微胶囊无助剂免水洗染色工艺和装置制造方法及图纸

本发明专利技术为微胶囊无助剂免水洗的染色工艺和装置。本发明专利技术装置为连接在普通高温高压染色机上的一个旁路，该旁路包括：一种微胶囊染料萃取机，连接微胶囊染料萃取机和染色机的进水和出水管，控制染料释放的阀门。本装置与普通高温高压染色机连接使用，可以在通常的染色条件下，对涤纶等疏水纤维的微胶囊无助剂免除水洗染色，可以简化操作，染色完成后，剩余的微胶囊与染液分离，排水十分清洁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轻化工领域，进一步说是一种微胶囊无助剂免水洗染色工艺和装置，是一种清洁染色的工艺和装置。
技术介绍
目前分散染料的染色仍然为在助剂作用下的水系介质染色，即借助于助剂把染料稳定地分散于水中，采用130℃高温染色，染色后再经水洗、皂洗还原清洗等把织物表面浮色洗去，以达到预定的牢度要求。为了节水，人们采用小浴比染色，浴比为1∶7左右，但水洗工艺必不可少，因此每染一吨织物染色和水洗用水消耗约为100～150吨，产生的废水为严重污染。为了保护环境，人们采用种种技术手段提高处理水质量，但迄今为止尚无彻底有效的处理方法。十多年前，德国科学家专利技术了一种非水系染色方法——超临界CO2染色技术，可以说是一种清洁的染色方法，彻底地解决了染色废水问题。该技术引起了广泛的重视和研究，已出现多种超临界CO2染色装置。如“用于超临界流体或准临界流体溶解固体颗粒的溶解装置及染色装置”(中国专利号ZL01119214.3)，该装置包括一种超临界流体对染料颗粒的溶解和分离装置，并能限制较大的染料颗粒与织物接触。但由于此类装置以超临界流体为介质，工作压力为300大气压左右，设备投资昂贵，至今尚未见规模化应用。2003年陈水林等人专利技术了一种分散染料微胶囊无助剂的水系染色技术，中国专利号ZL03116244.4。该专利技术利用一种特殊的微胶囊化分散染料，利用该种微胶囊的缓释与隔离作用，在普通的高温高压染色设备上，采用通常的染色条件，实现了无废水的清洁染色。由于该方法不添加助剂，染色废水经过滤后非常清洁。但用这种方法染色后的织物仍需清洗，以除去织物上附着微胶囊和少量浮色，这种清洗仍然消耗较大量的水。为此，专利技术人陈水林等人又于2004年专利技术了一种免除水洗的分散染料染色的方法，中国专利号ZL200410056220.9。该方法的实现过程是，采用分散染料微胶囊染色方法完成染色后，在断绝染料供应和无助剂的条件下，继续在水中对织物高温处理10至20分钟，使吸附在织物表面的染料全部进入织物纤维内部，免除了水洗，从而可节约大量的水洗用水和热能。但是，微胶囊染色停止后，微胶囊中还存在一些末耗尽的染料，这些染料必须在免水洗处理前被排除在染色体系之外，以达到彻底断绝染料供应的要求。其次，如果织物上附着有微胶囊，在随后的热定型阶段，高温会使这些微胶囊中的染料升华，在织物上形成色点。显然，对绒毛织物、纱线等，采用水洗的方法清除附着的微胶囊是很困难的。即使对普通织物，这种清洗不仅操作复杂，而且需要额外的热能和水。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种微胶囊无助剂染色免水洗的工艺和染色的装置，尤其适用于分散染料微胶囊无助剂染色免水洗的工艺和染色的装置。本专利技术的工艺原理表述如下分散染料微胶囊C1是一种平均粒径为数十微米的固体颗粒(ZL03116244.4)，内部含有染料固体。它具有一定的强度和耐热性能，在染色过程中不溶解，不变形，不破裂，其粒径分布基本不变；同时它又具有渗透性和缓释性，水和染料分子可以透过胶囊壁。在高温和水介质的作用下，微胶囊中的染料被逐渐溶解，扩散作用使溶解的染料分子C2透过胶囊壁，进入染液。染料分子到达纤维表面并吸附，向纤维内部扩散。这种溶解—渗透—吸附—扩散的过程不断进行，直至织物的颜色达到一定的深度。此时，只要切断对织物的染料供应，让织物在染色温度下继续处理一段时间，即可清除其表面浮色，达到免除水洗的目的。本专利技术的装置是一种将固液萃取机理应用于微胶囊无助剂免水洗染色的装置，由普通的染色机、萃取机、管路、2～8个阀门和泵等组成一个染色系统。该系统采用水为工作介质，其工作温度和压力与普通的染色条件一致，通常工作温度为100～140℃，压力为0～0.4MPa，染色时间为0.5～1.5小时。如典型的纯涤纶织物染色条件为130℃、0.3MPa。本装置的工作流程是将水输入容器，水与容器中的微胶囊充分接触，形成水与微胶囊的混合体系。通常系统中水为织物重量的10～30倍，推荐30倍，微胶囊染料的用量，根据不同的染色深度要求，为织物重量的0.1～10％。由于微胶囊具有较大的比表面积，在较高的温度下，如130℃，水的粘度极小，易通过微胶囊壁，溶解其中的分散染料，形成分散染料水溶液。染料溶液与微胶囊随后通过一个过滤介质C3，较大粒径的微胶囊C1被限制在容器内，染料溶液从容器输出。萃取机A2中的过滤介质C3可采用附图5中的网篮形式，也可采用柱状、袋装、折波状、片状等任何通常的形式。过滤介质C3的选材也很广泛，选择难以被分散染料着色的材质为好，包括但不限于满足系统工作条件的金属、陶瓷、玻璃纤维、粘胶纤维或天然纤维等，但应避免使用聚酯等与分散染料有亲和力的材料。实际上，染色机中存在少量粒径较小的微胶囊是可以接受的，因为这些微胶囊具有更大的比表面积，其内部的染料较早消耗枯竭，它造成的负面影响也较小。为了降低工作负荷，过滤介质C3的过滤精度可适当放宽。根据所用微胶囊染料的规格，结合对染色产品质量的要求，过滤介质C3的过滤精度一般应选择2～50微米。本专利技术还包括由萃取机A2、染色机A1和连接管路组成的工作回路，该回路使经由萃取机流出染液不断地注入染色机，染液中的染料被织物吸收后，枯竭的染液被重新输入萃取机，再次从含有染料的微胶囊中获得溶解的染料，形成较高浓度的染料溶液。如此不断循环30～60分钟，达到预定的染色深度后，关闭这个工作回路，使染色机内得不到新的染料供应，染色机继续在染色温度条件下独立运行一段时间，如5～20分钟，使纤维表面的浮色进入纤维，从而完成免水洗处理过程。系统中的染料溶解—消耗是一个动态过程，因此萃取机应有足够的输出流量，以不断补充染色机内的染料消耗。但是，由于分散染料的溶解度很小，染料达到溶解饱和以后，过大的工作流量也是无益的。决定萃取机工作流量的主要因素是染料的用量和织物重量，通常微胶囊染料的重量为织物重量的0.1％～10％；此外还与溶解装置的性能、织物的结构、染色机的性能等有关。因此，萃取机的流量一般为1～100m3/h。本专利技术的各种变体可适合与各种形态的疏水性纤维制品，如锦纶、涤/棉混纺纤维以及散纤维、纱线、针织布、成衣等制品。附图说明图1是本专利技术的一种微胶囊无助剂免水洗染色装置示意图；符号说明A1-染色机，A2-萃取机，A3-泵，V1、V2、V3、V4和V5-阀门。泵A3为萃取机运行提供动力，兼作染色机的动力来源。V4和V5控制萃取机A2的反冲洗回路。染色完成后，关闭V2、V3，打开V4、V5，可以对萃取机进行清洗。图2是本专利技术的第二种微胶囊无助剂免水洗染色装置示意图；符号说明A1-染色机，A2-萃取机，A3-泵，V1、V2、V3、V4和V5-阀门。泵A3为萃取机运行提供动力，兼作染色机的动力来源。泵的安装位置一般在染色机A1的出水端，也可以安装在染色机A1的进水端。V4和V5控制萃取机A2的反冲洗回路。染色完成后，关闭V2，打开V3、V4、V5，可以对萃取机进行清洗。图3是本专利技术的第三种微胶囊无助剂免水洗染色装置示意图；符号说明A1-染色机，A2-萃取机，A3、A4-泵，V1、V2、V3、V4和V5-阀门。泵A3为萃取机运行提供动力，A4作为染色机的动力来源。泵的安装位置一般在染色机A1的出水端，也可以安装在染色机A1的进水端。V4和V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微胶囊无助剂免水洗染色装置，其特征是该染色装置将用于织物染色的染色机Ａ１，通过一组管路和用于控制流量和流向的２～８个阀门，连接一个用于萃取微胶囊内染料的，带过滤介质的萃取机Ａ２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡卫明，陈水林，俞正庆，
申请(专利权)人：上海无极纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]