一种适用于棉及其混纺针织面料的连续式轧染方法与流程

1.本发明属于织物染整领域，特别是一种棉及其混纺针织面料的连续式轧染方法和设备。


背景技术：

2.现有棉及其混纺针织面料染色主要采取机缸染色的方法，其使用的设备包括经轴染色机、溢流染色机、喷射染色机、绳装染色机等。上述染色设备对于棉及其混纺针织面料染色均存在相似的缺陷，即由于其间歇性染色的性质导致生产效率不高、能效较低、人力需求高等问题。
3.其中，经轴染色机对于织物打卷质量要求较高，打卷的好坏直接影响最终染色效果，因此需要熟练掌握打卷技术的操作人员专人操作。且经轴染色技术固色率较低，容易产生色差。溢流染色机染色过程中布匹容易与染色机内部结构发生摩擦，进而造成布面损伤，降低成品质量。喷射染色机同样存在布匹容易与染色机内部结构发生摩擦造成织物损伤的问题，且喷射染色机能够适应的染色颜色较少。
4.基于上述工艺存在的能耗高、固色效果不佳等缺陷，越来越多的工厂采用了冷轧堆技术进行棉针织物染色。专利cn104264518a公开了一种适用于棉布的冷轧染色方法，包括预处理棉布、配置染液和碱液、冷轧染色等步骤。冷轧染色虽然能够有效的降低染色能耗，但是其生产周期较长，仅冷轧步骤耗时约一日。除生产周期长外，冷轧工艺对于场地的要求大，难以适应小批量多品种的生产。且由于其打样困难，不同生产批次之间容易出现色差。
5.除了冷轧堆工艺外，轧染工艺也有潜力解决现有技术中能耗高、生产效率低、固色效果不佳等问题。专利cn105463887b公开了一种棉织物的轧染染色技术，包括堆棉织物进行淡碱退煮处理、低碱丝光、预定型、轧染、汽蒸、洗涤等步骤。该方法虽然能够提高生产效率，解决现有技术只能间歇式、小批量生产的问题。但是为了提高染色质量，该方法采用了多种染色预处理手段，增长了染色工艺的复杂程度，并且其预处理额外使用的碱液增加了染色废水排放。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种棉及其混纺针织面料的连续式轧染方法和设备。
7.第一方面，本发明提供了如下适用于棉及其混纺针织面料的连续式轧染方法：
8.通过轧机将活性染料轧到棉及其混纺针织面料上。
9.将浸轧后的布料传送入装有液态固色介质的固色箱内进行固色。固色时通过张力传感器感知布面张力，并通过调整导布辊的转速将布面张力控制在合适的范围内。固色上染后，洗涤布料，去除布料水分，完成染色。
10.其中，固色箱内使用的液态固色介质不溶于水。张力传感器调整导布辊转速，将布
面张力控制在0
‑
100kg之间。布匹在固色箱内停留30
‑
300s，固色箱内温度控制在50
‑
110℃之间。
11.在一种可能的实现方式中，洗涤阶段亦通过张力传感器感知布面张力，调整导布辊转速以防止布面产生皱褶。
12.第二方面，本发明还提供了一种设备，该设备能够适用于上述连续式轧染方法。
13.所述设备包括按顺序依次相互连接的入布装置、染色装置、固色装置、洗涤装置和出布装置。入布装置用于接收待染布料；染色装置通过均匀轧机对布料进行浸轧；固色装置内装有不溶于水的固色介质，通过该固色介质对布匹进行固色；洗涤装置包括3
‑
10个水洗单元，洗去布料浮色，并进一步固色；出布装置用于出布。
14.其中，所述固色装置为固色箱，固色箱内平行设置有上下两排导布辊用于传送布料。固色箱内所有的导布辊均为有电机驱动、能够主动旋转且转速可控的主动棍。导布辊转速由固色箱内设有的张力传感器根据其感知布面张力进行实时调控。固色箱内布料呈s形缠绕于导布辊表面。
15.优选的，固色箱内选用大直径导布辊，进而进一步降低布面张力。通过选用大直径导布辊以减少上下两排导布辊之间间距。布料在固色箱内运行过程中，大于90％行程为贴敷导布辊表面行进。
16.优选的，固色装置为依次连接的数量大于一个的固色箱组成。
17.优选的，在所述固色装置和洗涤装置之间设有重轧车。该重轧车为双辊或三辊重轧车。重轧车上设有液体回收槽，以回收液体固色介质。
18.优选的，所述水洗单元之间设有轧车，以轧去织物多余洗涤介质。
19.优选的，所述最后一个水洗单元与出布装置之间设有重轧车。该重轧车为双辊或三辊重轧车。
20.基于本发明上述染色技术和设备，可以实现棉及其混纺针织面料从染色到洗涤出布的自动化生产，减少对于人力、能耗的需求。同时，上述固色装置通过使用液体固色介质，能够实现染液的建议回收，减少染色废液排放，对环境友好。固色装置内所选用的主动导布辊，能够减少布料于导布辊之间的摩擦，防止布面损伤。固色箱内选用直径较大的导布辊，能够进一步降低布面张力，减少卷边、皱褶、柳条印等染色瑕疵。
附图说明
21.图1为适用于棉及其混纺针织面料的连续式轧染水洗机示意图；
22.图2为本发明固色装置示意图
具体实施方式
23.现有的常用于棉及其针织面料的染色设备，包括经轴染色机、溢流染色机、喷射染色机、冷轧堆染色等，都存在自动化程度不高、需要依赖较多人力的缺陷。而现有的连续轧染工艺虽然具有提高棉织物染色自动化程度的潜力，但是其工艺较为复杂，且同样存在一定技术上的缺陷。
24.一般来说，棉织物连续轧染工艺包括轧染
‑
焙烘
‑
汽蒸固色等步骤。其中，对于烘焙阶段，往往需要通过预烘来逐渐提高布料温度，防止高温造成的染料泳移现象。且高温烘焙
容易造成活性染料水解，影响最终成品质量。对于汽蒸固色而言，高温蒸汽同样会造成染料分子的分解，进而导致分解后的染料分子逸散在固色装置内。这样一来，从织物成品的染色质量不但会有所降低，逸散在固色装置内的染料分子很有可能随机地再次落在织物表面，造成织物的污染。除此之外，汽蒸固色通常需要较大的设备和大量的蒸汽，因此不但需要较多的能源以生成蒸汽，也很难控制蒸汽均匀的充斥于固色箱内，以至于固色箱内的温度和湿度较难控制。
25.本发明通过涉及一种新型的连续轧染装置和轧染工艺，省略了传统棉织物轧染工艺中的烘培和汽蒸固色步骤，从而在实现自动化染色的同时，减少烘培、汽蒸固色对于染色质量的影响，同时能够节约能源、实现染料的回收利用。
26.本实施例提供了一种可以用于实施针对棉及其混纺针织面料的染色方法的连续式扎染设备。如图1所示，该染色装置包括了进布装置1、染色装置2、固色装置3、洗涤装置5和出布装置6等组成部分。
27.首先，先预先配置好用于染料溶液，并将染料溶液加入均匀轧车的料槽中。用于棉及其混纺针织面料的染料溶液成分为0.1
‑
100g/l的活性染料、10
‑
100g/l的碱剂、0.1
‑
10g/l的渗透液、溶剂为水。将待染布料通过进布架送入均匀轧车内进行浸轧，将轧车压力设定为0.05
‑
0.3mpa之间。
28.进布装置1用于接收并展平待染的棉及其混纺针织面料，并将棉及其混纺针织面料送入到染色装置2。染色装置2为均匀轧车，用于对棉及其混纺针织面料进行浸轧。
29.优选的，进布架带有对中和展布功能的进布架，以保证布料在送入轧机是平整无褶皱。
30.随后，浸轧完成的布料通过导布辊传送入装有液体固色介质的固色箱内。固色箱内装有的固色介质是一种与水不相容的有机溶剂，该有机溶剂具有低粘度、低表面张力、高沸点的物理性质。具体而言，该有机溶剂的粘度一般小于200mm2/s、沸点为100～400℃、表面张力为15～40dyn/cm，包括醇类、醚类、硅氧烷类、二甲基亚砜、环丁砜等。
31.布匹在固色箱内停留时间为30
‑
300s，固色箱内温度控制在50
‑
110℃。上述固色时间和温度能够有效实现纤维的玻璃纤维化、提高上染率，同时防止纤维过度受热造成损伤。
32.固色箱内用于传送布料的导布辊均为主动辊。该导布辊由电机驱动，转速可以控制。同时，由于导布辊主动转动带动布料传送，与被动辊相比，能够减少布料和辊之间的摩擦力，从而减少布面擦伤产生瑕疵。
33.为了进一步防止固色阶段的布料在传送过程中产生褶皱，固色箱内设有张力传感器检测布料张力。通过分析布面张力数值，调整导布辊转速，将布面张力维持在0
‑
100kg之间。从而防止张力过大造成的布料卷边，或者张力过小造成的皱褶、柳条印等染色疵病。
34.优选的，如图2所示，固色箱内均选用大直径导布辊，并减少上下组平行设置的导布辊之间的间距，从而保证整个固色过程中布料有90％以上的行程都是贴敷导布辊辊面运行。所述大直径导布辊直径为500
‑
700mm，上下两组平行设置的大直径导布辊之间间距为20
‑
100mm。固色箱中，各导布辊体积之和占固色箱总体积的20
‑
40％。各导布辊体积之和占导布辊与固色介质体积之和的30
‑
60％。通过增加导布辊直径，能够一方面增加布料在固色箱内的运行长度，另一方面能够增加布料折弯时的包角，降低布料折弯时张力的拉扯。通过大直径导布辊与张力传感器结合运作，能够进一步严格控制布料张力，甚至能够达到布料
无张力在固色箱内运行，进一步降低产生卷边、褶皱、柳条印等瑕疵的可能性。
35.优选的，固色程序使用大于一组固色箱，各组固色箱设施不同温度或者渐进的温度，以防止温度突然升高对织物纤维造成损伤，进而达到提高固色箱效果的目的。
36.优选的，固色完成后的布料送入重轧车中进行重轧。布料通过双辊或三辊重轧车轧去多余的固色介质，并通过轧车上的液体槽回收。
37.布料通过液体固色介质固色完毕后，送入洗涤装置进行洗涤。洗涤装置有3
‑
10组洗涤单元组成。每个洗涤单元内设有张力传感器，控制布面张力，以保证洗涤程序中布面平整，不产生皱褶。同时，洗涤单元内还带有循环冲淋功能，回收洗涤用水进行重复冲淋，以减少染色废水排放。洗涤单元内还带有温控系统，能够维持洗涤用水在20
‑
100℃之间。
38.优选的，各洗涤单元之间设有轧车，轧除布料多余水分。
39.洗涤完毕后，通过最后一组洗涤单元后连接的双辊或三辊重轧车轧除布料多余水分，通过出布架出布。
40.下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
41.实施例1
42.染色对象：纯棉针织毛圈布。
43.染液成分：活性黑l
‑
d染料、活性红l
‑
s染料、活性黄棕染料。
44.取活性黑l
‑
d染料3kg、活性红l
‑
s染料0.3kg、活性黄棕染料0.6kg、片碱0.6kg和渗透剂0.2kg溶解于50l的水中，制成染料溶液。将制备好的染液通过自动供料系统加到轧车的料槽中。
45.设定连续式扎染设备的运行参数，包括进布装置的进布速度，导布辊的转速、固色箱内的温度、目标布面张力等。其中，设置固色箱的温度为90℃。设置目标布面张力为5kg。设置进布装置的进布速度、以及导布辊的转速，使得纯棉针织毛圈布在固色箱中的停留时间为30s，以及布面张力维持在5kg。
46.将纯棉针织毛圈布通过进步架送入均匀轧机进行浸轧，控制带液率在100％。将轧好的织物传送入固色箱内进行固色处理。固色完成后，送入水洗装置内水洗，轧干，获得染色成品。
47.按照《国家标准gb t 3921
‑
2008》和《国家标准gb t 3920
‑
2008》测试成品布主要牢度。测试结果如表1所示。
48.表1
49.皂洗牢度干摩擦牢度湿摩擦牢度4
‑
5级4
‑
5级4
‑
5级
50.经检测，该布料均染性能够达到客户要求，不存在前后、左右色差。染色后织物强度与坯布不存在差别。织物手感经定性后能够达到客户要求。
51.实施例2
52.染色对象：纯棉针织毛圈布。
53.染液成分：活性藏青l
‑
3g染料、活性红l
‑
s染料。
54.取活性藏青l
‑
3g染料1.5kg、活性红l
‑
s染料0.3kg、纯碱1kg和渗透剂0.2kg溶解于50l的水中，制成染料溶液。将制备好的染液通过自动供料系统加到轧车的料槽中。
55.设定连续式扎染设备的运行参数，包括进布装置的进布速度，导布辊的转速、固色
箱内的温度、目标布面张力等。其中，设置固色箱的温度为100℃。设置目标布面张力为0.1kg。设置进布装置的进布速度、以及导布辊的转速，使得纯棉针织毛圈布在固色箱中的停留时间为1min，以及布面张力维持在0.1kg。
56.将纯棉针织毛圈布通过进步架送入均匀轧机进行浸轧，控制带液率在100％。将轧好的织物传送入固色箱内进行固色处理。固色完成后，送入水洗装置内水洗，轧干，获得染色成品。
57.按照《国家标准gb t 3921
‑
2008》和《国家标准gb t 3920
‑
2008》测试成品布主要牢度。测试结果如表2所示。
58.表2
59.皂洗牢度干摩擦牢度湿摩擦牢度4
‑
5级4
‑
5级4
‑
5级
60.经检测，该布料均染性能够达到客户要求，不存在前后、左右色差。染色后织物强度与坯布不存在差别。织物手感经定性后能够达到客户要求。
61.实施例3
62.染色对象：纯棉针织汗布。
63.染液成分：活性黑l
‑
d染料、活性红l
‑
s染料、活性棕l
‑
f染料。
64.取活性黑l
‑
d染料3kg、活性红l
‑
s染料0.3kg、活性棕l
‑
f染料0.6kg、片碱0.6kg和渗透剂0.2kg溶解于50l的水中，制成染料溶液。将制备好的染液通过自动供料系统加到轧车的料槽中。
65.设定连续式扎染设备的运行参数，包括进布装置的进布速度，导布辊的转速、固色箱内的温度、目标布面张力等。其中，设置固色箱的温度为80℃。设置目标布面张力为1kg。设置进布装置的进布速度、以及导布辊的转速，使得纯棉针织汗布在固色箱中的停留时间为3min，以及布面张力维持1kg。
66.将纯棉针织汗布通过进步架送入均匀轧机进行浸轧，控制带液率在70％。将轧好的织物传送入固色箱内进行固色处理。固色完成后，送入水洗装置内水洗，轧干，获得染色成品。
67.按照《国家标准gb t 3921
‑
2008》和《国家标准gb t 3920
‑
2008》测试成品布主要牢度。测试结果如表3所示。
68.表3
69.皂洗牢度干摩擦牢度湿摩擦牢度4
‑
5级4
‑
5级4
‑
5级
70.经检测，该布料均染性能够达到客户要求，不存在前后、左右色差。染色后织物强度与坯布不存在差别。织物手感经定性后能够达到客户要求。
71.实施例4
72.染色对象：带氨纶棉针织汗布。
73.染液成分：活性黑l
‑
d染料、活性红l
‑
s染料、活性棕l
‑
f染料。
74.取活性黑l
‑
d染料3kg、活性红l
‑
s染料0.3kg、活性棕l
‑
f染料0.6kg、片碱0.6kg和渗透剂0.2kg溶解于50l的水中，制成染料溶液。将制备好的染液通过自动供料系统加到轧车的料槽中。
75.设定连续式扎染设备的运行参数，包括进布装置的进布速度，导布辊的转速、固色箱内的温度、目标布面张力等。其中，设置固色箱的温度为110℃。设置目标布面张力为55kg。设置进布装置的进布速度、以及导布辊的转速，使得带氨纶棉针织汗布在固色箱中的停留时间为30s，以及布面张力维持5kg。
76.将带氨纶棉针织汗布通过进步架送入均匀轧机进行浸轧，控制带液率在70％。将轧好的织物传送入固色箱内进行固色处理。固色完成后，送入水洗装置内水洗，轧干，获得染色成品。
77.按照《国家标准gb t 3921
‑
2008》和《国家标准gb t 3920
‑
2008》测试成品布主要牢度。测试结果如表4所示。
78.表4
79.皂洗牢度干摩擦牢度湿摩擦牢度4
‑
5级4
‑
5级4
‑
5级
80.经检测，该布料均染性能够达到客户要求，不存在前后、左右色差。染色后织物强度与坯布不存在差别。织物手感经定性后能够达到客户要求
81.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。