CN116457518A - 用靛蓝和其他染料以环境可持续的方式对绞纱和/或成衣进行染色的机器 - Google Patents

Abstract

提供了对染色机器的描述，该染色机器包括：染色设备，该染色设备设置有围封出染料隔室的壳体和允许接近染料隔室的气密密封的开口；支撑框架，该支撑框架在染料隔室内旋转；容纳染料浴的至少一个罐；液压回路，该液压回路液压连接至每个罐和染色设备，以将染料浴从每个罐供给至染料隔室或者将染料浴从染料隔室供给至每个罐；以及用于待染色的绞纱和/或成衣的多个支撑装置。支撑装置被安装在支撑框架上并且能够经由开口接近。壳体和支撑框架两者在横截面中都具有优选的环形形式，使得壳体具有筒形前部壁并且染料隔室具有筒形形式。开口被设置在壳体的筒形前部壁上，并且支撑装置根据相对于支撑框架的中心旋转轴线优选处于周向的构型被布置在支撑框架上，并且装置被放置在壳体的筒形前部壁的内表面附近。液压回路包括用于氮气和空气的供给的一个或更多个回路，该回路液压连接至每个罐和染料隔室，以能够向每个罐和染料隔室供给氮气。

Description

用靛蓝和其他染料以环境可持续的方式对绞纱和/或成衣进 行染色的机器

技术领域

本发明总体上涉及用于对纱线和织物进行处理的机器，特别地，本发明涉及用靛蓝和其他染料以环境可持续的方式对绞纱和/或成衣进行染色的机器。更具体地，本发明涉及用于染色的机器和方法，该机器和方法优选在惰性环境中、在氮气下用靛蓝和其他还原染料进行操作。

为了使说明更加清楚和简单，将仅参考使用靛蓝染料对绞纱进行的染色通过非限制性实施例来对根据本发明的染色机器进行描述。然而，应当说明的是，除了上述内容外，根据本发明的染色机器还适于使用适当的不同类别的染料来对任何纤维绞纱进行染色，以及将会理解的是，在使用适合的内部旋转的材料承载件框架的情况下，根据本发明的染色机器还适于对无论是由针织物还是由织物制成的成衣诸如袜子、毛衣、牛仔裤等进行染色。

背景技术

几千年来，通过对在印度和爪哇常见的多种的靛蓝属植物和各种其他植物进行研磨而提取的天然靛蓝对于羊毛、亚麻、丝绸和棉花而言是最好的蓝色。在1883年，德国化学公司BASF确定了靛蓝的配方，并且在几年后，BASF将成本大幅降低的新型合成靛蓝推向市场，该合成靛蓝很快就取代了天然类型的靛蓝。然而，在1908年德国化学公司CASSELLA发现了蓝色染料“Hydron”——蓝色染料“Hydron”更易于应用、具有更好的牢度和显著较低的成本——之后，几年之内靛蓝就被完全淘汰了。

然而，靛蓝的特定特性、即经过反复洗涤之后靛蓝的蓝色趋于变浅直到变成越来越明亮的浅蓝色这一事实与相反地另一方面趋于变得无光泽的新型“Hydron”蓝色形成对比，这意味着的是，大约50年后，靛蓝随着牛仔裤的最初成功而重获青睐，这种裤子从简陋的工作服成为休闲时间的代名词，达到这种程度而使得这种裤子上升到高级时尚的行列并且成为全世界的经典服装。

如今，和过去一样，由于社会需求的变化、时尚的持续发展等，再次需要使用与牛仔裤密不可分的靛蓝对纱线进行染色，以完成新衣物的生产并且使新衣物的生产现代化且可获取。这是因为靛蓝是唯一具有以下特定特性的染料：随着时间的推移，经过各种洗涤之后，靛蓝使所生产的服装的色调就像经典牛仔裤的情况一样越来越浅，但还非常明亮，并且因此给予所生产的服装非常令人愉悦的外观。

靛蓝染料的特性中的使靛蓝染料独特的一个特性是将靛蓝染料应用至棉纱线所需的特定染色方法。从使用植物染料的时代到现在，自靛蓝染料被合成后的一百多年里，该染色方法几乎保持不变。由于靛蓝染料的分子相对较小且与纤维素纤维的亲和力较低，为了应用靛蓝染料，靛蓝染料不仅必须在(无色化合物)碱性溶液中进行还原，而且还需要经过与在空气中的绞拧和随后的氧化交替的多次浸渍。实际上，只有通过对纱线进行第一染色操作(依次由浸渍、挤压和氧化阶段构成)，然后立即通过多次过染操作，才能获得中等或深色的色度，所述过染操作全部是次数越多，色度越深并且所需的色牢度越大。

然而，虽然这种工作方法很容易应用于对牛仔布织物进行连续染色，以生产牛仔裤——因为这种工作方法是在由一系列染色罐构成的生产线上进行的，每个染色罐设置有用于挤压和氧化的装置——但是使用传统的称为“分批次”类型的非连续染色机器，同样的工作方法并不容易或者说非常难以应用于由绞纱制成的各种服装。毋庸置疑，除了牛仔裤之外，很长一段时间完全没有使用靛蓝染料，再加上对新的特定用途缺乏兴趣，没有刺激在这方面的研究和实验。

在各种各样的棉纱线和其他纤维中，使其自身最适合于用靛蓝进行非连续(分批次)染色的方法的产品是绞纱型产品。对呈绞纱形式的纱线进行染色可能是最古老的系统(尽管技术不断现代化)，由于各种原因和技术要求，该系统在使用中仍在广泛利用各种类别的染料(不包括靛蓝)。

在过去，在靛蓝的情况下，绞纱是在木罐中染色的，悬置在被成形为倒置欧米伽形式的特殊杆上进行浸没，以使这些绞纱完全浸没在染料浴中，以防止染料氧化。绞纱在这些杆上的位置是手动改变的，这些杆又被从罐的一侧移到另一侧。当完成染色时，绞纱被拧干并且暴露于空气中以进行氧化。这些操作必须根据所需的色度被重复多次。

对绞纱进行染色仍在使用中，其中，绞纱是纱线被自由地、柔和地、有规律地和大量地缠绕的产品，以保持纱线的所有特性不变。这些特质在针织物领域中是非常有价值的，特别是对于细且脆弱的纤维而言是非常有价值的。此外，绞纱是纱线以环的形式被缠绕的产品，并且因此在唯一的借助于特定机器的条件下允许在丝光处理过程中将棉绞纱张紧，该丝光处理对于针织物和衬衫生产领域是特别重要的处理。

正如为了纪念其发明者John Mercer而被普遍熟知的，丝光处理是这样一种工艺：借助于该工艺，通过浓缩的苛性钠的作用并且在低温下，棉纱线经受相当大的收缩，如果阻止该收缩，则会使纤维产生丝质光泽。实际上，借助于苛性钠产生的纱线的缩短越强烈，并且越有效地阻止这种缩短，获得的纱线的光泽就越好。

除了为纱线提供特定光泽外，丝光处理还通过改进弹性“涂层”而给予纱线更大的机械强度，此外与未经丝光处理时的同一纱线相比，丝光处理给予纱线被染色得更强烈的重要特性，从而使得显著节省了染料。

由于所有这些特定特性，经丝光处理的纱线对于针织物和衬衫生产领域而言是非常重要的，如果针织物和衬衫生产领域有可能也能够用靛蓝进行染色，则针织物和衬衫生产领域就有机会极大地扩大新产品的供应，这些新产品在时尚行业需求很大，从而在危机时期使相应的市场复苏。如果用靛蓝染色的纱线被良好固定并且尤其是没有落下灰尘，则即使在该纱线未经丝光处理的情况下，该纱线对于潜在的各种各样的新型的光滑且经加工的织物和针织制品的生产而言也具有特别意义，而且，除了常规的长丝绒以外，还可以提供其他运动服用品和针织牛仔裤，这些产品是有需求的，因为它们远比传统类型的产品更方便、更易于穿戴并且更舒适。

目前世界上可用的用于对绞纱进行染色的机器几乎全部包括“柜”式机器，如此称呼是因为这些机器的竖向平行六面体形式，其中，悬置在一系列的具有相邻挡块且在一个或两个水平上的杆上的绞纱被完全浸没在染料浴中，并且借助于泵而被保持成双向循环、即下/上和上/下。这些机器以满容积进行操作，其中，纱线的重量与染料浴的体积之间的平均比例率约为1比13。这些机器是绝对不适于用靛蓝进行染色的机器，因为主体结构困难并且需要许多手动操作，导致成本非常高，并且尤其是质量结果并不是最佳的。

事实上，为了能够使用包括浸渍、挤压和氧化的连续阶段的传统工艺来用靛蓝进行染色，在第一次染色操作之后，需要将柜清空，回收染料浴，取出绞纱，转动(spin，甩干)绞纱，并且在空气中对染料进行氧化。然后必须将绞纱重新引入柜中，以在进一步处理中再次重复所有的阶段，直到获得所期望的色度为止。这清楚地表明，在目前的柜式染色机器中，实际上除非执行单个循环来获得非常浅的色度，否则不可能用靛蓝对绞纱进行染色，需要许多手动操作，并且质量结果并不优异。

基于此，尽管看起来是荒谬的，但必须承认的是，与在柜式机器中进行染色的现代系统相比，就靛蓝而言，旧的手动系统将更简单且不那么复杂，其中，绞纱完全浸没在罐中，显然所有的操作都是自动进行的。然而，这是一种如今不会想到去创建的系统。

尽管它们不是被专门设计为用靛蓝进行染色，但在1890/1895年左右，开发了使旧的罐式系统现代化的两种绞纱染色机器，即染料浴是静止的并且对与绞纱一起的杆进行手动移动和平移。虽然染料浴始终是静止的，但这两种染色机器可以将绞纱放置于杆上，该杆以辐条形式布置在旋转的绞纱承载件上。这两种机器中的一种机器是在19世纪末由德国纺织工程公司ZITTAUER生产的。在1987年10月的意大利月刊“LANIERA”的第691页上对另一种机器进行了说明。

在文件DE 855684C中对从设计角度来看与上述两种机器类似的第三种绞纱染色机器进行了说明。然而，在该染色机器中，绞纱承载件被分成两个部分。除了与上述两种染色机器一样完全不适于用靛蓝进行染色之外，文件DE 855684C中说明的染色机器具有许多设计和功能问题，即：

-该染色机器具有不合理的用于对绞纱进行装载/卸载的系统，对绞纱进行装载/卸载是从上部进行的，而绞纱是水平的，这意味着的是，必须同时手持两个长杆，并且因此需要两个操作者，染色机器的两侧各一个操作者，操作者必须能够在侧向平台上移动；

-杆被设计成对16个绞纱进行装载，长度约为2m(在染色柜中，最大的杆为1m长，并且每个杆对8×500g的绞纱进行支撑)，因此难于对这些杆进行操纵，这些杆很重并且需要由两个操作者来移动；

-由于内侧绞纱与外侧绞纱之间的周向速度显著不同，由在染色机器的两个旋转部分中容纳的七排绞纱决定的较大厚度在转动阶段导致各个绞纱之间的残余湿度百分比显著不同，从而对染色质量产生负面影响；

-通常由具有小截面的管构成、但2m长且对在潮湿时变得非常重的8kg的干纱线进行保持的绞纱承载件杆在转动期间几乎肯定会弯曲而不是保持直线；

-在染色结束时，允许停机时间，以进行滴水：这是严重的错误，因为即使在转动后在绞纱的高部分与低部分之间也始终存在残余湿度的差异；

-单向旋转的绞纱的两个较厚部分对静止的染料浴具有较大影响并且阻碍了浴与纤维的必须的规则交换，这意味着不能保证染色的均匀性；

-考虑到实际上染料浴占据了染色机器的壳体的一半容积这一事实，

染料浴的体积与纱线的重量之间的比率非常高(可能约为20比1)；

-染色机器没有用于染料浴的加热/冷却盘管；然而，由于这是一种具有较大体积的染料浴，使用使染料浴的温度至15℃——该温度是靛蓝染料的最大亲和力的温度——的冷却系统或者使用超声波发生器来进一步提高得色量可能是不经济的。

即使从操作角度克服了上述问题，文件DE 855684C中说明的染色机器仍然具有与上述的另外两种染色机器相同的无法克服的问题，从而使得文件DE 855684C中说明的染色机器完全不适于用靛蓝进行染色。实际上，在染色过程中，(在上述两种染色机器中的)带有绞纱的辐条中的一些辐条和(在文件DE 855684C中说明的染色机器中的)两个绞纱承载件部分中的一个部分仍然保持与空气交替接触，并且因此处于对用于对相应的绞纱进行染色的浴进行有害氧化的状态。

在文件WO 96/17990A1和JP S62 6966A中对另外的染色机器进行了说明。然而，这些染色机器都完全不适于用靛蓝染料对绞纱或成衣进行染色。实际上，在染色过程中，在这些机器中，大部分的待染色的纺织材料始终保持与空气交替接触并且因此处于对相应的浸渍浴进行有害氧化的状态。应当指出的是，在文件WO 96/17990A1中说明的染色机器由于其设计和操作特性以及对绞纱进行定位的特定系统而不能用于工业生产。另外，在文件JPS62 6966A中说明的染色机器没有用于在两个臂部之间伸展的绞纱的支撑装置或者没有用于悬置在标准杆上的绞纱的支撑装置。没有这些支撑装置，放置在自由移动和滚动的旋转篮的单元中的绞纱的纱线将变得凌乱和缠结，从而使得随后的解开操作变得不可能并且因此使得纱线自身的使用变得不可能。实际上，在文件JP S62 6966A中说明的染色机器看起来是用于成衣的常规的旋转染色机器，该染色机器使用50多年来普遍应用于工业和家用洗涤机器的原理。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用靛蓝或其他染料以环境可持续的方式对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器可以以极其简单的、经济的、符合人体工程学的、生态的和特别实用的方式消除现有技术的上述缺点。

详细地，本发明的目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器允许直接在该机器的内部且在惰性环境中按顺序执行整个染色循环，以提供一系列不仅经济的而且在牢度、染料的固定性以及染色亮度方面的质量优点。

本发明的另一目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器可以将染色阶段的数量减少至单个阶段。

本发明的另一目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器可以以可能的最小量的染料浴进行操作，以使能量、水和化学产品(苛性钠和亚硫酸钠)的消耗大幅减少，并且因此降低生产成本。

本发明的另一目的是提供一种用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器，在氮气下用靛蓝和其他还原染料时或者在与空气接触的情况下用其他类别的染料时，在有内部再循环的情况或没有内部再循环的情况下以及在有上部喷洒器的情况下或没有上部喷洒器的情况下，该机器可以在浴封闭的情况下以纱线的重量与染料浴的体积之间的非常低的比率进行操作，以及具有一级或两级的材料承载件框架在两个方向上缓慢且交替地进行旋转。

本发明的另一目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器可以用高浓度的染料浴且还在低温和/或高温下进行独有的染色循环。

本发明的另一目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器可以将使用过的包含靛蓝的染料浴回收，使得在滴定和补充各种成分后，这些染料浴可以被再使用。

本发明的另一目的是提供一种用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的机器，该机器使用可能的最小体积的染料浴，以使得可以经济地应用将染料浴自身冷却至约15℃的系统，以利用与纤维的最大亲和性，以及可以应用超声波发生器以进一步提高得色量。

本发明的另外目的是提供一种用靛蓝对绞纱进行染色的机器，该机器特别适于用于针织物、衬衫生产和其他特定用途的经丝光处理的纱线。

本发明的又一个非常重要的目的是提供一种用靛蓝或其他染料对绞纱进行染色的机器，该机器使用与根据现有技术的染色柜相同的绞纱承载件杆，并且具有相同的竖向装载系统，从而产生有利的与这些染色柜的操作互换性。

根据本发明的这些目的是通过提供根据权利要求1所述的用靛蓝或其他染料对绞纱和/或成衣进行染色的机器实现的。

本发明的作为本说明书的组成部分的另外特性由从属权利要求表示。

根据本发明的染色机器水平延伸，并且该染色机器被设计成在氮气下或与空气接触的情况下(在大气压下或在静压下)用部分填充的或减少体积的染料浴对绞纱和/或成衣进行染色，该染色机器在其内部包括一个或更多个材料承载件框架(用于标准杆上的绞纱，该标准杆是根据现有技术的所有染色柜共有的)，该材料承载件框架沿单个轴线以可变的速度且在两个方向上进行旋转。因此，该染色机器既可以用靛蓝也可以用其他类别的染料在该染色机器的内部执行整个染色循环。

根据本发明的染色机器没有已知类型的染色机器的上述缺点中的任何缺点，因为根据本发明的染色机器在惰性环境中(优选在氮气下)以合理的、符合人体工程学的且环境可持续的方式进行操作。该染色机器在惰性环境的特定条件下(优选在氮气下)以绞纱的重量与染料浴的体积之间的非常低的比率、约等于1比4的比率进行操作的这一事实使得在该染色机器的内部不仅可以完全使用传统的操作方法进行染色，而且还可以用创新的工艺进行染色，所述创新的工艺是单阶段的和/或可重复的、没有中间氧化、以及在低温和/或高温下用高浓度染料浴的单独的特殊操作循环，这是在传统的染色机器上不能进行的。所有这些都是非常快速且以环境可持续的方式进行的。

根据本发明的染色机器还具有使用与根据现有技术的所有柜式染色机器通常所使用的绞纱承载件杆相同的绞纱承载件杆的实际优点，因此，根据本发明的染色机器可以与根据现有技术的所有柜式染色机器完美协同地进行操作。

附图说明

根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器的特性和优点将通过以下参照示意性附图的以非限制示例的方式提供的描述而变得更加明显，在附图中：

图1是根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器的第一实施方式的竖向横截面的示意图，该机器特别地被设计成在惰性环境中用靛蓝进行染色；

图2是图1中的机器的仅染色设备的竖向纵截面的示意图，在该染色设备内适于例如使用于容置绞纱承载件杆的单个旋转支撑框架旋转；

图3是图1中的机器的仅染色设备的竖向纵截面的示意图，在该染色设备内适于例如使用于容置绞纱承载件杆的两个旋转支撑框架旋转；

图4A和图4B是根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器的两个可能变体的竖向横截面的示意图，其中，支撑框架被设计成对用于成衣的两种不同类型的支撑装置进行容置；以及

图5是根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器的第二实施方式的竖向横截面的示意图，该机器特别地被设计成在空气中用与靛蓝不同的染料进行染色。

具体实施方式

应当说明的是，以下描述和附图并不对所有染色机器通常都配备有的许多部件、附件和仪器进行说明，因为这些部件、附件和仪器对于本领域技术人员而言是公知的，这些部件、附件和仪器比方说例如是染料浴液位调节器、热调节单元、准备容器、用于回收染料浴和供给辅助产品的单元、自动计量系统、命令和控制仪器等。还应当说明的是，附图示出了设置有相应的泵和阀的液压回路，由于所述回路对本领域技术人员而言是公知的，因此在下文中将不对所述回路进行详细描述。

附图示出了根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器的两个可能的实施方式。染色机器整体上是用附图标记10表示的，并且染色机器被设计成在惰性环境中且优选在氮气下用靛蓝和其他还原染料对绞纱和/或成衣进行染色以及在空气中用其他类别的染料对绞纱和/或成衣进行染色。

染色机器10包括至少一个染色设备12，该染色设备12设置有：

-壳体18，该壳体18围封出至少一个染料隔室20；以及

-至少一个气密密封的开口22，该开口22被设置在所述壳体18上并且允许接近染料隔室20。

染色机器10还包括至少一个支撑框架14，该支撑框架14被安装成在染料隔室20内旋转并且被设计成借助于至少一个旋转销16围绕中心旋转轴线A进行旋转，该中心旋转轴线A是大致水平的并且穿过旋转销16。支撑框架14的旋转可以由一个或更多个电动马达58以已知的方式进行控制或者由其他适于该目的的运动装置以已知的方式进行控制。

染色机器10还包括至少一个罐24、26(图1)或44、46(图5)，所述罐包括至少一种染料浴B和至少一个液压回路28，该液压回路28液压连接至每个罐24、26或44、46和染色设备12，以将染料浴B从每个罐24、26或44、46供给至染料隔室(20)，或者将染料浴B从染料隔室(20)供给至每个罐24、26或44、46。染色机器10还包括用于绞纱和/或成衣的多个支撑装置30、32、34，所述装置被安装在支撑框架14上并且可以经由开口22接近。

壳体18和支撑框架14两者都在竖向横截面——即沿与支撑框架14的中心旋转轴线A正交的平面获得的截面——中优选地具有圆形形式，使得壳体18具有筒形前部壁，并且染料隔室20因此具有筒形形式。每个开口22被设置在壳体18的筒形前部壁上，并且支撑装置30、32、34根据相对于中心旋转轴线A优选处于周向的构型被布置在支撑框架14上，并且所述装置被放置在壳体18的筒形前部壁的内表面附近，例如在图1、图4A、图4B和图5中所示。

每个支撑框架14是由一对优选为圆形侧向壁36、38限界的，该对圆形侧向壁36、38是大致平坦、彼此相对的并且是相对于中心旋转轴线A正交布置的。例如，图2示出了设置有单个支撑框架14(单级构型)的染色设备12。另一方面，图3示出了设置有两个不同的支撑框架14的染色设备12，两个不同的支撑框架14在中心旋转轴线A的方向上彼此相邻(具有双级的构型)。然而，并不排除染色设备12设置有始终在中心旋转轴线A的方向上布置成彼此相邻的三个或更多个不同的支撑框架14。

优选地，每个开口22具有沿中心旋转轴线A测量的宽度，该宽度大致等于每个支撑框架14的两个侧向壁36、38之间的距离L。换言之，每个开口22是“全前部”的，以有利于将绞纱和成衣装载到染色设备12中的操作以及将绞纱和成衣从染色设备12中卸载的操作。

在图1、图2、图3和图5中的实施方式中，染色设备10被设计成对绞纱进行染色。因此，支撑装置30中的每个支撑装置是由支架构成的，该支架以对多个绞纱承载件杆40进行支撑，以对绞纱进行染色。另一方面，在图4A和图4B中的变体中，染色机器10被设计成对成衣进行染色。因此，支撑装置32、34中的每个支撑装置是由穿孔的隔室或容器构成的，该穿孔的隔室或容器设置有至少一个开孔42。每个穿孔的隔室或容器32、34被设计成对成衣进行容纳并且借助于染料浴B穿过该穿孔的隔室或容器32、34设置的孔来对成衣进行染色。

仅以示例的方式，图1、图2、图3和图5中的被设计成对绞纱进行染色的染色机器10的实施方式中，每个支撑框架14可以具有一级或两级。因此，每个支撑框架14优选被设计成包括六个支架30，如果在竖向横截面上观察，所述六个支架30在周向上布置成“六边形”构型(例如图1和图5中所示)，并且每个支架30对三排或四排的绞纱承载件杆40进行支承。

根据本发明，液压回路28包括一个或更多个氮气和空气供给回路50，该氮气和空气供给回路50液压连接至每个罐24、26和具有筒形形式的染料隔室20，以能够向每个罐24、26和染料隔室20供给氮气N。与前述根据现有技术的染色机器不同，该技术特性使得可以在惰性环境中用靛蓝和其他还原染料对染料隔室20内部的绞纱和/或成衣进行染色。

染色机器10的两个不同实施方式——在图1中示出了一个实施方式且在图5中示出了另一实施方式——实际上区别在于染色方法和所使用的染料浴B的类型。图1中的染色机器10的实施方式被设计成在惰性环境中和在氮气下用靛蓝和其他还原染料进行染色。因此，染色机器10包括第一气密密封罐24和第二气密密封罐26，该第一气密密封罐24容纳基于靛蓝的染料浴B和必要量的氮气N，该第二气密密封罐26液压连接至第一气密密封罐24并且用作基于靛蓝的染料浴B和必要量的氮气N的辅助罐。在染色机器10的该实施方式中，每个氮气和空气供给回路50都液压连接至第一气密密封罐24和第二气密密封罐26。此外，在染色机器10的该实施方式中，具有筒形形式的染料隔室20在其内部可以设置有至少一个腔室54，该腔室54用作具有筒形形式的该染料隔室20中所容纳的氮气N的体积的减容送气(reduction plenum)腔室。

另一方面，图5中的染色机器10的实施方式被设计成在空气中用与靛蓝不同的染料进行染色。因此，该染色机器10包括第一罐44和第二罐46，该第一罐44在空气中进行操作并且容纳与靛蓝不同的染料的浴B，该第二罐46在空气中进行操作，并且该第二罐46液压连接至在空气中进行操作的第一罐44且作为与靛蓝不同的染料的该浴B的辅助罐。因此，在染色机器10的该实施方式中，没有使用氮气和空气供给回路50。

独立于该实施方式，染色机器10可以包括用于具有筒形形式的染料隔室20中所容纳的染料浴B的至少一个再循环回路48。染色机器10还可以包括一个或更多个级联喷洒器装置52，该级联喷洒器装置52借助于液压回路28液压连接至染色设备12，并且该级联喷洒器装置52被设计将染料浴B直接喷洒到具有筒形形式的染料隔室20中。染色设备12和/或罐24、26中的至少一个罐还可以设置有用于对染料浴B进行热调节的装置56。这些用于热调节的装置56可以是由染料浴B的一个或更多个加热和/或冷却盘管构成的。染色设备12最终可以设置有一个或更多个超声波发生器60，以进一步提高得色量。

因此，染色机器10被设计成将绞纱或成衣浸没在染料浴B中，该染料浴B占据染料隔室20的下部部分。在没有染料浴B的情况下，染色机器10还可以直接进行转动，并且在排出氮气N且吸入空气的情况下，染色机器10可以借助于支撑框架14围绕该支撑框架14自身的中心旋转轴线A进行的旋转来对绞纱或成衣进行氧化。由于染色机器10的特定设计形式，与根据现有技术的染色柜的绞纱的重量与染料浴B的体积之间的1比13的值相比，染色机器10实际上可以以绞纱的重量与染料浴B的体积之间的非常低的比率、约等于1比4的比率进行染色，并且染色机器10可以直接在该染色机器10自身的内部中对染色的绞纱和/或成衣进行转动和氧化。

染色机器10还可以使用具有与常规柜式染色机器相同的测量值的绞纱承载件杆40和/或来自常规柜式染色机器的绞纱承载件杆40在惰性环境中进行染色(这是在同一申请人名义的文件EP 1771617 B1和EP 1971713B1以及文件WO 2017/208134 A1中描述的特别且有利的生态技术)。绞纱承载件杆40的这种互换性是非常重要且极其方便的，因为为了显著提高生产率，这种互换性允许将染色机器10仅用于操作循环的真正染色阶段，而另一方面，剩余的初始操作(吸收、浸泡等)和最终操作(洗涤、皂洗、软化等)还可以在常规柜式染色机器中进行。

染色机器10和染色机器10的旋转支撑框架14的特别优选的结构形式——即设置有具有较窄厚度的六个独立支撑装置30和三排或四排的绞纱承载件杆40——被设计成：

-能够依次进行操作，其中，填充有绞纱承载件杆40的六个旋转支撑装置30中的一个旋转支撑装置完全浸没在染色机器10的可能最小体积的各种化学产品与水的染料浴B中(还具有使能量消耗大幅减少的优点)；

-在惰性环境中、在氮气N下进行操作，使得其他五个旋转支撑装置30中所容纳的(未浸没的)绞纱中存在的染料浴B不会氧化，而是继续所述染料浴B在纤维中进行扩散和固定的动作；

-通过支撑框架14缓慢地、可变地且在两个方向上进行旋转来操作，

以确保染料浴与纤维之间的最佳交换；

-由于减容送气腔室54而使染料隔室20中的氮气N的体积减少仅至该染料隔室20的外缘冠状部，从而使氮气N的消耗减少25％，并且

还具有使惰性化的时间缩短的优点；

-能够根据需要并且以可变的能力灵活地进行染色，即，能够用同样良好定位在支撑装置30中的六个(也就是说全部)、四个、三个或仅两个支撑装置内的绞纱进行染色；

-借助于侧向开口22使对绞纱承载件杆40进行装载/卸载的操作容易且符合人体工程学，而单个操作者不需要平台和/或其他提升设备；

-在最终的脱水后，保证了悬置在支撑框架14的支撑装置30中的每个支撑装置的外部和内部上的绞纱之间大致均匀的残余湿度。

除了上述特定特性外，在惰性环境中、优选在氮气下进行操作的这一事实可以使用靛蓝进行染色的已知操作循环现代化，该已知操作循环基本上由重复若干次的三个操作阶段(用无色化合物对绞纱进行浸渍，消除绞纱中容纳的过量染料浴，以及对染色的纱线进行氧化)构成，并且增加第四操作阶段、即在惰性环境中对无色化合物进行扩散/固定的阶段。另外，借助于在氮气下、即在惰性环境中的操作，对由支撑装置30保持的从染料浴B中循环出现的绞纱进行浸渍的该染料浴B不仅不会氧化，而且由于该染料浴B保持在于无色化合物状态，该染料浴B继续其在纤维中进行扩散和固定的动作。

在氮气下进行操作不仅可以显著缩短操作时间，而且能够在染料浴处于高浓度和高温的情况下进行创新性的单阶段染色循环，并且使苛性钠和亚硫酸钠的消耗减少50％至80％。在氮气下，靛蓝的化学还原是完全的且完美的，并且无色化合物被分解成具有纳米级尺寸的颗粒。与传统系统相比，该特性提高了靛蓝的染色能力，改进了靛蓝的渗透性，并且加强了靛蓝在纤维上的固定性，以及大幅节省了洗涤用水，并且在牢度、强度和亮度方面具有优异的结果，这些都是衬衫生产和针织物中所使用的纱线的基本特性。

另外的技术改进是由非常小体积的染料浴B允许的可以经济地应用热调节装置56提供的。特别地，这些热调节装置56可以是冷却装置，所述冷却装置例如可以将染料浴B冷却至约15℃。在该温度下，靛蓝染料具有与纤维素纤维的最大亲和性，从而获得更好的得色量，而该得色量可以通过应用一个或更多个超声波发生器60被进一步提高。

根据本发明的染色机器10可以实现创新性的染色方法，该染色方法包括以下单阶段操作循环，该操作循环是可重复的并且是完全自动地进行的。然而，该染色方法应当被视为指示性的而非强迫性的，因为该染色方法可以适于各种特定生产要求以及调色间和/或其他特定设备的组成。

在第一准备罐24中准备了对构成整体纱线的单个批次或多个批次进行染色所需的全部量的染料浴B之后，将批次所需的确定量的染料浴B传送至第二辅助罐26。然后采取以下步骤：

a)在地面上有单个操作者的情况下，通过方便的侧向开口22，将具有竖向放置的干绞纱(该干绞纱可以被直接预处理或在根据现有技术的染色柜中被预处理)的绞纱承载件杆40装载到定位在染料隔室20内的支撑装置30中；

b)使染料隔室20(并且因此使纱线)和第二辅助罐26惰性化，其中，

必要量的染料浴B可以被提前输送到第二辅助罐26中，从而使染料浴B保持处于内部再循环并且处于氮气N下；

c)当在染料隔室20中达到预设的残氧值时，将第二辅助罐26中的内部再循环阻断并且开始将染料浴B传送到染料隔室20的下部部分中，以及使支撑框架14在两个方向上缓慢且交替地进行旋转；

d)在必要的条件下并且在预确定时间内对纱线进行染色(在有染料浴B的内部再循环的情况下或没有染料浴B的内部再循环的情况下，以及在启用上部的级联喷洒器装置52或没有启用上部的级联喷洒器装置52的情况下)，同样以及使支撑框架14在两个方向上缓慢且交替地进行旋转；

e)当处理时间已经过去时，使支撑框架14的旋转停止并且将染料浴B传送到第二辅助罐26中；

f)开始使支撑框架14以预设速度旋转预限定时间段，以将填隙染料浴从绞纱中排出，并且将填隙染料浴自身回收到第二辅助罐26中；g)可选地，将绞纱在氮气N下保持预限定时间段，以及使支撑框架14在两个方向上缓慢且交替地进行旋转，以使染料在纤维中扩散/

固定；

h)可选地，重复操作c)、d)、e)、f)、g)；

i)使绞纱转动预限定时间段，将所提取的染料浴B回收到第二辅助罐26中；

j)将染料隔室20与液压回路28隔离，以供给/调节氮气N；

k)使染料隔室20非惰性化；

l)准许空气接近染料隔室20的内部，以及使支撑框架14在两个方向上缓慢且交替地旋转预限定时间段，以获得对染料的氧化；

m)在有中间转动或没有中间转动的情况下，对绞纱进行任何洗涤操作和/或最终处理(所述洗涤操作和/或最终处理也可以在根据现有技术的染色柜中进行，以提高染色机器10的生产率)；

n)可选地，进行最终转动操作(如果执行了点m)；

o)将绞纱从支撑装置30中卸载，以对这些绞纱进行最终干燥。

出于生态和经济的目的，应当指出的是，从对各个批次染色获得的用过的染料浴可以被回收到适当的容器(未示出)中，并且经过滴定和补充各种成分后被再使用。可以理解的是，通过适当的调整和简化，所述操作循环还可以有利地使用与靛蓝不同的其他类别的染料。还应当指出的是，除了与仅用靛蓝进行染色有关的特性和优点外，该新型机器的所有特定特性和上述技术、经济和生态的优点大部分也适用于用其他类别的染料对许多纤维进行染色。

实际上，根据本发明的染色机器10彻底改变了用于在染色柜中对绞纱进行染色的现有系统，与这些染色柜不同，染色机器10允许在该染色机器10的内部中执行整个操作循环，而不需要移动材料，使绞纱的重量与染料浴的体积之间的比率大幅降低，并且使能量消耗、劳动力、和操作时间、化学产品以及尤其是水减少。所有这些都是合理地、简单地、方便地并且尤其是经济地和以环境可持续的方式进行的。与根据现有技术的染色柜相比，根据本发明的染色机器10在结构上被简化，并且尽管更完整、方便且合理，但该染色机器10的经济成本却大幅降低。

根据本发明的染色机器10的特征还在于特定的操作通用型和灵活性，因为在支撑框架14旋转的情况下，该染色机器10还可以对由针织物或织物制成的服装进行染色和处理，并且具有所有上述优点。这些加工操作的需求越来越大，因为这些加工操作可以短期内在已经准备好库存的未处理的服装上进行，以允许快速交付，并且因此与越来越快的时尚变化一致。

应当指出的是，由于根据本发明的染色机器10基本上由具有筒形形式的设备构成，而根据现有技术的染色柜具有平行六面体形式，因此参考在静压下进行操作的另外方案的结构，该染色机器10是有利的并且具有低得多的经济成本，所述在静压下进行操作是能够对合成纤维制成的绞纱和/或成衣进行染色的必要条件，需要染料浴具有接近120℃/130℃的温度。实际上，由于染色机器10是筒形的，因此该染色机器10可以经受比在具有平行六面体形式的染色柜内获得的压力更高的压力，并且因此可以达到上述温度(120℃/130℃)，并且性能水平远高于在通常被加压至0.4巴的染色柜中可以达到的最大值108℃/110℃。

因此，已经表明的是，根据本发明的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器实现了前述目的，并且特别地提供了以下优点：

-在氮气下用靛蓝对成衣和/或标准杆上的绞纱进行染色的单个机器；

-染料浴的体积与纱线的重量之间的比率比根据现有技术的染色柜的染料浴的体积与纱线的重量之间的比率低2/3；

-对具有靛蓝的染料浴进行回收和再利用；

-在内部直接执行完整的染色操作循环；

-在氮气下用靛蓝和还原染料进行生态染色循环；

-将染料更好地扩散和固定在纤维上；

-可以对具有靛蓝的染料浴进行冷却并且启用超声波，以提高已经很大的得色量；

-在靛蓝或其他还原染料的情况下使苛性钠和亚硫酸钠的消耗大幅减少；

-减少能量消耗；

-减少水消耗；

-使废水中的亚硫酸盐和硫酸盐大幅减少；

-减少染色时间；

-降低生产成本；

-可以用具有高浓度靛蓝和高温的染料浴进行单阶段循环；

-最大的操作灵活性；

-可以用与靛蓝不同的其他类别的染料(在空气中)进行染色；

-可以以可变的能力简单地进行染色；

-可以在根据现有技术的染色柜中进行预处理和后处理阶段；

-可以对由针织物或织物制成的成衣进行染色；

-可以在静压下用处于高于100℃的温度的浴进行操作。

这样设计的用于对绞纱和/或成衣进行染色的机器在任何情况下都可以进行许多修改和变化，所有这些修改和变化都在相同的发明构思范围内；此外，所有的细节可以用在技术上等同的元件来替代。实际上，可以根据技术要求使用任何材料、形式和尺寸。

因此，本发明的保护范围由所附权利要求限定。

Claims (14)

1.一种用于绞纱和/或成衣的染色机器(10)，所述染色机器(10)包括：

-至少一个染色设备(12)，所述染色设备(12)设置有：

-壳体(18)，所述壳体(18)围封出至少一个染料隔室(20)；以及

-至少一个气密密封的开口(22)，所述开口(22)被设置在所述壳体(18)上并且允许接近所述染料隔室(20)；

-至少一个支撑框架(14)，所述支撑框架(14)被安装成在所述染料隔室(20)内旋转，并且所述支撑框架(14)被设计成借助于至少一个旋转销(16)围绕中心旋转轴线(A)进行旋转，所述中心旋转轴线(A)是水平的并且穿过所述旋转销(16)；

-至少一个罐(24、26；44、46)，所述至少一个罐(24、26；44、46)容纳至少一种染料浴(B)；

-至少一个液压回路(28)，所述至少一个液压回路(28)液压连接至所述至少一个罐(24、26；44、46)和所述染色设备(12)，以将所述至少一种染料浴(B)从所述至少一个罐(24、26；44、46)供给至所述染料隔室(20)，或者将所述至少一种染料浴(B)从所述染料隔室(20)供给至所述至少一个罐(24、26；44、46)；以及

-用于所述绞纱和/或所述成衣的多个支撑装置(30；32、34)，所述支撑装置被安装在所述支撑框架(14)上并且能够经由所述开口(22)接近，

其中，所述壳体(18)和所述支撑框架(14)两者都在竖向横截面中具有圆形形式，使得所述壳体(18)具有筒形前部壁以及所述染料隔室(20)具有筒形形式，所述竖向横截面即是沿与所述中心旋转轴线(A)正交的平面获得的截面，其中，所述开口(22)被设置在所述筒形前部壁上，以及其中，所述支撑装置(30；32、34)根据相对于所述中心旋转轴线(A)优选处于周向的构型被布置在所述支撑框架(14)上，并且所述支撑装置(30；32、34)被放置在所述筒形前部壁的内表面附近，所述染色机器(10)的特征在于，所述至少一个液压回路(28)包括用于氮气和空气的供给的一个或更多个回路(50)，所述一个或更多个回路(50)液压连接至所述至少一个罐(24、26)和所述至少一个染料隔室(20)，以将氮气(N)供给到所述至少一个罐(24、26)和所述至少一个染料隔室(20)中。

2.根据权利要求1所述的染色机器(10)，其特征在于，每个支撑框架(14)是由一对圆形侧向壁(36、38)限界的，所述一对圆形侧向壁(36、38)是平坦的、彼此相对的并且是相对于所述中心旋转轴线(A)正交布置的。

3.根据权利要求2所述的染色机器(10)，其特征在于，每个开口(22)都具有沿所述中心旋转轴线(A)测量的宽度，所述宽度等于每个支撑框架(14)的两个侧向壁(36、38)之间的距离。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述支撑装置(30)中的每个支撑装置是由支架构成的，所述支架对多个绞纱承载件杆(40)进行支撑，以对所述绞纱进行染色。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述支撑装置(32、34)中的每个支撑装置是由穿孔的容器或隔室构成的，所述穿孔的容器或隔室设置有至少一个开孔门(42)，其中，每个穿孔的容器或隔室(32、34)被设计成对所述成衣进行容纳。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色机器(10)包括：

-第一气密密封罐(24)，所述第一气密密封罐(24)容纳基于靛蓝的染料浴(B)和必要量的氮气(N)；以及

-第二气密密封罐(26)，所述第二气密密封罐(26)液压连接至所述第一气密密封罐(24)并且用作所述基于靛蓝的染料浴(B)和所述必要量的氮气(N)的辅助罐。

7.根据权利要求6所述的染色机器(10)，其特征在于，具有筒形形式的所述染料隔室(20)在所述染料隔室(20)的内部设置有至少一个腔室(54)，所述至少一个腔室(54)用作使具有筒形形式的所述染料隔室(20)中容纳的氮气(N)的体积减少的送气腔室。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色机器(10)包括：

-在空气中操作的第一罐(44)，所述第一罐(44)容纳与靛蓝不同的染料浴(B)；以及

-在空气中操作的第二罐(46)，所述第二罐(46)液压连接至在空气中操作的所述第一罐(44)，并且所述第二罐(46)用作与靛蓝不同的所述染料浴(B)的辅助罐。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色机器(10)包括至少一个再循环回路(48)，所述至少一个再循环回路(48)用于具有筒形形式的所述染料隔室(20)中容纳的所述染料浴(B)。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色机器(10)包括一个或更多个级联喷洒器装置(52)，所述级联喷洒器装置(52)经由所述液压回路(28)液压连接至所述染色设备(12)，以及所述级联喷洒器装置(52)被设计成将所述染料浴(B)直接喷洒到具有筒形形式的所述染料隔室(20)中。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色设备(12)和/或所述至少一个罐(24、26)设置有用于对所述染料浴(B)进行热调节的装置(56)。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的染色机器(10)，其特征在于，所述染色设备(12)设置有一个或更多个超声波发生器(60)，以进一步提高显色性。

13.一种使用根据权利要求1至12中的任一项所述的染色机器(10)来用靛蓝对绞纱和/或成衣进行染色的方法，所述方法包括将必要的染料浴(B)从第一准备罐(24)传送至第二辅助罐(26)的初步阶段，所述方法还包括以下阶段：

a)将所述绞纱和/或所述成衣装载到所述支撑装置(30)中；

b)使所述染料隔室(20)和所述第二辅助罐(26)惰性化；

c)当在所述染料隔室(20)中达到残氧的预设值时，将所述染料浴(B)传送至所述染料隔室(20)的下部部分，以及使所述支撑框架(14)在两个方向上缓慢且交替地进行旋转；

d)对所述绞纱和/或所述成衣进行染色达预确定时间，以及同样地使所述支撑框架(14)在两个方向上缓慢且交替地进行旋转；

e)当所述时间已经过去时，使所述支撑框架(14)的旋转停止并且将所述染料浴(B)传送到所述罐(26)中的一个罐中；

f)开始使所述支撑框架(14)以预限定速度旋转预确定时间段，以将填隙染料浴从所述绞纱和/或所述成衣中排出，以及将所述填隙染料浴回收到所述罐(26)中的一个罐中；

g)可选地，将所述绞纱和/或所述成衣在氮气(N)下保持预确定时间段，以及使所述支撑框架(14)在两个方向上缓慢且交替地进行旋转，以使所述染料在纤维中扩散/固定；

h)如果需要，则重复步骤c)、d)、e)、f)、g)；

i)使所述绞纱和/或所述成衣转动预确定时间段，并且将所提取的所述染料浴(B)回收到所述罐(26)中的一个罐中；

j)将所述染料隔室(20)与所述液压回路(28)隔离；

k)使所述染料隔室(20)非惰性化；

l)将空气引入到所述染料隔室(20)中，以及使所述支撑框架(14)在两个方向上缓慢且交替地旋转预确定时间段，以获得对所述染料的氧化；以及

m)将所述绞纱和/或所述成衣从所述支撑装置(30)卸载，以对所述绞纱和/或所述成衣进行最终干燥，

所述方法的特征在于，所述绞纱和/或所述成衣的重量与所述染料浴(B)的体积之间的比率约等于1比4。

14.根据权利要求13所述的方法，在操作l)之后且在操作m)之前，所述方法还包括以下阶段：

n)在有中间转动的情况下或在没有中间转动的情况下，对所述绞纱和/或所述成衣进行洗涤和/或最终处理；

o)对所述绞纱和/或所述成衣进行最终转动。