散纤维的冷轧堆染色工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及散纤维冷乳堆染色工艺，属于散纤维染色技术领域。
【背景技术】
[0002] 散纤维通常是采用染缸染色，通过添加促染剂等助剂可很快的进行散纤维上染， 但染色过程需要用到大量的食盐或元明粉等促染剂，增加了染色成本和后续水洗成本，加 工过程中需要采用额外电源提供大量的蒸汽量，浴比大、助剂多、成本高、耗能大，水用量 高;冷乳堆染色主要包括浸渍、堆置固色和水洗三个阶段，织物在低温下浸染染液，再进行 打卷堆置，堆置一定时间并缓慢转动，使之完成染料的吸附、扩散和固色过程，最后水洗完 成上染，这种染色方式仅需要添加少量的碱液即可，避免了上染过程中促染剂多、水消耗量 大等缺陷，成本和能耗都可以降低很多，但基于常规的认知以及冷乳堆染色的技术现状，冷 乳堆染色仅适用于连续结构织物或面料因而冷乳堆染色仅适用于织物或面料这种连续结 构材料的染色，非连续状态的散纤维在堆置过程不能够实现打卷堆置，因而冷乳堆染色不 适用于散纤维染色。
[0003] 专利CN103774363A公开了一种散纤维冷乳堆染色工艺，该工艺包括浸榨、旋转式 冷堆、加压榨水和后处理，将散纤维采用二浸一榨方式浸榨后，再进行旋转式冷堆，旋转式 冷堆完毕后进行加压榨水，将散纤维或散纤维饼中的水分和染料挤出后，送入烘干等后处 理。虽然该工艺冷乳堆染色工艺应用于散纤维染色，但其浸榨工艺过程复杂，用水量较大， 工艺成本高，同时染料与散纤维结合并不理想，上染率低，染色后的散纤维经多次水洗后易 褪色。
【发明内容】
[0004] 针对上述所述的现有技术中浸榨工艺过程复杂，用水量较大，工艺成本高，同时染 料与散纤维结合并不理想，上染率低，染色后的散纤维经多次水洗后易褪色等问题，本发明 提供一种散纤维冷乳堆染色工艺，其将超声染色工艺与冷堆工艺相结合，节约成本，同时提 高了散纤维的上染率
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0006] 散纤维冷乳堆染色工艺，包括超声波染色、旋转式冷堆、加压榨水和后处理，
[0007] (1)超声波染色:将配置好的染料放入超声波染色器中升温，开启超声波然后加入 羧基化碳纳米球和匀染剂并搅拌，放入散纤维进行染色；
[0008] (2)旋转式冷堆:将超声波染色后的散纤维以水平状态放置，并在密封环境中进行 旋转式冷堆，转速为5_15r/min，冷堆温度为室温(20-25°C)，冷堆处理时间为10-12小时；
[0009] (3)加压榨水:散纤维经步骤(2)处理后，在压榨压力l-3kg/cm2条件下进行加压榨 水，当散纤维或散纤维饼中无液体流出时，转入到后处理工序中；
[0010] (4)后处理:将步骤(3)中无液体流出的散纤维转入后处理工序中，进行水洗、烘干 等后处理。
[0011]其中，上述技术方案中：
[0012] 步骤（1)中超声波染色器升温至60~70°C，例如60°C、61°C、62°C、63°C、64°C、65 cC、66°C、67°C、68°C、69°C 或 7(TC 等。
[0013] 步骤（I)中超声波的频率为30~40Hz，例如30Hz、31Hz、32Hz、33Hz、34Hz、35Hz、 36Hz、37Hz、38Hz、39Hz 或 40Hz 等。
[0014] 步骤（I)中开启超声波后以0.5°C/min的方式升温至90~100°C，例如90°C、91°C、 92Γ、93°C、94°C、95°C、96°C、97°C、98°C、99°C或 10(TC等。
[0015] 所述步骤(1)中羧基化碳纳米球与染料的质量比为0.005~0.01:1，例如0.005:1、 0 · 006:1、0 · 007:1、0 · 008:1、0 · 009:1 或0 · 01:1等。
[0016] 所述步骤（1)中匀染剂与染料的质量比为0.03~0.06:1，例如0.03:1、0.04:1、 0.05:1 或 0.06:1 等。
[0017]所述步骤（1)中搅拌速率为20~40r/s，例如20r/s、23r/s、25r/s、27r/s、30r/s、 33r/s、35r/s、37r/s 或 40r/s 等。
[0018] 所述步骤（I)中加入羧基化碳纳米球和勾染剂并搅拌40~60min，例如40min、 42min、44min、46min、48min、50min、52min、54min、56min、58mini^60mir^〇
[0019] 所述步骤⑴中染色时间为3~4h，例如3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8hS4l·^。
[0020] 由于超声波的声空化作用，配合温度的控制，散纤维可以保持较小颗粒，不会破坏 其分散性。同时利用羧基化的碳纳米球与染料的物理吸附与氢键结合等性能，以及羧基化 的碳纳米球的活性基团的化学作用提高染料与散纤维的结合度，从而增加染料的上染率， 提高染料的耐水洗、皂洗、汗洗、碱洗等的坚牢度。步骤(2)中，旋转式冷堆过程中，在染液的 自身重力作用下，水平放置的散纤维中的染液会向竖直向下的方向流动，低速旋转可确保 染液在散纤维中分布均匀，避免固定在一个位置时染液分布不匀引起的上染不匀的现象， 同时，为避免染液的流出散纤维，散纤维的旋转式冷堆是在密封环境中进行的，作为一种比 较经济、便捷的方式，可在散纤维外覆盖一层密封膜如保鲜膜、薄膜，薄膜包裹在散纤维外 形成密封环境，将散纤维以及其中的染液封闭在一起，避免染液的外泄。
[0021] 其中，所述的旋转式冷堆是在可旋转式冷堆机上进行的，该可旋转式冷堆机包括 机架和底盘，底盘通过横轴活动安装于机架上，底盘通过横轴在机架上左右摆动，将底盘由 水平状态转为竖直状态或将底盘由竖直状态转为水平状态;底盘周边设置有若干个用于固 定染笼的侧轴，染笼通过侧轴绕底盘旋转，底盘带动固定其上的染笼以及染笼中的散纤维 向一侧偏移，同时通过侧轴带动底盘旋转。
[0022] 步骤(3)中，所述的加压榨水是在榨水装置上进行的，榨水装置包括基座、筒状缸 体和顶板，筒状缸体安装在基座上，筒状缸体上设置有漏孔，顶板与筒状缸体活动连接，顶 板上方与压力组件相连，动力组件驱动顶板在筒状缸体内做活塞运动，以实现对筒状缸体 内散纤维中水分的压榨挤出。散纤维放置于筒状缸体内，在动力组件的作用下，顶板向下移 动，并挤压顶板与筒状缸体之间的散纤维，在外力作用下，散纤维中的水分被挤出，并经筒 状缸体上设置的漏孔流出，待散纤维中的水分榨干后，动力组件带动顶板向上移动，并将顶 板从筒状缸体中移出，完全脱除水分的散纤维送入后处理工序中，由于大部分的水分和染 料已经从散纤维中被榨出，带入后处理的仅为极少量的水分和染料，因而减轻了后处理过 程中水洗难度，用水量和水洗时间大大减少。
[0023]其中，所述的筒状缸体的底部和侧壁上均设置有漏孔，漏孔的孔径为2_3mm，开孔 率50-70% (每cm2筒状缸体的体壁上，漏孔的面积占50-70% )。
[0024]所述的动力组件包括压块、横梁、动力源和立柱，压块位于顶板与横梁之间，横梁 活动套装在立柱上，动力源驱动横梁沿立柱上下移动或旋转运动，以实现将压块或压块与 顶板的移动。作为优选，所述的动力源为气缸、油缸或电动。
[0025] 所述的筒状缸体下方设置有集液槽，用于收集和排空漏孔中流出的水分。
[0026] 所述的集液槽设置有排液口，排液口处设置有滤网，防止纤维阻塞排液口。
[0027] 所述的筒状缸体内壁上设置有布水孔，布水孔与清水管相连通，用于榨水后清洗 筒状缸体。
[0028] 本发明适用于散纤维的冷乳堆染色工艺的流程为超声波染色-旋转式冷堆-加 压榨水-后处理，采用该工艺流程的有益效果如下：
[0029] 1.由于超声波的声空化作用，配合温度的控制，散纤维可以保持较小颗粒，不会破 坏其分散性，同时该工艺过程简单，节约用水和成本。2、利用羧基化的碳纳米球与染料的物 理吸附与氢键结合等性能，以及羧基化的碳纳米球的活性基团的化学作用提高染料与散纤 维的结合度，从而增加染料的上染率，使上染率达到了95%以上，同时提高了染料的耐水 洗、皂洗、汗洗、碱洗等的坚牢度，经过染色后的散纤维经50次反复水洗后其上染率仍高达 93%以上。
[0030] 2.浸榨后的散纤维在密封环境下进行旋转式冷堆，可以确保冷堆过程染料上染均 匀。冷堆过程中，由于散纤维中的染液会向下流动，为避免染液集中在散纤维下方，同时也 避免染液流出散纤维外，低速旋转确保了染液在散纤维中分布均匀，克服了固定冷堆方式 染液分布不匀引起的上染不匀的现象，而薄膜包裹在散纤维外层，为散纤维形成一个密封 环境，将散纤维以及其中的染液封闭在一起，避免染液的外泄和浪费。
[0031] 3.榨水采用挤压方式进行，可以充分、快速将水分和染液从散纤维中挤出，由于大 部分的水分和染料已经从散纤维中被榨出，避免染液和水分带入到后处理工序中，因而减 轻了后处理过程的工作强度，水洗难度降低了，用水量降低至常规染缸染色的1/8,水洗时 间也得到缩短。
[0032] 通过上述特殊方式的超声波染色、旋转式冷堆和加压榨水，克服了非连续状态散 纤维无法采用冷乳堆技术染色的难题，直接对原料散纤维进行染色，染色后的散纤维再进 行织造，与常规的染缸上染方式相比，上染更均匀，且上染过程中无需添加助染剂，也不用 提供额外的热源进行加热，加工工序得到简化，后处理中的水洗、烘干强度降低，用水量、能 耗和生产成本大大降低。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的工艺流程示意图；
[0034] 图2为本发明可旋转式冷堆机的结构示意图；