本發(fā)明涉及一種紡織印染領域中所用的近真空狀態(tài)下布料染色裝置及染色方法。

背景技術：

布料的染色是把織物中的纖維材料染上顏色的加工程序。它是染料吸附、擴散和固著的過程，當布料投入染浴以后，染料先擴散到纖維表面并產(chǎn)生吸附，隨后染料向纖維內部擴散，通過染料與纖維之間物理或化學的結合產(chǎn)生固著，使得整個紡織品成為有色物體。染色的方法有很多種，但大多都要將布料先浸染于染液中，屬于濕法染色，染色時均需要在溶液中加入染料配成染液?；钚匀玖贤ǔＤ苡媒?jīng)濟的染色工藝和簡單的染色操作獲得良好的染色牢度和優(yōu)異性能。然而，其傳統(tǒng)的染色工藝卻存在一些技術上的問題，如染料的利用率不高，僅能達到百分之六十左右。同時，使用時需耗用相當量的電解質，染色過后產(chǎn)生的廢液會對自然環(huán)境造成很大的污染性?，F(xiàn)有的染色裝置為解決這類問題多采用了高溫高壓或低溫低壓的染色裝置，更有使用無水染色裝置，如超臨界二氧化碳染色。但這些染色裝置及方法卻會造成能源消耗大，使用成本高等經(jīng)濟問題，并不適宜于低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提出了一種在近真空狀態(tài)下對處于密閉環(huán)境下浸染于染液中的布料進行染色的裝置及染色方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案為：

一種近真空狀態(tài)下布料染色裝置，所述的裝置由矩形箱槽、箱槽蓋板、主動輥、從動輥、上導布輥組下導布輥組、加熱器、控制系統(tǒng)、真空度顯示表、抽真空裝置組成，矩形箱槽的頂部設置有箱槽蓋板，矩形箱槽和箱槽蓋板之間密封連接，矩形箱槽的下端兩側外壁面上分別設置有進染液口和出染液口，矩形箱槽的內底面上設置有加熱器，矩形箱槽內兩端設置有沿矩形箱槽寬度方向對稱平行排列的主動輥和從動輥，主動輥和從動輥位于矩形箱槽的上端，主動輥和從動輥的輥壁面上分別固定設置有兩個以上相對應的垂直于輥軸方向的分布擋板，主動輥外接有傳動裝置，主動輥和從動輥下方設置有上導布輥組和下導布輥組，上導布輥組和下導布輥組平行于主動輥和從動輥，下導布輥組位于加熱器的上方，上導布輥組位于主動輥、從動輥和下導布輥組之間，上導布輥組和下導布輥組的每個導布輥的輥壁面上固定設置有與主動輥和從動輥相對應的分布擋板，矩形箱槽的外側壁面上安裝有控制系統(tǒng)和真空度顯示表，控制系統(tǒng)上設置有負壓調節(jié)器和溫度調節(jié)器，負壓調節(jié)器與抽真空裝置連接，矩形箱槽的側壁上設置有出氣口，出氣口與抽真空裝置的抽氣管聯(lián)通，出氣口的下方設置有液面探測器。

所述的上導布輥組的導布輥個數(shù)為n個，所述的下導布輥組的導布輥的個數(shù)為n+1個。

所述的上導布輥組的導布輥個數(shù)為三個以上。

所述的上導布輥組的導布輥軸到下導布輥組的導布輥軸間的距離為1.5m。

一種近真空狀態(tài)下布料染色方法，將待染布料分別裝于主動輥的分布擋板之間，將待染布料向下牽引繞過下導布輥組的導布輥后轉向，再向上牽引待染布料繞過上導布輥組的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組和下導布輥組后，牽引待染布料經(jīng)過從動輥回至主動輥，固定定位，在導布輥的每個分布擋板之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板使得矩形箱槽密封，經(jīng)進染液口對矩形箱槽送入染液，染液的液面低于出氣口，并高于液面探測器，通過控制系統(tǒng)調節(jié)矩形箱槽內加熱器的加熱溫度和抽真空裝置的負壓參數(shù)，加熱器加熱使得染液溫度保持在40℃～90℃內的一個穩(wěn)定值，抽真空裝置連續(xù)工作以至矩形箱槽內的負壓值保持在-0.1MPa～-0.001MPa內的一個穩(wěn)定值；通過傳動裝置啟動主動輥，待染布料由主動輥送出，進入矩形箱槽內的染液內進行上染，待染布料的傳送速度控制在3m/min～60m/min內，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，待染布料經(jīng)過上導布輥組和下導布輥組往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于待染布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在待染布料中，待染布料經(jīng)從動輥回至主動輥形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后布料。

所述的布料為天然纖維布料或者化學纖維布料或者混合纖維布料。

由于采用了以上技術方案，本發(fā)明的有益效果

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的近真空狀態(tài)下布料染色裝置及染色方法，利用表面張力學說和負壓原理，采用負壓狀態(tài)下染色裝置的結構用于布料的染色。該裝置通過控制系統(tǒng)人為設定調節(jié)裝置內染液加熱器的加熱溫度和抽真空裝置的負壓參數(shù)，通過對密閉環(huán)境抽真空處理，使置于裝置內染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快。布料的染色通過吸附，擴散，固著三個過程來完成。其中，吸附是染料從染液轉移到纖維表面的過程，當布料投入染液中后，由于染料與纖維間存在著親和力，所以染料便會很快的吸附到纖維表面，當染色達到一定程度，便會達到一個平衡的狀態(tài)。而在染料吸附的過程中對裝置內部進行抽真空處理，會使得染液的表面張力降低，增大了染液中染料分子與布料內纖維大分子上有效基團的接觸機率與頻率。同時，在負壓環(huán)境下水的沸點會降低，潤濕過程加快，分子運動速率會加快，使得纖維的孔洞間隙空間形成了一個對染料分子更方便和快速進出的通道，相對于傳統(tǒng)染色方法，本發(fā)明的待染布料在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于待染布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料的擴散和固著過程更加充分徹底，整個染色過程使得染料的利用率得到了提高。本發(fā)明在染色的過程中還可減少鹽類的用量，與用傳統(tǒng)工藝相比，降低了對環(huán)境的污染。同時由于負壓下染液的沸點降低，加熱溫度相對于傳統(tǒng)工藝低，能耗降低，環(huán)保節(jié)能的同時也獲得了經(jīng)濟效益。該發(fā)明同時適用于各種染料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的工作原理圖。

圖3為安裝了分布擋板的導布輥的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。

如圖1所示，一種近真空狀態(tài)下布料染色裝置，所述的裝置由矩形箱槽1、箱槽蓋板2、主動輥3、從動輥4、上導布輥組5、下導布輥組6、加熱器7、控制系統(tǒng)8、真空度顯示表9、抽真空裝置10組成，矩形箱槽1的頂部設置有箱槽蓋板2，矩形箱槽1和箱槽蓋板2之間密封連接，矩形箱槽1的下端兩側外壁面上分別設置有進染液口11和出染液口12，矩形箱槽1的內底面上設置有加熱器7，矩形箱槽1內兩端設置有沿矩形箱槽1寬度方向對稱平行排列的主動輥3和從動輥4，主動輥3和從動輥4位于矩形箱槽1的上端，主動輥3和從動輥4的輥壁面上分別固定設置有兩個以上相對應的垂直于輥軸方向的分布擋板15，主動輥3外接有傳動裝置，主動輥3和從動輥4下方設置有上導布輥組5和下導布輥組6，上導布輥組5和下導布輥組6平行于主動輥3和從動輥4，下導布輥組6位于加熱器7的上方，上導布輥組5位于主動輥3、從動輥4和下導布輥組6之間，上導布輥組5和下導布輥組6的每個導布輥的輥壁面上固定設置有與主動輥3和從動輥4相對應的分布擋板15，矩形箱槽1的外側壁面上安裝有控制系統(tǒng)8和真空度顯示表9，控制系統(tǒng)8上設置有負壓調節(jié)器13和溫度調節(jié)器14，負壓調節(jié)器13與抽真空裝置10連接，矩形箱槽1的側壁上設置有出氣口16，出氣口16與抽真空裝置10的抽氣管17聯(lián)通，出氣口16的下方設置有液面探測器18。

所述的上導布輥組5的導布輥個數(shù)為n個，所述的下導布輥組6的導布輥的個數(shù)為n+1個。

所述的上導布輥組5的導布輥個數(shù)為三個以上。

所述的上導布輥組5的導布輥軸到下導布輥組6的導布輥軸間的距離為1.5m。

一種近真空狀態(tài)下布料染色方法，將待染布料分別裝于主動輥3的分布擋板15之間，將待染布料向下牽引繞過下導布輥組6的導布輥后轉向，再向上牽引待染布料繞過上導布輥組5的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組5和下導布輥組6后，牽引待染布料經(jīng)過從動輥4回至主動輥3，固定定位，在導布輥的每個分布擋板15之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板2使得矩形箱槽1密封，經(jīng)進染液口11對矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出氣口16，并高于液面探測器18，通過控制系統(tǒng)8調節(jié)矩形箱槽1內加熱器7的加熱溫度和抽真空裝置10的負壓參數(shù)，加熱器7加熱使得染液溫度保持在40℃～90℃內的一個穩(wěn)定值，抽真空裝置10連續(xù)工作以至矩形箱槽1內的負壓值保持在-0.1MPa～-0.001MPa內的一個穩(wěn)定值；通過傳動裝置啟動主動輥3，待染布料由主動輥3送出，進入矩形箱槽1內的染液內進行上染，待染布料的傳送速度控制在3m/min～60m/min內，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，待染布料經(jīng)過上導布輥組5和下導布輥組6往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于待染布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在待染布料中，待染布料經(jīng)從動輥4回至主動輥3形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后布料。

所述的布料為天然纖維布料或者化學纖維布料或者混合纖維布料。

本發(fā)明的工作原理

將待染布料分別裝于主動輥3的分布擋板15之間，將待染布料向下牽引繞過下導布輥組6的導布輥后轉向，再向上牽引待染布料繞過上導布輥組5的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組5和下導布輥組6后，牽引待染布料經(jīng)過從動輥4回至主動輥3，固定定位，在導布輥的每個分布擋板15之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板2使得矩形箱槽1密封，經(jīng)進染液口11對矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出氣口16，并高于液面探測器18，通過控制系統(tǒng)8調節(jié)矩形箱槽1內加熱器7的加熱溫度和抽真空裝置10的負壓參數(shù)，加熱器7加熱使得染液溫度保持在40℃～90℃內的一個穩(wěn)定值，抽真空裝置10連續(xù)工作以至矩形箱槽1內的負壓值保持在-0.1MPa～-0.001MPa內的一個穩(wěn)定值；通過傳動裝置啟動主動輥3，待染布料由主動輥3送出，進入矩形箱槽1內的染液內進行上染，待染布料的傳送速度控制在3m/min～60m/min內，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，待染布料經(jīng)過上導布輥組5和下導布輥組6往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于待染布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在待染布料中，待染布料經(jīng)從動輥4回至主動輥3形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后布料。由于染料與纖維間存在著親和力，所以染料便會很快的吸附到纖維表面，當染色達到一定程度，便會達到一個平衡的狀態(tài)。而在染料吸附的過程中對裝置內部進行抽真空處理，會使得染液的表面張力降低，增大了染液中染料分子與布料內纖維大分子上有效基團的接觸機率與頻率。同時，在負壓環(huán)境下水的沸點會降低，潤濕過程加快，分子運動速率會加快，使得纖維的孔洞間隙空間形成了一個對染料分子更方便和快速進出的通道，本發(fā)明的待染布料在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于待染布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料的擴散和固著過程更加充分徹底，整個染色過程使得染料的利用率得到了提高。本發(fā)明在染色的過程中還可減少鹽類的用量，與用傳統(tǒng)工藝相比，降低了對環(huán)境的污染。同時由于負壓下染液的沸點降低，加熱溫度相對于傳統(tǒng)工藝低，能耗降低，環(huán)保節(jié)能的同時也獲得了經(jīng)濟效益。該發(fā)明同時適用于各種染料。

具體實施例

具體實施例1

待染的布料為天然纖維布料，將天然纖維布料分別裝于主動輥3的分布擋板15之間，將天然纖維布料向下牽引繞過下導布輥組6的導布輥后轉向，再向上牽引天然纖維布料繞過上導布輥組5的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組5和下導布輥組6后，牽引天然纖維布料經(jīng)過從動輥4回至主動輥3，固定定位，在導布輥的每個分布擋板15之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板2使得矩形箱槽1密封，經(jīng)進染液口11對矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出氣口16，并高于液面探測器18，通過控制系統(tǒng)8調節(jié)矩形箱槽1內加熱器7的加熱溫度和抽真空裝置10的負壓參數(shù)，加熱器7加熱使得染液溫度保持在40℃，抽真空裝置10連續(xù)工作以至矩形箱槽1內的負壓值保持在-0.001MPa；通過傳動裝置啟動主動輥3，天然纖維布料由主動輥3送出，進入矩形箱槽1內的染液內進行上染，天然纖維布料的傳送速度控制在5m/min，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，天然纖維布料經(jīng)過上導布輥組5和下導布輥組6往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于天然纖維布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在天然纖維布料中，天然纖維布料經(jīng)從動輥4回至主動輥3形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后天然纖維布料。

具體實施例2

待染的布料為化學纖維布料，將化學纖維布料分別裝于主動輥3的分布擋板15之間，將化學纖維布料向下牽引繞過下導布輥組6的導布輥后轉向，再向上牽引化學纖維布料繞過上導布輥組5的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組5和下導布輥組6后，牽引化學纖維布料經(jīng)過從動輥4回至主動輥3，固定定位，在導布輥的每個分布擋板15之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板2使得矩形箱槽1密封，經(jīng)進染液口11對矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出氣口16，并高于液面探測器18，通過控制系統(tǒng)8調節(jié)矩形箱槽1內加熱器7的加熱溫度和抽真空裝置10的負壓參數(shù)，加熱器7加熱使得染液溫度保持在60℃，抽真空裝置10連續(xù)工作以至矩形箱槽1內的負壓值保持在-0.05MPa；通過傳動裝置啟動主動輥3，化學纖維布料由主動輥3送出，進入矩形箱槽1內的染液內進行上染，化學纖維布料的傳送速度控制在3m/min，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，化學纖維布料經(jīng)過上導布輥組5和下導布輥組6往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于化學纖維布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在化學纖維布料中，化學纖維布料經(jīng)從動輥4回至主動輥3形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后化學纖維布料。

具體實施例3

待染的布料為混合纖維布料，將混合纖維布料分別裝于主動輥3的分布擋板15之間，將混合纖維布料向下牽引繞過下導布輥組6的導布輥后轉向，再向上牽引混合纖維布料繞過上導布輥組5的導布輥后轉向，如此反復繞經(jīng)整個上導布輥組5和下導布輥組6后，牽引混合纖維布料經(jīng)過從動輥4回至主動輥3，固定定位，在導布輥的每個分布擋板15之間形成一個封閉的循環(huán)，封蓋箱槽蓋板2使得矩形箱槽1密封，經(jīng)進染液口11對矩形箱槽1送入染液，染液的液面低于出氣口16，并高于液面探測器18，通過控制系統(tǒng)8調節(jié)矩形箱槽1內加熱器7的加熱溫度和抽真空裝置10的負壓參數(shù)，加熱器7加熱使得染液溫度保持在90℃，抽真空裝置10連續(xù)工作以至矩形箱槽1內的負壓值保持在-0.1MPa；通過傳動裝置啟動主動輥3，混合纖維布料由主動輥3送出，進入矩形箱槽1內的染液內進行上染，混合纖維布料的傳送速度控制在60m/min，在負壓狀態(tài)下染液的沸點降低、表面張力降低，潤濕過程加快，混合纖維布料經(jīng)過上導布輥組5和下導布輥組6往復的上下提拉過程，在染液內浸沒狀態(tài)和染液外負壓狀態(tài)下來回交替，使得染液鋪展于混合纖維布料表面并在負壓狀態(tài)下汽化，染料分子在纖維的表面和纖維的內部之間形成了一個濃度差，有利于染料分子向纖維內部轉移，染料分子充分均勻的分布在混合纖維布料中，混合纖維布料經(jīng)從動輥4回至主動輥3形成一個染色循環(huán)，染色循環(huán)30min～90min后即得上染后混合纖維布料。