经纱连续染色的方法和实施此方法的设备

本发明涉及一种用靛蓝或其他染料基团为经纱尤其是棉经纱连续染色 的方法，经纱在浸渍和挤压后为了显色和固色需要氧化或热处理。

用于用靛蓝为蓝劳动布染色的连续染色机是已知的，它们由串联的染 缸和压液装置组成，或由有较大浴容量的染色漫轧机组成。这些染缸或 轧染机也使用于用硫化染料或还原染料为黑色和彩色劳动布染色。为了 解决走色问题和为了获得更高的得色率，已知在经纱染色机内组合附加 的装置，它由具有省煤式还原染缸和下游的蒸发器的轧染机组成。因此 这些附加装置不能用于靛蓝染色的主产品中。

在已知的具有压液装置或由简单卷染机组成的轧染机的染缸中，要染 色的经纱按这样的方式浸渍，即，它们通过位于染液下方的多个滚筒或 辊和/或导向辊导引和转向然后挤压。经纱在染液下的长度并因而在染液 中的滞留时间，通过在染液下的辊和导向辊的数量及它们彼此的距离确 定。

因为用靛蓝染色时的经纱速度是预定的和实际上没有变化，所以在这 里浸渍时间和染液容积恒定，并因只与染缸的结构设计有关。

由于对具有不同耐洗牢度和不同色泽深度的靛蓝粗斜纹棉布、对于用 靛蓝染浅蓝到深蓝色的劳动布日益增长的需求以及由于黑色和彩色劳动 布递增的市场份额，需要有更大的适应性。

在传统的靛蓝染色机中不同的色泽深度例如对于浅色色调需采用较少 的染缸。对于深色色调需要多个串联的染缸。对于深色色调大多使用六 个各有至2500L染液的染缸。这意味着，为了生产不同的色泽深度必须 改装传统的靛蓝染色机。根据所要求的色调必须添加或去除多个染缸并 泵入或泵出染液。有时可能总计达若干千升不再需要的染液必须排出或 作中间储存。

在已知的悬环式染色机中只需一次染浴，经纱带按上下重叠的方式多 次通过它流动，对于深的靛蓝色调是四次或五次。

靛蓝的其他色调用其他的染料基团来染色，大多是硫化染料或还原染 料。这些以及还有其余的棉染料基团如活性染料和直接染料与棉纱有不 同的通常高于靛蓝的亲合力。此外，染色温度对亲合力有明显的影响， 对于不同的染料基团染色温度可能相差甚大。故例如靛蓝的亲合力和得 色率随温度降低而增加，而对于其他染料基团它们通常随温度上升也增 加。

在传统的染色机中通过冷却靛蓝染浴可达到更高的亲合力和得色率， 但由于染缸数量多以及染液的量大，所以这些染色机在经济性方面是有 缺点的。

在传统的染色机中存在的另一个问题是，由于这种亲合力故染料被从 染浴中萃取。其结果是导致经纱开始部分染得比结束时的深，换句话说 形成所谓头尾差(kopf-schwanzablauf)。这种可能显示在若干千米要染 色的经纱上的非常糟糕现象尤其出现在染浴容量大的大型设备中，它们 导致长的染色过程。

因此本发明的目的是克服用靛蓝或其他染料基团为经纱尤其棉经纱连 续染色的传统工艺方法的缺点，这些方法在浸渍和挤压后为了固色要求 氧化或热处理。尤其应决定性地减少必要的染液量，能为冷却或加热染 液创造经济有利的前提条件。与此同时还应借助于简单的结构性措施能 可变地设定经纱带在染色机内的滞留时间，并可从低于室温至高于100℃ 的范围内选择固色温度。

本发明的任务是创造一种用靛蓝或其他染料基团为经纱尤其棉经纱连 续染色的方法，这种方法在用不同的色调以及用不同的染料基团为经纱 染色时允许有高度的可变性；以及提供一种设备，这种设备按选择在使 用靛蓝染料、硫化染料或还原染料时总是处于最佳条件下进行染色。

为完成此任务按本发明采取的措施是，使经纱带通过一气密封闭的其 本身可针对具体的染料基团调整到最佳工艺条件的染色反应器导引。为 此，经纱带在初始的浸染后在新鲜染液内浸渍，接着在位于反应器内的 中间压液装置中挤压。然后在除氧和不再在或按选择在新鲜染液中重复 浸渍的情况下通过导引和转向辊进行滞留固色，其中，经纱在染色反应 器中的滞留时间是可变的，并可根据希望的色调和该有关染料基团提出 的工艺要求调整。

按本发明的染色反应器是一个上部封闭的容器，在容器的下底部有用 于经纱带进入和排出的口。在染色反应器下方设有用于染液的缸，反应 器下部开口浸没在染液中。这些缸同时各形成一个带导引和转向辊的水 封口，它们使染色反应器相对于周围环境密封并通过它们输入和输出经 纱带。此外，在进口染缸内可设另一个压液装置，它挤出仍包含在正在 输入的经纱带内的空气。这些缸可配备双层底，通过双层底可以冷却靛 蓝染液，但也可以加热其他染浴例如硫化染料。在染色反应器内设一中 间压液装置，它的挤压力可以调整为可变的直至压力为零。替代此中间 压液装置或除此之外可以使用辊对，在压液装置打开时辊对刮去多余的 染液并因而防止染液滴落。辊对是可调的并按这样的方式布置，即必须 使经纱带形成明显程度大小不同的S形弯曲或Z形弯曲。通过设在染色 反应器内部的可在内腔中垂直移动的导引和转向辊，可根据工艺要求缩 短或加长经纱带的滞留时间。

在染色反应器下方设有向反应器供染液的液压管道系统。此由输入管 和设在其中的泵以及多个阀组成的循环系统用于循环浸渍液或染液，并 在有相应的需要时用于输送高浓度的补给液。

在染色反应器内设置最好用聚四氟乙烯涂层的杆制成的可调整的辊 对。

由下面借助于附图对实施例所作的说明，给出按本发明方法的其他任 务、特征、详情和优点以及实施此方法的按本发明的设备。

附图中：

图1染色反应器侧视剖面图；

图2按图1的染色反应器具有缩短的经纱进口；

图3按图1的染色反应器用最少染液量染色的情况；以及

图4按图1的染色反应器用最大染液量染色的情况。

在图1中举例表示的染色反应器1是上部封闭的容器。在其下侧它有 三个染缸2a、2b、2c，它们盛有染液。缸2a和2c同时是水封口，也就 是说在缸2a和2c盛满染液后染色反应器1侧壁下部伸入染液中，从而 阻止周围空气尤其是空气中的氧进入染色反应器1中。此外，还可在进 口染缸2a中设另一个压液装置3c，它挤出仍包含在正在进入的经纱带中 的空气。还有，缸2a和2b有双层底7a和7b，借助于它们可以冷却染液 (对靛蓝)或加热(例如对硫化染料)。

在染色反应器1中有一个中间压液装置3a，它可以挤压经纱到这样 的程度，即，在经纱进一步的流动过程中不会形成“液鼻”。借助于中间 压液装置3a，通过调整压辊，可在经纱带上改变挤压压力直至压力为零。

替代此中间压液装置3a或除此之外可采用辊对A1、A2，在压液装置 打开时它们刮除多余的染液并因而防止染液滴落。辊对A1和A2是可调的 并布置为必须使经纱带成为明显程度或大或小的S形弯曲或Z形弯曲。

在染色反应器1内就在缸2a和2c上面有导引和转向辊4a、4b、4c。 它们是所谓的水封口的液下辊。通过在染色反应器1内所设的其他导引 和转向辊5a至5g，实现经纱通过染色反应器1时的导向。导引和转向辊 5a至5g是所谓的加肋辊。这些辊的肋11防止纱可能的交叉。加肋辊保 持清洁和没有纤维，以免断纱。此外，这些导引和转向辊5a、5b、5c和 5g可在反应器内垂直移动，由此可改变经纱的长度。在按图1的举例中 进口长度K1为16m。在按图2的举例中表示了缩短的进口K2，它的长度 为7m。

反应器上盖8可以加热并设置成斜坡状，以避免滴水。此外，染色反 应器1可通过蒸汽环管9用蒸汽加热。

在用蒸汽加热固色的情况下，例如对于硫化染料，多余的蒸汽通过烟 囱10排出。烟囱10有过压控制器，也就是说在达到预定的蒸汽压力时 烟囱打开。

图3和4表示了液压管道系统和反应器中染液的输入。

染液的输入通过进口11a进行。为保证其浓度高于浸渍液的进口染液 的均匀度，令进口染液通过一水平的导流坝均匀地沿整个反应器宽度流 入第一个染缸2a。在此第一染缸2a中的染液容积例如为150l。

染液的排出可按选择通过溢流口11b或溢流口11c进行，这要看哪些 染缸当时盛有染液。在这里沿反应器全宽排出的均匀度也是通过水平的 导流坝来保证的。

位于染色反应器1外部的主压液装置3b挤出的和贫化的染液的溢流 通过出口11d进行。

对于均匀地染色非常重要的浸渍液或染液的循环，在选择小浴容量为 150L的情况下，借助于循环泵14通过循环-管道系统12a和12b来保证， 循环泵14有在600至6000l/h之间可变的泵流量。当选择在两个染缸2a 和2b中浸渍的情况下，其中在第一缸中有150l染液容积和在第二缸中 有80l染液容积，那么染液的循环通过第二个循环管道系统12a和12c 并同样借助于循环泵14来实现。

借助于阀13a、13b和13c控制选择染液的大循环或小循环。在排出 管中的阀13f防止在选择有一个空缸的情况下染液的增浓。

主压液装置3b贫化的染液输入染色反应器1通过另一个循环系统12d 进行，并可借助于阀13d控制。

用具有当时所需的染料及助剂量连续必需地增浓染液，借助于由阀13e 控制的计量泵17通过进口输入高浓度的补给液来实现，因上述染料及助 剂量已被排出的经纱带走。补给液搀入处于循环中的两处染液亦即循环 染液和主压液装置3b挤出的贫化液，通过一包括管道具有30l染液容 积的混合罐15进行。

因此在最佳实施例中当只使用第一染缸2a时参与染色过程的染液总 容积总计为

150+60+30＝240l。

当两个染缸2a和2b均输入染液时则总容积总计为

150+80+60+30＝320l。

当然也可以使用有其他总容积的染液。例如通过在染缸内置入排代体 达到减少的目的，或通过提升进口和出口以及抬高液面实现增大的目的。

下面借助于两种最佳染色方法的实施例作进一步的说明：

例1：

在按标准海军蓝色调的靛蓝染色时，使用总容积为320l的染液。采 用有3g/l靛蓝的靛蓝浸渍浴，并加入必要量的氢氧化钠溶液和亚硫酸氢 盐作为还原剂，以减少染料。

在两个染缸2a和2b以及主压液装置3b的缸2c充填后，其中后者按 1∶1稀释，借助于循环系统12c、12a和泵14使染液循环。

阀的状态如下：阀13a、13c、13d和13e打开，阀13b关闭。

由于大的经纱进口(16m)，染色速度可达50m/min，并可以作适当的 调整。

在此例中浸渍液冷却到15℃是合宜的，由此可以显著提高靛蓝对棉 纱的亲合力。此外由于周围环境引起的温度变化因此将不会影响染色反 应器的内部。

准备好的具有所需助剂的80g/l靛蓝的补给液与要通过的经纱重量成 比例地进行添加。用PC承担剂量的控制，它测量进入的经纱码长，换算 成每单位时间的重量(例如18kg/min)，然后按比例计量补给液量。在此 例中，在补给液浓度为80g/l靛蓝时，为2％的染色确定的剂量为 4.5l/min补给液。

在选择最长的进口为16m时有最大可能的得色率并同样有最大可能的 耐洗牢度。

在选择较短的进口时，耐洗牢度降低，这完全是“STONE-Washer” 所期望的。

例2：

在用硫代染料为黑色劳动布或彩色劳动布染色时，除了此时只用第一 染缸2a进行处理并因而总容积减少为150+60+30＝240l外，原则上 与在例1中所说明的方法相同。

此外，染液加热到至少90℃以及反应器内腔用蒸汽加热到100°- 102℃。

经纱的进口最好为16m，因为长的滞留时间保证有最好的得色率。