CN111074448A - 一种氨染色技术和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以氨为媒介，用活性染料或直接染料对包括棉纤维、麻纤维在内的各种纤维素纤维染色的技术的设备和方法，属于纺织染色技术领域。是将液氨、染料、纤维素纤维置于压力容器内，对纤维素纤维实现染色、加热固色、去除染色后的纤维素纤维的浮色三个技术工艺步骤，且所有步骤在一套装置中完成的，属于绿色无污染的染色技术。
Description
技术领域
本发明属于纺织染色技术领域。更具体地为本发明涉及一种以氨为媒介，用活性染料或直接染料对包括棉纤维、麻纤维在内的各种纤维素纤维染色的技术。
背景技术
纺织工业是中国国民经济发展的重要行业。目前我国对棉麻等纤维素纤维的染色，依然采用以水为媒介进行染色，年消耗近十亿吨的纯净水，也随之产生等量的污水排放。这不仅大幅度增加企业在废水治理方面的支出，还往往因为废水处理不达标而频繁发生大面积环境污染的恶性事故。我国是纺织业大国，也是淡水资源缺乏的国家，生态环境较为脆弱。少水或无水印染技术取代水印染成为最为急迫。
液氨能够溶解活性染料和直接染料，对纤维素纤维有解结晶作用，因此纤维素纤维在氨溶液中能够快速完成染色。
液氨染色技术源于20世纪七十年代。Barkhuysen采用活性染料在液氨中对天然纤维素纤维进行染色(Barkhuysen,F.A.The Dyeing of Cotton in LiquidAmmonia,Part1:Preliminary Trial,SAWTRI Technical Report,1977,362:1-11)，武汉纺织大学的中国专利CN2013101230824(一种纤维素纤维的液氨染色方法)即是在液氨染色方面取得成果的突出代表，其在液氨去除浮色技术上也获得了另一项中国专利CN2014103280381(一种利用液氨洗除浮色的方法)，这些都是该领域目前所取得的重要进展。
发明内容
本发明的目的是针对目前报道的氨染色技术中存在的缺陷没，提供了一种新的氨染色技术方案和设备。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现。
一种氨染色技术的系统装置，其特征在于包括：
(1)液氨供应系统，由至少一个液氨储罐、流体泵(溶剂增压泵)、预热器、气体压缩机、流量计、阀门及连接管路组成，用于保证在设定的工艺条件下液氨能够通过染料釜溶解染料形成染色溶液后，并使该染色溶液进入到染色釜中，待染色完成后，液氨能够在分离釜中分离后再次循环进液氨储罐中；
(2)染料溶解和回收系统，由染料釜、过滤器、阀门、预热器和至少一个分离器和连接管路组成，用于保证在控制的工艺参数下，携带有染料的液氨染色溶液能进入到染色釜中与待染织物染色后，未与待染织物作用的染料能够在到达分离器后与液氨分离析出，回收后的染料可以再次加入到染料釜中重复利用；
(3)搅拌系统，由涡轮旋转器或磁力搅拌器组成，该搅拌系统根据待染色织物的性质，能够选择开启或不开启操作；搅拌系统在染料釜中的作用是加速上染过程，完成并保证待染织物的上染均匀，在去除浮色的过程中是保证浮色染料的脱除迅速和完全；
(4)加热系统，由至少一个加热器、至少一个热源循环泵、阀门和连接管路组成，用于工艺系统中所需热量的供给；
(5)制冷系统，由制冷机组、至少一个冷却循环泵、阀门和连接管路组成，用于工艺系统中冷却器中冷却循环液的供给。
一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)打开氨染色系统装置中染色釜的盖子，将待染色织物置于染色釜中，密闭染色釜釜体；
(2)打开氨染色系统装置中的染料釜，将染料置于染料釜中，密闭釜体；
(3)打开液氨储罐到染料釜之间的阀门，开启流体泵，通过预热器加热，将纯净的液氨通过管道流入到染料釜中，与染料釜中的染料充分接触，使染料溶于液氨中形成染色溶液；打开染料釜与染色釜之间的阀门，使待染色溶液从染料釜中经染料过滤器流入到染色釜中，同时打开染色釜的搅拌装置，使该染色溶液在染色釜中停留时间≥30秒；
(4)待步骤(3)达到设定的染色时间后，打开染色釜通往分离器的阀门，使染色完成的染色溶液经过冷却器冷却后进入到分离器中；
(5)待染色溶液从染色釜中完全排出后，加热染色釜至30℃～150℃，保持10min以上，使釜内已经上染的染色织物进一步固色；
(6)待固色工艺结束后，将染色釜内温度降至室温，再次将纯净的液氨注入到染色釜中，釜内的搅拌器旋转，染织物表面附着的未与织物结合的悬浮染料再次溶入到液氨中，然后将含有染料的液氨排出染料釜，再次送入到分离器中；
(7)打开染色釜，取出染织物，完成整个染色、固色、去除浮色的过程；
(8)上述步骤(4)和(6)中分离到分离器中的含有染料的氨溶液，经气体压缩机逐渐将分离釜中的氨气压缩回到液氨储罐中，未与织物反应的剩余染料则从液氨中析出而得以分离，实现氨与染料分离，回收的染料能够再次放入到染料釜中重复利用。
所述的一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于，放入到染色釜内的待染织物含水率需要控制为质量浓度5％～20％，染色釜压力为0.6MPa～15MPa，浴比为≥10。
所述的一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于所用的染料为活性染料或直接染料。
所述的一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于染色釜中仅为氨气和待染织物，通过染色釜外层的加热管对染色釜加热，致使釜内染织物固色，优化的固色温度为50℃～130℃，染色釜内的压力为对应温度下氨的饱和蒸汽压，固色时间为10min～30min。
所述的一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于所述的去除浮色的工艺中搅拌器的搅拌时间为5分钟以上，液氨的温度为室温。
所述的一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于所述的待染色的织物为包括棉纤维、麻纤维在内的各种纤维素纤维。
本发明提供的氨染色技术方法，是将液氨、染料、纤维素纤维置于压力容器内，对纤维素纤维实现染色、加热固色、去除染色后的纤维素纤维的浮色三个技术工艺段，且所有工艺在一套装置中完成的。
本发明与现有工艺相比所取得的有益效果是：
(1)在染色时对氨加热，染料上染率和固色效果明显优于不加热情况，属于首创；
(2)在固色工艺环节，染织物在染色釜内加热干燥，这是首创；
(3)明显实现无水染色，解决现有工艺技术需要消耗大量的水，和大量染色后水污染问题，属于绿色染色技术；
(4)解决活性染料在水媒介中产生水解，水解率为≥20％，致使产生染料废水；
(5)在同一个釜内实现染色、固色、去除浮色三个工艺，设备和工艺简单实用；
(6)在染色、去除浮色两个工艺环节上能耗小于传统的水染；
(7)没有反应的染料得到回收，不但降低了企业的生产成本，也没有给环境造成污染；
(8)本发明采用的方法简单、廉价、易操作，易于实现工业化生产。
附图说明
附图1为本发明所述的一种氨染色技术和设备工艺流程装置示意图。
具体实施方式
下面采用具体实施例的方式具体解释本发明，但本发明不局限于实施例。
实施例1
步骤(1)：前置条件为附图1中的所有阀门、釜体都处于关闭状态；
步骤(2)：打开染色釜的釜盖，将含水率为10％的25g白色粘胶布放入染色釜中，釜密闭，将1.2g活性元青B150染料放入染料釜中，釜密闭；
步骤(3)：打开阀4、阀5、阀9、阀11，启动真空泵，将预热器、染色釜、染料釜、冷却器、分离器抽真空，真空度≥5Pa即可关闭真空泵，同时关闭上述所有阀门；
步骤(4)：打开阀1、阀2，开启预热器、流体泵，将加热至40℃的500mL液氨注入到染料釜中，静置2min；然后打开阀4，将溶解染料的液氨染色溶液注入染色釜，然后关闭预热器、流体泵，关闭阀1、阀2、阀4；溶有染料的液氨在染色釜滞留5min，在滞留期间启动旋转搅拌器搅拌，带动液氨溶液在釜内旋转，粘胶布均匀上染；
步骤(5)：打开阀5、阀7、阀8，开启冷却器冷却和气体压缩机，液氨溶液流入冷却器冷却，再流入分离器，气体压缩机将氨气从分离器压入液氨储罐，染色釜的压力低于等于0.09kPa即可关闭阀5、阀7、阀8，停止冷却器冷却和气体压缩机，液氨溶液从染色釜排净；
步骤(6)：开启染色釜外层的加热管加热，使染色釜内温度升至95℃，保持20分钟后关闭加热管，对粘胶布加热干燥，实现粘胶布的染料固色；待染色釜降温至30℃(室温为24℃)，打开阀1、阀3、阀13，启动流体泵，将800mL纯净液氨注入染色釜，关闭阀1、阀3、阀13和流体泵；
步骤(7)：液氨在染色釜中滞留20分钟，滞留期间启动旋转搅拌器20分钟，然后关闭旋转搅拌器；开启阀5、阀7、阀8、气体压缩机，不需要开启冷却器冷却，液氨仅仅经过冷却器，再流入分离器，气体压缩机将氨气从分离器压入液氨储罐，染色釜的压力低于等于0.09kPa即可关闭阀5、阀7、阀8、冷却器和气体压缩机，液氨溶液从染色釜排净；
步骤(8)：打开阀4、阀7、阀8、阀9、阀12，启动真空泵、气体压缩机，染料釜和染色釜的压力降至≤3Pa，即可关闭真空泵、气体压缩机，同时关闭阀4、阀7、阀8、阀9、阀12，染料釜和染色釜内的氨气排净，同时氨气被回收；
步骤(9)：缓慢打开阀9、阀10，让空气进入染色釜，釜内压力达到常压后，即可打开染色釜的盖子，取出染色后粘胶布；
步骤(10)打开阀6，为未上染的染料从分离器排出到染料回收罐；
步骤(11)：染色后的染色物的耐洗色牢度按照国标GB/T 3921-2008检测，染色的粘胶布的耐洗色牢度为3.5。
实施例2
步骤(1)：前置条件为附图1中的所有阀门、釜体都处于关闭状态；
步骤(2)：打开染色釜的釜盖，将含水率为8％的250g白色散棉纤维放入染色釜中，釜密闭，将1.2g诺威克隆牌的活性蓝EC-R染料放入染料釜中，釜密闭；
步骤(3)：打开阀4、阀5、阀9、阀11，启动真空泵，将预热器、染色釜、染料釜、冷却器、分离器抽真空，真空度≥5Pa即可关闭真空泵，同时关闭上述所有阀门；
步骤(4)：打开阀1、阀2，开启预热器、流体泵，将加热至35℃的500mL液氨注入到染料釜中，静置3min；然后打开阀4，将溶解染料的液氨染色溶液注入染色釜，然后关闭预热器、流体泵，关闭阀1、阀2、阀4；溶有染料的液氨在染色釜滞留3min，在滞留期间启动旋转搅拌器搅拌，带动液氨溶液在釜内旋转，散棉纤维均匀上染；
步骤(5)：打开阀5、阀7、阀8，开启冷却器冷却和气体压缩机，液氨溶液流入冷却器冷却，再流入分离器，气体压缩机将氨气从分离器压入液氨储罐，染色釜的压力低于等于0.09kPa即可关闭阀5、阀7、阀8，停止冷却器冷却和气体压缩机，液氨溶液从染色釜排净；
步骤(6)：开启染色釜外层的加热管加热，使染色釜内温度升至95℃，保持30分钟后关闭加热管，对散棉纤维加热干燥，实现散棉纤维的染料固色；待染色釜降温至30℃(室温为21℃)，开启阀1、阀3、阀13，启动流体泵，将650mL纯净液氨注入染色釜，关闭阀1、阀3、阀13和流体泵；
步骤(7)：液氨在染色釜中滞留25分钟，滞留期间启动旋转搅拌器25分钟，然后关闭旋转搅拌器；开启阀5、阀7、阀8、气体压缩机，不需要开启冷却器冷却，液氨仅仅经过冷却器，再流入分离器，气体压缩机将氨气从分离器压入液氨储罐，染色釜的压力低于等于0.09kPa即可关闭阀5、阀7、阀8、冷却器和气体压缩机，液氨溶液从染色釜排净；
步骤(8)：打开阀4、阀7、阀8、阀9、阀12，启动真空泵、气体压缩机，染料釜和染色釜的压力降至≤3Pa，即可关闭真空泵、气体压缩机，同时关闭阀4、阀7、阀8、阀9、阀12，染料釜和染色釜内的氨气排净，同时氨气被回收；
步骤(9)：缓慢打开阀9、阀10，让空气进入染色釜，釜内压力达到常压后，即可打开染色釜的盖子取出散棉纤维；
步骤(10)打开阀6，为上染的染料从分离釜排出到染料回收罐；
步骤(11)：染色后的染色物的耐洗色牢度按照国标GB/T 3921-2008检测，染色的散棉纤维的耐洗色牢度为3.0。
虽然已用具体实施例来说明和描述了本发明，但本发明并不局限于上述特定的实施方式，任何本领域的技术人员在本发明启示下可以在权利要求的基础上做出修改或变化，这并不影响本发明的实质内容。本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (8)
1.一种氨染色技术的系统装置，其特征在于包括：
(1)液氨供应系统,由至少一个液氨储罐、流体泵(溶剂增压泵)、预热器、气体压缩机、流量计、阀门及连接管路组成，用于保证在设定的工艺条件下液氨能够通过染料釜溶解染料形成染色溶液后，并使该染色溶液进入到染色釜中，待染色完成后，染色溶液能够在分离器中分离后再次循环进入液氨储罐中；
(2)染料溶解和回收系统,由染料釜、过滤装置、阀门、预热器和至少一个分离器和连接管路组成，用于保证在控制的工艺参数下，携带有染料的液氨溶液能进入到染色釜中与待染织物染色后，未与待染织物作用的染料能够在到达分离器后与液氨分离析出，回收后的染料可以再次加入到染料釜中重复利用；
(3)搅拌系统,由涡轮旋转器或磁力搅拌器组成，该搅拌系统根据待染色物料的性质，能够选择开启或不开启操作；搅拌系统在染料釜中的作用是加速上染过程完成并保证待染织物的上染均匀，在去除浮色的过程中是保证浮色染料的脱除迅速和完全；
(4)加热系统，由至少一个加热器、至少一个热源循环泵、阀门和连接管路组成，用于工艺系统中所需热量的供给；
(5)制冷系统，由制冷机组、至少一个冷却循环泵、阀门和连接管路组成，用于工艺系统中冷却器中冷却循环液的供给。
2.一种采用氨染色技术的系统装置用于纤维素纤维染色的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)打开氨染色系统装置中染色釜的盖子，将待染色织物置于染色釜中，密闭染色釜釜体；
(2)打开氨染色系统装置中的染料釜，将染料置于染料釜中，密闭釜体；
(3)打开液氨储罐到染料釜之间的阀门，开启流体泵，通过预热器加热至10℃～50℃，将纯净的液氨通过管道流入到染料釜中，与染料釜中的染料充分接触，使染料溶于液氨中形成染色溶液，打开染料釜与染色釜之间的阀门，使染色溶液从染色釜中经染料过滤器流入到染料釜中，同时打开染料釜的搅拌装置，使该染色溶液在染色釜中停留时间≥30秒；
(4)待步骤(3)达到设定的染色时间后，打开染色釜通往分离器的阀门，染色釜中完成染色的染色溶液，经过冷却器冷却进入到分离器中；
(5)步待染色溶液从染色釜中完全排出后，加热染色釜至30℃～150℃，保持10min以上，使釜内已经上染的染色织物进一步固色；
(6)待固色工艺结束后，将染色釜内温度降至室温，再次将纯净的液氨注入到染色釜中，釜内的搅拌器旋转，染织物表面附着的未与织物结合的悬浮染料再次溶入到液氨中，然后将含有染料的液氨排出染料釜，再次送入到分离器中；
(7)打开染色釜，取出染织物，完成整个染色、固色、去除浮色的过程；
(8)上述步骤(4)分离到分离器中的含有染料的氨溶液，经气体压缩机逐渐将分离釜中的氨气压缩回到液氨储罐中，未与织物反应的剩余染料则再次从液氨中析出而得以分离，实现氨与染料分离，回收的染料能够再次放入到染料釜中重复利用。
3.根据权利要求2步骤(1)所述的方法，其特征在于，放入到染色釜内的待染织物含水率需要控制为质量浓度5％～20％，染色釜压力为0.6MPa～15MPa，浴比为≥10。
4.根据权利要求2步骤(2)所述的方法，其特征在于所用的染料为活性染料或直接染料。
5.根据权利要求2步骤(5)所述的固色方法，其特征在于染色釜中仅为氨气和待染织物，通过染色釜外层的加热管对染色釜加热，致使釜内染织物固色，优化的固色温度为50℃～130℃，染色釜内的压力为对应温度下的氨饱和蒸汽压，固色时间为10min～30min。
6.根据权利要求2步骤(6)所述的去除浮色的方法，其特征在于所述的去除浮色的工艺中搅拌器的搅拌时间为5分钟以上，液氨的温度为室温。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的待染色的织物为包括棉纤维、麻纤维在内的各种纤维素纤维。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于本发明是将液氨、染料、纤维素纤维置于压力容器内，对纤维素纤维实现加热染色、加热固色、去除染色后的纤维素纤维的浮色三个技术工艺段。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201911331337.XA CN111074448A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种氨染色技术和设备 |
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| CN111074448A true CN111074448A (zh) | 2020-04-28 |
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ID=70316544
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| CN (1) | CN111074448A (zh) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104099790A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-15 | 武汉纺织大学 | 一种利用液氨洗除纤维浮色的方法 |
| CN107904986A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-13 | 中原工学院 | 超临界co2流体天然纺织染料组合物及染色系统和方法 |
| CN108517702A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-11 | 广东爱华毛织工艺有限公司 | 一种天然植物染料染色纤维素纤维的方法 |
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2019
- 2019-12-23 CN CN201911331337.XA patent/CN111074448A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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