CN101994219B - 用于含棉纱线染色的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于含棉纱线染色的设备，该设备含有一个超声波浸轧装置，所述的超声波浸轧装置包括用于盛放阳离子改性溶液的轧槽、导纱辊以及牵引轧辊，所述的轧槽内设置有用于对所述的阳离子改性溶液进行空化处理的超声波振盒，所述的超声波振盒与一超声波发生器相连接。在含棉纱线的连续轧染中，通过增设采用本发明技术方案的超声波浸轧装置，解决了含棉纱线连续轧染技术的染色牢度、透芯度和染色深度的问题，并且可以省去在染色过程之前或之中的煮练工序或具有煮练效果的前处理工序。

Description

用于含棉纱线染色的设备
技术领域
本发明涉及纺织印染领域，尤其涉及针织、色织、牛仔等面料所用含棉色纱的染整处理设备。
背景技术
针织、色织、牛仔等面料所用的、含有棉成分的色纱的染色，通常采用绞纱染色、筒子纱染色、经轴染色、浆染联合机染色等染色技术。这些染色技术具有明显的缺点：一是染色过程用水量大、耗能高、废水排放重；二是都要在染色前对纱线进行煮练或起到煮练效果的前处理，去除棉纤维上的果胶、蜡质和杂质，以改善纱线的亲水性能、毛细管效应性能，便于染料的渗透。但前处理过程同样用水量大、耗能高、污水排放重，同时因前处理去除下来的果胶、蜡质、杂质以及前处理工艺中所采用的表面活性剂，造成废水中最难以处理的COD的浓度大幅提高。
为了解决以上问题，印染界一直在进行有关纱线染色的清洁生产技术的研究，希望实现在节能减排意义上的技术突破。发明专利《一种涂料染色色织物的生产方法》（专利号200610085843.1）提出了一种涂料经纱连续染色的工艺，理论上在节能减排方面具有显著的进步。但在该技术的应用中，涂料不能有效渗透到纱线纤维内部，由此造成诸多严重的技术和质量问题：一是染色牢度差，特别是摩擦牢度差，只能生产用于成衣打磨、水洗方面所需的色纱；二是染色透芯度差，纱线表面染上颜色、但内部泛白，纱线在后续处理过程中捻度松动即露出白点；三是上染率低，染深色时难度高、质量不稳定，粘合剂沾辊严重。针对这些问题，采用如实用新型专利《多功能纱线涂料染色上浆机》（专利号200620075024.4）所述的纱线成环状多次循环反复浸轧的方法，采用增加渗透剂、粘合剂的方法，都无法取得明显的效果。
目前围绕解决以上问题的研究方向有二：一是按照传统染整技术的思路，在染色之前进行煮练前处理，去除棉纤维上的果胶、蜡质、杂质，提高毛效。该方法经过试验是具有较好效果的，但由此会增加大量的在煮练前处理过程中的能源消耗和废水排放，更重要的是在前处理的设备、生产效率和断纱处置上存在严重制约。二是按照目前超声波染色研究的思路，在浸轧涂料时采用超声波方式对涂料溶液进行空化，该方法经过试验验证，效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于含棉纱线染色的设备，有效地改善纱线连续轧染的染色牢度，改进染色透芯度，提高染色深度，解决染深色时难度高、质量不稳定的难题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于含棉纱线染色的设备，该设备含有一个超声波浸轧装置，所述的超声波浸轧装置包括用于盛放阳离子改性溶液的轧槽、导纱辊以及牵引轧辊，所述的轧槽内设置有用于对所述的阳离子改性溶液进行空化处理的超声波振盒，所述的超声波振盒与一超声波发生器相连接。
在上述方案中，优选地，所述的轧槽的槽壁上设置有保温夹层，所述的保温夹层内设置有保温体。更进一步优化的方案为，所述的保温体为保温油。所述的保温夹层中还设置有多个对所述的保温体进行加热的保温体加热器。
在上述方案中，优选地，所述的超声波浸轧装置中还设置有阳离子改性溶液配置桶、输料管、存料桶以及循环泵，阳离子改性溶液通过所述的输料管从所述的阳离子改性溶液配置桶输入到所述的存料桶，再通过所述的循环泵输入到所述的轧槽内。更一步优选的方案为，所述的轧槽底部设置有回流口，所述的存料桶与所述的回流口相连通，阳离子改性溶液通过所述的回流口流入到所述的存料桶中。所述的存料桶与所述的回流口相连通的路径上设置有过滤网，从所述的回流口流出的阳离子改性溶液经过所述的过滤网的过滤后再流入所述的存料桶中，以通过循环和过滤消除轧槽中阳离子改性溶液因超声波持续空化而产生的结皮与沉淀物。
在上述方案中，优选地，所述的超声波发生器所产生的超声波频率为20-100kHz，功率密度为0.1-10W/cm2。
本发明的有益效果是：在含棉纱线的连续轧染中，通过增设采用本发明技术方案的超声波浸轧装置，解决了含棉纱线连续轧染技术的染色牢度、透芯度和染色深度的问题，并且可以省去在染色过程之前或之中的煮练工序或具有煮练效果的前处理工序,从源头上消除了煮练或具有煮练效果的前处理工序中的能源消耗、污染排放。
附图说明
附图1为本发明的染色设备的结构示意图；
附图2为本发明的超声波振盒的左视示意图；
附图3为运用本发明的设备进行染色的工艺流程图
其中：1、纱线；2、导纱辊；3、加油孔；5、保温体；6、超声波振盒；7、温度控制器；8、温度传感器；9、电动机；10、传动链条；11、牵引轧辊；12、超声波发生器；13、超声波振盒侧面；14、轧槽；15、轧槽内壁；16、轧槽外壁；17、保温夹层；18、保温体加热器；19、阳离子改性溶液；20、输料管；21、配置桶；22、循环泵；23、液位；24、过滤网；25、存料桶；26、导线。   
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例——具体实施装置以及其应用于32s/2全棉色纱连续轧染的具体实施工艺，对本发明作进一步的说明。
如图1所示的用于含棉纱线染色的设备中的超声波浸轧装置，此超声波浸轧装置包括用于盛放阳离子改性溶液19的轧槽14，轧槽14内设置有用于对阳离子改性溶液19进行空化处理的超声波振盒6，超声波振盒侧面13如图2所示。超声波振盒6与一超声波发生器12通过导线26相连接，超声波频率为40kHz，功率密度为0.5W/cm2。轧槽14的轧槽外壁16与轧槽内壁15之间为保温夹层17，保温夹层17中充满保温体5，保温体5具体为导热油。保温夹层17上开设有加油孔3，具体作用是通过加油孔3向保温夹层17内加注保温体5，保温夹块17中还设置有多个对保温体5进行加热的保温体加热器18。保温夹层17中还设有温度传感器8和温度控制器7，温度传感器8测试保温体5的温度，并经温度控制器7对保温体加热器18的加热功率进行调节。
轧槽14的左右两侧还设置有导纱辊2和牵引轧辊11。电动机9经传动链条10带动牵引轧辊11转动，并牵引纱线1通过导纱辊2，并浸渍受超声波振盒6持续空化的阳离子改性溶液19后，经牵引轧辊11压轧。
超声波浸轧装置中还设置有阳离子改性溶液配置桶21、输料管20、存料桶25以及循环泵22。轧槽14的底部设置有回流口，存料桶25与回流口相连通，阳离子改性溶液19通过回流口流入到存料桶25中。存料桶25与回流口相连通的路径上设置有过滤网24。阳离子改性溶液19通过输料管20从阳离子改性溶液配置桶21输入到存料桶25，再通过循环泵22输入到轧槽14内，轧槽14底部的阳离子改性溶液19回流到存料桶25并经过滤网24过滤后，与阳离子改性溶液配置桶21输入的新鲜的阳离子改性溶液19汇合，再进入循环泵22，这样在动态循环中保持轧槽14内部液位23稳定，使生产时阳离子改性溶液19的液位23高过超声波振盒，同时通过循环和过滤消除轧槽14中阳离子改性溶液19因超声波持续空化而产生的结皮与沉淀物。
本实施例32s/2全棉色纱的生产工艺流程如图3所示，主要工艺条件如下：
1、浸轧阳离子改性溶液。该工序使用如前所述的超声波浸轧具体实施装置。整经成轴的32s/2全棉纱，不经煮练工序或具有煮练效果的前处理工序的处理，直接浸入轧槽中的阳离子改性溶液，并经轧车压轧，如此方式二浸二轧。阳离子改性溶液的构成为：购自广州市湘中纺织化工有限公司的阳离子改性剂CL-200 20g/L，购自广东灵捷制造化工有限公司的非离子渗透剂AG-310 3g/L，纯碱8g/L。
超声波先于纱线进入轧槽前3分钟开启，并一直持续至染色结束后关闭。阳离子改性溶液温度保持在55±2℃。由于在阳离子改性溶液的轧槽中设置超声波，减少了轧槽中的溶液数量，浴比较小；并且对轧槽溶液进行保温，克服超声波空化时带来的温度不稳定而使改性溶液温度始终保持在55℃左右。小浴比与温度条件稳定这两个因素共同作用，有效克服了染色的前后色差。
2、烘干：纱线经烘筒烘干。
3、浸轧涂料溶液：涂料溶液的构成为：购自香港新力华国际有限公司的涂料DAF403 30g/L，购自上海誉辉化工有限公司的粘合剂AF101 50g/L，购自广东灵捷制造化工有限公司的非离子渗透剂AG-310 1g/L。温度为常温，浸轧方式为一浸一轧。
4、固色：纱线经红外线预烘装置预烘后，经烘筒烘干和焙烘，经3格水洗箱水洗后烘干。
经以上设备和工艺染色后产品的质量指标与其他工艺对比情况见表1。表1中工艺1为以上所述工艺，工艺2、3使用与工艺1相同的原料、工艺流程、染色浓度，只是对超声波的使用进行调整；产品颜色测试为使用美国进口测色仪Gretag Macbeth Color-Eye 7000A进行的测试。
本发明所采用技术方案的技术机理是：在含棉纱线浸轧阳离子改性溶液时，阳离子改性剂分子在超声波的空化作用下，扩散性能得到显著提升，能够克服棉纤维因未经煮练前处理或煮练前处理效果不好而亲水性能差这一因素的阻碍，大量地上染到棉纤维上并渗透到棉纤维内部，进而通过化学反应而接枝到棉纤维上，并使棉纤维接枝后带上正电荷。这使得棉纤维在浸轧涂料、活性染料等染色溶液时，能够因正负电荷的相互吸引而有效吸附带负电荷的涂料、染料并促使涂料、染料上染，产生化学健的结合。这样一方面提高了染色深度，同时也提高了染色渗透性和染色牢度。
通过上述的表1可知，未经煮练前处理的含棉纱线通过使用本发明的设备、浸轧以超声波空化处理的阳离子改性溶液后的染色效果，与未使用超声波的染色效果、以及浸轧以超声波空化的涂料溶液的染色效果相比，在上染深度、透芯程度、染色牢度三个方面都有了明显的提高，由此带来的染色综合效果的改善特别显著，在质量指标上达到了国家标准的要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于含棉纱线染色的设备，该设备含有一个超声波浸轧装置，所述的超声波浸轧装置包括用于盛放阳离子改性溶液的轧槽、导纱辊以及牵引轧辊，所述的轧槽内设置有用于对所述的阳离子改性溶液进行空化处理的超声波振盒，所述的超声波振盒与一超声波发生器相连接，其特征在于：所述的超声波浸轧装置中设置有阳离子改性溶液配置桶、输料管、存料桶以及循环泵，阳离子改性溶液通过所述的输料管从所述的阳离子改性溶液配置桶输入到所述的存料桶，再通过所述的循环泵输入到所述的轧槽内。
2.根据权利要求1所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的轧槽具有轧槽外壁和轧槽内壁，所述的轧槽外壁与轧槽内壁之间设有保温夹层，所述的保温夹层中充满保温体。
3.根据权利要求2所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的保温体为保温油。
4.根据权利要求3所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的保温夹层中还设置有多个对所述的保温体进行加热的保温体加热器。
5.根据权利要求1所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的轧槽底部设置有回流口，所述的存料桶与所述的回流口相连通，阳离子改性溶液通过所述的回流口流入到所述的存料桶中。
6.根据权利要求5所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的存料桶与所述的回流口相连通的路径上设置有过滤网，从所述的回流口流出的阳离子改性溶液经过所述的过滤网的过滤后再流入所述的存料桶中。
7.根据权利要求1所述的用于含棉纱线染色的设备，其特征在于：所述的超声波发生器所产生的超声波频率为20-100kHz，功率密度为0.1-10W/cm2。
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