CN108699746A - 靛蓝染色系统的氧化增强器装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于连续染色系统的氧化增强器装置，该连续染色系统用于对经线进行染色。该装置设计并设置成安装在染色系统的氧化组件中并且包括具有大致相同形状并且彼此相对的两个吹送组件。每个吹送组件均设置有至少一个相应的风扇，吹送组件在所述风扇的下游设置有相应的多个汇聚管道，所述多个汇聚管道沿着横向于经线的进给方向的、平行的延伸方向设置。第一吹送组件的汇聚管道相对于相对的吹送组件的汇聚管道的汇聚方向沿相反方向汇聚。每个汇聚管道构造成平行面向在染色系统内移动的单圈的经线并且均设置有多个纵向槽，即，沿着与相应的汇聚管道的延伸方向相同的方向定向的槽。每个风扇液压地连接至相应的吹送组件的所述多个汇聚管道并且构造成朝向所述多个纵向槽输送空气，使得产生多个相反的空气层流，所述相反的空气层流产生了适于促进经染色的经线在其两个表面上进行氧化处理的多个湍流。

Description

靛蓝染色系统的氧化增强器装置

本发明涉及适用于连续平坦染色系统的装置，该染色系统用于用靛蓝染料对牛仔布织物用的经纱进行染色，以在每次单个染色之后强化和完成这些纱线的氧化。

众所周知，牛仔布通常是用于制造牛仔裤和运动服制品的织物，并且是世界上数量最多生产的织物。因此，靛蓝是世界上消耗最多的染料。

用于牛仔裤的经典牛仔布或织物是通过编织预先被染色的棉纱制成的。特别地，只有经纱用靛蓝连续染色，而纬纱以原始状态使用。通常并且传统地，用于牛仔布织物的经纱的染色是通过所谓的“绳状”系统和所谓的“平幅”系统两者使用靛蓝作为染料在敞开的缸中以低温进行，其中，在所谓的“绳状”系统中，纱线被加捻成由数百根纱线制成的多根纵向绳索，在所谓的“平幅”系统中，纱线以其整个宽度彼此相邻的方式铺设。

靛蓝是一种古老的植物来源的天然染料，但一个多世纪以来它也是通过化学合成生产的。靛蓝染料的特征在于：该靛蓝染料应用于棉纱所需的特定染色工艺。事实上，这种染料由相对较小的分子组成并且特征在于与纤维素纤维的亲和力低，这要求其在这些纤维上的应用不仅在碱性溶液中(以“白色液体(leuko)”形式)化学还原而且还需要进行多个浸渍操作、交替地挤压并且随后在空气中氧化。

因此，为了获得具有中等或深色强度的“蓝色牛仔布”，必须对纱线进行第一次染色并且紧接进行若干个过度染色操作，其中，第一次染色被分成浸渍、挤压和氧化步骤，颜色越深，纱线的强度越高。上述染色工艺适用于在绳状系统和平幅系统两者中以经线链的靛蓝连续循环的所有染色机和系统。

在平幅染色系统中，染色机直列式地连接至上浆机，该上浆机为梁上的经染色纱线提供上浆、干燥和加捻，以便使其为织机上的后续加工做好准备。这些染色机应根据确定的相对于纱线浸渍和氧化时间的基本参数来构造。这是为了使纱线最佳地吸收浴液并且在挤压之后、在进入下一个缸之前完全氧化，以使其色调变暗。然而，在实践中，每个制造商使用与其竞争者不同的参数，因此，这些参数是高度可变的。此外，用户经常需要特定的参数来调整可以获得的结果以满足其特定需求。

纱线在染浴中的浸渍时间在约8秒至约20秒的范围内，而挤压后纱线自身的氧化时间在约60秒至约80秒的范围内。这意味着纱线在其再次浸没在下一个缸中之前必须保持暴露于空气约60至80秒。对染色系统的所有缸重复这种暴露于空气的时间。

平均染色速度可以从25米/分钟至40米/分钟变化。因此，对于每个染缸，浸入浴液中的纱线的量平均等于约4米至11米，而在一个缸与另一缸之间暴露于空气的纱线量在约30米至40米的范围内。

因此，以具有八个染缸的机器为例，单独在染缸中和在相对的氧化设备中被牵拉的纱线可以达到相当长的长度。纱线的最大长度在这种情况下根据下述公式等于408米：[(11米×8)+(40米×8)]。在由于系统其他部分(预处理缸和纱线的最终洗涤机、上浆机等)中的牵拉而造成少量增长的情况下，纱线的长度实际上达到总的约500/600米，这导致使得对系统的控制更加困难。另外，在每次批次改变时，对应于所述长度的纱线量必须被认为有一定的损失，这是因为纱线由于与新批次的开始有关的问题而不能被均匀地染色。

虽然比经典蓝色或黑色牛仔裤的数量要少得多，但市场还需要通常用其他种类的染料制成的染料生产的具有不同颜色的牛仔裤和类似服装。因此，上述染色系统也必须适于其他染料——比如，硫化染料、阴丹酮蓝(indanthrone blue)和试剂——的染色工艺，这些染料对于其应用而言需要采用与靛蓝不同的方法。这些染色系统对操作的灵活性和适应性与靛蓝染色对操作的灵活性和适应性的不同之处在于不需要过度增大与特定染色系统的安装相关联的成本。

为了使在一次染色与另一次染色之间暴露于空气以便氧化的纱线的米数减小以便在批次改变时显著减少浪费，已经实施了包括大直径离心式风扇的氧化增强器装置。对于整个染色系统而言只有一个离心式风扇，该离心式风扇连接至纵向歧管，对于每个染缸，从该纵向歧管横向地且水平地分支有两个吹管，所述两个吹管在经染色经线的上方和下方输送空气。然而，由于不同染缸之间的气流的不均匀性以及由于气流自身的较大负载损失两者，该系统被证明是低效的。

在同一申请人的文献EP 0533286 A1中描述了另一氧化增强器装置。在该装置中，该装置针对每个染缸提供使用两个相对的相切风扇，这两个相对的相切风扇在大致横向于纱线的进给方向的方向上吹送空气。

为了减少染缸的数目以不仅减少每次批次改变时的浪费而且还大幅降低染色系统的成本和整体尺寸，已经实施了比如同样在同一申请人的文献EP 1971713A1中所说明的染色系统和工艺。所有已知的染色系统共同面对的传统靛蓝染色工艺基本上提供了三个操作步骤，这三个操作步骤被重复若干次：

1.用白色液体浸渍纱线；

2.挤压去除纱线中多余的浴液；以及

3.通过将经染色的纱线暴露于空气中而进行氧化。

在文献EP 1971713 A1中所说明的染色工艺已经添加了第四个操作步骤，该第四个操作步骤包括使白色液体在惰性环境中扩散/固着，该惰性环境为下述环境：在该环境中还进行纱线的浸渍和挤压。

通过在惰性环境中进行操作，靛蓝的化学还原是彻底且完美的，即使在较少数目的缸中使用亦是如此，因此，靛蓝在惰性环境中的百分比比在空气染色浴中的百分比高。另外，白色液体被分解成纳米尺寸的颗粒。白色液体的这种增大的染色能力使得其相比于传统染色工艺以更定量的方式渗透并附着至纤维。白色液体的这一特征连同对染色系统操作速度的不断提高的要求进一步突出了如上所述的当前氧化增强装置的局限性和不足。

例如在文献US-A-3429057A、US-A-4505053、US-A-4227317和US-A-4320587中描述了用于纱线的连续染色系统的其他氧化增强装置。然而，这些装置中没有一个装置设置有能够实时动态调节要吹到经线上的空气的空气速度和流量的设备。

鉴于上述情况，明显需要具有下述染色系统和工艺：这些染色系统和工艺能够大幅减少每次批次改变之间的纱线浪费并且大幅减小系统本身的尺寸和成本。特别地，明显需要具有下述关于靛蓝染料的新的氧化增强器装置：即使在最大工作速度下，该氧化增强器装置也能在传统空气染料和惰性环境中新的染色工艺两者下实现完美、深度且完全的氧化。应指出的是，氧化越好，靛蓝从位于一个缸与另一缸之间的染色浴中的纱线排出的越少，从而实现了染色产率较高的优点。

因此，本发明的目的是在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，该氧化增强器装置能够以极其简单、具成本效益且特别实用的方式解决现有技术的上述缺点。

具体地，本发明的目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，该氧化增强器装置允许显著减小一次染色与另一次染色之间的必须暴露于空气以进行氧化的染色纱线的长度，因此，既减少了每次批次改变时的浪费又减少了能源消耗。

本发明的另一目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，在该氧化增强器装置中，经受通风的染色纱线的长度大于当前的经受通风的染色纱线的长度，因此，在不必增大染色系统的长度的情况下实现了较大的空气/纱线交换时间。

本发明的另一目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，在该氧化增强器装置中，染色纱线不是仅在单个水平部段中被单个相反的竖向气流冲击，而是在多个竖向部段中被多个相反的水平流以可变的方式冲击。

本发明的另一目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，在该氧化增强器装置中，空气不会以自由空气的方式被吹送到纱线上，而是替代地被引导到多个汇聚管道中，所述多个汇聚管道的多个纵向槽能够产生一系列相反的层流，所述一系列相反的层流又产生适于促进氧化处理的一系列全宽湍流。

本发明的另一目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，该氧化增强器装置的具有水平相对的汇聚管道的结构便于其应用于染色系统的标准氧化设备，并且汇聚管道能够定位在纱线的竖向圈之间而不必改变纱线自身的路径，而当前的氧化增强器装置需要改变纱线自身的路径。

本发明的另一目的在于提供一种用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置，该氧化增强器装置根据各种染色工艺的具体特征可以借助于换流器不仅允许定量改变空气流而且还允许通过用已知方法增加或排除一个或更多个汇聚管道来改变空气/纱线交换时间。

根据本发明的这些目的是通过提供如权利要求中1所述的用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置来实现的。

本发明的其他特征在从属权利要求中凸显，从属权利要求是本说明书的不可或缺的一部分。

通过参照示意性附图进行的以下示例性和非限制性描述，根据本发明的用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置的特征和优点将变得明显，在附图中：

图1是设置有两个染色/挤压组件的通用染色系统的示意图，在这两个染色/挤压组件之间设置有根据本发明的氧化增强器装置；

图2是图1的放大细节的详细视图；

图3示出了安装在通用染色系统上的根据本发明的氧化增强器装置；

图4是图3的氧化增强器装置的立体图；以及

图5是图3的氧化增强装器装置的一部分的立体图，其示出了汇聚管道的延伸和相应的纵向槽的延伸。

特别地参照图1，总体上用附图标记10指示的根据本发明的氧化增强器装置安装在用于线的连续染色系统——特别是根据平幅染色系统——进行操作的系统的两个染色/挤压组件102与104之间的空间中。染色/挤压组件102和104中的每个染色/挤压组件均包括相应的浸渍缸106，在浸渍缸106中，沿图1中所指示的箭头的方向前进的经线100被引入染色浴中。染色浴可以由例如靛蓝染料的碱性溶液组成。

经线100到达每个缸102和104中并且经过相应的导辊108并且接着通过在多个返回辊110上加捻而浸入缸自身中。在每个缸102和104的出口处，经线100在一对挤压辊112之间经过而经受挤压。

经线100的氧化在染色系统的下述区域中进行：该区域设置于位于第一缸102的出口处的一对挤压辊112与和下一个缸104相关联的导辊108之间。在该氧化组件或区域中，在用于使经线100张紧以及用于使这两个缸102和104的挤压缸112的驱动马达同步的适合的可移动张紧辊114的下游设置有多个返回辊116，所述多个返回辊116设置成将处于连续运动的经线100布置在彼此平行的多个竖向平面上(参见图3)，以增大其暴露于空气的表面。

氧化增强器装置10安装在系统染色区中，经线100的氧化在该系统染色区——即，在染色系统自身的氧化组件中——进行。如图4中所示，这种氧化增强器装置10包括具有大致相同形状并且彼此相对的两个吹送组件12和14。

每个吹送组件12和14设置有至少一个相应的风扇16和18，风扇16和18优选地为轴流式风扇并且甚至更优选地为管道轴流式风扇。然而，不排除每个风扇16和18可以是不同类型的，比如离心式风扇、轴流式风扇或螺旋离心式风扇。甚至不排除每个吹送组件12和14可以设置有多个彼此不同的风扇。

每个吹送组件12和14还在相应的风扇16和18的下游设置有相应的多个汇聚管道20和22，所述多个汇聚管道20和22优选地沿着横向于经线100在染色系统中的进给方向的延伸方向且彼此等距地间隔开设置。如图4中所示，尽管沿着平行的延伸方向设置，但是第一吹送组件12的汇聚管道20相对于相对的吹送组件14的汇聚管道22的汇聚方向沿相反方向汇聚。

每个汇聚管道20和22构造成平行面向在染色系统内移动的单个竖向圈的经线100，并且每个汇聚管道20和22又设置有多个纵向——即，沿着相应的汇聚管道20和22的同一延伸方向定向的——槽24(参见图5)。每个风扇16和18液压地连接至相应的吹送组件12和14的所述多个汇聚管道并且构造成将取自染色系统工作的环境的空气朝向多个纵向槽24输送。以此方式，通过两个单独的吹送组件12和14的纵向槽24产生多个相反的空气层流，这又产生适于促进经染色经线100在其两个表面上的氧化处理的多个湍流。

详细地，基于图中所示的氧化增强器装置10的实施方式示例，每个吹送组件12和14设置有单个风扇16和18，风扇16和18构造成沿着大致垂直于相应的汇聚管道20和22的延伸方向的方向吸入和释放空气。在每个吹送组件12和14的风扇16和18与汇聚管道20和22之间置有至少一个输送室26和28，所述至少一个输送室26和28在图中所示的具体实施方式示例中构造成用于使空气流偏转大约90°的角度。

在任何情况下，可以设置具有不同形状并且构造成取决于染色系统的结构和尺寸要求根据不同的方法使气流偏转的输送室。例如，每个风扇16和18可以直接安装在相应的输送室26和28的前部头部上，以便构造成沿着大致平行于相应的汇聚管道20和22的延伸方向的方向吸入和释放空气。

每个风扇16和18可以设置有相应的过滤器30和32，过滤器30和32优选地设置在风扇16和18自身的叶片的上游并且构造成从进入汇聚管道20和22的空气去除任何固体颗粒。这防止了污物和各种杂质被吹到经线100上，因为这些污物和杂质会对染色步骤产生不利影响。

每个汇聚管道20和22优选地具有矩形横截面，其中，第一吹送组件12的汇聚管道20的矩形的长边L平行面向经线100的表面和平行面向相对的吹送组件14的汇聚管道22的矩形的长边L两者(参见图2中的放大细节)。这减小了整个氧化增强器装置10的横向(参照经线100在染色系统中的进给方向)尺寸且同时允许经线100在面向彼此的各个汇聚管道20和22之间存在的间隙中平滑移动。以此方式，与染色系统的传统构型相比，不需要返回辊116相互间隔开。然而，并不排除汇聚管道20和22的横截面可以呈其他形状，只要其与要吹到经线100上的空气速度和流量以及与染色系统的技术特征和尺寸特征兼容即可。

通过电子控制系统36动态地且实时地调节要吹到经线100上的空气的速度和流量，电子控制系统36既可以安装在氧化增强器装置10上也可以作为染色系统自身的控制电子设备的一部分安装在染色系统上。特别地，电子控制系统36配置成既调节风扇16和18的操作参数又控制汇聚管道20和22的纵向槽24的打开和关闭。

纵向槽24的打开和关闭由电子控制系统36控制并通过相应的挡板34实现，汇聚管道20和22的至少一部分在相应的纵向槽24处设置有挡板34。因此，由氧化增强器装置10分配的空气流的定量改变影响空气/纱线交换时间，从而允许该染色系统适于各种染色工艺的特定特征。

因此可以看出，根据本发明的用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置实现了上述目的。

可以如此构思的本发明的用于靛蓝染色系统的氧化增强器装置进行多种改型和变型，所有改型和变型这些都属于同一发明构思；此外，所有细节都可以用技术上等同的元件代替。在实践中，根据技术要求，所使用的材料以及形状和尺寸可以是任意的。

因此，本发明的保护范围由所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种用于连续染色系统的氧化增强器装置(10)，所述连续染色系统用于对经线(100)进行染色，所述装置(10)设置成安装在所述染色系统的氧化组件中并且包括具有大致相同形状且彼此相对的两个吹送组件(12、14)，每个吹送组件(12、14)均设置有至少一个相应的风扇(16、18)，所述装置(10)的特征在于：

每个吹送组件(12、14)在相应的所述风扇(16、18)的下游设置有相应的多个汇聚管道(20、22)，所述多个汇聚管道(20、22)沿着横向于所述经线(100)在所述染色系统中的进给方向的、平行的延伸方向设置；

第一吹送组件(12)的汇聚管道(20)沿与相对的吹送组件(14)的汇聚管道(22)的汇聚方向相反的方向汇聚；

每个汇聚管道(20、22)构造成平行面向在所述染色系统内移动的单圈的所述经线(100)；

每个汇聚管道(20、22)均设置有多个纵向槽(24)，即，沿着与相应的汇聚管道(20、22)的延伸方向相同的方向定向的槽；

每个风扇(16、18)液压地连接至相应的吹送组件(12、14)的多个汇聚管道并且构造成将已经从所述染色系统运行所在的环境抽出的空气朝向所述多个纵向槽(24)输送，通过所述纵向槽(24)产生多个相反的空气层流，所述相反的空气层流产生适于促进经染色的所述经线(100)在所述纱线的两个表面上的氧化处理的多个湍流；

所述汇聚管道(20、22)的至少一部分设置有相应的挡板(34)，所述挡板(34)安置在相应的所述纵向槽(24)处；以及

所述装置(10)包括电子控制系统(36)，所述电子控制系统(36)配置成通过所述风扇(16、18)的操作参数实时动态地调节要吹送在所述经线(100)上的空气的速度和流量，所述电子控制系统(36)还配置成通过相应的所述挡板(34)控制所述汇聚管道(20、22)的所述纵向槽(24)的打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述汇聚管道(20、22)彼此等距地间隔开设置。

3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，每个风扇(16、18)为轴流式风扇。

4.根据权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，每个风扇(16、18)为轴流导管式风管。

5.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，每个风扇(16、18)均选自包括离心式风扇、轴流式风扇和混流式风扇的组。

6.根据权利要求3或4所述的装置(10)，其特征在于，每个吹送组件(12、14)设置有单个风扇(16、18)，所述单个风扇(16、18)构造成沿着与相应的所述汇聚管道(20、22)的所述延伸方向大致垂直的方向吸入和释放空气。

7.根据权利要求6所述的装置(10)，其特征在于，在每个吹送组件(12、14)的所述风扇(16、18)与所述汇聚管道(20、22)之间置有至少一个输送室(26、28)，所述室构造成使空气流偏转大约90°的角度。

8.根据权利要求3或4所述的装置(10)，其特征在于，每个吹送组件(12、14)设置有单个风扇(16、18)，所述单个风扇(16、18)构造成沿着与相应的所述汇聚管道(20、22)的所述延伸方向大致平行的方向吸入和释放空气。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(10)，其特征在于，每个风扇(16、18)设置有相应的过滤器(30、32)，所述过滤器构造成从进入所述汇聚管道(20、22)的空气去除任何固体颗粒。

10.根据权利要求9所述的装置(10)，其特征在于，所述过滤器(30、32)设置在相应的所述风扇(16、18)的叶片的上方。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(10)，其特征在于，每个汇聚管道(20、22)具有矩形横截面，其中，所述第一吹送组件(12)的所述汇聚管道(20)的矩形的长边(L)以平行的方式面向所述经线(100)的表面和相对的所述吹送组件(14)的所述汇聚管道(22)的矩形的对应的长边(L)两者。