CN202116842U - 纤维染色装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纤维染色装置，其包含：一第一混合机，将一原料与一第一兼溶剂置入混合成一第一混合物；一第二混合机，将该第一混合物加入一第二兼溶剂混合成一第二混合物；一熔融纺丝机，包含一押出机、一纺嘴模块、一风机、一张力延伸器及一卷取罗拉；及一染色装置，将该纤维置入并加入一反应性染料或酸性染料。本实用新型通过一第一混合机及第二混合机将原料进行改质，再以一反应性染料及/或酸性染料进行染色，有效解决现有技术纤维染色装置所具有的仅能得到中等深度的染色效果、染色牢度、耐日光牢度、耐磨擦牢度、以及耐水洗牢度均不佳、染色质量不均、染色温度高、成本高的缺点。

Description

纤维染色装置

技术领域

本实用新型涉及一种纤维染色装置，其尤指一种可进行深染的装置。

背景技术

一般称为尼龙(或耐隆(Nylon))的聚烯胺(Polyamide，简称为PA)，其由一酰胺基(-CONH-)的主键所重复构成一直线型缩合聚合物，其具有高结晶性、耐化学药品、耐油剂、耐溶剂、抗磨擦性佳、摩擦系数小、不易热裂解、加工范围广、以及自润滑性等特性；另外，尼龙在机械性质上具有拉伸强度高、耐冲击性高以及绝佳的弹性、韧性以及延展性等优点，故广泛应用于纺织产业、工业用纤维及纤维补强等各种复合材料上。

尼龙(Nylon)的结构特征在其分子链的末端具有一羧基(-COOH)与一胺基(-NH2)等具有染色性的官能基，而在分子链的中间具有大量的一碳氢链(-CH2)和一酰胺基(-NHCO-)，故许多染料：例如一盐基性染料、一酸性媒染染料、一金属错盐酸性染料、一直接染料、一分散性染料、一偶氮染料、一瓮染料、以及一酸性染料等皆能对其进行染色，而纤维的染着性取决于染料的一扩散行为、以及纤维-染料间的一亲和力(affinity)与结合方式，在上述的该等染料中，仅有该酸性染料含有一磺酸钠根(-SO3Na)的亲水性基团，可藉由一离子键结(ionic bond)或一静电力(electrostatic force)与尼龙纤维中的该胺基(-NH2)结合，进而具有一较佳的染着性与鲜艳色泽，其余的该等染料均是仅藉由一氢键(hydrogen bond)或一凡德瓦尔力(Van der Waals forces)与尼龙纤维结合，故仅能染上较浅的颜色，故就均染性等各方面考虑上，该酸性染料为当前针对尼龙纤维染色的首选，在相关应用上为最普遍、使用量也最大。

故，本实用新型提供一纤维染色装置以解决上述无法深染的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种提供一纤维染色装置。

本实用新型的具体技术方案是这样实现的：一种纤维染色装置，其包含：

一第一混合机，将一原料与一第一兼溶剂置入混合成一第一混合物；

一第二混合机，将该第一混合物加入一第二兼溶剂混合成一第二混合物；

一熔融纺丝机，包含一押出机、一纺嘴模块、一风机、一张力延伸器及一卷取罗拉，将该第二混合物置入该押出机，透过该押出机并进行加热使其呈熔融状态并进行押制成纤维状，并透过管路输送至该纺嘴模块，再经由管线送至该风机进行冷却并透过该张力延伸器予以延伸，再透过该卷取罗拉予以卷取收集一纤维；及

一染色装置，将该纤维置入并加入一反应性染料或酸性染料。

本实用新型具有的有益效果：本实用新型通过有效解决现有技术纤维染色装置所具有的仅能得到中等深度的染色效果、染色牢度、耐日光牢度、耐磨擦牢度、以及耐水洗牢度均不佳、染色质量不均、染色温度高、成本高的缺点。

附图说明

图1：其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；

图2：其为本实用新型的一较佳实施例的步骤流程图；

图3：其为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型改质聚烯胺(MPA)染色制程，利用一紫外线(UV)光谱仪进行染料的吸光度的检测结果的示意图；以及

图4：其为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型改质聚烯胺(MPA)染色制程，利用光谱测色仪进行K/S值(染色力度)检测结果的示意图。

【图号对照说明】

10第一混合机    12原料

14第一相溶剂    16第一混合物

20第二混合机    22第二相溶剂

24第二混合物    30熔融纺丝机

32押出机        34纺嘴模块

36风机          38张力延伸器

39卷取罗拉 40染色装置

100纤维    200染料

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

本实用新型为一种纤维染色装置，本实用新型以聚烯胺或聚烯烃的染色做一说明，其是依序利用一第一兼溶剂(如：一烷羧基化聚合物、一酸酐基化聚合物、一羟基化聚合物、一环氧基化聚合物、一氰酸基化合物)与一第二相溶剂(如：一乙二胺、一二乙烯三胺、一三乙烯四胺、一四乙烯五胺、一五乙烯六胺、一六乙烯七胺、一多乙烯多胺、羟基或环氧基化学品以及其它相关衍生物其中之一)针对聚烯胺(Nylon，Polyamide，简称PA)与聚烯烃(Polyolefin，简称PO)进行改质，再利用一反应性染料及/或酸性染料进行染色，即可使染色后的聚烯胺与聚烯烃具有绝佳的染色牢度、耐日光牢度、耐磨擦牢度、以及耐水洗牢度。

请参阅图1，其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；如图所示，本实用新型是提供一第一混合机10、一第二混合机20、一熔融纺丝机30及一染色装置40。其中该第一混合机10，将一原料12与一第一兼溶剂14置入混合成一第一混合物16；将该第一混合物16加入一第二兼溶剂22于一该第二混合机20混合成一第二混合物24；该熔融纺丝机30，是包含一押出机32、一纺嘴模块34、一风机36、一张力延伸器38及一卷取罗拉39，将该第二混合物24置入该押出机32，透过该押出32机并进行加热使其呈熔融状态，并透过管路输送至该纺嘴模块34，再经由管线送至该风机36进行冷却并透过该张力延伸器38予以延伸，再透过该卷取罗拉39予以卷取收集一纤维100；将该纤维100置入该染色装置40并加入一染料200，该染料200为反应性染料或酸性染料。

请参阅图2，其为本实用新型的一较佳实施例的步骤流程图；如图所示，前述染色制程是依下列步骤进行处理：

步骤S10，聚烯胺或聚烯烃第一次改质：在一聚烯胺与聚烯烃中加入一第一相溶剂(Compatibilizer Precursor，简称为CP)(在本实用新型中该第一相溶剂先质为一烷羧基化聚烯烃(alkylcarboxy-substitutedpolyolefin))，透过一混合机具(如：双螺杆挤出机(screw extruder)或混炼机)在一预定温度(如：150～250℃，在本实用新型中该预定温度为240℃)下，以一预定转数(1Hz至200Hz)挤压混炼，进行该聚烯胺与聚烯烃的第一次改质，以制备出一改质聚烯胺(MPA)与改质聚烯烃(MPO)；

步骤S20，聚烯胺或聚烯烃第二次改质：在该改质聚烯胺与改质聚烯烃中加入一第二相溶剂，在本实用新型中为胺基化学品为一三乙烯四胺(Triethylenetetramine，简称为TETA)，再透过该混合机具在该预定温度下，以该预定转数挤压混炼，进行该聚烯胺或聚烯烃的第二次改质，意即，将该改质聚烯胺或改质聚烯烃再作一改质，其化学式如下所示：

步骤S30，以反应性染料进行染色：将该二次改质后的聚烯胺(MPA)或聚烯烃(MPO)再以一预定温度(在本实用新型中该预定温度为235℃)进行熔融纺丝后，利用一反应性染料(在本实用新型中该反应性染料为一Ciba公司所生产的Lanasol染料)进行染色，即可完成该聚烯胺或聚烯烃的染色。

前述染色制程步骤，亦可在该聚烯胺或聚烯烃中同时加入该第一兼溶剂(CP)与该第二兼溶剂，并透过该混合机具在该预定温度下，以一预定转数(1Hz至200Hz)挤压混炼，进行改质；再将该改质聚烯胺(MPA)或聚烯烃(MPO)进行熔融纺丝，并利用一反应性染料进行染色，即完成该聚烯胺或聚烯烃的染色。

透过以下检测，即可证明经由本实用新型的染色制程所染色的聚烯胺或聚烯烃，其确实具有绝佳的染色深度：

下表一则为现有技术的尼龙(PA)染色制程与本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)，经60℃、80℃与反应性染料进行染色后，其污染牢度与变退色牢度的耐水洗牢度的检测结果：

表一(即：W、A、T、N、C、Ac六种污染牢度的检测附布)

由上表一检测结果可知，现有技术的聚烯胺(PA)污染牢度与变退色牢度皆落在4-5级；反之，本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)污染牢度与变退色牢度则皆落在5级(最高等级)，因此足可证明本实用新型的纤维染色装置确可大幅提升聚烯胺纤维的耐水洗牢度。

下表二则为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)，经80℃与反应性染料进行染色后，其耐氙弧光(耐日光坚牢度)的检测结果：

表二

由上表二检测结果可知，现有技术的聚烯胺(PA)耐氙弧光(耐日光坚牢度)皆落在5-6级；反之，本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)耐氙弧光牢度(耐日光坚牢度)则皆落在8级(最高等级)，因此足可证明本实用新型的深染装置确可大幅提升聚烯胺纤维的耐日光坚牢度。

下表三则为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)，经60℃、80℃与反应性染料进行染色后，其耐摩擦坚牢度的检测结果：

表三

由上表三检测结果可知，现有技术的聚烯胺(PA)湿耐摩擦坚牢度皆落在4级或4-5级；反之，本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)耐摩擦坚牢度则皆落在5级(最高等级)，因此足可证明本实用新型的深染装置确可大幅提升尼龙纤维的耐摩擦坚牢度。

请参阅图3所示，其为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型改质聚烯胺(MPA)染色制程，利用一紫外线(UV)光谱仪进行染料的吸光度的检测结果的示意图；如图所示，由结果中可观察到现有技术的染色制程所染色的聚烯胺(PA)的吸光度仅为0.47，而经由本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)在四乙烯五胺(TEPA)含量，含量为0.5百分比、1百分比、1.5百分比及2百分比下，其吸光度分别约为0.9～1.5之间，足可证明本实用新型的纤维染色装置确可大幅提升其染色性质。

请参阅图4所示，其为现有技术的聚烯胺(PA)染色制程与本实用新型改质聚烯胺(MPA)染色制程，利用光谱测色仪进行K/S值(染色力度)检测结果的示意图；如图所示，由结果中可观察到现有技术的染色制程所染色的聚烯胺(PA)的K/S值仅约为19，而经由本实用新型所染色的改质聚烯胺(MPA)在四乙烯五胺(TEPA)含量，含量为0.5百分比、1百分比、1.5百分比及2百分比下，其K/S值分别约为28.7～35.2之间，足可证明本实用新型的纤维染色装置确可大幅提升尼龙纤维的染色深度。

通过上述本实用新型的说明可清楚得知，本实用新型有别于现有技术的尼龙纤维染色制程的关键在于：

一、本实用新型具有新颖性及进步性：由于现有技术的聚烯胺纤维染色制程是利用一酸性染料针对尼龙纤维进行染色，该酸性染料与聚烯胺纤维之间是形成一离子键(ionic bond)与静电力(electrostatic force)键结，其亲和力(affinity)较弱；而本实用新型是利用该反应性染料及/或酸性染料进行染色，其具有覆色率佳、色相鲜艳、以及再现性佳的特性；另一方面，该反应性染料及/或酸性染料与聚烯胺与聚烯烃之间是形成一极强的共价键(covalent bond)键结(bonding)，使得染色后的聚烯胺与聚烯烃具有绝佳的染色牢度、耐日光牢度、以及耐水洗牢度，可有效解决现有技术的尼龙纤维染色制程因形成的键结亲和力较弱，仅能得到中等浓度的染色效果、染色牢度、耐日光牢度、以及耐水洗牢度均不佳的缺点，故本实用新型实具有其新颖性及进步性。

二、本实用新型具有实用性：由于现有技术的聚烯胺纤维染色制程需要在染色过程中添加一均染剂或一其它助剂，藉以维持染色的染色质量；而本实用新型是利用两次改质，即可大幅度地增加聚烯胺的分子链末端的该胺基(-NH₂)的含量，藉以与该反应性染料及/或酸性染料进行键结(bonding)，可达到一均匀的染色效果，同时可大幅降低成本，进而有效解决现有技术的聚烯胺纤维染色制程的染色质量不均、成本高的缺点，故本实用新型具有其实用性。

三、本实用新型具有节能减碳的低温可染性：由于现有技术的尼龙纤维染色过程，需要在温度100～120℃以上高温染色，耗能费事；而本实用新型在60℃以上即可染色，符合经济效益、成本低廉，并且响应政府所推动的“节能减碳政策”，有效解决现有技术尼龙染色制程的必须高温才可染色的缺点。故本实用新型具有其节能减碳价值。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (1)

1.一种纤维染色装置，其特征在于，其包含：

一第一混合机，将一原料与一第一兼溶剂置入混合成一第一混合物；

一第二混合机，将该第一混合物加入一第二兼溶剂混合成一第二混合物；

一熔融纺丝机，包含一押出机、一纺嘴模块、一风机、一张力延伸器及一卷取罗拉，将该第二混合物置入该押出机，透过该押出机并进行加热使其呈熔融状态并进行押制成纤维状，并透过管路输送至该纺嘴模块，再经由管线送至该风机进行冷却并透过该张力延伸器予以延伸，再透过该卷取罗拉予以卷取收集一纤维；及

一染色装置，将该纤维置入并加入一反应性染料或酸性染料。

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