活性染料非水溶剂染色设备的制作方法

本实用新型涉及纺织染整技术领域，具体是一种活性染料非水溶剂染色设备。

背景技术：

目前反应性散纤维、纱线、面料或成衣的染色大多数是采用的活性染料，染色过程中由于活性基团在水介质中的水解，不仅导致大量活性染料的浪费，而且在染色过程中需要消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度污水，这也是活性染料一直以来存在的瓶颈。

为了避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们在很早就已经注意并研究了活性染料在非水介质中的染色。采用非水介质染色的优势在于活性染料在染色过程中不会发生水解，能够提高活性染料与散纤维、纱线、面料或成衣的反应程度。但同时，采用非水介质染色也一直存在着较多问题，主要包括活性染料在非水介质中的溶解性、散纤维、纱线、面料或成衣在非水介质中的溶胀能力、固色碱剂在非水介质中的溶解度、以及染色的匀染性、透染性等。尽管活性染料在非水介质中染色存在着诸多难点，但现阶段用水成本逐渐升高，以及人们对环境保护越来越重视，活性染料非水介质染色以其良好的应用前景也越来越受到关注。

上世纪80年代印度纺织工艺研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C.I.活性红12，在升温至80℃过程中分批加入三氯乙烯并保温1h，染料几乎完全上染，固色率为84％。该方法虽提供了一个较好的溶剂染色思路，但固色率比传统染色方法相比优势不大，染色后仍需要大量的水进行高温皂洗去除浮色，工业应用前景不大，因此未得到进一步发展。

溶剂反胶束染色法是近年出现的一种新型的非水溶剂染色工艺，而活性染料非水溶剂染色的研究近期取得巨大进展，现有技术中开发出一种免水洗活性染料非水溶剂染色方法，该方法采用极性和非极性有机溶剂作为染色介质，能够使活性染料在棉纤维上完全均匀上染与固色，且染色结束后不需要进行水洗和中和，染色周期短，能耗低。但是，传统的水浴染色设备已不适用于这种非水溶剂染色的染色方法。

技术实现要素：

为了克服现有的染色设备不适用于非水溶剂染色的染色方法的不足，本实用新型提供了一种活性染料非水溶剂染色设备，以适用于非水溶剂染色的染色方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活性染料非水溶剂染色设备，活性染料非水溶剂染色设备包括：染色装置，染色装置包括染色机，染色机具有被染色物体出口；定型烘干装置，定型烘干装置包括定型烘干机，定型烘干机与被染色物体出口连接；分液处理装置，分液处理装置分别与染色机以及定型烘干机连接，分液处理装置能够回收染色机和定型烘干机的排出物中的溶剂。

进一步地，染色装置还包括：第一化料槽，第一化料槽的液体出口与染色机的液体入口连通；第二化料槽，第二化料槽的液体出口与染色机的液体入口连通。

进一步地，染色装置还包括主泵，主泵与染色机和分液处理装置连接，主泵能够使活性染料溶液在染色机的内部和外部循环，主泵还能够使染色机内的活性染料溶液排入分液处理装置。

进一步地，定型烘干装置还包括织物存储箱，定型烘干机具有第一被染色物体导入口和第一被染色物体导出口，织物存储箱具有第二被染色物体导入口和第二被染色物体导出口，第一被染色物体导出口与第二被染色物体导入口连接，第二被染色物体导出口与第一被染色物体导入口连接。

进一步地，定型烘干装置还包括辅助加热管和气泵，辅助加热管的进气端与气泵连接，辅助加热管的出气端与定型烘干机连接。

进一步地，分液处理装置包括冷凝分液器，冷凝分液器包括第一液体入口和分液器液体出口，染色机的液体出口和定型烘干机的液体出口均与第一液体入口连通，第一化料槽的液体入口和第二化料槽的液体入口均与分液器液体出口连通。

进一步地，冷凝分液器还包括分液器气体出口，分液处理装置还包括尾气处理组件，尾气处理组件与分液器气体出口连通。

进一步地，尾气处理组件包括：尾气冷凝器，尾气冷凝器的气体入口与冷凝分液器的气体出口连通；尾气吸收塔，尾气吸收塔的气体入口与尾气冷凝器的气体出口连通；真空泵，设置在尾气冷凝器的气体入口与冷凝分液器的气体出口的连接管路上。

进一步地，尾气冷凝器具有液体出口，冷凝分液器具有第二液体入口，尾气冷凝器的液体出口与第二液体入口连通。

进一步地，染色机内设置有用于对被染色物体进行脱液的脱液组件，脱液组件与染色机的液体出口连接。

本实用新型的有益效果是，

1、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备，能适用于采用两种溶剂混合进行染色的染色方法，能实现均匀上染，且染色后直接固色免水洗，溶剂还能回收循环使用。

2、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备根据需要安装对应染色机，可染纱线，散纤，毛条，布匹或被染色物体，可染天然纤维及能与活性染料反应的合成纤维及它们的混纺被染色物体。

3、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备，能净化过滤染色纱线或染色被染色物体干燥后的气体和真空泵产生的尾气，效防止染色溶剂污染空气。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型活性染料非水溶剂染色设备实施例的结构示意图。

图中附图标记：1、染色机；2、第一化料槽；3、第二化料槽；4、冷凝分液器；5、定型烘干机；6、辅助加热管；7、尾气冷凝器；8、气泵；9、主泵；10、真空泵；11、尾气吸收塔；12、织物存储箱。

具体实施方式

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实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种活性染料非水溶剂染色设备，活性染料非水溶剂染色设备包括染色装置、定型烘干装置和分液处理装置。染色装置包括染色机1，染色机1具有被染色物体出口。定型烘干装置包括定型烘干机5，定型烘干机5与被染色物体出口连接。分液处理装置分别与染色机1以及定型烘干机5连接，分液处理装置能够回收染色机1和定型烘干机5的排出物中的溶剂。

该活性染料非水溶剂染色设备能够针对采用极性溶剂和非极性溶剂混合体系进行纱线散纤或毛条或被染色物体染色，能实现纱线或毛条或被染色物体染色的均匀上染，且染色后直接固色免水洗，溶剂还能回收循环使用。

本实用新型实施例中的染色机1内置有蒸汽加热管、第一夹套和脱液装置，其中第一夹套中的冷凝水和蒸汽加热管控制活性染料溶液的升温速率和染色温度。脱液装置用于对染色机1中的被染色物体进行脱液。该脱液装置中的液体能够导入至染色机1的液体出口处。

需要说明的是，实用新型实施例中定型烘干机5为WH2400-SD型定型烘干机，该定型烘干机由佛山嬴海精密仪器设备有限公司制造。或者Mathis小样定型机(werner Mathis AG，瑞士)，本实用新型实施例中的定型烘干机并不限于上述两种，所有具有相同和类似功能的定型烘干设备均符合要求，但均需替换部分密封件为耐溶剂腐蚀材料，另外在敞口处加外壳密封。

具体地，染色装置还包括第一化料槽2和第二化料槽3。第一化料槽2的液体出口与染色机1的液体入口连通。第二化料槽3的液体出口与染色机1的液体入口连通。本实用新型实施例中的第一化料槽2为极性溶剂储槽，第二化料槽3为非极性溶剂储槽，上述第一化料槽2和第二化料槽3内均设置有搅拌装置，该搅拌装置能够对第一化料槽2和第二化料槽3的染料以及助剂进行搅拌。

优选地，染色装置还包括主泵9，主泵9与染色机1和分液处理装置连接，主泵9能够使活性染料溶液在染色机1的内部和外部循环，主泵9还能够使染色机1内的活性染料溶液排入分液处理装置。

具体地，主泵9的液体入口与染色机1的液体出口连通，主泵9具有循环状态和排液状态，在循环状态时，主泵9的液体出口与染色机1的液体入口连通，在该循环状态时活性染料溶液在染色机1与主泵9之间循环并对染色机1内的被染色物体进行染色，主泵9能够控制染色机1内的活性染料溶液进行单向循环或者双向循环，以达到染色均匀的目的。在排液状态时，主泵9的液体出口与分液处理装置连通。在该排液状态时，主泵9能够将染色机1中的活性染料溶液排入到分液处理装置内进行分液处理。

定型烘干装置还包括织物存储箱12，定型烘干机5具有第一被染色物体导入口和第一被染色物体导出口，织物存储箱12具有第二被染色物体导入口和第二被染色物体导出口。第一被染色物体导出口与第二被染色物体导入口连接，第二被染色物体导出口与第一被染色物体导入口连接。

定型烘干机5尾部连接织物存储箱12，用于存储初步干燥的被染色物体，待所有被染色物体初步干燥后，将初步干燥的被染色物体从织物存储箱12传导至定型烘干机5。定型烘干机5设置有双层导辊，该双层导辊将织物存储箱12和定型烘干机5形成一个回路，所有被染色物体或纤维经过定型烘干机5再次真空干燥后返回织物存储箱12，使被染色物体干燥更彻底并提高溶剂回收利用率。需要说明的是，定型烘干机5与织物存储箱12之间的双层导轨为密封导轨通道。

优选地，定型烘干装置还包括辅助加热管6和气泵8，辅助加热管6的进气端与气泵8连接，辅助加热管6的出气端与定型烘干机5连接。

在进行定型烘干时，气泵8吹出压缩空气经过辅助加热管6预热后，反复吹定型烘干机5中经脱液的被染色物体或纤维，将被染色物体或纤维中残留的溶剂汽化，被汽化的溶剂进入到分液处理装置中进行冷凝分液。

如图1所示，本实用新型实施例中的分液处理装置包括冷凝分液器4，冷凝分液器4包括第一液体入口、分液器液体出口和分液器气体出口。染色机1的液体出口和定型烘干机5的液体出口均与第一液体入口连通。第一化料槽2的液体入口和第二化料槽3的液体入口均与分液器液体出口连通。分液处理装置还包括尾气处理组件，尾气处理组件与分液器气体出口连通。

进一步地，尾气处理组件包括尾气冷凝器7、尾气吸收塔11和真空泵10。尾气冷凝器7的气体入口与冷凝分液器4的气体出口连通。尾气吸收塔11的气体入口与尾气冷凝器7的气体出口连通。真空泵10设置在尾气冷凝器7的气体入口与冷凝分液器4的气体出口的连接管路上。具体地，尾气冷凝器7具有液体出口，冷凝分液器4具有第二液体入口，尾气冷凝器7的液体出口与第二液体入口连通。

冷凝分液器4上半部分设计为内部多管道结构，用于走冷凝水(类似工业换热器结构)以加速蒸汽冷凝。整个外壳设置有夹套，用于走冷凝水，以促进活性染料溶液降温分层。冷凝分液器4的下部为液体存储和冷却区域，冷却后的极性溶剂和非极性溶剂分层分液，该冷凝分液器4兼冷凝和分液功能。

该冷凝分液器4有两个作用，其中第一个作用是：利用冷凝分液器4中的第二夹套对冷凝分液器4中的染色残液进行冷凝，使染色残液分层。分层得到的极性溶剂流回第一化料槽2中，分层得到的非极性溶剂流回第二化料槽3中。然后将冷凝后剩余的污物从冷凝分液器4底部的污物排放口排出。

第二个作用是，定型烘干机5排出被汽化的溶剂进入到冷凝分液器4中，该被汽化的溶剂在冷凝分液器4中冷凝为液体，经冷凝分液器4初步冷凝的气体从冷凝分液器4顶部排放至尾气冷凝器7再次冷凝。尾气冷凝器7中的液体从底部流回至冷凝分液器4，尾气冷凝器7排放的尾气进入尾气吸收塔11净化后排放。冷凝分液器4中的回收溶剂冷凝分层后极性溶剂流回第一化料槽2，非极性溶剂流回第二化料槽3。

需要说明的是，该活性染料非水溶剂染色设备还包括管道和阀门，上述连通关系按照常规方式通过管道和阀门实现，且所有管道和阀门均由中央控制系统控制。整个活性染料非水溶剂染色设备采用耐溶剂腐蚀材料密封。本实用新型实施例中的被染色物体可以为染纱线，散纤，毛条，布匹或织物中的任意一种。

本实用新型实施例还提供采用上述活性染料非水溶剂染色设备进行纯棉针织布染色的方法，该染色方法包括纯棉针织布预溶胀(采用无机碱水溶液预溶胀或极性有机溶剂预溶胀)、染色准备、染色和被染色物体烘干及溶剂回收几个阶段，其中，采用无机碱水溶液预溶胀需要在单独设备进行，并且在纯棉针织布预溶胀后需烘干备用；而采用极性有机溶剂预溶胀可以在染色机1中进行，预溶胀后经染色机1中的脱液装置简单离心脱液即可直接用于染色，根据预溶胀前后的质量差异计算被染色物体的带液量，并将该带液量与染色所需的极性有机溶剂的用量累计，计算出极性有机溶剂的最少用量。具体如下：

染色准备时，向第一化料槽2中加入计量的极性溶剂，活性染料及助剂，经搅拌溶解得到活性染料的良溶剂溶液，化料结束后将该活性染料的良溶剂溶液加入至染色机1中，通过染色机1内部的蒸汽加热管和第一夹套中的冷凝水控制染色温度及其升温速率。

在升温之前或在升温过程中将第二化料槽3中的非极性溶剂一次性或分批泵至染色机1中；染色时，染色机1与主泵9通过管道使染液进行循环。

染色结束后，利用染色机1中的脱液装置将被染色物体脱液，同时将脱离的染色残液泵至冷凝分液器4中，利用冷凝分液器4中的第二夹套进行冷凝，冷凝后的染色残液分层，分层得到的极性溶剂流回第一化料槽2，分层得到的非极性溶剂流回第二化料槽3，然后将冷凝后剩余的污物从冷凝分液器4底部的污物排放口排出。

同时，利用气泵8吹出压缩空气经过辅助加热管6预热后，反复吹定型烘干机5中经脱液的被染色物体，将被染色物体中残留的溶剂气化带走，并在冷凝分液器4中冷凝为液体，经冷凝分液器4初步冷凝的气体从冷凝分液器4顶部排放至尾气冷凝器4再次冷凝，尾气冷凝器7中的回收溶剂从底部流回至冷凝分液器7。尾气冷凝器7排放的尾气进入尾气吸收塔净化后排放，冷凝分液器4中的回收溶剂冷凝分层后，极性溶剂流回第一化料槽2，非极性溶剂流回第二化料槽3。

定型烘干机5的尾部连接织物存储箱12，存储初步干燥的被染色物体，待所有被染色物体初步干燥后，将初步干燥的被染色物体从织物存储箱12传导至定型烘干机5，并通过定型烘干机5处设置的双层导辊将织物存储箱12和定型烘干机5形成一个循环回路，所有被染色物体经过定型烘干机5再次真空干燥后返回织物存储箱12，使被染色物体干燥更彻底并提高溶剂回收利用率。最后，将干燥后的被染色物体置于固色液中进行固色处理后烘干，即可得到活性染料非水溶剂染色的被染色物体。

其中，定型烘干机5的真空干燥方法如下：关闭气泵8，打开辅助加热管6进气旁路阀门并调至最小，保持微量进气，开启真空泵10并连接冷凝分液器4和定型烘干机5，形成真空系统，将被染色物体在织物存储箱12和定型烘干机5形成回路，并彻底干燥，减压干燥的蒸汽在冷凝分液器4中冷凝，真空泵10的尾气进入尾气冷凝器7冷凝后排至尾气吸收塔11，尾气经过尾气吸收塔11净化后排放。

本实用新型实施例提供的活性染料非水溶剂染色设备，能适用于采用两种溶剂混合进行染色的染色方法，且染色后直接固色免水洗，溶剂还能回收循环使用。其次，还能净化过滤被染色物体干燥后的气体和蒸馏纯化时真空泵产生的尾气，有效防止染色溶剂污染空气，且能使过滤用的活性炭脱吸附再生，循环使用。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备，能适用于采用两种溶剂混合进行染色的染色方法，能实现均匀上染，且染色后直接固色免水洗，溶剂还能回收循环使用。

2、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备根据需要安装对应染色机，可染纱线，散纤，毛条，布匹或被染色物体，可染天然纤维及能与活性染料反应的合成纤维及它们的混纺被染色物体。

3、本实用新型提供的活性染料非水溶剂染色设备，能净化过滤染色纱线或染色被染色物体干燥后的气体和真空泵产生的尾气，效防止染色溶剂污染空气。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。