CN103774363B - 散纤维的冷轧堆染色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种散纤维冷轧堆染色工艺，属于散纤维染色技术领域。包括浸榨、旋转式冷堆、加压榨水和后处理，将散纤维采用二浸一榨方式浸榨后，再进行旋转式冷堆，旋转式冷堆完毕后进行加压榨水，将散纤维或散纤维饼中的水分和染料挤出后，送入烘干等后处理。将本发明应用于散纤维的冷轧堆染色，具有上染均匀、用水量少、工序简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及散纤维冷轧堆染色工艺，属于散纤维染色技术领域。
背景技术
散纤维通常是采用染缸染色，通过添加促染剂等助剂可很快的进行散纤维上染，但染色过程需要用到大量的食盐或元明粉等促染剂，增加了染色成本和后续水洗成本，加工过程中需要采用额外电源提供大量的蒸汽量，浴比大、助剂多、成本高、耗能大，水用量高；冷轧堆染色主要包括浸渍、堆置固色和水洗三个阶段，织物在低温下浸染染液，再进行打卷堆置，堆置一定时间并缓慢转动，使之完成染料的吸附、扩散和固色过程，最后水洗完成上染，这种染色方式仅需要添加少量的碱液即可，避免了上染过程中促染剂多、水消耗量大等缺陷，成本和能耗都可以降低很多，但基于常规的认知以及冷轧堆染色的技术现状，冷轧堆染色仅适用于连续结构织物或面料因而冷轧堆染色仅适用于织物或面料这种连续结构材料的染色，非连续状态的散纤维在堆置过程不能够实现打卷堆置，因而冷轧堆染色不适用于散纤维染色。
发明内容
为克服现有技术中散纤维染色所存在的上述缺陷，本发明提供散纤维冷轧堆染色工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
散纤维冷轧堆染色工艺，包括浸榨、旋转式冷堆、加压榨水和后处理，
（1）浸榨：将散纤维或散纤维饼进行浸榨，浸榨方式为二浸一榨，以确保散纤维或散纤维饼吸收均匀；
（2）旋转式冷堆：将浸渍后的散纤维或散纤维饼以水平状态放置，并在密封环境中进行旋转式冷堆，转速为5-15r/min，冷堆温度为室温（20-25℃），冷堆处理时间为10-12小时；
（3）加压榨水：散纤维或散纤维饼经步骤（2）处理后，在压榨压力1-3kg/cm2条件下进行加压榨水，当散纤维或散纤维饼中无液体流出时，转入到后处理工序中；
（4）后处理：将步骤（3）中无液体流出的散纤维转入后处理工序中，进行水洗、烘干等后处理。
其中，上述技术方案中：
步骤（1）中，所述的二浸一榨是指先将散纤维或散纤维饼在散纤维染色机的染液中进行第一次浸染，浸染时间为10-30分钟，将第一次浸染后的散纤维或散纤维饼进行榨干，榨水挤压力为1-3kg/cm2，挤压时间为3-8分钟，榨干后的散纤维或散纤维饼进行第二次浸染，第二次浸染的时间为5-15分钟。采用二浸一榨的方式，第一次浸染起到预处理的目的，先将外层的散纤维或散纤维饼润湿，第一次浸染后进行榨干，榨干的目的在于通过外力作用，在将染料从外层散纤维或散纤维饼上挤出的同时，也将外层散纤维或散纤维饼上的染液挤入内层中，使内层散纤维得到润湿，再进行第二次浸染时，由于外层和内层的散纤维或散纤维饼都是润湿状态，可以很好的吸收染液，浸榨效果更佳均匀，为后续的冷堆固色提供了保障。
步骤（2）中，旋转式冷堆过程中，在染液的自身重力作用下，水平放置的散纤维或散纤维饼中的染液会向竖直向下的方向流动，低速旋转可确保染液在散纤维或散纤维饼中分布均匀，避免固定在一个位置时染液分布不匀引起的上染不匀的现象，同时，为避免染液的流出散纤维或散纤维饼，在散纤维或散纤维饼的旋转式冷堆是在密封环境中进行的，作为一种比较经济、便捷的方式，可在散纤维或散纤维饼外覆盖一层密封膜如保鲜膜、薄膜，薄膜包裹在散纤维或散纤维饼外形成密封环境，将散纤维或散纤维饼以及其中的染液封闭在一起，避免染液的外泄。
其中，所述的旋转式冷堆是在可旋转式冷堆机上进行的，该可旋转式冷堆机包括机架和底盘，底盘通过横轴活动安装于机架上，底盘通过横轴在机架上左右摆动，将底盘由水平状态转为竖直状态或将底盘由竖直状态转为水平状态；底盘周边设置有若干个用于固定染笼的侧轴，染笼通过侧轴绕底盘旋转，底盘带动固定其上的染笼以及染笼中的散纤维向一侧偏移，同时通过侧轴带动底盘旋转。
步骤（3）中，所述的加压榨水是在榨水装置上进行的，榨水装置包括基座、筒状缸体和顶板，筒状缸体安装在基座上，筒状缸体上设置有漏孔，顶板与筒状缸体活动连接，顶板上方与压力组件相连，动力组件驱动顶板在筒状缸体内做活塞运动，以实现对筒状缸体内散纤维中水分的压榨挤出。散纤维或散纤维饼放置于筒状缸体内，在动力组件的作用下，顶板向下移动，并挤压顶板与筒状缸体之间的散纤维或散纤维饼，在外力作用下，散纤维或散纤维饼中的水分被挤出，并经筒状缸体上设置的漏孔流出，待散纤维或散纤维饼中的水分榨干后，动力组件带动顶板向上移动，并将顶板从筒状缸体中移出，完全脱除水分的散纤维或散纤维饼送入后处理工序中，由于大部分的水分和染料已经从散纤维或散纤维饼中被榨出，带入后处理的仅为极少量的水分和染料，因而减轻了后处理过程中水洗难度，用水量和水洗时间大大减少。
其中，所述的筒状缸体的底部和侧壁上均设置有漏孔，漏孔的孔径为2-3mm，开孔率50-70%（每cm2筒状缸体的体壁上，漏孔的面积占50-70%）。
所述的动力组件包括压块、横梁、动力源和立柱，压块位于顶板与横梁之间，横梁活动套装在立柱上，动力源驱动横梁沿立柱上下移动或旋转运动，以实现将压块或压块与顶板的移动。作为优选，所述的动力源为气缸、油缸或电动。
所述的筒状缸体下方设置有集液槽，用于收集和排空漏孔中流出的水分。
所述的集液槽设置有排液口，排液口处设置有滤网，防止纤维阻塞排液口。
所述的筒状缸体内壁上设置有布水孔，布水孔与清水管相连通，用于榨水后清洗筒状缸体。
本发明适用于散纤维的冷轧堆染色工艺的流程为浸榨（第一次浸染→榨干→第二次浸染）→旋转式冷堆→加压榨水→后处理，采用该工艺流程的有益效果如下：
1.浸榨采用二浸一榨方式进行，确保了染料在散纤维或散纤维饼中分布均匀。散纤维依次进行第一次浸染→榨干→第二次浸染，先将外层的散纤维或散纤维饼润湿，外层散纤维或散纤维饼润湿后进行榨干，榨干过程中，通过外力作用，将染料从外层散纤维或散纤维饼上挤出的同时，也将外层散纤维或散纤维饼上的染液挤入内层中，使内层散纤维得到初步润湿，榨干后再进行一次浸染时，由于外层和内层的散纤维或散纤维饼都是润湿状态，可以很好的吸收染液，浸榨效果更佳均匀，为后续的冷堆固色提供了保障。
2.浸榨后的散纤维或散纤维饼在密封环境下进行旋转式冷堆，可以确保冷堆过程染料上染均匀。冷堆过程中，由于散纤维或散纤维饼中的染液会向下流动，为避免染液集中在散纤维或散纤维饼下方，同时也避免染液流出散纤维或散纤维饼外，低速旋转确保了染液在散纤维或散纤维饼中分布均匀，克服了固定冷堆方式染液分布不匀引起的上染不匀的现象，而薄膜包裹在散纤维或散纤维饼外层，为散纤维或散纤维饼形成一个密封环境，将散纤维或散纤维饼以及其中的染液封闭在一起，避免染液的外泄和浪费。
3.榨水采用挤压方式进行，可以充分、快速将水分和染液从散纤维或散纤维饼中挤出，由于大部分的水分和染料已经从散纤维或散纤维饼中被榨出，避免染液和水分带入到后处理工序中，因而减轻了后处理过程的工作强度，水洗难度降低了，用水量降低至常规染缸染色的1/8，水洗时间也得到缩短。
通过上述特殊方式的浸榨、旋转式冷堆和加压榨水，克服了非连续状态散纤维无法采用冷轧堆技术染色的难题，直接对原料散纤维或散纤维饼进行染色，染色后的散纤维再进行织造，与常规的染缸上染方式相比，上染更均匀，且上染过程中无需添加助染剂，也不用提供额外的热源进行加热，加工工序得到简化，后处理中的水洗、烘干强度降低，用水量、能耗和生产成本大大降低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明可旋转式冷堆机的结构示意图；
图3为本发明榨水装置的结构示意图。
图中标号：1.浸榨装置；11.浸染装置一；12.榨干装置；13.浸染装置二；2.可旋转式冷堆机；21.机架；22.底盘；23.横轴；24.侧轴；25.手柄一；26.手柄二；3.榨水装置；30.基座；31.筒状缸体；32.漏孔；33.顶板；34.集液槽；35.压块；36.横梁；37.立柱；38.排液口；39.滤网；4.后处理装置；5.染笼；6.密封结构。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，对棉纤维进行染特黑色，结合图1，散纤维的染色工艺流程为：浸榨（第一次浸染→榨干→第二次浸染）→旋转式冷堆→加压榨水→后处理，其中，
（1）浸榨：将散纤维或散纤维饼置于浸榨装置1中，浸榨方式采用二浸一榨方式进行，以确保散纤维或散纤维饼吸收均匀，染液成分为：H-ED活性黑18g/L、3RS黄2.2g/L、3BS红3.0g/L、NaOH5g/L、水玻璃2.8g/L，浴比1：4.5，常温染色；
其中，二浸一榨包括顺次进行的第一次浸染、榨干和第二次浸染，散纤维或散纤维饼先在浸染装置一11的染液中进行第一次浸染，第一次浸染时间为10分钟，第一次浸染起到预处理的目的，先将外层的散纤维或散纤维饼润湿；润湿后的散纤维或散纤维饼置于榨干装置12（其结构可参考后续的榨水装置3）中进行榨干，榨干挤压力为1.5kg/cm2（每平方厘米散纤维上的挤压力为1.5kg所产生的重力），挤压时间为3分钟，通过外力作用，在将染料从外层散纤维或散纤维饼上挤出的同时，也将外层散纤维或散纤维饼上的染液挤入内层中，使内层散纤维得到润湿；榨干后的散纤维或散纤维饼再次放入浸染装置二13中进行第二次浸染，第二次浸染的时间为15分钟，第二次浸染时，由于外层和内层的散纤维或散纤维饼都是润湿状态，可以很好的吸收染液，浸榨效果更佳均匀，为后续的冷堆固色提供了保障。
（2）旋转式冷堆：将浸渍后的散纤维或散纤维饼以水平状态放置，并在密封环境中进行旋转式冷堆，转速为10r/min，冷堆温度为室温（20-25℃），冷堆处理时间为10小时；
其中，旋转式冷堆是在可旋转式冷堆机2上进行的，结合图2，可旋转式冷堆机2包括机架21和底盘22，底盘22通过横轴23活动安装于机架21上，横轴23通过手柄一25调控；底盘22周边对称设置有六个用于固定染笼5的侧轴24，侧轴24通过手柄二26调控；浸渍完毕的散纤维或织物取出，连同染笼5一起竖直放置于可旋转式冷堆机2上，先旋转手柄一25，转轴23带动底盘22以及染笼5向右侧旋转（图1中旋转式冷堆对应的可旋转式冷堆机2左侧的箭头方向），使纱筒以及纱筒内的散纤维或散纤维饼由竖直状态转为水平状态后，停止转动手柄一25，并开始旋转手柄二26（图1中旋转式冷堆对应的可旋转式冷堆机2右侧的箭头方向），染笼5随底盘22转动。
（3）加压榨水：散纤维或散纤维饼经步骤（2）处理后在压榨压力为3kg/cm2（意义同上）、处理时间为10分钟，进行加压榨水，当散纤维或散纤维饼中无液体流出时，转入到后处理工序中。
其中，加压榨水是在榨水装置3上进行的，结合图3，榨水装置3包括包括基座30、筒状缸体31和顶板33，筒状缸体31安装在基座30上，筒状缸体31上设置有漏孔32，顶板33与筒状缸体31活动连接，顶板31上方与压力组件相连，动力组件驱动顶板33在筒状缸体31内做活塞运动，以实现对筒状缸体31内散纤维中水分的压榨挤出。其中，漏孔32均匀分布于筒状缸体31的底部和侧壁上，漏孔的孔径为2.5mm，开孔率为60%/cm2（每平方厘米缸体体壁上，漏孔的面积占60%）；动力组件包括压块35、横梁36、动力源和立柱37，压块36位于顶板33与横梁35之间，横梁35活动套装在立柱37上，动力源为气缸，动力源驱动横梁35沿立柱37上下移动或旋转运动，以实现将压块36和顶板33的移动。散纤维或散纤维饼放置于筒状缸体31内，在动力组件的作用下，顶板33向下移动，并挤压顶板33与筒状缸体31之间的散纤维或散纤维饼，在外力作用下，散纤维或散纤维饼中的水分被挤出，并经筒状缸体31上设置的漏孔32流出，待散纤维或散纤维饼中的水分榨干后，动力组件带动顶板33向上移动，并将顶板33从筒状缸体31中移出，完全脱除水分的散纤维或散纤维饼送入后处理工序中，由于大部分的水分和染料已经从散纤维或散纤维饼中被榨出，带入后处理的仅为极少量的水分和染料，因而减轻了后处理过程中水洗难度，用水量和水洗时间大大减。
（4）后处理：将步骤（3）中无液体流出的散纤维转入后处理工序中，通过强制榨水后，散纤维中水分降至70%，省去了一次皂洗、二次热水洗，而其它后处理与常规相同。
采用本实施例上述工艺条件，可直接对原料散纤维或散纤维饼进行染色，染色后的散纤维再进行织造，与常规的染缸上染方式相比，上染更均匀，且上染过程中无需添加助染剂，也不用提供额外的热源进行加热，加工工序得到简化，后处理中的水洗次数和强度降低，用水量、能耗和生产成本大大降低。
实施例2
本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于：待染色散纤维为粘胶纤维，粘胶纤维上染大红色，（1）浸榨：第一次浸染时间为20分钟，榨干压力为1.8kg/cm2，榨干时间为5分钟，第二次浸染时间为15分钟，其中，第一次浸染与第二次浸染的条件相同，浴比均为1：4.5，染液组分：3BS红7.5g/L、B-X元青1.5g/L、NaOH2g/L、水玻璃1g/L，常温染色；（2）旋转式冷堆：转速为8r/min，冷堆温度为室温，冷堆处理时间为12小时；（3）加压榨水：压榨压力为2.8kg/cm2、处理时间为8分钟，漏孔孔径3mm，开孔率70%。
实施例3
本实施例的待染色散纤维为棉纤维，上染颜色为大红色，（1）浸榨：第一次浸染时间为30分钟，榨干压力为2kg/cm2，榨干时间为5分钟，第二次浸染时间为10分钟，其中，第一次浸染和第二次浸染的浴比均为1：4，染液组分：3BS红7.5g/L、B-X元青1.5g/L、NaOH2g/L、水玻璃1g/L，常温染色；（2）旋转式冷堆：转速为15r/min，冷堆温度为室温，冷堆处理时间为11小时；（3）加压榨水：压榨压力为1.5kg/cm2、处理时间为15分钟，漏孔孔径2mm，开孔率50%。其余设置和工作原理与实施例1相同。
实施例4
本实施例的带染色散纤维为粘胶纤维，上染颜色为特黑色，（1）浸榨：第一次浸染时间为15分钟，榨干压力为3kg/cm2，榨干时间为8分钟，第二次浸染时间为15分钟，染液成分为：H-ED活性黑18g/L、3RS黄2.2g/L、3BS红3.0g/L、NaOH5g/L、水玻璃2.8g/L，浴比1：3.8，常温染色；（2）旋转式冷堆：转速为5r/min，冷堆温度为室温，冷堆处理时间为10小时；（3）加压榨水：压榨压力为2.5kg/cm2、处理时间为20分钟，漏孔孔径2.8mm，开孔率55%。
实施例5：对比实施例
采用染缸对散纤维进行染色，染色工艺流程及工艺条件如下：
（1）前处理：将散纤维进行高温碱性条件下进行前处理，使棉花具有较好的吸水性，以利于染色中染料的吸附、扩散。
（2）漂白和增白：将前处理后的散纤维进行氧漂漂白处理，其中氧漂中需添加碱剂和双氧水稳定剂，并进行酸洗。
（3）染色：浴缸中添加染料和助剂，其中，染料中需用到助剂、食盐、元明粉等，浴比为1:（10-20），经过漂白和增白后的散纤维置于该染缸内，染液凭借主泵的输送，从染缸内层向外层在纤维间穿透循环，使染料均匀上染，循环一段时间后，在近中性的染液中分次添加元明粉等促染剂使染料尽可能均匀地附着在散纤维上；当染料附着纤维接近平衡时，分次加入碱剂逐渐提高染液pH值，加快染料和纤维的固色反应，从而使染料键合固着在纤维上，达到着色的目的。
（4）后处理：染色后大量浮色沾附于棉纤维表面，需经皂煮、水洗以去除浮色，用水量为120-150吨/吨散纤维，再进行脱水、烘干。
结果对照表
对实施例1-5所得散纤维进行效果评估，测试结果详见表1。
表1各实施例的效果评估参数对照表
对上述实施例1-4所得散纤维与实施例5的对比实施例所得散纤维相比，实施例1-4的散纤维上染均匀性较好，加工流程短，上染过程中均需添加少量的碱液即可，染色后对散纤维的强度等物理指标影响不大，而用水量仅为实施例5的1/8左右。
Claims (2)
1.散纤维冷轧堆染色工艺，其特征在于：包括浸榨、旋转式冷堆、加压榨水和后处理，
（1）浸榨：将散纤维或散纤维饼进行浸榨，浸榨方式为二浸一榨，以确保散纤维或散纤维饼吸收均匀，所述的二浸一榨是指先将散纤维或散纤维饼在散纤维染色机的染液中进行第一次浸染，浸染时间为10-30分钟，将第一次浸染后的散纤维或散纤维饼进行榨干，榨水挤压力为1-3kg/cm2，挤压时间为3-8分钟，榨干后的散纤维或散纤维饼进行第二次浸染，第二次浸染的时间为5-15分钟；
（2）旋转式冷堆：将浸渍后的散纤维或散纤维饼以水平状态放置，并在密封环境中进行旋转式冷堆，转速为5-15r/min，冷堆温度为室温，冷堆处理时间为10-12小时；
（3）加压榨水：散纤维或散纤维饼经步骤（2）处理后，在压榨压力1-3kg/cm2条件下进行加压榨水，当散纤维或散纤维饼中无液体流出时，转入到后处理工序中；
（4）后处理：将步骤（3）中无液体流出的散纤维转入后处理工序中，进行烘干后处理。
2.如权利要求1所述的散纤维冷轧堆染色工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述的密封环境是通过在散纤维或散纤维饼外包裹密封膜实现的。
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