專利名稱：超聲波輔助的染色分散裝置及其染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波輔助的染色分散裝置，及其裝置安裝后的染色機(jī)上滌綸織物的染色方法，屬于紡織染色技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，節(jié)省能源，降低染整加工所帯來的環(huán)境污染問題，紡織工作者們嘗試了許多新的加工技術(shù)在染整加工中的應(yīng)用，如用微波、超聲波、無線電波、紅外線加熱等技術(shù)，其中超聲波已成功應(yīng)用于退漿、煮練、漂白、染色、后整理與洗滌エ序中。其是因超聲波在傳播過程中，弾性介質(zhì)中粒子產(chǎn)生振動并沿傳播方向傳遞能量，從而產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲空化現(xiàn)象。這些現(xiàn)象應(yīng)用在超聲波染色過程中，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面1、分散作用超聲波不但能使染液中的染料顆粒聚集體解聚，而且還可把染料 分散于染浴中，將染料顆粒擊碎，獲得粒度為Iym以下的分散液，促進(jìn)了染料對纖維的上染；2、脫氣作用超聲波的空化作用，可使纖維毛細(xì)管或織物經(jīng)緯交織點(diǎn)中所溶解或滯留空氣的排除，從而有利于染料與纖維的接觸，加速了纖維對染料的吸收；3、擴(kuò)散作用超聲波染色的空化作用，可以穿透覆蓋纖維的隔離層，促進(jìn)染料向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散；此外，超聲波可以提高分散染料的水溶性和難溶性染料在染浴中的溶解度。研究表明，將超聲波應(yīng)用于染色中，具有許多優(yōu)勢，如可減少加工時(shí)間，降低染料等化學(xué)品的消耗，減少能量損耗，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量等，因而超聲波在染色中已有不少應(yīng)用。專利CN 101736614 A涉及ー種羊毛低溫染色的方法，據(jù)稱該發(fā)明為低溫染色，染浴無需外加熱能，可以不用或少用助劑，有利于環(huán)保，但染色羊毛的皂洗牢度和磨擦牢度較低。專利CN 2782735 Y公開了ー種超聲波染色機(jī)，為改裝過的高溫高壓筒子紗染色機(jī)，據(jù)稱該染色機(jī)，可用于多種紡織纖維和織物的加工，特別是蛹蛋白復(fù)合纖維和織物的染色，具有高速、高效、低能耗和低污染的特色，從而為徹底解決蛹蛋白復(fù)合纖維與織物的染色疵病，提供了有效而可靠的設(shè)備。但這種染色機(jī)，將超聲波換能器震子及震動板焊接，并鑲嵌在高壓染缸上，故此超聲波發(fā)生器能量消耗大，超聲效率低。專利CN 201121253 Y公開了ー種超聲波染色機(jī)，也為改裝過的高溫高壓筒子紗染色機(jī)，染色機(jī)包括主缸、副缸、主泵、循環(huán)管、カロ料泵、換熱器、紗盤、紗柱、缸蓋，可解決現(xiàn)有染色機(jī)存在的染色時(shí)間長、能耗高、排污量大等不足。但該超聲波染色機(jī)在循環(huán)管道上設(shè)置超聲波振子，超聲波振子采用法蘭與換熱器直接連接，這樣管道振動頻率高，換熱器等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性存在隱患，附近管路也易出現(xiàn)跑冒、滴漏現(xiàn)象。分散染料是ー類較小分子，結(jié)構(gòu)上不帶水溶性基團(tuán)的染料，色譜全，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于上染聚酯和醋酸纖維等合成纖維。分散染料染色時(shí)，在水中主要以細(xì)微顆粒形式分散于染浴中，染料之間極易團(tuán)聚，形成染料聚集體，致使染色時(shí)常會產(chǎn)生各種形式的染斑和色點(diǎn)等染疵。因而在染色過程中，分散染料要依靠大量的分散劑，才能形成穩(wěn)定的、細(xì)顆粒的染液，但對于較易團(tuán)聚的分散染料，在染色時(shí)很難染出均勻、細(xì)膩的色澤，往往出現(xiàn)染斑和色點(diǎn)等染疵。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述染色問題，本發(fā)明目的是提供一種超聲波輔助的染色分散裝置和染色エ藝，以解決分散染料的分散難、易團(tuán)聚，及對滌綸纖維染色不佳等問題。同時(shí)，又對超聲波發(fā)生器的安裝方式加以改迸。結(jié)合本發(fā)明予以說明后面所述的圖1，及相應(yīng)之技術(shù)方案超聲波輔助的染色分散裝置，其用于染色機(jī)Al，通過管路連接泵A3，再通過管路連接ー個(gè)裝有超聲波發(fā)生器的染色分散裝置A2，所述的織物染色機(jī)是高溫、高壓染色機(jī)，包括噴射染色機(jī)和溢流染色機(jī)。其運(yùn)作過程可描述如下泵A3是作為染色機(jī)的動カ來源，兼作染色分散裝置A2的動カ來源。泵A3和染色分散裝置A2安裝位置一般在染色機(jī)Al的出水端，也可以安裝在染色機(jī)Al的進(jìn)水端。 超聲波輔助的染色分散裝置，其進(jìn)、出水ロ用橡膠管與染色機(jī)中的管路循環(huán)連接，染色分散裝置的內(nèi)徑與循環(huán)管路口徑相匹配。而上述超聲波輔助的染色分散裝置中，其超聲波發(fā)生器中超聲振子的作用方式為超聲波必須在泵A3啟動期間才能啟動，在停止運(yùn)轉(zhuǎn)泵A3前30秒停止，從而保證超聲波作用時(shí)，染液處于全充滿狀，且超聲波功率和頻率可調(diào)。在該超聲波輔助染色分散裝置中，其滌綸織物的染色方法，步驟如下
(1)將滌綸織物置于染色浴中，按照浴比為1:4 20的重量比加水后，加入織物重量O. 5 3. 0%的去油凈洗剤、O. 5 3. 0%的純堿，升溫到70 95°C，保溫20 40min ；
(2)加入分散染料和醋酸，以2 4°C/min的速率升溫到50 80°C后，運(yùn)轉(zhuǎn)10 20min ；
分散染料的加入量根據(jù)配色需要確定，以被染織物重量計(jì)，優(yōu)選的加入量為大于O至5%間變化。醋酸加入量為滌綸織物重量的O. 5 2% ；
(3)以I 2°C/min的速率，升溫到100 130°C，染淺中色時(shí)，溫度為100 120°C ；染中深色或深色時(shí)，溫度為120 130°C，運(yùn)轉(zhuǎn)30 60min。染色過程中，超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為20 60kHz，超聲波強(qiáng)度為O. 8 I. 2W/cm2。(4)以2 4°C /min的速率下降到80 90°C后放水，然后清水洗滌；
染后滌綸織物，要進(jìn)行處理去除浮色，對于淺中色樣品，按浴比1:5 25加水，加入滌綸織物重量O I. 0%的皂洗劑，升溫到70 85°C，運(yùn)轉(zhuǎn)20 40min，清水洗滌；對于深色樣品，按浴比1:15 30加水，加入織物重量I. O 3. 0%的皂洗剤，升溫到80 95°C，運(yùn)轉(zhuǎn)30 50min,清水洗漆；
上述超聲波輔助的染色分散裝置，染色設(shè)備改造容易，因該裝置的進(jìn)、出水ロ用橡膠管與染色機(jī)中的管路連接，其內(nèi)徑與循環(huán)管路口徑相匹配，使該裝置產(chǎn)生的超聲波直接作用于染液，能量損失小，且振動輕，利于設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，超聲波輔助的染色分散裝置中染色可進(jìn)ー步提高分散染料的上染率，減少排污量，而且染色后織物的顔色細(xì)膩，色澤鮮艷度、均勻性和色牢度好。本發(fā)明敘述所涉若干專業(yè)名稱，或使用染色添加劑的商品名，為便于閱讀，說明如下陳關(guān)龍《染色標(biāo)準(zhǔn)深度色卡》一文中，對“淺中色”、“中深色”有明確的定義，可參照查閱。皂洗劑可選聚丙烯酸鈉鹽或改性磷酸酯，有市售產(chǎn)品(如北京潔爾爽高科技有限公司和汽巴公司的皂片)；
去油凈洗劑可選脂肪醇聚氧こ烯醚、聚氧こ烯酚醚或烷基酚聚氧こ烯醚，有市售產(chǎn)品(如山東世龍化工有限公司的牌號為特效去油紗劑LD-22的產(chǎn)品)。


圖1，裝有超聲波輔助的染色分散裝置染色機(jī)的管路示意圖，其中A1—染色機(jī)，A2—超聲波輔助的染色分散裝置，A3—泵。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例I :滌綸試樣染深紅色過程如下
依次進(jìn)行染前處理、染色、染后處理等步驟1)染前處理將被染的滌綸織物按浴比1:8加水后，特效去油紗劑LD-22加入量為O. 5%，純堿O. 5%，升溫到80°C，保溫30min。將染前處理后的織物以浴比1:6加水后，加入Terasil Navy Blue GRL-C (分散藍(lán)79) O. 5%，分散紅E-4B (分散紅60) 4. 5%，醋酸加入量為2. 0%,以3°C /min升溫到65°C后，運(yùn)轉(zhuǎn)lOmin，隨后，以I. 5°C /min升溫到130°C，在運(yùn)轉(zhuǎn)60min之后，以3°C /min下降到90°C后，放水，清水洗2次；2)染色超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為55kHz，超聲波強(qiáng)度為I. 2ff/cm2 ；3)染后處理染后織物進(jìn)行染后處理去除浮色，按浴比1:8加水，加入皂片3. 0%，升溫到90°C，運(yùn)轉(zhuǎn)50min之后,清水洗5次,最后干燥被染織物。染后織物檢測參照徐穆卿《印染試化驗(yàn)》一文、及中國國家標(biāo)準(zhǔn)(或簡稱-國標(biāo)，下同)GB/T 3920 - 1997、GB/T 3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3- 2001等規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，其結(jié)果為織物的染料上染率96%，織物顏色細(xì)膩，色澤鮮艷、均勻，磨擦牢度、皂洗牢度、汗?jié)⒗味染?級以上。實(shí)施例2 :滌綸試樣染淺紅色方法如下
染色過程包括依次進(jìn)行染前處理、染色、染后處理等步驟。I)染前處理將滌綸織物按浴比1:8加水后，加入特效去油紗劑LD-22，加入量為織物重量的3. 0%，純堿3. O %，升溫到90°C，保溫40min，將染前處理后的織物以浴比1:6加水后，加入織物重量O. 1%的分散紅E-4B(分散紅60)，醋酸加入量為織物重量的O. 7%，以2°C /min升溫到60°C后，運(yùn)轉(zhuǎn)20min ；隨后，以I. 50C /min升溫到110°C，在運(yùn)轉(zhuǎn)30min之后，以3°C /min下降到90°C后放水，清水洗2次；2)染色超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為25kHz，超聲波強(qiáng)度為O. 8ff/cm2 ；3)染后處理染后織物用熱水洗滌去除浮色，按浴比1:10加水，升溫到85°C，運(yùn)轉(zhuǎn)30min之后，清水洗2次，最后干燥被染織物。染后織物檢測參照徐穆卿《印染試化驗(yàn)》一文、及國標(biāo)GB/T 3920 一 1997、GB/T3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，其結(jié)果為織物的染料上染率99. 5%，織物顏色細(xì)膩，色澤鮮艷、均勻，磨擦牢度、皂洗牢度、汗?jié)⒗味染?級以上。實(shí)施例3 :用下列方法將滌綸試樣染黃色
整個(gè)染色過程依次包括，進(jìn)行染前處理、染色、染后處理等步驟。I)染前處理將織物按浴比1:8加水后，特效去油紗劑LD-22加入量為2. 0%，純堿I. 5%，升溫到85°C，保溫30min，將染前處理后的纖維以浴比1:7加水后，加入分散金黃E-3RL (分散黃23) 1%，醋酸加入量為I. 0%，以3°C /min升溫到60°C后，運(yùn)轉(zhuǎn)15min，隨后，以I. 5°C /min升溫到120°C，在運(yùn)轉(zhuǎn)50min之后，以3°C /min下降到90°C后，放水，清水洗2次；2)染色超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為35kHz，超聲波強(qiáng)度為I. Off/cm2 ；3)染后處理染后織物要進(jìn)行染后處理，去除浮色，按浴比1:10加水，加入皂片O. 5%，升溫到80°C，運(yùn)轉(zhuǎn)30min之后，清水洗3次，最后干燥被染織物。染后織物檢測參照徐穆卿《印染試化驗(yàn)》一文及國標(biāo)GB/T 3920 一 1997、GB/T3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，其結(jié)果為織物的染料上染率98. 5%，織物顏色細(xì)膩，色澤鮮艷、均勻，磨擦牢度、皂洗牢度、汗?jié)⒗味染?級以上。實(shí)施例4 :纖維試樣染中紅色采用下列方法 染色過程為染前處理、染色、染后處理等步驟1)染前處理將滌綸織物按浴比1:8加水后，特效去油紗劑LD-22加入量為I. 0%，純堿I. 0%，升溫到85°C，保溫30min。將染前處理后的織物以浴比1:6加水后，加入分散紅E-4B (分散紅60)2. 5%，醋酸加入量為2. 0%，以30C /min升溫到60°C后，運(yùn)轉(zhuǎn)15min，隨后，以I. 5°C/min升溫到125°C，在運(yùn)轉(zhuǎn)60min之后，以3°C/min下降到90°C后放水，清水洗2次；2)染色超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為40kHz，超聲波強(qiáng)度為I. Off/cm2 ；3)染后處理染后織物要進(jìn)行染后處理，去除浮色，按浴比1:10加水，加入皂片I. 5%,升溫到85°C,運(yùn)轉(zhuǎn)40min之后,清水洗4次，最后干燥被染織物。染后織物檢測參照徐穆卿《印染試化驗(yàn)》一文及國標(biāo)GB/T 3920 一 1997、GB/T 3921. I 5 — 1997、GB/T 3922 — 1995 和 GB/T 8424. I 3 — 2001 等規(guī)定的方法進(jìn)行檢測，其結(jié)果為織物的染料上染率98%，織物顏色細(xì)膩，色澤鮮艷、均勻，磨擦牢度、皂洗牢度、汗?jié)⒗味染?級以上。上面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明作了進(jìn)ー步的描述，但不能認(rèn)為，本發(fā)明僅限于這些實(shí)施方式，凡涉及或延伸與本發(fā)明中所述設(shè)備、改進(jìn)、エ藝參數(shù)、染色條件等等相似工作，均屬此發(fā)明的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種超聲波輔助的染色分散裝置，其特征是該染色分散裝置將用于織物染色機(jī)Al，通過管路連接泵A3，再通過管路連接ー個(gè)裝有超聲波發(fā)生器的染色分散裝置A2，所述的織物染色機(jī)是高溫高壓染色機(jī)，包括噴射染色機(jī)和溢流染色機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波輔助的染色分散裝置，其特征是該輔助裝置的進(jìn)、出水口用橡膠管與染色機(jī)中的循環(huán)管路連接，染色分散裝置的內(nèi)徑與循環(huán)管路口徑相匹配；另，其分散裝置中，超聲波發(fā)生器中超聲振子的作用方式為超聲波必須在泵A3啟動期間才能啟動，在停止運(yùn)轉(zhuǎn)泵A3前30秒停止，從而保證超聲波作用吋，染液處于全充滿狀，且超聲波功率和頻率可調(diào)。
3.一種安裝超聲波輔助的染色分散裝置的染色機(jī)中滌綸織物的染色方法，其特征是包括エ藝步驟如下 (1)將滌綸織物置于染色浴中，按照浴比為1:4 20的重量比加水后，加入織物重量O.5 3. 0%的去油凈洗剤、O. 5 3. 0%的純堿，升溫到70 95°C，保溫20 40min ； (2)加入分散染料和醋酸，以2 4°C/min的速率升溫到50 80°C后運(yùn)轉(zhuǎn)10 20min ；分散染料的加入量根據(jù)配色需要確定，醋酸加入量為滌綸織物重量的O. 5 2% ； (3)以I 2°C/min的速率升溫到100 130°C，運(yùn)轉(zhuǎn)20 60min ； (4)以2 4°C/min的速率下降到80 90°C后放水，清水洗滌。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在干，以被染織物的重量計(jì)，分散染料的加入量為大于O至5%間變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在干，織物在染色過程中，超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為20 60kHz，超聲波強(qiáng)度為O. 8 I. 2W/cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在于，步驟(3)染淺中色時(shí)，溫度為100 120°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在于，步驟(3)染中深色時(shí)，溫度為120 130°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在干，染后織物進(jìn)行處理去除浮色，對于淺中色樣品，按浴比1:5 25加水，加入滌綸織物重量O I. 0%的皂洗剤，升溫到70 85°C，運(yùn)轉(zhuǎn)20 40min，清水洗滌。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滌綸織物的染色方法，其特征在于，染后織物進(jìn)行處理去除浮色，對于深色樣品，按浴比1:15 30加水，加入織物重量I. O 3. 0%的皂洗剤，升溫到80 95°C，運(yùn)轉(zhuǎn)30 50min，清水洗滌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波輔助的染色分散裝置及其相關(guān)滌綸織物的染色方法，屬于紡織染色技術(shù)領(lǐng)域。本技術(shù)的關(guān)鍵是改進(jìn)了的超聲波輔助裝置，以及與該裝置相關(guān)的染色方法。此超聲波染色分散裝置，連接在普通高溫、高壓染色機(jī)的循環(huán)管路中，其包括有一超聲波發(fā)生器，安裝在染色機(jī)的循環(huán)管路內(nèi)，以解決分散染料的分散難、易團(tuán)聚，及對滌綸纖維染色不佳等問題；本發(fā)明也涉及安裝此種裝置染色機(jī)中滌綸織物的染色方法，并提供與此相關(guān)染色工藝，即滌綸纖維依次進(jìn)行染前處理、染色、染后處理等。與以往技術(shù)相比，該裝置安裝簡單，在普通織物染色機(jī)中，對分散染料進(jìn)行超聲分散，提高了分散染料的上染率，染后織物顏色細(xì)膩，色澤鮮艷度、均勻性和色牢度好。
文檔編號D06P3/54GK102691189SQ201210186508
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者俞成丙, 戚文迎, 殷雯青, 芮英宇, 陳賽賽 申請人:上海大學(xué)