TWI838396B - 染色機器 - Google Patents

Abstract

敘述一種染色機器，包含至少一個染色模組，在該染色模組中依序地設置用於紡織支撐體的第一擠壓裝置、第一處理槽、中央槽、第二處理槽、及第二擠壓裝置。該染色機器也包括一液壓系統，用於供應、循環及交替地調整該等槽中的處理流體的液位。該等槽較佳地包圍在一氣密密封的上蓋殼體中。兩個處理槽具有相同的形狀、相同的尺寸及容量特性，且相對於位在該中央槽中且相對於該紡織支撐體的前進方向垂直地配置的一對稱平面對稱。該染色機器設置有用於移動該紡織支撐體的手段，其係構造成在兩個方向上交替地使該紡織支撐體前進，亦即，依序地經過該等槽從該第一擠壓裝置移動到該第二擠壓裝置，或再次依序地經過該等槽從該第二擠壓裝置移動到該第二擠壓裝置。

Description

染色機器

本發明一般係有關一種通用的多用途機器及其相關方法，用於在惰性環境中，用交替階段批次系統及任何染料，尤其是用靛藍及其他還原染料，將機織物、針織物及經紗染色。更具體地，本發明係有關一種極其有利及經濟的多用途機器，該機器使用低濃度及/或高濃度浴且在低溫或高溫下，通常用靛藍及其他還原染料對單寧織物及衣服作生態染色。

單寧係為用於製造牛仔褲的特殊織物，每年製造約50億條牛仔褲，使得此織物在數量上成為世界上使用最多的織物。牛仔褲起源於加州，作為大眾製造的工作服。其發展的下一階段將它們帶到美國東部，且接著到歐洲及世界其他地方。工作服變成休閒服，且從那時起，它就不斷發展及完善。

牛仔褲在所有其他類型的褲子中佔優勢且贏得勝利，不僅是因為它們廣範圍的品質及價格的實用性及可取得性，而且首先是因為它們具有象徵性的價值及其所蘊含的含義。

首先，由於歷史原因：這是一件貧窮、叛逆、粗糙的美國男性服裝，因此有些自由及勇敢，這是他們民間記憶的一部分。接著是那種特殊的藍色：西方文化中的一種顏色，代表著樂觀與鎮定、貴族及工作。但是在牛仔褲中，有一種特殊顏色，此顏色以逐漸染色之方式起作用，其因此可以隨時間而發生積極變化，與其他任何織物都不一樣，且因此會引起銘文、眼淚、褪色、彩色補丁及刺繡。單寧織物的另一個重要因素在於：結實、堅韌、能夠承受任何虐待，但天然、屈服、能夠適應身體，且具有記憶力。

單寧及藍色牛仔褲成功的結合係由於此織物的特殊構造，其中僅有經線用靛藍染色，而緯線是原棉。靛藍是最古老的染料之一，與棉幾乎沒有親和力，因此不易施加於棉，但它具有獨特的特性，在經過洗滌之後，可以使織物隨著時間的流逝而令人愉悅，且因此使服裝隨著時間的流逝而發亮且令人愉悅。據我們所知，沒有其他染料具有此特性。上面提到的特殊功能，加上舊衣服的印象，在最裸露的區域會因磨損而突出，且在穿著者身體上產生塑性效果，係為藍色牛仔褲的魅力所在，且仍將是世界上銷售量最大的成衣，其製作及處理方式多種多樣。

不幸的是，牛仔褲在整個服裝領域都有不幸的記錄：這種服裝會導致最壞的環境及社會影響。從種植棉花到銷售點，藍色牛仔褲的生產週期需要消耗非常大量的水及能源，及在製造的不同階段使用化學藥品，接著這些化學品最終會進入環境或與消費者接觸。

靛藍染料的獨特特性之一係為將其應用於棉紗所需的特殊染色方法。由於其相對較小的分子及對纖維素纖維的低親和力，要應用此染料，不僅必須在鹼性溶液(隱色體)中作化學還原，而且也需要進行穿插著扭絞的複數次浸漬，及隨後在空氣中氧化。實際上，僅藉由對紗線進行初始染色(浸漬、擠壓、氧化)，接著立即進行更多的過度染色步驟，獲得中等或深的色調，其中色調越深且所需的色牢度越高，則需要更多的過度染色步驟。

此特殊的染色方法(典型為靛藍染料)係強調遵守與浸入及氧化時間有關的某些基本參數的巨大重要性。此允許染料在進入下一個槽之前係浸漬且均勻地分佈在紗線的皮質或表層中(環形染色)，且在被完全擠壓之後被完全地氧化，以便能夠累積，亦即增強顏色色調。不幸的是，除了這些參數之外，用靛藍的連續染色也受到許多其他因素之影響，這些因素與每一個別染廠的不同物理化學環境及安裝此種設備的環境條件有關，諸如空氣的溫度及相對濕度、刮風、海拔等。此外，不同的染色條件(諸如槽的數量、槽的容量、拾取量、染浴的循環類型及速度、自動定量給料系統的類型及精確度，用於靛藍、亞硫酸氫鈉及苛性鈉等)及不同的染浴條件(諸如溫度、濃度、pH、氧化還原電勢等)不僅對染色結果具有決定性影響(諸如更高或更低的染色彩度、色牢度、滲透深度等)，但經過它們通常受到的各種洗滌及整理處理之後，在確定牛仔褲的最終外觀時也有很大貢獻。也應該指出的是，與對棉的親和力隨著溫度升高而增加的其他組染料不同，對於靛藍，親和力及顏色彩度，由於染料滲透深度的增加，後者隨著溫度降低而增加。

因此，很明顯的是，支配單寧織物整個製造週期的最重要操作係為在將它們置放於織機中以供織物製造之前，用靛藍染料及/或其他還原染料對經紗連續染色。實際上，經典的單寧係由編織預先染色的棉紗製成的。尤其，只有經線被染色，而緯線未經處理就被使用。

用於單寧織物之經線的連續靛藍染色主要係根據符合相當大的複雜度、長度及成本兩個系統的執行，亦即所謂的「繩紗」系統及所謂的「毛圈」或「漿紗」系統。雖然在靛藍染色之情況下，上述兩個系統實質地不相同，但仍具有相同的共同特徵：使用相同的染色方法，基本上由三個操作階段組成，這些操作階段重複幾次：用隱色體浸漬紗線、擠壓以消除過量的染浴、及藉由將已染色的紗線暴露於空氣中將染料氧化。

典型地且傳統地，在繩紗及漿紗系統中，單寧織物之經線的靛藍染色都是在敞開的低溫槽中執行。詳細地，在兩個系統中，用靛藍連續染色的系統通常包含3至4個預處理槽、8至10個染色槽、及3至4個最終洗滌槽。所有的槽都配備有一個擠壓單元，以消除過量的染浴及洗滌浴，而染色槽也配備有用於在空氣中將紗線氧化的滾輪組。

染色槽係為敞開式的槽，每個染色槽具有在1,000至4,000升之間的容量，可以穿經約4至11公尺的紗線。這些數量的染浴決定在設備中循環的浴的總容積，因此，染浴的總容積可能在10,000至40,000升之間變化。每個槽中存在的染浴連續地再循環以確保每個槽中濃度為均勻的。此再循環通常係由具有高流量及低揚程離心泵的各種已知管道系統來執行，以避免有害的紊流。染浴的移動導致與空氣接觸的染浴本身之表面部分被連續地更換。此外，由於槽的頂部是敞開的，染浴的此移動導致氧化。染浴的氧化導致存在於其中的還原劑的連續消耗，亦即亞硫酸氫鈉及苛性鈉的連續消耗，該消耗隨著染浴溫度的升高而增加。

然而，正是多個氧化階段對使浸漬紗線的染浴中的這些組成(亞硫酸氫鈉及苛性鈉)變質做出比上述更大的貢獻。這些氧化階段係為染色週期不可或缺的一部分，實際上包含將浸漬有隱色體大約30至40公尺長的紗線暴露於設備中的8至10個染槽中之一者與另一者之間的空氣中。因此，在整個染色設備中，紗線總體上會暴露於空氣中數百公尺。

基於上述原因，有必要連續補充染浴中被上述氧化作用破壞的亞硫酸氫鈉及苛性鈉的量，使得染浴始終保持在最佳化學條件下，以獲得最佳的染色性能，且確保固定及可重複的結果。這些對染浴的連續添加係構成顯著的經濟成本、增加染浴本身的鹽度，隨之而來的是染色問題，且也導致最終洗滌水的顯著污染。

當然，在濃隱色體條件下，也必須將染料以所需的量連續不斷地添加到染浴中，以獲得所欲的顏色色調。可以使用各種系統對靛藍染料、亞硫酸氫鈉及苛性鈉自動連續地定量給料，諸如加定量給料泵、稱重系統、容積系統、重量相關系統等，所有這些系統在任何情況下都稱為通常用於其他紡織處理。從邏輯上講，染浴的容積越大，將新的染浴達到化學/染料平衡所需的時間就越長，以實現一致的相同顏色色調。對可能的糾正測量的響應時間也將很長，且此無助於實現品質。

靛藍染料的另一個特殊特徵在於，除了改變染料的彩度外，從未用此染料代替染浴之事實。如已經提到的，靛藍染浴可以在添加亞硫酸氫鈉、苛性鈉及染料之情況下連續重複使用，以保持其化學/染料平衡固定。因此，每個染色設備都有特定數量的容器，所有染色槽的總容量等於製造中藍色變體之數量。這些容器係使用於儲存及重複使用染浴。

為了定性之意圖，最重要的是能夠保持染浴的物理化學條件固定，只要將整批紗線染色就需要。平均時間係在15到30小時之間，依據紗線的長度及染色速率而定。不幸的是，儘管對染色設備作持續的機械及液壓改進，且借助複雜的控制及定量給料系統，但由於涉及的體積較大，而且上述原因很多，單獨或相互結合可以幫助造成在染浴條件下不良的變化，用靛藍連續染色仍然是複雜的操作。因此，在製造週期的各階段中，染色階段係為主要有助於決定最終織物的品質，其分級且因此而產生的價格較高或較低的一個階段。

除了以上所述外，在漿紗染色系統中，供給至染色線的紗線長度可能達到約500至600公尺，使得難以控制設備。由於在每次批次更換時損失的紗線數量，在漿紗系統中也存在經濟上的不利之處。實際上，在此操作條件下，構成批次尾部的所有紗線量都視為損失(紗線的染色已完成且在停止之後仍保留在設備中)，因為紗線係不均勻地染色。同樣地，構成下一批次的開始且也與尾紗連接的相同數量紗線，且在穿經到染色設備中也替代它(出於技術及安全原因，低速運行)，未被均勻地染色且因此必須將其丟棄。

不幸的是，經濟危機、激烈的競爭、各種社會、政治及生態問題、製造轉移、世代變化及時尚變化、及普遍貧困，藉此導致購買力下降及其他原因，都是不可避免的收入下降的原因，且因此需要對單寧製造鏈作實質性更改。此外，具有均勻外觀且不需要任何特別的整理、對比等要求的相同牛仔褲已經成為重要的時尚產品，要求在由不同重量、利用各種紗線支數(棉、混紡或其他織物)的不同編織、許多顏色色調等製造的單寧織物製造中需要持續多樣化。因此，由於這些原因，單寧製造商不僅被迫最大化及不斷多樣化所提供的織物類型之數量，而且也必須加快製造速度，以更短的運行時間及更低的價格，大大削弱盈利能力。

在此種全球化的背景下，創新及降低成本對於保持或贏得該行業的市場地位及從競爭劣勢中恢復過來，從來沒有像現在這樣至關重要。這些創新不是產品或材料本身的創新，而是製造方法的創新。再者，除了基於時間及季節性產品系列的經典工作節奏之外，也需要新的快速的操作靈活度來實時地適應市場、時尚等不斷增長的需求。所有這些都是因為購買織物的品牌反過來希望避免在銷售點展示產品系列與交付成衣之間出現長時間的延遲，由於這些長時間可能會導致評估產品、顏色及趨勢時出現一系列錯誤，而重要的是在正確的時間以正確的產品進入市場。

對於單寧製造商而言，降低成本且將交貨時間降至最低的唯一方法是將其部分輸出轉換為原始織物，以便始終在倉庫中保持就緒狀態，使得只需要整理後就可以在消費者明確要求的長度及顏色不時地立即染色。鑑於上述情況，很明顯的是，單寧製造商現在面臨著迫切的經濟及商業需求，需要改變製造系統，以增加營運靈活度，增加對原始單寧染色的可能性，以縮短交貨時間，減少成本及浪費，且能夠回收有缺陷的批次，且在常規染色機器上創新以減少能源、水及化學物質的消耗，藉此最大程度地減少浪費，換句話說，就是竭盡所能以更低的成本、更經濟地幫助展示新產品，但同時在生態及尊重環境可持續性方面，此是全世界日益關注的主題。關於生態，實施減少消耗且遵守保護健康及環境的具體規則的國際法並非不可能；實際上，許多消費者保護機構現在已經要求或認為希望將其關閉。

在用靛藍連續染色單寧織物的經線之特定領域中，已經研發出滿足大多數上述要求的機器。與其相比，在此新的且原始的工作條件下操作的染色機器，亦即在惰性環境中(例如由於氮氣的存在)，可以消除傳統染色系統的許多問題，它們具有的優點在於：不僅可以將染色槽的數量減少一半，而且也可以大大減少苛性鈉及亞硫酸氫鈉的消耗(減少50%至80%)。再者，由於染料更佳地固色至紗線，也節省大量的洗滌水。此外，在惰性環境中(例如在氮氣中)，靛藍的化學還原係為全部且完全的，且隱色體被分解成奈米級顆粒，增加其染色能力。與傳統的染色系統相比，隱色體的此增加的染色能力允許染料更佳地滲透且將染料更佳地固色至織物，就色牢度、彩度及亮度而言，具有有利的染色結果，區別係為定性地改善最終織物的染色效果。此外，上述新技術的經驗已經表明，在以硫為基的染料染色中，此染料在能源方面最昂貴，尤其是對於黑色染料而言，具有更高的色彩產生率，可以目視地評估為約40%，與傳統機器中的染色相比，具有更佳的固色且具有更佳的亮度。

例如，在US 6,355,073 B1及US 2005/028303 A1中敘述在惰性環境中操作根據已知技術的染色機器。文獻GB 1,107,035 A敘述一種所謂的「交捲染色機」式的染色機器，其操作將在以下更詳細地說明。

綜上所述，單寧織物製造領域有兩個主要改進。首先，最有用且目前幾乎是必不可少的是，可以使新的染色機器以傳統方式且根據其理念及以惰性、簡單、實用及多用途環境下操作的染色機器的所有優點來操作，與使用靛藍及其他還原染料的傳統連續染色線相比，只需適度投資，亦即可以以生態及經濟方式在交替階段的批次系統中對原始單寧染色甚至對經紗染色。第二個改進將是在空氣中用靛藍及其他還原染料替換目前用於織物及經紗的經典連續染色線，且在惰性環境中以具有固有的經濟、生態及品質優點的新染色線代替。

不幸的是，由於已經提到的社會及經濟原因，即使在世界上所操作的，在空氣中用靛藍及其他還原染料對織物及經紗染色的大約一千條連續線也不太可能，即使不是不可能的，如果在設備工程方面已經過時，但非常大、非常昂貴及複雜的話，將在相當短的時間內用在惰性環境中操作的新線來代替，以滿足目前的需求。並且，同樣地，即使不是不可能，單寧製造商也不大可能考慮安裝特殊的長、複雜、苛刻且最重要的是昂貴的連續染色線，因為新的要求係為僅能對一些輸出染色，其回收作為原始織物。相反地，考慮到滿足降低成本及消耗及增加操作靈活度的迫切需求是合乎邏輯的，此是一種更加具體及可行的解決方案，包含將新的織物染色機器與目前的連續經線染色機器一起置放。此新的染色機器將在交替階段以批次模式來操作，較佳在惰性環境中，亦即經濟及生態方式的兩個階段。此新的染色機器將為短的、簡單、實用及多用途，但最重要的是比連續染色線便宜。

因此，本發明之目的在於能夠提供一種機器及通用的多用途染色模組，具有交替批次階段的系統，在惰性環境中使用任何染料，尤其是使用靛藍及其他還原染料，具有多種結構，可以獨立地使用於對原始(準備要染色)織物染色，對任何其他機織及針織織物染色也對經紗染色(在任何類型的支撐體上或適合的容器中捲繞)。尤其，根據本發明的多用途染色模組可以獨立地使用於在惰性環境中以交替階段用靛藍及其他還原染料對日益增長需求的小長度單寧織物批次染色，用於對已染色的單寧過度染色及對機織及針織織物及經紗染色。替代性地，這些織物也可以用所有其他類別的染料來染色。

本發明的另一個目的在於提供一種能夠在惰性環境中操作的多用途染色模組，能夠在用靛藍及其他還原染料對織物及經紗批次染色時顯著地減少亞硫酸氫鈉及苛性鈉的正常消耗。

本發明的另一個目的在於提供一種在惰性環境中的多用途染色模組，能夠在最為技術最佳的條件下以非連續方式用靛藍及其他還原染料對織物及經紗染色，且能夠將染料擴散及固色至織物隨著洗滌水消耗的減少而增加，以便有助於製造的可持續性。

根據本發明的這些目的係藉由根據用於對機織及針織織物及經紗染色的不同需要，創建通用且適當的多用途染色機器或模組的不同方案來實現，不同的方案可以滿足不同的需求，如在請求項1中所述。

本發明之其他特徵係由附屬項來揭示，附屬項係為本詳細敘述不可或缺的一部分。

對於單寧製造商而言，此新的多用途染色機器的可取得性將使他們能夠減少倉庫中儲存的成品單寧織物的正常數量(隨著時尚的改變，除非經由大幅降低價格，否則很快將無法銷售)，將其替換為相等數量的原始單寧，且藉此達到： 簡化製造方案； 促進銷售服務； 明確要求的長度及顏色的快速交貨； 消除浪費(如果使用切邊的話)； 最大的製造多用途性， 具有以下優點： 無與倫比品質的生態及經濟染色，且減少成本及減少化學藥品及水的消耗； 可以改善成品單寧，利用用於特殊效果的過度染色； 可以藉由過度染色來回收有缺陷及/或未售出的織物； 可以染色非常輕的單寧，其經線係由大量非常細的紗線組成，而這些紗線很難用傳統機器來染色； 可以用具有低濃度靛藍的浴作許多交替的染色，用於非常深的顏色色調及極好的色牢度(日本單寧)； 便宜的單寧染色可以用於低成本、非時尚的工作牛仔褲。

根據本發明之多用途染色機器係為在惰性環境中的染色過程與在「交捲染色機」上改造已有一百多年歷史的習知織物染色技術，以及用靛藍及其他還原染料用於染色的連續線所特有的供給/循環/定量給料該浴之特殊系統之間的結合結果，其僅共有具有織物的類似交替運動之事實。

原則上，「交捲染色機」係為「滾輪對滾輪」機器，亦即，其中被處理的織物從一個滾輪展開以捲繞到另一滾輪上的機器，實際的處理在兩個滾輪之間進行。此機器包含兩個捲繞機/捲出機滾輪，其中心之間的距離決定織物的最大捲繞直徑，該等滾輪置放在具有短長度穿經的小槽之頂部上。首先將待被處理的織物捲繞到兩個滾輪中之一者上，且接著幾次通過染浴，切縫、展開及重新捲繞到另一個滾輪上，且接著反之亦然，操作係為與空氣接觸下執行。在染色之後，以相同數量的步驟來洗滌織物，以消除多餘的未固色染料。最後，必須從機器卸載織物且脫水以消除多餘的水分，且接著進行後續的烘乾及成品過程。

實質上，根據本發明之多用途染色機器包含許多已知的元件，這些已知元件係置放在通用的原始及新的多用途模組的上游或下游，該通用的多用途模組適用於經由具有交替階段的批次系統在惰性環境中用靛藍及其他還原染料對所有種類的織物染色及對經紗染色。實際上，此新機器的操作包含從第一滾輪捲出較佳已經準備好染色的織物，使其以預定方式通過多用途染色模組，且接著在氧化之後將其捲繞到第二捲繞機上，且接著可能會在相反方向上重複操作週期達所需的次數，以獲得所需的結果。

根據本發明的多用途染色機器在設計、構造及操作的許多方面上係與「交捲染色機」實質不同且它係在惰性環境中工作。在惰性環境中用靛藍及其他還原染料染色係為生態及經濟的，因為它可以經由節省時間、能源、化學藥品及水以及經由更大的功能靈活度來降低製造成本，也確保無與倫比品質的結果，具有高等級的染料滲透及固色，此是傳統空氣染色無法實現的。像在惰性環境中操作的已知類型機器的一樣，此機器可以在低溫及/或高溫浴中工作，也可以在低濃度及/或高濃度的染料下工作，此特性有助於確定染色階段的數量，且因此可以確定製造能力上的變化。應該注意的是，除了用於織物染色的重要領域外，此機器也增加使用於對小批次經紗染色的可能性，這些經紗可以根據需要來烘乾，且在任何情況下係單獨地確定尺寸。

應該注意的是，就單獨的經紗染色而言，此新機器也可以用至少兩個附加的動力站(一個在右側且一個在左側)來補充，用於捲繞/捲出另外的兩卷經紗，以便能夠同時染色兩個經線，一者重疊另一者。此特殊的工作配置不僅使製造能力加倍，而且也增加品質，因為紗線帶的更大的緊密度允許更有效、更均勻地擠壓，藉此消除中心及布邊之間有問題的不良染色。

根據本發明之多用途染色機器的構造簡單、經濟、合理且實用。此機器係為通用性機器，且以其所有長處及優點將惰性環境中的新染色技術添加至在空氣中用靛藍及其他還原染料將織物及經紗染色的可行的傳統染色技術中。所有這些都沒有在操作階段之期間消耗惰性氣體，而只是在惰性化的初始階段。應該注意的是，此機器的特殊構造及功能特徵，除了在惰性環境中操作外，也包含像傳統連續染色機器一樣，能夠用靛藍執行多次連續染色操作，使得染料可以累積以達到較深的顏色色調及更高的色牢度，此是傳統「交捲染色機」無法實現的操作，因為「交捲染色機」在一個染色操作及下一個染色操作之間沒有中間的擠壓及氧化系統。具體地說，此是一台新機器，無疑可以幫助用靛藍及其他還原染料對織物及經紗批次染色，無疑是對目前及未來所有技術及經濟需求及對環境可持續性的最高要求做出的最有效響應。也應該注意的是，此機器係為用靛藍及其他還原染料對織物及經紗染色的最短機器。

應該注意的是，以下敘述及附圖未說明通常提供給此類型染色機器的許多組件、配件及儀器，諸如用於鋪展及引導織物、惰化、供給、卸載、加熱、自動定量給料、液位調整等的裝置，因為這些對於熟習此技藝之人士是熟知的。

參照附圖係顯示根據本發明的多用途染色機器。該染色機器依序地包含至少一個染色模組10，在至少一個染色模組中依序地存在以下組件： 第一擠壓裝置12，用於進入染色模組10的紡織支撐體100，第一擠壓裝置12係構造成從此種紡織支撐體100取出過量的液體。應該注意的是，紡織支撐體100可以包含織物或紗線； 第一多用途處理槽14，典型地包含染色槽，用於來自此種第一擠壓裝置12的紡織支撐體100，第一處理槽14係位於第一擠壓裝置12的下游且構造成至少部分地填充有第一處理流體； 中央多用途槽16，位於第一處理槽14的下游且意欲容納第一處理流體或第二處理流體，例如氮氣，以在已染色的該紡織支撐體100的纖維中利用擴散/固色該染料而染色時，防止該紡織支撐體100的氧化，或在空氣中操作以使已染色的該紡織支撐體100氧化。

第二多用途處理槽18，典型地包含用於紡織支撐體100的染色槽。第二處理槽18係位於中央槽16的下游且構造成至少部分地填充有與填充第一處理槽14相同的第一處理流體，或是至少部分地填充有另一處理流體；第二擠壓裝置20，用於此種紡織支撐體100，第二擠壓裝置20係位於第二處理槽18的下游且構造成從此種紡織支撐體100取出過量的液體；及液壓系統62，供應及循環分別在兩個處理槽14、18及/或中央槽16中的第一處理流體及/或第二處理流體，及交替地調整分別在兩個處理槽14、18及/或中央槽16中的第一處理流體及/或第二處理流體的液位。

第一處理槽14、中央槽16及第二處理槽18較佳地係由位於染色模組10上方的氣密密封的覆蓋殼體22包圍。第一處理槽14及第二處理槽18較佳地具有相同的形狀及相同的尺寸及容量特性。另外，第一處理槽14及第二處理槽18較佳地相對於位在中央槽16中且相對於紡織支撐體100的向前移動方向垂直地配置的對稱平面P對稱。因此，染色機器係配備有移動手段，該移動手段係構造成在兩個方向上交替地向前移動紡織支撐體100，亦即依序地經過第一處理槽14、中央槽16及第二處理槽18從第一擠壓裝置12移動到第二擠壓裝置20，或依序地經過第二處理槽18、中央槽16及第一處理槽14從第二擠壓裝置20移動到第一擠壓裝置12。

在圖1A的實施例中設置染色機器，用於較佳在惰性環境中，用靛藍及其他還原染料交替地將織物及經紗階段批次染色。因此，該染色機器在兩個入口/出口側的每一者上，相對於染 色模組10配備有在空氣中將還原染料氧化的至少一組氧化滾輪24、26，用於該紡織支撐體100，且反之亦然。尤其，至少一組氧化滾輪24位於第一擠壓裝置12處，且至少第二組氧化滾輪26位於第二擠壓裝置20處。每組氧化滾輪24、26在它們上方可以配備有至少一個各自的抽吸罩28、30。每組氧化滾輪24也可以配備有至少一個各自的氧化增強裝置32、34。

用於移動紡織支撐體100的手段可以包含至少一對動力站36、38，用於將織物或紗線100受控地捲繞到各自的滾輪上/從各自的滾輪受控地捲出織物或紗線100。尤其，參考圖1A中的實施例，至少一個第一動力捲繞/捲出站36在與第一擠壓裝置12之位置相對的位置位於第一組氧化滾輪24處，而至少一個第二動力捲繞/捲出站38在與第二擠壓裝置20之位置相對的位置位於第二組氧化滾輪26處。參考圖1B中的實施例，設置至少兩個第一動力捲繞/捲出站36，它們位於第一組氧化滾輪24處且在與第一擠壓裝置12之位置相對的位置，且設置至少兩個第二動力捲繞/捲出站38，它們位於第二組氧化滾輪26處且在與該第二擠壓裝置20之位置相對的位置。此外，參照圖1C中的實施例，根據本發明的染色機器可以配備有使紡織支撐體100再循環的系統60，該系統60提供實現此紡織支撐體100以兩個以上的重疊層方式呈線圈之手段。因此，在此構造中，染色機器係以所謂的「毛圈」系統之方式操作，具有增加製造能力的優點。

第一處理槽14、中央槽16及第二處理槽18中的每一者在內部設置有複數個返回滾輪54，這些返回滾輪54係構造成將非連續移動的紡織支撐體100配置在彼此平行的複數個垂直平面中。尤其，這些返回滾輪54中的至少一些可以在一垂直方向上移動，以改變紡織支撐體100穿經到染色模組10的方式，此將在以下更具體地說明。

在圖1D的實施例中，多用途染色機器依序地包含： 至少一個第一動力捲繞/捲出站36，用於織物或紗線100的滾輪； 至少一個第一組氧化滾輪24，較佳地配備有相對應的抽吸罩28及相對應的氧化增強裝置32； 第一染色模組10； 至少一個第二組氧化滾輪26，較佳地配備有相對應的抽吸罩30及相對應的氧化增強裝置34； 第二染色模組10； 至少一個第三組氧化滾輪40，較佳地配備有相對應的抽吸罩42及相對應的氧化增強裝置44；及 至少一個第二動力捲繞/捲出站38，用於織物或紗線100的滾輪。

此實施例具有比圖1A及圖1B中的先前實施例多一個多用途染色模組10，僅具有優點在於將染色交替的數目減半而具有相同的結果，且因此幾乎使製造能力加倍。

圖1E中的實施例係與圖1D的實施例相同，僅為提供用於使紡織支撐體100再循環的系統60之變型例，使得此種紡織支撐體100被穿經成兩個以上的重疊層，如同所謂的「毛圈」系統，具有增加製造能力之優點。圖1F中的實施例係與圖1E中的實施例相同，不同之處在於，將此種紡織支撐體100穿經成兩個以上的重疊層且用於使紡織支撐體100再循環的系統60，係侷限於第一多用途染色模組10，因此第一多用途染色模組10僅旨在用於染色。第二多用途染色模組10旨在用於輔助操作，因此避免在更換批次時所需的模組清潔操作。圖1G中的實施例係與圖1E中的實施例相同，不同之處在於，用於捲繞/捲出紡織支撐體100的兩個動力站36、38僅配置在一側上，具有易於操作及簡化再循環系統60中的紡織支撐體100之路徑的優點。

在圖1H及圖1I的實施例中，如圖1A所示依序地構造多用途染色機器，然而沒有兩組側向的氧化滾輪。因為其所有的特殊特徵使得交捲染色機在技術及功能上都過時，此簡化方案使得可以製造傳統經典類型的新織物染色機器。

無論構造的形式如何，與傳統的「交捲染色機」相比，根據本發明的多用途染色機器更配備有：兩個擠壓裝置12、20，每個擠壓裝置在單一染色模組10的端部處較佳地包含位於外部的一對氣壓滾輪，且可以改變它們的行進方向；兩個重量加載的擠壓裝置46、48，每個重量加載的擠壓裝置包含一對旋轉的惰滾輪，織物或紗線100在一對惰滾輪之間通過，該兩個擠壓裝置46、48置放在染色模組10內。更具體地說，在該第一處理槽14及該中央槽16之間插入有重量加載的擠壓裝置46，而在該中央槽16及該第二處理槽18之間插入有重量加載的擠壓裝置48；染色模組10具有更長的穿經，且被分成三個水密隔室，它們在惰性環境中操作，且可以同時執行兩種不同的染色操作及/或兩種處理。另外，在位於染色模組10的兩端處的兩個處理槽14、18之間，存在用於在惰性環境中使染料擴散/固色的中央槽16。此中央槽也可以使用作為染色槽或洗滌槽； 槽內液壓系統，用於惰化、供給及交替地調整兩個處理槽14、18中的浴液位、使染浴循環以供在兩個連續的處理槽14、18中使用，也用於不同的處理及製程，以及也使用用於染色及洗滌的染料擴散/固色槽16； 至少一組氧化滾輪24、26、40，置放在單一染色模組10的每一側上，用於在空氣中將還原染料氧化。每組氧化滾輪24、26、40較佳地配備有相對應的抽吸罩28、30、42及相對應的氧化增強裝置32、34、44；及 至少兩個動力站36、38，用於受控及交替地捲繞/捲出織物或紗線100。

因此，總是與傳統的「交捲染色機」相比，根據本發明的多用途染色機器能夠獲得以下操作優點： 根據過度染色程序，可以用靛藍及還原染料連續幾次染色，以增強顏色色調； 由於動力捲繞/捲出站36、38係在染色模組10的外部且彼此獨立且也可以是大直徑的，可以處理更長長度的織物及/或紗線100； 直接使用來自先前處理中的織物滾輪，諸如：燒毛、絲光處理、精鍊及漂白； 藉由減少槽中的浴液位及/或浸入的織物或紗線的長度(包括在擴散/固色區域中)，藉由改變穿經，可以區別浴/織物的接觸時間； 在惰性環境中染色，具有無與倫比的品質特徵、出色的顯色性、減少苛性鈉及亞硫酸氫鈉的消耗，具有更大的染料滲透性及固色性，且具有顯著地節省洗滌水；迄今為止難以想像的操作多用途性。

圖1J及圖1K係為圖1A中的機器的垂直切面之示意性側視圖，該機器設置有單一處理空間且沒有覆蓋殼體。換句話說，在此實施例中，第一處理槽14、中央槽16及第二處理槽18彼此流體連通，以形成用單一處理流體填充的單一處理空間，其典型地包含染浴。此解決方案，利用處於最大液位的單一浴工作，亦即利用上部返回滾輪54且因此也利用染色模組10中覆蓋的所有紡織支撐體100，可以在空氣中利用任何染料來染色，但也可以利用靛藍及傳統連續染色機器中的其他還原染料來染色。

圖2係顯示較佳操作方案的單一多用途染色模組10，用於靛藍染色且在織物或紗線100從左向右前進的階段中。除了在惰性環境中操作外，與傳統設備中在空氣中用靛藍連續染色織物及/或經紗的槽相比，此多用途染色模組10的不同之處係由於下述：分成三個水密隔室(槽)；兩個側向處理槽14、18，每個側向處理槽包括各自的垂直水密閘門50、52，以在處理流體及外部環境之間形成兩個液壓密封腔室，以用於進出織物及/或紗線100的帶，沒有釋放惰性氣體；兩個垂直的水密閘門50、52，在頂部處於所有的槽14、16、18及覆蓋殼體22之間具有連接通道，以便在多用途染色模組10的整個周邊周圍形成用於此種覆蓋殼體22的液壓密封；將第一擠壓裝置12設置在第一處理槽14上游的外部；兩個擠壓裝置12、20可以改變行進方向； 將具有旋轉惰滾輪的各自重量加載的擠壓裝置46、48設置在染料擴散/固色區域內，在槽14、18的垂直壁上方； 兩個處理槽14、18可以根據需要及/或待被處理的紡織支撐體100的向前運動之方向，用高液位及低液位的浴來交替地操作，例如如圖2及圖3所示； 用液壓系統62來補充它，以交替地調整兩個處理槽14、18中的浴液位； 用圖7中詳細顯示的槽內循環系統來補充液壓系統62，以依序地使用三個槽14、16、18，包括用於不同的處理及製程。

圖8C中的多用途染色模組10提供待被處理的紡織支撐體100藉由位於三個槽14、16、18中之一者內的複數個泡沫染色溶液分配器58被噴塗在正面及反面兩者上，三個槽14、16、18中之一者較佳係為中央槽16。此染色系統係為最經濟及可生態延續的系統之一。自然地，本發明之保護範圍也包括總是在惰性環境中將還原染料溶液施加到織物及/或紗線上的所有其他可能的系統，諸如層流噴射、噴塗、霧化、塗覆、刮塗等，且在任何情況下，包括不需要將織物及/或紗線浸入傳統染色槽中的水溶液中的所有系統。

圖9中的多用途染色模組10係構造成用靛藍及其他還原染料在惰性環境中操作。尤其，相對於圖2、3及4中所示的實施例，此多用途染色模組10係根據用靛藍染料的替代性染色方法，藉由改變穿經來操作，亦即具有減少的浸入及擴散/固色時間。

圖10中的多用途染色模組10係根據用靛藍染料的另一替代性染色方法來操作，亦即具有減少的浸入及擴散/固色時間且藉由降低上部返回滾輪54而不改變穿經。圖11中的多用途染色模組10係根據用靛藍染料的另一替代性染色方法來操作，亦即具有減少的浸入及擴散/固色時間，且藉由降低上部返回滾輪54及改變穿經。

最後，圖12中的多用途染色模組10係根據另一替代性染色方法來操作，亦即在所有的三個槽14、16、18中使用較佳在低液位下的靛藍染浴。在此狀況下，在浴中用低濃度的靛藍染料染色作許多修改，可以得到非常深色調及出色的色牢度的染料，這是著名的「日本單寧」之特徵，此是精英樣式所急需的。此多用途染色模組10係以簡單、經濟、合理的方式將惰性環境中的染色新技術添加到利用靛藍及其他還原染料在空氣中將織物及經紗連續染色的傳統技術中，且具有所有長處及優點。

因此，可以看出，根據本發明之具有用於織物及經紗的交替階段批次系統的多用途染色機器已經實現上述之目的。根據本發明之具有用於織物及經紗的交替階段批次系統的多用途染色機器，較佳係利用靛藍及其他還原染料，實現詳細敘述前言中提到之目的。應該注意的是，為了在最終結果中具有最大的靈活度，就環形染色及染料的滲透深度及固色而言，除了已知的物理/化學變量外，上述機器也設計成，藉由減少染色槽中的液位及/或浸入的織物及/或紗線的長度(包括在擴散/固色區域中)，藉由改變穿經，來改變浴/織物的接觸時間。根據本發明的多用途染色機器也提供對小批次織物及紗線染色的可能性，亦即對市場上日益增長的小批次紗線染色的可能性。也應該注意的是，為便於說明起見，在序言及詳細敘述中，「滾輪」一詞不加區別地使用於織物及經紗。就紗線而言，實際上旨在將它們也扁平地呈現在一個以上的捲軸、線軸等上，或者作為繩紗呈現為一個以上的「球狀體」，甚至成層地呈現在適當的容器中。以此方式構想根據本發明之具有用於織物及經紗的交替階段批次系統的多用途染色機器在任何情況下都可以作許多修改及變化，所有這些都屬於相同發明構思內。此外，所有細節都可以用技術上等效的元件代替。實際上，依據技術需要而定，可以使用任何材料及任何形狀及尺寸。因此，本發明之保護範圍係由所附申請專利範圍界定。

P:對稱平面

10:染色模組

12:第一擠壓裝置

14:第一處理槽

16:中央槽

18:第二處理槽

20:第二擠壓裝置

22:覆蓋殼體

24:氧化滾輪

26:氧化滾輪

28:抽吸罩

30:抽吸罩

32:氧化增強裝置

34:氧化增強裝置

36:第一動力捲繞/捲出站

38:第二動力捲繞/捲出站

40:氧化滾輪 42:抽吸罩 44:氧化增強裝置 46:重量加載的擠壓裝置 48:重量加載的擠壓裝置 50:水密閘門 52:水密閘門 54:返回滾輪 56:氣壓動力壓緊器 58:泡沫染色溶液分配器 60:系統 62:液壓系統 100:紡織支撐體

以下參考所附的示意圖藉由例子且非限制性的敘述，根據本發明使用交替階段及任何染料，尤其是在惰性環境中且用靛藍及其他還原染料對織物及紗線批次染色的機器之特徵及優點，將變得更加明顯，其中： 圖1A係為多用途機器的垂直切面之示意性側視圖，用於在惰性環境中以交替階段批次系統用靛藍及其他還原染料對紡織支撐體染色，該紡織支撐體典型地包含織物或經紗； 圖1B係為圖1A中的機器的示意圖，但在每一側上具有至少一對紡織支撐體捲繞/捲出站； 圖1C係為圖1A中的機器的示意圖，紡織支撐體浸入至其中，以使得用疊加的更多層來操作，亦即用「毛圈」系統操作； 圖1D係為圖1A中的機器的示意圖，但配備有同軸配置的一對多用途染色模組； 圖1E係為圖1D中的機器的示意圖，紡織支撐體浸入至其中，以使得用疊加的更多層來操作，亦即用「毛圈」系統操作； 圖1F係為圖1E中的機器的示意圖，其中紡織支撐體係以「毛圈」系統置放在第一槽中，且以傳統方式置放在第二槽中； 圖1G係為圖1E中的機器的示意圖，其方案為僅在一側上配置有一對紡織支撐體捲繞/捲出站； 圖1H及1I係為圖1A中的機器的示意圖，但沒有兩組氧化滾輪； 圖1J及1K係為圖1A中的機器的示意圖，該機器具有單一處理空間且沒有蓋件； 圖2係為通用的單一多用途模組的垂直切面之示意性側視圖，該模組用於在惰性環境中，以交替階段批次系統將包括經紗的所有種類的織物染色，在較佳的操作方案中用靛藍染色，處於紡織支撐體從左向右前進的階段； 圖3係為與圖2相同的示意圖，在較佳操作方案中用靛藍染色，但處於紡織支撐體從右向左前進的階段； 圖4係為與圖2及圖3相同的示意圖，但在優先操作方案中用硫基染料染色，且處於織物/紗線從左向右及從右向左前進的階段； 圖5係以圖形方式表示用靛藍染色的可能操作週期之指示性方法，其中個別的槽係以多種不同方式使用； 圖6係以圖形方式表示用硫基染料染色的可能操作週期之指示性方法，其中個別的槽係以多種不同方式使用； 圖7係顯示多用途染色機器中的液壓系統之簡化功能圖； 圖8A及圖8B係分別顯示圖2、圖3及圖4所示的模組的替代性方案之垂直切面的示意性側視圖，其中兩個內部重量加載的惰旋轉式壓緊器在較佳的操作方案中係分別被兩個氣壓動力壓緊器56代替，用於使用靛藍及硫基染料的染色； 圖8C係為如圖8A及圖8B所示的染色模組的另一替代性形式之垂直切面的示意性側視圖，其構造提供一種可行的特定方式將已處理的紡織支撐體穿經，使得它可以正面及反面上噴塗在其上，較佳係為來自泡沫染料溶液分配器； 圖9係以示意性側視圖來顯示圖2、圖3及圖4中所示之染色模組的另一替代性形式，用於與靛藍染料一起使用，亦即藉由改變穿經而具有減少的浸入及擴散/固色時間； 圖10係為如圖2、圖3及圖4所示的染色模組的另一替代性形式之垂直切面的示意性側視圖，用於與靛藍染料一起使用，亦即藉由降低上部滾輪而獲得減少的擴散/固色時間，無需改變穿經； 圖11係為如圖2、圖3及圖4所示的染色模組的另一替代性形式之垂直切面的示意性側視圖，用於與靛藍染料一起使用，亦即藉由降低上部滾輪或藉由改變穿經而獲得減少的浸入及擴散/固色時間；及 圖12係為如圖2、圖3及圖4所示的染色模組的另一替代性形式之垂直切面的示意性側視圖，用於與靛藍染料一起使用，在該染色模組中，較佳在所有三個槽中係以低液位來染色。

P:對稱平面

10:染色模組

12:第一擠壓裝置

14:第一處理槽

16:中央槽

18:第二處理槽

20:第二擠壓裝置

22:覆蓋殼體

24:氧化滾輪

26:氧化滾輪

28:抽吸罩

30:抽吸罩

32:氧化增強裝置

34:氧化增強裝置

36:第一動力捲繞/捲出站

38:第二動力捲繞/捲出站

46:重量加載的擠壓裝置

48:重量加載的擠壓裝置

50:水密閘門

52:水密閘門

54:返回滾輪

100:紡織支撐體

Claims (15)

1. 一種染色機器，包含至少一個染色模組，該染色機器依序地包括：第一擠壓裝置，用於進入該染色模組的一紡織支撐體，該第一擠壓裝置係構造成從該紡織支撐體取出過量的液體；第一處理槽，用於來自該第一擠壓裝置的該紡織支撐體，該第一處理槽係位於該第一擠壓裝置的下游且構造成至少部分地填充有第一處理流體；一中央槽，位於該第一處理槽的下游且構造成容納該第一處理流體或第二處理流體，以在已染色的該紡織支撐體的纖維中利用擴散/固色該染料而染色時，防止該紡織支撐體的氧化，或在空氣中操作以使已染色的該紡織支撐體氧化；第二處理槽，用於該紡織支撐體，該第二處理槽係位於該中央槽的下游且構造成至少部分地填充有與填充該第一處理槽相同的該第一處理流體，或是至少部分地填充有另一處理流體；及第二擠壓裝置，用於該紡織支撐體，該第二擠壓裝置係位於該第二處理槽的下游且構造成從該紡織支撐體移除過量的液體，該染色機器更包含：一液壓系統，交替地供應、循環及調整分別在該兩個處理槽及該中央槽中的該第一處理流體及該第二處理流體的液位；及 移動手段，用於移動該紡織支撐體，該染色機器之特徵在於：該第一處理槽及該第二處理槽具有相同的形狀及相同的尺寸及容量特性，其中該第一處理槽及該第二處理槽相對於位在該中央槽中且相對於該紡織支撐體的向前移動方向垂直地配置的一對稱平面對稱，且其中用於移動該紡織支撐體的該移動手段係構造成在兩個方向上交替地向前移動該紡織支撐體，亦即依序地經過該第一處理槽、該中央槽及該第二處理槽從該第一擠壓裝置移動到該第二擠壓裝置，或依序地經過該第二處理槽、該中央槽及該第一處理槽從該第二擠壓裝置移動到該第一擠壓裝置，其中，該液壓系統係配置成交替地調整該第一處理槽及該第二處理槽中的浴液位，使得該第一處理槽及該第二處理槽用高液位的浴及低液位的浴來交替地操作。
2. 如請求項1之染色機器，其中該第一處理槽、該中央槽及該第二處理槽係由一氣密密封的上蓋殼體包圍。
3. 如請求項1或2之染色機器，其中在該兩個入口/出口側的每一者上，相對於該染色模組設置有在空氣中將還原染料氧化的至少一組氧化滾輪，用於該紡織支撐體，且反之亦然，其中在該第一擠壓裝置上設置有至少一個第一組氧化滾輪，且在該第二擠壓裝置上設置有至少一個第二組氧化滾輪，使得該染色機器係配置成在一惰性環境中用靛藍及其他還原染料交替地將織物及經紗階段批次染色。
4. 如請求項3之染色機器，其中每組氧化滾輪在上方設置有至少一個各自的抽吸罩。
5. 如請求項3之染色機器，其中每組氧化滾輪配備有至少一個各自的氧化增強裝置。
6. 如請求項3之染色機器，其中用於移動該紡織支撐體的該移動手段包含至少一對動力站，用於將該紡織支撐體受控地捲繞到該等各自的氧化滾輪上或是從該等各自的氧化滾輪受控地捲出該紡織支撐體。
7. 如請求項6之染色機器，其中至少一個第一動力捲繞/捲出站在與該第一擠壓裝置之位置相對的位置位於該第一組氧化滾輪處，而至少一個第二動力捲繞/捲出站在與該第二擠壓裝置之位置相對的位置位於該第二組氧化滾輪處。
8. 如請求項6之染色機器，其中設置至少兩個第一動力捲繞/捲出站，它們位於該第一組氧化滾輪處且在與該第一擠壓裝置之位置相對的位置，且設置至少兩個第二動力捲繞/捲出站，它們位於該第二組氧化滾輪處且在與該第二擠壓裝置之位置相對的位置。
9. 如請求項1之染色機器，其中該第一處理槽及該第二處理槽係為染色槽，該第一處理流體包含一染色物質，且該紡織支撐體可以是織物或紗線。
10. 如請求項9之染色機器，其中該第一處理槽、該中央槽及該第二處理槽中的每一者在內部設置有複數個返回滾輪，該等返回滾輪係構造成將非連續移動的該紡織支撐體配置在彼此平行的複數個垂直平面中， 其中該等返回滾輪中的至少一些可以在一垂直方向上移動，以改變該紡織支撐體到該染色模組的穿經。
11. 如請求項9之染色機器，其中該機器包含兩個重量加載的擠壓裝置，每個重量加載的擠壓裝置包含一對旋轉的惰滾輪，該紡織支撐體在該對旋轉的惰滾輪之間通過，該兩個擠壓裝置置放在該染色模組內，其中在該第一處理槽及該中央槽之間插入有第一擠壓裝置，而在該中央槽及該第二處理槽之間插入有第二擠壓裝置。
12. 如請求項9之染色機器，其中該兩個側向處理槽分別包含各自的水密垂直閘門，以在該等處理流體之間形成兩個液壓密封腔室，其中該兩個垂直閘門在頂部處於所有的該等槽及該覆蓋殼體之間設置有一連接通道，以便沿著該染色模組的整個周邊形成用於該覆蓋殼體的液壓密封。
13. 如請求項9之染色機器，其中該染色模組設置有位於該三個槽中之一者內的複數個泡沫染料溶液分配器，該三個槽中之一者為該中央槽，該複數個分配器係配置成在正面及反面上噴塗已處理的該紡織支撐體。
14. 如請求項1之染色機器，其中該第一處理槽、該中央槽及該第二處理槽係相互地流體連通，以形成用單一處理流體填充的單一處理空間，其典型地包含一染浴。
15. 如請求項1之染色機器，其中該機器包含使該紡織支撐體再循環的一系統，該系統提供將該紡織支撐體穿經成兩個以上的重疊層之手段。