织物处理装置及织物的染色方法
【专利摘要】本发明公开了一种织物处理装置及织物的染色方法。该织物处理装置包括放卷装置、振动装置和收卷装置；振动装置沿织物运行路径位于放卷装置之后，用以振动织物；收卷装置沿织物运行路径位于振动装置之后。在对结晶型纤维织物进行染色处理之前，利用该织物处理装置中的振动装置，能够对织物进行振动处理。这就能够在组成织物的纤维的非晶区中形成较多的微孔隙。在后期的染色过程中，这些微孔隙有利于促使染料分子向纤维的内部扩散，从而提高织物的上染率和染色深度。另外，相比于其他化学处理方法而言，采用上述织物处理装置，利用物理方式提高结晶型纤维织物的染色效果，操作简单且无污染。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及织物加工领域，具体而言，涉及一种织物处理装置及织物的染色方法。 织物处理装置及织物的染色方法
【背景技术】
[0002] 对位芳纶纤维（聚对苯二甲酰对苯二胺纤维），也称芳纶1414,是一种高强度、高 模量、耐高温且具有阻燃特性的高性能纤维。其在防弹衣、阻燃防护服、航空航天、轮胎骨 架、传送带等方面有着广泛地应用。特别地，为了通过不同的颜色满足警示、美观的需求，市 场上对有色对位芳纶纤维织物有较大的需求。
[0003] 然而，对位芳纶纤维本身呈金黄色，对其织物染色非常困难。这是因为，纤维中的 大分子结构具有高度的规整性和对称性，分子链之间有很强的氢键作用，玻璃化温度高达 270°C，远超一般的染色温度。在正常染色条件下，染料分子很难进入纤维内部，导致难以对 对位芳纶纤维织物进行染色。
[0004] 目前主要通过原液着色的方法对对位芳纶纤维织物进行上色。但原液着色对染料 或颜料的要求较高，技术难度大，而且颜色变换不灵活，只能满足大批量单一颜色产品的生 产需求。国内外学者对对位芳纶的染色工艺也进行了大量研究，期望通过表面改性、酸碱处 理、超声波处理和等离子体处理等方式提高对位芳纶纤维织物的染色性能，或者使用高温 高压载体染色法进行染色，但这些处理方法均存在效果不明显或者环境污染严重的问题。
[0005] 此外，还有一些其他的类似于对位芳纶纤维这样的结晶型纤维形成的织物具有染 色困难的缺陷。在此基础上，急需一种操作简单、无污染的改善这些纤维织物染色性能的方 法。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在提供一种织物处理装置及织物的染色方法，以解决现有技术中结晶型 纤维纺织而成的织物不易染色的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种织物处理装置，其包括： 放卷装置；振动装置，沿织物运行路径位于放卷装置之后，用以振动织物；收卷装置，沿织 物运行路径位于振动装置之后。
[0008] 进一步地，上述振动装置包括至少一个振动器，振动器的振动方向垂直于织物运 行路径用以振动织物。
[0009] 进一步地，上述振动器为振动棒或振动板。
[0010] 进一步地，上述振动装置还包括至少一个接触件，接触件用于与经振动器振动的 织物发生碰撞。
[0011] 进一步地，上述振动装置包括对称地设置在织物运行路径上下两侧的两组接触 件。
[0012] 进一步地，上述接触件为接触板或接触棒。
[0013] 进一步地，上述振动装置包括设置在织物运行线路同一侧的两个振动器，且各接 触件分别设置在两个振动器的中间。
[0014] 进一步地，上述织物处理装置还包括：前压辊，沿织物运行路径位于放卷装置和振 动装置之间；和/或后压辊，沿织物运行路径位于振动装置和收卷装置之间；其中，前压辊 和后压辊分别包括两个可旋转的辊轮，使织物从前压辊的两个辊轮之间和后压辊的两个辊 轮之间通过。
[0015] 进一步地，上述前压辊中的两个辊轮轴线平行设置，且两个辊轮为胶辊或金属辊； 后压辊中的两个辊轮轴线平行设置，且两个辊轮为胶辊或金属辊。
[0016] 进一步地，上述织物处理装置还包括位于放卷装置和前压辊之间的用于浸湿织物 的给液装置。
[0017] 进一步地，上述给液装置为浸轧给液装置或喷雾给液装置。
[0018] 根据本发明的另一方面，提供了一种织物的染色方法，包括对织物进行预处理的 步骤，其是采用上述织物处理装置对织物进行预处理。
[0019] 进一步地，采用织物处理装置对织物进行预处理的步骤中，织物处理装置中振动 器的振动频率为1?28kHz。
[0020] 进一步地，采用织物处理装置对织物进行预处理的步骤中，织物处理装置中前压 辊的压力为〇· 1?2MPa，后压辊的压力为0· 1?2MPa。
[0021] 进一步地，采用织物处理装置对织物进行预处理的步骤中，采用给液装置浸湿织 物，以使织物中的带液量达到10?120wt%。
[0022] 进一步地，织物采用结晶型纤维纺织而成。
[0023] 进一步地，结晶型纤维为对位芳纶纤维。
[0024] 应用本发明的织物处理装置及织物的染色方法，在对结晶型纤维织物进行染色处 理之前，利用上述织物处理装置中的振动装置，能够对织物进行振动处理。这就能够在组成 织物的纤维中强度较低的非晶区中形成较多的微孔隙。在后期的染色过程中，这些微孔隙 有利于促使染料分子向纤维的内部扩散，从而提高织物的上染率和染色深度。另外，相比于 其他化学处理方法而言，采用本发明上述的织物处理装置，利用物理方式提高结晶型纤维 织物的染色效果，操作简单且无污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0026] 图1示出了根据本发明一种实施方式中的织物处理装置；以及
[0027] 图2示出了根据本发明另一种实施方式中的织物处理装置。
【具体实施方式】
[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029] 正如【背景技术】部分所介绍的，在对对位芳纶纤维织物进行染色时，存在染色困难 的问题。为了解决这一问题，本发明发明人提供了一种织物处理装置，如图1所示，其包括 放卷装置100、振动装置200及收卷装置；其中，按照织物运行路径，振动装置200放卷装置 100之后用以振动织物，收卷装置300位于振动装置200之后。
[0030] 很多结晶型纤维，特别是对位芳纶纤维，是结晶度高、取向度高的高强度纤维。在 对这种纤维织成的织物进行染色处理之前，利用上述织物处理装置中的振动装置200,能够 对织物进行振动处理。这就能够在组成该织物的纤维中强度较低的非晶区中形成较多的微 孔隙。在后期的染色过程中，这些微孔隙有利于促使染料分子向该织物的纤维的内部扩散， 从而提高织物的上染率和染色深度。另外，相比于其他化学处理方法而言，采用本发明上述 的织物处理装置，利用物理方式提高结晶型纤维织物的染色效果，操作简单且无污染。
[0031] 本发明的上述织物处理装置中，采用的振动装置200可以是任意的振动装置，只 要其能够对织物进行振动处理即可。在一种优选的实施方式中，上述振动装置200包括至 少一个振动器210,其振动方向垂直于织物运行路径用以振动织物。在对位芳纶织物由放卷 装置100向收卷装置300的运行过程中，令振动器210的振动方向垂直于织物的运行方向， 有利于使织物在连续运行的过程中得到有效的振动处理。此外，任意的振动器都能够当作 上述振动器210使用，综合考虑振动效果和生产成本，优选上述振动器210为振动棒或振动 板。
[0032] 本发明的上述织物处理装置，只要采用至少一个振动器210对结晶型纤维织物进 行振动处理，就能够在组成织物的纤维中的非晶区部分形成一定数量的微孔隙，进而提高 后期染色过程中的上染率。一种优选的实施方式中，上述振动装置200还包括至少一个接 触件220,该接触件220用于与经振动器210振动的织物发生碰撞。在织物振动的过程中， 利用设置在织物上下两侧的接触板或接触棒与振动的织物发生碰撞，能够进一步提高组成 该织物的纤维中微孔隙的数量，从而进一步改善对位芳纶纤维织物的染色效果。同时，各接 触件220的设置位置可以是能够与振动的织物发生碰撞的任意位置。一种优选的实施方式 中，振动装置200包括对称地设置在织物运行线路上下两侧的两组接触件220。除此之外， 该接触件220可以为接触板或接触棒。
[0033] 本发明的上述织物处理装置，同时利用振动装置200中的振动器210和接触件 220,就能使结晶型纤维织物中纤维的非晶区中形成较多的微孔隙。在一种优选的实施方式 中，上述振动装置200包括设置在织物运行路线同一侧的两个振动器210,且各接触件220 分别设置在两个振动器210的中间。更优选将各接触件220等间距设置。上述设置有利于 使织物的不同位置受到类似程度的振动、碰撞处理，提高组成织物的纤维中微孔隙分布的 均一性。从而提高结晶型纤维织物染色的均一性，改善染色效果。
[0034] 本发明的上述织物处理装置中，利用放卷装置100和收卷装置300,就能够使织物 在较为绷紧的状态下进行振动、碰撞处理，从而使其非晶区处形成较多的微孔隙。在一种优 选的实施方式中，如图2所示，上述织物处理装置还包括前压辊400和/或后压辊500 ;沿 织物运行路径，前压辊400位于放卷装置100和振动装置200之间，后压辊500位于振动装 置200和收卷装置300之间；其中，前压辊400和后压辊500分别包括两个可旋转的辊轮， 使织物从前压辊400的两个辊轮之间，及后压辊500的两个辊轮之间通过。分别调节前压 辊400的两个辊轮和后压辊500的两个辊轮之间的压力，能够使织物在运行的过程中呈现 不同程度的绷紧状态。也即，在前压辊400和后压辊500不同的压力状态下，织物中的纤维 具有不同的张力。在不同的张力下对织物进行振动、碰撞处理，组成该织物的纤维中形成的 微孔隙的数量也会发生相应变化。在此基础上，通过前压辊400和后压辊500也能够控制 织物后期的染色性能。
[0035] 本发明的上述织物处理装置中，任意类型的辊轮都能够当作前压辊400和后压辊 500中的辊轮使用。在一种优选的实施方式中，前压辊400中的两个辊轮轴向平行设置，且 两个辊轮为胶辊或金属辊；后压辊500中的两个辊轮轴向平行设置，且两个辊轮为胶辊或 金属辊。优选一对辊轮中至少一个为胶辊。胶辊的表面摩擦系数较高，织物从辊间通过时 不容易打滑，从而有利于提高织物中纤维的张力，改善振动、碰撞处理的效果。出于相同的 目的，当采用金属辊轮时，优选金属辊表面具有纹痕，以提高其表面的摩擦系数。
[0036] 本发明的上述织物处理装置中，织物由放卷装置100被牵出后，直接进入前压辊 400及振动装置200进行振动处理即可。在一种优选的实施方式中，上述织物处理装置还 包括位于放卷装置100和前压辊400之间的用于浸湿织物的给液装置600。利于该给液装 置600对织物进行浸湿后，能够在织物中渗入一定量的液体。在振动、碰撞处理的过程中， 这些携带的液体能够加快微孔隙的形成速度。从而有利于进一步提高组成织物的纤维中微 孔隙的含量，并且加快织物的处理速度，提高生产效率。本领域技术人员有能力选择上述给 液装置600的具体给液方式，比如，给液方式包括但不限于浸轧给液或喷雾给液，采用的液 体可以是任意的液体，比如可以是水。
[0037] 另外，本发明还提供了一种织物的染色方法，包括在染色之前对织物进行预处理 的步骤，其中，采用上述的织物处理装置对维进行预处理。利用上述织物处理装置，能够在 结晶型纤维织物中纤维的非晶区中形成较多的微孔隙。在后期的染色过程中，这些微孔隙 有利于促使染料分子向织物中纤维的内部扩散，从而提高织物的上染率和染色深度。另外， 相比于其他化学处理方法而言，采用本发明上述的织物处理装置，利用物理方式提高结晶 型纤维织物的染色效果，操作简单且无污染。
[0038] 根据本发明上述的教导，本来那个与技术人员有能力选择具体的振动频率，以在 结晶型纤维织物的纤维中非晶区中形成一定数量的微孔隙。在一种优选的实施方式中， 采用织物处理装置对织物进行预处理的步骤中，织物处理装置中振动器的振动频率为1? 28kHz。振动频率越高，织物中纤维的微孔隙越多。若频率过高，微孔隙过多，会使织物本身 的力学强度有所下降。综合考虑结晶型纤维织物的染色效果和力学强度，适宜将振动频率 控制在上述范围。此外，根据织物的振动剧烈程度，调整处理装置中接触件与织物的距离， 使振动中的织物与织物处理装置中的接触板或接触棒发生碰撞。接触板或接触棒的不同位 置影响着织物与之的碰撞程度。不同的碰撞程度也会影响织物中纤维的微孔隙的数量。优 选地，将上述接触件控制在距离织物1?l〇mm的位置。除此之外，收卷装置的具体收卷速 度可以根据织物的振动、碰撞程度进行调整。优选该收卷装置的收卷速度为3?10m/min。
[0039] 本发明的上述染色方法中，通过调整前压辊和后压辊的压力，能够控制织物的轴 向张力。在一种优选的实施方式中，采用织物处理装置对织物进行预处理的步骤中，织物处 理装置中前压辊的压力为〇· 1?2MPa，后压辊的压力为0· 1?2MPa。将前压辊的压力和后 压辊的压力调整至上述范围，有利于将织物的轴向张力控制在适宜的范围内，在对位芳纶 纤维织物的纤维中形成适宜数量的微孔隙。进而有利于平衡对位芳纶纤维织物的染色效果 和力学强度。出于同样的目的，采用给液装置浸湿织物时，优选使对位芳纶纤维织物中的带 液量达到10?120wt%。
[0040] 本发明的上述染色方法适用于任意的结晶性纤维织物，更适用于对位芳纶纤维织 物。结晶型纤维织物本身具有较高的力学强度，经振动处理后，仍旧可以保持较高的力学强 度。
[0041] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本 发明所要求保护的范围。
[0042] 实施例1
[0043] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷装 置、振动装置及收卷装置。其中，振动装置中包括两个振动棒，其振动频率为40kHz。收卷装 置中织物的收卷速度为5m/min。
[0044] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0045] 在水中加入3 % (〇· w. f)分散蓝、40g/L载体A (酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染液的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0046] 实施例2
[0047] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷装 置、振动装置及收卷装置。其中，振动装置中包括两个振动棒和八个接触板，振动棒的振动 频率为40kHz，八个接触板位于两个振动棒之间，分别在织物两侧等间距设置，且每个接触 板与织物的垂直距离为1_ ;收卷装置中织物的收卷速度为5m/min。
[0048] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0049] 在水中加入3 % (〇· w. f)分散蓝、40g/L载体A (酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染液的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0050] 实施例3
[0051] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷装 置、前压辊、振动装置、后压辊及收卷装置。其中，振动装置中包括两个振动棒和八个接触 板，振动棒的振动频率为30kHz，八个接触板位于两个振动棒之间，分别在织物两侧等间距 设置，且每个接触板与织物的垂直距离为l〇mm ;收卷装置中织物的收卷速度为5m/min ;前 压辊和后压辊分别包括一个直径为20cm的胶辊和一个直径为20cm的表面有花纹的金属 棍，且前压辊两辊间的压力和后压辊两辊间的压力分别为〇· 〇5MPa和2. 2Mpa。
[0052] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0053] 在水中加入3% (〇· w. f)分散蓝、40g/L载体A(酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染色剂的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0054] 实施例4
[0055] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷装 置、给液装置、前压辊、振动装置、后压辊及收卷装置。其中，振动装置中包括两个振动棒和 八个接触板，振动棒的振动频率为1kHz，八个接触板位于两个振动棒之间，分别在织物两侧 等间距设置，且每个接触板与织物的垂直距离为1mm;收卷装置中织物的收卷速度为10m/ min ;前压棍和后压棍分别包括一个直径为20cm的胶棍和一个直径为20cm的表面有花纹的 金属棍，且前压辊两辊间的压力和后压辊两辊间的压力分别为〇. IMPa ;给液装置中的液体 为水，使织物的带液量为10 %。
[0056] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0057] 在水中加入3% (o. w. f)分散蓝、40g/L载体A(酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染色剂的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0058] 实施例5
[0059] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷 装置、给液装置、前压辊、振动装置、后压辊及收卷装置。其中，振动装置中包括两个振动棒 和八个接触板，振动棒的振动频率为28kHz，八个接触板位于两个振动棒之间，分别在织物 两侧等间距设置，且每个接触板与织物的垂直距离为l〇mm ;收卷装置中织物的收卷速度为 3m/min ;前压棍和后压棍分别包括一个直径为20cm的胶棍和一个直径为20cm的表面有花 纹的金属棍，且前压辊两辊间的压力和后压辊两辊间的压力分别为2MPa ;给液装置中的液 体为水，使织物的带液量为120%。
[0060] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0061] 在水中加入3% (o. w. f)分散蓝、40g/L载体A (酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染色剂的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0062] 实施例6
[0063] 采用织物处理装置对对位芳纶纤维织物进行预处理。织物处理装置中包括放卷装 置、给液装置、前压辊、振动装置、后压辊及收卷装置。其中，振动装置中包括三个振动棒和 十二个接触棒，振动棒的振动频率为20kHz，十二个接触板位于两个振动棒之间，分别在织 物两侧等间距设置，且每个接触板与织物的垂直距离为3mm ;收卷装置中织物的收卷速度 为5m/min ;前压棍和后压棍分别包括一个直径为20cm的胶棍和一个直径为20cm的表面有 花纹的金属棍，且前压辊两辊间的压力和后压辊两辊间的压力分别为2. OMPa ;给液装置中 的液体为水，使织物的带液量为10%。
[0064] 将上述预处理后的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0065] 在水中加入3 % (〇· w. f)分散蓝、40g/L载体A (酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染色剂的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0066] 对比例1
[0067] 对未经预处理的对位芳纶纤维织物进行染色，具体的染色工艺如下：
[0068] 在水中加入3 % (〇· w. f)分散蓝、40g/L载体A (酰胺类衍生物）和20g/L硝酸钠 配成染液，并用冰醋酸调节染色剂的pH至4?5,在135°C的温度下将织物染色60min。
[0069] 对上述实施例1?6和对比例1中经预处理后的对位芳纶纤维织物的染色性能进 行表征：
[0070] 表征方法：采用残液法测试实施例1?6和对比例1中染色后的对位芳纶织物的 上染率和K/S值，以表征预处理后的织物相比于未经处理的织物的上染率提高值和K/S值 提高值，测试结果如表1所示。
[0071] 表 1
【权利要求】
1. 一种织物处理装置，其特征在于，包括： 放卷装置（100); 振动装置（200)，沿织物运行路径位于所述放卷装置（100)之后，用以振动织物； 收卷装置（300)，沿织物运行路径位于所述振动装置（200)之后。
2. 根据权利要求1所述的织物处理装置，其特征在于，所述振动装置（200)包括至少一 个振动器（210)，所述振动器（210)的振动方向垂直于织物运行路径用以振动织物。
3. 根据权利要求2所述的织物处理装置，其特征在于，所述振动器（210)为振动棒或振 动板。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的织物处理装置，其特征在于，所述振动装置 (200)还包括至少一个接触件（220)，所述接触件（220)用于与经所述振动器（210)振动的 织物发生碰撞。
5. 根据权利要求4所述的织物处理装置，其特征在于，所述振动装置（200)包括对称地 设置在织物运行路径上下两侧的两组所述接触件（220)。
6. 根据权利要求4所述的织物处理装置，其特征在于，所述接触件（220)为接触板或接 触棒。
7. 根据权利要求4所述的织物处理装置，其特征在于，所述振动装置（200)包括设置在 织物运行线路同一侧的两个所述振动器（210)，且各所述接触件（220)分别设置在两个所 述振动器（210)的中间。
8. 根据权利要求1所述的织物处理装置，其特征在于，所述织物处理装置还包括： 前压辊（400)，沿织物运行路径位于所述放卷装置（100)和所述振动装置（200)之间； 和/或 后压辊（500)，沿织物运行路径位于所述振动装置（200)和所述收卷装置（300)之间； 其中，所述前压辊（400)和所述后压辊（500)分别包括两个可旋转的辊轮，使织物从所 述前压辊（400)的两个所述辊轮之间和所述后压辊（500)的两个所述辊轮之间通过。
9. 根据权利要求8所述的织物处理装置，其特征在于，所述前压辊（400)中的两个所述 辊轮轴线平行设置，且两个所述辊轮为胶辊或金属辊；所述后压辊（500)中的两个所述辊 轮轴线平行设置，且两个所述辊轮为胶辊或金属辊。
10. 根据权利要求8或9所述的织物处理装置，其特征在于，所述织物处理装置还包括 位于所述放卷装置（100)和所述前压辊（400)之间的用于浸湿织物的给液装置（600)。
11. 根据权利要求10所述的织物处理装置，其特征在于，所述给液装置（600)为浸轧给 液装置或喷雾给液装置。
12. -种织物的染色方法，包括对所述织物进行预处理的步骤，其特征在于，采用权利 要求1至11中任一项所述的织物处理装置对所述织物进行预处理。
13. 根据权利要求12所述的染色方法，其特征在于，采用所述织物处理装置对所述织 物进行预处理的步骤中，所述织物处理装置中振动器的振动频率为1?28kHz。
14. 根据权利要求13所述的染色方法，其特征在于，采用所述织物处理装置对所述织 物进行预处理的步骤中，所述织物处理装置中前压辊的压力为〇. 1?2MPa，后压辊的压力 为 0· 1 ?2MPa。
15. 根据权利要求12所述的染色方法，其特征在于，采用所述织物处理装置对所述织 物进行预处理的步骤中，采用给液装置浸湿所述织物，以使所述织物中的带液量达到10? 120wt%。
16. 根据权利要求12至15中任一项所述的染色方法，其特征在于，所述织物采用结晶 型纤维纺织而成。
17. 根据权利要求16所述的染色方法，其特征在于，所述结晶型纤维为对位芳纶纤维。
【文档编号】D06B23/20GK104120573SQ201410361331
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】廉志军, 井连英 申请人:中国纺织科学研究院