申請(qǐng)日2015.09.29

　　公開(kāi)(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號(hào)D06B21/00; D06B3/04; D06P5/02; D06B5/16; D06B5/22; D06B3/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，包括依次連接的棉紗經(jīng)軸經(jīng)放卷系統(tǒng)、醚化處理系統(tǒng)、離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng)、超聲波染色系統(tǒng)、紅外線恒溫濕短蒸系統(tǒng)、固色系統(tǒng)和收卷系統(tǒng)，超聲波染色系統(tǒng)包括超大直徑印花圓網(wǎng)、超聲波染料霧化裝置、紅外加熱裝置和負(fù)壓真空箱，超聲波染料霧化裝置設(shè)在超大直徑印花圓網(wǎng)內(nèi)部，且超大直徑印花圓網(wǎng)置于負(fù)壓真空箱內(nèi)負(fù)壓真空箱上方設(shè)有紅外加熱裝置，由于負(fù)壓真空箱內(nèi)負(fù)壓梯度的分布，被活化的染料霧滴微珠粒徑更加細(xì)小，活性更高，在織物上的擴(kuò)散范圍小，染色效果更加細(xì)膩，本發(fā)明的染色方法應(yīng)用范圍廣，能耗低、污染小，并能適應(yīng)小批量、多品種的印染技術(shù)發(fā)展方向。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，其特征在于：包括依次連接的棉紗經(jīng)軸經(jīng)放卷系統(tǒng)(1)、醚化處理系統(tǒng)(2)、離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng)(3)、超聲波染色系統(tǒng)(4)、紅外線恒溫濕短蒸系統(tǒng)(5)、固色系統(tǒng)(6)和收卷系統(tǒng)(7)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，其特征在于：所述的超聲波染色系統(tǒng)包括超大直徑印花圓網(wǎng)(41)、超聲波染料霧化裝置(42)、紅外加熱裝置(43)和負(fù)壓真空箱(44)，所述超聲波染料霧化裝置(42)設(shè)在超大直徑印花圓網(wǎng)內(nèi)部(41)，且超大直徑印花圓網(wǎng)置于負(fù)壓真空箱(44)內(nèi)，所述負(fù)壓真空箱(44)上方設(shè)有紅外加熱裝置(43)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，其特征在于：所述的超大直徑印花圓網(wǎng)為筒狀，且周長(zhǎng)為1-4米，采用銅鎳合金或絲網(wǎng)制成。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，其特征在于：所述超聲波染料霧化裝置的超聲波振子直接驅(qū)動(dòng)染液霧化，霧滴直徑為0.5-100μm。

　　5.權(quán)利要求1~4任一所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)的印花、染色工藝，其特征在于步驟如下：

　　(1)待印花、染色棉紗或坯布依次經(jīng)過(guò)棉紗經(jīng)軸經(jīng)放卷系統(tǒng)、醚化處理系統(tǒng)和離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng);

　　(2)經(jīng)過(guò)離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng)處理后的待印花、染色棉紗或坯布進(jìn)入超聲波染色系統(tǒng)，不同的超聲波染料霧化裝置將欲印花、染色的不同顏色料漿霧化，分別在排布好的包有待印花、染色棉紗或坯布的圓網(wǎng)內(nèi)形成均勻分布的特定顏色的染料霧;

　　(3)待印花、染色棉紗或坯布經(jīng)導(dǎo)輥引導(dǎo)纏繞在圓網(wǎng)外表面，并一同置入負(fù)壓真空箱，霧化形成的染液微珠在負(fù)壓真空箱體內(nèi)負(fù)壓的作用下，圓網(wǎng)內(nèi)的帶顏色霧被真空負(fù)壓吸向圓網(wǎng)表面包覆的棉紗或坯布上，在一定的負(fù)壓和過(guò)濾阻攔效果作用下，定向滲透到棉紗或織物內(nèi)部，完成染色過(guò)程，形成第一套色圓網(wǎng)單元，再由導(dǎo)輥導(dǎo)入下一個(gè)負(fù)壓真空箱，依次完成多套色或多彩圓網(wǎng)套花，形成多色套色或復(fù)雜套花面料花棉紗或坯布;

　　(4)在紅外加熱裝置與棉紗或布面形成的加熱隧道內(nèi)對(duì)面料花棉紗或坯布加熱固色與定型，實(shí)現(xiàn)無(wú)污水排放的印染;

　　(5)經(jīng)過(guò)加熱固色與定型后的面料花棉紗或坯布依次經(jīng)過(guò)紅外線恒溫濕短蒸系統(tǒng)、固色系統(tǒng)和收卷系統(tǒng)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)的印花、染色工藝，其特征在于：所述紅外加熱裝置的加熱溫度根據(jù)面料品種確定，涂料印花、染色溫度為120-180℃，滌綸類印花、染色溫度為120-240℃。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)的印花、染色工藝，其特征在于：所述負(fù)壓真空箱的負(fù)壓保證圓網(wǎng)對(duì)待印花、染色棉紗或坯布的貼服度、染液霧滴對(duì)棉紗或面料的沖擊，達(dá)到透染或半透染的效果，同時(shí)達(dá)到與待印花、染色棉紗或坯布的阻擋過(guò)濾的平衡，將染液霧滴的流失降低到最低。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種對(duì)紡織材料的新型印花、染色方法，屬于紡織印染加工領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　水是人類生存無(wú)可替代的有限自然資源，全球可用水資源已經(jīng)告急，我國(guó)人均可用水量?jī)H為世界人均可用水量的1/3，是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家。印染業(yè)是一個(gè)需要大量消耗水資源與能源的行業(yè)，同時(shí)印染產(chǎn)生的廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。紡織業(yè)是傳統(tǒng)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)，但由于印染廢水色度高、COD可生化性差等特點(diǎn)，使廢水處理難度很大，已嚴(yán)重制約了紡織業(yè)的發(fā)展。僅2004年中國(guó)印染布達(dá)320億m，占工業(yè)總產(chǎn)值約為5.3%。而同年印染行業(yè)年排放印染廢水約40億m3，排放的印染廢水約占52.6%(按印染布產(chǎn)量計(jì)算)，而平均重復(fù)利用率不到10%。如何從清潔生產(chǎn)入手，全過(guò)程控制污染物，在生產(chǎn)工藝上分析污染產(chǎn)生的原因，進(jìn)而提出各種節(jié)水措施，使紡織業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路，已迫在眉睫。

　　目前常用的染色方法有卷染，液流染色和連續(xù)軋染等，根據(jù)不同方法及對(duì)不同織物的染色，這幾大類的浴比在5∶1～20∶1之間，這消耗了大量的水資源，同時(shí)由于染色過(guò)程中需要加熱，以及織物的運(yùn)動(dòng)要靠染液來(lái)帶動(dòng)，因而也需要消耗大量的能量，此外，染色廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成大量污染。因而自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外投入了大量人力、財(cái)力、物力，開(kāi)發(fā)環(huán)保型染化料、助劑和節(jié)能、少水或無(wú)水的新技術(shù)、新設(shè)備，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

　　目前報(bào)道的節(jié)水與環(huán)保染色技術(shù)主要有氣流噴射染色法、氣液式染色法、泡沫染色法和超臨界CO2流體染色法等。氣流噴射染色法是利用高速氣流吹向染液，使染液呈飛沫狀對(duì)織物染色的方法，可以將浴比降到3∶1，有效的達(dá)到了節(jié)水，排污少的目標(biāo)，同時(shí)由于飛沫形成的氣霧具有更好的滲透性，因而可以縮短染色時(shí)間，且染色效果很好，但氣流噴射染色存在霧化顆粒大、霧化不均勻等問(wèn)題，且品種適應(yīng)性上還有較大局限，因此氣流霧化染色設(shè)備數(shù)量不多，總體應(yīng)用水平也不高。氣液式染色法是利用風(fēng)帶動(dòng)織物，將浸濕的織物在少量的循環(huán)用水中通過(guò)即可染色，用水量少，其最低浴比可達(dá)2∶1，但目前這種技術(shù)的應(yīng)用還不成熟。泡沫染色是利用大量氣體分散在少量液體之中形成的微泡聚集體，以這種聚集體對(duì)紡織材料進(jìn)行染色的方法，這種染色方法可以很大程度上節(jié)約用水，浴比可小于1∶1，同時(shí)減少助劑的用量，縮短染色時(shí)間及減少染色廢水處理量，但由于泡沫的不穩(wěn)定性與較差的滲透性，導(dǎo)致了染色不勻及染色不深等問(wèn)題。超臨界CO2流體染色，它是一種將超臨界CO2流體完全代替水來(lái)溶解染料的染色方法，因而這種染色方法不用水，不產(chǎn)生廢水，殘余的染料可重新恢復(fù)成粉末狀，可回收利用，有利于環(huán)保，且染色效果良好，但它只適應(yīng)于一些特殊的染色體系，如分散染料對(duì)滌綸的染色，不具備通用性，且對(duì)設(shè)備的要求很高，價(jià)格昂貴，為間歇式生產(chǎn)，因而未能取得生產(chǎn)上的應(yīng)用。

　　超聲波噴霧(霧化)是利用超聲波的能量作用將水或液體打散，形成幾個(gè)μm到100多μm大小的微小顆粒，用于對(duì)空氣加濕、液體造粒、混合、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)、噴涂、金屬熔體制粉等目的。

　　大功率超聲波霧化加濕的技術(shù)的功率源是大功率超聲波縱向換能器，整機(jī)由超聲波換能器，變幅桿，發(fā)射頭，專用驅(qū)動(dòng)電源組成。換能器驅(qū)動(dòng)發(fā)射頭作高頻振動(dòng)，對(duì)水或其他液體施加超聲波作用力，將流動(dòng)的液體打散成細(xì)微顆粒，噴向空中，從而達(dá)到噴霧(霧化)的目的。它的特點(diǎn)是工作頻率較低，功率大;霧化效率高，單個(gè)換能器霧化量可大可小，一個(gè)單元霧化量最大可以超過(guò)100L/h;對(duì)介質(zhì)無(wú)限制，甚至污水、化工液體、油料粘液也能霧化。無(wú)壓力，無(wú)噪音，無(wú)噴嘴磨損和堵塞問(wèn)題。能耗低，單機(jī)體積小;霧化量大小可隨意調(diào)節(jié)，最適于應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。通過(guò)組合，霧化量可以滿足用戶的任何要求。

　　超聲波噴霧系統(tǒng)也被取代傳統(tǒng)的壓力式噴霧系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)制程及研發(fā)上，特別在微量涂布噴涂領(lǐng)域，超聲波噴霧系統(tǒng)產(chǎn)生的霧氣更精確，更容易控制且更環(huán)保。

　　超聲波噴霧(霧化)器還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，它可在數(shù)百度的高溫下工作，最高溫度超過(guò)500℃。所以它可用于金屬制粉，工藝簡(jiǎn)單，效率很高。通過(guò)對(duì)噴霧頭的不同設(shè)計(jì)，可以他適應(yīng)各種不同的制粉要求。從實(shí)驗(yàn)室快速簡(jiǎn)便的少量制粉，到生產(chǎn)流水線大量的工業(yè)制粉，都有可能實(shí)現(xiàn)。給技術(shù)如果應(yīng)用于紡織印染行業(yè)，將帶來(lái)，超低浴比的染色新方法的實(shí)現(xiàn)。

　　專利CN102002834B通過(guò)對(duì)配制的染液進(jìn)行超聲波霧化，霧化形成的染液微珠在一定的蒸汽壓力和電場(chǎng)作用下，定向滲透到織物內(nèi)部，完成染色過(guò)程。由于蒸汽壓力控制和電場(chǎng)的控制復(fù)雜性，以及蒸汽耗能，該工藝并沒(méi)有得到很好的應(yīng)用。CN203995018U提出一種滾筒印花，用刻有凹形花紋的銅制滾筒在物品上印花的工藝方法，印花時(shí)，先使花筒表面沾上色漿，再用鋒利而平整的刮刀將花筒未刻花部分的表面色漿刮除，使凹形花紋內(nèi)留有色漿。當(dāng)花筒壓印于織物時(shí)，色漿即轉(zhuǎn)移到織物上而印得花紋。由于滾筒制備的技術(shù)問(wèn)題，其滾筒不能制備的很薄，而且滾筒內(nèi)部還要進(jìn)行陶瓷涂層加工，其花紋精細(xì)度不可能做的很精細(xì)。這些問(wèn)題限制了其技術(shù)的應(yīng)用推廣。CN203451830U公開(kāi)一種新型地毯噴染機(jī)，實(shí)現(xiàn)超聲波霧化噴涂染色，由于無(wú)法印花，該工藝應(yīng)用價(jià)值有限。

　　本專利從棉印染業(yè)清潔生產(chǎn)入手，突破傳統(tǒng)印染業(yè)的典型工藝流程的禁錮，對(duì)各工序的取水、排水進(jìn)行物流清單分析，診斷重點(diǎn)污染物的產(chǎn)生工段，對(duì)棉布前處理冷軋堆一步法工藝、卷染、轉(zhuǎn)移印花技術(shù)、涂料染色或涂料印花、還原性染料、堿回收、中水回用技術(shù)等對(duì)比分析，進(jìn)行清潔生產(chǎn)改革，重新設(shè)計(jì)零污水排放超聲波涂料染色或超聲波無(wú)清洗涂料印花清潔生產(chǎn)的整體生產(chǎn)工藝、節(jié)能減排和節(jié)水措施，理論分析棉印染業(yè)清潔生產(chǎn)可節(jié)水的量為2.6x108m3、COD削減量為3.2X105t，回收的還原染料為5x104t，節(jié)約堿的量為3x105t。前期結(jié)果表明：紡織棉印染行業(yè)在持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)條件下，通過(guò)清潔生產(chǎn)工藝實(shí)施，加強(qiáng)清潔生產(chǎn)節(jié)水管理，對(duì)緩解當(dāng)前的水資源短缺有著非常重要的意義。只有走清潔生產(chǎn)的道路，才能改變印染業(yè)末湍治理的困境，從而推動(dòng)整個(gè)印染業(yè)的良性循環(huán)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)及其染色工藝，本發(fā)明的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)應(yīng)用范圍廣，能耗低、污染小，并能適應(yīng)小批量、多品種的印染技術(shù)發(fā)展方向。

　　為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，包括依次連接的棉紗經(jīng)軸經(jīng)放卷系統(tǒng)、醚化處理系統(tǒng)、離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng)、超聲波染色系統(tǒng)、紅外線恒溫濕短蒸系統(tǒng)、固色系統(tǒng)和收卷系統(tǒng)。

　　所述的超聲波染色系統(tǒng)包括超大直徑印花圓網(wǎng)、超聲波染料霧化裝置、紅外加熱裝置和負(fù)壓真空箱，所述超聲波染料霧化裝置設(shè)在超大直徑印花圓網(wǎng)內(nèi)部，且超大直徑印花圓網(wǎng)置于負(fù)壓真空箱內(nèi)，所述負(fù)壓真空箱上方設(shè)有紅外加熱裝置。

　　所述的超大直徑印花圓網(wǎng)為筒狀，且周長(zhǎng)為1-4米，采用銅鎳合金或絲網(wǎng)制成。

　　所述超聲波染料霧化裝置的超聲波振子直接驅(qū)動(dòng)染液霧化，霧滴直徑為0.5-100μm。

　　一種無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)的印花、染色工藝，步驟如下：

　　(1)待印花、染色棉紗或坯布依次經(jīng)過(guò)棉紗經(jīng)軸經(jīng)放卷系統(tǒng)、醚化處理系統(tǒng)和離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng);

　　(2)經(jīng)過(guò)離子反應(yīng)式烘干系統(tǒng)處理后的待印花、染色棉紗或坯布進(jìn)入超聲波染色系統(tǒng)，不同的超聲波染料霧化裝置將欲印花、染色的不同顏色料漿霧化，分別在排布好的包有待印花、染色棉紗或坯布的圓網(wǎng)內(nèi)形成均勻分布的特定顏色的染料霧;

　　(3)待印花、染色棉紗或坯布經(jīng)導(dǎo)輥引導(dǎo)纏繞在圓網(wǎng)外表面，并一同置入負(fù)壓真空箱，霧化形成的染液微珠在負(fù)壓真空箱體內(nèi)負(fù)壓的作用下，圓網(wǎng)內(nèi)的帶顏色霧被真空負(fù)壓吸向圓網(wǎng)表面包覆的棉紗或坯布上，在一定的負(fù)壓和過(guò)濾阻攔效果作用下，定向滲透到棉紗或織物內(nèi)部，完成染色過(guò)程，形成第一套色圓網(wǎng)單元，再由導(dǎo)輥導(dǎo)入下一個(gè)負(fù)壓真空箱，依次完成多套色或多彩圓網(wǎng)套花，形成多色套色或復(fù)雜套花面料花棉紗或坯布;

　　(4)在紅外加熱裝置與棉紗或布面形成的加熱隧道內(nèi)對(duì)面料花棉紗或坯布加熱固色與定型，實(shí)現(xiàn)無(wú)污水排放的印染;

　　(5)經(jīng)過(guò)加熱固色與定型后的面料花棉紗或坯布依次經(jīng)過(guò)紅外線恒溫濕短蒸系統(tǒng)、固色系統(tǒng)和收卷系統(tǒng)。

　　所述紅外加熱裝置的加熱溫度根據(jù)面料品種確定，涂料印花、染色溫度為120-180℃，滌綸類印花、染色溫度為120-240℃。

　　所述負(fù)壓真空箱的負(fù)壓保證圓網(wǎng)對(duì)待印花、染色坯布的貼服度、染液霧滴對(duì)棉紗或面料的沖擊，達(dá)到透染或半透染的效果，同時(shí)達(dá)到與待印花、染色棉紗或坯布的阻擋過(guò)濾的平衡，將染液霧滴的流失降低到最低。

　　本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的無(wú)污水排放的超大循環(huán)花型超聲波圓網(wǎng)印花、染色機(jī)，霧化形成的染液微珠在負(fù)壓真空箱體內(nèi)負(fù)壓的作用下，圓網(wǎng)內(nèi)的帶顏色霧被真空負(fù)壓吸向圓網(wǎng)表面包覆的棉紗或坯布上，由于負(fù)壓真空箱內(nèi)負(fù)壓梯度的分布，被活化的染料霧滴微珠粒徑更加細(xì)小，活性更高，在織物上的擴(kuò)散范圍小，染色效果更加細(xì)膩;由于采用了本發(fā)明技術(shù)方案，染液經(jīng)高頻超聲波霧化裝置形成的染料溶液霧化染料溶液霧化微珠在氣壓和帶濕塵過(guò)濾阻攔的綜合作用下向紗線、纖維內(nèi)部區(qū)域，更容易進(jìn)入纖維內(nèi)部，染色效果更好;霧化微珠帶液量少，染料利用率高，同時(shí)本發(fā)明技術(shù)無(wú)印花助劑、鹽加入，無(wú)需水洗，可節(jié)約用水和減少環(huán)境污染。本發(fā)明的染色方法應(yīng)用范圍廣，能耗低、污染小，并能適應(yīng)小批量、多品種的印染技術(shù)發(fā)展方向。