一种近真空状态下布料染色装置及染色方法与流程

本发明涉及一种纺织印染领域中所用的近真空状态下布料染色装置及染色方法。

背景技术：

布料的染色是把织物中的纤维材料染上颜色的加工程序。它是染料吸附、扩散和固着的过程，当布料投入染浴以后，染料先扩散到纤维表面并产生吸附，随后染料向纤维内部扩散，通过染料与纤维之间物理或化学的结合产生固着，使得整个纺织品成为有色物体。染色的方法有很多种，但大多都要将布料先浸染于染液中，属于湿法染色，染色时均需要在溶液中加入染料配成染液。活性染料通常能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得良好的染色牢度和优异性能。然而，其传统的染色工艺却存在一些技术上的问题，如染料的利用率不高，仅能达到百分之六十左右。同时，使用时需耗用相当量的电解质，染色过后产生的废液会对自然环境造成很大的污染性。现有的染色装置为解决这类问题多采用了高温高压或低温低压的染色装置，更有使用无水染色装置，如超临界二氧化碳染色。但这些染色装置及方法却会造成能源消耗大，使用成本高等经济问题，并不适宜于低碳环保的发展趋势。

技术实现要素：

针对上述存在问题，本发明的目的在于提出了一种在近真空状态下对处于密闭环境下浸染于染液中的布料进行染色的装置及染色方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：

一种近真空状态下布料染色装置，所述的装置由矩形箱槽、箱槽盖板、主动辊、从动辊、上导布辊组下导布辊组、加热器、控制系统、真空度显示表、抽真空装置组成，矩形箱槽的顶部设置有箱槽盖板，矩形箱槽和箱槽盖板之间密封连接，矩形箱槽的下端两侧外壁面上分别设置有进染液口和出染液口，矩形箱槽的内底面上设置有加热器，矩形箱槽内两端设置有沿矩形箱槽宽度方向对称平行排列的主动辊和从动辊，主动辊和从动辊位于矩形箱槽的上端，主动辊和从动辊的辊壁面上分别固定设置有两个以上相对应的垂直于辊轴方向的分布挡板，主动辊外接有传动装置，主动辊和从动辊下方设置有上导布辊组和下导布辊组，上导布辊组和下导布辊组平行于主动辊和从动辊，下导布辊组位于加热器的上方，上导布辊组位于主动辊、从动辊和下导布辊组之间，上导布辊组和下导布辊组的每个导布辊的辊壁面上固定设置有与主动辊和从动辊相对应的分布挡板，矩形箱槽的外侧壁面上安装有控制系统和真空度显示表，控制系统上设置有负压调节器和温度调节器，负压调节器与抽真空装置连接，矩形箱槽的侧壁上设置有出气口，出气口与抽真空装置的抽气管联通，出气口的下方设置有液面探测器。

所述的上导布辊组的导布辊个数为n个，所述的下导布辊组的导布辊的个数为n+1个。

所述的上导布辊组的导布辊个数为三个以上。

所述的上导布辊组的导布辊轴到下导布辊组的导布辊轴间的距离为1.5m。

一种近真空状态下布料染色方法，将待染布料分别装于主动辊的分布挡板之间，将待染布料向下牵引绕过下导布辊组的导布辊后转向，再向上牵引待染布料绕过上导布辊组的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组和下导布辊组后，牵引待染布料经过从动辊回至主动辊，固定定位，在导布辊的每个分布挡板之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板使得矩形箱槽密封，经进染液口对矩形箱槽送入染液，染液的液面低于出气口，并高于液面探测器，通过控制系统调节矩形箱槽内加热器的加热温度和抽真空装置的负压参数，加热器加热使得染液温度保持在40℃～90℃内的一个稳定值，抽真空装置连续工作以至矩形箱槽内的负压值保持在-0.1MPa～-0.001MPa内的一个稳定值；通过传动装置启动主动辊，待染布料由主动辊送出，进入矩形箱槽内的染液内进行上染，待染布料的传送速度控制在3m/min～60m/min内，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，待染布料经过上导布辊组和下导布辊组往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于待染布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在待染布料中，待染布料经从动辊回至主动辊形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后布料。

所述的布料为天然纤维布料或者化学纤维布料或者混合纤维布料。

由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果

与现有技术相比，本发明的近真空状态下布料染色装置及染色方法，利用表面张力学说和负压原理，采用负压状态下染色装置的结构用于布料的染色。该装置通过控制系统人为设定调节装置内染液加热器的加热温度和抽真空装置的负压参数，通过对密闭环境抽真空处理，使置于装置内染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快。布料的染色通过吸附，扩散，固着三个过程来完成。其中，吸附是染料从染液转移到纤维表面的过程，当布料投入染液中后，由于染料与纤维间存在着亲和力，所以染料便会很快的吸附到纤维表面，当染色达到一定程度，便会达到一个平衡的状态。而在染料吸附的过程中对装置内部进行抽真空处理，会使得染液的表面张力降低，增大了染液中染料分子与布料内纤维大分子上有效基团的接触机率与频率。同时，在负压环境下水的沸点会降低，润湿过程加快，分子运动速率会加快，使得纤维的孔洞间隙空间形成了一个对染料分子更方便和快速进出的通道，相对于传统染色方法，本发明的待染布料在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于待染布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料的扩散和固着过程更加充分彻底，整个染色过程使得染料的利用率得到了提高。本发明在染色的过程中还可减少盐类的用量，与用传统工艺相比，降低了对环境的污染。同时由于负压下染液的沸点降低，加热温度相对于传统工艺低，能耗降低，环保节能的同时也获得了经济效益。该发明同时适用于各种染料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工作原理图。

图3为安装了分布挡板的导布辊的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

如图1所示，一种近真空状态下布料染色装置，所述的装置由矩形箱槽1、箱槽盖板2、主动辊3、从动辊4、上导布辊组5、下导布辊组6、加热器7、控制系统8、真空度显示表9、抽真空装置10组成，矩形箱槽1的顶部设置有箱槽盖板2，矩形箱槽1和箱槽盖板2之间密封连接，矩形箱槽1的下端两侧外壁面上分别设置有进染液口11和出染液口12，矩形箱槽1的内底面上设置有加热器7，矩形箱槽1内两端设置有沿矩形箱槽1宽度方向对称平行排列的主动辊3和从动辊4，主动辊3和从动辊4位于矩形箱槽1的上端，主动辊3和从动辊4的辊壁面上分别固定设置有两个以上相对应的垂直于辊轴方向的分布挡板15，主动辊3外接有传动装置，主动辊3和从动辊4下方设置有上导布辊组5和下导布辊组6，上导布辊组5和下导布辊组6平行于主动辊3和从动辊4，下导布辊组6位于加热器7的上方，上导布辊组5位于主动辊3、从动辊4和下导布辊组6之间，上导布辊组5和下导布辊组6的每个导布辊的辊壁面上固定设置有与主动辊3和从动辊4相对应的分布挡板15，矩形箱槽1的外侧壁面上安装有控制系统8和真空度显示表9，控制系统8上设置有负压调节器13和温度调节器14，负压调节器13与抽真空装置10连接，矩形箱槽1的侧壁上设置有出气口16，出气口16与抽真空装置10的抽气管17联通，出气口16的下方设置有液面探测器18。

所述的上导布辊组5的导布辊个数为n个，所述的下导布辊组6的导布辊的个数为n+1个。

所述的上导布辊组5的导布辊个数为三个以上。

所述的上导布辊组5的导布辊轴到下导布辊组6的导布辊轴间的距离为1.5m。

一种近真空状态下布料染色方法，将待染布料分别装于主动辊3的分布挡板15之间，将待染布料向下牵引绕过下导布辊组6的导布辊后转向，再向上牵引待染布料绕过上导布辊组5的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组5和下导布辊组6后，牵引待染布料经过从动辊4回至主动辊3，固定定位，在导布辊的每个分布挡板15之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板2使得矩形箱槽1密封，经进染液口11对矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出气口16，并高于液面探测器18，通过控制系统8调节矩形箱槽1内加热器7的加热温度和抽真空装置10的负压参数，加热器7加热使得染液温度保持在40℃～90℃内的一个稳定值，抽真空装置10连续工作以至矩形箱槽1内的负压值保持在-0.1MPa～-0.001MPa内的一个稳定值；通过传动装置启动主动辊3，待染布料由主动辊3送出，进入矩形箱槽1内的染液内进行上染，待染布料的传送速度控制在3m/min～60m/min内，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，待染布料经过上导布辊组5和下导布辊组6往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于待染布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在待染布料中，待染布料经从动辊4回至主动辊3形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后布料。

所述的布料为天然纤维布料或者化学纤维布料或者混合纤维布料。

本发明的工作原理

将待染布料分别装于主动辊3的分布挡板15之间，将待染布料向下牵引绕过下导布辊组6的导布辊后转向，再向上牵引待染布料绕过上导布辊组5的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组5和下导布辊组6后，牵引待染布料经过从动辊4回至主动辊3，固定定位，在导布辊的每个分布挡板15之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板2使得矩形箱槽1密封，经进染液口11对矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出气口16，并高于液面探测器18，通过控制系统8调节矩形箱槽1内加热器7的加热温度和抽真空装置10的负压参数，加热器7加热使得染液温度保持在40℃～90℃内的一个稳定值，抽真空装置10连续工作以至矩形箱槽1内的负压值保持在-0.1MPa～-0.001MPa内的一个稳定值；通过传动装置启动主动辊3，待染布料由主动辊3送出，进入矩形箱槽1内的染液内进行上染，待染布料的传送速度控制在3m/min～60m/min内，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，待染布料经过上导布辊组5和下导布辊组6往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于待染布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在待染布料中，待染布料经从动辊4回至主动辊3形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后布料。由于染料与纤维间存在着亲和力，所以染料便会很快的吸附到纤维表面，当染色达到一定程度，便会达到一个平衡的状态。而在染料吸附的过程中对装置内部进行抽真空处理，会使得染液的表面张力降低，增大了染液中染料分子与布料内纤维大分子上有效基团的接触机率与频率。同时，在负压环境下水的沸点会降低，润湿过程加快，分子运动速率会加快，使得纤维的孔洞间隙空间形成了一个对染料分子更方便和快速进出的通道，本发明的待染布料在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于待染布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料的扩散和固着过程更加充分彻底，整个染色过程使得染料的利用率得到了提高。本发明在染色的过程中还可减少盐类的用量，与用传统工艺相比，降低了对环境的污染。同时由于负压下染液的沸点降低，加热温度相对于传统工艺低，能耗降低，环保节能的同时也获得了经济效益。该发明同时适用于各种染料。

具体实施例

具体实施例1

待染的布料为天然纤维布料，将天然纤维布料分别装于主动辊3的分布挡板15之间，将天然纤维布料向下牵引绕过下导布辊组6的导布辊后转向，再向上牵引天然纤维布料绕过上导布辊组5的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组5和下导布辊组6后，牵引天然纤维布料经过从动辊4回至主动辊3，固定定位，在导布辊的每个分布挡板15之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板2使得矩形箱槽1密封，经进染液口11对矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出气口16，并高于液面探测器18，通过控制系统8调节矩形箱槽1内加热器7的加热温度和抽真空装置10的负压参数，加热器7加热使得染液温度保持在40℃，抽真空装置10连续工作以至矩形箱槽1内的负压值保持在-0.001MPa；通过传动装置启动主动辊3，天然纤维布料由主动辊3送出，进入矩形箱槽1内的染液内进行上染，天然纤维布料的传送速度控制在5m/min，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，天然纤维布料经过上导布辊组5和下导布辊组6往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于天然纤维布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在天然纤维布料中，天然纤维布料经从动辊4回至主动辊3形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后天然纤维布料。

具体实施例2

待染的布料为化学纤维布料，将化学纤维布料分别装于主动辊3的分布挡板15之间，将化学纤维布料向下牵引绕过下导布辊组6的导布辊后转向，再向上牵引化学纤维布料绕过上导布辊组5的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组5和下导布辊组6后，牵引化学纤维布料经过从动辊4回至主动辊3，固定定位，在导布辊的每个分布挡板15之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板2使得矩形箱槽1密封，经进染液口11对矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出气口16，并高于液面探测器18，通过控制系统8调节矩形箱槽1内加热器7的加热温度和抽真空装置10的负压参数，加热器7加热使得染液温度保持在60℃，抽真空装置10连续工作以至矩形箱槽1内的负压值保持在-0.05MPa；通过传动装置启动主动辊3，化学纤维布料由主动辊3送出，进入矩形箱槽1内的染液内进行上染，化学纤维布料的传送速度控制在3m/min，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，化学纤维布料经过上导布辊组5和下导布辊组6往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于化学纤维布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在化学纤维布料中，化学纤维布料经从动辊4回至主动辊3形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后化学纤维布料。

具体实施例3

待染的布料为混合纤维布料，将混合纤维布料分别装于主动辊3的分布挡板15之间，将混合纤维布料向下牵引绕过下导布辊组6的导布辊后转向，再向上牵引混合纤维布料绕过上导布辊组5的导布辊后转向，如此反复绕经整个上导布辊组5和下导布辊组6后，牵引混合纤维布料经过从动辊4回至主动辊3，固定定位，在导布辊的每个分布挡板15之间形成一个封闭的循环，封盖箱槽盖板2使得矩形箱槽1密封，经进染液口11对矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出气口16，并高于液面探测器18，通过控制系统8调节矩形箱槽1内加热器7的加热温度和抽真空装置10的负压参数，加热器7加热使得染液温度保持在90℃，抽真空装置10连续工作以至矩形箱槽1内的负压值保持在-0.1MPa；通过传动装置启动主动辊3，混合纤维布料由主动辊3送出，进入矩形箱槽1内的染液内进行上染，混合纤维布料的传送速度控制在60m/min，在负压状态下染液的沸点降低、表面张力降低，润湿过程加快，混合纤维布料经过上导布辊组5和下导布辊组6往复的上下提拉过程，在染液内浸没状态和染液外负压状态下来回交替，使得染液铺展于混合纤维布料表面并在负压状态下汽化，染料分子在纤维的表面和纤维的内部之间形成了一个浓度差，有利于染料分子向纤维内部转移，染料分子充分均匀的分布在混合纤维布料中，混合纤维布料经从动辊4回至主动辊3形成一个染色循环，染色循环30min～90min后即得上染后混合纤维布料。