专利名称：用于织物染整的喷淋加工方法及喷淋机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于织物染整的喷淋加工方法以及利用该方法对织物进行染整 的喷淋机，该方法用于制备具有特殊功能如单向导湿性的织物制品。
背景技术：
目前，现有的织物染整方法多采用浸轧法，即将织物卷送到装有染液的浸槽，织物 在平幅下经过浸槽浸染后，再经轧辊压干多余的染液而浸压上色。然而，上述传统的浸染 方法存在诸多如由于轧辊压力不均和多余染料回流引起的色差、络合物排列不均引起的浮 色、以及由此带来的生产成本高、污染严重等技术缺陷，是一种消极的上染方式。随着科学技术的进步，为满足现代化生产节能环保的要求，人们尝试用各种方法 克服现有技术的不足。公开号为CN101328651A的发明专利《炼漂染整设备》采用横导辊反应箱和喷射平 洗机来提高印染效率，以减少印染时间。这在一定程度上提高了染整均勻性和染整效率，但 由于其仍然采用浸轧法对织物进行染整，所以仍属于上述消极的上染方法。公开号为CN101603255A的发明专利《一种织物的染色方法及染色机》，采用在静 电场中通过使用经雾化的染料对织物进行染色的方法，利用静电场将活性染料分子排列至 布面上。该方法通过反射的方式来提高织物染色均勻性和得色率，是一种积极的上染方法。 但是在该方法中存在活性染料耐氯漂牢度较低，蒽醌结构的蓝色品种染料有烟气褪色现象 等问题，而且其染色时间较长，染料和化学品的耗用量大，需加大量的中性盐进行促染，因 此对环保不利。对应于不同的染整方法，存在各种类型的专业染整设备，但采用传统的浸轧法进 行染整的染整机械，普遍存在结构复杂、染整工序能耗高的缺陷。其原因在于在一般的传 统浸轧上液工艺中，其压液率约为60-100%不等，使得烘燥所需的能源消耗量占到整个工 序能源耗量的60-80%，这成为影响织物染整整体能耗的主要因素。通常，节省烘燥能源的 途径有两个，一是采用高效率的烘燥设备和系统，另一个是应用低压吸率的技术。对于这两 个途径，提高烘燥效率无疑会在一定程度上增加生产成本，而低压吸率也不可避免的会使 设备更加复杂化。因此，如何将染整机械简单化、减少其能耗是染整机械迫切需要解决的问 题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服上述现有的消极染整方法和积极染整方法 中存在的不足，因此本发明提供了一种用于织物染整的喷淋加工方法，该方法采用气助静 电雾化的染整方式。其通过气动力和电场力的共同作用，将染整助剂破碎成微米级的带静 电的液滴并使其均勻弥散，然后在气动力、重力和电场力的共同作用下将带静电的液滴喷 淋吸附到织物上，从而实现对织物的染整加工。该方法能极大地减少用水量，提高染整的均 勻性和染整效率，并且不会造成任何环境污染，因此是一种积极的染整方法。
本发明同时还提供了一种利用所述喷淋加工方法对织物进行染整的喷淋机，该喷 淋机能有效利用气动力输送、重力沉降和静电吸附作用将微米级染整助剂的液滴均勻喷淋 在织物上，并且其结构简单，从而能大幅降低染整能耗，高效节约生产成本。为了达到上述目的，本发明提供了一种用于织物染整的喷淋加工方法，该方法包 括如下步骤a)采用气助静电雾化的方式将染整助剂破碎成带静电的微米级液滴；b)通过 气流、重力和电场力的共同作用将带静电的液滴喷淋到织物上，从而使液滴在织物上形成 不规则分布的且彼此具有一定间隙的微尺度染整区。其中，步骤a)可以包括如下步骤利用气动力喷出染整助剂；形成高压静电场，并 利用所述高压静电场对喷出的染整助剂进行电晕荷电；通过所述气动力和所述高压静电场 的共同作用，使经电晕荷电的染整助剂破碎成带静电的微米级液滴。其中，在带静电的液滴与织物之间形成感应电场，从而提供步骤b)中的所述电场 力。换言之，根据本发明的所述气助式静电雾化喷淋染整方法包括以下步骤1、由气动力喷嘴6喷出染整助剂，其中气动力喷嘴6通过管路与空气压缩器8气 体相通。2、在接地电极和高压电极10之间形成高压静电场，对由气动力喷嘴6喷出的染整 助剂射流进行电晕荷电，其中气动力喷嘴6与接地端13相连作为接地电极，高压电极10与 高压静电发生器12相连。3、利用气动力喷嘴6和雾化器5，即利用空气压缩机8提供的气动力和上述步骤中 形成的高压静电场的共同作用，使染整助剂破碎成带静电的微米级液滴。4、使织物输送装置1接地，从而在紧贴于输送装置1上的织物14与带静电的雾滴 之间形成感应电场，并在气动力输送、重力沉降和静电力吸附作用下使带静电的雾滴均勻 喷淋到织物上，从而使带静电的液滴均勻吸附在织物上，形成不规则分布的且彼此具有一 定间隙的微尺度染整区，实现染整加工。本发明还提供一种用于织物染整的喷淋机，包括染整助剂输送系统20、织物输送 装置1、龙门架9和静电雾化染整装置30。所述静电雾化染整装置30是一种气动力输送的 电晕放电雾化装置，包括雾化器5、气动力喷嘴6和电晕放电腔11。所述气动力喷嘴6用于 喷出染整助剂，所述电晕放电腔11中形成有高压静电场，对由所述气动力喷嘴6喷出的染 整助剂射流进行电晕荷电，并且利用所述气动力喷嘴6和所述雾化器5以及所述高压静电 场的共同作用，使染整助剂破碎成带静电的微米级液滴。根据本发明的所述喷淋机，其中，所述染整助剂输送系统20包括储液罐2。根据本发明的所述喷淋机，其中，所述雾化器5通过管路与储液罐2流体相通，并 且固定于气动力喷嘴6内，所述气动力喷嘴6下端固定电晕放电腔11。其中电晕放电腔11 包括高压电极10和接地电极，气动力喷嘴6与接地端13相连作为所述接地电极，所述高压 电极10通过导线与高压静电发生器12连接。根据本发明的所述喷淋机，其中，所述染整助剂输送系统20位于静电雾化染整装 置30上方，并通过管路与静电雾化装置30中的雾化器5连接。静电雾化装置30固定在龙 门架9上，并布置于织物输送装置1的正上方，对紧贴在织物输送装置1上的织物14进行 垂直喷淋。龙门架9固定于织物输送装置1的正上方，用于支撑和固定染整助剂输送系统20和静电雾化染整装置30，在龙门架上布置着2个或者多个静电雾化装置30。根据本发明的所述喷淋机，其中，所述织物输送装置1与大地电连接，从而在所述 织物14与带静电的微米级液滴之间形成感应电场。由于采用了上述方法和设备，本发明具有以下有益效果1、因为本发明中采用气助式静电雾化喷淋染整方法，将染整助剂破碎成微米级的 带静电的液滴，通过气动力、重力和电场力的共同作用将带静电的液滴喷淋吸附到织物上， 从而实现对织物进行染整的方法，因此其是一种积极的染整方式，具有以下独特优势a.染整均勻性好。由于雾滴间带有同种电荷，各个雾滴相互排斥，并使得雾滴沉积 十分均勻，在很大程度上避免了络合不均勻问题。b.染整效率高。带静电的雾滴和紧贴在织物输送装置1上的织物14形成感应电 场，并在气动力、重力和感应电场力的共同作用下均勻吸附在织物上。与普通雾化方法相 比，该方法有更高的沉积率，从而提高了得色率和染整效率。c.染整效果增强。在该方法中，带静电的液滴在织物上彼此具有间隙的不规则分 布有利于染整助剂分子的充分扩散和固着，从而增强了染整效果。d.节水，无污染。整个染整过程利用气助静电雾化方法将染整助剂雾化为微米级 带静电的液滴后直接喷淋吸附或沉积在织物上，极大的减少了耗水量，且不存在水污染严 重的问题。另外，由于沉积率更高，所以可显著减少染整溶液损耗和二次污染。2、本发明中用于染整的气助式静电雾化喷淋机具有以下优点a.结构简单，成本低。本发明的气助式静电雾化喷淋机主要由三大部件简单构成， 各个部件均为常用元件，与专业染整设备相比，其可以显著降低生产成本。b.能耗低。本发明的气助式静电雾化喷淋机采用非浸轧法的气助式静电雾化喷 淋染整方法，彻底消除了传统浸轧上液工艺中的烘燥能耗，极大地减少了工序能耗量。另 外，储液罐与静电雾化染整装置之间形成一定高度差，利用流体自重而无能耗地供应染整 助剂。同时，气助静电雾化装置中雾化器将染整助剂雾化为微米级带静电的雾滴本身能耗 极小，故整个染整工序能耗明显降低。c.操作方便。可通过改变静电雾化染整装置的外部操作条件如电压、流量和气压 等，并且/或者改变内部结构参数如气动力喷嘴数目、布置方式等，从而可以方便快捷地调 整染色深度、印花形状和整理面积。
图1是示出了根据本发明的气助静电雾化喷淋系统结构的示意图。图2是示出了根据本发明的气助静电雾化喷淋机中的静电雾化染整装置的示意 图。附图中主要部件1织物输送装置2储液罐3增压泵4调液阀5雾化器6气动力喷嘴7调气阀8空气压缩机9龙门架10高压电极
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11电晕放电腔13接地端20染整助剂输送系统40气动力输送系统
说明书
12高压静电发生器 14织物
30静电雾化染整装置
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具体实施例方式如图1、2所示，本发明的气助静电雾化喷淋机包括织物输送装置1、染整助剂输送 系统20、静电雾化染整装置30、气动力输送系统40、龙门架9。染整助剂输送系统20包括 储液罐2，静电雾化染整装置30包括雾化器5、气动力喷嘴6、电晕放电腔11，气动力输送系 统40包括空气压缩机8，织物14位于织物输送装置1上。在储液罐2中的染整助剂维持一定的液面高度，其中储液罐2中染整助剂的液面 高度高于雾化器5中的液面，从而与雾化器5中的液面形成的一定高度差，使得染整助剂在 自身液重下经管道流出，以稳定的流量进入雾化器5。优选地，染整助剂输送系统20还包括增压泵3，增压泵3设置在储液罐2和雾化器 5的管路之间，用以确保以稳定的流量输送染整助剂。优选地，染整助剂输送系统20还包括调液阀4，调液阀4设置在储液罐2和雾化器 5的管路之间，可实时调节整体流量，从而改变弥散后的微米级带静电的液滴的分布状态， 进而达到不同的染整加工要求。优选地，染整助剂输送系统20还包括增压泵3和调液阀4，增压泵3和调液阀4位 于储液罐2和雾化器5之间，并通过管路与储液罐2和雾化器5流体相通。其中，增压泵3 固定于储液罐2下端，通过管路与储液罐2流体相通；调液阀4连接于增压泵3和静电雾化 染整装置30中的雾化器5之间，通过管路与二者流体相通。染整助剂流进雾化器5后在气动力作用下从气动力喷嘴6喷出，经电晕放电腔11 破碎成带静电的微米级液滴。雾化器5内置于气动力喷嘴6内，用以对染整助剂进行雾化， 将其破碎成微米级的液滴。气动力喷嘴6通过管路与空气压缩机8气流相通，下端固定有电晕放电腔11。其 中所述的电晕放电腔11包括高压电极10和接地电极，其中气动力喷嘴6通过导线与接地 端13的一端相连，作为接地电极。高压电极10位于电晕放电腔11的下侧，并通过高压导 线与高压静电发生器12输出端连接。从而，在高压电极10和气动力喷嘴6之间，即在电晕 放电腔11中形成高压静电场，对从气动力喷嘴6喷出的染整助剂射流进行电晕荷电，从而 使染整助剂形成带静电的微米级液滴。随后，带静电的液滴与紧贴在织物输送装置1上的织物14形成感应电场，并通过 气动力输送、重力沉降和静电力吸附均勻喷淋在织物上，形成不规则分布的且彼此具有一 定间隙的微尺度染整区。优选地，织物输送装置1位于静电雾化染整装置30和接地端13之间，并布置于静 电雾化染整装置30的正下方，正对着气动力喷嘴6出口，并且以一定的速度平稳地输送织 物14。优选地，织物输送装置1电连接到大地，以保证在织物输送装置1与织物14之间 形成有效的感应电场。
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优选地，织物输送装置1通过导线与接地端13相连，从而在在紧贴于输送装置1 上的织物14与带静电的雾滴之间形成感应电场。接地端13布置于织物输送装置1下方， 其一端通过导线与气动力喷嘴6、织物输送装置1相连，另一端接地。通过上述方法对织物进行染整可以在保证织物单向导湿性的同时，使织物具备足 够的透气性，从而满足迅速导出人体汗液并感激舒适的要求。空气压缩机8通过管路与气动力喷嘴6气体相通，为气动力喷嘴6提供的一定压 力的气流，辅助静电力将染整助剂破碎成微米级液滴，并为带静电的液滴提供输送动力。优选地，气动力输送系统40位于织物输送装置1上方，并与染整助剂输送系统20 交错布置。优选地，气动力输送系统40还包括调气阀7，调气阀7设置在气动力喷嘴6和空气 压缩机8之间，用以调节气动力喷嘴6的进气量，从而改变气动力喷嘴6的喷幅Z。另外，可 以根据需要调节喷嘴与织物距离Zl，其中0彡Z彡100cm,0 ^ Zl ^ 60cm。所述的接地端13位于织物输送装置1下方，其一端通过导线与气动力喷嘴6、织物 输送装置1相连，另一端接地。根据本发明所述的气助静电雾化喷淋机，可根据实际情况通过调节调液阀2、调气 阀7和高压静电发生器12，实时调整染整助剂流量，气动力喷嘴6进气量和静电电压大小， 得到合适的染整喷幅和液滴分布要求，从而达到不同的染整目的。此外，通过改变驱动装置 的速度，还可得到不同的雾化沉积密度，即不同的染色深度，染整程度。如图2所示，染整助剂流经雾化器5 (参见图1)和气动力喷嘴6时形成射流，在电 晕放电腔11中破碎成带静电的微米级液滴，成扩散状弥散在静电雾化装置30和织物14之 间，并在气动力输送、重力沉降和静电力吸附的共同作用下均勻喷淋在织物14上，形成具 有一定的染整覆盖面积的染整区域。可根据实际应用情况，对2个或2个以上的静电雾化染整装置30进行组合排列， 并将其固定在龙门架上，各个静电雾化装置30的扩散状液滴的覆盖区域相互重叠，形成具 有一定横向覆盖面积的染整区域，从而对不同尺寸的织物进行完全染整。下面通过结合根据上述结构的气助静电雾化喷淋机，对本发明的喷淋加工方法进 行描述。首先，通过与空气压缩器8气体相通的气动力喷嘴6喷出来自储液罐2的染整助 剂。然后，在接地电极和高压电极10之间形成高压静电场，对由气动力喷嘴6喷出的染整 助剂射流进行电晕荷电。接着，利用气动力喷嘴6和雾化器5，即利用空气压缩机8提供的 气动力和上述步骤中形成的高压静电场的共同作用，使染整助剂破碎成带静电的微米级液 滴。同时，在紧贴于输送装置1上的织物14与带静电的雾滴之间形成感应电场，并在气动 力输送、重力沉降和静电力吸附作用下使带静电的雾滴均勻喷淋到织物上，从而使带静电 的液滴均勻吸附在织物上，形成不规则分布的且彼此具有一定间隙的微尺度染整区，实现 染整加工。另外，应当注意到，本发明也可以用于除了染整之外的需要喷淋作业的其它领域。
权利要求
一种用于织物染整的喷淋加工方法，其特征在于，a)采用气助静电雾化的方式将染整助剂破碎成带静电的微米级液滴；b)通过气流、重力和电场力的共同作用将带静电的液滴喷淋到织物上，从而使液滴在织物上形成不规则分布的且彼此具有一定间隙的微尺度染整区。
2.根据权利要求1所述的用于织物染整的喷淋加工方法，其特征在于，步骤a)包括如 下步骤利用气动力喷出染整助剂；形成高压静电场，并利用所述高压静电场对喷出的染整助剂进行电晕荷电；通过所述气动力和所述高压静电场的共同作用，使经电晕荷电的染整助剂破碎成带静 电的微米级液滴。
3.根据权利要求1或2所述的用于织物染整的喷淋加工方法，其特征在于，在带静电的 液滴与织物之间形成感应电场，从而提供步骤b)中的所述电场力。
4.一种用于织物染整的喷淋机，包括染整助剂输送系统(20)、织物输送装置(1)、和静 电雾化染整装置(30)，其特征在于，所述静电雾化染整装置(30)是一种气动力输送的电晕 放电雾化装置，包括雾化器(5)、气动力喷嘴(6)和电晕放电腔(11)，其中所述气动力喷嘴 (6)用于喷出染整助剂，所述电晕放电腔(11)中形成有高压静电场，对由所述气动力喷嘴 (6)喷出的染整助剂射流进行电晕荷电，并且利用所述气动力喷嘴(6)和所述雾化器(5)以 及所述高压静电场的共同作用，使染整助剂破碎成带静电的微米级液滴。
5.根据权利要求4所述的用于织物染整的喷淋机，其特征在于，所述雾化器(5)固定在 所述气动力喷嘴(6)内，所述气动力喷嘴(6)的下端固定电晕放电腔(11)，所述电晕放电腔 (11)包括高压电极(10)和接地电极，所述气动力喷嘴(6)作为所述接地电极，所述高压电 极(10)与高压静电发生器(12)连接。
6.根据权利要求4所述的用于织物染整的喷淋机，其特征在于，所述织物染整喷淋机 还包括龙门架(9)，所述静电雾化染整装置(30)为2个或2个以上，并且固定在所述龙门架 (9)上，所述龙门架(9)固定在织物输送装置(1)的上方，织物(14)位于所述龙门架(9)和 接地端(13)之间。
7.根据权利要求4所述的用于织物染整的喷淋机，其特征在于，所述织物输送装置(1) 与大地电连接，从而在所述织物(14)与带静电的微米级液滴之间形成感应电场。
全文摘要
本发明涉及一种用于织物染整的喷淋加工方法及喷淋机。所述喷淋加工方法采用气助静电雾化的方式将染整助剂破碎成带静电的微米级的液滴，通过气流、重力和电场力的共同作用将带静电的液滴喷淋到织物上，从而使液滴在织物上形成不规则分布的彼此具有一定间隙的微尺度染整区，从而完成织物的染整工艺。所述喷淋机包括整助剂输送系统、织物输送装置、龙门架和静电雾化染整装置，所述的静电雾化染整装置是一种气动力输送的电晕放电雾化装置，包括电晕放电腔、气动力喷嘴和雾化器。本发明可大量减少用水量，同时具有高效、节能和环保的优点。
文档编号D06B1/02GK101974834SQ20101028829
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者崔志山, 施楣梧, 王军锋, 王竹林, 王贞涛, 罗惕乾, 黄继伟 申请人:江苏大学;中国纺织工程学会;山东沃源新型面料有限公司