CN104553322B - 一种高压微喷织布印染/印花装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压微喷织布印染/印花装置，包括同轴喷头、支架、同轴喷头高度调节装置、双通道微量注射泵及其控制器等。同轴喷头安装在支架一端的同轴喷头卡槽内，支架另一端与同轴喷头高度调节装置相联接，高压电源通过电缆将高压电施加在同轴喷头上，双通道微量注射泵将染料与包裹液通过软管输送到同轴同轴喷头的内外两个通道内，电极板与地固接，织布的两端缠绕在织布张力调节与卷收装置上。当上位机向各控制器发送初始化控制指令后，装置执行织布微喷印染。本发明通过调节高压电源的电压、双微喷注射泵的流量、同轴喷头与织布之间的高度、二维运动平台及其织布收卷速度、加热温度等参数使染料在织布上达到最佳的印染/印花效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种织布印染装置，特别是一种高压微喷织布印染/印花装置。
背景技术
中国是全球环境问题尤为突出的地区之一，而印染行业是污染大户。我国印染行业的废水排放标准很高，基本上达到世界最高的水平，所以通过污水处理来进一步提高污水质量排放标准的空间十分有限，这就需要在纺织工业的各个环节上寻求能够改善提高、实现节能减排的技术和方法。同时，随着经济的发展和人民生活水平的日益提高，人们越来越注重经济效益及产品性能同环境保护的兼顾，产品精细化、功能化以及环境友善性是未来的发展方向。商品化技术可以提高产品的性能，扩大产品的应用领域，还可延长产品的使用寿命和自身寿命，使其经济效益更大化。微胶囊技术就是一种优秀的商品化技术，它使微量物质包裹于聚合物薄膜内，广义地说，微胶囊具有改善和提高物质外观及其性质的能力。更确切的讲，微胶囊能够贮存微细状态的物质，并让该物质在需要的时候释放。
微胶囊技术用于纺织领域才刚起步不久，但已取得意想不到的效果，其主要应用领域有微胶囊染色、微胶囊印花、微胶囊功能整理剂等，在染色方面，微胶囊染色减少了织物水洗，还原水洗等工艺过程，提高了染料的利用率，明显减少对水资源的污染，且染色效果十分理想；在印花方面，印花工艺虽无明显变化，但与传统印花织物相比，微胶囊印花织物效果具有良好的色牢度、染深性且手感良好；在织物整理方面，整理工艺无明显变化，但经微胶囊功能整理剂整理后的织物，其附加值提高，功能效果持续的时间延长。
发明内容
本发明的目的是基于微胶囊技术设计了一种高压微喷织布印染/印花装置,可有效的改善应用微胶囊技术对织布进行印染的印染效果。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种高压微喷织布印染/印花装置，其特征在于，包括喷印平台、设置在喷印平台旁的支架、一端设置在支架并于支架垂直并能够在喷头高度调节装置的作用下做上下往复运动的支撑杆、以及设置在支撑杆另一端的同轴喷头；
所述喷印平台包括底座以及通过螺栓固定在底座上的U型平台、设置在U型平台上端面的电加热与温度控制装置、以及设置在U型平台两侧的织布张力调节与卷收装置；U型平台下端面固定有包含一个二维运动平台从而使整个喷印平台能够在水平面做横向和纵向运动；
所述电加热与温度控制装置包括加热板及其控制器、云母片、隔板；所述加热板及其控制器、云母片、隔板、电极板通过螺栓安装U型平台上，加热板及其控制器在电极板下方，可对电极板进行加热，云母片与隔板安装在加热板及其控制器下方，隔板上下各一层云母片，隔板为多孔结构；
所述织布张力调节与卷收装置为两个，对称设置在U型平台的两侧，每个织布张力调节与卷收装置包括电机、轴承座a、轴承、卷筒、垫片、轴承座b、以及底座；轴承座a、轴承座b通过螺栓固定在U型平台一侧，电机通过螺栓安装在轴承座a上，电机输出轴与卷筒采用键连接，从而将电机扭矩输出到卷筒上，卷筒两端安装轴承，两端轴承嵌入轴承座a和轴承座b内，从而使卷筒转动时阻力最小；织布的两端分别安装在卷筒的槽内，并通过垫片和螺栓固定，然后织布卷在一个卷筒上，当电机带动另一端的卷筒运动时，实现连续供给待印染的织布。
所述同轴喷头的喷口与双通道微量注射泵及其控制器连接；所述同轴喷头上还设有一个用于在同轴喷头和电极板之间施加高压电场的电场施加装置；
所述电加热与温度控制装置、织布张力调节与卷收装置、以及双通道微量注射泵及其控制器均通过一个上位计算机控制；多轴控制器二维运动平台和喷头高度调节装置由一个多轴控制器控制，其控制指令由上位计算机给出。
在上述的一种高压微喷织布印染/印花装置，所述电场施加装置包括电极板、同轴喷头卡槽、高压电接头、软管、高压电源、电缆；所述电极板接地，高压电源通过电缆与高压电接头连接，高压电接头与同轴喷头接触，同轴喷头安装在同轴喷头卡槽内，从而在同轴喷头与电极板之间形成高压电场，双通道微量注射泵将染料与包裹液通过软管输送到同轴喷头的内外两个通道内，从而在喷口处形成染料微胶囊，通过高压静电力切割而形成微球，喷印在电极板的织布上。
一种高压微喷织布印染/印花方法，其特征在于，具体方法如下：
选择步骤一：织布印染时，上位计算机控制二维运动平台沿平行于卷筒方向扫描式移动，卷筒旋转使得织布相对电极板垂直于卷筒运动，使得同轴喷头喷出的微喷胶囊均匀附着在织布上，加之电极板下方电加热与温度控制装置加热的共同作用下，连续完成通过电极板22上方织布的印染。
选择步骤二：织布印花时，张力调节与卷收装置通过电机带动卷筒，在电机转矩作用下对织布施加张力，对织布进行固定。上位计算机控制二维运动平台移动出印花图案的轨迹，微喷胶囊按照运动轨迹附着在织布上，完成印花，然后电机再次带动卷筒转动，将完成印花的织布卷起并将新的织布展开，固定后继续印花。
在上述的一种高压微喷织布印染/印花方法，双通道微量注射泵及其控制器、加热板及其控制器、高压电源及其控制器、多轴控制器，由通信接口与上位计算机通信。当上位机向各控制器发送初始化控制指令后，多轴控制器分别控制二维运动平台、喷头高度调节装置使同轴喷头相对织布到达初始空间位置，以及织布张力调节与卷收装置自动调节织布张力，多轴控制器和其它各控制器则初始化喷印过程的控制参数；初始化完成后，装置执行织布微喷印染，即：染料及其包裹液在高压电场的作用下产生微喷射到达织布上，在高压连续微喷、二维运动平台运动、卷筒旋转使得织布相对电极板运动、微喷胶囊与织物及其加热的共同作用下，连续完成通过电极板上方织布的印染。
因此，本发明具有如下优点：本发明在同轴喷头喷孔直径确定后，通过调节高压电源的电压、双微喷注射泵的流量、同轴喷头与织布之间的高度、二维运动平台及其织布收卷速度、加热温度等参数使染料在织布上达到最佳的印染/印花效果。
附图说明
图1是高压微喷织布印染/印花装置的原理示意图。
图2是高压微喷织布印染/印花装置的结构示意图。
图3是喷印平台结构示意图。
图4是织布张力调节与卷收装置结构示意图。
图5是电加热与温度控制装置结构示意图。
图6是电场施加装置结构示意图。
图7是印染控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种高压微喷织布印染/印花装置的实施，作进一步详细说明。图中：1、喷印平台2、同轴喷头3、支架4、上位计算机5、防护罩6、二维运动平台7、电场施加装置8、双通道微量注射泵及其控制器9、织布张力调节与卷收装置10、电加热与温度控制装置11、电机12、轴承座a13、轴承14、卷筒15、垫片16、U型平台17、轴承座b18、底座19、加热板及其控制器20、云母片21、隔板22、电极板23、同轴喷头卡槽24、高压电接头25、软管26、高压电源27、电缆。
一、首先介绍一下本发明的机械结构：
根据图1所示，一种高压微喷织布印染/印花装置，包括：装置包括喷印平台1、同轴喷头2、支架3、上位计算机4、防护罩5、二维运动平台6、电场施加装置7、双通道微量注射泵及其控制器8。喷印平台1分为织布张力调节与卷收装置9和电加热与温度控制装置10。
织布张力调节与卷收装置9用于检测和调节施加在织布上的张力的大小，织布覆盖在电极板22上，织布的两端分别安装在卷筒14的槽内，并通过垫片15和螺栓固定。卷筒14两端安装轴承13，两端轴承13嵌入轴承座a12和轴承座b17内，从而使卷筒14转动时阻力最小。电机11扭矩输出到卷筒14上，当电机11运行时，带动卷筒14转动，两个卷筒14分别卷起织布的一端，从而将张力施加到织布上，通过上位计算机4来检测和调节张力的大小。
电加热与温度控制装置10用来对织布进行加热。染料微胶囊喷印在织布上以后，需要将染料微胶囊中的包裹液蒸发掉，将染料留在织布上。加热板及其控制器19对覆盖在电极板22上的织布进行加热，并自带温度反馈控制系统，实现电加热与温度控制，将加热温度保持在合理的范围以内。加热板及其控制器19下方为云母片20与隔板21，隔板21上下各一层云母片20，隔板21为多孔结构，从而保证了隔热与散热，防止加热板及其控制器19热量通过U型平台16传到二维运动平台6，影响运动精度。
电场施加装置7用于在同轴喷头2和电极板22之间施加高压电场。电极板22接地，高压电源26通过电缆27与高压电接头24连接，高压电接头24与同轴喷头2接触，从而在同轴喷头2与电极板22之间形成高压电场。双通道微量注射泵及其控制器8通过两个软管25分别将染料和包裹液输送到同轴喷头2，从而在喷口处形成染料微胶囊，通过高压静电力切割而形成微球，喷印在电极板的织布上。
二、采用本发明工作是：
1织布印染时，上位计算机4控制二维运动平台6沿平行于卷筒14方向扫描式移动，卷筒14旋转使得织布相对电极板22垂直于卷筒14运动，使得同轴喷头2喷出的微喷胶囊均匀附着在织布上，加之电极板22下方电加热与温度控制装置10加热的共同作用下，连续完成通过电极板22上方织布的印染。
2织布印花时，张力调节与卷收装置8通过电机11带动卷筒14，在电机11转矩作用下对织布施加张力，对织布进行固定。上位计算机4控制二维运动平台6移动出印花图案的轨迹，微喷胶囊按照运动轨迹附着在织布上，完成印花，然后电机11再次带动卷筒14转动，将完成印花的织布卷起并将新的织布展开，固定后继续印花。
在织布印染或织布印花时，双通道微量注射泵及其控制器8、加热板及其控制器19、高压电源及其控制器、多轴控制器，由通信接口与上位计算机4通信。当上位机向各控制器发送初始化控制指令后，多轴控制器分别控制二维运动平台6、喷头高度调节装置使同轴喷头2相对织布到达初始空间位置，以及织布张力调节与卷收装置9自动调节织布张力，多轴控制器和其它各控制器则初始化喷印过程的控制参数；初始化完成后，装置执行织布微喷印染，即：染料及其包裹液在高压电场的作用下产生微喷射到达织布上，在高压连续微喷、二维运动平台6运动、卷筒14旋转使得织布相对电极板22运动、微喷胶囊与织物及其加热的共同作用下，连续完成通过电极板22上方织布的印染。
上位计算机4通过控制电场施加装置7的电压、双通道微量注射泵及其控制器8的流量、多轴控制器X/Y/Z的值、织布张力调节与卷收装置9中电机11的ω1/M1、ω2/M2的值、以及电加热与温度控制装置10的温度，将这些参数加以整合优化，可以获得理想的印染/印花效果。
尽管本文较多地使用了1、喷印平台2、同轴喷头3、支架4、上位计算机5、防护罩6、二维运动平台7、电场施加装置8、双通道微量注射泵及其控制器9、织布张力调节与卷收装置10、电加热与温度控制装置11、电机12、轴承座a13、轴承14、卷筒15、垫片16、U型平台17、轴承座b18、底座19、加热板及其控制器20、云母片21、隔板22、电极板23、同轴喷头卡槽24、高压电接头25、软管26、高压电源27、电缆等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (4)
1.一种高压微喷织布印染/印花装置，其特征在于，包括喷印平台(1)、设置在喷印平台(1)旁的支架(3)、一端设置在支架(3)并于支架(3)垂直并能够在喷头高度调节装置的作用下做上下往复运动的支撑杆、以及设置在支撑杆另一端的同轴喷头(2)；
所述喷印平台(1)包括底座(18)以及通过螺栓固定在底座(18)上的U型平台(16)、设置在U型平台(16)上端面的电加热与温度控制装置(10)、以及设置在U型平台(16)两侧的织布张力调节与卷收装置(9)；U型平台(16)下端面固定有包含一个二维运动平台(6)从而使整个喷印平台(1)能够在水平面做横向和纵向运动；
所述电加热与温度控制装置(10)包括加热板及其控制器(19)、云母片(20)、隔板(21)；所述加热板及其控制器(19)、云母片(20)、隔板(21)、电极板(22)通过螺栓安装U型平台(16)上，加热板及其控制器(19)在电极板(22)下方，可对电极板(22)进行加热，云母片(20)与隔板(21)安装在加热板及其控制器(19)下方，隔板(21)上下各一层云母片(20)，隔板(21)为多孔结构；
所述织布张力调节与卷收装置(9)为两个，对称设置在U型平台(16)的两侧，每个织布张力调节与卷收装置(9)包括电机(11)、轴承座a(12)、轴承(13)、卷筒(14)、垫片(15)、轴承座b(17)、以及底座(18)；轴承座a(12)、轴承座b(17)通过螺栓固定在U型平台(16)一侧，电机(11)通过螺栓安装在轴承座a(12)上，电机(11)输出轴与卷筒(14)采用键连接，从而将电机(11)扭矩输出到卷筒(14)上，卷筒(14)两端安装轴承(13)，两端轴承(13)嵌入轴承座a(12)和轴承座b(17)内，从而使卷筒(14)转动时阻力最小；织布的两端分别安装在卷筒(14)的槽内，并通过垫片(15)和螺栓固定，然后织布卷在一个卷筒(14)上，当电机(11)带动另一端的卷筒(14)运动时，实现连续供给待印染的织布；
所述同轴喷头(2)的喷口与双通道微量注射泵及其控制器(8)连接；所述同轴喷头(2)上还设有一个用于在同轴喷头(2)和电极板(22)之间施加高压电场的电场施加装置(7)；
所述电加热与温度控制装置(10)、织布张力调节与卷收装置(9)、以及双通道微量注射泵及其控制器(8)均通过一个上位计算机(4)控制；多轴控制器二维运动平台(6)和喷头高度调节装置由一个多轴控制器控制，其控制指令由上位计算机(4)给出。
2.根据权利要求1所述的一种高压微喷织布印染/印花装置，其特征在于，所述电场施加装置(7)包括电极板(22)、同轴喷头卡槽(23)、高压电接头(24)、软管(25)、高压电源(26)、电缆(27)；所述电极板(22)接地，高压电源(26)通过电缆(27)与高压电接头(24)连接，高压电接头(24)与同轴喷头(2)接触，同轴喷头(2)安装在同轴喷头卡槽(23)内，从而在同轴喷头(2)与电极板(22)之间形成高压电场，双通道微量注射泵将染料与包裹液通过软管(25)输送到同轴喷头(2)的内外两个通道内，从而在喷口处形成染料微胶囊，通过高压静电力切割而形成微球，喷印在电极板(22)的织布上。
3.一种采用权利要求1所述的高压微喷织布印染/印花装置的印染/印花方法，其特征在于，具体方法如下：
选择步骤一：织布印染时，上位计算机(4)控制二维运动平台(6)沿平行于卷筒(14)方向扫描式移动，卷筒(14)旋转使得织布相对电极板(22)垂直于卷筒(14)运动，使得同轴喷头(2)喷出的微喷胶囊均匀附着在织布上，加之电极板(22)下方电加热与温度控制装置(10)加热的共同作用下，连续完成通过电极板(22)上方织布的印染；
选择步骤二：织布印花时，张力调节与卷收装置(9)通过电机(11)带动卷筒(14)，在电机(11)转矩作用下对织布施加张力，对织布进行固定；上位计算机(4)控制二维运动平台(6)移动出印花图案的轨迹，微喷胶囊按照运动轨迹附着在织布上，完成印花，然后电机(11)再次带动卷筒(14)转动，将完成印花的织布卷起并将新的织布展开，固定后继续印花。
4.根据权利要求3所述的采用高压微喷织布印染/印花装置的印染/印花方法，其特征在于，双通道微量注射泵及其控制器(8)、加热板及其控制器(19)、高压电源及其控制器、多轴控制器，由通信接口与上位计算机(4)通信；当上位机向各控制器发送初始化控制指令后，多轴控制器分别控制二维运动平台(6)、喷头高度调节装置使同轴喷头(2)相对织布到达初始空间位置，以及织布张力调节与卷收装置(9)自动调节织布张力，多轴控制器和其它各控制器则初始化喷印过程的控制参数；初始化完成后，装置执行织布微喷印染，即：染料及其包裹液在高压电场的作用下产生微喷射到达织布上，在高压连续微喷、二维运动平台(6)运动、卷筒(14)旋转使得织布相对电极板(22)运动、微喷胶囊与织物及其加热的共同作用下，连续完成通过电极板(22)上方织布的印染。
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