一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置及方法，该染色装置包括染槽、阳极、阴极纱线染色辊和电阻发热辊，所述阳极及阴极纱线染色辊均浸入所述染槽内的染液中，所述电阻发热辊置于所述染槽外且经过所述阴极纱线染色辊染色后的纱线可由所述电阻发热辊调节张力并进行热固色处理。使用上述装置进行染色时，接触电源后控制电流密度及电阻发热辊的热固色处理温度，即可进行高效率的染色。本发明专利技术的优点在于，以纱线染色辊作为阴极材料，还原染色的同时搅拌染液传质，结构更简单且节省能源，染色效率高，增加电阻发热辊热固色处理后，纱线染色的质量更高。

【技术实现步骤摘要】
一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置及方法
本专利技术属于还原染料的还原染色领域，具体涉及一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置及方法。
技术介绍
还原染料是一种性能优良的染料，具有色谱齐全，色泽鲜艳，耐皂洗耐日晒色牢度高等优点。但是大多数还原染料不溶于水，对纤维素纤维没有亲和力，不能实现纱线的直接上染。目前工业上采用在碱性条件下添加连二亚硫酸钠(保险粉)对还原染料进行处理，使染料还原成可溶性隐色体实现纱线或织物的上染。但保险粉易分解且产生大量色泽深，碱性大，难降解的硫废水，会造成严重的环境污染。因此，近年来国内外学者一直在致力于研究一种新方法来替代目前保险粉还原方法。电化学方法是用电子代替还原剂，因而不会产生有害的副产物，成为一种清洁环保的染色方法。有利于提高生产效率，降低生产成本。因此，近年来不少学者对此进行研究。而目前通常使用阴极材料为片状或网状的电极，在染槽中易与纱线产生纠缠，不利于实际生产，并缺少固色装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置及方法，旨在。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其包括染槽、阳极、阴极纱线染色辊和电阻发热辊，所述阳极及阴极纱线染色辊均浸入所述染槽内的染液中，所述电阻发热辊置于所述染槽外且经过所述阴极纱线染色辊染色后的纱线可由所述电阻发热辊调节张力并进行热固色处理。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以有如下进一步具体选择。具体的，所述阳极及阴极纱线染色辊均水平设置，所述阴极纱线染色辊位于所述阳极的上方。具体的，所述阳极由金属或非金属导电材料制成且为沿水平方向伸展的网状或片状。具体的，所述阳极为不锈钢片、铜片、网孔尺寸为20-200目的不锈钢网、镍网或铜网。具体的，所述阴极纱线染色辊为金属或非金属导电材料制成且为水平方向伸展的中空圆筒状或实心圆柱状。具体的，所述阴极纱线染色辊的两端与所述染槽的侧壁转动连接且所述阴极纱线染色辊两端与所述染槽侧壁接触的地方绝缘。阴极纱线染色辊及电阻发热辊均可分别通过单独的设置的驱动电机驱动旋转。具体的，所述染液中含有如下浓度的各溶质：0.01-0.2mol/L氢氧化钠；0.01-1mol/L可溶性铁盐；0.1-2mol/L三乙醇胺；0.01-0.1mol/L还原染料。具体的，所述还原染料为还原蓝、还原红、还原棕、还原绿和还原黄中的任一种。本专利技术还提供了一种使用上述的以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置进行染色的方法，其包括如下步骤：将所述阳极及阴极纱线染色辊分别接通直流电源的正负极，纱线经过一导纱辊变向后缠绕于所述阴极纱线染色辊并与染液接触染色，然后再经过电阻发热辊进行张力调节及热固色处理，最后再由另一导纱辊变向后与收卷装置连接。具体的，接通所述直流电源后控制电流密度为0.08-2安培/平方分米，所述电阻发热辊的工作温度控制为80-100℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：阳极与阴极在同一染槽中进行电化学反应，取消对离子交换膜的使用，加快电化学还原速率，提高电流效率，通过电阻发热辊对纱线进行固色，保证染色质量；以纱线染色辊作为阴极材料，通过自身旋转带动染液搅拌加快传质并对染液进行电化学还原，减少了搅拌装置，结构更简单且节省源，纱线在纱线染色辊上与染液接触，在阴极被还原的染料可直接快速与纱线接触，提高染色效率。附图说明图1为本专利技术提供的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置的结构示意图；图2为纱线绕过纱线染色辊及电阻发热辊后的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1.染槽；2.纱线染色辊；3.电阻加热辊；4.导纱辊；5.阳极；6.直流电源。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1和2所示，本专利技术提供一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其包括染槽1、阳极5、阴极纱线染色辊2和电阻发热辊3，所述阳极5及阴极纱线染色辊2均浸入所述染槽1内的染液中，所述电阻发热辊3置于所述染槽1外且经过所述阴极纱线染色辊2染色后的纱线可由所述电阻发热辊3调节张力并进行热固色处理。具体的，所述阳极5及阴极纱线染色辊2均水平设置，所述阴极纱线染色辊2位于所述阳极5的上方，所述阳极5由金属或非金属导电材料制成且为沿水平方向伸展的网状或片状。更进一步的，所述阳极5为不锈钢片、铜片、网孔尺寸为20-200目的不锈钢网、镍网或铜网；具体的，所述阴极纱线染色辊2为金属或非金属导电材料制成且为水平方向伸展的中空圆筒状或实心圆柱状，所述阴极纱线染色辊2的两端与所述染槽1的侧壁转动连接且所述阴极纱线染色辊2两端与所述染槽1侧壁接触的地方绝缘；具体的，所述染液中含有如下浓度的各溶质：0.01-0.2mol/L氢氧化钠；0.01-1mol/L可溶性铁盐；0.1-2mol/L三乙醇胺；0.01-0.1mol/L还原染料；所述还原染料为还原蓝、还原红、还原棕、还原绿和还原黄中的任一种。需要说明的是，阴极纱线染色辊及电阻发热辊可通过一一对应设置的驱动装置驱动其主动旋转，也可由多股由牵引或收卷装置拉动的同时染色的纱线带动其被动旋转；优选的，电阻发热辊位于阴极纱线染色辊的正上方；为了纱线染色充分和流水线生产，染槽可沿纱线前进方向设置多个，对应的每个染槽中均设有单独的阳极和阴极纱线染色辊，每经过一个染槽，纱线被染色一次，最后一个染槽的上方设置所述电阻发热辊，最后一次染色后，由上方的电阻发热辊进行热固色处理。实施例1一种使用上述的以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置进行染色的方法，其包括如下步骤：染槽中染液包括如下浓度的各溶质：0.2mol/L氢氧化钠，0.01mol/L硫酸铁、0.1mol/L三乙醇胺、0.02mol/L还原黄；将所述阳极5及阴极纱线染色辊2分别接通直流电源6的正负极，控制电流密度为0.08-0.1安培/平方分米，纱线经过一导纱辊4变向后缠绕于所述阴极纱线染色辊2并与染液接触染色，然后再经过电阻发热辊3进行张力调节及热固色处理，电阻发热辊3的工作温度控制为80-85℃，最后再由另一导纱辊4变向后与收卷装置连接，最后得到纱线染色的K/S值为13.78。实施例2一种使用上述的以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置进行染色的方法，其包括如下步骤：染槽中染液包括如下浓度的各溶质：0.1mol/L氢氧化钠，0.1mol/L氯化铁、0.5mol/L三乙醇胺、0.01mol/L还原红；将所述阳极5及阴极纱线染色辊2分别接通直流电源6的正负极，控制电流密度为0.2-0.5安培/平方分米，纱线经过一导纱辊4变向后缠绕于所述阴极纱线染色辊2并与染液接触染色，然后再经过电阻发热辊3进行张力调节及热固色处理，电阻发热辊3的工作温度控制为90-95℃，最后再由另一导纱辊4变向后与收卷装置连接，最后得到纱线染色的K/S值为10.38。实施例3一种使用上述的以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置进行染色的方法，其包括如下步骤：染槽中染液包括如下浓度的各溶质：0.1-0.2mol/L氢氧化钠，0.5-1mol/L硫酸铁、1.5-2mol/L三乙醇胺、0.05-0.1mol/L还原绿；将所述阳极5及阴极纱线染色辊2分别接通直流电源6的正负极，控制电流密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，包括染槽(1)、阳极(5)、阴极纱线染色辊(2)和电阻发热辊(3)，所述阳极(5)及阴极纱线染色辊(2)均浸入所述染槽(1)内的染液中，所述电阻发热辊(3)置于所述染槽(1)外且经过所述阴极纱线染色辊(2)染色后的纱线可由所述电阻发热辊(3)调节张力并进行热固色处理。

【技术特征摘要】
1.一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，包括染槽(1)、阳极(5)、阴极纱线染色辊(2)和电阻发热辊(3)，所述阳极(5)及阴极纱线染色辊(2)均浸入所述染槽(1)内的染液中，所述电阻发热辊(3)置于所述染槽(1)外且经过所述阴极纱线染色辊(2)染色后的纱线可由所述电阻发热辊(3)调节张力并进行热固色处理。2.根据权利要求1所述的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，所述阳极(5)及阴极纱线染色辊(2)均水平设置，所述阴极纱线染色辊(2)位于所述阳极(5)的上方。3.根据权利要求2所述的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，所述阳极(5)由金属或非金属导电材料制成且为沿水平方向伸展的网状或片状。4.根据权利要求3所述的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，所述阳极(5)为不锈钢片、铜片、网孔尺寸为20-200目的不锈钢网、镍网或铜网。5.根据权利要求1所述的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，所述阴极纱线染色辊(2)为金属或非金属导电材料制成且为水平方向伸展的中空圆筒状或实心圆柱状。6.根据权利要求1所述的一种以纱线染色辊为阴极的电化学染色装置，其特征在于，所述阴极纱线染色辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，徐佳伟，熊伟，易长海，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42