用于数码印花活性墨水的喷绘墨水生产系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于数码印花活性墨水的喷绘墨水生产系统。

背景技术：

活性染料墨水是目前数码印花中最常用的墨水之一。它具有面料品种适应性广、墨水具有色彩表现力强、色牢度好以及制造工艺简单等优点，可广泛应用在纤维素纤维、蛋白质纤维等织物上。

目前活性染料墨水的生产工序多为间歇性生产，加料、冷却、过滤等工序是分开的，每个工序的产物需要另外的容器盛放，然后再进行下一步工序，均为间歇操作，导致物料暴露在外界的时间较长、人工操作过多，溶剂挥发对生产人员的健康产生影响，对原材料的搅拌混合装置都过于单一，对原材料不能很好进行均匀混合分散，搅拌装置工作效率低。生产中不稳定的因素也随着增加，从而导致生产出来的墨水成品性能不够稳定，易于堵塞喷头，同时也增加了生产中的人工成本。

在传统数码印花墨水的生产过程中，会产生较大量的硫酸钠、氯化钠、氯化钾等无机盐。该墨水的使用严重影响了数码印花机，使其供墨不畅，影响使用寿命和打印质量。随着数码印花技术的发展，对生产数码墨水所需的无盐染料的需求量越来越大。数码用无盐染料的核心就是去除染料中的无机盐，因此脱盐是生产无盐染料的核心工作之一。传统的通过盐析过滤结晶去除无机盐，工艺复杂，步骤较多，耗费大量的盐，且燃料的收率只有80％。

因此，十分有必要在现有的系统上通过改进，研发出一套能连续性生产低盐数码印花活性墨水的生产系统。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种可以有效降低墨水稳定性高、人工成本低、能连续性生产低盐数码印花活性墨水的用于数码印花活性墨水的喷绘墨水生产系统。

本实用新型所述的用于数码印花活性墨水的喷绘墨水生产系统及制备方法，其特征在于，包括:

半成品墨水制备单元，包括用于将原料进行混合的混合单元以及用于对混合液进行熟化的熟化机，所述混合单元以及熟化机通过相应管路顺次相连通，其中熟化机的出液口作为半成品墨水制备单元的总出液口与下游的半成品墨水储存单元管路连通；

半成品墨水储存单元，其进液口与所述熟化机的出液口管路连通，用于临时存储从熟化机流出的半成品墨水；

过滤单元，包括用于过滤半成品墨水中的杂质颗粒的过滤器以及用于去除半成品墨水中无机盐成分的无机盐去除装置，其中过滤器的进液口作为过滤单元的总进液口与上游的半成品墨水储存单元的出液口管路连通，而过滤器的出液口与纳滤装置的进液口管路连通，无机盐去除装置的浓缩液出口、过滤液出口分别与下游的收集单元相应的进液口管路连通；

以及收集单元，包括浓液罐、滤液罐和成品墨水收集器，浓液罐的进液口与纳滤装置的浓缩液出口管路连通，浓液罐的出液口与成品墨水收集器的进液口管路连通，用于收集并存储成品墨水；滤液罐的进液口与无机盐去除装置的过滤液出口管路连通，用于收集过滤单元产生的过滤液。

所述混合单元包括：

混拌设备，用于初步混合各种原料；

以及均质机，其进液口与所述混拌设备的出液口管路连通，用于优化半成品墨水中颗粒细度和分散度；

混拌设备底部的出液口与均质机的进液口之间的管路上设有第一控制阀，均质机与熟化机之间的管路上设有用于控制管路启闭的第二控制阀，用于控制相应管道的启闭。

混拌设备包括:

搅拌罐，其顶部设有安装通孔以及进液口，用于容纳原料；

电机，设置于所述搅拌罐外部，用于提供驱动力；

转轴，其第一端和所述电机相关联，第二端通过搅拌罐的通孔伸入所述搅拌罐内；

以及搅拌叶，设置于所述转轴的第二端，在电机驱动下对搅拌罐内的原料进行搅拌。由此，电机带动转轴和搅拌叶在搅拌罐内转动，对搅拌罐内的原料进行充分搅拌，使得原料混合更均匀。

所述搅拌罐由罐体和拆卸式的顶盖组成，顶盖上设有用于平衡搅拌罐内外气压的第一通气管、用于供转轴贯穿的安装通孔以及用于进料的进液口。由此，原料通过第一进料口从混拌设备顶部进入到混拌设备内部，第一通气管保证了混拌设备内部与外界环境气压的平衡，将顶盖置放于混拌设备顶部，能有效阻止和减缓混拌过程中原料的挥发，大大减少了原料的浪费，以及对工作环境的空气污染。

所述半成品墨水储存单元为高位罐，高位罐顶部设有用于平衡其内外气压的第二通气管和第二进料口，且高位罐顶部进液口与熟化机底部出液口之间的管路上设有第三控制阀，高位罐底部出液口与过滤器之间的管路上设有第四控制阀，用于控制相应管道的启闭。由此，从均质机排出的半成品墨水经管道从第二进料口进入高位罐，高位罐一方面可以作为半成品临时储存罐，按时按量供给过滤器进行下一步处理，另一方面可以作为均质后半成品墨水的缓冲罐。

所述无机盐去除装置为纳滤装置，其中纳滤装置中的过滤件由微孔陶瓷过滤管和螺旋缠绕在微孔陶瓷过滤管上的中空纤维纳滤膜组成；过滤腔壳体内由上到下依次装有上封端结构、中封端结构和下封端结构，微孔陶瓷过滤管、以及中空纤维纳滤膜的上端安装在上封端结构上，上封端结构在微孔陶瓷过滤管上端入口处留有开口用于进原液；中空纤维纳滤膜的下端安装在中封端结构上，在相应安装处留有开口以便于过滤液流出；在中封端结构与下封端结构之间，微孔陶瓷过滤管的外围套设有不锈钢套，从而在中封端结构与下封端结构之间形成封闭的过滤液容腔；过滤腔壳体上端开设有原液入口，下端开设有浓缩液出口，在中封端结构与下封端结构之间开设有过滤液出口。

所述过滤器上端出液口与纳滤装置进液口之间通过管道相连通，且管路上设有用于控制管道开启和关闭的第五控制阀。过滤器为管式过滤器，其内配有0.5微米的中速过滤纸，过滤得到活性墨水。混合均匀、搅拌充分的均质墨水从过滤器上端排出，利于得到高质量的墨水成品。

所述浓液罐下端的出液口与收集器进液口管路连通，且管路上设有用于控制管道开启和关闭的六控制阀。

还包括设于半成品墨水制备单元上游的原料储存罐，所述原料储存罐与混拌设备之间还设有用于将原料泵入混拌设备的进料泵。其中不同的原料成分可以设置不同的原料储存罐，每个储存罐与混拌设备之间分别配备各自的输料管和进料泵，由每个进料泵将其所对应的原料成分分别泵入储存罐中，再在储存罐中混合。由此，原料储存罐通过进料泵将生产所需的各个原料泵入到混拌设备，在混拌设备内对各个原料进行初步的搅拌，并且可以根据所需墨水性能和成分之间的需求和差别，向储存罐中选择性的泵入所需的原料成分。

所述原料储存罐顶部设有密封盖，密封盖上设有用于使原料储存罐中气压与外界环境保持一致的透气孔。由此，能有效减少原料挥发所带来的浪费和空气污染问题。

本实用新型中：均质机可以为高压均质机，处于均质机内的原料各个成分在增压作用下，收到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，由此引发的机械力及化学效应可诱导原料中各个大分子组分的物理、化学及结构性质发生变化，使原料中各个组分的颗粒细度和分散度满足要求，以达到均质效果；由此，均质机可以对原料进行细微化、乳化，提高原料中各个组分分散性，有效防止和减少料液分层。

混拌设备底部出液口与均质机进液口之间通过管道连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第一控制阀。由此，第一控制阀用于控制半成品墨水由混拌设备流向均质机，可以根据均质机每一批所能处理的墨水量，通过第一控制阀调节进入均质机的半成品墨水量；混拌设备工作时，关闭第一控制阀，混拌设备工作完毕后，开启第一控制阀，使得搅拌均匀的半成品墨水流入均质机。

均质机的出液口与高位罐顶部进液口之间通过管道连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第二控制阀和用于将均质后的半成品墨水泵入至高位罐的提升泵。由此，第二控制阀作为半成品墨水由均质机流向高位罐通道的启闭开关，均质机工作时，关闭第二控制阀，均质机工作完毕后，开启第二控制阀。

高位罐底部出液口与过滤器底部进液口之间通过管道相连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第三控制阀。由此，第三控制阀作为控制半成品墨水由高位罐流向过滤器的启闭开关，根据过滤器每批所能处理的墨水量来决定第三控制阀启闭时间。

高位罐底部的出液口所处水平面高于过滤器上端设置的出液口所处水平面。由此，便于半成品墨水从高位罐在重力作用下流入过滤器内，也能使离心后的上清液从过滤器出液口流出，同时也避免高位罐与过滤器之间形成连通器，使得两者内的液面总保持在同一水平面上而导致的墨水排出不畅的问题，能有效保证最后成品墨水的成产质量。

过滤器上端的出液口与纳滤装置的进液口之间通过管道相连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第四控制阀。在过滤器工作时，关闭第四控制阀，当过滤器工作完毕后，开启第四控制阀，过滤后的清液，也即成品墨水，从过滤器的出液口流向纳滤装置。

根据本实用新型所述的用于数码印花活性墨水的生产系统进行的制备方法，包括以下步骤：

1)将制备喷绘墨水的各种原料在混拌设备中进行初步混合后，引入均质机内优化混合液的颗粒细度和分散度，获得半成品墨水a；

2)将半成品墨水a引入熟化机内，对半成品墨水a进行熟化，获得熟化后的半成品墨水b；

3)将半成品墨水b引入过滤器内，过滤去除半成品墨水b中的杂质颗粒，获得去杂质的半成品墨水c；

4)将半成品墨水c引入纳滤装置内，去除半成品墨水c中的无机盐成分，获得最终的成品墨水。

本实用新型的有益效果是：利用先后利用混拌设备、均质机和熟化机，使得生产原料各个组成混合均匀、分散效果好，不易分层，最后采用过滤器使得产出成品均质化，通过纳滤设备去除单多价无机盐，从而能有效保证墨水出品质量；混拌设备和高位罐顶面均采用封闭结构，且设有通气管使得容器内外相通，保证气流的畅通，同时也有效减少原料的挥发作用；使得生产原料各个组成混合均匀、分散效果好，墨水成品含盐量低，浓度高，能有效保证墨水质量；操作简单，效率高，能在封闭条件下进行连续操作，使用方便，能够避免原料的浪费和生产环境的污染，保证产品的稳定生产，降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的数码印花活性墨水的生产系统的结构示意图；

图2为图1所示喷绘墨水生产系统内熟化机的俯视图；

图3为图1所示喷绘墨水生产系统内纳滤装置中组件的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参照附图：

实施例1本实用新型用于数码印花活性墨水的喷绘墨水生产系统，包括:

半成品墨水制备单元，包括用于将原料进行混合的混合单元以及用于对混合液进行熟化的熟化机3，所述混合单元以及熟化机通过相应管路顺次相连通，其中熟化机的出液口作为半成品墨水制备单元的总出液口与下游的半成品墨水储存单元管路连通；

半成品墨水储存单元，其进液口与所述熟化机的出液口管路连通，用于临时存储从熟化机流出的半成品墨水；

过滤单元，包括用于过滤半成品墨水中的杂质颗粒的过滤器5以及用于去除半成品墨水中无机盐成分的无机盐去除装置，其中过滤器5的进液口作为过滤单元的总进液口与上游的半成品墨水储存单元的出液口管路连通，而过滤器5的出液口与无机盐去除装置的进液口管路连通，无机盐去除装置的浓缩液出口、过滤液出口分别与下游的收集单元相应的进液口管路连通；

以及收集单元，包括浓液罐7、滤液罐8和成品墨水收集器9，浓液罐7的进液口与无机盐去除装置的浓缩液出口管路连通，浓液罐7的出液口与成品墨水收集器9的进液口管路连通，用于收集并存储成品墨水；滤液罐8的进液口与无机盐去除装置的过滤液出口管路连通，用于收集过滤单元产生的过滤液。

所述混合单元包括：

混拌设备1，用于初步混合各种原料；

以及均质机2，其进液口与所述混拌设备的出液口管路连通，用于优化半成品墨水中颗粒细度和分散度；

混拌设备1底部的出液口与均质机2的进液口之间的管路上设有第一控制阀81，均质机2与熟化机3之间的管路上设有用于控制管路启闭的第二控制阀82，用于控制相应管道的启闭。

混拌设备1包括:

搅拌罐，其顶部设有安装通孔以及进液口，用于容纳原料；

电机12，设置于所述搅拌罐外部，用于提供驱动力；

转轴13，其第一端和所述电机相关联，第二端通过搅拌罐的通孔伸入所述搅拌罐内；

以及搅拌叶14，设置于所述转轴的第二端，在电机驱动下对搅拌罐内的原料进行搅拌。

所述搅拌罐由罐体和拆卸式的顶盖组成，顶盖上设有用于平衡搅拌罐内外气压的第一通气管、用于供转轴贯穿的安装通孔以及用于进料的进液口。

所述半成品墨水储存单元为高位罐4，高位罐顶部设有用于平衡其内外气压的第二通气管和第二进料口，且高位罐顶部进液口与熟化机底部出液口之间的管路上设有第三控制阀83，高位罐4底部出液口与过滤器5之间的管路上设有第四控制阀84，用于控制相应管道的启闭。

所述无机盐去除装置为纳滤装置6，其中纳滤装置6中的过滤件由微孔陶瓷过滤管64和螺旋缠绕在微孔陶瓷过滤管64上的中空纤维纳滤膜65组成；过滤腔壳体内由上到下依次装有上封端结构67、中封端结构68和下封端结构69，微孔陶瓷过滤管64、以及中空纤维纳滤膜65的上端安装在上封端结构上，上封端结构在微孔陶瓷过滤管上端入口处留有开口用于进原液；中空纤维纳滤膜65的下端安装在中封端结构上，在相应安装处留有开口以便于过滤液流出；在中封端结构68与下封端结构69之间，微孔陶瓷过滤管的外围套设有不锈钢套，从而在中封端结构与下封端结构之间形成封闭的过滤液容腔；过滤腔壳体上端开设有原液入口61，下端开设有浓缩液出口62，在中封端结构与下封端结构69之间开设有过滤液出口63。

所述过滤器5上端出液口与纳滤装置6进液口之间通过管道相连通，且管路上设有用于控制管道开启和关闭的第五控制阀85。

所述浓液罐7下端的出液口与收集器9进液口管路连通，且管路上设有用于控制管道开启和关闭的六控制阀86。

还包括设于半成品墨水制备单元上游的原料储存罐10，所述原料储存罐10与混拌设备之间还设有用于将原料泵入混拌设备的进料泵11。

所述原料储存罐10顶部设有密封盖，密封盖上设有用于使原料储存罐中气压与外界环境保持一致的透气孔。

实施例2如图所示，在本实施方式中，该装置包括:用于初步混合各种原料以形成半成品墨水的混拌设备1；用于进一步优化半成品墨水中颗粒细度和分散度的均质机2；用于进一步熟化半成品墨水的熟化机3；用于作为临时存储罐的高位罐4；用于过滤半成品墨水中的杂质颗粒的过滤器5；去除半成品墨水中无机盐成分的纳滤装置6；分别储存染料与无机盐的浓液罐7和滤液罐8；以及用于存储成品墨水的收集器9；

混拌设备1、均质机2、熟化机3、高位罐4、过滤器5、纳滤装置6、浓液罐7和滤液罐8和收集器9依次相连。

原料储存罐10与混拌设备1之间设有进料泵11，用于将原料由原料储存罐10泵入混拌设备1，且原料从混拌设备1顶部的进料口进入到混拌设备内部；

混拌设备1底部与均质机2之间通过管道相连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第一控制阀81，用于控制半成品墨水由混拌设备1流向均质机2；

均质机2与熟化机3顶部之间通过管道连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第二控制阀82，作为半成品墨水由均质机2流向熟化机3通道的启闭开关，半成品墨水经进料口32流入熟化机3。

熟化机3与高位罐4顶部之间通过管道连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第三控制阀83和提升泵(图中未示出)，作为半成品墨水由熟化机3流向高位罐4通道的启闭开关，半成品墨水经进料口33流进高位罐4，提升泵将均质后的半成品墨水泵入高位罐4中；

高位罐4底部出液口与过滤器5进液口底部之间通过管道相连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第四控制阀84，作为控制半成品墨水由高位罐4流向过滤器5的启闭开关；

过滤器5上端的出液口与纳滤装置6的进液口之间通过管道相连通，且设有用于控制管道开启和关闭的第四控制阀85，作为过滤后的墨水出料量控制阀门。

纳滤装置6中的过滤件由微孔陶瓷过滤管64和螺旋缠绕在微孔陶瓷过滤管上64的中空纤维纳滤膜65组成，过滤件的数量可根据需要进行设置。过滤腔壳体内由上到下依次装有上封端结构67、中封端结构68、下封端结构69，微孔陶瓷过滤管64、以及中空纤维纳滤膜65的上端安装在上封端结构上，上封端结构在微孔陶瓷过滤管上端入口处留有开口用于进原液。中空纤维纳滤膜65的下端安装在中封端结构68上，在相应安装处留有开口以便于过滤液流出。在中封端结构68与下封端结构69之间，微孔陶瓷过滤管64的外围套设有不锈钢套66，从而在中封端结构68与下封端结构69之间形成封闭的过滤液容腔。过滤腔壳体上端开设有原液入口61，下端开设有浓缩液出口62，在中封端结构68与下封端结构69之间开设有过滤液出口63。

其中，原料储存罐10顶部设有密封盖(图中未示出)，密封盖与原料储存罐10管体之间可以为可拆卸式连接，也可以为半固定式连接，密封盖上设有一透气孔(图中未示出)，使得原料储存罐中气压与外界环境保持一致。

混拌设备1包括用于容纳原料的顶部具有通孔153的搅拌罐11，通过通孔153伸入搅拌罐11内的转轴13和设置于转轴13的第二端的两组搅拌叶14。

在本实施方式中，混拌设备1还包括具有用于平衡搅拌罐1内外气压的第一通气管151和第一进料口152的顶盖15，顶盖15为平面设计或曲面设计，与搅拌罐11罐体焊接固定，或为一体成型设计。

高位罐4包括位于其顶部的用于平衡其内外气压的第二通气管41和进料口42其顶部为封闭式设计，可以设计为平面，也可以设计为曲面，其中，高位罐4整体为一体成型设计，从熟化机3排出的半成品墨水经管道从出料口33进入高位罐4。

过滤器5上端设有出液口53，出液口53的所处水平面低于出液口43所处的水平面高度，其中，过滤器为管式过滤器。

实施例3根据本实用新型所述的用于数码印花活性墨水的生产系统进行的制备方法，包括以下步骤：

1)将制备喷绘墨水的各种原料在混拌设备中进行初步混合后，引入均质机内优化混合液的颗粒细度和分散度，获得半成品墨水a；

2)将半成品墨水a引入熟化机内，对半成品墨水a进行熟化，获得熟化后的半成品墨水b；

3)将半成品墨水b引入过滤器内，过滤去除半成品墨水b中的杂质颗粒，获得去杂质的半成品墨水c；

4)将半成品墨水c引入纳滤装置内，去除半成品墨水c中的无机盐成分，获得最终的成品墨水。

实施例4本实用新型所提供的喷绘墨水生产系统工作过程如下:

关闭第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第四控制阀84、第五控制阀85和第六控制阀86。开启进料泵11使生产所需原料泵入混拌设备1内，根据混拌设备1所能混拌量控制进料泵11的启动与停止；

混拌设备1中原料达到一定量时，暂停进料泵11，开启电机，带动转轴13和搅拌叶14转动，使各个原料在搅拌罐11内经过第一道搅拌工序，混合均匀后，关闭电机12，打开第一控制阀81，使混合均匀后的半成品墨水流向均质机2中；

根据均质机2每一批所能处理的墨水量，通过第一控制阀81调节进入均质机2的半成品墨水量，然后关闭第一控制阀81，启动均质机2，使半成品墨水细微化，以提高原料各个组分分散性；

待均质机2工作结束后，开启第二控制阀82，将均质机2内的半成品墨水泵入熟化机3中，对均质后的半成品墨水起熟化作用，确保成品墨水出品质量高；

待熟化机3工作结束后，开启第三控制阀83，将熟化机3内的半成品墨水泵入高位罐4中，对均质后的半成品墨水起静置缓冲作用，确保成品墨水出品质量高；

然后开启第四控制阀84，根据过滤器5每批所能处理的墨水量来决定第四控制阀84启闭时间，使得均质后静置的半成品墨水进入过滤器5内，以去除大颗粒沉淀物质，提高墨水成品的均匀度；

然后，开启第5控制阀85，使得过滤后清液，从第二出液口51流向特种膜纳滤装置6；

然后，将浓液罐7的墨水流入成品收集容器9.

成品收集容器9可以直接连接灌装系统，最终以所需要求进行包装出厂。

其中，本实用新型所提供的喷绘墨水生产系统按上述步骤工作过程中，每个步骤均可单独连续进行，比如，当第一批原料已经由均质机进入高位罐在高位罐准备进行下一步骤时，此时，可以将第二批原料开始投入混拌设备中进行第二批的生产，由此可以适用于墨水的连续性生产。

在实际需求中，如果要求得到质量更高的墨水产品，也可将两组或以上的本装置串联使用。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。