专利名称：超声波辅助的染色分散装置及其染色方法
技术领域：
本发明涉及超声波辅助的染色分散装置，及其装置安装后的染色机上涤纶织物的染色方法，属于纺织染色技术领域。
背景技术：
为了进一步提高产品质量，提高工作效率，节省能源，降低染整加工所帯来的环境污染问题，纺织工作者们尝试了许多新的加工技术在染整加工中的应用，如用微波、超声波、无线电波、红外线加热等技术，其中超声波已成功应用于退浆、煮练、漂白、染色、后整理与洗涤エ序中。其是因超声波在传播过程中，弾性介质中粒子产生振动并沿传播方向传递能量，从而产生机械效应、热效应和声空化现象。这些现象应用在超声波染色过程中，主要体现在三个方面1、分散作用超声波不但能使染液中的染料颗粒聚集体解聚，而且还可把染料 分散于染浴中，将染料颗粒击碎，获得粒度为Iym以下的分散液，促进了染料对纤维的上染；2、脱气作用超声波的空化作用，可使纤维毛细管或织物经纬交织点中所溶解或滞留空气的排除，从而有利于染料与纤维的接触，加速了纤维对染料的吸收；3、扩散作用超声波染色的空化作用，可以穿透覆盖纤维的隔离层，促进染料向纤维内部的扩散；此外，超声波可以提高分散染料的水溶性和难溶性染料在染浴中的溶解度。研究表明，将超声波应用于染色中，具有许多优势，如可減少加工时间，降低染料等化学品的消耗，減少能量损耗，改进产品质量等，因而超声波在染色中已有不少应用。专利CN 101736614 A涉及ー种羊毛低温染色的方法，据称该发明为低温染色，染浴无需外加热能，可以不用或少用助剂，有利于环保，但染色羊毛的皂洗牢度和磨擦牢度较低。专利CN 2782735 Y公开了ー种超声波染色机，为改装过的高温高压筒子纱染色机，据称该染色机，可用于多种纺织纤维和织物的加工，特别是蛹蛋白复合纤维和织物的染色，具有高速、高效、低能耗和低污染的特色，从而为彻底解决蛹蛋白复合纤维与织物的染色疵病，提供了有效而可靠的设备。但这种染色机，将超声波换能器震子及震动板焊接，并镶嵌在高压染缸上，故此超声波发生器能量消耗大，超声效率低。专利CN 201121253 Y公开了ー种超声波染色机，也为改装过的高温高压筒子纱染色机，染色机包括主缸、副缸、主泵、循环管、カロ料泵、换热器、纱盘、纱柱、缸盖，可解决现有染色机存在的染色时间长、能耗高、排污量大等不足。但该超声波染色机在循环管道上设置超声波振子，超声波振子采用法兰与换热器直接连接，这样管道振动频率高，换热器等设备的运转可靠性存在隐患，附近管路也易出现跑冒、滴漏现象。分散染料是ー类较小分子，结构上不带水溶性基团的染料，色谱全，现已广泛应用于上染聚酯和醋酸纤维等合成纤维。分散染料染色时，在水中主要以细微颗粒形式分散于染浴中，染料之间极易团聚，形成染料聚集体，致使染色时常会产生各种形式的染斑和色点等染疵。因而在染色过程中，分散染料要依靠大量的分散剂，才能形成稳定的、细颗粒的染液，但对于较易团聚的分散染料，在染色时很难染出均匀、细腻的色泽，往往出现染斑和色点等染疵。
发明内容
针对上述染色问题，本发明目的是提供一种超声波辅助的染色分散装置和染色エ艺，以解决分散染料的分散难、易团聚，及对涤纶纤维染色不佳等问题。同时，又对超声波发生器的安装方式加以改迸。结合本发明予以说明后面所述的图1，及相应之技术方案超声波辅助的染色分散装置，其用于染色机Al，通过管路连接泵A3，再通过管路连接ー个装有超声波发生器的染色分散装置A2，所述的织物染色机是高温、高压染色机，包括喷射染色机和溢流染色机。其运作过程可描述如下泵A3是作为染色机的动カ来源，兼作染色分散装置A2的动カ来源。泵A3和染色分散装置A2安装位置一般在染色机Al的出水端，也可以安装在染色机Al的进水端。 超声波辅助的染色分散装置，其进、出水ロ用橡胶管与染色机中的管路循环连接，染色分散装置的内径与循环管路口径相匹配。而上述超声波辅助的染色分散装置中，其超声波发生器中超声振子的作用方式为超声波必须在泵A3启动期间才能启动，在停止运转泵A3前30秒停止，从而保证超声波作用时，染液处于全充满状，且超声波功率和频率可调。在该超声波辅助染色分散装置中，其涤纶织物的染色方法，步骤如下
(1)将涤纶织物置于染色浴中，按照浴比为1:4 20的重量比加水后，加入织物重量O. 5 3. 0%的去油净洗剤、O. 5 3. 0%的纯碱，升温到70 95°C，保温20 40min ；
(2)加入分散染料和醋酸，以2 4°C/min的速率升温到50 80°C后，运转10 20min ；
分散染料的加入量根据配色需要确定，以被染织物重量计，优选的加入量为大于O至5%间变化。醋酸加入量为涤纶织物重量的O. 5 2% ；
(3)以I 2°C/min的速率，升温到100 130°C，染浅中色时，温度为100 120°C ；染中深色或深色时，温度为120 130°C，运转30 60min。染色过程中，超声波发生器的超声波频率为20 60kHz，超声波强度为O. 8 I. 2W/cm2。(4)以2 4°C /min的速率下降到80 90°C后放水，然后清水洗涤；
染后涤纶织物，要进行处理去除浮色，对于浅中色样品，按浴比1:5 25加水，加入涤纶织物重量O I. 0%的皂洗剂，升温到70 85°C，运转20 40min，清水洗涤；对于深色样品，按浴比1:15 30加水，加入织物重量I. O 3. 0%的皂洗剤，升温到80 95°C，运转30 50min,清水洗漆；
上述超声波辅助的染色分散装置，染色设备改造容易，因该装置的进、出水ロ用橡胶管与染色机中的管路连接，其内径与循环管路口径相匹配，使该装置产生的超声波直接作用于染液，能量损失小，且振动轻，利于设备的可靠运转；同时，超声波辅助的染色分散装置中染色可进ー步提高分散染料的上染率，減少排污量，而且染色后织物的顔色细腻，色泽鲜艳度、均匀性和色牢度好。本发明叙述所涉若干专业名称，或使用染色添加剂的商品名，为便于阅读，说明如下陈关龙《染色标准深度色卡》一文中，对“浅中色”、“中深色”有明确的定义，可參照查阅。皂洗剂可选聚丙烯酸钠盐或改性磷酸酯，有市售产品(如北京洁尔爽高科技有限公司和汽巴公司的皂片)；
去油净洗剂可选脂肪醇聚氧こ烯醚、聚氧こ烯酚醚或烷基酚聚氧こ烯醚，有市售产品(如山东世龙化工有限公司的牌号为特效去油纱剂LD-22的产品)。
图1，装有超声波辅助的染色分散装置染色机的管路示意图，其中A1—染色机，A2—超声波辅助的染色分散装置，A3—泵。
具体实施方式
实施例I :涤纶试样染深红色过程如下
依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤1)染前处理将被染的涤纶织物按浴比1:8加水后，特效去油纱剂LD-22加入量为O. 5%，纯碱O. 5%，升温到80°C，保温30min。将染前处理后的织物以浴比1:6加水后，加入Terasil Navy Blue GRL-C (分散蓝79) O. 5%，分散红E-4B (分散红60) 4. 5%，醋酸加入量为2. 0%,以3°C /min升温到65°C后，运转lOmin，随后，以I. 5°C /min升温到130°C，在运转60min之后，以3°C /min下降到90°C后，放水，清水洗2次；2)染色超声波发生器的超声波频率为55kHz，超声波强度为I. 2ff/cm2 ；3)染后处理染后织物进行染后处理去除浮色，按浴比1:8加水，加入皂片3. 0%，升温到90°C，运转50min之后,清水洗5次,最后干燥被染织物。染后织物检测參照徐穆卿《印染试化验》一文、及中国国家标准(或简称-国标，下同)GB/T 3920 - 1997、GB/T 3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3- 2001等规定的方法进行检测，其结果为织物的染料上染率96%，织物颜色细腻，色泽鲜艳、均匀，磨擦牢度、皂洗牢度、汗溃牢度均在4级以上。实施例2 :涤纶试样染浅红色方法如下
染色过程包括依次进行染前处理、染色、染后处理等步骤。I)染前处理将涤纶织物按浴比1:8加水后，加入特效去油纱剂LD-22，加入量为织物重量的3. 0%，纯碱3. O %，升温到90°C，保温40min，将染前处理后的织物以浴比1:6加水后，加入织物重量O. 1%的分散红E-4B(分散红60)，醋酸加入量为织物重量的O. 7%，以2°C /min升温到60°C后，运转20min ；随后，以I. 50C /min升温到110°C，在运转30min之后，以3°C /min下降到90°C后放水，清水洗2次；2)染色超声波发生器的超声波频率为25kHz，超声波强度为O. 8ff/cm2 ；3)染后处理染后织物用热水洗涤去除浮色，按浴比1:10加水，升温到85°C，运转30min之后，清水洗2次，最后干燥被染织物。染后织物检测參照徐穆卿《印染试化验》一文、及国标GB/T 3920 一 1997、GB/T3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等规定的方法进行检测，其结果为织物的染料上染率99. 5%，织物颜色细腻，色泽鲜艳、均匀，磨擦牢度、皂洗牢度、汗溃牢度均在4级以上。实施例3 :用下列方法将涤纶试样染黄色
整个染色过程依次包括，进行染前处理、染色、染后处理等步骤。I)染前处理将织物按浴比1:8加水后，特效去油纱剂LD-22加入量为2. 0%，纯碱I. 5%，升温到85°C，保温30min，将染前处理后的纤维以浴比1:7加水后，加入分散金黄E-3RL (分散黄23) 1%，醋酸加入量为I. 0%，以3°C /min升温到60°C后，运转15min，随后，以I. 5°C /min升温到120°C，在运转50min之后，以3°C /min下降到90°C后，放水，清水洗2次；2)染色超声波发生器的超声波频率为35kHz，超声波强度为I. Off/cm2 ；3)染后处理染后织物要进行染后处理，去除浮色，按浴比1:10加水，加入皂片O. 5%，升温到80°C，运转30min之后，清水洗3次，最后干燥被染织物。染后织物检测參照徐穆卿《印染试化验》一文及国标GB/T 3920 一 1997、GB/T3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等规定的方法进行检测，其结果为织物的染料上染率98. 5%，织物颜色细腻，色泽鲜艳、均匀，磨擦牢度、皂洗牢度、汗溃牢度均在4级以上。实施例4 :纤维试样染中红色采用下列方法 染色过程为染前处理、染色、染后处理等步骤1)染前处理将涤纶织物按浴比1:8加水后，特效去油纱剂LD-22加入量为I. 0%，纯碱I. 0%，升温到85°C，保温30min。将染前处理后的织物以浴比1:6加水后，加入分散红E-4B (分散红60)2. 5%，醋酸加入量为2. 0%，以30C /min升温到60°C后，运转15min，随后，以I. 5°C/min升温到125°C，在运转60min之后，以3°C/min下降到90°C后放水，清水洗2次；2)染色超声波发生器的超声波频率为40kHz，超声波强度为I. Off/cm2 ；3)染后处理染后织物要进行染后处理，去除浮色，按浴比1:10加水，加入皂片I. 5%,升温到85°C,运转40min之后,清水洗4次，最后干燥被染织物。染后织物检测參照徐穆卿《印染试化验》一文及国标GB/T 3920 一 1997、GB/T 3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等规定的方法进行检测，其结果为织物的染料上染率98%，织物颜色细腻，色泽鲜艳、均匀，磨擦牢度、皂洗牢度、汗溃牢度均在4级以上。上面通过具体实施例，对本发明作了进ー步的描述，但不能认为，本发明仅限于这些实施方式，凡涉及或延伸与本发明中所述设备、改进、エ艺參数、染色条件等等相似工作，均属此发明的保护范畴。
权利要求
1.一种超声波辅助的染色分散装置，其特征是该染色分散装置将用于织物染色机Al，通过管路连接泵A3，再通过管路连接ー个装有超声波发生器的染色分散装置A2，所述的织物染色机是高温高压染色机，包括喷射染色机和溢流染色机。
2.根据权利要求I所述的超声波辅助的染色分散装置，其特征是该辅助装置的进、出水口用橡胶管与染色机中的循环管路连接，染色分散装置的内径与循环管路口径相匹配；另，其分散装置中，超声波发生器中超声振子的作用方式为超声波必须在泵A3启动期间才能启动，在停止运转泵A3前30秒停止，从而保证超声波作用吋，染液处于全充满状，且超声波功率和频率可调。
3.一种安装超声波辅助的染色分散装置的染色机中涤纶织物的染色方法，其特征是包括エ艺步骤如下 (1)将涤纶织物置于染色浴中，按照浴比为1:4 20的重量比加水后，加入织物重量O.5 3. 0%的去油净洗剤、O. 5 3. 0%的纯碱，升温到70 95°C，保温20 40min ； (2)加入分散染料和醋酸，以2 4°C/min的速率升温到50 80°C后运转10 20min ；分散染料的加入量根据配色需要确定，醋酸加入量为涤纶织物重量的O. 5 2% ； (3)以I 2°C/min的速率升温到100 130°C，运转20 60min ； (4)以2 4°C/min的速率下降到80 90°C后放水，清水洗涤。
4.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在干，以被染织物的重量计，分散染料的加入量为大于O至5%间变化。
5.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在干，织物在染色过程中，超声波发生器的超声波频率为20 60kHz，超声波强度为O. 8 I. 2W/cm2。
6.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在于，步骤(3)染浅中色时，温度为100 120°C。
7.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在于，步骤(3)染中深色时，温度为120 130°C。
8.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在干，染后织物进行处理去除浮色，对于浅中色样品，按浴比1:5 25加水，加入涤纶织物重量O I. 0%的皂洗剤，升温到70 85°C，运转20 40min，清水洗涤。
9.根据权利要求3所述的涤纶织物的染色方法，其特征在于，染后织物进行处理去除浮色，对于深色样品，按浴比1:15 30加水，加入织物重量I. O 3. 0%的皂洗剤，升温到80 95°C，运转30 50min，清水洗涤。
全文摘要
本发明涉及一种超声波辅助的染色分散装置及其相关涤纶织物的染色方法，属于纺织染色技术领域。本技术的关键是改进了的超声波辅助装置，以及与该装置相关的染色方法。此超声波染色分散装置，连接在普通高温、高压染色机的循环管路中，其包括有一超声波发生器，安装在染色机的循环管路内，以解决分散染料的分散难、易团聚，及对涤纶纤维染色不佳等问题；本发明也涉及安装此种装置染色机中涤纶织物的染色方法，并提供与此相关染色工艺，即涤纶纤维依次进行染前处理、染色、染后处理等。与以往技术相比，该装置安装简单，在普通织物染色机中，对分散染料进行超声分散，提高了分散染料的上染率，染后织物颜色细腻，色泽鲜艳度、均匀性和色牢度好。
文档编号D06P3/54GK102691189SQ201210186508
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者俞成丙, 戚文迎, 殷雯青, 芮英宇, 陈赛赛 申请人:上海大学