一种棉筒子纱的活性染料无水染色设备及其染色方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织印染领域，特别涉及一种棉筒子纱的活性染料无水染色系统及其染色方法。
【背景技术】
[0002]传统的棉筒子纱染色主要以水为染色介质，活性染料为主要染料，在染色及清洗过程中，产生了大量废水，并且染色过程中加入大量无机盐促染，同时活性染料水解，废水治理较难。在无水条件下染色可以从根本上避免染色废水的产生，此类研究多用超临界二氧化碳和或弱级性卤代烃类溶剂作为染色介质。超临界二氧化碳与纤维素的极性相差较大，用超临界二氧化碳做介质染纤维素纤维染色效果欠佳。有研究者用强极性溶剂(CN201310596962.3，CN201410153200.0，CN201310596929.0)如二甲基亚砜、N，N- 二甲基甲酰胺等对染色底物进行预溶胀，然后再染色，取得了一定的进展。但是此发明中，二甲基亚砜在溶胀纤维素时会发生分解，发生歧化反应生成有毒的二甲砜和二甲硫醚，产生废气及损失溶剂；所用溶剂如正己烷、碳酸二甲酯沸点低，它们在常压下的沸点分别为68°C、90°C，染色时需要高压。所用溶剂闪点也低，它们的闪点分别为_23°C、17°C，属于易燃易爆化学品，染色时设备需要防爆，造价昂贵；过程中所用碱为碳酸钾等，染色完之后存在大量盐类残渣，不容易除掉；而且此专利无溶剂回收系统，整个生产工艺不密封溶剂泄露；无相应的耐有机溶剂腐蚀染色设备。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能够实现能实现纯棉有机溶剂无水染色棉筒子纱有机溶剂染色设备及其染色方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供了一种棉筒子纱的活性染料无水染色设备，其特征在于，包括主染缸，所述的主染缸通过管路连接电加热装置，电加热装置通过管路连接主栗，主栗通过管路连接溶剂存放装置和染液配料装置，所述的主染缸通过管路连接冷凝器，冷凝器通过管路连接溶剂存放装置和染液配料装置，所述的主染缸通过管路连接溶剂分离装置，溶剂分离装置通过管路连接溶剂回收装置。
[0005]优选地，所述的冷凝器通过管路连接气液分离装置，所述的气液分离装置分别通过管路连接储气装置、溶剂存放装置和染液配料装置。
[0006]更优选地，所述的储气装置与气栗连接；气栗与电加热装置连接。
[0007]本发明还提供了一种棉筒子纱的活性染料无水染色方法，其特征在于，采用上述的棉筒子纱的活性染料无水染色设备，包括:将棉筒子纱放入主染缸内，加入有机溶剂，在60?95°C条件下溶胀1?4小时，将有机溶剂排到溶剂存放装置；再向主染缸内加入染液进行染色，染色后将染液冷却后排到染液配料装置，向主染缸内加入有机溶剂进行清洗，将清洗后的棉筒子纱干燥，得到染色筒子纱，将清洗用的有机溶剂排入溶剂分离装置分离并通过溶剂回收装置回收溶剂。
[0008]优选地，所述的溶胀时浴比为6: 1?20: 1。
[0009]优选地，所述的染色的浴比为6: 1?20: 1，染色温度为60?95°C，染色时间为0.5-6小时。
[0010]优选地，所述的棉筒子纱的纱线密度为0.3?0.4g/cm3。
[0011]优选地，所述的有机溶剂为二甲基亚砜、二苯醚、尼龙酸二酯中的至少一种。
[0012]优选地，所述的染液含有活性染料、碱剂和有机溶剂。
[0013]更优选地，所述的活性染料为均三嗪类、乙烯砜或卤代嘧啶类活性染料。
[0014]更优选地，所述的活性染料为CI活性红、CI活性蓝、CI活性橙、CI活性黄或CI活性黑。
[0015]更优选地，所述的碱剂为四甲基氢氧化胺。
[0016]更优选地，所述的染色过程中，染液在染液配料装置、主栗、电加热装置、主染缸和冷凝器构成的系统中循环，染液流量为50-100L/kg.min，正反循环时间比例为:1: 1?
4: 1。
[0017]优选地，所述清洗的浴比为6: 1?30: 1。
[0018]优选地，所述的烘干为真空微波干燥，真空度为1?150mbar，温度为60?95°C。
[0019]优选地，所述的电加热装置为冷热一体机循环机。
[0020]优选地，所述的干燥采用微波真空干燥箱。
[0021]优选地，所述的溶剂分离装置采用高真空精馏，先在500?1700pa真空下将二甲基亚砜回收，然后在不大于1000帕的压力下回收尼龙酸二酯或二苯醚。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0023]1、本发明能实现纯棉有机溶剂无水染色，避免环境污染，所用染色溶剂低毒环保闪点高，它们的闪点大于80°C，染色设备及场所无须防爆；
[0024]2、本发明染色过程中二甲基亚砜无分解，染色完毕后碱剂无残留，容易除掉，染色效果好，染色筒子纱的内中外色差AE< 1，耐洗牢度、耐干摩擦牢度和耐湿摩擦牢度较高。
[0025]3、染色设备具有溶剂回收系统，能实现有机溶剂的全回收，且整个设备全封闭无泄漏。
【附图说明】
[0026]图1为棉筒子纱的活性染料无水染色设备图。
[0027]图中各标号含义:
[0028]1、主染缸，2、电加热装置，3、溶剂存放装置，4、溶剂回收装置，5、气液分离装置，6、溶剂分离装置，7、主栗，8、储气装置，9、气栗，10、冷凝器，11、染液配料装置。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，为棉筒子纱的活性染料无水染色设备图，所述的棉筒子纱的活性染料无水染色设备包括主染缸1，所述的主染缸1通过管路连接电加热装置2，电加热装置2通过管路连接主栗7，主栗7通过管路连接溶剂存放装置3和染液配料装置11，所述的主染缸1通过管路连接冷凝器10，冷凝器10通过管路连接溶剂存放装置3和染液配料装置11，所述的主染缸1通过管路连接溶剂分离装置6，溶剂分离装置6通过管路连接溶剂回收装置4。所述的冷凝器10通过管路连接气液分离装置5，所述的气液分离装置5分别通过管路连接储气装置8、溶剂存放装置3和染液配料装置11。所述的储气装置8与气栗9连接；气栗9与电加热装置2连接。所述的主染缸1为耐高温、耐压容器。所述的电加热装置2为冷热一体机循环机。各连接管路上均设置控制阀。控制阀由集成于防爆电柜内的中央控制系统进行控制。
[0032]本发明的棉筒子纱的活性染料无水染色方法分为四个阶段:1、预溶胀，2、染色，3、清洗，4、烘干，在预溶胀过程中，溶胀用的有机溶剂在溶剂存放装置3、主栗7、电加热装置2、主染缸1和冷凝器10构成的系统中循环，溶胀结束后，溶剂排入溶剂存放装置3，在染色过程中，染液在染液配料装置11、主栗7、电加热装置2、主染缸1和冷凝器10构成的系统中循环，染色结束后，染液经气液分离装置5分离，分离出的气体进入储气装置8，分离出的液体排入染液配料装置11，清洗过程中，溶剂从溶剂存放装置3输入主染缸，主染缸排出的溶剂通过溶剂分离装置6和溶剂回收装置4分离回收，烘干过程中，储气装置8中的气体通过气栗9输入电加热装置2中，再到主染缸1，气体将主染缸1中的溶剂带出到冷凝器10，气体通过主栗7构成循环，烘干结束后，气液通过气液分离装置5分离，液体排到溶剂存放装置3中，气体存入储气装置8中。
[0033]实施例2
[0034]—种棉筒子纱的活性染料无水染色方法，采用实施例1所述的棉筒子纱的活性染料无水染色设备，具体步骤为:
[0035]将500g纯棉筒子纱(脱脂，漂白，0.32g/cm3)放入主染缸1内，加入10L 二甲基亚砜，开启主栗7，升温至60°C溶胀2小时。将二甲基亚砜排到溶剂存放装置3，再向主染缸1内加入由15g C.1.活性红24，四甲基氢氧化胺9g，二甲基亚砜2L和尼龙酸二甲酯3L构成的染液，升温至90°C进行循环染色2小时，染液流量为70L/kg.π?η，正反循环时间比例为:
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