配制纺织品整理剂的方法和设备的制作方法

专利名称：配制纺织品整理剂的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的背景本发明的领域本发明一般地涉及连续制备纺织品整理剂组合物的一种在线处理方法并用它来处理纺织品。更具体点说，提供一种方法从而能够按需制备预定量的、具有规定配方的纺织品整理剂组合物供纺织材料的10种处理使用。
整理剂成分一般施加在纺织纤维上用来改善它们随后的搬运和加工。纤维整理在协助纤维生产商制造产品上起到重要的作用，并能使纤维生产商的顾客们实现所需的纱线和织物制造过程来得到整理过的纺织产品。施加的纤维整理剂的组合成分和数量在很大程度上取决于纤维的性质即化学成分、纤维加工中的具体阶段和要考虑的终端用途。
例如，被称为“纺丝油剂”的成分通常是在挤压后施加在纺织纤维上的。这些或其他的整理剂可在针织或络纱前施加在纱线上，在卷曲、干燥、切割、拉伸、粗纺、和纺丝前或当时施加在纤维束上，或在梳理前施加在短纤维上。在梳理和随后的纺织操作如纱的制造、非织造网的制备或在纤维纺制后的连续长丝纱的加工之前，将润滑剂施加在纤维上常被称为二次整理剂或再整理剂。这种整理剂能提供润滑、防止静电积聚、并在相邻纤维间提供足够的粘结。
施加这种整理剂一般是使纤维束或纱线与一种包括至少一个具有抗静电及/或润滑性能的组分的溶液或乳液接触来完成的。除了润滑剂和抗静电剂外，在这种整理剂混合物内通常还能发现各种添加剂如湿润剂、抗氧化剂、生物杀伤剂、抗腐蚀剂、pH控制剂及乳化剂。整理剂组合物也可用喷雾法施加到纤维束、纱线或切割的短纤维上。
令人满意的整理剂组合物除了提供所需的润滑和抗静电效果外必须满足多种要求。例如，它们应该容易涂敷(并去除，如果需要的话)，它们应具有良好的热和化学稳定性，它们应不有害地影响它们所施加在其上的纤维的物理或化学性能，并且它们应该有助于处理过的纤维以后要接受的过程，它们应不在表面上留下残余物或引起有毒的烟气或讨厌的气味，它们应能使纤维表面快速湿润，它们应能用水溶化、乳化或用溶剂溶化，它们应具有良好的存储稳定性，它们应容许浆液、非织造粘合剂和其他纤维处理，它们应不吸引泥土或使纤维颜色改变，它们应不与变形工艺中使用的摩擦元件相互作用，并且它们应不具有对机械零件的腐蚀性。
纤维整理剂的目的是提供纤维对金属的润滑和纤维对纤维的粘结以及减少静电。虽然阐明润滑机制的大部分基础工作是在早先做的，但这个工作的结论至今仍被用来理解和应用对当前的问题和新整理剂的开发所作摩擦试验得出的结果。
提供摩擦和抗静电性能贯穿纤维的制造和加工。一个例子是，低旦数的聚丙烯短纤维要被梳理成网并热粘结供某些一次性处理的非织造织物使用。这就需要一个与纤维卷曲有关的配方来提供较高的纤维对纤维的摩擦，这一点对保证一条梳理的网具有良好的粘结、均匀和整体性来说很重要并能补偿纤维的低刚度。而在加工这些直径仅约为15到20微米的短纤维时低的纤维对金属的摩擦也是一个关键因素。
另一个例子涉及切条的薄膜或带状的纱线，其希望用来织造簇绒地毯用的地毯基底。在其制造过程中需要有整理剂带来的纤维表面的良好的湿润和适度的摩擦系数。但为了起簇绒，由于起绒针在基底织物上的作用，较低的纤维对金属的摩擦是一个十分重要的性能。
最后，对用于绳索用途的连续长丝纱来说，低的纤维对纤维的摩擦是一个高度需要的性能，因为该用途包括加捻和合股来形成紧凑的结构，其中有大量的纤维对纤维的接触。低的摩擦是合乎需要的，因为它一般总与高的抗弯曲力、高的能量吸收，因此也就与长的寿命联系起来。
对连续的长丝纱来说，还有些不同区域值得注意纤维对纤维的摩擦在其中的作用。例如在纤维制造厂内，纺纱的卷装成形和长丝的拉伸或纤维束的拉伸是纤维对纤维的摩擦至关紧要的几个重大的工步。在纱线加工中，在络纱时的纱线发送，在针织时的线圈的成形，在编织时长丝的损坏，在绳索中的强度和延伸率，在织物中的组织滑移，在缝制时的纱线对织物的摩擦是纱线对纱线的摩擦起重要作用的一些区域。
遗憾的是现有技术的整理剂组合物不能对合成纤维长丝的丝束粘结和丝鸣提供合适的摩擦系数。缺少合适的丝束粘结会造成下列问题在三色纱线束中长丝会迁移，造成带色的条花；难于用纱线在直接起绒的方法中制造地毯，因为在起绒前纱线没有加捻以致造成杂散的长丝被擦损；由于长丝与纤维束的主体分离，致使长丝的加捻过程受到阻碍；在制造纤维时，多丝束的多个圈被卷取在各个辊子上，其时多丝束有漂移的倾向，造成个别长丝从一个丝束被俘获到邻近的丝束上，以致加工中断。最后，在工业中还有一个需要就是要在合成织物，特别是那些由聚丙烯纤维制成的织物中改善线缝的滑移。
上面所述的纺织品整理剂组合物通常是由终端用户配制的。供应商和制造商将配制整理剂组合物所需的原纺织品整理剂组分提供给终端用户。在它们被涂敷到纺织品基底上之前，原纺织品整理剂组分必须首先为具体用途配制及/或稀释到规定的浓度，及/或还要用辅助的组分如乳化剂、抗静电剂等混合。配制纺织品整理剂组成最常用的批处理方法。这个方法包括将原纺织品整理剂组分投入到一个大容器内，然后用水连同可能需要的任何添加的辅助组分一起混合。容器内含物可用机械手段如用螺旋桨式的混合装置或搅拌机混合。使用这种成批处理方法配制纺织品整理剂组合物的缺点如下首先为了配制纺织品整理剂组成必须耗费大量人力，包括对原纺织品整理剂组分以及任何要被使用在配制的具体纺织品整理剂内的辅助组分进行称重，物理地将各种组分投入到混合容器内，将所使用的机械混合器插置在其内，监督其使用，然后清洗以及进行其他包括使用人力的工作。
因此本发明的一个目的是提供一种方法，该方法在将纺织品整理剂组合物涂敷到纺织品基底上之前而将它乳化时只须化费极少的人力。
其次，由于在将纺织品整理剂组合物涂敷到纺织品基底上之前为制备该整理剂组合物需要大量人力，具体的纺织品整理剂组合物必须经常大量制备以便将来使用。因此必须将乳化剂和生物杀伤剂添加到纺织品整理剂组合物内以保证在存储时乳化的整理剂既不会分离也不会被污染。
因此本发明另一目的是提供一种制备纺织品整理剂组合物的方法，该方法只须添加极少的防腐组分。
另外，即使添加乳化剂和生物杀伤剂来延长贮藏寿命，这些配制的纺织品整理剂乳液是有一定的贮藏期限的，因此如果配制的纺织品整理剂乳液在贮藏寿命到期前没有完全用完，那么任何剩余物必须予以处理，这样又会需要增添人力的花费及与任何废弃物、废物处理和环境保护有关的财务损失。
因此本发明另一目的是要提供一种按需并且只是按具体需要量制备纺织品整理剂组合物的方法。
最后，需要有一个异常大的地面面积来贮藏原纺织品整理剂组分和任何配制的没有完全用完的纺织品整理剂组合物。
因此本发明的主要目的是要提供一种配制纺织品整理剂组合物的方法，该方法能与具体的纺织品基底的涂敷过程一起在线制备整理剂组合物并用它来处理纺织品基底。
本发明的综述本发明一般的目标是在将纺织品整理剂组合物涂敷在纺织品基底上之前可不需进行批量配制的、用来处理纺织品基底的方法和设备。
本发明提供的方法和设备基本上用来处理长度不确定的狭长的纺织品基底，其中使纺织品基底在其纵长方向上纵向上移动，有一具有至少一个界面发生器的混合设备在线设置在纺织品基底的纵向移动方向上。随着纺织品基底的移动，供应第一和第二纺织品处理组分，将其分别输送到混合设备内并且通过界面发生器，例如用合适的泵或其他输送装置使第一和第二纺织品处理组分在界面发生器内混合成均匀的混合物，该混合物基本上是稳定的，组分不会分离并能在纺织品基底上用作表面整理剂组合物，于是，混合的整理剂组合物便可从混合设备中例如用任何一种合适的手段直接排放到移动的纺织品基底上，整理剂组合物基本上没有中间储存而是实时对沿着其长度移动的纺织品基底进行表面整理。
在使用本发明的设备和方法的大多数纺织品整理的应用中，纺织品处理组分是互相不易混合的。例如水可被用为一种处理组分，而另一个纺织品处理组分基本上不溶于水。有利的是，本发明能有效地在界面发生器内将第一和第二纺织品处理组分混合成均匀的乳液，后者基本上是稳定的，不易混合的组分不会分离，使它能够最佳地被用作纺织品基底上的表面整理剂组合物。
在本发明的较优实施例中设有一个控制单元，其可用来自动操作混合设备。例如，控制单元可编好程序来计量并引入预定量的第一和第二纺织品处理组分。在许多用途中，纺织品处理组分在界面发生器内混合之前，如果用任何合适的加热手段将其中一种或两种组分预热，这也是一种有利的做法。最好用一个或多个泵来控制纺织品处理组分的输送进入并通过混合设备。在较优的实施例中，该泵可用计量泵如空腔递增的计量泵和齿轮计量泵，而加热装置可用在线设置在纺织品基底的移动纵向上的电热器。最好，在纺织品整理剂涂敷的全过程中，混合整理剂组合物及纺织品处理组分的压力、温度和流率的一致性都得到监控。例如，可设有至少一个质量流量计来测量第一和第二纺织品处理组分的流率和至少一个温度传感器来测量第一和第二纺织品处理组分的温度，为了或者定期或者在改变组分时清洗，该系统可备有选择性的操作可用水冲洗并将处理纽分和混合的乳液从系统中清除出去。
在一较优的实施例中，本发明提供的方法和设备可用来处理长度不确定的狭长的纺织品基底，其中使纺织品基底沿其纵长方向纵向移动，而包括有第一第二界面发生器的混合设备在线设置在纺织品移动方向上。随着纺织品基底的移动，第一、第二和第三纺织品处理组分分别被输送到混合设备内。在较优的实施例中，至少一个纺织品处理组分是水并且至少有一个纺织品处理组分不溶于水。两个纺织品处理组分被输送通过第二界面发生器并在其内混合成第一均匀乳液，它基本稳定，组分不会分离。这个由两个纺织品处理组分混合成的第一乳液与另一个纺织品处理组分被输送通过第一界面发生器并在其内混合成第二均匀乳液，后者基本稳定，组分不会分离，能被用作纺织品基底上的表面整理剂组合物。混合好的整理剂组合物从混合设备中例如用任何合适的装置直接排放到移动的纺织品基底上，整理剂组合物基本上没有中间存储，而是实时地沿着纺织品基底的移动长度对它进行表面整理。
另外，本发明的较优实施例可包括一个输送水使它通过混合设备的旁路装置，以使用来或是定期或是当处理组分改变时进行清洗。该较优实施例的方法和设备还可包括另外的装置用来将不同的混合的整理剂组合物或乳液从设备中直接排放到移动的纺织品基底上。混合设备的控制操作用的控制单元可包括一个控制面板用来按程序控制该设备的操作。控制单元可以编程以资引入第一、第二和第三纺织品处理组分的合适比例的量，并确定混合设备的第一和第二界面发生器所要完成的混合程度。
本发明的另外一些细节、特点和优点可从下面结合附图对举例性实施例所作的说明得知。
附图的简要说明

图1为一示意图，画出本发明的在线配制纺织品整理剂组分的基本设备和方法；图2为本发明的在线混合设备和方法的一个较优实施例的示意图，该实施例适宜用来混合两种纺织品处理组分，例如其中一个为水，而另一个组分基本上不能与水混合；图3为操作设备用的控制单元的示意图；及图4为本发明的适宜用来混合三种纺织品处理组分的在线混合设备的另一个较优实施例的示意图。
较优实施例的详细说明除了操作举例和另外指出者外，应该知道本文所用表示成分数量或反应条件的所有数字在所有情况下都用“大约”一词来修饰。
本发明能按需在线配制纺织品整理剂组分，并随后将它涂敷在纺织品基底上。按照本发明，水连同多种原纺织品整理剂组分被输送到具有界面发生器(interfacial surface generator)的混合设备内，在那里组分被密切地混合，为的是在与纺织品基底接触之前生产出具有预定数量、浓度和特性的配制的整理剂组分。
现在参阅附图，特别是图1，实现本发明的方法所用基本混合设备10的主要部件包括，一个水的进口12a及原纺织品整理剂组分的进口12b和12c，所述进口12a、12b和12c用来将要被配制的水和原纺织品整理剂组分引入到纺织品整理剂组分中来；一个界面发生器16，用来以静电混合水和原纺织品整理剂组分；一个出口19，用来发放配制的纺织品整理剂组分；和一个控制单元17，用来控制设备10的操作。
操作时，水从未被示出的供源通过进口12a被引入到设备内。原纺织品整理剂组分类似地从未被示出的各自的供源通过进口12b和12c被输入。阀门13a、13b和13c被用来开启和关闭进口12a、12b和12c，使水和各种原纺织品整理剂组分可通过流体口15被引入到界面发生器16内。由于所用原纺织品整理剂组分的粘性状态，泵14a和14b被用来计量通过进口12b和12c的原纺织品整理剂组分，后者连同水被组合成一个单独的液流、并通过流体口15被输入到界面发生器16内。
本发明采用的界面发生器16是行业内公知的。例如，本文所引用参考的美国专利3,583,678曾公开一种典型的界面发生器，可用来以静电混合流体，其中一个液流被划分成为多个分液流，然后这些分液流被重新组合、划分、重新定位并再重新组合，一直到得到所需的混合程度为止。这种界面发生器能够提供的混合程度为所用静电混合元件数目(n)的函数。每一元件能单独划分并混合液流四次。因此所用元件(n)每增添一个混合程度可增添四的倍数。本行业所知界面发生器的其他例子曾在美国专利3,358,749、3,404,869和3,652,061中公开过，这些专利也被本文参考引用。
一旦水和原纺织品整理剂组分充分混合，配制出特定的纺织品整理剂组合物，阀门18便开启使纺织品整理剂组合物可通过出口19排出。新鲜配制的纺织品整理剂组合物便立即与纺织品基底接触。
虽然对阀门13a、13b、13c和18的开启和关闭以及泵14a和14b连同界面发生器16的启动，设备10可用少量人力来手动操作，但最好采用一个控制单元17可操作地与设备连接来完成所有这些功能。本发明所用控制单元17的型式是行业中熟知的。控制单元17能被制定程序使预定量的水和各种原纺织品整理剂组分可被计量，然后引入到界面发生器16内。与此类似，控制单元17还能制定程序来提供可变的混合程度供多种纺织品整理剂组合物使用。这样，按照本发明的第一个优选实施例，设备10的所有操作部件都是电气控制的，变数如要被混合的水和原纺织品整理剂组分的数量和混合程度都被制定程序并由控制单元17控制。
大多数纺织品整理剂组合物的主要组分包括润滑剂、行业中公知的乳化剂如乙氧基化C12-18脂肪醇、抗胶凝剂和抗静电剂。通常还很需要包括湿润剂来帮助纺织品整理剂组合物在纺织品基底上穿透、扩散和粘结。纺织品整理剂通常成为水乳浊液被涂敷在纺织品基底上。
纤维整理剂组合物中的润滑剂组分最好从含有乙氧基化脂肪酸的组群中选取，如环氧乙烷和壬酸制成PEG300单壬酸酯(Emerest2634)和PEG400单壬酸酯(Emerest2654)的反应产物，环氧乙烷/和椰子脂肪酸制成PEG400单月桂酸酯(Emerest2650)和PEG600单月桂酸(Emerest2661)的反应产物等。润滑剂组分也可从下列材料中选取不能水溶的材料如合成烃油，烷基酯如硬脂酸三癸酯(Emerest2308)，后者是十三(烷)醇和硬脂酸的反应产物，和多元醇酯如三羟甲基丙烷三壬酸酯(Emery6701)和季戊四醇四壬酸酯(Emery2484)，还有含氧酸酯类也可使用。但一般地说，任何一种以合成油、矿物油、动物油或植物油基的润滑剂通常在本行业已知被用作纺织品整理剂组成中润滑剂的都可用于本发明。
本发明的纺织品整理剂可以乳化并能制成一个带水的稳定乳液。词语“稳定乳液”意为在将纺织品整理剂组合物涂敷到纺织品基底上时该乳液稳定的。这意味着包括水包油或油包水的整理剂，通常在涂敷之前很好地混合，然后从储罐等出来用各种涂敷器涂敷。所以形式为乳液的纺织品整理剂组合物在传统上必须在较长时期内保持稳定。但采用本方法，形式为高度弥散乳液的纺织品整理剂组合物能够以按需原则根据具体用途所需的正确量制备，并与涂敷过程一起在线进行。本方法能减小维持乳液稳定所需的乳化剂浓度。既然只需较少的乳化剂，那么生产费用便可显著降低。
抗静电剂的作用或是减少电荷的生成或是增加电荷的消散率。大多数抗静电剂是用增加消散率来工作的，其有效程度与大气的水分有关。疏水性纤维如聚丙烯依靠抗静电涂层来给予它高的表面导电性来消散电荷。
抗静电剂可以是任何一种适合的阴离子的、阳离子的、两性的或非离子的抗静电剂。阴离子抗静电剂一般为硫酸盐或磷酸盐如乙醇或乙氧基化醇的磷酸酯。阳离子抗静电剂可以具有正电荷的季铵化合物和咪唑啉为代表。非离子的抗静电剂的例子包括聚氧化亚烷基的衍生物。阴离子的和阳离子材料有望成为较有效的抗静电剂。这里使用的较优的阴离子抗静电剂包括磷酸酯的碱金属如钾的盐，如美国南加罗里那州Mauldin市Henkel公司在商业上以Tryfac5559或Tryfac5576的商品名供售的那种。优选的非离子抗静电剂包括乙氧基化脂肪酸(Emerest2650，是其中的一种)、乙氧基化脂肪醇(Trycol5964，一种乙氧基化月桂醇)、乙氧基化脂肪胺(Trymeen6606，一种乙氧基化的牛油胺)、和(链)烷醇胺(Emid6545，一种油酸的二乙醇胺(oleic diethanolamine)。这些产品可从上述的Henkel公司得到。
当静电可能成为问题时，在整理剂组合物中抗静电剂的含量一般为大约3到5的重量百分比。在某些情况下，可能需要少些，例如对被交织的或用于卷绕操作的连续的长丝纱线。在另外的情况下如对短纤维的加工，可能需要较多的抗静电剂。
满意地涂敷各种纺织品整理剂组合物经常需要在组合物内使用表面活性剂及/或溶剂作为湿润剂。表面活性剂及/或溶剂的作用是保证所添加的特定的纺织品整理剂组合物能均匀而有效地分布在纺织品基底上。虽然在纺织品整理剂组合物中使用湿润剂在本行业中为人所熟知，但一个特别好的湿润剂是分子式(Ⅰ)为R1O(z)a(Ⅰ)的烷基聚苷，其中R1为一具有约6个到约30个碳原子的单价有机根；z是具有5个或6个碳原子的糖类残基；而a是一其值为1到大约6的数字。
纺织品整理剂组合物可按多种已知的程序涂敷在纺织品基底上。例如在用于聚丙烯制造的熔纺过程中，聚合物被熔化并通过纺丝孔挤压成长丝，然后使它在空气流或水浴中冷却和凝固。此后不久，该长丝与一个形式可为在一个槽中旋转的轻触辊的纺织品整理剂组合物涂敷器接触。涂敷在长丝上的活性整理剂的量能用纺织品整理剂组合物在溶液或乳液中的浓度和总的温卷取量来控制。或者，可用确实的计量系统将整理剂组合物泵压到一个陶瓷槽内使整理剂组合物接触移动的长丝。纺织品整理剂组合物也能用喷洒的方法涂敷在纺织品基底上。
从这点起，现在具有纺织品整理剂组合物涂层的纺织品基底就可向前移动到几个过程中的任何一个过程中。要涂敷到合成长丝上的整理剂组合物的量也取决于长丝纱的最终产品。如果短纤维是所需产品，那么长丝束被组合成大丝束，然后被拉伸定向、卷曲、并被切割成短段以便在纺织设备上加工，最后制成纱线或非织造网。
在本发明的一个较优实施例中，本方法被用来按需配制纺丝整理剂乳液，与纺织品基底涂敷过程一同在线。纺丝整理剂的主要组分为润滑剂、乳化剂、抗静电剂和水，这些组分组合后制成乳液。这些组分按预定的量组合并混合使配制的纺丝整理剂组合物具有终端用户的具体涂敷过程所需的特定浓度。而改变纺丝整理剂的浓度又需改变混合程度以便得到原纺织品整理剂组合物和水的所需的弥散程度。
现在，再次参阅图1，将涉及要被混合的水和原纺织品整理剂组分的量，连同要完成的混合程度这些特定的参数编入控制单元17内的程序中。应该注意到，在这个具体的实施例中，湿润剂也被使用。开启阀门13a、13b和13c，启动泵14a和14b，使预定数量的水通过进口12a、润滑剂组分通过管道12b、湿润剂通过管道12c成为单独的液流通过流体口15引入到界面发生器16内。界面发生器于是用静电将预定量的水和原纺织品整理剂组分混合成预定的弥散程度，这样来配制纺丝整理剂。一旦纺丝整理剂组合物配制好，便可开启阀门18，通过出口19将新配制的纺丝整理剂组合物排出，使它与纺织品基底接触。
因此可知，采用本发明的方法和设备能够与纺织品基底处理过程一同在线、按需配制出彻底混合的和精确配制的纺织品整理剂组合物。设备10能与任何一种纺织品处理过程一同在线使用。另外，由于只有任何一种纺织品涂敷过程所需的纺织品整理剂组合物的精确数量在任何一个时候被配制出来，需要使用的辅料如维持乳化的乳化剂或保藏配制的纺织品整理剂组合物用的生物杀伤剂便可减少或免除。而且，采用本方法，可以防止过量配制时存储纺织品整理剂组合物所需空间和组合物的搁制寿命到期造成的浪费。同时，本方法所需人力的数量显然比传统的配制过程少。
新配置的纺织品整理剂组合物实际上可涂敷到任何一种纺织品基底上，包括玻璃丝，纤维素制品如醋酯纤维、三醋酯纤维、人造纤维，非纤维素制品如聚丙烯酸系纤维、变性聚丙烯酸系纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺，烯烃类纤维制品如聚乙烯和、聚丙烯纤维、聚苯并咪唑纤维，聚酯类纤维制品如聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯纤维及其共聚物纤维、萨纶、弹力纤维和维荣纤维。
应该指出在基本混合设备中，虽然只示出两种纺织品整理剂组分与水组合和混合以资配制成纺织品整理剂组合物，但任何数目的为具体的纺织品整理剂组合物所需的原纺织品整理剂组分或辅料如表面活性剂混合物/蜡质润滑剂如脂肪酰胺、脂肪酯、氧化的聚乙烯等都可使用。
从下面所举的例子中可以较好地理解本发明的基本方法和设备，所有这些例子只是要说明本发明而不是不适当地限制本发明的范围。除非另外指出，百分比都是以重量对重量为基础。
例1涂敷纤维和纺织品用的纺丝整理剂组合物按下列配方制备组分 重量％(a)STANIEX1910G 10(b)水 90
(a)STANTEX1910G是一种非离子的纤维整理剂，由美国北加罗里那州Charlotte市Henkel公司的纺织品部供售，是一种硫酸化甘油醇、矿物油、酯和乙氧基化脂肪醇的混合物。
上述组分成为单独的液流在室温时被引入到界面发生器内，然后被混合制成纺丝整理剂的水乳浊液。
对比例1涂敷纤维和纺织品用的纺丝整理剂组合物按下列配方制备组分 重量％(a)STANTEX1910-G10(b)水 90上述组分用传统的搅拌法在50℃时混合制成纺丝整理剂。然后分析例1和对比例1的纺织品纺丝整理剂组合物，确定它们的外观和混合程度。采用美国纽约州纽约市八号街519号MANOSTAT公司供售的、目录号为76-500-000的医学型光电比色计来测定本方法所达到的混合程度与传统的混合过程对比。表1是综合得到的结果。
表1
表1的数据表明采用混合纺织品和纺丝整理剂的本方法与传统的混合技术相比，可以得到显著增加的混合程度。另外，由于与传统的混合过程相比，以有限的人力消耗可得到显著增加的混合程度，使本方法能够按需在线混合纺织品和纺丝的整理剂。本方法和设备的一种有利的用途是可以用来混合长分子产品。虽然可以包括一些药剂来消除悬挂，但以前长分子产品是极难混合的。本发明使长分子产品能容易地被混合并配制出优化的纺织品整理剂组合物。
可用来在线配制纺织品整理剂组合物的方法和设备的一个较优实施例在图2中示出并总体用标号110指出。虽然所示出的第一纺织品处理组分为水，第二纺织品处理组分为原纺织品整理剂组分，但本发明的处理组分可包括水、润滑剂、抗静电剂、湿润剂、乳化剂、抗胶凝剂及其混合物或任何合适的纺织品处理组分。较优实施例的设备110包括一个水的进口112A和一个原纺织品整理剂组分的进口112B用来将水和原纺织品整理剂组分引入到设备内，一个界面发生器116用来用静电混合水和原纺织品整理剂组分，一个出口119用来发放配制的纺织品整理剂组合物，和一个控制单元(未示出)用来控制设备110的操作。如图2所示，设备110包括质量流量计120、压力计121和温度传感器122用来测量被泵114a和114b输送到设备110内的水和纺织品整理剂组分的流量、压力和温度。设备110还包括在线设置的加热器128、130用来在水和纺织品整理剂组分进入界面发生器116之前将它们加热。加热器128、130都是工业中公知的在线电加热器。另外，设备110还包括一个冲洗用的出口129用来将乳液从系统中冲掉。
操作时，水被水泵114b泵到设备110内，而原纺织品整理剂组分则被油泵114a泵压。当水和原纺织品整理剂组分被泵压通过管线时，温度传感器122、质量流量计和压力计120、121测量它们的流率、压力和温度。当组分等接近界面发生器116时，水和原纺织品整理剂组分结合成一股液流通过流体口115被输入到界面发生器116内。该较优实施例的界面发生器116将这些组分混合成一个均匀的混合物一直到达到所需的混合程度为止。在纺织品整理剂组成配制完成后，它可通过出口119排出。或者，纺织品整理剂组成可通过冲洗出口129从系统中冲洗掉。
图3示出可操作地与设备10连接的控制单元117所完成的各种电子控制的功能。控制单元117可以编程并包括一个控制面板132。在较优的实施例中，控制单元117被编程控制水泵114b和油泵114a的运行时间和速率，使预定量的水和原纺织品整理剂组分被测量并将它们引入到混合设备110内。控制单元还可用电子控制遍布设备各处的阀门和加热器128、130的温度设定的操作。如图3所示，控制单元117接收并处理来自各个监控装置的信息。这些监控装置包括质量流量计和压力计120、121及温度传感器122，它们发送过程中在各个点上有关水和原纺织品整理剂组分的流率、压力和温度的信息。这样控制单元117便可接收来自监控装置的信息，包括组分进入界面发生器116中时的压力和从界面发生器排出的乳液的温度一致性以资最佳地控制设备的操作。
本发明的方法和设备的另一个较优的实施例在图4中示出并总体上用标号210指出。设备210适宜接受第一、第二和第三纺织品处理组分的供应，这些处理组分中至少有一个基本上不溶于水。图4示出一个情况，其中水被用作第一纺织品处理组分，而第二和第三纺织品处理组分为原纺织品整理剂组分。设备210包括一个水的进口212c和两个原纺织品整理剂组分的进口212a和212b及泵214a、214b、214c用来输送水和其他组分使它们通过设备。设有加热器228、230用来在各组分混合之前加热水和至少一个原纺织品整理剂组分。还设有质量流量计220、压力计221和温度传感器222用来监控各组分在进行过程中的流率、压力和温度。如同在第一较优实施例中并在图3中概略示出的那样，设有一个控制单元(未示出)用来自动操作混合设备。较优控制单元可以编程并能将第一、第二和第三纺织品处理组分量出并引入到混合设备内，还能改变在第一和第二界面发生器内各组分的混合程度。
如图4所示，本发明的这个实施例包括一个第一界面发生器216和一个第二界面发生器234。操作时，两个原纺织品整理剂组分被泵压到混合设备210的第二界面发生器234内，在那里它们被混合成第一均匀乳液。从第二界面发生器234中排出的第一乳液在流体口215与水结合成单独的液流并被引入到第一界面发生器216内。混合的整理剂组合物通过第一出口219排出。设备210还包括一个用来排放第二混合整理剂组合物的第二出口227和一个用来清除乳液系统的冲洗出口229。另外，该较优实施例包括一个旁路装置用来只是输送水使它通过混合设备从而清洗本系统。如图4所示，旁路装置可包括一根旁路管线236，后者从输送水通过设备的管线延伸到原纺织品整理剂组合物的管线。这样，被水泵214c泵入设备210内的水可有选择地转向使它通过旁路管线236来清洗并从系统内清除处理组分和混合的乳液。
本行业的行家马上可以懂得本发明可广泛使用，有广阔用途。除了上面说明的以外，本行业的行家显然可对本发明作出许多实施例、适用例以及许多变化、修改和等效的布置而不脱离本发明的实质或范围。因此，虽然结合其较优实施例作了详细说明，但应知道这个说明只是本发明的解释和举例，目的只是要使本发明完整地公开，上述公开并不要或被解释为限制本发明或被用来排斥任何一种其他的这样的实施例、适用例、改变、修改和等效的布置。
权利要求
1．一种用来处理长度不确定的狭长的纺织品基底的方法，包括(a)使纺织品基底纵长地沿其纵向移动；(b)提供一个包括有界面发生器的混合设备，将它在线地设置在纺织品基底移动的纵向上；及(c)随着纺织品基底的移动，(ⅰ)将供应的第一和第二纺织品处理组分输送到混合设备内并使它们通过所述界面发生器；(ⅱ)在界面发生器内将第一和第二纺织品处理组分混合成均匀的混合物，该混合物基本上稳定，其组分不会分离并能用作为纺织品基底上的表面整理剂组合物；(ⅲ)从混合设备中将混合的整理剂组合物直接排放到移动的纺织品基底上，整理剂组合物基本上没有中间存储而是实时地沿着纺织品基底的移动长度进行表面整理。
2．根据权利要求1的方法，其特征为，混合设备包括一个第二界面发生器，并且在输送至少一种供应的第二组分的步骤之前，还包括下列步骤a．将供应的第二和第三纺织品处理组分输送到混合设备内并使它们通过第二界面发生器；b．在第二界面发生器内将第二和第三纺织品处理组分混合成均匀的混合物，该混合物基本上稳定，其第二和第三纺织品处理组分不会分离；及c．输送第二和第三纺织品处理组分混合而成的混合物使它通过第一次提到的界面发生器与第一纺织品处理组分混合。
3．根据权利要求1的方法，其特征为，第一和第二纺织品处理组分中一个组分是水，另一个组分是纺织品整理剂组分。
4．根据权利要求3的方法，其特征为，另一个纺织品处理组分基本上不溶于水，并且混合步骤产生的为其均匀的乳液。
5．根据权利要求1的方法，其特征为，第一和第二纺织品处理组分中一个组分为第一纺织品整理剂组分，另一个组分为第二纺织品整理剂组分。
6．根据权利要求2的方法，其特征为，第一、第二和第三纺织品处理组分中一个组分是水，另外两个是纺织品整理剂组分。
7．根据权利要求6的方法，第一、第二和第三纺织品处理组分中一个组分基本上不溶于水并且混合步骤产生的是第一、第二和第三纺织品处理组分的均匀乳液。
8．根据权利要求1的方法，还包括在界面发生器内混合之前将第一和第二纺织品处理组分中至少一个组分加热的步骤。
9．根据权利要求1的方法，还包括有选择地只输送水使它通过混合设备进行清洗的步骤。
10．根据权利要求1的方法，还包括监控混合的整理剂组成的一致性的步骤。
11．根据权利要求10的方法，还包括监控第一和第二纺织品处理组分的压力、温度和流率的步骤。
12．根据权利要求1的方法，还包括将涂有混合的整理剂组合物的纺织品基底在不除去其表面整理剂组合物的情况下运送到随后的加工步骤的步骤。
13．根据权利要求1的方法，还包括设置控制单元以资自动操作包括界面发生器的混合设备的步骤。
14．根据权利要求13的方法，还包括为控制单元编程以资量出第一和第二纺织品处理组分的预定数量并将它们引入到界面发生器内的步骤。
15．根据权利要求13的方法，还包括为控制单元编程以资使在界面发生器内的第一和第二纺织品处理组分得到改变的混合程度。
16．根据权利要求1的方法，其特征为，纺织品基底为一股线。
17．根据权利要求3的方法，其特征为，纺织品整理剂组分可从润滑剂、抗静电剂、湿润剂、乳化剂、抗胶凝剂及其混合物中选取。
18．根据权利要求1的方法，其特征为，混合步骤具有一个约为4n的混合程度，其中n代表在界面发生器内含有的混合元件的数目。
19．根据权利要求3的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有乳化剂。
20．根据权利要求3的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有防腐剂。
21．根据权利要求3的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有洗涤剂。
22．根据权利要求17的方法，其特征为，润滑剂可从含有链长从约9个到18个的碳原子的氧乙基化脂肪酸、硬脂酸正丁酯、硬脂酸三癸酯、多元醇酯、合成烃油、矿物油、动物油、植物油、含氧酸酯类及其混合物的组群中选取。
23．根据权利要求17的方法，其特征为，抗静电剂可从含有胺中和的磷酸酯、季铵盐、碱中和的磷酸酯、咪唑啉、碱金属硫酸盐、氧乙基化脂肪酸、氧乙基化脂肪胺、氧乙基化醇、(链)烷醇胺及其混合物的组群中选取。
24．一种用来处理长度不确定的狭长的纺织品基底的方法，包括(a)使纺织品基底纵长地沿其纵向移动；(b)将一混合设备在线设置在纺织品基底移动的纵向上，该混合设备包括第一和第二界面发生器；及(c)随着纺织品基底的移动，(ⅰ)将供应的第一、第二和第三纺织品处理组分输送到所述混合设备内，至少有一个纺织品处理组分为水，并且至少有一个纺织品处理组分基本上不溶于水；(ⅱ)输送两个纺织品处理组分使它们通过第二界面发生器；(ⅲ)将在第二界面发生器内的两个纺织品处理组分混合成第一均匀乳液，该乳液基本稳定，其组分不会分离。(ⅳ)输送纺织品处理组分的第一乳液和另一个纺织品处理组分使它们通过第一界面发生器；(ⅴ)在第一界面发生器内将另一个纺织品处理组分与纺织品处理组分的第一混合乳液混合成第二均匀乳液，该乳液基本稳定，其组分不会分离并能用作纺织品基底上的表面整理剂组合物；及(ⅵ)从混合设备中将混合好的整理剂组合物直接排放到移动的纺织品基底上，使整理剂组合物基本上没有中间存储、而是实时地沿着纺织品基底的移动长度进行表面整理。
25．一种用来配制纺织品整理剂组合物以资实时地对一个长度不确定的、狭长的、沿其纵长方向纵向移动的纺织品基底进行表面涂敷的方法，该方法包括(a)设置一个包括有界面发生器的混合设备；(b)输送供应的第一和第二纺织品处理组分使它们通过所述界面发生器；(c)在界面发生器内将第一和第二纺织品处理组分混合成一个均匀的混合物，该混合物基本稳定，其组分不会分离，并能用作在纺织品基底上的表面整理剂；及(d)从混合设备排出混合好的整理剂组合物。
26．根据权利要求25的方法，其特征为，第一和第二纺织品处理组分中一个组分为水，另一个纺织品处理组分为纺织品整理剂组分。
27．根据权利要求26的方法，其特征为，其他的纺织品处理组分基本上不溶于水，并且混合步骤产生的是均匀的乳液。
28．根据权利要求25的方法，还包括在界面发生器内混合之前将第一和第二纺织品处理组分中至少一个组分加热的步骤。
29．根据权利要求25的方法，还包括有选择地只是输送水通过混合设备将它清洗的步骤。
30．根据权利要求25的方法，还包括监控混合的整理剂组合物的一致性的步骤。
31．根据权利要求30的方法，还包括监控第一和第二纺织品处理组分的压力、温度和流率的步骤。
32．根据权利要求25的方法，还包括设置控制单元以资自动操作包括有界面发生器的系统的步骤。
33．根据权利要求32的方法，还包括为控制单元编程以资将第一和第二纺织品处理组分的预定量量出并引入到界面发生器内的步骤。
34．根据权利要求32的方法，还包括为控制单元编程以资改变第一和第二纺织品处理组分在界面发生器内的混合程度的步骤。
35．根据权利要求25的方法，其特征为，纺织品整理剂组分可从润滑剂、抗静电剂、湿润剂、乳化剂、抗胶凝剂及其混合物中选取。
36．根据权利要求25的方法，其特征为，混合步骤具有一个约为4n的混合程度，其中n代表界面发生器所含混合元件的数目。
37．根据权利要求25的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有乳化剂。
38．根据权利要求25的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有防腐剂。
39．根据权利要求25的方法，其特征为，纺织品整理剂组分中没有洗涤剂。
40．根据权利要求35的方法，其特征为，润滑剂可从含有链长从约9个到18个碳原子的氧乙基化脂肪酸、硬脂酸正丁酯、硬脂酸三癸酯、多元醇酯、合成烃油、矿物油、动物油、植物油、含氧酸酯及其混合物的组群中选取。
41．根据权利要求35的过程，其特征为，抗静电剂可从含有胺中和的磷酸酯、季铵盐、碱中和的磷酸酯、咪唑啉、碱金属硫酸盐、氧乙基化脂肪酸、氧乙基化脂肪胺、氧乙基化醇、(链)烷醇胺及其混合物的组群中选取。
42．当长度不确定的狭长纺织品基底沿其纵长方向纵向移动时，用来处理该纺织品基底的设备，该设备具有(a)一个包括界面发生器的混合设备，在线设置在纺织品基底移动的纵向上；(b)可随同纺织品股线的移动而操作的装置，用来将供应的第一和第二纺织品处理组分送到该混合设备内，并通过界面发生器，在该界面发生器内将它们混合成均匀的混合物，该混合物基本稳定，其组分不会分离并能被用作纺织品基底上的表面整理剂组合物；及(c)用来将混合好的整理剂组合物从混合设备直接排放到移动的纺织品股线上的装置，该整理剂组合物基本上没有中间存储，而是实时地沿着纺织品基底的移动长度进行表面整理。
43．根据权利要求42的设备，其特征为，混合设备包括第二界面发生器，用来将其内的第二和第三纺织品处理组分混合成均匀的混合物。
44．根据权利要求42的设备，其特征为，第一和第二纺织品处理组分中的一个组分是水，而另一个组分是纺织品整理剂组分。
45．根据权利要求44的设备，其特征为，另一个纺织品处理组分基本上不溶于水，但混合后能产生均匀的乳液。
46．根据权利要求42的设备，其特征为，第一和第二纺织品处理组分中一个组分是第一纺织品整理剂组分，而另一个组分是第二纺织品整理剂组分。
47．根据权利要求43的设备，其特征为，第一、第二和第三纺织品处理组分中一个组分是水，另两个组分是纺织品整理剂组分。
48．根据权利要求47的设备，其特征为，第一、第二和第三纺织品处理组分中一个组分基本上不溶于水，并且混合后产生的是第一、第二和第三纺织品处理组分的均匀乳液。
49．根据权利要求42的设备，还具有在混合之前可操作地将第一和第二纺织品处理组分中至少一个组分加热的装置。
50．根据权利要求42的设备，其特征为，输送装置具有至少一个泵用来将第一和第二纺织品处理组分输送到混合设备内并使它们通过该设备。
51．根据权利要求50的设备，还具有至少一个质量流量计用来测量第一和第二纺织品处理组分的流率。
52．根据权利要求50的设备，还具有至少一个温度传感器用来测量第一和第二纺织品处理组分的温度。
53．根据权利要求44的设备，其特征为，所说输送装置具有旁路设施用来只是将水输送通过混合设备以便进行冲洗。
54．根据权利要求42的设备，还具有一个控制单元用来控制混合设备的操作。
55．根据权利要求54的设备，其特征为，所述控制单元具有一个控制面板用来对设备进行程序控制。
56．根据权利要求54的设备，其特征为，控制单元适宜用来编程、将第一和第二纺织品处理组分以合适比例的量引入到界面发生器内。
57．根据权利要求54的设备，其特征为，控制单元适宜用来对界面发生器完成的混合程度进行程序控制。
58．当长度不确定的狭长纺织品基底沿其长度方向纵向移动时，用来处理该纺织品基底的设备，该设备具有(a)一个在线设置在纺织品基底移动纵向上的混合设备，该混合设备包括第一和第二界面发生器；(b)一个第一装置用来将供应的第一、第二和第三纺织品处理组分输送到混合设备内，其中纺织品处理组分中至少一个组分为水并且至少一个组分基本上不溶于水、用来在第二界面发生器内将两个纺织品处理组分混合成第一均匀乳液，该乳液基本稳定，其组分不会分离；(c)一个第二装置，可随着纺织品基底的移动而操作，用来输送第一乳液和另一个纺织品处理组分使它们通过第一界面发生器而混合成第二均匀乳液，该乳液基本稳定，其组分不会分离，并能用作纺织品基底上的表面整理剂组成；及(d)用来将混合好的整理剂组合物从混合设备直接排放到移动的纺织品基底上的装置，整理剂组合物没有中间存储，而是实时地沿着纺织品基底的移动长度进行表面整理。
59．用来配制纺织品整理剂组合物的设备，以资当长度不确定的狭长纺织品基底沿其长度方向纵向移动时，实时地将所述整理剂组合物涂敷在纺织品基底上，该设备具有(a)一个在线设置在纺织品基底移动的纵向上的混合设备，该设备包括一个界面发生器；(b)用来将供应的第一和第二纺织品处理组分输送到混合设备内，并使它们通过界面发生器以资在其内将它们混合成均匀的混合物，该混合物基本稳定，其组分不会分离，并能用作纺织品基底上的表面整理剂。(c)将混合好的整理剂组成从混合设备排出的装置。
60．根据权利要求59的配制设备，还具有用来将第一和第二纺织品处理组分中至少一个组分加热的装置。
61．根据权利要求59的配制设备，其特征为，所说输送装置具有多个控制阀门。
62．根据权利要求59的配制设备，其特征为，所说输送装置具有旁路装置、可用来只是将水输入并通过混合设备以资将它冲洗。
全文摘要
用来处理一个狭长的纺织品基底的方法和设备,该基底沿其长度方向纵向移动。所说设备包括有一个混合设备(10),其内至少有一个界面发生器(16)在线设置在纺织品基底的移动方向上。处理组分(12a、12b)被输送到混合设备(10)内并通过界面发生器(16),混合成一个均匀的混合物,该混合物基本稳定,组分不会分离,并能用作纺织品基底上的表面整理剂组合物。设有一个或多个泵(114a、114b)可用来输送处理组分。加热装置(228、230)可与移动基底一起在线。监控装置如质量流量计(120)、压力计(121)和温度传感器(122)以及可编程控制单元(17)也可包括在内。
文档编号D06B23/20GK1313794SQ99810013
公开日2001年9月19日 申请日期1999年8月23日 优先权日1998年8月25日
发明者杰克·L·安德森 申请人:科金斯公司