TW202342846A - 織物染色方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供首先一種織物染色設備，其包含軋壓裝置、熱壓裝置以及水洗裝置，熱壓裝置係設置於軋壓裝置與水洗裝置之間。其中，熱壓裝置包括加熱模組、加壓模組及環狀毯帶，加熱模組對染液浸潤布於一溫度範圍內加熱一時間，使染液中的染料固著於該染液浸潤布的纖維而上染並成為一染色布。染液包括染料、促染助劑及水，溫度範圍為60 oC至115 oC，加熱染液浸潤布的時間為10秒至55秒。本發明藉由在染液中加入促染助劑，因而提供使染料在較低的溫度及較短的時間內能夠與紡織品的纖維結合而達到低耗能、低耗水及縮短工時的織物染色設備及織物染色方法。

Description

織物染色設備及織物染色方法
本發明係有關於一種紡織品染色的技術領域，特別是有關於一種藉由在染液中加入促染助劑使染料在較低的溫度及較短的時間內能夠與紡織品的纖維結合而達到低耗能、低耗水及縮短工時的織物染色設備及織物染色方法。
染色製程為紡織工藝中用於將胚布以染料染製而形成具有特定色彩的紡織品的製程。傳統的染色製程其係將胚布浸潤於含有染料的染液中，使染料均勻地分布在胚布的纖維，然後將浸潤染液的布在大約升溫至130 oC且經過30-90分鐘持溫時間使染料均勻固著於布的纖維，然後經過水洗後除去尚未固著在纖維表面的染料。在升溫與持溫過程中會消耗大量的能源，而染色過程則需要使用大量的水才能達到勻染的效果，因此染色製程為整個紡織工藝中最耗能、最耗水的製程。
因此現有技術對上述問題提出改良，例如台灣新型專利M527450U提出將加熱的製程分成三個階段，分別為除水、昇華及固化，但是其加熱過程的溫度高達220 oC，仍然相當耗能，且僅能應用於聚酯纖維染色。又如中國發明專利CN107119408B提出一種蒸軋染色設備，其利用加熱大滾輪對布料進行加熱使染料昇華，雖然提高染料附著於纖維的利用率而減少污水排放，但是其加熱溫度仍然高達230 oC，除了也是相當耗能之外，亦只能藉由分散型染料昇華於聚酯纖維上而無法適用於多種纖維。
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種織物染色設備及織物染色方法，其利用特殊配方的促染助劑結合染料，省去傳統染色設備及製程的升溫時間且大幅縮短持溫時間，而且染料固著於紡織品的效果良好，減少傳統染色設備及製程的用水量，同時降低染整廢水中的染料濃度，藉此達到低耗能(製程溫度低於120 oC)、低耗水、低污染同時又可降低生產成本且縮短工時(染色時間小於60秒)而增加產能。
本發明的織物染色設備的一實施例，其係用於將由纖維所構成的一胚布染色而成為一織物成品，該織物染色設備包括：一軋壓裝置、一熱壓裝置以及一水洗裝置，該熱壓裝置係設置於該軋壓裝置與該水洗裝置之間；其中，該軋壓裝置，其包括提供一染液的一染液供給模組以及一第一加壓模組，該第一加壓模組包括二個可以互相接觸的第一加壓滾輪，該胚布依序通過該染液供給模組及二個該第一加壓滾輪之間使得該第一加壓模組對該胚布加壓，以使該染液均勻浸潤該胚布而成為染液浸潤布；該熱壓裝置，其包括一加熱模組、一第二加壓模組及一環狀毯帶，該加熱模組包括一加熱滾輪，該第二加壓模組包括多個間隔設置的第二加壓滾輪，該環狀毯帶設置於多個該第二加壓滾輪與該加熱滾輪之間，該染液浸潤布是位於該加熱滾輪與該環狀毯帶之間，且該加熱模組對該染液浸潤布於一溫度範圍內加熱一時間，使該染液中的染料固著於該染液浸潤布的該纖維而上染並成為一染色布；且，該水洗裝置，包括一儲液模組以及一輸送模組，該染色布在該輸送模組輸送且通過儲液模組所儲存的液體，以洗去未固著於該纖維的該染料而得到該織物成品。
在另一實施例中，該染液浸潤布及該染色布與該加熱滾輪的輪面抵接於一抵接區域，該抵接區域係位於該染液浸潤布與該加熱滾輪的該輪面產生接觸的一起始接觸位置至由該染液浸潤布轉變成的該染色布與該加熱滾輪的該輪面分離的一分離位置之間，且該抵接區域對應於該加熱滾輪的軸心的一圓心角θ為200度至280度。
在另一實施例中，該加熱滾輪轉動的角速度為介於3度/秒至6度/秒之間。
在另一實施例中，該溫度範圍為介於60 oC至115 oC之間，且該加熱模組對該染液浸潤布加熱的該時間為介於10秒至55秒之間。
在另一實施例中，該水洗裝置的該儲液模組包括一洗液儲存槽，該輸送模組包括多個輸送滾輪，該染色布由該輸送滾輪於該洗液儲存槽中輸送。
本發明的織物染色方法的一實施例其係使用一如前所述之織物染色設備，該織物染色方法包括：將該胚布浸潤於該染液中；加壓該胚布使該染液均勻地分布於該胚布的該纖維而形成一染液浸潤布；於該溫度範圍內對染液浸潤布加熱該時間使該染液浸潤布成為該染色布；以及，將該染色布以洗液清洗，除去未固著於該纖維的該染料而得到該織物成品；其中，該染液包括該染料、促染助劑及水，該溫度範圍為介於60 oC至115 oC之間，加熱該染液浸潤布的該時間為介於10秒至55秒之間。
在另一實施例中，該抵接區域依該染液浸潤布行進方向依序區分為多個次抵接區域，多個該次抵接區域的溫度依序為65 oC、82 oC、96 oC及102 oC，該染液浸潤布或該染色布接觸該加熱滾輪的該輪面的時間依序為10秒、10秒、10秒及10秒。
在另一實施例中，該染料為鹽基染料，該促染助劑包含pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該鹽基染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的該分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
在另一實施例中，該染料為酸性染料，該促染助劑包含pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該酸性染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.01 wt %至5 wt %的該分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
在另一實施例中，該染料為反應性染料，該促染助劑包含pH調節劑、電解質、介面活性劑、還原防止劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該反應性染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.1 wt %至15 wt %的該電解質，0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的該還原防止劑，0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至20 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
本發明的織物染色設備及織物染色方法藉由將促染助劑與染料及水混合而成為染液，促染助劑至少包括pH調節劑、介面活性劑、螯合劑及防泳移劑。藉由添加促染助劑在溫度為60 oC至115 oC之間的中低溫範圍就能夠使染料與織物的纖維結合，能夠降低能源消耗，而且染料與纖維的結合率高，可以減少水洗的用水量，同時也能夠減少水洗後廢水中的染液濃度。因此本發明的織物染色設備及織物染色方法與現有技術相比，僅消耗60%的能源，僅消耗65%的用水，而且縮短50%的工時，減少製程變異，可提高顏色再現性，避免速染(rapid dyeing)升溫降溫造成的染花、染折等瑕疵。
請參閱第1圖、第2圖及第3圖，其表示本發明的織物染色設備的一實施例。本實施例的織物染色設備1依製程次序，依序包括一軋壓裝置10、一熱壓裝置20以及一水洗裝置30，換言之，熱壓裝置20設置於軋壓裝置10與水洗裝置30之間。本實施例的織物染色設備1還包括一入布裝置40。
放置在搬運車的胚布C0由作業員推送至入布裝置40，胚布C0由入布裝置40輸送並依序通過軋壓裝置10形成一染液浸潤布C1、熱壓裝置20成為一染色布C2及水洗裝置30成為一織物成品C3。胚布C0是由纖維所構成的針織布或機織布。
入布裝置40包括一支架41以及架設於支架41上的多個輸送滾輪42，胚布C0經由輸送滾輪42輸送而進入軋壓裝置10。
軋壓裝置10包括一染液供給模組11以及一第一加壓模組12，胚布C0先通過由染液供給模組11所提供的染液而被染液所浸潤，且接著第一加壓模組12對已經被染液所浸潤的胚布C0加壓，以使胚布C0能夠均勻地浸潤著染液而使胚布C0成為染液浸潤布C1。如第2圖所示，本實施例的染液供給模組11為染液儲存槽並儲存有染液，第一加壓模組12包括二個可以互相接觸且彼此可以形成一第一加壓壓力的第一加壓滾輪121，且二個第一加壓滾輪121皆位於染液儲存槽的槽底的上方，且較佳地位於染液的液面上方且不與染液的液面接觸。第一加壓滾輪121的表面可以為橡膠製或塑膠製材質。胚布C0從輸送滾輪42進入軋壓裝置10後，首先染液供給模組11將染液浸潤於胚布C0，接著胚布C0被傳送至二個第一加壓滾輪121之間而對已經浸潤著染液的胚布C0進行擠壓已達成一壓吸率，以便使染液均勻地分布於胚布C0的纖維表面及纖維間而形成染液浸潤布C1。
接著，染液浸潤布C1被傳送至熱壓裝置20。如第2圖及第3圖所示，熱壓裝置20包括一加熱模組21、一第二加壓模組22及一環狀毯帶23。熱壓裝置20對染液浸潤布C1於一溫度範圍內加熱一時間，使染液中的染料固著於纖維或與纖維產生反應而成為一染色布C2。
加熱模組21包括一加熱滾輪211以及在加熱滾輪211內部的多個加熱元件(圖未繪出)，以使得加熱滾輪211的輪面維持一多區段的相同或不相同的輪面溫度。於實際運作時，染液浸潤布C1是包覆加熱滾輪211的輪面的部份周長且不包覆全部的周長。而且，加熱滾輪211的輪面的寬度大於染液浸潤布C1的寬度，以使得染液浸潤布C1於全幅寬度皆與加熱滾輪211的輪面接觸而受熱。
第二加壓模組22包括多個間隔設置的第二加壓滾輪221a、221b、221c及221d。環狀毯帶23設置於多個第二加壓滾輪221a、221b、221c及221d與加熱滾輪211之間，且每個第二加壓滾輪皆可以一第二加壓壓力將環狀毯帶23壓附在加熱滾輪211的輪面上。本實施例設置有四個第二加壓滾輪。換言之，環狀毯帶23是設置於加熱滾輪211與多個第二加壓滾輪221a、221b、221c及221d之間，且於實際運作時，染液浸潤布C1是位於加熱滾輪211與環狀毯帶23之間，因此多個第二加壓滾輪221a、221b、221c及221d及環狀毯帶23將染液浸潤布C1壓附在加熱滾輪211的輪面上。另外，於實際運作時，環狀毯帶23是包覆加熱滾輪211的輪面的部份周長且不包覆全部的周長。再者，於實際運作時，環狀毯帶23的寬度大於染液浸潤布C1的寬度，且於寬度方向上環狀毯帶23完全覆蓋染液浸潤布C1，以使得染液浸潤布C1於全幅寬度受熱後的水蒸氣得以保存於加熱滾輪211的輪面與環狀毯帶23之間。
熱壓裝置20還可以包括多個張力控制滾輪241a及241b，環狀毯帶23將多個張力控制滾輪241a及241b包覆於毯帶的內側，即環狀毯帶23的內表面與多個張力控制滾輪241a及241b接觸，於實際運作時環狀毯帶23的外表面則壓附於染液浸潤布C1及/或加熱滾輪211的輪面。多個張力控制滾輪241a及241b使環狀毯帶23均勻地壓附在加熱滾輪221，藉此使得加熱滾輪221均勻地加熱染液浸潤布C1。張力控制滾輪241a及241b可以前後或上下移動以調整環狀毯帶23的張力，而且也可以調整環狀毯帶23及染液浸潤布C1包覆在加熱滾輪221的輪面的部份周長的大小及環狀毯帶23壓附在加熱滾輪211的輪面上的一毯帶壓力。
加熱滾輪211為馬達(圖未繪出)帶動的主動輪，多個第二加壓滾輪221a、221b、221c及221d及多個張力控制滾輪241a及241b則不是主動輪。於實際運作時，熱壓裝置20中的染液浸潤布C1的線速度與加熱滾輪211的輪面的線速度應該保持相同。環狀毯帶23也可以是以另一馬達(圖未繪出)帶動而轉動，環狀毯帶23的線速度與加熱滾輪211的輪面的線速度應該保持相同。
接著如第3圖及第4圖所示，染液浸潤布C1及染色布C2與加熱滾輪211的輪面抵接於一抵接區域，抵接區域係位於染液浸潤布C與加熱滾輪211的輪面產生接觸的一起始接觸位置P1(通常起始接觸位置P1係第二加壓滾輪221a推壓染液浸潤布C與加熱滾輪211的輪面產生緊密接觸的位置)至由染液浸潤布C1轉變成的染色布C2與加熱滾輪211的輪面分離的一分離位置P2之間。抵接區域對應於加熱滾輪211的軸心的一圓心角θ，圓心角θ為200度至280度，加熱滾輪211轉動的角速度為3度/秒至6度/秒。抵接區域也可藉由調整張力控制滾輪241a及241b的位置而改變，即改變圓心角θ的數值。本實施例的加熱滾輪211的直徑為1.5公尺，圓心角θ為240度，角速度為5.3度/秒，轉速約6.28米/分，染液浸潤布C1及染色布C2與加熱滾輪211的輪面抵接的時間為45秒。可以依照不同胚布C0的種類、壓吸率及所需的加熱時間來調整抵接區域的大小和加熱滾輪211的轉速。染液浸潤布C1是於位在抵接區域的過程中轉變成的染色布C2。
如第3圖及第4圖所示，抵接區域依染液浸潤布C1行進方向依序可進一步區分為多個次抵接區域，本實施例則有四個次抵接區域A、B、C及D。染液浸潤布C1在起始接觸位置P1進入次抵接區域A並接觸加熱滾輪211的輪面其溫度為65 oC接觸時間約10秒並部分或逐漸轉變成染色布C2，此時在染液浸潤布C1中的染液中的水會被蒸發而形成水蒸氣，由於加熱滾輪211的輪面為不透氣結構且環狀毯帶23為低透氣度結構，因而水蒸氣會被保存於加熱滾輪211的輪面與環狀毯帶23之間，因此水蒸氣所含有的熱量也會對染液浸潤布C1加熱；接著在次抵接區域B接觸加熱滾輪211的輪面其溫度為82 oC接觸時間約10秒以更進一步逐漸轉變成染色布C2，此時水蒸氣也持續被加熱升溫而含有更多的熱量而持續對染液浸潤布C1及存於其中的染液的染料(將於後述說明)及促染助劑(將於後述說明)加熱，並使得染液中的染料固著(例如附著、結合或反應)於纖維而逐漸轉變成染色布C2；再接著在次抵接區域C接觸加熱滾輪211的輪面其溫度為96 oC接觸時間約10秒以再更進一步逐漸轉變成染色布C2，此時水蒸氣持續被加熱，並使得染色布C2中已經附著、結合或反應於纖維的染料進一步與纖維附著、結合或反應；最後在次抵接區域D接觸加熱滾輪211的輪面其溫度為102 oC接觸時間約10秒而完成轉變成染色布C2，此時水蒸氣持續被加熱，並使得染色布C2中已經附著、結合或反應於纖維的染料大部分與纖維附著、結合或反應，僅殘存小量的染料未與纖維附著、結合或反應；並且，接續再於5秒後染色布C2由分離位置P2離開後加熱滾輪211的輪面其溫度為102 oC，此時水蒸氣也離開加熱滾輪211的輪面與環狀毯帶23為低透氣度結構之間而被釋放到大氣中。特別說明的是，染液浸潤布C1與染色布C2皆同時受熱於加熱滾輪211的輪面與水蒸氣。特別說明的是，前述附著可以是以凡得瓦力或氫鍵與纖維為之，前述結合可以是染料進入纖維的非結晶區或結晶區，前述反應可以是與纖維產生化學鍵結。特別說明的是，環狀毯帶23的結構主要分為主體層與表面覆蓋層，表面覆蓋層是覆蓋於主體層的表面，主體層常用為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材質及/或芳綸材質，較佳為芳綸材質；表面覆蓋層則有熱塑性聚胺酯(TPU)及/或丁晴橡膠，較佳為丁晴橡膠材質。表面覆蓋層的表面平整光滑覆蓋性佳且無孔隙，因此可保證水蒸氣會被保存於加熱滾輪211的輪面與環狀毯帶23之間而不滲露或洩露。通常，表面覆蓋層是用來與加熱滾輪211的輪面、染液浸潤布C1及/或染色布C2接觸。
由以上的數據可知，本實施例的熱壓裝置20只需要將染液浸潤布C1從65 oC加熱至102 oC且只需40秒至45秒即可完成染色布C2。在實際的操作上，本發明的熱壓裝置20也可以是在60 oC至115 oC的溫度範圍內對染液浸潤布C1加熱，使染料更完全地附著、結合或反應於布的纖維而上染並成為染色布C2。
接著，請再參閱如第1圖所示，染色布C2進入水洗裝置30。水洗裝置30包括一儲液模組31以及一輸送模組32，輸送模組32設置於儲液模組31中。染色布C2在輸送模組32輸送且通過儲液模組31所儲存的洗液，以洗去未固著於纖維的染液而得到織物成品C3。本實施例的洗液為水。水洗裝置30的儲液模組31包括一洗液儲存槽，輸送模組32包括多個輸送滾輪321，染色布C2由該等輸送滾輪321於洗液儲存槽中輸送，染色布C2在洗液中移動，洗液相對於染色布C2的表面產生沖刷作用而將未固著於纖維的染料重新溶解於洗液中而將其從染色布C2的纖維表面移除，最後得到織物成品C3。
請參閱第5圖，其表示本發明的織物染色方法，其係使用前述的織物染色設備1。首先在步驟S1中，將一胚布C0輸送進入一染液中。如前所述，胚布C0經由入布裝置40輸送進入軋壓裝置10。接著進步步驟S2。
在步驟S2中，將胚布C0浸潤於一染液中，如前所述，使胚布C0進入軋壓裝置10，而且由染液供給模組11提供染液於胚布C0，使胚布C0浸潤於染液中。接著進入步驟S3。
在步驟S3中，加壓胚布C0使染液均勻地分布於胚布C0的纖維而形成一染液浸潤布C1。如前所述，在軋壓裝置10中以第一加壓模組12對浸潤於染液的胚布C0加壓，以便使染液均勻地分布於胚布C0的纖維表面及纖維間而形成染液浸潤布C1。接著進入步驟S4。
在步驟S4中，於一溫度範圍內對染液浸潤布C1加熱一時間使染液浸潤布C1成為一染色布C2。如前所述，在熱壓裝置20中，以加熱模組21、第二加壓模組22及環狀毯帶23使染液浸潤布C1均勻地壓附在加熱滾輪211，藉此使得加熱滾輪211均勻地加熱染液浸潤布C1，使染料附著、結合或反應於染液浸潤布C1的纖維而上染並成為染色布C2。接著進入步驟S5。
在步驟S5中，將染色布C2以洗劑清洗，除去未固著於纖維的染料。如前所述，使染色布C2進入水洗裝置30，以洗液將未附著、結合或反應於纖維的染料除去。接著進入步驟S6。
在步驟S6中，將水洗過的染色布C2輸出。接著進入步驟S7。
在步驟S7中，將染色布C2烘乾而得到織物成品C3。
本發明的染液包括染料、促染助劑及水。染料可以是鹽基染料、酸性染料或反應性染料。促染助劑至少包括pH調節劑、介面活性劑、螯合劑及防泳移劑。
＜ 使用鹽基染料的例子 ＞
鹽基染料適用於聚丙烯晴纖維(Acrylic)(CDP)的胚布，本實施例的鹽基染料為台唐Taiacryl AD系列染料 Blue AD-RST、Black AD-RNT或Red AD-GRLT。與鹽基染料搭配的促染助劑包括：pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑。pH調節劑為檸檬酸、酒石酸或冰醋酸；介面活性劑為烷基磺酸鹽或烷基硫酸鹽；分散劑為脂肪族類化合物或脂肪族醯胺類化合物；螯合劑為已二胺四乙酸(EDTA)、氮基二乙酸(NTA)或 六偏磷酸鹽；防泳移劑為甘露聚醣、改性澱粉、丙烯酸共聚物或海藻酸鈉。鹽基染料、促染助劑各組分及水的重量百分率濃度的範圍如以下表1所示。其中，以下「wt%」表示重量百分比，「餘量」指的是以水補足至染液總重量為100%。
表1
染液中的組分 最大範圍 較佳範圍
鹽基染料 0.001 wt %-20 wt % 0.001 wt %-15 wt %
pH調節劑 0.001 wt %-30 wt % 0.001 wt %-30 wt %
介面活性劑 0.01 wt %-5 wt % 0.01 wt %-5 wt %
分散劑 0.01 wt %-5 wt % 0.1 wt %-4 wt %
螯合劑 0.1 wt %-1 wt % 0.1 wt %-1 wt %
防泳移劑 0.1 wt %-15 wt % 0.1 wt %-10 wt %
水 餘量 餘量
換言之，以所述染液的總重量100wt%為基準，染液包含：0.001 wt %至20 wt %的鹽基染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。較佳地，以所述染液的總重量為基準，其包含：0.001 wt %至15 wt %的鹽基染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.1 wt %至4 wt %的分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至10 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。
以下表2表示鹽基染料與促染助劑的多個實驗例所染整後的織物的布面均勻度及染色色牢度的示例。布面均勻度是以Datacloor 600分光儀檢測Delta L值、a值 、b值後判斷出色差，染色色牢度則是以ISO 105 C06進行檢測，「O」表示可接受為合格，「OO」表示比可接受等級更高的優良，「X」表示不合格。實施例及比較例是使用前述織物染色設備及織物染色方法所得的結果。其中，鹽基染料為Blue AD-RST；pH調節劑為冰醋酸；介面活性劑為烷基磺酸鹽；分散劑為脂肪族類化合物；螯合劑為六偏磷酸鹽；防泳移劑為丙烯酸共聚物。
表2
項目 鹽基染料 wt% pH調節劑 wt% 介面活性劑 wt% 分散劑 wt% 螯合劑 wt% 防泳移劑 wt% 水 wt% 布面均勻度 染色色牢度
實施例1-1 0.001 30 5 5 1 20 39.00 O OO
實施例1-2 5 5 1 1 0.1 5 82.90 OO OO
實施例1-3 10 15 2.5 2.5 0.5 10 59.50 O OO
實施例1-4 20 0.001 0.01 0.01 0.1 0.1 79.78 O O
比較例1 10 5 1 1 0.1 0.01 82.89 X X
＜ 使用酸性染料的例子 ＞
酸性染料適用於聚醯胺纖維(Nylon)的胚布，本實施例的酸性染料為CI .NO BK172、BK194、Red249、Blue185或Yellow79。與酸性染料搭配的促染助劑包括：pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑。pH調節劑為檸檬酸、酒石酸或冰醋酸；介面活性劑為烷基磺酸鹽或烷基硫酸鹽；分散劑為脂肪族類化合物或脂肪族醯胺類化合物；螯合劑為已二胺四乙酸(EDTA)、氮基二乙酸(NTA)或 六偏磷酸鹽；防泳移劑為甘露聚醣、改性澱粉、丙烯酸共聚物或海藻酸鈉。酸性染料、促染助劑各組分及水的重量百分率濃度的範圍如下表3所示。
表3
  最大範圍 較佳範圍
酸性染料 0.001 wt %-20 wt % 0.001 wt %-15 wt %
pH調節劑 0.001 wt %-30 wt % 0.001 wt %-30 wt %
介面活性劑 0.01 wt %-5 wt % 0.01 wt %-5 wt %
分散劑 0.01 wt %-5 wt % 0.1 wt %-5 wt %
螯合劑 0.1 wt %-1 wt % 0.1 wt %-1 wt %
防泳移劑 0.1 wt %-15 wt % 0.1 wt %-10 wt %
水 餘量 餘量
換言之，以所述染液的總重量100wt%為基準，染液包含：0.001 wt %至20 wt %的酸性染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.01 wt %至5 wt %的分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。較佳地，以所述染液的總重量為基準，其包含：0.001 wt %至15 wt %的酸性染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至10 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。
以下表4表示酸性染料與促染助劑的多個實驗例所染整後的織物的布面均勻度及染色色牢度的示例。其中，酸性染料為Red249，pH調節劑為冰醋酸；介面活性劑為烷基磺酸鹽；分散劑為脂肪族類化合物；螯合劑為六偏磷酸鹽；防泳移劑為丙烯酸共聚物。
表4
項目 酸性染料wt% pH調節劑wt% 介面活性劑wt% 分散劑wt% 螯合劑wt% 防泳移劑wt% 水wt% 布面均勻度 染色色牢度
實施例2-1 0.001 30 5 5 1 20 39.00 O OO
實施例2-2 5 5 1 1 0.1 5 82.90 OO OO
實施例2-3 10 15 2.5 2.5 0.5 10 59.50 O OO
實施例2-4 20 0.001 0.01 0.01 0.1 0.1 79.78 O O
比較例2 10 5 1 1 0.1 0.01 82.89 X X
＜ 使用反應性染料的例子 ＞
反應性染料適用於天然纖維(棉、麻等)的胚布，本實施例的反應性染料為CI.NO Red245、Blue49或Yellow95。與反應性染料搭配的促染助劑包括：pH調節劑、電解質、介面活性劑、還原防止劑、螯合劑及防泳移劑。pH調節劑為液鹼、純鹼 、氫氧化鈉；電解質為氯化鈉、氯化鈣或芒硝；介面活性劑為烷基磺酸鹽或烷基硫酸鹽；還原防止劑為苯磺酸衍生物；螯合劑為已二胺四乙酸(EDTA)、氮基二乙酸(NTA)或 六偏磷酸鹽；防泳移劑為甘露聚醣、改性澱粉、丙烯酸共聚物或海藻酸鈉。反應性染料、促染助劑各組分及水的重量百分率濃度的範圍如以下表5所示。
表5
  最大範圍 最佳範圍
反應性染料 0.001 wt %-20 wt % 0.001 wt %-15 wt %
pH調節劑 0.001 wt %-30 wt % 0.001 wt %-30 wt %
電解質 0.1 wt %-15 wt % 0.1 wt %-5 wt %
介面活性劑 0.01 wt %-5 wt % 0.01 wt %-5 wt %
還原防止劑 0.001 wt %-5 wt % 0.1 wt %-5 wt %
螯合劑 0.1 wt %-1 wt % 0.1 wt %-1 wt %
防泳移劑 0.1 wt %-20 wt % 0.1 wt %-10 wt %
水 餘量 餘量
換言之，以所述染液的總重量100wt%為基準，染液包含：0.001 wt %至20 wt %的反應性染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.1 wt %至15 wt %的電解質，0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.001 wt %至5 wt %的還原防止劑，0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至20 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。較佳地，以所述染液的總重量為基準，染液包含：0.001 wt %至15 wt %的反應性染料， 0.001 wt %至30 wt %的pH調節劑， 0.1 wt %至5 wt %的電解質，0.01 wt %至5 wt %的介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的還原防止劑，0.1 wt %至1 wt %的螯合劑， 0.1 wt %至10 wt %的防泳移劑，以及餘量為水。
以下表6表示反應性染料與促染助劑的多個實驗例所染整後的織物的布面均勻度及染色色牢度的示例。其中，反應性染料為Blue49，pH調節劑為純鹼，電解質為芒硝，介面活性劑為烷基磺酸鹽，螯合劑為六偏磷酸鹽，防泳移劑為海藻酸鈉。
表6
比較例 反應性染料wt% pH調節劑wt% 介面活性劑wt% 電解質wt% 還原防止劑wt% 螯合劑wt% 防泳移劑wt% 水wt% 布面均勻度 染色色牢度
實施例3-1 0.001 30 5 0.1 5 1 20 38.90 O OO
實施例3-2 5 8 1 8 1 0.1 5 71.90 OO OO
實施例3-3 10 15 2.5 12 2.5 0.5 10 47.50 O OO
實施例3-4 20 0.001 0.01 15 0.001 0.1 0.1 64.79 O O
比較例3 10 5 1 20 5 0.1 0.1 58.80 X X
藉由本發明的促染助劑與鹽基染料、酸性染料及反應性染料混合後，使得在熱壓裝置中能夠以60 oC至115 oC的中低溫，而且加熱的時間為10秒至45秒即可使染料固著於纖維。如此能夠降低能源消耗，而且染料與纖維的結合率高，可以減少水洗的用水量，同時也能夠減少水洗後廢水中的染液濃度。因此本發明的織物染色設備及織物染色方法與現有技術相比，僅消耗60%的能源，僅消耗65%的用水，而且縮短50%的工時，減少製程變異，可提高顏色再現性，沒有速染(rapid dyeing)升溫降溫造成的染花、染折等瑕疵。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
1:織物染色設備 10:軋壓裝置 11:染液供給模組 12:第一加壓模組 121:第一加壓滾輪 20:熱壓裝置 21:加熱模組 211:加熱滾輪 22:第二加壓模組 221a、221b、221c、221d:第二加壓滾輪 241a及241b:張力控制滾輪 23:環狀毯帶 30:水洗裝置 31:儲液模組 32:輸送模組 321:輸送滾輪 40:入布裝置 41:支架 42:輸送滾輪 A、B、C、D:次抵接區域 C0:胚布 C1:染液浸潤布 C2:染色布 C3:織物成品 P1:起始接觸位置 P2:分離位置 S1~S7:步驟 θ:圓心角
第1圖為本發明的織物染色設備的一實施例的示意圖。 第2圖為第1圖的入布裝置、軋壓裝置及熱壓裝置的部分放大圖。 第3圖為第2圖的熱壓裝置的部分放大圖。 第4圖為在熱壓裝置的加熱滾輪上加熱的染液浸潤布的溫度梯度的示意圖。 第5圖為本發明的織物染色方法的一實施例的完整流程圖。
1:織物染色設備
10:軋壓裝置
20:熱壓裝置
30:水洗裝置
31:儲液模組
32:輸送模組
321:輸送滾輪
40:入布裝置
41:支架
42:輸送滾輪
C0:胚布
C1:染液浸潤布
C2:染色布
C3:織物成品

Claims (13)

  1. 一種織物染色設備，用於將由纖維所構成的一胚布(C0)染色而成為一織物成品(C3)，該織物染色設備(1)包括：一軋壓裝置(10)、一熱壓裝置(20)以及一水洗裝置(30)，該熱壓裝置(20)係設置於該軋壓裝置(10)與該水洗裝置(30)之間；其中， 該軋壓裝置(10)，其包括提供一染液的一染液供給模組(11)以及一第一加壓模組(12)，該第一加壓模組(12)包括二個可以互相接觸的第一加壓滾輪(121)，該胚布(C)依序通過該染液供給模組(11)及二個該第一加壓滾輪(121)之間使得該第一加壓模組(12)對該胚布(C0)加壓，以使該染液均勻浸潤該胚布(C0)而成為染液浸潤布(C1)； 該熱壓裝置(20)，其包括一加熱模組(21)、一第二加壓模組(22)及一環狀毯帶(23)，該加熱模組(21)包括一加熱滾輪(211)，該第二加壓模組(22)包括多個間隔設置的第二加壓滾輪(221a、221b、221c、221d)，該環狀毯帶(23)設置於多個該第二加壓滾輪(221a、221b、221c、221d)與該加熱滾輪(211)之間，該染液浸潤布(C1)是位於該加熱滾輪(211)與該環狀毯帶(23)之間，且該加熱模組(21)對該染液浸潤布(C1)於一溫度範圍內加熱一時間，使該染液中的染料固著於該染液浸潤布(C1)的該纖維而上染並成為一染色布(C2)；且， 該水洗裝置(30)，包括一儲液模組(31)以及一輸送模組(32)，該染色布(C2)在該輸送模組(32)輸送且通過儲液模組(31)所儲存的液體，以洗去未固著於該纖維的該染料而得到該織物成品(C3)。
  2. 如請求項1所述之織物染色設備，其中該染液浸潤布(C1)及該染色布(C2)與該加熱滾輪(211)的輪面抵接於一抵接區域，該抵接區域係位於該染液浸潤布(C)與該加熱滾輪(211)的該輪面產生接觸的一起始接觸位置(P1)至由該染液浸潤布(C1)轉變成的該染色布(C2)與該加熱滾輪(211)的該輪面分離的一分離位置(P2)之間，且該抵接區域對應於該加熱滾輪(211)的軸心的一圓心角θ為200度至280度。
  3. 如請求項2所述之織物染色設備，其中該加熱滾輪(211)轉動的角速度為介於3度/秒至6度/秒之間。
  4. 如請求項3所述之織物染色設備，其中該溫度範圍為介於60 oC至115 oC之間，且該加熱模組(21)對該染液浸潤布(C1)加熱的該時間為介於10秒至55秒之間。
  5. 如請求項4所述之織物染色設備，其中該水洗裝置(30)的該儲液模組(31)包括一洗液儲存槽，該輸送模組(32)包括多個輸送滾輪(321)，該染色布(C2)由該輸送滾輪(321)於該洗液儲存槽中輸送。
  6. 如請求項4所述之織物染色設備，其中該加熱滾輪(211)的該輪面的寬度大於該染液浸潤布(C1)的寬度。
  7. 如請求項4所述之織物染色設備，其中該環狀毯帶(23)的寬度大於該染液浸潤布(C1)的寬度。
  8. 如請求項4所述之織物染色設備，其中該染液浸潤布(C1) 的線速度、該環狀毯帶(23)的線速度與該加熱滾輪(211)的該輪面的線速度相同。
  9. 一種織物染色方法，其係使用一如請求項2所述之織物染色設備，該織物染色方法包括： 將該胚布(C0)浸潤於該染液中； 加壓該胚布(C0)使該染液均勻地分布於該胚布(C0)的該纖維而形成一染液浸潤布(C1)； 於該溫度範圍內對染液浸潤布(C1)加熱該時間使該染液浸潤布(C1)成為該染色布(C2)；以及， 將該染色布(C2)以洗液清洗，除去未固著於該纖維的該染料而得到該織物成品； 其中，該染液包括該染料、促染助劑及水，該溫度範圍為介於60 oC至115 oC之間，加熱該染液浸潤布的該時間為介於10秒至55秒之間。
  10. 如請求項9所述之織物染色方法，其中該抵接區域依該染液浸潤布(C1)行進方向依序區分為多個次抵接區域，多個該次抵接區域的溫度依序為65 oC、82 oC、96 oC及102 oC，該染液浸潤布(C1)或該染色布(C2)接觸該加熱滾輪(211)的該輪面的時間依序為10秒、10秒、10秒及10秒。
  11. 如請求項9所述之織物染色方法，其中該染料為鹽基染料，該促染助劑包含pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該鹽基染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的該分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
  12. 如請求項9所述之織物染色方法，其中該染料為酸性染料，該促染助劑包含pH調節劑、介面活性劑、分散劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該酸性染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.01 wt %至5 wt %的該分散劑， 0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至15 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
  13. 如請求項9所述之織物染色方法，其中該染料為反應性染料，該促染助劑包含pH調節劑、電解質、介面活性劑、還原防止劑、螯合劑及防泳移劑，且以所述染液的總重量100wt%為基準，該染液包含：0.001 wt %至20 wt %的該反應性染料， 0.001 wt %至30 wt %的該pH調節劑， 0.1 wt %至15 wt %的該電解質，0.01 wt %至5 wt %的該介面活性劑， 0.1 wt %至5 wt %的該還原防止劑，0.1 wt %至1 wt %的該螯合劑， 0.1 wt %至20 wt %的該防泳移劑，以及餘量為該水。
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