CN105821606A - 染色设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种染色设备及其方法，染色设备包括：布料发送装置、轧染装置、烘箱、冷却装置及成品收集装置。烘箱包括沿布料传送方向依次设置的烘干区、热溶解固色区及临界热熔化固色区，烘干区用于在预设烘干温度下将布料烘干，热溶解固色区用于在预设热溶解固色温度下将布料加热到热溶解温度，临界热熔化固色区用于在预设临界热熔化固色温度下将布料加热到临界热熔化温度。临界热熔化固化过程结束后经过急速冷却则染料分子就与纤维分子紧密地结合在一起，染料微粒就固着于布料的纤维表层，经若干导轮的反复曲绕，使布料获得柔软的手感经成品收取完成染色过程，相对于传统染色设备，上述染色设备能耗更低和污水排放量更少。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品染整技术领域，特别是涉及一种染色设备及其方法。
背景技术
目前，染整印染加工行业依然属于高能耗、高水耗、高污染的三高行业，即染整印染加工行业是整个纺织工业产业链中污染最重的环节。一般的，纺织品在进行染色操作之前，需要将胚布通过退浆机进行退浆，用于除去纱线表面的浆料，从而使染料能够更好地附着于胚布表面。经过退浆之后的布料经烘干机烘干之后再转入高温染缸染色，染色之后再经过水洗，最后通过定型机定型烘干。
其中，在传统染色工艺中，需要预先对染缸中的染料进行加水和加热处理，并且在染色过程中还需施加高压，用于使染料渗透至布料纤维的毛细孔中，以起到染色效果，由此可以看出，传统染色工艺依然具有能源损耗大和废水排量大的问题。
其次，在染色工艺后，为了去除粘附在布料纤维表面且未附着牢固的染料和助剂的多次水洗操作，其造成的污水排放量更是染整印染加工行业污水的主要来源之一。
发明内容
基于此，有必要提供一种能耗较低和污水排放量较少的染色设备及其方法。
一种染色设备，包括：沿布料的传送方向依次设置的布料发送装置、轧染装置、烘箱、冷却装置及成品收集装置；
所述烘箱包括沿布料传送方向依次设置的三个加热区，三个所述加热区具体包括烘干区、热溶解固色区和临界热熔化固色区，所述烘干区、所述热溶解固色区和所述临界热熔化固色区分别用于设置预设烘干温度、预设热溶解固色温度和预设临界热熔化固色温度；
所述烘干区位于所述烘箱的进布端，用于在所述预设烘干温度条件下将布料烘干；
所述热溶解固色区位于所述烘干区后面，用于在所述预设热溶解固色温度条件下将布料加热至热溶解状态；
所述临界热熔化固色区位于所述热溶解固色区后面并处于所述烘箱尾端，用于在所述预设临界热熔化固色温度条件下将布料加热到临界热熔化状态；
每一所述加热区均对应设置有至少一组加热组件和至少一组与所述加热组件电性连接的温控组件；
所述冷却装置包括至少两个送风风排及与所述送风风排连通的冷却风机，所述送风风排开设有朝向布料的送风孔，相对设置的两个所述送风排之间形成冷却通道。
在其中一个实施例中，所述烘箱包括安装架、加热组件及两组导轮组件，所述加热组件安装于所述安装架上；
所述加热组件包括设置于所述安装架上的多个支撑架，多个所述支撑架依次间隔设置，每一所述支撑架沿布料运行方向依次设置多个加热器，相邻两个所述支撑架之间形成加热通道，两组所述导轮组件分别位于所述支撑架的上下两端，用于对布料进行导向并驱动布料依次通过多个所述加热通道。
在其中一个实施例中，每一所述加热器包括沿着布料的长度方向依次设置的主加热器、第一辅助加热器及第二辅助加热器，所述主加热器用于加热布料的整体宽度，所述第一辅助加热器及所述第二辅助加热器管分别用于加热布料的两边；
所述烘箱还包括多个温控装置，每一所述温控装置包括沿着布料的宽度方向依次设置的三个温控组件，三个所述温控组件分别与所述第一辅助加热器、所述主加热器及所述第二辅助加热器电性连接；
所述温控组件包括可控硅温控仪及非接触式测温仪，所述可控硅温控仪与所述非接触式测温仪电性连接。
在其中一个实施例中，还包括热熔压轧装置，所述热熔压轧装置设置于所述烘箱的尾部，其包括压轧轮组及动力组件，所述压轧轮组与所述动力组件连接，用于驱动所述压轧轮组对布料执行压轧操作，并驱动布料前行。
在其中一个实施例中，所述烘箱为水平方向的前后排列结构，所述烘箱内设有上下两层加热装置，所述加热装置为电热管直接加热、微波加热、或由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内设有针板拉幅定型机装置，所述针板拉幅定型机装置采用立式轨道或卧式轨道。
在其中一个实施例中，所述烘箱为层叠式呈“S”型排列结构，所述烘箱内设有至少上下两层加热装置，所述加热装置为电热管直接加热、微波加热或由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内的针板拉幅定型机装置轨道为层叠式呈“S”型排列结构，各层轨道与烘箱各层的加热区相互交叉叠加，各层的轨道首尾以圆弧状相连并一体式设计，布料在轨道内链条的牵引下沿轨道呈“S”型运动。
在其中一个实施例中，所述轧染装置包括染料槽、含浸轮组、超声波振动装置及轧辊组件，所述含浸轮组及所述超声波振动装置容置于所述染料槽中，所述含浸轮组与所述轧辊组件沿布料的传送方向依次设置。
一种染色方法，采用任一项所述的染色设备进行；其包括如下步骤：
控制布料发送装置将布料送出；
将布料送至轧染装置的染液中进行染色操作；
将染色后的布料送入至烘箱的烘干区，控制所述烘干区的温度处于预设烘干温度，所述预设烘干温度为100℃～150℃；
将烘干后的布料送入至烘箱的热溶解固色区，控制所述热溶解固色区的温度处于预设热溶解固色温度，所述预设热溶解固色温度为120℃～180℃；
将布料送入至烘箱的临界热熔化固色区，控制所述临界热熔化固色区的温度处于预设临界热熔化固色温度，所述预设临界热熔化固色温度为140℃～230℃；
将压轧后的布料送至冷却装置中进行冷却操作；
将冷却后的布料送至成品收集装置中进行成品收集操作。
在其中一个实施例中，所述染液包括如下质量百分比的各组分：
分散性染料0.07％～1％，增稠剂0.01％～0.1％，均染剂0.01％～0.13％，渗透剂0.003％～0.1％，柔软剂0.07％～0.5％，余量为水。
在其中一个实施例中，还对所述染液进行超声波空化操作。
上述染色设备包括：布料发送装置、轧染装置、烘箱、冷却装置及成品收集装置。轧染装置包括染料槽、含浸轮组、压轧轮组，含浸轮组置于染料槽中，含浸轮组与压轧轮组沿布料的传送方向依次设置。烘箱包括沿布料传送方向依次设置的烘干区、热溶解固色区及临界热熔化固色区，所述烘干区用于在预设烘干温度下将布料烘干，所述热溶解固色区用于在预设热溶解固色温度下将布料加热到热溶解温度，所述临界热熔化固色区用于在预设临界热熔化固色温度下将布料加热到临界热熔化温度。临界热熔化固化过程结束后经过急速冷却则染料分子就与纤维分子紧密地结合在一起，染料微粒就固着于布料的纤维表层，经若干导轮的反复曲绕，使布料获得柔软的手感经成品收取完成染色过程。
上述染色设备通过沿布料的传送方向依次设置布料发送装置、轧染装置、烘箱、热熔压轧装置、冷却装置及成品收集装置，可以对布料进行连续性的染色烘干固色定型操作，相对于传统染色设备，上述染色设备能耗更低和污水排放量更少。
附图说明
图1为本发明一实施方式的染色设备的结构示意图；
图2为图1所示的轧染装置的结构示意图；
图3为本发明一实施方式的染色方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，染色设备包括：布料发送装置10、轧染装置20、烘箱30、热熔压轧装置60、冷却装置40及成品收集装置50，布料发送装置10、轧染装置20、烘箱30、热熔压轧装置60、冷却装置40及成品收集装置50沿布料的传送方向依次设置。也就是说，待染色的布料依次经过布料发送装置10、轧染装置20、烘箱30、热熔压轧装置60、冷却装置40及成品收集装置50。
请参阅图1，放卷机组10包括：布料发送装置11、储料槽12、快速输送装置13、放卷导轮14、放卷展开轮组15、布料张力控制装置16及纠偏装置17，布料发送装置11、储料槽12、快速输送装置13、放卷导轮14、放卷展开轮组15、布料张力控制装置16及纠偏装置17沿布料的传送方向依次设置。快速输送装置13、放卷导轮14及放卷展开轮组15设置于储料槽12的上方。放卷导轮14、放卷展开轮组15位于快速输送装置13的下游。
请参阅图1，快速输送装置13包括第一压轮131、与第一压轮131相对的第二压轮132、连接第一压轮131的第一气动件133及连接第二压轮132的第一动力件134。第一气动件133用于驱动第一压轮131靠近或远离第二压轮132，第一动力件134用于改变第二压轮132的线速度。快速输送装置13用于调节布料的输送速度，以使布料在快速输送装置13的速度大于布料在所述染色设备其他位置的速度。例如，在整个染色设备正常工作时，第一动力件134不启动，布料在快速输送装置13的线速度等于布料在布料连续染色其他位置上的线速度，用于避免发生布料在输送过程中张力过大或过小的问题。当布料发送装置11上的布料卷快要用完时，启动第一动力件134，第一动力件134驱动第二压轮132转动，使布料在快速输送装置13的线速度大于布料在染色设备其他位置的线速度，因为布料在快速输送装置13的线速度大于布料在染色设备其他部位的线速度，使得快速输送装置13输送的布料在储料槽12内大量聚集，当布料发送装置11上的布料卷用完后，迅速在放料卷上放上一新布料卷，并将该新布料卷接上上一布料卷的尾端，由于储料槽12内储存了大量的布料，所以整个设备还可以继续工作，无需停机，而且也为新布料卷的放置，以及新布料卷和上一布料卷的连接提供了充足的时间。
请参阅图1，放卷展开轮组15包括至少一第三展开轮，第三展开轮可以是弧形弯轮或铝片式展开轮或中间大两端小的中高式展开轮。放卷展开轮组15用于将布料展开，以使布料不褶皱，布料张力控制装置16用于调节运送中的布料的张紧力，以使布料在各轮上不会出现打滑现象，纠偏装置17用于防止布料偏移运行轨道。
请一并参阅图1及图2，轧染装置20包括染料槽21、含浸轮组23、超声波振动装置24及轧辊组件25，含浸轮组23及超声波振动装置24容置于染料槽21中，含浸轮组23与轧辊组件25沿布料的传送方向依次设置。染料槽21用于盛放染液22。沿布料的运送方向轧辊组件25位于含浸轮组23的下游，用于调节布料中染液22含量。
可以理解，通过超声波振动装置24发出的超声波辅助搅拌，可以使得染液22颗粒达到微米级。通过含浸轮组23的挤压和轧辊组件25的挤压控制布料的整体湿比及布料宽度方向的染液22含量。通过在染液22中加入包含增稠剂、均染剂、渗透剂及柔软剂的助剂，并且增稠剂、均染剂、渗透剂和柔软剂的共同作用，使得分散性染剂更细小化，再加上超声波振动装置24的空化效应，使得细小的分散性染液22分子更均匀的分散在染液22中，这使得染液22不仅在布料上上色均匀，还使得染液22在布料上的附着性变好。
为了更好地调节布料宽度方向的染液含量，例如，请参阅图2，轧辊组件25包括两个平行设置的压料辊251，其中一个压料辊251连接两油压缸，两油压缸分别连接压料辊251的两端，这样，通过油压缸改变两压料辊251之间的间距，可以达到调节布料宽度方向的染液含量。
为了更好地展开布料，例如，请参阅图2，轧染装置20还包括设于含浸轮组23上游的第一展开轮26和位于含浸轮组23的下游的第二展开轮27，第一展开轮26用于更好地将所述布料发送装置传送的布料展开，第二展开轮27用于将经过染液22浸泡的布料展开，第一展开轮26和第二展开轮27均为中间大两端小的中高式展开轮，当然，在第一展开轮26和第二展开轮27的结构不仅仅限于此，又如，第一展开轮26和第二展开轮27为螺旋状展开轮。
需要指出的是，由于超声波在上述染液22中最好的空化温度为45℃～55℃，随着超声波空化作用的进行，染液22的温度会逐渐升高，并且温度升高会导致染液22蒸发掉部分水分，使得染液22浓度发生变化，从而发生布料的上色效果不均匀的问题，而为了提高布料上色效果的均匀度，例如，请参阅图2，染液槽21为双层结构，染液槽21的侧壁内具有储水腔211。染液槽21的外侧壁上设有连通储水腔211的进水口和出水口。染色轧车20还包括用于通过调节储水腔211内水的温度来保持染液槽21内染液22温度恒定的调温装置28，调温装置28包括设于染液槽21外的控制器284、设于染液槽21上的温度感应器285、及设于染液槽21外的水温调节组件281，温度感应器285和水温调节组件281均连接控制器284。温度感应器285的测量端位于染液槽21内。水温调节组件281通过管道连通进水口和出水口。温度感应器285实时向控制器284发送染液槽21内染液22的温度信息，当控制器284分析到染液22的温度高于其内预存的规定温度数值时，控制器284控制水温调节组件281对储水腔211内的水进行降温作用，降温后的水通过内筒与染液22进行热交换，以使染液22的温度降至规定的范围内，以避免染液槽21内的染液22的蒸发，如此，可以提高布料上色效果的均匀度。例如，水温调节组件281包括管过管道依次连接的水泵283和水温调节器282，水温调节器282连接控制器284。
请参阅图1，烘箱30包括沿布料传送方向依次设置的三个加热区，三个所述加热区具体包括烘干区、热溶解固色区和临界热熔化固色区，所述烘干区、所述热溶解固色区和所述临界热熔化固色区分别用于设置预设烘干温度、预设热溶解固色温度和预设临界热熔化固色温度；所述烘干区位于所述烘箱的进布端，用于在所述预设烘干温度条件下将布料烘干；所述热溶解固色区位于所述烘干区后面，用于在所述预设热溶解固色温度条件下将布料加热至热溶解状态；所述临界热熔化固色区位于所述热溶解固色区后面并处于所述烘箱尾端，用于在所述预设临界热熔化固色温度条件下将布料加热到临界热熔化状态；每一所述加热区均对应设置有至少一组加热组件和至少一组与所述加热组件电性连接的温控组件。
具体的，请参阅图1，烘箱30包括安装架31、加热组件36及两组导轮组件35，加热组件36安装于安装架31上。加热组件36包括设置于安装架上的多个支撑架361，多个支撑架361依次间隔设置，每一支撑架361沿其延伸方向，即沿布料运行方向依次设置多个加热器362，相邻两个所述支撑架之间形成加热通道，两组导轮组件35分别位于支撑架361的上下两端，用于对布料进行导向并驱动布料依次通过多个所述加热通道。通过由各布料加热通道组成的迂回通道，可以减短烘箱的长度，进而减少烘箱的占地面积，提高加热效率。例如，设置多个所述加热组件，多个所述加热组件依次设置形成三个所述加热区，三个所述加热区具体包括烘干区、热溶解固色区和临界热熔化固色区。
所述两组导轮组件中至少上面一组导轮组件设有动力装置，并且所述导轮组件的轮面经过铁氟龙抗粘喷涂处理。
为了提高加热的均匀度和温度的可控性，例如，每一所述加热器包括沿着布料的宽度方向依次设置的主加热器、第一辅助加热器及第二辅助加热器；又如，所述烘箱还包括多个温控装置，每一所述温控装置包括沿着布料的长度方向依次设置的三个温控组件，三个所述温控组件分别与所述第一辅助加热器、所述主加热器及所述第二辅助加热器电性连接；又如，所述温控组件包括可控硅温控仪及非接触式测温仪，所述可控硅温控仪与所述非接触式测温仪电性连接。例如，非接触式测温仪为红外线非接触式测温仪。例如，所述主发热管位于布料的中间位置，用于为布料的烘干提供主要温度，所述第一发热管和所述第二发热管用于分别为布料的左边部位和右边部位补充温度，以使布料在其宽度方向上受热均匀。例如，所述加热器为加热管。
为了进一步提高加热的均匀度和温度的可控性，例如，请参阅图1，所述烘干区设有五排设置竖直的支撑架361，每排支撑架361上共设有12支加热器362，每只加热器362的功率为2200W，第一、第三、第五排支撑架361的底部均设有一组非接触式测温仪(图中未示出)，第二、第四排支撑架361的顶部均设有一组非接触式测温仪(图中未示出)；又如，所述热溶解固色区和所述临界热熔化固色区共设有6排竖立放置的支撑架361，例如，所述热溶解固色区和所述临界热熔化固色区的所述支撑架数量根据实际情况可以灵活选择。每排支撑架361设有12支加热器362，每只加热器362功率为1500W，第一、第三、第五排支撑架361的底部均设有一组红外线非接触式测温仪(图中未示出)，第二、第四、第六排支撑架361的顶部在布料的左中右各设有一组非接触式测温仪(图中未示出)。
又如，各组非接触式测温仪均包括位于布料左边的左非接触式测温仪、位于布料中间部位的中非接触式测温仪及位于布料右边部位的右非接触式测温仪。中非接触式测温仪连接与主加热器连接的可控硅温控仪，中非接触式测温仪测量主加热器的发热温度，并向连接主加热器的可控硅发送温度信号，连接主加热器的可控硅根据该温度信号控制主加热器的发热功率；左非接触式测温仪连接与左加热器连接的可控硅温控仪，左非接触式测温测量左加热器的发热功率，并向连接左加热器的可控硅发送温度信号，连接左加热器的可控硅根据该温度信号控制左加热器的发热功率；右非接触式测温仪连接与右加热器连接的可控硅温控仪，右非接触式测温测量右热管的发热温度，并向连接右加热器的可控硅发送温度信号，连接右加热器的可控硅温控仪根据该温度信号控制右加热器的发热功率，这样，可以进一步提高加热的均匀度和温度的可控性。
为了抽除烘箱30内的水蒸气和少量的染液颗粒，例如，请参阅图1，烘箱30还包括设于安装架31上部的烘干抽气机300，烘干抽气机300连通安装架31的加热室33，这样，可以利用抽气机300可以抽除烘箱30内的水蒸气和少量的染液颗粒。
为了提高染色效果，例如，所述预设烘干温度为100℃～150℃，所述预设热溶解固色温度为120℃～180℃，所述预设临界热熔化固色温度为140℃～230℃，布料在所述烘箱内的移动路程为10m～50m，所述布料在烘箱内停留的时间应在10秒～50秒，这样，可以提高染色效果。
需要说明的是，所述加热组件包括电加热式加热组件和热风式加热组件；电加热组件包括红外线、远红外线、卤素灯管、微波辐射加热装置、黑体管等加热组件，又如，所述热风式加热组件采用开设有热风孔，用于向布料吹出热风；又如，所述热风的热源通过蒸汽、导热油、天然气燃烧、生物颗粒燃烧或/和电热管提供。
例如，本发明还提供两种实施方式的烘箱；一实施方式中，所述烘箱为水平方向的前后排列结构，所述烘箱内设有上下两层加热装置，该加热装置为电热管直接加热或微波加热或者由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内设有针板拉幅定型机装置，所述针板拉幅定型机装置可以采用立式轨道也可以是卧式轨道；另一实施方式中，所述烘箱为层叠式呈“S”型排列结构，所述烘箱内设有至少上下两层加热装置，该加热装置为电热管直接加热或微波加热或者由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内的针板拉幅定型机装置轨道为层叠式呈“S”型排列结构，各层的轨道与烘箱各层的加热区相互交叉叠加，各层的轨道首尾以圆弧状相连并一体式设计，布料在轨道内链条的牵引下沿轨道呈“S”型运动，同时使布料的正反面都得到有效的加热。
请参阅图1，热熔压轧装置60位于所述烘箱尾部，所述热熔压轧装置包括至少一组压轧轮组及动力组件，所述动力组件与所述压轧轮组连接，用于驱动所述压轧轮组，压轧轮组对在临界热熔化状态下的布料进行压力压轧固色并驱动布料前行。即，所述压轧轮组用于驱动所述压轧轮组对布料执行压轧操作，并驱动布料前行。
请参阅图1，冷却装置40包括至少两个送风风排及与所述送风风排连通的冷却风机，所述送风风排开设有朝向布料的送风孔，相对设置的两个所述送风排之间形成冷却通道。
具体的，请参阅图1，冷却装置40包括冷却室34、多个送风风排41及两组第二导轮组42，其中上面一组第二导轮设有动力装置，并且所述第二导轮的轮面经过铁氟龙喷涂处理。多个送风风排41依次间隔设置于冷却室34内，送风风排41开设有朝向布料的送风孔，相邻两个送风风排41之间形成冷却通道，两组第二导轮组42分别位于送风风排41的两侧，用于驱动布料依次通过多个所述冷却通道。多个送风风排41与所述冷却风机连通，例如，设置至少一个所述冷却风机，又如，设置多个所述冷却风机。
为了提高冷却效果，例如，请参阅图1，安装架31的内腔通过隔板32分割成加热室33和位于加热室33靠近成品收集装置50一侧的制冷室34。两组导轮组件35和各电支撑架361均位于加热室33内。冷却装置40包括设于制冷室34内的至少送风风排41、设于制冷室34内的两组第三导轮42、对应送风风排41设于安装架31上部的送冷风机43及设于安装架31上部的抽冷风机44。送风风排41沿烘箱30的长度方向间隔设置，各送风风排41上设有出冷风孔，出冷风孔的出风风向朝向布料；相邻送风风排41间具有布料冷却通道，两组第三导轮42分别设于送风风排41的上侧和下侧，用于驱动布料在由各布料冷却通道组成的迂回通道内移动。送冷风机43连通各送风风排41，用于为各送风风排41输送冷风，以对烘干后的布料进行冷却；抽冷风机44连通制冷室34，用于将冷却过布料的风从制冷室34内抽出。通过将冷却装置40与烘箱30一体结构设置，一方面可以减少冷却装置40的占地空间，另一方面可以降低冷却装置40的制造成本，这样，可以提高冷却效果。例如，所述冷却装置与所述烘箱为一体结构，当然，根据实际情况，所述冷却装置与所述烘箱也可以为两个独立结构。
请参阅图1，成品收集装置50包括收料筐53、至少一第四导轮51、气动摆臂式角位电位器装置52，气动摆臂式角位电位器装置52位于收料筐53和第四导轮51之间，通过气动摆臂式角位电位器装置52摆臂叠布的方式对布料进行收料。
上述染色设备通过沿布料的传送方向依次设置布料发送装置10、轧染装置20、烘箱30、热熔压轧装置60、冷却装置40及成品收集装置50，可以对布料进行连续性的染色烘干固色定型操作，相对于传统染色设备，上述染色设备能耗更低和污水排放量更少。
上述染色设备包括：布料发送装置、轧染装置、烘箱、冷却装置及成品收集装置。轧染装置包括染料槽、含浸轮组、压轧轮组，含浸轮组置于染料槽中，含浸轮组与压轧轮组沿布料的传送方向依次设置。烘箱包括沿布料传送方向依次设置的烘干区、热溶解固色区及临界热熔化固色区，所述烘干区用于在预设烘干温度下将布料烘干，所述热溶解固色区用于在预设热溶解固色温度下将布料加热到热溶解温度，所述临界热熔化固色区用于在预设临界热熔化固色温度下将布料加热到临界热熔化温度。临界热熔化固化过程结束后经过急速冷却则染料分子就与纤维分子紧密地结合在一起，染料微粒就固着于布料的纤维表层，经若干导轮的反复曲绕，使布料获得柔软的手感经成品收取完成染色过程。
又一个例子是，一种染色方法，其特征在于，采用如权利要求1至6中任一项所述的染色设备进行。
请参阅图3，一实施方式的染色方法，包括如下步骤：
S110：控制布料发送装置将布料送出。
S120：将布料送至轧染装置的染液中进行染色操作。
S130：将染色后的布料送入至烘箱的烘干区，控制所述烘干区的温度处于预设烘干温度，所述预设烘干温度为100℃～150℃。
S140：将烘干后的布料送入至烘箱的热溶解固色区，控制所述热溶解固色区的温度处于预设热溶解固色温度，所述预设热溶解固色温度为120℃～180℃。
S150：将布料送入至烘箱的临界热熔化固色区，控制所述临界热熔化固色区的温度处于预设临界热熔化固色温度，所述预设临界热熔化固色温度为140℃～230℃。
S160：将压轧后的布料送至冷却装置中进行冷却操作。
S170：将冷却后的布料送至成品收集装置中进行成品收集操作。
首先，将分散性染料和各种助剂按一定的比例混合，充分搅拌，使染料颗粒在溶液中达到微米级。布料经过轧车的含浸轮组和压轧轮组的挤压将染液均匀地浸入布料的表面及缝隙之中。布料进入烘箱内，高温使染料浮现颜色，通过各种方式的加热使染料颗粒和布料纤维表面达到热溶解至临界热熔化的温度，高温能够使纤维“膨胀”，从而提高纤维分子的震动频率，使纤维无定型区增加，分子间隙增大，结构松弛，有利于染料分子的扩散，并渗透进入纤维表层的内部，在范德华力的吸引作用下染料分子渗入布料的纤维分子的间隙之中。染料分子上的某些极性基团(如：-HO、-NH2、-NHR等)的存在可以供给质子，与纤维分子大量存在的吸质子基团＞C＝O可以形成氢键结合。此外，染料分子上供电子基团与吸电子基团使染料分子偶极化，这样与纤维＞C＝O基团形成偶极矩，使得染料分子与纤维分子结合在一起。在适当的温度范围内，染料分子扩散并渗透进入纤维表层的内部，上述过程为热溶解过程，即溶剂是纤维分子，溶质是染料分子。在温度最高的临界热熔化状态下分子活化程度达到最高，此时染料分子向纤维内部的扩散速率达到最快，尽管如此由于连续生产的速度很快，布料不能够长时间处于临界热熔化状态，所以还会有部分染料微粒存在于纤维表面，此时可以用轧辊压轧的方式使染料微粒与纤维通过物理压轧的方式结合在一起。即便不用轧辊压轧，由于其临界热熔化的特性其固色效果也明显优于未达到临界热熔化状态下的固色效果。在上述热溶解和临界热熔化过程完成后经过急速冷却，则染料分子就与纤维分子紧密地结合在一起，染料微粒就固着于布料的纤维表层，经若干导轮的反复曲绕，使布料获得柔软的手感经成品收取完成染色过程。
其次，烘箱设置为烘干区、热溶解固色区及临界热熔化固色区。所述烘干区用于预设烘干温度并将布料烘干，所述热溶解固色区用于预设热溶解固色温度并将布料加热到热溶解温度，所述临界热熔化固色区用于预设临界热熔化固色温度并将布料加热到临界热熔化温度。所述烘干区、热溶解固色区及临界热熔化固色区均置于同一个烘箱内，尽管温度的设置是各自独立的，但是由于连续性地生产，三个加热区并无严格的区分界限，也就是说烘干区和热溶解固色区是有交集的，热溶解固色区和临界热熔化固色区也是有交集的。
最后，烘干过程、热溶解固色过程和热熔化固色过程既能够独立设置温度由能够又有机地结合在一起，既能达到染料分子向纤维分子内扩散的固色效果，也能够达到颜料与纤维表面的热熔的固色效果，既节省空间由节约能源，而且固色效果更好。
又一个例子是，一实施方式的染色方法，包括如下步骤：
控制布料发送装置将布料送出。
通过控制布料发送装置将布料送出，用于给后续工艺提供布料。
利用超声波振动装置对轧染装置内的染液进行超声波空化操作，并使染液中的染料颗粒达到微粒级，将布料送至染液中进行染色或轧染操作。
通过超声波的空化效应，可以使染液中的染料分子分散地更加均匀，达到微粒级，从而可以提高上色的均匀度。并且，更有利于后续的熔融临界固色操作。
为了提高染色效果，例如，所述染液包括如下质量百分比的各组分：分散性染料0.07％～1％，增稠剂0.01％～0.1％，均染剂0.01％～0.13％，渗透剂0.003％～0.1％，柔软剂0.07％～0.5％，余量为水；又如，所述染液还包括其他助剂，根据实际情况进行选择，这样，采用上述染液可以提高染色效果。
为了提高染色效果，例如，所述超声波振动装置发出的超声波的频率为20KHz～100KHz，所述超声波振动装置的功率为0.5KW～20KW，这样，可以提高染色效果。
将染色后的布料送入至烘箱的烘干区，控制所述烘干区的温度处于预设烘干温度，将烘干后的布料送入至烘箱的固色区，控制所述固色区的温度处于预设固色温度。
通过将烘干后的布料送入至烘箱的固色区，并在所述固色区中采用所述预设固色温度使染料浮现颜色，并且使染料颗粒和布料表面达到熔融的临界点，此时，染料微粒能够很好地粘着于布料的表面，相对于传统的高温染液浸泡法需要通过水洗除去粘附在布料纤维表面且未附着牢固的染料和助剂，上述染色方法染色后的附着力极好，无需额外通过水洗操作，能耗低，耗水量大。例如，所述固色区包括热溶解固色区和临界热熔化固色区。
为了进一步提高固色效果，例如，所述预设烘干温度为100℃～150℃；又如，所述预设固色温度为120℃～230℃，即，所述固色包括热溶解固色和预设临界热熔化固色，所述预设热溶解固色温度为120℃～180℃，所述预设临界热熔化固色温度为140℃～230℃，这样，可以进一步提高固色效果。
将固色后的布料送至热熔压轧装置中进行压轧操作。
通过压轧操作可以进一步提高染料在布料中的附着力，且能够一定程度上起到定型效果。
将压轧后的布料送至冷却装置中进行冷却操作。
通过将压轧后的布料送至冷却装置中进行冷却操作，可以将高温的布料进行冷却，起到定型效果。
将冷却后的布料送至成品收集装置中进行收卷操作。
通过将将冷却后的布料送至成品收集装置中进行收卷操作，能够使布料获得柔软的手感。
上述染色方法可以对布料进行连续性的染色烘干固色定型操作，从而无需对染色后的布料进行清洗，布料染色零污水排放的有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各块技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种染色设备，其特征在于，包括：沿布料的传送方向依次设置的布料发送装置、轧染装置、烘箱、冷却装置及成品收集装置；
所述烘箱包括沿布料传送方向依次设置的三个加热区，三个所述加热区具体包括烘干区、热溶解固色区和临界热熔化固色区，所述烘干区、所述热溶解固色区和所述临界热熔化固色区分别用于设置预设烘干温度、预设热溶解固色温度和预设临界热熔化固色温度；
所述烘干区位于所述烘箱的进布端，用于在所述预设烘干温度条件下将布料烘干；
所述热溶解固色区位于所述烘干区后面，用于在所述预设热溶解固色温度条件下将布料加热至热溶解状态；
所述临界热熔化固色区位于所述热溶解固色区后面并处于所述烘箱尾端，用于在所述预设临界热熔化固色温度条件下将布料加热到临界热熔化状态；
每一所述加热区均对应设置有至少一组加热组件和至少一组与所述加热组件电性连接的温控组件；
所述冷却装置包括至少两个送风风排及与所述送风风排连通的冷却风机，所述送风风排开设有朝向布料的送风孔，相对设置的两个所述送风排之间形成冷却通道。
2.根据权利要求1所述的染色设备，其特征在于，所述烘箱包括安装架、加热组件及两组导轮组件，所述加热组件安装于所述安装架上；
所述加热组件包括设置于所述安装架上的多个支撑架，多个所述支撑架依次间隔设置，每一所述支撑架沿布料运行方向依次设置多个加热器，相邻两个所述支撑架之间形成加热通道，两组所述导轮组件分别位于所述支撑架的上下两端，用于对布料进行导向并驱动布料依次通过多个所述加热通道。
3.根据权利要求2所述的染色设备，其特征在于，每一所述加热器包括沿着布料的长度方向依次设置的主加热器、第一辅助加热器及第二辅助加热器，所述主加热器用于加热布料的整体宽度，所述第一辅助加热器及所述第二辅助加热器管分别用于加热布料的两边；
所述烘箱还包括多个温控装置，每一所述温控装置包括沿着布料的宽度方向依次设置的三个温控组件，三个所述温控组件分别与所述第一辅助加热器、所述主加热器及所述第二辅助加热器电性连接；
所述温控组件包括可控硅温控仪及非接触式测温仪，所述可控硅温控仪与所述非接触式测温仪电性连接。
4.根据权利要求1所述的染色设备，其特征在于，还包括热熔压轧装置，所述热熔压轧装置设置于所述烘箱的尾部，其包括压轧轮组及动力组件，所述压轧轮组与所述动力组件连接，用于驱动所述压轧轮组对布料执行压轧操作，并驱动布料前行。
5.根据权利要求1所述的染色设备，其特征在于，所述烘箱为水平方向的前后排列结构，所述烘箱内设有上下两层加热装置，所述加热装置为电热管直接加热、微波加热、或由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内设有针板拉幅定型机装置，所述针板拉幅定型机装置采用立式轨道或卧式轨道。
6.根据权利要求1所述的染色设备，其特征在于，所述烘箱为层叠式呈“S”型排列结构，所述烘箱内设有至少上下两层加热装置，所述加热装置为电热管直接加热、微波加热或由热风装置所输送的热风加热，所述烘箱内的针板拉幅定型机装置轨道为层叠式呈“S”型排列结构，各层轨道与烘箱各层的加热区相互交叉叠加，各层的轨道首尾以圆弧状相连并一体式设计，布料在轨道内链条的牵引下沿轨道呈“S”型运动。
7.根据权利要求1所述的染色设备，其特征在于，所述轧染装置包括染料槽、含浸轮组、超声波振动装置及轧辊组件，所述含浸轮组及所述超声波振动装置容置于所述染料槽中，所述含浸轮组与所述轧辊组件沿布料的传送方向依次设置。
8.一种染色方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的染色设备进行；其包括如下步骤：
控制布料发送装置将布料送出；
将布料送至轧染装置的染液中进行染色操作；
将染色后的布料送入至烘箱的烘干区，控制所述烘干区的温度处于预设烘干温度，所述预设烘干温度为100℃～150℃；
将烘干后的布料送入至烘箱的热溶解固色区，控制所述热溶解固色区的温度处于预设热溶解固色温度，所述预设热溶解固色温度为120℃～180℃；
将布料送入至烘箱的临界热熔化固色区，控制所述临界热熔化固色区的温度处于预设临界热熔化固色温度，所述预设临界热熔化固色温度为140℃～230℃；
将压轧后的布料送至冷却装置中进行冷却操作；
将冷却后的布料送至成品收集装置中进行成品收集操作。
9.根据权利要求8所述的染色方法，其特征在于，所述染液包括如下质量百分比的各组分：
分散性染料0.07％～1％，增稠剂0.01％～0.1％，均染剂0.01％～0.13％，渗透剂0.003％～0.1％，柔软剂0.07％～0.5％，余量为水。
10.根据权利要求8所述的染色方法，其特征在于，还对所述染液进行超声波空化操作。
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