專利名稱：用發(fā)泡染料給紡織織物和紗線染色的設備的制作方法
用發(fā)泡染料給紡織織物和紗線染色的設備本申請是2008年1月31日提交的、并且在2008年8月7日以公開號 2008-0184747-A1公開的待決美國專利申請No. 12/012,077的部分繼續(xù)申請；待決美國專 利申請No. 12/012，077又是2007年5月25日提交的、并且在2007年11月22日以公開 號2007-0266505-A1公開的待決美國專利申請No. 11/805，893的部分繼續(xù)申請；而待決美 國專利申請No. 11/805,893又是2004年4月28日提交的、在2005年11月3日以公開號 2005-0241078-A1公開的并且現(xiàn)已被放棄的美國專利申請No. 10/833, 450的部分繼續(xù)申 請。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用發(fā)泡染料給紡織織物和紗線染色的設備，其中發(fā)泡染料由多個間隔 開的施用器增量地施用。在一種形式中，本發(fā)明涉及用還原的無色態(tài)染料給包含纖維素纖 維的紡織基材染色的設備，其中該無色態(tài)染料采用惰性氣體發(fā)泡，并且在惰性氣氛中以無 色的發(fā)泡狀態(tài)被施用到紡織基材，并且隨后在該紡織基材上氧化，以便使靛藍(或稱靛青) 染料粘附到紡織基材的纖維素纖維。用無色態(tài)染料(例如，靛藍染料)對纖維素紡織材料(例如，棉的紗線或織物) 染色具有很大的市場，尤其是對棉制斜紋粗棉布衣物而言，例如，牛仔褲。靛藍染料在棉 布上的不褪色性以及能夠獲得的深顏色或深色調(diào)使得被靛藍染色的織物成為非常流行的 產(chǎn)品。然而，用靛藍染料對纖維素紡織材料染色是一個復雜的、復合的、以及費用不菲的 過程，這是因為靛藍染料在其天然狀態(tài)中不會粘附到纖維素纖維上。為了使能夠粘附到 纖維素纖維的靛藍染料著色，必需通過去除氧來還原靛藍，如通過與次硫酸鹽(hydro或 hydrosulfite)或其它還原劑混合以便使靛藍著色成沒有顏色的無色態(tài)材料那樣。靛藍染 料因此必需被處理成基本上保持無色態(tài)，直到其被施用至纖維素的紡織材料時為止。為了 能夠被施用，無色態(tài)的靛藍染料必需被充分稀釋以便滲入纖維素材料的間隙中。通常，從 供應商獲得的靛藍染料是糊狀物形式的，即，處于例如40%的溶液中。因此，該靛藍染料必 需采用非氧化性液體(例如，次硫酸鹽和氫氧化鈉)進一步稀釋成例如2%的溶液，以便保 持能夠滲入到行進的紡織基材中的無色態(tài)，該紡織基材被浸沒并經(jīng)過一大缸稀釋的靛藍染 料。由于該稀釋，所以必需使紡織基材經(jīng)過一系列相繼的靛藍染料缸，并且采用中間暴露 給大氣或其它氧化劑以使前次浸沒期間所施用的靛藍固著。為了獲得期望的深顏色或深 色調(diào)，通常利用具有四到八個染缸的染色機組(dyeing range)，這些染缸按順序排列，并且 在它們之間具有導輥布置，以便確保靛藍在染缸之間被適當?shù)匮趸?。另外，缸中的染料必?在一個或多個罐中連續(xù)、迅速地再循環(huán)，還原的水或其它類似材料被添加或調(diào)節(jié)到所述一 個或多個罐中，以便去除染缸中獲取的氧并且將任何被氧化的靛藍染料恢復到還原的無色 態(tài)。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的靛藍染色機組的一個值得注意的問題是廢棄的染料和水的處理。 因為必需提供許多的缸和大量染液，所以在每次染色操作結(jié)束時必需對大量的染液進行處 理。這造成了不期望的大量開銷和環(huán)境問題。
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在1986 年 9 月 23 日授予 Hans-Ulrich Berendt 等的美國專利 No. 4，613，335 中 公開了一種現(xiàn)有技術(shù)的染色系統(tǒng)。該專利公開了一種用于對含纖維素的紡織材料進行染色 或印刷的工藝，其中采用了在泡沫載體中的還原無色態(tài)染料。盡管提及了染色，但是該公開 主要針對的是印刷，并且其中也沒有公開將基材置于密封惰性氣氛中。相反，在基材接近施 用器、通過施用器時、以及離開施用器時，基材都被暴露于大氣。因此，在基材接近施用器并 且從施用器下經(jīng)過時，并不存在對基材狀況的控制，而且在染料被施用到基材后，也不存在 對染料氧化的控制。與之不同，本發(fā)明在一種形式中提供了處于受控的惰性氣氛中的基材和施用器 面，從而使得能夠在不存在無色態(tài)染料的氧化或者在受控氧化的情況下施用泡沫，而且該 泡沫在惰性氣氛中能夠至少部分破裂，從而允許處于無色態(tài)的染料散布在基材上，而不存 在氧化或者僅僅存在受控的有限氧化，然后隨著基材離開惰性氣氛并且當該基材被暴露給 大氣時，該染料才被充分氧化，從而確保產(chǎn)生染料在基材上的期望粘附。在本發(fā)明的另一種形式中，該設備不限于對任何特定的紡織織物基材進行染色， 其中染料可以是無色態(tài)的，或者可以是被發(fā)泡以便施用至行進的基材上的任何其它形式。 而且，該設備也不限于與環(huán)境空氣密封隔開的染色室，而是既能與密封的室一起使用，也能 與對環(huán)境空氣開放的室一起使用。該設備的這種形式利用了多個間隔的泡沫施用器，這些 施用器將泡沫形式的染料增量地施用到基材的表面上，并且這些施用器還被間隔地分開以 便允許泡沫在施用器之間至少部分破裂。增量市染料施用對于斜紋粗棉布織物或者將被用 來織造斜紋粗棉布織物的纖維素紗線的片的染色是特別有利的，這是因為染料的多次施用 會使基材上具有更深更濃的色調(diào)，而且施用泡沫形式的染料極大地減少了染料帶來的水分 含量，由此，與從染色浴出來的基材相比，顯著減少了施用染料后對基材進行干燥所需的時 間。為了減小設備的占地面積以及便于進入以對設備的部件進行維護，該設備可包括 能夠打開的活動側(cè)面，其中輥或施用器可與該側(cè)面一起運動，以便允許進入該設備的內(nèi)部 從而進行清潔和維護。在該設備的這些部件的一種水平布置中，該設備可以具有罩，該罩可 打開以允許進入，但這使得技術(shù)人員面臨著這樣的危險，即該罩可能會落在正對設備內(nèi)部 的部件進行操作的技術(shù)人員的身上，并且該罩還使得難以從下側(cè)進行觀察，因此，與該設備 的這些部件的上述水平布置相比，前述打開形式是有益的。在某些織造產(chǎn)品(特別是染色的斜紋粗棉布)的制造中，能夠在紗線被織造成織 物之前對紗線進行染色是有利的，但是當施用染料形式的泡沫而不是使紗線經(jīng)過浴器時控 制紗線并且保持其不糾纏或翻轉(zhuǎn)是很困難的。在本發(fā)明的一種形式中，通過用間隔開的夾 送輥對以及用設置在間隔的夾送輥對之間的泡沫施用器來對紗線片進行控制，使得該設備 特別適于對紗線片進行染色。在該布置中，施用器優(yōu)選成對布置，以便將泡沫施用至行進的 紗線片的相對側(cè)。采用多個夾送輥對，能夠控制紗線片送料的張力，并且采用多個輥對和多 對施用器來增量地施用染料，導致在表面上的濃重顏色和基本上未染色的芯，該組合是特 別令人期望的，以便這些紗線織造的織物被砂洗或另外處理后提供流行的效果。

發(fā)明內(nèi)容
簡而言之，在本發(fā)明的一種形式中，提供了一種用發(fā)泡的還原無色態(tài)染料對含纖
7維素纖維的紡織基材進行染色的設備。該設備包括殼體，其具有與大氣空氣密封隔開的內(nèi) 室，所述基材從入口行進通過所述室到達出口，所述入口具有密封件且所述基材穿過所述 入口的密封件進入所述室，所述出口也具有密封件，所述基材穿過所述出口的密封件離開 所述室。惰性氣體源與該室連通以便在該室內(nèi)提供惰性環(huán)境。至少一個泡沫施用器具有處 于所述室內(nèi)并且延伸跨越基材寬度的施用器面，以便在該室內(nèi)將含有無色態(tài)染料的泡沫施 用至基材。泡沫發(fā)生器在缺氧的情況下生成含有無色態(tài)染料的泡沫，其中該發(fā)生器與施用 器連通以便將發(fā)泡的無色態(tài)染料供應給施用器。這樣，氧化主要是僅僅發(fā)生在基材離開所 述室之后。然而，在惰性氣體中可以存在最小量的氧氣，并且還可以在惰性氣體中有目的地 包含一些少量的受控量的氧氣，用于在染料離開該室之前對染料的進行期望的受控部分氧 化。優(yōu)選地，惰性氣體的供給是在壓力下進行的，以便在室內(nèi)提供加壓的惰性環(huán)境，并且使 通過入口和出口進入的大氣減至最少。此外，優(yōu)選地，該至少一個施用器與該入口間隔開， 以便提供基材的自由釋放區(qū)域(free reach)，在該自由釋放區(qū)域中允許被捕集在基材間隙 中的空氣散逸，并且該至少一個施用器與該出口也間隔開，以便在基材離開該室和染料被 氧化之前允許基材上的泡沫破裂，以使無色態(tài)染料沉積和分布在基材上。在本發(fā)明的這種形式的優(yōu)選實施例中具有多個施用器，這些施用器具有處于該室 內(nèi)的施用面并且在這些施用器之間設置有間隔，以便在由接下來的施用器施用泡沫之前， 允許泡沫至少部分破裂并且允許無色態(tài)染料至少部分沉積在基材上。壓緊元件(其可為輥 子形式)可被設置在這些施用器之間，用于接合基材，以使該基材在這些施用器之間移位， 從而保持基材與施用器面之間為泡沫接收式接合(foam receiving engagement)。這些施 用器優(yōu)選是拋物線形狀的，用于在跨越基材的寬度上均勻分布泡沫。在該優(yōu)選實施例中，惰性氣體是氮氣，并且泡沫發(fā)生器生成含有無色態(tài)染料的氮 氣泡沫。處于泡沫中的氮氣的一個優(yōu)勢在于，當泡沫在室內(nèi)破裂時，該氮氣增加了該室內(nèi)環(huán) 境中的惰性氮氣的量。本發(fā)明的這種形式具有專門的應用，以便采用靛藍染料對織造的斜紋粗棉布織物 進行染色，靛藍染料可以以織物重量的大約5%到20% (優(yōu)選10%到15%)的重量被施用。為了允許進入到室內(nèi)，殼體可以具有密封地安裝在其上的可打開的罩，并且壓緊 元件可以被安裝在活動框架上，以便當罩被打開時，使壓緊元件從施用器之間的間隔中運 動離開。在本發(fā)明的另一種形式中，該設備用于對殼體內(nèi)行進的紡織織物基材進行染色， 其中該殼體具有內(nèi)室，該基材行進通過該內(nèi)室。輸入輥組件將基材送到該室內(nèi)，而引出輥 組件將該基材從室內(nèi)牽拉出來。在該室內(nèi)設置有多個間隔的泡沫施用器，并且具有在行進 基材的橫向上延伸的施用器面，用于增量地將泡沫形式的染料施用到基材的表面上，施用 器之間的間隔允許泡沫在施用器之間至少部分破裂，從而便于隨后的施用器進行的染料施 用。為了保持行進的基材與施用器的泡沫輸送面接觸，壓緊元件(其可為輥子形式)在施 用器面的水平面(或稱水平，level)之下在施用器之間延伸。壓緊元件優(yōu)選是惰輥，且當 基材在相繼的施用器上行進時，使行進基材中張力的增加減至最小，施用器之間的壓緊元 件的深度在基材行進方向上逐漸減小，以便減小傾斜角度，由此減小引起摩擦的張力。通過 提供帶罩的殼體，其中壓緊元件附接至該罩并且使墊塊位于壓緊元件和該罩之間，墊塊的 數(shù)量在基材行進方向上隨相繼的壓緊元件的減少，從而獲得該深度上的減小。該室可以以本發(fā)明先前描述形式的方式與大氣密封隔開，或者該室在采用非無色態(tài)染料進行染色時可 以開放給大氣。輸入輥組件和引出輥組件被同步驅(qū)動，以便在基材行進通過該設備時在該 基材內(nèi)保持基本均勻的張力，從而便于進行均勻的增量式泡沫施用。第一壓緊元件或輥被 安裝在第一個施用器之前，而最后一個壓緊元件或輥則被安裝在最后一個施用器之后，其 中第一個壓緊元件和最后一個壓緊元件在與輸入輥組件以及引出輥組件相同的水平處對 基材進行引導。在本發(fā)明的上述兩種形式中，施用器之間的壓緊元件優(yōu)選是惰輥或者倒置的施用 器，其中倒置的施用器的面接合并壓住所述施用器的頂面。在使用倒置施用器的情形中，染 料泡沫被施用至基材的頂表面，該染料泡沫與下面的施用器施用的染料可以顏色相同也可 以顏色不同，可以是相同染料也可以是不同染料。另外，無論是僅使用下面的施用器，還是 既使用下面的施用器又使用上面的施用器，在相同的設備中可以使用不同的施用器來施用 不同的顏色和/或不同的染料，無論是利用惰性氣氛還是利用環(huán)境空氣。為了減小設備的占地面積以及便于進入以對設備的部件進行清潔和維護，可以以 直立設置來布置這些部件，其中施用器的間隔和壓緊元件的間隔都處于豎直序列中，從而 使得基材是向下行進通過該設備，而不是水平行進通過該設備。這種布置還允許使相對的 部件水平分開，方便訪問(或稱通達)以便進行清潔和維護。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選形式中，該設備被布置成用于對行進的紡織基材(特別是 對行進的紡織紗線的片)進行染色。在這種形式中，該設備包括殼體，該殼體具有內(nèi)室，基 材或紗線片從輸入輥組件行進通過該內(nèi)室以及通過該殼體，并到達設置在輸入輥組件之下 的引出輥組件，以便該基材或紗線片通過該殼體進行豎直運動。多個豎直間隔的輥對形成 輥隙，用于使基材或紗線片進料通過該殼體，其中每對輥中至少一個輥是從動的。至少一個 泡沫施用器(優(yōu)選是對置的一對施用器)被設置在相鄰的輥對之間，并且橫向延伸跨越行 進的基材或紗線片，用于增量地將泡沫形式的染料施用在基材或紗線片的表面上。驅(qū)動控 制裝置控制這些輥對的協(xié)調(diào)驅(qū)動，以便在基材或紗線片通過設備時保持該基材或紗線片中 的張力。采用成對的對置的泡沫施用器時，每一對中的施用器都豎直間隔且水平重疊，以便 使跨越施用器的泡沫分配面的基材或紗線片相反地偏轉(zhuǎn)，從而保持用于泡沫施用的合適接 觸。為了在基材或片中的紗線行進越過相繼的施用器面從而通過設備時使得該基材或片中 的紗線內(nèi)的張力的增加最小化，施用器面的重疊量可以被布置成在行進方向上隨著依次相 繼的輥對減小。當染色的纖維素纖維(例如，紗線)被織造成斜紋粗棉布織物時，染料通常是處于 無色態(tài)的靛藍染料，該染料在施用期間必需保持基本無氧。為此，該設備的殼體形成有與大 氣密封隔開的內(nèi)室，用于包含惰性環(huán)境，并且入口和出口都形成有提供了基本上防止大氣 進入該室的密封件。為了在施用器整個寬度上提供基本均勻的泡沫分布而沒有不勻的分解，施用器優(yōu) 選是拋物線形狀的，并且優(yōu)選具有在其橫向范圍上對齊的多個拋物線形狀。如果期望，那么可以在輸入輥組件和夾送輥對之間設置一個泡沫施用器或一對泡 沫施用器。采用上述優(yōu)選實施例，可以以增量施用方式對紗線片進行染色，其中紗線片在通 過設備期間是受控的。


圖1是染色機組的側(cè)視圖，其中結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種形式的設 備；圖2是圖1染色機組的平面圖；圖3是圖1和圖2染色機組中包括的染色設備的入口端的端視圖；圖4是圖3設備在其罩被去除一部分時的平面圖；圖5是圖3設備的側(cè)視圖；圖6是圖3設備在其側(cè)板被去除時的側(cè)視圖；圖7類似于圖6，其中罩和輥的框架都是打開的；圖8是類似于圖6的視圖，其中示出了替代性的出口密封件和排液管；圖9是類似于圖6的視圖，其中所示設備被修改成具有多個為倒置施用器形式的 壓緊元件；圖10是本發(fā)明染色設備的優(yōu)選實施例的另一種形式的設備，其中側(cè)板被去除；圖11是圖10設備的端視圖；圖12是圖10設備的輸入輥組件的側(cè)視圖；圖13是圖10設備的引出輥組件的側(cè)視圖；圖14是圖10設備的施用器之一的放大圖；圖15、圖16和圖17圖示出使圖10設備的罩從關(guān)閉位置(圖15)到開始時的豎直 升高位置(圖16)，再到樞轉(zhuǎn)的打開位置(圖17)的操作；圖18是圖10設備的罩的平面圖；圖19是前述圖中的實施例的側(cè)視圖，其中這些部件被豎直布置而不是水平布置；圖20是類似于圖19的視圖，不過其中示出了被分開以便接近從而進行修理和維 護的部件；圖21是本發(fā)明另外的實施例的透視圖；圖22是圖21實施例的側(cè)視圖；圖23是類似于圖22的視圖，其中示出了驅(qū)動控制部件；圖24是圖21設備的正視圖，其中去除了卷取鼓(take up drum)；圖25是圖21設備的透視圖；圖26是圖21設備的入口密封件和出口密封件之一的豎直剖視圖；圖27是圖21設備的側(cè)視圖，其中示出了用于將部件分開以便進行修理和維護的 設備修改；以及圖28是施用器的平面圖，其中示出了圖21設備所用類型的施用器的多個拋物線 形狀的分配系統(tǒng)；
具體實施例方式在圖1 圖8中示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例中一種形式的染色設備10，其中圖1和 圖2示出了結(jié)合在染色機組12中的該設備。從供給卷14或者從供給箱16中的折疊材料 源將紡織基材S的片送到機組12。然后，基材S在J型箱18中松散開，通過送料輥組件20
10將基材S從J型箱18中抽出，該基材在人行橫道式格架48下行進，觀察者0站立在人行橫 道式格架48上監(jiān)控染色設備10中的染色操作。通過從動的牽引輥組件22將基材拉動通 過染色設備10。送料輥組件20和牽引輥組件22的驅(qū)動被控制成使得基材S在行進通過設 備10時在基材S中保持期望的張力。在輔助染料施用站24處，來自牽引輥組件22的基材 可能經(jīng)歷輔助性處理，其中泡沫施用器26施加表面處理，例如，和染色設備10中施用的染 料相同或不同的染料，或者任何其它期望的表面處理材料，這些表面處理材料能夠被施用 到基材的兩個面上。然后，被處理的基材通過紅外干燥器28，以便將水分含量減少到期望的 水平。替代性地，可以使用任何其它類型的干燥器。從干燥器28出來后，基材S在人行橫 道式格架50下通過，跨越一系列導輥30，然后盤繞在從動的卷取輥32上，以便形成染色后 基材S的卷34。如圖2中示意性所示，惰性氣體被從源36送至染色設備10，源36可以是容納有惰 性氣體的供給罐，或者是惰性氣體發(fā)生器，例如氮氣發(fā)生器。該氣體通過供給管線40被送 至設備10的內(nèi)部以便提供惰性環(huán)境。惰性氣體還通過第二供給管線38從源送至泡沫發(fā)生器42，泡沫發(fā)生器42還從染 料供給罐44接收還原的無色態(tài)染料。當染料從染料供給罐44送至泡沫發(fā)生器42時，染料 供給罐44被保持在密封狀況下，防止空氣進入供給罐44，以便防止無色態(tài)染料的氧化。泡 沫發(fā)生器是能夠使用氮氣產(chǎn)生泡沫并且使染料分布在泡沫中的任意常規(guī)類型的泡沫發(fā)生 器，泡沫然后通過送料管線46被送到染色設備10中。圖3 8中具體示出了染色設備10。前導輥52將基材S從水平方向引導至豎直 方向，其中該基材在前導輥52下行進。前導輥52安裝在染色設備10的殼體54上。隨著基材S從前導輥52豎直行進，基材S的邊緣E通過一對對置的感測叉56 (在 圖3和圖4中示出)，其感測邊緣E的位置。伺服馬達58響應于對基材S的邊緣E的位置 的感測，對端密封件60進行調(diào)整，以便將泡沫施用限制在基材的側(cè)向范圍，而不會使來自 施用器的泡沫大量逸出基材S的側(cè)向邊緣E的位置。殼體54由相對的側(cè)板64和角部支撐腿66形成。殼體54的上部形成為室68，室 68由以下形成前壁70和后壁71 ；殼體的側(cè)板64 ；底板72 ；從底板72延伸到入口密封件 92和出口密封件126的L形壁73 ；以及可樞轉(zhuǎn)的罩74，可樞轉(zhuǎn)的罩74密封地置于壁70和 板64的帶有密封材料(例如，可彈性壓縮的泡沫材料)的上邊緣上，或者所述密封可以通 過在壁70和板64的頂部處形成包含水的溝槽來提供，其中罩的底部邊緣76置于溝槽內(nèi)的 水中(未示出)。罩74通過一對側(cè)向間隔的活塞-缸式機構(gòu)78打開和關(guān)閉，活塞-缸式機 構(gòu)78具有附接到罩74中心的端80以及附接到豎立的支撐柱84的另外的端78，支撐柱84 從殼體54的頂部向上延伸。為了適應罩74的該樞轉(zhuǎn)，罩74被安裝在樞轉(zhuǎn)軸86上，在樞轉(zhuǎn) 軸86上還安裝有支撐桿88，支撐桿88相鄰于活塞-缸式機構(gòu)78并且位于罩74中心。這 些支撐桿88在樞轉(zhuǎn)期間使罩74穩(wěn)定。罩74形成有觀察窗90，在基材S行進通過染色設備10時，觀察者0能夠通過觀察 窗90監(jiān)視染色設備10的運行情況。入口密封件92位于室68的前部，基材S通過入口密 封件92進入室68。入口密封件92由兩對間隔的可膨脹的囊93形成，囊93阻止空氣進入 到室68中的惰性環(huán)境中。在入口密封件92上方，入口導輥94將基材S弓丨導至多個縱向間 隔的泡沫施用器96、98、100、102和104。導輥94位于第一泡沫施用器96的面106的水平
11的下方，以確保基材S和施用器面106的確切有效接合(positive engagement)。通過將施用器96、98、100、102和104上的凸緣103固定在底板72上，從而將這些 施用器安裝在底板72上。安裝在框架108上的壓緊輥被安裝在泡沫施用器96的上方?？蚣?08在其下側(cè) 上安裝有四個壓緊輥110、112、114和116。這些壓緊輥110、112、114和116被設置在泡沫 施用器之間，并且向下突出在這些施用器的面的水平下方，從而在這些施用器之間對基材S 施力使其向下偏轉(zhuǎn)，以便確?；腟與這些施用器的面106的確切有效接合。承載了壓緊輥110、112、114和116的框架108能夠在樞轉(zhuǎn)軸178上樞轉(zhuǎn)，樞轉(zhuǎn)軸 178在最后一個施用器104的后上方與其間隔開。通過可附接到豎立支架122的蝶形螺母 180將該框架保持在操作位置中，其中豎立支架122位于第一泡沫施用器96的前方。固定 到室68后壁71的螺旋彈簧121和框架108的向后延伸部140將框架108朝向打開位置偏 置，從而使得在蝶形螺母180被釋放時框架108將朝上樞轉(zhuǎn)至打開位置。在超出最后一個泡沫施用器104之外，引出導輥124被安裝在該泡沫施用器的水 平的下方，用于將基材S導離泡沫施用器并向下通過出口密封件126，出口密封件126具有 成對的且間隔開的可膨脹的密封囊(其中出口密封件126及囊128和入口密封件92及囊 93是相同的)，以便阻止大氣空氣進入室68。導輥130間隔地位于出口密封件126下方，其使基材豎直向下然后被水平向外引 導至牽引輥組件22。入口密封件92和入口導輥94都與第一泡沫施用器96間隔開，以便提供行進基材 的自由釋放區(qū)域，已經(jīng)被捕集在基材S間隙中并由此進入室68內(nèi)的空氣在該自由釋放區(qū)域 中將具有從該基材間隙中散逸的機會，由此在還原的無色態(tài)染料被施用到基材上時避免了 任何不期望的氧化。泡沫施用器96、98、100、102和104彼此間隔開，從而使得當基材從一個泡沫施用 器行進到下一個泡沫施用器時，該基材被中間的導輥110、112、114和116偏轉(zhuǎn)，以便在這些 施用器之間提供自由時間(free time)，用于在由下一個施用器進行染料施用之前使泡沫 破裂以及使染料散布。類似地，引出導輥124和出口密封件126也與最后一個泡沫施用器 104間隔開，以便使得在基材離開室68內(nèi)的惰性環(huán)境之前允許泡沫破裂和染料的散布，在 經(jīng)過出口密封件126之后該染料便被暴露于大氣中的氧氣。在圖1 8的優(yōu)選實施例中，泡沫施用器96、98、100、102和104中的每一個都是 在1987年4月7日公告的授予Dieter F. Zeiffer的美國專利No. 4，655，056中所公開那 類拋物線形狀的施用器。這種施用器類型特別有用，因為拋物線形狀將泡沫均等地且在離 輸入處相等的距離上分配至施用器面的全部范圍。其它的施用器類型也可以被使用，并可 帶來不同的結(jié)果。在輔助染料施用站24中的施用器也可以是拋物線形狀的，特別是如果該施用器 要施用泡沫的話，但是可以在該施用器以及在其它類型的施用器中應用任何其它類型的染 料或其它表面處理。如圖6和圖7所示，位于室68每一側(cè)處的引液槽131在這些施用器外向中心下傾 并朝向排液管132，排液管132收集任何過量的染料或其它液體，并且還具有封閉器134，封 閉器134在染料行程的終止處可打開以便允許對室68的沖洗。在來自惰性氣體源36的氮氣或其它惰性氣體在壓力下被送到室68中的開始時刻，封閉器134也是打開的。因為大氣 空氣比氮氣重，所以在壓力下的氮氣引入將導致大氣空氣從封閉器134處排出。當全部或 者基本上全部的大氣空氣都已經(jīng)從室68排出時，封閉器134被密封，并且基材S通過前導 片或以其它方式被穿入以開始操作。替代性地，基材可以在空氣被從室68中排空之前就被 穿入，但這將導致基材在一小部分長度上被有缺陷地染色。通過使入口密封件92及入口導輥94與第一施用器96間隔開來提供將帶有氧氣 的空氣從纖維結(jié)構(gòu)的間隙中除去的清除，防止了染料液體過早氧化，而允許表面下液體的 徙動(該徙動在染料被氧化的地方會受到限制)；防止了染料液體變得固定不動從而導致 在染料分子的分配上的控制損耗。然而，因為市面上供應的惰性氣體(例如，氮氣)都含有一些少量的氧氣，并且商 用惰性氣體發(fā)生器也并不產(chǎn)生完全純的惰性氣體，所以在惰性氣氛中可能存在最小量的氧 氣，從而導致在基材離開該室之前該基材上的染料具有某些無意的輕微氧化。本發(fā)明的優(yōu) 點就在于，如果需要，那么可以以任何常規(guī)方式有目的地包含一小部分受控量的氧氣，以便 在染料施用期間和/或在染料施用之后并且在基材離開該室之前提供該基材上的染料的 部分氧化，而該染料在環(huán)境大氣中則被完全充分氧化。如果能夠接受，那么可以僅將一個泡沫施用器結(jié)合在該設備中，通過該一個施用 器來供應所有的泡沫，但是優(yōu)選使用多個泡沫施用器，其中每個施用器施用一小部分，根據(jù) 喜好的不同，該多個泡沫施用器可以均等分布或者選擇性地分布，從而能夠通過用相同量 的染料進行多次泡沫施用獲得更深的色調(diào)。在采用多個泡沫施用器(其中每個施用器供給 相對較少的受限量的含染料泡沫)的情況下，進入到纖維表面中的染料徙動可以是受控的 過程。隨后將相對少量的泡沫以重疊的形式放置在相同的纖維表面區(qū)域上，這將允許實現(xiàn) 染料的富集。在沒有使任何染料氧化的情況下完成連續(xù)的染料施用，直到進行了最后一次 施用時為止?；谋砻胬w維不能令人滿意地吸收一個施用器(而不是多個施用器)施用的 大泡沫量，這是因為大泡沫量的單次施用將使染料更大程度地散布到基材內(nèi)部，而不是集 中在表面纖維上。多次施用允許以更小吸濕量進行染色，由此導致更小的干燥需求和更少 的廢水產(chǎn)生。隨著染料液體輸送系統(tǒng)的空間被填滿還原染料，被增量地施用到纖維表面的液體 本身(其可以按低粘度配制)將提供受控的特定浸漬速率(infusion rate)。在泡沫施用 期間，泡沫的最低粘度能夠被維持，其中泡沫處于僅暫時輸送狀態(tài)中。泡沫在與纖維接觸時 幾乎立刻破裂，并且不會阻礙染料的浸漬過程。在每次隨后的泡沫施用之間均發(fā)生具有時 間間隔或者浸漬階段的少量液體的增量重疊，其中染料處于非氧化狀態(tài)，這與現(xiàn)有技術(shù)形 成顯著對比。在優(yōu)選實施例的這種形式中，以還原的無色態(tài)進行的靛藍染色能夠以正常的加工 速度范圍運行，例如大約每分鐘60米。典型的織物重量是每平方米400克，而將被施用到 該織物一側(cè)的靛藍染料的典型量可以是例如織物重量的大約5%到大約30%，這些染料可 以在五個施用器之間以任何形式加以劃分。例如，對于10%的總量，每個施用器可以施用染 料液體的2% ；或者對于15%的總量，每個施用器可以施用染料液體的3% ；或者每個施用 器可以施用不相等的染料液體量；或者可以是由不同施用器分配的任意組合。圖8示出了對出口密封件和排液管位置進行的修改。在該布置中，出口密封件136位于水平設置中，以便基材水平地離開，而且引出導輥138位于框架108上的方式與導輥 110、112、114、116安裝在框架108上的方式(如圖1 7中的形式那樣)相似，從而在最后 一個施用器104之后使基材向下偏轉(zhuǎn)，用于將其引導至水平的出口密封件136。在該變型中，排液管142位于殼體54后部，引液槽141向下向后傾斜以便將液體 從室146排到引液槽141和排液管142中，以便當排液管封閉器148打開時從排液管142 排出。諸如液體流量、基材速度、化學配方、氮氣純度、織物準備程度、以及纖維原始狀態(tài) 這樣的變量能夠?qū)λ@得的色調(diào)具有不同的影響效果。同樣，盡管基材主要是纖維素的，以 便采用無色態(tài)靛藍進行染色，但是基材可能含有一定的少量合成纖維以獲得任何所期望的 結(jié)果。通過改變在液體施用中使用的施用器數(shù)目，即使在總流量相同的情況下，也很容易實 現(xiàn)色調(diào)的變化。例如，通過一個施用器采用15%吸濕量水平時，可能會發(fā)現(xiàn)液體已經(jīng)滲透到 織物基材的背面，但是如果通過五個施用器分別相繼地施用15%吸濕量的相同總量，則在 織物基底的背面將不會有任何液體的跡象。當織物離開室68時，隨著還原的無色態(tài)染料暴 露給環(huán)境空氣，其幾乎立刻被氧化。本發(fā)明一個有益的優(yōu)點在于，當泡沫破裂時，用來產(chǎn)生泡沫的氮氣被釋放到室68 的環(huán)境中，由此提高了室68內(nèi)的氮氣含量，補償了任何從該室散逸的氮氣。這減少了必需 供應給室68的氮氣量。用在本發(fā)明設備中的施用器的數(shù)目可以從一個變至多達六個或者更多，這取決于 所期望的應用靈活性。而且，液體的施用能夠在環(huán)境溫度中完成，但是如果需要，可以利用 高溫對某些織物和過程提供某些益處。盡管在附圖和詳細說明中示出并描述了具有四個施用器的設備，但是應當理解的 是，該設備能夠采用全部施用器或者采用比全部施用器少的施用器(包括僅僅采用一個施 用器)來進行操作，從而有效地施用發(fā)泡的染料，并且還應當認識到，本發(fā)明可以與采用僅 一個施用器或任意期望數(shù)目的施用器制造的設備一起實施，其中所有施用器都可以是有效 的，或者其中一些是閑置的。室68內(nèi)的氮氣壓力僅需稍微高于大氣壓力。氮氣壓力需要比大氣壓力高，以致足 以防止環(huán)境中含有氧氣的大氣進入到室68中導致所施用的染料氧化。如圖9所示，可以使用倒置的施用器作為壓緊元件，而不是使用惰輥作為壓緊元 件。在該例示中，設備200與圖6和圖8中的設備類似，其中設備200包括殼體202、第一導 輥204、入口密封件206、入口導輥208、安裝在平臺212上的多個向上朝向的施用器210、后 面跟著是出口密封件216。設備200具有可打開的罩220，其類似于圖6和圖8中的罩。然而，該罩并不包括 分離的框架。相反，罩220具有向下偏置的內(nèi)部平臺222，在該平臺上安裝的壓緊元件處于 與圖6和圖8中的惰輥壓緊元件位置相同的位置中，并且用于與圖6和圖8中惰輥壓緊元 件相同的目的。在該變型中，壓緊元件是倒置的施用器224，其與下方的施用器210相比是 相同的，只不過被倒置。這些倒置的施用器224用于與圖6和圖8中的輥相同的壓緊目的， 而且另外還用于當基材S的頂部表面在倒置施用器224的施用器面226下面通過時將發(fā)泡 的染料施用到基材S的頂部表面。采用這些倒置的施用器作為壓緊元件，能夠?qū)⑴c基材下表面的染料相同或不同的染料施用到上表面，而且可以通過每個施用器來施用各種不同的染料，包括無色類型染料 以及標準染料，其中設備200以包含在設備200內(nèi)的密封的惰性氣氛或者不密封的環(huán)境大 氣空氣來操作。在圖10 18中示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例的另一種形式。該形式包括與前述形式 中的設備10和200相似的染色設備300，并且能夠被結(jié)合到與前述實施例的染色機組12相 似的總的染色機組中。參照如圖2中所示的機組，當圖10 18的實施例中的設備300以 上述設備10和200的方式與惰性氣氛一起使用時，設備300使用相似的惰性氣體源、泡沫 發(fā)生器、以及染料供給罐。本實施例這種形式的設備300還可以與環(huán)境空氣一起使用，在這 種情形中，將不包括惰性氣體源，而僅使用泡沫發(fā)生器和染料源，其中染料源和泡沫發(fā)生器 均不需要惰性條件。設備300包括支撐在腿304上的殼體302，并且具有端壁306、側(cè)壁308、底板310 和罩312。這些壁306、308、310以及罩312形成了內(nèi)室314。為了將設備300用來以無色 態(tài)染料進行染色，就像前述實施例那樣，室314可以用與前述實施例中對罩74進行密封的 相同方式將罩312密封在這些壁的頂部上從而實現(xiàn)氣密。通過具有三個輥的輸入輥組件316將行進的紡織織物基材S送至室314，這三個輥 中的兩個輥318是豎直間隔的，第三個輥320偏移地處于它們之間。這些輥由馬達322 (在 圖12中示出)驅(qū)動。在經(jīng)過輸入輥組件316之后，基材S圍繞被安裝在測力計326上的張 力檢測輥324行進，由此基材S穿過入口端密封件328行進到室314中?；脑谑?14的 另一端穿過出口端密封件330 (其和入口端密封件328是相同的)離開室314，并且通過引 出輥組件332，所述引出輥組件332具有這樣一種布置，即具有兩個間隔的輥334和一個偏 置的輥336，該布置和輸入輥組件316中的輥318和320相似。與輸入輥組件的驅(qū)動馬達 322相似且與之同步的馬達對輥334和336進行驅(qū)動。圖13示出了引出輥組件332。如圖13所示，驅(qū)動帶338圍繞偏置的輥336、間隔 的輥334、以及兩個引導帶輪340行進。帶張緊元件342可調(diào)節(jié)地安裝成與驅(qū)動帶338接 觸，以便將帶保持在驅(qū)動張緊中。五個泡沫施用器344安裝在殼體312內(nèi)并且延伸到室314內(nèi)。這些泡沫施用器 344橫跨該設備延伸，彼此間隔開并且彼此平行地延伸，用于基材S在這些施用器上的依次 行進。這些施用器344與前面關(guān)于圖1 8的實施例所描述和示出的施用器96 104以及圖9中的施用器210是相似的，并且正如在1987年4月7日公告的授予Dieter F. Zeiffer的美國專利No. 4，655，056中所公開的那樣。如在圖14中的放大圖中所看到的 那樣，每個施用器344都具有L形的導管346，通過該導管供給來自泡沫源的發(fā)泡染料。L 形導管346通向拋物線施用器344的頂部中，并且在其內(nèi)被移換到施用器面350的槽348， 基材在施用器面350上行進并接收來自該施用器的泡沫。施用器面350是圓凸的，以便允 許基材S覆蓋槽348，而不會有泡沫從槽348中的可覺察泄漏。在拋物線施用器344的底部，可氣動操作的球閥352被操作，以便允許在施用結(jié)束 時施用器的排放，或者另外對施用器進行到排放歧管354中的清除或清空?；谋槐３殖上蛳碌挚渴┯闷髅?50，以便確保到基材表面的正確的泡沫施用，而 不會有顯著的泄漏。這是通過四個壓緊輥356來實現(xiàn)的，每個壓緊輥都位于兩個施用器344中間，并且第一個壓緊輥358在第一個施用器之前，最后一個壓緊輥360則跟隨在最后一個 施用器之后。中間壓緊輥、第一個壓緊輥以及最后一個壓緊輥356、358和360中的每一個 都在施用器面350的水平之下向下延伸，以便使所接合的基材S向上行進到施用器面350 以及從施用器面350向下行進。第一個壓緊輥358在基材穿過入口端密封件388進入時的 水平處接合該基材，而最后一個壓緊輥360將基材定位成在出口端密封件330的水平處從 出口端密封件330行進離開。為了避免驅(qū)動機構(gòu)的復雜性以及對外部驅(qū)動或動力源進行密封的必需性，特別是 當將內(nèi)室314與環(huán)境空氣密封開時，壓緊輥356、358和360以及都是惰輥，但是由于不被 驅(qū)動，所以它們不能以均勻的張力來驅(qū)動基材S。因為該原因，所以全部壓緊輥356、358和 360都附接到罩312的下側(cè)，采用墊塊362來確定每個壓緊元件的向下程度，并且與中間壓 緊輥356安裝在一起的墊塊362的數(shù)目在基材S行進的下游方向上隨著相繼的輥而減少， 由此減小相繼的壓緊輥的深度，導致基材在其相繼的施用器面上前行時其傾斜角的減小， 從而減小了所得到的摩擦量，該摩擦量導致增加的張力。均勻的張力是有益的，這是因為其 導致在每個施用器處施用的泡沫量盡可能接近均勻量。基材中的張力變化將導致由施用器 施用至基材表面的泡沫量中的變化。基材中的張力量是由輸入輥組件316中的輥以及引出 輥組件332中的輥的相對驅(qū)動速度來控制，并且還通過在壓緊輥序列中減少墊塊362的數(shù) 目來控制。在這方面，期望在基材行進通過設備時該基材中的張力增加量被限制為該基材 進入該設備時該基材中的張力的1到2. 5倍的范圍。墊塊362可以是提供優(yōu)化結(jié)果的任何 尺寸和數(shù)目。例如，取決于環(huán)境，可以使用1/8、3/16或1/4英寸厚度的墊塊并且在數(shù)目上 從大約6減少到大約3，以便提供令人滿意的結(jié)果。期望施用器344之間的間隔足以允許泡沫在施用器之間部分破裂，使得染料在由 下一個施用器施用泡沫之前將被有效地吸收在織物基材的表面纖維中。這和減小的中間 壓緊輥356的深度組合起來，導致了來自每個施用器的相對較均勻的泡沫施用，而不會將 大量水分吸收到織物中。采用本發(fā)明的設備，使得在使用一個施用器時正常施用的染料泡 沫量現(xiàn)在能夠被劃分并且以每個施用器施用一小部分。例如，在所示設備中，通過每個施 用器施用發(fā)泡染料的五分之一，其中每次施用都僅僅施用到基材表面，而不是像以一個施 用器施用全部的發(fā)泡染料時那樣使發(fā)泡的染料大量滲透到織物中。在典型的操作中，采用 本發(fā)明的設備的吸濕量同常規(guī)染色操作中90%到100%的吸濕量相比，可以是織物重量的 15%。因此，耗時的干燥過程可以被顯著減少，或者被消除，而廢水也被最少化。為了限制到基材S寬度處的泡沫流出，提供了類似于圖3和圖4的實施例中的側(cè) 部密封件60的側(cè)部密封件364和366。行進基材的邊緣可以由感測叉(如前面的實施例所 描述的那樣)感測，該感測叉在圖3中被標記為附圖標記56，或者也可以使用各種類型的電 子傳感器。當設備300在需要惰性氣氛的情況下被用于施用無色態(tài)染料時，底壁310位于接 近施用器344上限的地方，以便最小化室344的體積，從而最小化需要維持在該室內(nèi)的惰性 氣體量。同樣，當使用無色態(tài)染料時，入口端密封件328和第一施用器344之間的間隔是重 要的，這是因為該間隔允許那些可能被捕集在進入到基材內(nèi)的氧氣的至少一部分能夠消散 掉。相似地，在最后一個施用器和出口端密封件330之間的間隔也是重要的，這是因為該間 隔在基材被暴露給大氣之前允許泡沫至少部分破裂使得染料被牢固附著在該基材上。
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如圖11所示，任何作為液體積累在室314內(nèi)的未施用泡沫通過側(cè)導管368排放 至擋板370，擋板370可按照需要手動打開或自動打開。相似地，排放歧管354上的排放閥 374(圖10)也可打開以便從排放歧管354排出積累的液體。對設備300操作的監(jiān)視和控制由操作者0使用控制面板378來實施，控制面板378 安裝在設備300的入口側(cè)。圖10 18中的設備300的實施例可以被用來施用無色態(tài)染料或非無色態(tài)染料， 并具有基本上等同的益處。當利用設備300進行無色態(tài)染料的染色時，室不必形成氣密的， 或者端部密封件不必提供氣密性，或者罩不必密封就位。而是，環(huán)境空氣在蓋被閉合之前和 之后都存在，并且能夠通過未密封的開口進入，這些開口包括由于從惰性氣體源斷開所導 致的開口。同樣，當泡沫破裂時，空氣從其中釋放。圖15、16和17示出了在打開罩312中的操作順序。圖15示出了在設備的操作期 間，該罩是閉合的。打開該罩的第一步是豎直升高罩312。這是通過短的前部活塞-缸式機 構(gòu)380的伸長來實現(xiàn)的，該機構(gòu)位于設備300的前腿304的底部處。這些短的活塞-缸式機 構(gòu)380附接到長的前部活塞-缸式機構(gòu)382的下端。前部活塞-缸式機構(gòu)382的上端附接 到罩312的前角部，罩312通過短的前部活塞-缸式機構(gòu)380的伸長，同時通過安裝在殼體 302的后角部延伸部388上的短的后部活塞-缸式機構(gòu)386的伸長被升高。后部活塞-缸 式機構(gòu)386的上端附接到罩312的角部樞軸390，其中后部活塞-缸式機構(gòu)386的伸長使罩 312的后部升高的高度和通過前部活塞-缸式機構(gòu)380將該罩的前部升高的高度相同。當 罩312在操作期間被密封時，罩312的初始豎直升高是特別期望的。在罩312的初始豎直升高后，前部活塞_缸式機構(gòu)382完全伸長，以便升高罩312 的前部，在該過程中該罩繞后部樞軸390樞轉(zhuǎn)，從而將罩312搖動打開至圖17中所示的位 置。隨著罩312接近其樞轉(zhuǎn)的上限，以一定的傾斜緊固在罩312的頂部的側(cè)部的鎖止板394 接合鎖件396，直到鎖止板394將鎖件396移位到足以用于將鎖件396接合在鎖止板394的 開口 400內(nèi)，從而將罩312保持在圖17中所示的打開位置中，其中鎖件396樞轉(zhuǎn)地安裝在 往復的橫桿397上，橫桿397安裝在直立柱398上并且延伸在直立柱398之間。固定到桿 397 一端并且從其延伸的臂402具有附接到彈簧機構(gòu)406的外端404，彈簧機構(gòu)406具有固 定到往復的橫桿397的一端408，以及附接到柱398上的支架412的另一端410。彈簧機構(gòu) 406通常推動橫桿397以便將鎖件396定位到向下延伸的位置中，如圖10中所示那樣。當 期望將罩312向下樞轉(zhuǎn)到其閉合位置時，鎖件396和鎖止板394的連接可以手動脫離或機 械地脫離。在關(guān)于參照圖10 18描述和示出的本發(fā)明各種形式所描述的墊塊362也可以與 圖1 9中的形式一起使用，用于相同的目的，并且獲得相同的益處。而且，本文所描述的本 發(fā)明的所有形式都可以與無色態(tài)染料一起使用，并且也可以與不是無色態(tài)系統(tǒng)的其它染色 系統(tǒng)(例如，硫化染料、甕染料、常規(guī)的水性紡織染料、以及任何其它能夠以泡沫形式施用 的染料)一起使用，可以包括加熱器以便獲得所選特定染料的最佳效果。并且，紡織織物基 底可以是纖維素或非纖維素的編織材料、針織材料或非編織材料，或者是這些材料的混合 物。此外，以本發(fā)明的任何形式的施用器每一個都可以由專用的獨立泡沫發(fā)生器獨立供給 或組合地供給，以便同時將不同的染料和化學品供給到基材并且將這些材料施用在層中。在圖1 9以及圖10 18的實施例中，圖1 9的實施例中的施用器96、98、100、
17102和104以及壓緊輥110、112、114和116，圖10 18的實施例中的施用器344以及壓緊 輥356都按照水平順序布置，用于將基材S水平送料通過該設備。為了顯著減少占地面積，允許更方便地觀察設備內(nèi)部，允許進入設備以便對部件 進行維修和維護，以及消除當操作者在設備內(nèi)工作時罩落下的危險，這些實施例都可以被 修改以便將這些設備重新定位在豎立的位置中，如圖19和20中所示那樣，對比圖10 18 中的實施例。在該修改中，施用器344被安裝在豎直壁414上，壓緊輥356被安裝在相對的 豎直壁416上。這些豎直壁414和416形成室壁。在圖19和圖20所示的實施例中，這些豎直壁之一，壁416在其每一側(cè)以及在其頂 部處被安裝在水平延伸的導桿418上。該豎直壁具有跟隨器元件419，用于支撐壁416，以 便在釋放緊固件420時運動離開相對的壁414，緊固件420在設備的正常操作期間保持所述 壁處于密封。圖1 20的實施例在紡織織物基材的泡沫染色中是特別有益的，例如在對隨后用 來制造牛仔褲的斜紋粗棉布織物的靛藍染色中。但這些實施例并不太容易適于首先對紗線 進行染色，隨后再將已染色的紗線織造成織物。然而，在圖21 28中示出了更優(yōu)選的實施 例，其特別適于對以片的形式的紗線進行泡沫染色，而且這些更優(yōu)選的實施例也可用于織 物基材的泡沫染色。在該實施例中，基材S被豎直地送料通過設備500，其中豎直間隔的泡 沫施用器502、503與多個夾送輥對504、505組合在一起，該多個夾送輥對504、505提供了 基材的送料控制。設備的這些部件優(yōu)選包圍在殼體506內(nèi)，殼體506被密封以形成室508， 室508含有用于將還原的無色態(tài)染料(例如，靛藍)施用至基材所必需的惰性氣氛，所述基 材可以是棉紗線，其隨后被織造成斜紋粗棉布織物。設備500安裝在底座510上，底座510支撐直立的框架512，框架512由底部周邊 桿514、豎直延伸的角部桿516、以及頂部周邊桿518形成，所有這些部件被緊固在一起以便 形成直立的剛性框架512。框架512被包圍以形成殼體520，其具有由底壁522、頂板524、 以及四個側(cè)壁521構(gòu)成的內(nèi)室508，其中底壁522、頂板524、以及四個側(cè)壁521由透明材料 (例如，樹脂玻璃)構(gòu)成，以便允許在設備的操作期間觀察內(nèi)部部件。這些壁522、524、以及 526通過緊固件528被密封地緊固到框架512的底部、頂部、以及角部的桿514、516和518， 以便將內(nèi)室508與大氣密封隔開。安裝在室508內(nèi)并且位于透明材料(例如，樹脂玻璃)的直立內(nèi)部側(cè)壁530上的 是多個輥子對，以便形成輥隙。在所示實施例中，具有三對夾送輥504、505。每一對中的輥 504,505都被相反地驅(qū)動，以便提供基材S的向下送料。這些輥對504、505由驅(qū)動馬達534 和將該驅(qū)動馬達互連到每一對504、505中的一個輥的帶536同步驅(qū)動?？梢允褂萌魏纹渌?合適的驅(qū)動，并且除了可以僅一個輥被驅(qū)動外，每一對中的兩個輥都可以被驅(qū)動。一對水平設置的泡沫施用器502、503被安裝至內(nèi)部側(cè)壁530，位于夾送輥對504、 505上方，并且延伸跨過框架512。該對施用器中的施用器使泡沫分配面538豎直隔開并且 水平重疊，以便使得行進的基材S相對地偏轉(zhuǎn)并跨過施用器的面538，以便確保以泡沫形式 的染料淀積在基材表面上。為了該目的，施用器橫跨基材的整個寬度延伸。這樣的泡沫施用器對502、503被設置在相鄰的夾送輥對504、505之間。為了保持殼體506內(nèi)的惰性氣氛，同時允許基材的進入和離開并且在基材進入、 經(jīng)過以及離開殼體506時基本上防止大氣空氣進入該室，提供了入口密封件540和出口密封件542，基材S穿過入口密封件540進入殼體506并且穿過出口密封件542離開殼體506。 入口密封件540和出口密封件542可以以任何合適的方式加以配置。圖26示出了密封件 的一種形式，其中支撐塊544被安裝在殼體506的頂部和底部的外面。塊544具有相對的 腔，彈性管548被安裝在其中用于將這些管定位成密封地彼此抵靠在一起處于塊544之間 的空間550內(nèi)，基材通過其行進以便進入殼體506或者從殼體506離開。當用于將處于泡沫形式的染料施用至行進的紡織紗線片時，紗線的供給梁定位成 用于通過導輥554將紗線片輸送給設備500，導輥554安裝在位于框架頂部的水平延伸部 556之間。然后，紗線片穿過梳558，梳558確保各獨立的紗線行進到輸入輥組件560時處 于未纏繞的分開狀態(tài)，輸入輥組件560具有安裝在位于框架512頂部的相對側(cè)上的軸承562 中的輥，紗線片通過所述輥行進到殼體506的入口密封件540。然后，紗線片行進在上部的泡沫施用器對502、503之間，泡沫施用器對502、503水 平重疊以確保正確的接觸，以便將泡沫分配到紗線片的相對表面上。多個豎直間隔的夾送 輥對504、505將紗線片送料通過殼體，并且施加張力和壓力以維持片中的紗線的分開，在 片行進通過殼體506時防止紗線的翻轉(zhuǎn)和纏繞。夾送輥對的驅(qū)動提供了紗線片中的受控張 力，隨著紗線片跨過依次的施用器對前行時，所述紗線片會遭受張力的增加。如果該張力的 積累足以是不期望的，那么這些施用器可以被調(diào)整，使得泡沫分配面的重疊部分能夠依次 減少，由此隨著紗線片穿過室508前行時減小由施用器面所施加的逐漸增加的張力。紗線片在下部夾送輥對504、505下方穿過出口密封件542離開殼體，到達牽引夾 送輥對564，其安裝在底座510內(nèi)緊接在出口密封件542之下。這些牽引輥之一由馬達534 驅(qū)動，以便從殼體506中拉拽紗線片。從牽引輥564，紗線片從底座510側(cè)向向外行進，圍繞一對豎直間隔的導輥(其具 有下輥566和上輥568，片從下輥566下方被引導，并且在上輥568上被引導)，從該導輥所 述片行進到從動的卷取鼓570，從而使染色的紗線片被卷繞在卷取鼓570上。驅(qū)動馬達534和帶536的連接構(gòu)成了用于夾送輥對的協(xié)調(diào)驅(qū)動的輥驅(qū)動控制，以 便維持基材內(nèi)的張力。施用器502、503優(yōu)選為拋物線形狀，如關(guān)于本文前面的實施例中的施用器所描述 的那樣，并且如美國專利No. 4，655，956中所公開的那樣。這可以是單個拋物線形狀的施用 器，但是優(yōu)選地，為了最小化空間，這些施用器由多個相鄰的小拋物線形狀572形成，如圖 28中所示。這些多拋物線的施用器水平延伸，并且每個均在靠近施用器泡沫分配面538的 水平位置附近具有泡沫進入開口 574。每個拋物線形狀572的內(nèi)部具有水平延伸的中間拋 物線分隔器576，其與施用器內(nèi)部578的外部拋物線界限間隔開，進入的泡沫圍繞該分隔器 通過并且被分配到泡沫分配面。拋物線形狀572有利于泡沫通過施用器到達分配面的路徑 是稍微均勻的長度，使得當泡沫行進通過施用器到達分配面時在分解方面不存在可明顯覺 察的差異。施用器的水平設置具有額外的益處，這些益處在于和分配面沿施用器頂部的施用 器豎直布置相比，施用器的水平設置更容易使泡沫齊平以及分解。為了允許易于接近殼體506內(nèi)部，用于檢查維護或者對其中的部件進行維修，該 殼體可以被構(gòu)造成使該殼體的側(cè)壁526滑動打開，側(cè)壁526平行于行進的紗線片的表面。直 立的內(nèi)部側(cè)壁530是豎直二等分的，其中每對輥中的一個輥以及每對施用器中的一個施用
19器安裝在該內(nèi)部側(cè)壁的一半上。如圖27中可見，殼體側(cè)壁526、內(nèi)壁530的一半、以及每一 夾送輥對和施用器對中的一個可以與其它部件分開，以便提供用于操作者進入以便進行檢 測、維修和維護設備部件的進入空間580。設備500的操作由包含在控制盒582內(nèi)的常規(guī)控制器來控制，控制盒582具有表 盤584用于手動調(diào)整。室508內(nèi)氣氛的氧氣/惰性氣體成分記錄在量計586上，而室508 內(nèi)的氣體壓力則記錄在另一個量計588上。在紗線片被染色后，這些紗線可以在織物中被常規(guī)處理，如果需要，該織物可以在 例如圖1 20的實施例的設備中再染色。根據(jù)對本發(fā)明的上述說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易理解，本發(fā)明能夠具有廣 泛的用途和應用。除了那些已經(jīng)在本文中描述的內(nèi)容之外，本發(fā)明的許多實施例和改進，以 及許多變型、修改和等同布置通過本發(fā)明及其前面的描述將變得明顯，或者被合理地暗示， 而不會脫離本發(fā)明的實質(zhì)或范圍。因此，盡管本發(fā)明已經(jīng)在本文中關(guān)于優(yōu)選實施例進行了 詳細描述，但是應當理解的是本公開僅僅是對本發(fā)明示例的說明，并且僅僅是用于提供本 發(fā)明的完整且能授權(quán)的公開內(nèi)容的目的。上述公開并不意圖，也不應當被認為是對本發(fā)明 加以限制，或者另外排除了任何其它的實施例、改進、變型、修改以及等同布置，本發(fā)明僅僅 由所附權(quán)利要求及其等同物限制。
權(quán)利要求
一種用無色態(tài)染料對行進的紡織基材進行染色的設備，其中所述紡織基材包含纖維素纖維，而且所述無色態(tài)染料是以泡沫狀態(tài)施用的，所述設備包括殼體，其具有與大氣空氣密封隔開的內(nèi)室，所述基材從入口行進通過所述室到達出口，所述入口具有密封件且所述基材通過所述入口的密封件進入所述室，所述出口也具有密封件，所述基材通過所述出口的密封件離開所述室；惰性氣體源，其與所述室連通，以便在所述室內(nèi)提供惰性環(huán)境；至少一個泡沫施用器，其具有處于所述室內(nèi)且延伸跨越所述基材的寬度的施用器面，用于在所述室內(nèi)將含有所述無色態(tài)染料的泡沫施用到所述基材；以及泡沫源，其在缺乏任何顯著量氧氣的情況下包含所述無色態(tài)染料，所述泡沫發(fā)生器與所述施用器連通，用于將所述發(fā)泡的無色態(tài)染料供給到所述施用器。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述泡沫包含少量受控量的氧氣。
3.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述惰性氣體源處于壓力下，以便在所述室 內(nèi)提供加壓的惰性環(huán)境。
4.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述至少一個施用器與所述入口間隔開，以 便提供所述基材的自由釋放區(qū)域，在所述自由釋放區(qū)域中允許被捕集在所述基材的間隙中 的空氣散逸。
5.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述至少一個施用器與所述出口間隔開，以 便在所述基材離開所述室并且暴露給空氣之前，允許所述基材上的泡沫破裂并且將所述無 色態(tài)的染料淀積在所述基材上。
6.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述至少一個施用器包括多個施用器，所述 多個施用器之間設置有間隔，以便在由后續(xù)施用器施用泡沫之前允許泡沫至少部分破裂且 允許所述無色態(tài)的染料至少部分淀積在所述基材上。
7.如權(quán)利要求6所述的設備，其特征在于，進一步包括位于所述施用器之間的壓緊元 件，其用于接合所述基材，以便使所述基材在施用器之間移位，從而保持所述基材與所述施 用器面處于泡沫接收式接合中。
8.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述至少一個施用器是拋物線形狀的，用于 在所述基材的寬度上均勻分配泡沫。
9.如權(quán)利要求8所述的設備，其特征在于，所述至少一個施用器包括多個所述拋物線 形狀的施用器，這些施用器之間設置有間隔，以便在由后續(xù)施用器施用泡沫之前，允許泡沫 至少部分破裂并且允許所述無色態(tài)染料至少部分淀積在所述基材上。
10.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于，進一步包括位于所述施用器之間的壓緊元 件，其用于接合所述基材，以便使所述基材在施用器之間移位，從而保持所述基材與所述施 用器面處于泡沫接收式接合中。
11.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述惰性氣體包括氮氣，并且所述泡沫發(fā) 生器生成主要含氮氣的所述無色態(tài)染料的泡沫，其中當所述泡沫破裂時，所述氮氣有助于 補充包含在所述室內(nèi)的氮氣。
12.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于，所述紡織基材是織造的斜紋粗棉布織物， 所述無色態(tài)染料是靛藍染料，所述靛藍染料以與所述織物重量的大約5%到30% —樣小的 重量被施用。
13.如權(quán)利要求10所述的設備，其特征在于，所述殼體具有能夠打開的罩，所述罩密封 地安裝在所述殼體上，所述壓緊元件安裝在框架上，所述框架能夠運動，以便當所述罩打開 時從所述空間運動開。
14.如權(quán)利要求10所述的設備，其特征在于，所述壓緊元件是惰輥，所述基材在所述惰 輥下行進。
15.一種用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，包括殼體，其具有內(nèi)室，所述基材從入口行進通過所述室到達出口，其中所述基材通過所述 入口進入所述室，而且所述基材穿過所述出口離開所述室；輸入輥組件，其用于將所述行進的基材送至所述入口 ；引出輥組件，其用于從所述室牽拉所述行進的基材；位于所述室內(nèi)的多個間隔開的泡沫施用器，其具有在所述行進的基材的橫向上延伸的 施用器面，以便增量地將將泡沫形式的染料施用到所述基材的表面上，所述施用器被間隔 分開，以便在施用器之間允許泡沫至少部分破裂；以及位于所述室內(nèi)的多個側(cè)向延伸的壓緊元件，所述壓緊元件在所述施用器之間在所述行 進的基材的橫向上延伸，并且在所述施用器面的水平面之下延伸，以便引導所述基材和將 所述基材保持成向下抵靠所述施用器面。
16.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述壓緊元件是惰輥。
17.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述壓緊元件是倒置的施用器。
18.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述壓緊元件在所述基材行進的下游方向上在施用器之間深度逐漸減小，以便減小所述基 材在相繼的施用器面上行進時所述基材的傾斜角度，從而當所述基材跨過相繼的施用器面 行進通過所述設備時最小化所述基材張力的增加。
19.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 采用入口空氣密封件和出口空氣密封件使所述內(nèi)室基本上呈氣密的，所述室能夠容納惰性 氣體，以便將無色態(tài)發(fā)泡染料有效施用到紡織織物基材上，而不會有顯著的染料氧化，直到 所述基材離開所述設備時為止。
20.如權(quán)利要求17所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述壓緊元件被安裝到所述殼體，在所述壓緊元件和所述殼體之間具有墊塊，所述施用器 之間的每個壓緊元件的所述墊塊的數(shù)目沿所述基材行進的方向減少。
21.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述殼體包括能夠打開的罩，所述壓緊輥安裝在所述罩上。
22.如權(quán)利要求19所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述殼體包括能夠打開的罩，所述壓緊輥安裝在所述罩上。
23.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 第一壓緊輥沿著所述基材行進的方向位于所述施用器中第一個施用器之前，最后一個壓緊 輥在所述施用器中最后一個施用器之后，所述第一個壓緊輥和所述最后一個壓緊輥在相同 的水平處引導所述基材，使所述基材在該水平處離開所述輸入輥組件以及進入所述引出輥組件。
24.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述室是對所述大氣開放的。
25.如權(quán)利要求15所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述出口間隔位于所述入口之下，所述多個間隔的泡沫施用器豎直間隔地位于所述入口和 所述出口之間。
26.如權(quán)利要求25所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述殼體具有面向所述行進的基材的側(cè)面，并且所述側(cè)面能夠打開以允許訪問所述泡沫施 用器和所述壓緊元件。
27.如權(quán)利要求26所述的用于對行進的紡織織物基材進行染色的設備，其特征在于， 所述壓緊元件安裝在所述殼體中，用于和所述殼體側(cè)面一起的打開運動，以便允許在所述 壓緊元件和所述泡沫施用器之間形成訪問通路。
28.一種用于對行進的紡織基材進行染色的設備，包括殼體，其具有內(nèi)室，所述基材從入口行進通過所述室到達出口，并且穿過所述出口離開 所述室；輸入輥組件，用于將所述行進的基材送至所述入口 ； 引出輥組件，其位于所述輸入輥組件之下，用于從所述室牽拉所述基材； 多個豎直間隔的輥對，它們形成輥隙，用于將其間的基材從所述輸入輥組件穿過相鄰 輥對之間的空間送到所述引出輥組件，所述每一對輥中的至少一個輥是從動的；至少一個泡沫施用器位于相鄰的輥對之間并且在所述行進的基材的橫向上延伸，用于 將泡沫形式的染料增量地施用到所述基材表面上；以及輥驅(qū)動控制器，用于所述輥對的協(xié)調(diào)驅(qū)動，以便保持所述基材中的張力。
29.如權(quán)利要求28所述的用于對行進的紡織基材進行染色的設備，其特征在于，所述 至少一個泡沫施用器中每一個均包括一對對置的泡沫施用器，用于將泡沫施用到所述基材 的相對側(cè)，所述每對施用器具有豎直間隔開且水平重疊的面，以便使跨過所述施用器面行 進的所述基材相對地偏轉(zhuǎn)。
30.如權(quán)利要求28所述的用于對行進的紡織基材進行染色的設備，其特征在于，所述 殼體具有面向所述行進的基材的側(cè)面，所述側(cè)面能夠打開以便允許接近所述泡沫施用器。
31.如權(quán)利要求29所述的用于對行進的紡織基材進行染色的設備，其特征在于，每個 所述輥對中的一個輥安裝在所述殼體中，用于和所述殼體側(cè)面一起的打開運動，以便允許 在所述輥對的輥之間形成訪問通路。
32.一種用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，包括殼體，其具有內(nèi)室，所述紗線從入口通過所述室到達出口，并穿過所述出口離開所述室；輸入輥組件，用于將所述行進的紗線送至所述入口 ； 引出輥組件，其位于所述輸入輥組件之下，用于從所述室牽拉所述紗線； 多個豎直間隔的輥對，其形成輥隙，用于在其之間將所述紗線從所述輸入輥組件穿過 相鄰輥對之間的空間送到所述引出輥組件，每個輥對中至少一個輥是從動的；位于相鄰輥對之間的至少一個泡沫施用器，其在所述行進的紗線的橫向上延伸，用于將以泡沫形式的染料遞增地施用在所述紗線的表面上；以及輥驅(qū)動控制器，用于所述輥對的協(xié)調(diào)驅(qū)動，以便保持所述紗線中的張力。
33.如權(quán)利要求32所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 所述至少一個泡沫施用器包括一對對置的泡沫施用器，用于將泡沫施用到所述紗線的片的 相對側(cè)，所述每對施用器具有豎直間隔開且水平重疊的泡沫分配面，以便使跨過所述施用 器面行進的所述紗線的片相對地偏轉(zhuǎn)。
34.如權(quán)利要求29所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 所述施用器面的所述重疊量在所述紗線行進的方向上隨著所述紗線在相繼的施用器面上 行進而減小，以便在所述紗線跨過相繼的施用器面行進穿過所述設備時最小化所述紗線的 張力中的增加。
35.如權(quán)利要求32所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 所述殼體具有面向所述行進的紡織紗線片的側(cè)面，并且所述側(cè)面能夠打開以允許接近所述 泡沫施用器和所述輥對。
36.如權(quán)利要求35所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 每個所述輥對的一個輥以及每個施用器對的一個施用器都安裝在所述殼體中，用于和所述 殼體側(cè)面一起的打開運動，以便允許在所述輥對的輥之間以及接近所述施用器對的所述施 用器之間的接近通路。
37.如權(quán)利要求32所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 所述紗線是纖維素的，所述染料處于無色態(tài)，所述內(nèi)室通過所述殼體與大氣空氣密封隔開， 以便包含惰性環(huán)境，所述入口和所述出口被形成以便提供密封，從而基本上防止大氣空氣 進入所述室。
38.如權(quán)利要求32所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 所述施用器是拋物線形狀的，用于在所述紡織紗線的片的寬度上均勻分布泡沫。
39.如權(quán)利要求38所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 每個所述拋物線形狀的施用器都包括多個拋物線形狀，這些拋物線形狀在所述紗線的片的 橫向范圍上對齊。
40.如權(quán)利要求32所述的用于對行進的紡織紗線的片進行染色的設備，其特征在于， 在所述輸入輥組件和所述輥對之間具有至少一個泡沫施用器。
全文摘要
一種用于對紡織織物或紗線基材進行染色的設備，其使用了多個施用器，每個施用器僅施用總?cè)玖鲜┯昧康囊粋€增量。在一種形式中，在與氧化物質(zhì)基本隔離開的惰性氣氛中施用處于無色態(tài)的還原靛藍燃料。在一種形式中，壓緊輥或倒置施用器以減小的深度位于施用器之間，以便隨著基材在相續(xù)的施用器面上行進時最小化張力的增加。在另一種形式中，相對的施用器對設置在夾送輥對之間，用于諸如紗線片這樣的基材的受控送料。
文檔編號D06P1/22GK101932768SQ200880126013
公開日2010年12月29日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者C·W·奧里奇, D·F·蔡菲爾, H·A·諾伊佩特 申請人:加斯頓系統(tǒng)公司