CN101883888A - 用泡沫染料对纺织品基材进行染色的设备 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用多个施加器对纺织品基材进行染色的设备，每个所述施加器施加的总染料量逐渐增加。在一种形式中，隐色态的还原的靛蓝染料在惰性气氛中被施加，所述惰性气氛与氧化物质是大体上隔离的。在另一种形式中，所述泡沫状染料在通往大气的情况下被施加。在这两种形式中，压紧辊或倒置施加器在减少的深度下被设置在施加器之间，从而使当基材在相继设置的施加器面上行进时，拉伸程度的增加降至最低限度。

Description

用泡沫染料对纺织品基材进行染色的设备

技术领域

本申请是待审的美国专利申请No.11/805,893的部分继续申请，该申请的申请日为2007年5月25日，公开日为2007年11月22日，公开号为No.2007-0266505-A1，该专利申请为美国专利申请No.10/833,450的部分继续申请，该申请的申请日为2004年4月28日，公开日为2005年11月3日，公开号为No.2005-0241078-A1，该申请现在已被放弃。

背景技术

本发明涉及一种用泡沫染料对纺织品基材进行染色的设备。在一种形式中，本发明涉及一种用还原的隐色态染料对包含纤维素纤维的纺织品基材进行染色的设备，用惰性气体对所述还原的隐色态染料进行发泡并在惰性气氛中将处于隐色泡沫状态下的染料施加到纺织品基材上且随后在所述纺织品基材上对所述染料进行氧化以便将靛蓝染料附固到纺织品基材的纤维素纤维上。在另一种形式中，本发明涉及用泡沫染料对纺织物基材进行染色，所述泡沫染料是通过多个间隔开来的施加器施加的，施加量逐渐增加。

用隐色态染料如靛蓝染料对纤维素纺织品材料如棉纱或织物进行染色的方式拥有广泛的市场，特别是对于粗斜纹布牛仔衣服制品，如牛仔裤而言更是如此。靛蓝染料在棉花上的坚牢度以及能够获得的深色或颜色深浅使得染有靛蓝染料的织物成为了非常受欢迎的产品。然而，用靛蓝染料对纤维素纺织品材料进行染色是一种复杂的、综合的且昂贵的过程，这是因为自然状态下的靛蓝染料无法附固到纤维素纤维上。为了使靛蓝染料能够附固到纤维素纤维上，有必要通过去除氧的方式对染料进行还原，例如通过使染料与含氢试剂(亚硫酸氢盐)或其它还原剂混合的方式对染料进行还原，从而使染料成为无色的隐色态材料。随后必须对染料进行处理以便将其保持在大体上隐色的状态下，直至其被施加到纤维素纺织品材料上。为了能够被施加，隐色态靛蓝染料必须足够稀释从而透入纤维素材料的空隙内。通常情况下，靛蓝染料是由供应器供应的膏状染料，所述染料例如处在40％的溶液中。随后必须用非氧化液体，如含氢苏打和苛性钠，将溶液进一步稀释为浓度例如为2％的溶液，从而保持染料的隐色状态以使其能够透入行进中的纺织品基材内，该基材被浸透在成缸的稀释的靛蓝染料中。由于要进行这种稀释，因此有必要使纺织品基材穿过一系列相继设置的靛蓝染缸，且使其在中间暴露于大气或其它氧化剂，从而对在前述浸没过程中施加的靛蓝染料进行颜色固定。为了获得所需的深色或颜色深浅，通常使用的染色区域具有介于4至8个之间的任何数量的染缸，该缸与介于缸之间的导辊串联布置以便确保缸之间的靛蓝被适当氧化。此外，缸中的染料必须在一个或多个罐中连续且迅速地进行再循环，还原的水或其它相似材料被添加到所述罐内并被调节以便移除被吸收在染缸中的氧并使任何氧化的靛蓝染料返回还原的隐色态。

现有技术中的靛蓝染色区域存在的一个突出问题是废染料和废水的丢弃问题。由于要设置多个缸且必须要用大量的染色液，因此在每次染色操作结束时，都有大量的染色液要被丢弃。这造成了不希望的大量花费和环境问题。

在美国专利No.4,613,335中披露了另一种现有技术的染色系统，所述专利于1986年9月23日授权给Hans-Ulrich Berendt等。该专利披露了一种用处在泡沫承载器中的还原的隐色态染料对包含纤维素的纺织品材料进行染色或印刷的过程。尽管该发明中提到了染色，但该发明主要涉及印刷，且并未披露将该基材设置在密封的惰性气氛中。相反，该基材在接近施加器时、在穿过施加器时以及在离开施加器时被暴露于大气。因此，当基材接近施加器并在施加器下穿过时，并未对基材的状况进行控制，且在染料被施加到基材上之后，并未对染料的氧化进行控制。

相反地，本发明的一种形式将施加器面和基材设置在受控惰性气氛中，从而使得泡沫可被施加，而隐色态的染料不会被氧化或者其氧化是受控制的，且泡沫可在惰性气氛中至少部分地破裂，从而使得处于隐色状态下的染料在随着基材离开惰性气氛时被完全氧化之前可被散布在基材上，而不会被氧化或者氧化是受控且有限的，从而确保了当基材暴露于大气时，染料以所希望的方式被附固在基材上。

在本发明的另一种形式中，设备并不限于对任何特定的纺织品织物基材进行染色，所述染料可处于隐色状态或任何其它形式下，所述染料受到了发泡处理以便施加到处于行进中的基材上。此外，该设备并不限于与环境空气密封隔开的染色室，而是可使用密封室或使用通往环境空气的室。这种形式的设备使用了多个间隔开来的泡沫施加器，所述泡沫施加器将泡沫形式的染料施加到基材的表面上，且染料的量逐渐增加，且所述多个泡沫施加器被间隔开来以便使得泡沫可在施加器之间至少部分地破裂。

发明内容

简而言之，在一种形式中，本发明提供了一种用泡沫状的还原隐色态染料对包含纤维素纤维的纺织品基材进行染色的设备。所述设备包括壳体，所述壳体具有内室，所述内室与大气密封隔开且所述基材从具有密封件的入口行进穿过所述内室到达具有密封件的出口，所述基材通过所述入口进入所述室，且所述基材通过所述出口离开所述室。惰性气体供应装置与所述室连通以便在所述室中提供惰性环境。至少一个泡沫施加器具有处于所述室中的施加器面，且所述施加器面从所述基材宽度的一边延伸到另一边以便在所述室中将包含所述隐色态染料的泡沫施加到所述基材上。泡沫发生器在没有氧的情况下产生包含所述隐色态染料的泡沫，且所述发生器与所述施加器连通以便将所述泡沫隐色态染料供应至所述施加器。因此，氧化主要仅出现在所述基材离开所述室后。然而，在惰性气体中会存在少量的氧，且为了在染料离开所述室之前对所述染料进行所需的受控的部分氧化，会有意地在所述惰性气体中加入少量的数量受控的一些氧。所述惰性气体供应装置优选处在压力下以便在所述室中提供加压惰性环境并将通过所述入口和出口进入的任何大气空气的量降至最低。此外，所述至少一个施加器优选与所述入口隔开以便提供所述基材的自由触及范围，在所述自由触及范围中，被捕获在所述基材的空隙中的空气可逸出，且所述至少一个施加器与所述出口间隔开来以便使得，在所述基材离开所述室且所述染料被氧化之前，所述基材上的泡沫可产生破裂并且将所述隐色态染料沉积和分布在所述基材上。

在本发明的这种形式的优选实施例中，设置了多个施加器，所述施加器具有施加面，所述施加面位于所述室中且被设置而使其间存在空间，从而使得在通过后面的施加器施加泡沫之前，泡沫可至少部分地产生破裂且可将所述隐色态染料至少部分地沉积在所述基材上。压紧元件可被设置在所述施加器之间以便与所述基材接合从而使所述基材在所述施加器之间产生移置，从而将所述基材保持在与所述施加器面存在泡沫接收式接合的状态下，所述压紧元件可以辊的形式存在。所述施加器优选呈抛物线形以便将泡沫均匀地分布在所述基材的宽度范围内。

在该优选实施例中，所述惰性气体是氮且所述泡沫发生器产生包含所述隐色态染料的氮的泡沫。使用泡沫形式的氮带来的一个优点在于：当所述泡沫在所述室中产生破裂时，所述氮增加了所述室环境中的惰性氮的量。

本发明的这种形式尤其可应用于用靛蓝染料对织造粗斜纹布织物进行染色的情况，所施加染料的重量可为所述织物重量的约5％至20％且优选为10％至15％。

为了使得可接近室内，所述壳体可具有可打开的盖，所述盖被密封地安装在所述壳体上，且所述压紧元件可被安装在框架上，所述框架可进行移动，从而使得当所述盖打开时，所述压紧元件移动远离施加器之间的空间。

在本发明的另一种形式中，所述设备被引导以便在壳体中对行进中的纺织品织物基材进行染色，所述壳体具有内室，所述基材行进穿过所述内室。喂入辊组件将所述基材供给进入所述室内且引出辊组件将所述基材拉出所述室。多个隔开的泡沫施加器被设置在所述室中且具有相对于所述行进的基材横着进行延伸的施加器面以便将泡沫形式的染料施加到所述基材的所述表面上，且施加的量逐渐增多，且施加器之间的空间使得施加器之间的泡沫可至少部分地破裂，从而有利于通过随后的施加器施加染料。为了保持行进中的基材与所述施加器的所述泡沫输送面处于接触状态下，压紧元件在低于施加器面水平高度的位置处在施加器之间延伸，所述压紧元件可以辊的形式存在。所述压紧元件优选是惰辊，且所述压紧元件旨在，当基材在相继设置的施加器上前进时，将该行进中的基材中拉伸程度的增加降至最低限度，所述施加器之间的所述压紧元件的深度沿所述基材的行进方向逐渐降低以便降低倾斜角度且由此减轻了导致产生摩擦的拉伸。深度的这种降低可通过为所述壳体设置盖的方式实现，所述压紧元件被附接到所述盖上，且在二者之间存在间隔块，且所述间隔快的数量沿所述基材的行进方向随着相继设置的压紧元件而减少。所述室可以本发明的前述形式的方式与大气空气密封隔开，或在用非隐色态染料进行染色时，所述室可通往大气。所述喂入辊组件和所述引出辊组件被同步驱动，以便当所述基材行进穿过所述设备时在所述基材中保持大体上均匀的拉伸，从而有利于以均匀且量逐渐增多的方式施加泡沫。第一压紧元件或辊被安装在所述施加器中的第一施加器前面，且最后的压紧元件或辊被安装在所述施加器中的最后的施加器后面，且所述第一压紧元件和所述最后的压紧元件在与所述喂入辊组件和所述引出辊组件处于相同水平高度处的位置处引导所述基材。

在上面描述的本发明的两种形式中，介于所述施加器之间的所述压紧元件优选是惰辊或倒置的施加器，且其面与所述施加器的顶表面接合并压紧所述顶表面。在使用倒置施加器的过程中，染料泡沫被施加到所述基材的所述顶表面上，与通过所述下部施加器施加的染料相比，所述染料泡沫可具有与该染料相同的颜色、与该染料不同的颜色、与该染料是相同的染料、与该染料是不同的染料。此外，无论仅使用所述下部施加器还是既使用下部施加器又使用上部施加器，都可在同一设备中使用不同的施加器施加不同的颜色和/或施加不同染料，无论其处在惰性气氛还是环境空气中都可。

附图说明

图1是染色区域(dyeing range)的侧视图，其中设置了本发明的优选实施例的一种形式的设备；

图2是图1所示染色区域的平面图；

图3是图1和图2所示染色区域中包括的染色设备的入口端的端视图；

图4是图3所示设备的平面图，图中移除了盖的一部分；

图5是图3所示设备的侧视图；

图6是图3所示设备的侧视图，图中移除了侧部面板；

图7与图6相似，但是所述盖和辊框架被打开；

图8是与图6相似的视图，且图中示出了其它可选的出口密封件和排放装置；

图9是与图6相似的视图，图中示出了变型的设备，该设备具有以倒置施加器的形式存在的多个压紧元件；

图10是本发明的染色设备的优选实施例的另一种形式的设备的侧视图，图中移除了侧部面板；

图11是图10所示设备的端视图；

图12是图10所示设备的喂入辊组件的侧视图；

图13是图10所示引出辊组件的侧视图；

图14是图10所示设备的其中一个施加器的放大视图；

图15、图16和图17示出了对图10所示设备的盖进行的操纵过程，所述盖从闭合位置(图15)到达起初的垂直的高出位置(图16)再到达枢转的打开位置(图17)；和

图18是图10所示设备的盖的平面图。

具体实施方式

图1至图8示出了本发明的优选实施例的一种形式的染色设备10，其中图1和图2示出了被包括在染色区域12中的该设备。纺织品基材的板片S从供应辊14或从处于供应箱16中的褶叠材料供应装置被供给至该区域12。基材S随后在J形箱18中进行松弛，通过供给辊组件20从所述J形箱中撤出所述基材S，所述基材从所述供给辊组件中移出并在交叉格栅48下方移动，观察者0站在所述交叉格栅上以便监控染色设备10中的染色操作。基材通过从动牵引辊组件22被抽拉穿过染色设备10。进料辊组件20和牵引辊组件22的驱动受到控制，从而使得当基材S行进穿过设备10时，在该基材中保持了所需的拉伸状态。来自牵引辊组件22的基材可在补充染料施加站24处受到补充处理，在所述补充染料施加站处，泡沫施加器26施加表面处理物质，例如施加与在染色设备10中施加的染料相同或不同的染料，或者施加任何其它所需的表面处理材料，所述表面处理物质可被施加到基材的任一表面上。受到处理的基材随后穿过红外干燥器28以便将湿气含量降低至所需水平。也可替代地使用任何其它类型的干燥器。来自干燥器28的基材S在交叉格栅50下方且在一系列导辊30上经过，且被卷绕在从动卷取辊32上以便形成已染色基材S的基材卷34。

如图2示意性示出地，惰性气体从气体源36被供给至染色设备10，所述气体源可以是包含惰性气体的供应罐或者是惰性气体发生器，如氮发生器。气体被供给穿过供应管线40到达设备10的内部以便提供惰性环境。

惰性气体还从气体源被供给穿过第二供应管线38到达泡沫发生器42，所述泡沫发生器还接收来自染料供应罐44的被还原的隐色态染料。染料供应罐44被保持在密封件下，所述密封件防止了当染料从供应罐44被供给至泡沫发生器42时空气进入供应罐44内，从而防止了隐色态染料的氧化。泡沫发生器是任何常规类型的泡沫发生器，所述发生器可利用氮形成泡沫且其中散布有染料，所述泡沫随后被供给穿过供给管线46而进入染色设备10内。

图3-图8详细示出了染色设备10。前部导辊52将基材S从水平方向引导至垂直方向，基材在所述前部导辊下方行进。前部导辊52被安装在染色设备10的壳体54上。

当基材S从前部导辊52垂直地行进时，其边缘E穿过一对相对的感测叉56，如图3和图4所示，该感测叉感测边缘E的位置。响应于对基材S的边缘E的位置进行的感测，伺服马达58调节端部密封件60以便限制施加到基材的侧向延伸部分上的泡沫，而不会有很多的泡沫从施加器中逸出而超出基材S的侧部边缘E的位置。

在壳体54上形成了相对的侧部面板64和位于角部的支承腿66。壳体54的上部部分被成形为室68，所述室由前壁70和后壁71、壳体的侧部面板64、底壁72、从底壁72延伸至入口密封件92和出口密封件126的L形壁部73和可枢转的盖74形成，所述可枢转的盖密封地置靠在壁部70和面板64的上边缘上，且在所述盖与所述上边缘之间设置了密封材料，如可弹性压缩的泡沫材料，或者可通过槽提供密封件，所述槽包含在壁部70和面板64的顶部处形成的水，且盖的底边缘76被置于槽中的水内(图中未示出)。盖74通过一对沿横向隔开的活塞气缸机构78被打开和关闭，所述活塞气缸机构具有被附接到盖74上的中心位置处的端部80和被附接到直立支柱84上的其它端部78，所述直立支柱从壳体54的顶部向上延伸。为了给盖74进行的这种枢转提供空间，该盖被安装在枢转轴86上，在所述枢转轴上还安装了支承杆88，该支承杆与活塞气缸机构78相邻且位于盖74的中心。这些支承杆88在枢转过程中对盖74进行稳定。

在盖74上形成有观察窗90，当基材S行进穿过染色设备时，观察者0可通过该观察窗监控染色设备10的运行。在室68的前部处，设置了入口密封件92，基材S通过所述入口密封件进入室68内。该入口密封件92是由两对间隔开来的可膨胀的囊泡93形成的，所述囊泡防止了空气进入室68内的惰性环境内。在入口密封件92上方，入口导辊94将基材S引导至多个沿纵向隔开的泡沫施加器96、98、100、102和104。导辊94位于第一泡沫施加器96的面106的水平高度下方以便确保基材S与施加器面106实现正接合。

施加器96、98、100、102和104通过凸缘103被安装到底壁72上，所述凸缘位于被紧固在底壁72上的施加器上。

压紧辊安装框架108被安装在泡沫施加器96上方。该框架108在其下侧上安装了四个压紧辊110、112、114和116。这些压紧辊110、112、114和116被设置在泡沫施加器之间并向下伸出而低于施加器的面的水平高度，从而使基材S受力而在施加器之间向下偏斜，从而确保基材S与施加器面106实现正接合(positive engagement)。

承载压紧辊110、112、114和116的框架108在枢转轴178上进行枢转，所述枢转轴沿向后和向上方向与最后的泡沫施加器104隔开。框架通过翼状螺母180被保持在运行位置处，所述翼状螺母可被附接到位于第一泡沫施加器96前面的直立托架122上。被紧固到室68的后壁71和框架108的向后延伸部140上的盘簧121使框架108偏置至打开位置，从而使得当翼状螺母120被释放时，框架108将向上枢转而进入打开位置。

在超出最后的泡沫施加器104的位置处，引出导辊124被安装在泡沫施加器的水平高度下方，从而引导基材S远离泡沫施加器并向下穿过出口密封件126，所述出口密封件具有成对的间隔开来的膨胀密封囊泡，且出口密封件126和囊泡128与入口密封件92和囊泡93是相同的，以便防止大气空气进入室68内。

导辊130被设置在出口密封件126下方而与其间隔开来，所述导辊沿垂直向下的方向且随后沿水平向外的方向将基材引导至牵引辊组件22。

入口密封件92和入口导辊94与第一泡沫施加器96间隔开来以便提供行进中的基材的自由触及范围，在所述自由触及范围内，可能已被携带在基材S的空隙中且由此进入室68内的空气将有机会从基材空隙中逸出，由此大体上避免了被还原的隐色态染料在被施加到基材上时出现任何不希望的氧化。

泡沫施加器96、98、100、102和104彼此间隔开来，从而使得当基材从一个泡沫施加器行进至下一泡沫施加器时，其在中间的导辊110、112、114和116的作用下产生偏斜以便在施加器之间提供自由的时间，从而使得在染料通过下一施加器被施加之前，泡沫可产生破裂且染料被散布。相似地，引出导辊124和出口密封件126与最后的泡沫施加器104间隔开来，从而使得在基材离开室68内的惰性气氛且染料在超出出口密封件126的位置处暴露于大气中的氧之前，泡沫可产生破裂，且染料可被散布。

在图1-图8所示的优选实施例中，泡沫施加器96、98、100、102和104中的每个泡沫施加器是在美国专利No.4,655,056中披露的那种类型的抛物线形施加器，该专利于1987年4月7日授权给Dieter FZeiffer。这种类型的施加器特别有用的地方在于：这种抛物线形的泡沫施加器使泡沫实现了同等的分布，且使得泡沫从输入装置被等距地分布在施加器面的全部范围上。也可使用其它类型的施加器而产生不同的结果。

补充染料施加站24中的施加器也可具有抛物线形状，特别是如果染料施加站施加泡沫的话更是如此，但在其它类型的施加器中，也可施加任何其它类型的染料或其它表面处理物质。

从图6和图7中可以看到，位于室68的每侧处且位于施加器以外的沟槽131在中心位置处朝向排放管132倾斜，所述排放管收集任何过多的染料或其它液体且具有封闭装置134，所述排放装置可在染料运行周期结束时被打开，从而使得可对室68进行冲洗。封闭装置134还在启动时被打开，此时氮或其它惰性气体在压力下从惰性气体源36被供给进入室68内。当大气空气比氮更重时，在压力下引入氮将导致大气空气被排出封闭装置134。当所有的或几乎所有的大气空气被排出室68时，封闭装置134被密封且基材S与铅板或其它器件螺合以便开始运行。另一种可选方式是，可在从室68中排空空气之前对基材进行螺合，这将导致基材中有较短长度的基材元法实现完美的染色。

由于入口密封件92和入口导辊94与第一施加器96间隔开来，因此含氧空气从纤维结构的空隙中被吹扫出来，这防止了染色液被过早氧化，且使得染色液可在表面下迁移，如果染料被氧化，则这种迁移将受到限制，从而使染料被固定，这导致失去了对染料分子的分布的控制。

然而，当商业上供应的惰性气体，如氮，包含一些少量的氧且当商用惰性气体发生器并未产生完全纯的惰性气体时，则会有少量的氧存在于惰性气氛中，从而导致在基材离开室之前，基材上的染料就会无意中出现某种程度上的略微氧化。本发明的优点在于：如果需要，则少量且数量受控的一些氧可以任何常规方式被有意地引入，从而使得在基材离开室且染料在环境大气中基本上氧化之前，基材上的染料可在染料施加过程之间和/或在施加染料之后产生部分氧化。

如果可接受的话，则可仅将一个泡沫施加器包括在设备中，且所有的泡沫被供应穿过该一个施加器，但使用多个泡沫施加器是优选的方式，且每个施加器施加染料的一部分，染料的这些部分或者是等距分布的或者是选择性分布的，这取决于优选的情况，且在应用多个泡沫施加装置的情况下，用同量的染料能够获得深得多的颜色深浅。在使用多个泡沫施加器，且每个施加器施加相对少量的数量受限的含染料的泡沫的情况下，可对染料迁移进入纤维表面内的过程进行控制。随后，相对少量的泡沫以重叠的方式被置于相同的纤维表面区域上，这将使得可实现染料的富集。本发明实现了顺序的染料施加，且在进行最后的染料施加之前，染料不会被氧化。如果在一个施加器处施加泡沫，而不是在多个施加器处施加泡沫，则基材表面纤维无法令人满意地吸收较大的泡沫体积，这是因为在单个施加装置处施加较大的泡沫体积将使染料在更大程度上被散布进入基材的内部内，而不是集中于表面纤维上。这使得染色过程中吸收的湿气更少，且因此使得不那么需要干燥且产生了更少的废水。

在染色剂输送系统的空间中填充有被还原的染料的情况下，被施加到纤维表面上且施加量逐渐增加的染色液本身将提供受控的特定注入速率，所述染色剂可具有粘度相对较低的剂型。在泡沫施加过程中可保持泡沫的最低粘度，且泡沫仅处于暂时输送状态下。泡沫几乎在与纤维接触时就立即产生破裂且不会妨碍染料注入过程。数量逐渐增加的少量染色液随着每个随后的泡沫施加过程之间的时间间隔或注入阶段而产生的叠置是在染料处于非氧化状态下发生的，这与现有技术形成了明显的对比。

在优选实施例的这种形式中，处于还原的隐色状态下的靛蓝染料可在正常的精整速度范围下运行，例如以约六十米/分钟的速度运行。典型的织物重量为400克/平方米，且要被施加到织物的一侧上的靛蓝染料的典型量可例如占织物重量的约5％至约30％，所述织物可在五个施加器之间以任何方式被分成各份。例如，在总量为10％的情况下，每个施加器可施加2％的染料，或在总量为15％的情况下，每个施加器可施加3％的染料，或者也可由不同的施加器施加不等份的量或任何组合的量。

图8示出了出口密封件和排放管道的位置的变型。在该布置中，出口密封件136以水平方式被设置，从而使基材以水平方式被排出，且以与导辊110、112、114和116相似的方式被设置的引出导辊138使基材向下偏斜而沿循最后的施加器104的方向，从而被引导至水平的出口密封件136，所述导辊以图1-图7所示的形式被相似地安装在框架108上。

在该变型中，排放管道142位于壳体54的后部处，且槽141向下且向后倾斜以便将液体从室146中排入槽141和排放管道142内，从而使得当排放管道封闭装置148被打开时，液体从排放管道142中被排出。

一些变量，如染色液流量、基材速度、化学剂型、氮的纯度、织物制备程度和纤维来源可对所产生的颜色深浅产生不同的影响。此外，尽管用隐色态靛蓝进行染色的基材主要是纤维素质的，因此基材可包含一些少量的合成纤维以便获得任何所需结果。颜色深浅的变化可易于通过改变被接合在染色液施加装置中的施加器的数量的方式实现，但总的流量将是相同的。例如，可能发现，在通过一个施加器实现15％的纤维吸湿率的情况下，染色液已经渗透到了织物基材的背面，尽管如此，如果通过五个施加器以分级的方式相继地实现总量相同的15％的纤维吸湿率，则不会在织物基材的背面上出现明显的染色液。当织物离开室68时，还原的隐色态染料在暴露于环境空气时几乎被立即氧化。

本发明的令人感兴趣的优点在于：当泡沫产生破裂时，用于形成泡沫的氮被释放进入室68内的环境内，由此在补充从室中逸出的任何氮的过程中增加了室68中的氮含量。这减少了必须被供应至室68的氮的量。

在根据本发明的设备中使用的施加器的数量可在从一个至六个或更多个的范围内变化，这取决于所需的应用机动性。进一步地，可在环境温度下施加染色液，但如果需要，也可利用更高的温度以便在某些织物和过程方面提供一些优点。

尽管图中示出了且具体实施方式部分描述了具有四个施加器的设备，但应该理解：该设备可在所有施加器或并非所有施加器主动施加泡沫染料的情况下或者是仅包括一个施加器的情况下进行运转，且本发明的设备可被制造而仅具有一个施加器或具有任何数量的施加器，所有这些施加器都可处于运行状态下或者其中一些施加器可处于停用状态下。

室68内的氮的压力仅需要略大于大气压力。该压力高出大气压力的程度需要足以防止环境中的含氧大气进入室68内并导致施加的染料被氧化。

代替将惰辊用作压紧元件的是，可使用如图9所示的倒置施加器。在该图中，设备200与图6和图8所示设备的相似之处在于：其包括壳体202、第一导辊204、进入密封件206、入口导辊208、被安装在平台212上的多个面朝上的施加器210、以及随后设置的出口密封件216。

设备200具有与图6和图8所示盖相似的可打开的盖220。然而，其并不包括独立的框架。而是，盖220具有位于内部的向下偏移的平台222，在所述平台上安装了压紧元件，该压紧元件位于与图6和图8所示惰辊压紧元件相同的位置处且其设置目的也是相同的。在该变型中，压紧元件是倒置施加器224，所述倒置施加器与下部施加器210是相同的，但相对于该下部施加器而言是倒置的。这些倒置的施加器224具有与图6和图8所示辊相同的压紧目的，且其附加作用在于：当基材的顶表面在倒置施加器224的施加器面226下方经过时，将泡沫染料施加到基材S的顶表面上。

在使用这些倒置的施加器压紧元件的情况下，施加到上表面上的染料与施加到基材的下表面上的染料可以是相同或不同的，且可通过每个施加器施加多种不同的染料，这包括隐色型染料和标准染料，且设备200的运行是在该设备200中包含密封惰性气氛或未密封的环境大气空气的情况下进行的。

图10-图18示出了本发明的优选实施例的另一种形式。其包括与前述形式的设备10和200相似的染色设备300，且能够被包括在与前述实施例的染色区域12相似的总的染色区域中。参见图2所示的区域，当设备300以与上述设备10和200的方式使用惰性气氛时，图10-图18所示实施例的设备300将使用相似的惰性气体源、泡沫发生器和染料供应罐。本发明的实施例的这种形式的设备300还可使用环境空气，在这种情况下，将不包括惰性气体源且将仅使用泡沫发生器和染料源，且染料源和泡沫发生器将不需要惰性条件。

设备300包括被支承在腿部304上的壳体302，且所述壳体具有端壁306、侧壁308、底壁310和盖312。这些壁部306、308、310和盖312形成了内室314。为了通过设备300用隐色态染料进行染色，正如前述实施例中那样，室314可以是气密式的，且盖312被密封在壁部的顶部上，其密封方式与前述实施例的盖74的密封方式相同。

行进中的纺织品织物基材S通过喂入辊组件316被供给至室314，所述室具有三个辊，其中的两个辊318被垂直地间隔开来，且第三辊320在这两个辊之间且产生偏置。辊受到马达322的驱动(如图12所示)。在穿过喂入辊组件316之后，基材S围绕拉伸检测辊324行进，所述拉伸检测辊被安装在负载传感器326上，基材S从所述负载传感器通过进入端密封件328进入室314内。基材在室的另一端处通过出口端密封件330被排出室314，所述出口端密封件与进入端密封件328相同，且基材穿过引出辊组件332，所述引出辊组件所具有的辊布置包括两个隔开的辊334和偏置的辊36，这与喂入辊组件316的辊318和320是相似的。与喂入辊组件驱动马达322相似且与其同步的马达驱动辊334和336。

图13示出了引出辊组件332。如图13所示，驱动皮带338围绕偏置的辊336和两个隔开的辊334和两个引导滑轮340行进。皮带拉伸元件342被可调节地安装以便与驱动皮带338接触从而保持皮带处于驱动拉伸状态下。

五个泡沫施加器344被安装在壳体312中且延伸进入室314内。这些泡沫施加器344延伸穿过该设备且彼此隔开并且彼此平行地延伸以使基材S在施加器上顺序地行进。

施加器344与上面示出的且结合图1-图8所示实施例和图9所示实施例210所述的且正如于1987年4月7日授权给Dieter F.Zeiffer的美国专利No.4,655,056所披露的施加器96-104是相似的。从图14的放大图中可以看到，每个施加器344具有L形导管346，来自泡沫供应装置的泡沫状染料通过所述L形导管被供应。该L形导管346通往抛物线施加器344的顶部内且在其中移置至施加器面350的狭槽348，基材在所述施加器面上行进且接收来自施加器的泡沫。施加器面350呈凸圆形，从而使得基材S可覆盖狭槽348，而不会有明显的泡沫从狭槽中泄漏出来。

在抛物线施加器344的底部处，可气动的球阀352进行运行从而使得可在施加装置的端部处实现施加器的排放或者可以其它方式对施加器进行吹扫或腾空该施加器，而将吹扫出的物质引入排放歧管354内。

基材被压紧靠在施加器面350上以便确保将泡沫适当地施加到基材上，而不会出现明显的泄漏。这是通过四个压紧辊356实现的，每个压紧辊位于两个施加器344之间，且第一压紧辊358位于第一施加器前方，而最后的压紧辊360位于最后的施加器后面。中间的压紧辊、第一压紧辊和最后的压紧辊356、358和360中的每个压紧辊在施加器面350的水平高度下方向下延伸，从而导致接合的基材S向上行进至施加器面350且从施加器面向下行进。第一压紧辊358在其通过进入端密封件388进入的水平高度处与基材接合，且最后的压紧辊360对基材进行定位以使基材在出口端密封件330的水平高度处从该压紧辊进行移动。

为了避免驱动机构被复杂化且使得不需要设置用于外部驱动装置或电源的密封件，特别是当内室314将要与环境空气密封隔开时，压紧辊356、358和360是惰辊，所述惰辊在不被驱动的情况下无法在均匀拉伸的情况下驱动基材S。为此原因，所有的压紧辊356、358和360都在存在间隔块362的情况下被附接到盖312的下侧上，所述间隔块决定了每个压紧辊的向下延伸范围，且中间压紧辊356所安装的间隔块362的数量沿基材S的下游行进方向随着相继设置的辊而减少，由此减少了相继设置的压紧辊的深度，从而导致当基材在相继设置的施加器面上前进时的倾斜角度逐渐减小，由此减少了所形成的摩擦量，这种摩擦会导致拉伸作用加大。均匀的拉伸是有利的，这是因为其导致在每个施加器处施加的泡沫的量能够尽可能地接近均匀的量。基材中拉伸作用的变化将导致施加器施加到基材表面上的泡沫的量产生变化。通过喂入辊组件316的辊和引出辊组件332的辊的相对驱动速度，且通过沿压紧辊的顺序而逐渐减少间隔块362的数量的方式，对基材中的拉伸量进行控制。就这方面而言，所希望的是，当基材行进穿过设备时该基材中拉伸作用的增强被限制在进入设备中时的基材中的拉伸作用的1至2又1/2倍的范围内。间隔块362可具有提供了优化结果的任何尺寸和数量。例如，可根据情况使用这样的间隔块362，其厚度为1/8、3/16或1/4英寸，且其数量从约6块减少至约3块，从而提供令人满意的结果。

所希望的是，施加器344之间的间隔足以使得泡沫在施加器之间产生至少部分地破裂，从而使得在通过下一个施加器施加泡沫之前，染料将被有效地吸收在织物基材的表面纤维中。因此，与中间压紧辊356深度的逐渐降低相结合地，这导致每个施加器能够相对均匀地施加泡沫，而不会有很多湿气被吸收进入织物内。对于本发明的设备而言，在使用一个施加器时通常施加的染料泡沫的数量现在可被分成几份且在每个施加器处施加其中的一份。例如，在如图所示的设备中，通过每个施加器施加五分之一的泡沫状染料，且每份施加染料仅被施加到基材的表面上，而不是像在一个施加器处施加所有泡沫染料时那样，使得大量的泡沫染料透入织物内。在典型的操作中，本发明的设备所拾取的湿气可占织物重量的15％，而常规的染色操作中拾取的湿气达到90％至100％。结果是，可大大减少或消除耗时的干燥且可将废水的量降至最低程度。

为了限制泡沫向基材S的宽度上的排放，提供了与图3和图4所示实施例的侧部密封件60相似的侧部密封件364和366。可通过感测叉对行进中的基材的边缘进行感测，正如前面的实施例中描述地那样，所述感测叉在图3中被示作附图标记56，或可使用各种电子传感器。

当设备300用于施加隐色态染料时，需要惰性气氛，底壁310位于接近施加器344的上部范围的位置处，从而将室314的体积减至最小程度且由此将需要被保持在室中的惰性气体的量减至最小程度。此外，当使用隐色态染料时，进入端密封件328与第一施加器344之间的空间是较大的，这是因为其使得可能被携带在进入基材中的氧中的至少一些氧会被消散。相似地，最后的施加器与出口端密封件330之间的空间也是较大的，这是因为其使得染料在暴露于大气环境之前被紧固到基材上的情况下，泡沫会产生至少部分地破裂。

如图11所示，作为液体积聚在室314中的任何未被施加的泡沫通过侧部导管368被排放至翼片370，所述翼片可根据需要以手动方式或自动方式被打开。相似地，排放歧管354上的排放阀374(图10)可进行运行以便将积聚的液体从排放歧管354中排出。

对设备300的运行的监控和控制是通过操作者0实施的，操作者使用被安装在设备300的进入侧处的控制面板378实施监控和控制。

图10-图18所示设备300的实施例可用于施加隐色态染料或可用于施加非隐色态染料，而获得了大体上同等的优点。当使用设备300施加非隐色态染料时，该室或该端部密封件不必要是气密式的或者该盖不必要被密封在适当位置处。相反地，在盖被闭合之前和之后存在有环境空气且该环境空气会通过未密封的开口进入，这包括由于与惰性气体供应装置脱开连接导致产生的开口。此外，当泡沫产生破裂时，有空气从其中被释放出来。

图15、图16和图17示出了打开盖312的操作顺序。图15示出了在设备操作过程中被闭合的盖。打开该盖的第一步是垂直地提升盖312。这是通过延长位于设备300的前腿部304的底部处的较短的前部活塞气缸机构380实现的。这些较短的活塞-气缸机构380被附接到较长的前部活塞-气缸机构382的下端上。前部活塞-气缸机构382的上端384被附接到盖312的前角部上，通过延长较短的前部活塞-气缸机构380且同时延长被安装在壳体302的后角部延伸部388上的较短的后部活塞-气缸机构386的方式升高该上端。后部活塞-气缸机构386的上端被附接到盖312的角部枢转部390上，且后部活塞-气缸机构386的延长将盖312的后部升高达到的高度与前部活塞-气缸机构380将盖的前部升高达到的高度是相同的。当盖312在操作过程中被密封时，这种起初垂直地升高盖312的做法是特别希望的。

在起初垂直地升高盖312之后，前部活塞-气缸机构382充分地延长以便升高盖312的前部，在该过程中，盖围绕后部枢转部390进行枢转以使盖312摆开而到达图17所示的位置。当盖312接近其枢转的上部范围时，以一定的倾斜程度被紧固在盖312的顶部的侧部处的闩锁板394与被枢转地安装在往复式横杆397上的闩锁396接合，直至闩锁板394使闩锁396产生了足够距离的移置，以使闩锁396接合在位于闩锁板394中的开口400中，因此将盖312保持在图17所示的打开位置处，所述往复式横杆被安装在直立的杆柱398上且在直立的杆柱之间延伸。被固定到杆397上且从该杆的一端延伸的臂部402具有外端404，所述外端被附接到弹簧机构406上，所述弹簧机构具有被固定到往复式横杆397上的端部408且所述弹簧机构的另一端410被附接到位于杆柱398上的托架412上。弹簧机构406通常使横杆397受力以便将闩锁396定位在向下延伸的位置处，如图10所示。当希望使盖312向下枢转到达其闭合位置时，以手动或机械的方式使闩锁396与闩锁板394脱离连接。

在结合图10-图18所述的本发明的形式中描述的间隔块362也可用于图1-图8和图9所示的形式中，以便实现相同的目的并且获得相同的优点。进一步地，本文所述的本发明的所有形式可用于隐色型染料且还可用于并非隐色系统的其它染料系统，如硫染料、瓮染料、常规的含水纺织品染料以及能够以泡沫形式施加的任何其它染料，且可设置加热系统以便对于选择的特定染料实现最佳的结果。此外，纺织品织物基材可以是纺织材料、编织材料或无纺材料，所述材料是纤维素质的、非纤维素质的或者是其混合物。此外，可由专用的单独的泡沫发生器以单独的方式或组合的方式提供本发明的任何形式中的施加器，从而同时为基材供应不同染料和化学物并且施加成层的材料。

本发明的设备特别适用于对织物形式的基材进行染色，这包括用于制造牛仔裤的厚重的粗斜纹织物，所述牛仔裤可被染成任何杂色的图案以便凸显时尚效应，这是无法通过常规的染色实现的，在常规的染色中，被染色的是纱线，而不是织物，但在常规的机器中有时会对轻质的织物，而不是重质的织物，进行染色。

上面已经对本发明进行了描述，但所属领域技术人员易于理解：本发明可具有广泛的用途和应用场合。通过本发明和前面对本发明的描述易于做出且通过本发明也可合理地联想到除了本文所述的那些实施例和改变以外的许多实施例和改变，以及许多变型、变化和等效方式，而不会偏离本发明的本质或范围。因此，尽管本文已经结合优选实施例对本发明进行了详细描述，但应该理解：本发明的披露内容仅示出了本发明的实例，且仅旨在充分地描述本发明。前面的披露内容并不旨在也不应被解释为限制了本发明或以其它方式排除了任何其它实施例、改变、变化、变型和等效布置，本发明仅受到所附权利要求书及其等效方式的限制。

Claims (23)

1.一种用在泡沫状态下被施加的隐色态染料对包含纤维素纤维的行进中的纺织品基材进行染色的设备，所述设备包括：

壳体，所述壳体具有内室，所述内室与大气密封隔开且所述基材从具有密封件的入口行进穿过所述内室到达具有密封件的出口，所述基材通过所述入口进入所述室，且所述基材通过所述出口离开所述室；

惰性气体供应装置，所述惰性气体供应装置与所述室连通以便在所述室中提供惰性环境；

至少一个泡沫施加器，所述泡沫施加器具有处于所述室中的施加器面，且所述施加器面从所述基材宽度的一边延伸到另一边以便在所述室中将包含所述隐色态染料的泡沫施加到所述基材上；和

在没有任何明显氧量的情况下包含所述隐色态染料的泡沫源，所述泡沫发生器与所述施加器连通以便将所述泡沫隐色态染料供应至所述施加器。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述泡沫包含少量数量受控的氧。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述惰性气体供应装置处在压力下以便在所述室中提供加压惰性环境。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述至少一个施加器与所述入口间隔开来以便提供所述基材的自由触及范围，在所述自由触及范围中，容许被捕获在所述基材的空隙中的空气逸出。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述至少一个施加器与所述出口间隔开来，以便使得在所述基材离开所述室且暴露于空气之前，所述基材上的泡沫可产生破裂并将所述隐色态染料沉积在所述基材上。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个施加器包括多个施加器的情况，所述施加器被设置而在其间具有空间，从而使得在通过后面的施加器施加泡沫之前，泡沫可至少部分地破裂且所述隐色态燃料可被至少部分地沉积在所述基材上。

7.根据权利要求6所述的施加器，其特征进一步在于，在所述施加器之间设置了压紧元件以便与所述基材接合，从而使所述基材在所述施加器之间产生移置，从而将所述基材保持在与所述施加器面存在泡沫接收式接合的状态下。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述至少一个施加器呈抛物线形以便将泡沫均匀地分布在所述基材的宽度范围内。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征进一步在于，所述至少一个施加器包括多个所述抛物线形施加器，所述施加器被设置而在其间存在空间，从而使得在通过后面的施加器施加泡沫之前，泡沫可至少部分地破裂且使得所述隐色态染料可至少部分地沉积在所述基材上。

10.根据权利要求9所述的施加器，其特征进一步在于，在所述施加器之间设置了压紧元件以便与所述基材接合，从而使所述基材在所述施加器之间产生移置，从而将所述基材保持在与所述施加器面存在泡沫接收式接合的状态下。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征进一步在于，所述惰性气体包括氮且所述泡沫发生器产生主要包括氮的泡沫，所述泡沫包含所述隐色态染料，且当所述泡沫产生破裂时，所述氮增加了所述室中包含的惰性氮的量。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述纺织品基材是织造粗斜纹布织物，且所述隐色态染料是靛蓝染料，所施加染料的重量小到占所述织物重量的约5％至30％。

13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述壳体具有可打开的盖，所述盖被密封地安装在所述壳体上，所述压紧元件被安装在框架上，所述框架可进行移动，从而使得当所述盖打开时，所述压紧元件移动远离所述空间。

14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述压紧元件是惰辊，所述基材在所述惰辊下方行进。

15.一种对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，所述设备包括：

壳体，所述壳体具有内室，所述基材从入口行进穿过所述内室，所述基材通过所述入口进入所述室内到达出口，所述基材通过所述出口离开所述室；

喂入辊组件，所述喂入辊组件用于将所述行进中的基材供给至所述入口；

引出辊组件，所述引出辊组件用于将所述行进中的基材拉出所述室；

位于所述室中的多个隔开的泡沫施加器，所述泡沫施加器具有相对于所述行进的基材横着进行延伸的施加器面以便将泡沫形式的染料施加到所述基材的所述表面上，且施加的量逐渐增多，所述施加器被间隔开来从而使得施加器之间的泡沫可至少部分地破裂；和

位于所述室中的多个沿横向延伸的压紧元件，所述压紧元件相对于所述行进中的基材在所述施加器之间横着进行延伸且在低于所述施加器面水平高度的位置处延伸，以便引导所述基材并且将所述基材压紧靠在所述施加器面上。

16.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述压紧元件是惰辊。

17.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述压紧元件是倒置施加器。18、根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述施加器之间的所述压紧构件的深度沿所述基材的下游行进方向逐渐降低，以便当所述基材在相继设置的施加器面上行进时，降低所述基材的倾斜角度，从而使得当所述基材行进穿过相继设置的施加器面而通过所述设备时，将所述基材的拉伸程度的增加降至最低限度。

19.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述内室与入口空气密封件和出口空气密封件之间是大体上气密的，所述室能够包含惰性气体以便将隐色态泡沫状染料有效地施加到纺织品织物基材上，而所述染料不会在被排出所述设备之前被明显氧化。

20.根据权利要求17所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述压紧辊被安装到所述壳体上，且在二者之间存在间隔块，且对于介于所述施加器之间的每个压紧辊而言的所述间隔块的数量沿所述基材的行进方向减少。

21.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述壳体包括可打开的盖且所述压紧辊被安装在所述盖上。

22.根据权利要求19所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述壳体包括可打开的盖且所述压紧辊被安装在所述盖上。

23.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，第一压紧辊沿所述基材的行进方向被安装在所述施加器中的第一施加器前面，且最后的压紧辊被安装在所述施加器中的最后的施加器后面，所述第一压紧辊和所述最后的压紧辊在与所述基材离开所述喂入辊组件和进入所述引出辊组件的水平高度相同的水平高度处引导所述基材。

24.根据权利要求15所述的用于对行进中的纺织品织物基材进行染色的设备，且其特征进一步在于，所述室通往大气。

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