CN205046342U - 一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，包括依次连接的棉纱经轴经放卷系统、醚化处理系统、离子反应式烘干系统、超声波染色系统、红外线恒温湿短蒸系统、固色系统和收卷系统，超声波染色系统包括超大直径印花圆网、超声波染料雾化装置、红外加热装置和负压真空箱，超声波染料雾化装置设在超大直径印花圆网内部，且超大直径印花圆网置于负压真空箱内负压真空箱上方设有红外加热装置，由于负压真空箱内负压梯度的分布，被活化的染料雾滴微珠粒径更加细小，活性更高，在棉纱或织物上的扩散范围小，本实用新型的超大循环花型超声波圆网印花、染色机应用范围广，能耗低、污染小，并能适应小批量、多品种的印染技术发展方向。

Description

一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机

技术领域

本发明涉及一种对纺织材料的新型印花、染色方法，属于纺织印染加工领域。

背景技术

水是人类生存无可替代的有限自然资源，全球可用水资源已经告急，我国人均可用水量仅为世界人均可用水量的1/3，是一个水资源贫乏的国家。印染业是一个需要大量消耗水资源与能源的行业，同时印染产生的废水会对环境造成严重的污染。纺织业是传统中国国民经济的支柱行业，但由于印染废水色度高、COD可生化性差等特点，使废水处理难度很大，已严重制约了纺织业的发展。仅2004年中国印染布达320亿m，占工业总产值约为5．3％。而同年印染行业年排放印染废水约40亿m3，排放的印染废水约占52．6％(按印染布产量计算)，而平均重复利用率不到10％。如何从清洁生产入手，全过程控制污染物，在生产工艺上分析污染产生的原因，进而提出各种节水措施，使纺织业走上可持续发展的道路，已迫在眉睫。

目前常用的染色方法有卷染，液流染色和连续轧染等，根据不同方法及对不同织物的染色，这几大类的浴比在5∶1～20∶1之间，这消耗了大量的水资源，同时由于染色过程中需要加热，以及织物的运动要靠染液来带动，因而也需要消耗大量的能量，此外，染色废水会对环境造成大量污染。因而自20世纪70年代以来，国内外投入了大量人力、财力、物力，开发环保型染化料、助剂和节能、少水或无水的新技术、新设备，以达到节能环保的目标。

目前报道的节水与环保染色技术主要有气流喷射染色法、气液式染色法、泡沫染色法和超临界CO2流体染色法等。气流喷射染色法是利用高速气流吹向染液，使染液呈飞沫状对织物染色的方法，可以将浴比降到3∶1，有效的达到了节水，排污少的目标，同时由于飞沫形成的气雾具有更好的渗透性，因而可以缩短染色时间，且染色效果很好，但气流喷射染色存在雾化颗粒大、雾化不均匀等问题，且品种适应性上还有较大局限，因此气流雾化染色设备数量不多，总体应用水平也不高。气液式染色法是利用风带动织物，将浸湿的织物在少量的循环用水中通过即可染色，用水量少，其最低浴比可达2∶1，但目前这种技术的应用还不成熟。泡沫染色是利用大量气体分散在少量液体之中形成的微泡聚集体，以这种聚集体对纺织材料进行染色的方法，这种染色方法可以很大程度上节约用水，浴比可小于1∶1，同时减少助剂的用量，缩短染色时间及减少染色废水处理量，但由于泡沫的不稳定性与较差的渗透性，导致了染色不匀及染色不深等问题。超临界CO2流体染色，它是一种将超临界CO2流体完全代替水来溶解染料的染色方法，因而这种染色方法不用水，不产生废水，残余的染料可重新恢复成粉末状，可回收利用，有利于环保，且染色效果良好，但它只适应于一些特殊的染色体系，如分散染料对涤纶的染色，不具备通用性，且对设备的要求很高，价格昂贵，为间歇式生产，因而未能取得生产上的应用。

超声波喷雾（雾化）是利用超声波的能量作用将水或液体打散，形成几个μm到100多μm大小的微小颗粒，用于对空气加湿、液体造粒、混合、促进化学反应、喷涂、金属熔体制粉等目的。

大功率超声波雾化加湿的技术的功率源是大功率超声波纵向换能器，整机由超声波换能器，变幅杆，发射头，专用驱动电源组成。换能器驱动发射头作高频振动，对水或其他液体施加超声波作用力，将流动的液体打散成细微颗粒，喷向空中，从而达到喷雾（雾化）的目的。它的特点是工作频率较低，功率大;雾化效率高，单个换能器雾化量可大可小，一个单元雾化量最大可以超过100L/h；对介质无限制，甚至污水、化工液体、油料粘液也能雾化。无压力，无噪音，无喷嘴磨损和堵塞问题。能耗低，单机体积小;雾化量大小可随意调节，最适于应用在工业领域。通过组合，雾化量可以满足用户的任何要求。

超声波喷雾系统也被取代传统的压力式喷雾系统，广泛地应用在各种工业制程及研发上，特别在微量涂布喷涂领域，超声波喷雾系统产生的雾气更精确，更容易控制且更环保。

超声波喷雾（雾化）器还有一个突出的优点，它可在数百度的高温下工作，最高温度超过500℃。所以它可用于金属制粉，工艺简单，效率很高。通过对喷雾头的不同设计，可以适应各种不同的制粉要求。从实验室快速简便的少量制粉，到生产流水线大量的工业制粉，都有可能实现。该技术如果应用于纺织印染行业，将带来超低浴比的染色新方法的实现。

专利CN102002834B通过对配制的染液进行超声波雾化，雾化形成的染液微珠在一定的蒸汽压力和电场作用下，定向渗透到织物内部，完成染色过程。由于蒸汽压力控制和电场的控制复杂性，以及蒸汽耗能，该工艺并没有得到很好的应用。CN203995018U提出一种滚筒印花，用刻有凹形花纹的铜制滚筒在物品上印花的工艺方法，印花时，先使花筒表面沾上色浆，再用锋利而平整的刮刀将花筒未刻花部分的表面色浆刮除，使凹形花纹内留有色浆。当花筒压印于织物时，色浆即转移到织物上而印得花纹。由于滚筒制备的技术问题，其滚筒不能制备的很薄，而且滚筒内部还要进行陶瓷涂层加工，其花纹精细度不可能做的很精细。这些问题限制了其技术的应用推广。CN203451830U公开一种新型地毯喷染机，实现超声波雾化喷涂染色，由于无法印花，该工艺应用价值有限。

本专利从棉印染业清洁生产入手，突破传统印染业的典型工艺流程的禁锢，对各工序的取水、排水进行物流清单分析，诊断重点污染物的产生工段，对棉布前处理冷轧堆一步法工艺、卷染、转移印花技术、涂料染色或涂料印花、还原性染料、碱回收、中水回用技术等对比分析，进行清洁生产改革，重新设计零污水排放超声波涂料染色或超声波无清洗涂料印花清洁生产的整体生产工艺、节能减排和节水措施，理论分析棉印染业清洁生产可节水的量为2.6x108m3、COD削减量为3.2X105t，回收的还原染料为5x104t，节约碱的量为3x105t。前期结果表明：纺织棉印染行业在持续发展经济条件下，通过清洁生产工艺实施，加强清洁生产节水管理，对缓解当前的水资源短缺有着非常重要的意义。只有走清洁生产的道路，才能改变印染业末湍治理的困境，从而推动整个印染业的良性循环。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机及其染色工艺，本发明的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机应用范围广，能耗低、污染小，并能适应小批量、多品种的印染技术发展方向。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，包括依次连接的棉纱轴经放卷系统、醚化处理系统、离子反应式烘干系统、超声波染色系统、红外线恒温湿短蒸系统、固色系统和收卷系统。

所述的超声波染色系统包括超大直径印花圆网、超声波染料雾化装置、红外加热装置和负压真空箱，所述超声波染料雾化装置设在超大直径印花圆网内部，且超大直径印花圆网置于负压真空箱内，所述负压真空箱上方设有红外加热装置。

所述的超大直径印花圆网为筒状，且周长为1-4米，采用铜镍合金或丝网制成。

所述超声波染料雾化装置的超声波振子直接驱动染液雾化，雾滴直径为0.5-100μm。

一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机的印花、染色工艺，步骤如下：

（1）待印花、染色棉纱或坯布依次经过棉纱轴经放卷系统、醚化处理系统和离子反应式烘干系统；

（2）经过离子反应式烘干系统处理后的待印花、染色坯布进入超声波染色系统，不同的超声波染料雾化装置将欲印花、染色的不同颜色料浆雾化，分别在排布好的包有待印花、染色棉纱或坯布的圆网内形成均匀分布的特定颜色的染料雾；

（3）待印花、染色棉纱或坯布经导辊引导缠绕在圆网外表面，并一同置入负压真空箱，雾化形成的染液微珠在负压真空箱体内负压的作用下，圆网内的带颜色雾被真空负压吸向圆网表面包覆的棉纱或坯布上，在一定的负压和过滤阻拦效果作用下，定向渗透到棉纱或织物内部，完成染色过程，形成第一套色圆网单元，再由导辊导入下一个负压真空箱，依次完成多套色或多彩圆网套花，形成多色套色或复杂套花面料花棉纱或坯布；

（4）在红外加热装置与布面形成的加热隧道内对面料花棉纱或坯布加热固色与定型，实现无污水排放的印染；

（5）经过加热固色与定型后的面料花棉纱或坯布依次经过红外线恒温湿短蒸系统、固色系统和收卷系统。

所述红外加热装置的加热温度根据面料品种确定，涂料印花、染色温度为120-180℃，涤纶类印花、染色温度为120-240℃。

所述负压真空箱的负压保证圆网对待印花、染色棉纱或坯布的贴服度、染液雾滴对面料的冲击，达到透染或半透染的效果，同时达到与待印花、染色坯布的阻挡过滤的平衡，将染液雾滴的流失降低到最低。

本发明的有益效果：本发明的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，雾化形成的染液微珠在负压真空箱体内负压的作用下，圆网内的带颜色雾被真空负压吸向圆网表面包覆的棉纱或坯布上，由于负压真空箱内负压梯度的分布，被活化的染料雾滴微珠粒径更加细小，活性更高，在棉纱或织物上的扩散范围小，染色效果更加细腻；由于采用了本发明技术方案，染液经高频超声波雾化装置形成的染料溶液雾化染料溶液雾化微珠在气压和带湿尘过滤阻拦的综合作用下向纱线、纤维内部区域，更容易进入纤维内部，染色效果更好；雾化微珠带液量少，染料利用率高，同时本发明技术无印花助剂、盐加入，无需水洗，可节约用水和减少环境污染。本发明的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机应用范围广，能耗低、污染小，并能适应小批量、多品种的印染技术发展方向。

附图说明

图1为本发明无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机的结构示意图。

图2为本发明超声波染色系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种新型染色方法作进一步详细描述。

如图1、图2所示，本实施例的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，包括依次连接的棉纱轴经放卷系统1、醚化处理系统2、离子反应式烘干系统3、超声波染色系统4、红外线恒温湿短蒸系统5、固色系统6和收卷系统7；超声波染色系统4包括超大直径印花圆网41、超声波染料雾化装置42、红外加热装置43和负压真空箱44，超大直径印花圆网41为筒状，且周长为1-4米，采用铜镍合金或丝网制成，超声波染料雾化装置42的超声波振子直接驱动染液雾化，雾滴直径为0.5-100μm，超声波染料雾化装置42设在超大直径印花圆网41内部，且超大直径印花圆网41置于负压真空箱44内，负压真空箱44上方设有红外加热装置42。

本实施例无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机的印花、染色工艺如下：

（1）待印花、染色坯布依次经过棉纱轴经放卷系统、醚化处理系统和离子反应式烘干系统；

（2）经过离子反应式烘干系统处理后的待印花、染色棉纱或坯布进入超声波染色系统，不同的超声波染料雾化装置将欲印花、染色的不同颜色料浆雾化，分别在排布好的包有待印花、染色棉纱或坯布的圆网内形成均匀分布的特定颜色的染料雾；

（3）待印花、染色棉纱或坯布经导辊引导缠绕在圆网外表面，并一同置入负压真空箱，雾化形成的染液微珠在负压真空箱体内负压的作用下，圆网内的带颜色雾被真空负压吸向圆网表面包覆的棉纱或坯布上，在一定的负压（所述负压真空箱的负压保证圆网对待印花、染色坯布的贴服度、染液雾滴对面料的冲击，达到透染或半透染的效果，同时达到与待印花、染色坯布的阻挡过滤的平衡，将染液雾滴的流失降低到最低）和过滤阻拦效果作用下，定向渗透到织物内部，完成染色过程，形成第一套色圆网单元，再由导辊导入下一个负压真空箱，依次完成多套色或多彩圆网套花，形成多色套色或复杂套花面料花棉纱或坯布；

（4）在红外加热装置与棉纱或布面形成的加热隧道内对面料花棉纱或坯布加热固色与定型，实现无污水排放的印染，红外加热装置的加热温度根据面料品种确定，涂料印花、染色温度为120-180℃，涤纶类印花、染色温度为120-240℃；

（5）经过加热固色与定型后的面料花棉纱或坯布依次经过红外线恒温湿短蒸系统、固色系统和收卷系统。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，其特征在于：包括依次连接的棉纱轴经放卷系统、醚化处理系统、离子反应式烘干系统、超声波染色系统、红外线恒温湿短蒸系统、固色系统和收卷系统，所述的超声波染色系统包括超大直径印花圆网、超声波染料雾化装置、红外加热装置和负压真空箱，所述超声波染料雾化装置设在超大直径印花圆网内部，且超大直径印花圆网置于负压真空箱内，所述负压真空箱上方设有红外加热装置。

2.根据权利要求1所述的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，其特征在于：所述的超大直径印花圆网为筒状，且周长为1-4米，采用铜镍合金或丝网制成。

3.根据权利要求1所述的无污水排放的超大循环花型超声波圆网印花、染色机，其特征在于：所述超声波染料雾化装置的超声波振子直接驱动染液雾化，雾滴直径为0.5-100μm。