最高工作压力0.5MPa，过滤介质精度5～50μm。
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