专利名称：一种智能化染色机处方控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高活性染料利用率的方法，尤其涉及一种智能化染色机的处方控制方法。
背景技术：
活性染料色谱齐全，使用方便 ，湿牢度好，价格适中，是用于棉和各种天然或人造纤维素纤维织物染色的最常用的染料。为使活性染料染后的织物有高的水洗牢度，活性染料设计成对棉亲和力较低。使用活性染料染时，特别是染黑色及深浓色，染浴中需加入大量的盐来促染，以使染料得以充分利用。因此在其它染色条件不变的情况下，可控制染色深度的因素有二个，染料用量和染浴中的盐浓度。要染着一定的深度，在实际生产过程中，染浴中盐的用量通常要达到100克/升或更多，所染的颜色越深，盐用量越大。如果按染浴对织物的浴比为10 I计，100克/升的盐用量意味着染一吨布就要用去I吨盐。由于活性染料的固色率有限(约为70%)，染色残浴中含有相当量的水解染料，难以回收重复使用，在现有技术中，活性染色后的染色残浴大多都被直接排放掉了。将大量的盐投入染浴，会对环境产生不良影响，也会严重影响污水处理系统的使用寿命。事实上，盲目地将大量的盐投入染浴，对染料利用率的影响有限，并不能大幅提高染料利用率。而且，在染浴中使用大量的染浴盐也会大幅增加染色过程中的生产成本。
发明内容
本发明提出一种智能化染色机的处方控制方法，以解决现有技术中存在的布料染色过程中用盐量过多、生产成本过高、排污难度大、易污染环境等诸多问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种智能化染色机处方控制的方法，包括如下步骤(I)进行两次以上的染色实验，调节染浴溶液中染料浓度、染浴盐浓度的数值，依次记录染料浓度、染浴盐浓度变化的数值，并记录与所述染料浓度、所述染浴盐浓度对应的染色深度的数值；(2)制取所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系图；(3)将步骤⑵中所述关系图的数据导入TBLCURVE软件，以所述染料浓度、所述染浴盐浓度为自变量，以所述染色深度为因变量进行回归计算，用非线性回归方法求得所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系函数为K/S = f([D]，[S]);其中，Κ/S为染色深度，[D]为染料浓度，[S]为染浴盐浓度；(4)确定染色深度Κ/S为一定值，调节染浴盐浓度，记录染浴盐浓度变化的数值以及与所述染浴盐浓度对应的染料浓度的数值；(5)计算染一吨布所需要的染料量、染浴盐量；所述染料量、染浴盐量与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系函数为M = [D]Xff ；N= [S] XW;其中，M为所述染料量，N为所述染浴盐量，[D]为所述染料浓度，[S]为所述染浴盐浓度，W为所述染浴溶液质量；
(6)根据所述染料、染浴盐的市价计算染一吨布的生产成本；所述生产成本与所述染料量、染浴盐量的关系函数为G = PXM+QXN ;其中，G为染一吨布的生产成本，P为染料市价，Q为染浴盐市价，M为所述染料量，N为所述染浴盐量；(7)当染浴盐浓度为100克/升时，计算出染一吨布的生产成本，并以此成本为标准成本计算生产成本净差值;A = G-H ;其中，A为所述生产成本净差值，G为步骤(6)所述生产成本，H为所述标准成本；(8)制作在不同染浴盐浓度下，步骤(7)所述生产成本净差值与染料市价的关系图，由此图可以根据染料的市价选出生产成本最低时的染浴盐浓度；(9)计算与步骤(8)中染浴盐浓度对应的染料浓度。其中，步骤(I)所述的染色实验，包括如下步骤，(101)调节并记录染液中的染料浓度[D]和染浴盐浓度[S]；(102)将织物样品置于染液中；(103)以1_3°C /分钟的速率将染液温度由室温升至50_80°C的染色温度，在升温过程中，浴比不变，PH值不变；(104)将织物样品染色，将染液温度维持在50_80°C的染色温度，染色时间持续30-90分钟，在染色过程中，浴比不变，pH值不变；(105)从所述染液中取出织物样品，用洗衣机将织物样品按AATCC-124标准方法洗漆;(106)从所述洗衣机中取出织物样品，并将织物样品烘干；(107)用测色仪来测试所述烘干的织物样品在最大吸收波长处的染色深度K/S值，记录织物样品的染色深度。进一步地，所述染料浓度[D]的调节范围为1-10% owf，所述染浴盐浓度[S]的调节范围为40-100克/升。进一步地，所述浴比为10 1，即所述染浴溶液质量与布料质量的比为10 I。进一步地，所述织物样品为10克纯棉精炼漂白机织平纹布。进一步地，所述染浴盐为水溶性的钠盐、钾盐、铵盐、钙盐、镁盐。进一步地，所述染浴盐为硫酸钠、氯化钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯化铵、醋酸铵、氯化钙、氯化镁中的任一种。本发明的优点在于，提出一种智能化染色机的处方控制方法，在染色过程中根据所需的染色深度和染料价格来选择合理的染浴盐浓度和染料浓度，使染料的利用率达到最优，同时，有效减少了染浴盐的浪费，有效降低了生产成本。
图I为活性艳红KE-3B，活性艳蓝KN-R，和活性黑KN-B染后织物试样的染色深度κ/s光谱曲线图；图2为从实验数据中获得的染色深度Sum Κ/S与活性黑KN-B染料浓度[S]和硫酸钠浓度[D]的关系曲线图；
图3为用公式⑴计算出的染色深度Sum K/Scal与活性黑KN-B染料浓度[S]和硫Ife纳浓度[D]的关系曲线图4为用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S为316时，染色节约成本与染料价格、硫酸钠浓度的关系曲线图；图5为用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S为449时，染色节约成本与染料价格、硫酸钠浓度的关系曲线图；图6为从实验数据中获得的染色深度Sum Κ/S与活性黑KN-B染料浓度[S]和氯化钠浓度[D]的关系曲线图；
图7为用活性黑KN-B染料染棉且染色深度Sum Κ/S为405时，染色节约成本与染料价格、氯化钠浓度的关系曲线图；图8为从实验数据中获得的染色深度Κ/S与活性艳蓝KN-R染料浓度[S]和硫酸钠浓度[D]的关系曲线图；图9为用活性艳蓝KN-R染料染棉且染色深度Κ/S为8. 9时，染色节约成本与染料价格、硫酸钠浓度的关系曲线图；图10为从实验数据中获得的染色深度Κ/S与活性艳红KE-3B染料浓度[S]和硫酸钠浓度[D]的关系曲线图；图11为用活性艳红KE-3B染料染棉且染色深度Κ/S为14. 7时，染色节约成本与染料价格、硫酸钠浓度的关系曲线图。图12为染料浓度为活性黑KN-B(3-10% owf)且染浴盐浓度为硫酸钠(40-100克/升)时，染棉布的实际染色深度Sum Κ/S和使用公式(I)计算出的染色深度Sum K/S cal的数据对比图。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明的内容作进一步说明。实施例I :活性黑KN-B对纯棉精炼漂白机织平纹布(154克/平方米)进行染色，以硫酸钠促染。一种智能化染色机处方控制的方法，包括如下步骤(I)进行两次以上的染色实验，调节染浴溶液中染料浓度、染浴盐浓度的数值，依次记录染料浓度、染浴盐浓度变化的数值，并记录与所述染料浓度、所述染浴盐浓度对应的染色深度的数值。以染料对纯棉精炼漂白机织平纹布(154克/平方米)进行染色，染色设备为Atla[S] Laun [D]er-0meter皂洗牢度试验机。染色工艺处方为染料选用活性黑KN-B，染料浓度为3-10% (owf)，染浴盐为硫酸钠，染浴盐浓度为硫酸钠40-100克/升。步骤(I)所述的染色实验，包括如下步骤，(101)调节并记录染液中的染料浓度和染浴盐浓度。其中，染料浓度为3-10% (owf);染浴盐浓度为硫酸钠40-100克/升。(102)将织物样品置于染液中。取10克纯棉精炼漂白机织平纹布织物样品，置于染液中。(103)以2V /分钟的速率将染液温度由室温升至60°C的染色温度，在升温过程中，浴比不变，PH值不变。
(104)将织物样品染色，将染液温度维持在60°C的染色温度，染色时间持续60分钟，在染色过程中，浴比不变，PH值不变。(105)从所述染液中取出织 物样品，用洗衣机将织物样品按AATCC-124标准方法洗漆。(106)从所述洗衣机中取出织物样品，并将织物样品烘干。(107)用测色仪来测试所述烘干的织物样品在最大吸收波长处的染色深度K/S值，记录织物样品的染色深度。进行多次实验，每次实验都重复上述步骤(101)-(107)，每次实验都记录一组染料浓度值、染浴盐浓度值、以及与染料浓度、染浴盐浓度对应的染色深度Κ/s值，可以将每次实验得到的上述数据记录在一张表上。(2)制取所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系图。如图I所示为活性艳红KE-3B，活性艳蓝KN-R，和活性黑KN-B三个染后织物试样的Κ/s光谱曲线。活性艳红KE-3B的最大吸收波长(λ max)为540nm，活性艳蓝KN-R的λ max为610nm。活性黑KN-B的吸收峰很宽，因此采用将400_700nm的可见光光谱范围内，以IOnm为间隔的Κ/S值的总和(Sum K/S)作为其染色深度的指标。(3)将步骤(2)中所述关系图的数据导入TBLCURVE软件，以所述染料浓度、所述染浴盐浓度为自变量，以所述染色深度为因变量进行回归计算，用非线性回归方法求得所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系函数为K/S = f([D]，[S]);其中，K/S为染色深度，[D]为染料浓度，[S]为染浴盐浓度。图2所示为从实验数据中获得的染色深度与活性黑KN-B染料浓度[S]和硫酸钠浓度[D]的关系曲线图。将图2的数据导入TBLCURVE软件，用非线性回归到方法所求得的活性黑KN-B的染料用量，硫酸钠用量和染色深度的关系为
权利要求
1.一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)进行两次以上的染色实验，调节染浴溶液中染料浓度、染浴盐浓度的数值，依次记录染料浓度、染浴盐浓度变化的数值，并记录与所述染料浓度、所述染浴盐浓度对应的染色深度的数值； (2)制取所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系图； (3)将步骤(2)中所述关系图的数据导入TBLCURVE软件，以所述染料浓度、所述染浴盐浓度为自变量，以所述染色深度为因变量进行回归计算，用非线性回归方法求得所述染色深度与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系函数为K/S = f([D], [S]);其中，Κ/S为染色深度，[D]为染料浓度，[S]为染浴盐浓度； (4)确定染色深度Κ/S为一定值，调节染浴盐浓度，记录染浴盐浓度变化的数值以及与所述染浴盐浓度对应的染料浓度的数值； (5)计算染一吨布所需要的染料量、染浴盐量；所述染料量、染浴盐量与所述染料浓度、所述染浴盐浓度的关系函数为M = [D]Xff ；N= [S] XW;其中，M为所述染料量，N为所述染浴盐量，[D]为所述染料浓度，[S]为所述染浴盐浓度，W为所述染浴溶液质量； (6)根据所述染料、染浴盐的市价计算染一吨布的生产成本；所述生产成本与所述染料量、染浴盐量的关系函数为G = PXM+QXN ;其中，G为染一吨布的生产成本，P为染料市价，Q为染浴盐市价，M为所述染料量，N为所述染浴盐量； (7)当染浴盐浓度为100克/升时，计算出染一吨布的生产成本，并以此成本为标准成本计算生产成本净差值;A = G-H ;其中，A为所述生产成本净差值，G为步骤(6)所述生产成本，H为所述标准成本； (8)制作在不同染浴盐浓度下，步骤(7)所述生产成本净差值与染料市价的关系图，由此图可以根据染料的市价选出生产成本最低时的染浴盐浓度N ； (9)计算与步骤(8)中染浴盐浓度N对应的染料浓度[D]。
2.如权利要求I所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于步骤 (I)所述的染色实验，包括如下步骤， (101)调节并记录染液中的染料浓度[D]和染浴盐浓度[S]； (102)将织物样品置于染液中； (103)以1_3°C/分钟的速率将染液温度由室温升至50-80°C的染色温度，在升温过程中，浴比不变，PH值不变； (104)将织物样品染色，将染液温度维持在50-80°C的染色温度，染色时间持续30-90分钟，在染色过程中，浴比不变，pH值不变； (105)从所述染液中取出织物样品，用洗衣机将织物样品按AATCC-124标准方法洗涤； (106)从所述洗衣机中取出织物样品，并将织物样品烘干； (107)用测色仪来测试所述烘干的织物样品在最大吸收波长处的染色深度Κ/S值，记录织物样品的染色深度。
3.如权利要求I或2所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于 所述染料浓度[D]的调节范围为1-10% owf，所述染浴盐浓度[S]的调节范围为40-100 克 / 升。
4.如权利要求I或2所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于所述浴比为10 1，即所述染浴溶液质量与布料质量的比为10 I。
5.如权利要求2所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于所述织物样品为10克纯棉精炼漂白机织平纹布。
6.如权利要求I或2所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于 所述染浴盐为水溶性的钠盐、钾盐、铵盐、钙盐、镁盐。
7.如权利要求6所述的一种智能化染色机处方控制的方法，其特征在于所述染浴盐为硫酸钠、氯化钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯化铵、醋酸铵、氯化钙、氯化镁中的任一种。
全文摘要
本发明为一种智能化染色机处方控制的方法，涉及活性染料染色过程中求算成本最优所需盐用量的计量方法。活性染料染色时，要进入大量的染浴盐促进染料上染纤维。但盲目提高盐用量，不仅给污水处理造成困难，对染料的促染作用也是有限的，而且在染色成本上并不经济。本发明提出一种智能化染色机处方控制的方法，通过有限实验，导出以染料浓度和染浴盐浓度为自变量，染色深度为因变量的经验方程，从而可得出染一定染色深度所需的染料浓度和染浴盐浓度的系列组合，然后根据染料的价格来计算出成本最低的组合即为最优化处方，有效减少了染浴盐的浪费，有效降低了生产成本。
文档编号D06B23/24GK102619048SQ20121005575
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年7月8日
发明者李世琪 申请人:广东德美精细化工股份有限公司