CN106757890B - 纺织品动态染色控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺织品动态染色方法。该纺织品动态染色控制方法打破传统染色理念中泵速越大越好的理念，通过对染色过程中的各工艺阶段或每个工艺阶段的不同时段针对性的控制循环主泵的泵速，既对染色体系反应速度做出调整，又不会产生如化学制剂那么大的影响程度，达到精准调节的目的。通过以上对染色工艺控制过程中不同阶段的参数设定进行细化，遵循稳定质量、节能降耗原则，针对不同的订单条件，有针对性的制定参数，既有利于稳定质量，同时也有利于节省能源，达到节能降耗的目的。

Description

纺织品动态染色控制方法

技术领域

本发明涉及纺织印染技术领域，尤其是涉及一种纺织品动态染色控制方法。

背景技术

传统的染色过程中循环主泵是恒定在某一固定的泵速条件下或以同一频率曲线运行使染液往复循环穿透纱线等纺织品，循环主泵基本上一直在高速运行状态下工作，在流量相对固定的环境下完成染色过程。而在实际染色工艺的制定过程中，会考虑染料、化学制剂、纤维特点来制定不同的工艺，其中很重要的一点是需要合理控制染料、化学制剂、纤维之间的液体交换速度，不同的阶段、不同的工艺步骤以及不同的机器动作往往都需要不同的液体交换速度。实际上很多工艺控制阶段是需要减缓液体交换速度的，过快的液体交换速度往往容易造成产品质量的不稳定，产生染花、色差、强力低、毛羽多等质量问题，并且一直保持循环主泵高速运行能耗也比较大，不利于节能环保；相反只有较少的非关键的水洗步骤需要液体快速交换的阶段，则需要提高泵速以加快液体交换速度、压缩生产周期，以更快速的完成生产订单。传统的染色方式对液体交换速度的控制是通过在化学助剂种类、用量选择以及循环主泵运行时间上来进行调节和控制，难以保证染色质量稳定。

发明内容

基于此，有必要提供一种染色质量稳定且能够节省能源的纺织品动态染色控制方法。

一种纺织品动态染色控制方法，用于对纺织品的染色过程进行控制，该纺织品动态染色控制方法包括在纺织品染色过程的多个不同工艺阶段中的至少两个工艺阶段和/或在纺织品染色过程的至少一个工艺阶段中的至少两个不同时段控制染机的循环主泵以不同的恒定泵速运行、以不同的变速模式运行、或分别以恒定泵速运行与变速模式运行；所述变速模式运行包括以至少两个不同泵速分别运行相应的预设时间并在该至少两个不同泵速之间以预设的升速速率或预设的降速速率运行。

在其中一个实施例中，所述工艺阶段包括前处理、染色、后处理、固色及过软中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述不同时段分别对应各所述工艺阶段的不同工艺步骤。

在其中一个实施例中，所述工艺步骤包括练漂、除杂、染料上染、水洗、中和、固色及过柔中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述不同时段分别对应各所述工艺阶段的不同染机动作过程。

在其中一个实施例中，所述染机动作包括加料、运行、升降温及保温中的至少一个。

在其中一个实施例中，以所述变速模式运行时，不同泵速对应的预设时间中至少有一个预设时间为零。

在其中一个实施例中，以所述变速模式运行时，所述预设的升速速率及预设的降速速率中至少一个呈线性变化。

在其中一个实施例中，所述变速模式还包括循环运行，在循环运行的每个循环单元中是以至少两个不同泵速分别运行相应的预设时间并在该至少两个不同泵速之间以预设的升速速率或降速速率运行。

传统染色控制方式循环主泵以恒定泵速或以同一频率曲线运行，循环主泵基本上一直在高速运行状态下工作，染液持续高速循环穿透纱线，完成染色过程，这种液流的方式为层流，染液液流的方向固定，容易因不同位置染液的流量不同，导致染色不匀、内外差、强力、毛羽局部不匀等质量问题，同时过高、过快的染液穿透必然提高了染料、染色制剂与纤维之间的交换速度，但染色工艺制定过程中需要考虑纤维在化学制剂加入后反应速度成几何倍数的增加、pH值变化过程中染色环境体系的快速变化等影响，往往通过化学制剂的种类、用量来调节，但因调整影响整个染色体系的面较大，往往有矫枉过正的问题出现。事实上，经过试验发现，比流偏大的情况下发生质量异常的概率明显高于比流偏小的情况下质量异常的概率，因而上述纺织品动态染色控制方法打破传统染色理念中泵速越大越好的理念，通过对染色过程中的各工艺阶段或每个工艺阶段的不同时段针对性的控制循环主泵的泵速，既对染色体系反应速度做出调整，又不会产生如化学制剂那么大的影响程度，达到精准调节的目的，如在需要染液与纤维快速实现液体交换的工艺阶段或时段上采用高泵速形成高流量，在需要减缓染液与纤维液体交换速度的工艺阶段或时段上采用低泵速保护纤维、稳定、改善纤维质量，在某些需要合理控制染液与纤维液体交换速度的工艺阶段或时段上通过不同的变速模式寻找最合理的工艺参数。通过以上对染色工艺控制过程中不同阶段的参数设定进行细化，遵循稳定质量、节能降耗原则，针对不同的订单条件，有针对性的制定参数，既有利于稳定质量，同时也有利于节省能源，达到节能降耗的目的。

附图说明

图1为一实施方式的纺织品动态染色控制系统的结构示意图；

图2为实施例1的纺织品动态染色控制方法的控制曲线示意图，其中，横座标表示时间(分钟Min)，纵坐标表示泵速(pump speed)。

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例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/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。

一实施方式的纺织品动态染色控制方法，用于对纺织品染色过程进行控制，该纺织品动态染色控制方法通过在纺织品染色过程中控制染机的循环主泵以非恒定泵速或非规律频率曲线等非规律方式运行，针对各个工艺阶段或工艺阶段的各个时段的不同需求，针对性的控制循环主泵的泵速。

具体的，在本实施方式中，该纺织品动态染色控制方法主要包括在纺织品染色过程的多个不同工艺阶段中的至少两个工艺阶段和/或在纺织品染色过程的至少一个工艺阶段中的至少两个不同时段控制染机的循环主泵以不同的恒定泵速运行、以不同的变速模式运行、或分别以恒定泵速运行与变速模式运行。

所述变速模式运行包括以至少两个不同泵速分别运行相应的预设时间并在该至少两个不同泵速之间以预设的升速速率或预设的降速速率运行。所述预设时间可以为零。优选的，预设时间不为零，即大于零，也即在每个变速模式下，分别在至少一较高泵速运行一段时间，并在至少一较低泵速运行一段时间，并且在较高泵速与较低泵速之间通过预设的升速速率或预设的降速速率运行。

所述预设的升速速率或预设的降速速率可以是线性变化也可以是非线性变化，如正弦曲线式变化或抛物线式变化等规则变化曲线或其他非规则变化曲线等。优选的，升速速率或降速速率按照线性变化。

优选的，变速模式是指在一较高泵速运行一段时间后按照预设的线性降速速率降速至一较低泵速，并在该较低泵速运行一段时间后按照预设的线性升速速率升速至一较高泵速。

进一步优选的，变速模式按照泵速的区间可以分为高速变速模式、中间变速模式和低速变速模式等，其中，高速变速模式中较低泵速可以是但不限于60％全泵速(也即100％泵速)，较高泵速可以是但不限于全泵速，如也可以为90％全泵速等；中间变速模式中较低泵速可以是但不限于20％全泵速(也即100％泵速)，较高泵速可以是但不限于80％全泵速；低速变速模式中较高泵速可以是但不限于40％全泵速，较低泵速可以是但不限于零，如也可以为10％全泵速。

变速模式还包括循环运行的模式，在循环运行的每个循环单元中是以至少两个不同泵速分别运行相应的预设时间并在该至少两个不同泵速之间以预设的升速速率或降速速率运行。当预设时间为零时，该循环运行的变速模式可以是但不限于正弦变速模式等。

在本实施方式中，所述工艺阶段包括但不限于前处理、染色、后处理、固色及过软中的至少一个。所述各工艺阶段的不同时段可分别对应各工艺阶段的不同工艺步骤，也可以分别对应各工艺阶段的不同染机动作过程。所述包括但不限于练漂、除杂、染料上染、水洗、中和、固色及过柔中的至少一个。所述染机动作包括但不限于加料、运行、升降温及保温中的至少一个。

如图1所示，本实施方式还涉及一种纺织品动态控制系统100，其包括控制器110及变频器120。控制器110与变频器120电性连接。控制器110按照上述纺织品动态染色控制方法对变频器120发送控制信息，变频器120用于与染机的循环主泵200电连接以根据控制信息对循环主泵200发送动作指令。循环主泵200根据该动作指令完成动作，带动染液300循环。

控制器120优选工业控制电脑，如PLC(可编程逻辑控制器)，具有人机交互界面。

传统染色控制方式循环主泵以恒定泵速或以同一频率曲线运行，循环主泵基本上一直在高速运行状态下工作，染液持续高速循环穿透纱线，完成染色过程，这种液流的方式为层流，染液液流的方向固定，容易因不同位置染液的流量不同，导致染色不匀、内外差、强力、毛羽局部不匀等质量问题，同时过高、过快的染液穿透必然提高了染料、染色制剂与纤维之间的交换速度，但染色工艺制定过程中需要考虑纤维在化学制剂加入后反应速度成几何倍数的增加、pH值变化过程中染色环境体系的快速变化等影响，往往通过化学制剂的种类、用量来调节，但因调整影响整个染色体系的面较大，往往有矫枉过正的问题出现。事实上，经过试验发现，比流偏大的情况下发生质量异常的概率明显高于比流偏小的情况下质量异常的概率，因而上述纺织品动态染色控制系统及方法打破传统染色理念中泵速越大越好的理念，通过对染色过程中的各工艺阶段或每个工艺阶段的不同时段针对性的控制循环主泵的泵速，既对染色体系反应速度做出调整，又不会产生如化学制剂那么大的影响程度，达到精准调节的目的，如在需要染液与纤维快速实现液体交换的工艺阶段或时段上采用高泵速形成高流量，在需要减缓染液与纤维液体交换速度的工艺阶段或时段上采用低泵速保护纤维、稳定、改善纤维质量，在某些需要合理控制染液与纤维液体交换速度的工艺阶段或时段上通过不同的变速模式寻找最合理的工艺参数。通过以上对染色工艺控制过程中不同阶段的参数设定进行细化，遵循稳定质量、节能降耗原则，针对不同的订单条件，有针对性的制定参数，既有利于稳定质量，同时也有利于节省能源，达到节能降耗的目的。

以下结合具体实施例来进一步说明该纺织品动态染色系统及方法。

实施例1

如图2所示，在染色工艺阶段中，在初始阶段(0～5min)，纤维需要充分的润湿，保证染液与纤维充分的交换，故最高泵速设定为100％，最低泵速设定为70％进行循环。第二阶段(5～10min)，纤维经过充分的润湿后，染色制剂开始加入，因染色制剂的加入对染色体系环境有较大的冲击(如pH变化等)，为延缓染色体系环境的剧烈变化可能引起的质量风险，故最高泵速设定为60％，最低泵速设定为0％进行循环。第三阶段(10～15min)，染色制剂加入后，染色体系环境基本稳定，染液中的染色制剂、染料开始与纤维交换、反应、结合，此阶段既要保证一定的染液交换速度，但又不可过高，经过实验验证最佳参数为最高泵速设定为80％，最低泵速设定为20％进行循环。

实施例2

选取同纱支同纱批纯棉纱，安排如下表1配方染色。

表1

染料组合	用量(染料对纺织品的比重)
		活性黄染料	0.006％
活性红染料	0.1％
		活性蓝染料	0.25％

步骤如下：

(1)在机台中按实施例1的染色工艺输入前处理、染色、后处理程序；

(2)吊棉纱入缸，锁上缸盖后按程序要求完成前处理、染色、后处理过程；

(3)开5层棉纱目测和电脑测试(以第1层，即最外层棉纱为标准，测试第2～5层棉纱)染色质量。

(4)在整个染色工艺中，采用实施例1的动态染色工艺驱动主泵循环运行。

实施例3

染色工艺参数及步骤同实施例2，改变染色配方如下表2。

表2

染料组合	用量(染料对纺织品的比重)
		活性翠兰染料	0.05％
活性黄染料	0.004％
		活性蓝染料	0.15％

经实施例2、3染色得到的纯棉纱染色质量对比见表3。实施例2中的动态实验1与动态实验2的方法和思路相同，单具体实施过程中的泵速参数(如泵速或时间)稍有不同变化，实施例3中的动态实验3与动态实验4同理。

表3

表3中，DLcmc代表颜色的明度，DLcmc为正代表颜色偏浅，为负代表颜色偏深，数值单位中的D代表深，L代表浅；Da*代表颜色的红绿偏向，Da*为正代表颜色偏红，为负代表颜色偏绿，数值单位中的R代表红，G代表绿；Db*代表颜色的黄蓝偏向，Db*为正代表颜色偏黄，为负代表颜色偏蓝，数值单位中的Y代表黄，B代表蓝；DCcmc＝(Da*2+Db*2)1/2，DHcmc＝ArcTant(Da*/Db*)，二者用于综合评价被测纱样的明度、红绿偏向、黄蓝偏向的程度，DCcmc数值单位中的D代表暗淡，L代表鲜艳，DHcmc数值单位中的G代表绿，B代表蓝；DEcmc＝[(Da*)2+(Db*)2+(DLcmc)2]1/2，代表综合色差值，用以评价被测纱样的的色差程度，评价方法见表4。

表4

实施例2、3电耗对比测试见下表5。

表5

由表3知，实施例2、3中传统染色工艺与动态实验纱均未出现染不透的现象，符合基本染色质量要求。

进一步的，由表3和4知，经实施例2和实施例3中传统染色工艺得到的2～5层纱，DEcmc范围分别为0.25～1.42和0.07～1.14，色差较大，实施例2和实施例3中动态染色实验得到的2～5层纱，DEcmc范围分别为0.27～0.82、0.05～0.72、0.19～0.7、0.17～0.82，色差属中等。

综上所述，经实施例2、3染色得到的纯棉纱均未出现染不透的现象，符合染色质量要求，但传统染色工艺的色差较大，动态染色工艺的色差中等，动态染色工艺对质量有明显的改善。同时，由表5可知，实施例2、3较传统染色工艺节约了15～44％的能耗。

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个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 (8)

1.一种纺织品动态染色控制方法，用于对纺织品的染色过程进行控制，其特征在于，该纺织品动态染色控制方法包括在纺织品染色过程的多个不同工艺阶段中的至少两个工艺阶段和在纺织品染色过程的至少一个工艺阶段中的至少两个不同时段控制染机的循环主泵以不同的恒定泵速运行、以不同的变速模式运行、或分别以恒定泵速运行与变速模式运行；所述变速模式运行包括以至少两个不同泵速分别运行相应的预设时间并在该至少两个不同泵速之间以预设的升速速率或预设的降速速率运行；

在纺织品润湿阶段，泵速以最高泵速为100％全泵速以及最低泵速为70％全泵速进行循环，在染色制剂加入阶段，泵速以最高泵速为60％全泵速以及最低泵速为零进行循环，在染色制剂加入之后，泵速以最高泵速为80％全泵速以及最低泵速为20％全泵速进行循环。

2.如权利要求1所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，所述工艺阶段包括前处理、染色、后处理、固色及过软中的至少一个。

3.如权利要求2所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，所述不同时段分别对应各所述工艺阶段的不同工艺步骤。

4.如权利要求3所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，所述工艺步骤包括练漂、除杂、染料上染、水洗、中和、固色及过柔中的至少一个。

5.如权利要求2所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，所述不同时段分别对应各所述工艺阶段的不同染机动作过程。

6.如权利要求5所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，所述染机动作包括加料、运行、升降温及保温中的至少一个。

7.如权利要求1所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，以所述变速模式运行时，不同泵速对应的预设时间中至少有一个预设时间为零。

8.如权利要求1所述的纺织品动态染色控制方法，其特征在于，以所述变速模式运行时，所述预设的升速速率及预设的降速速率中至少一个呈线性变化。