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)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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、C0D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。
[0003]目前常用的染色方法有卷染，液流染色和連續(xù)乳染等，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)。
[0004]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C02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題。超臨界C02流體染色，它是一種將超臨界C02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。
[0005]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)ym到100多ym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。
[0006]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)噴嘴磨損和堵塞問題。能耗低，單機(jī)體積??；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。通過組合，霧化量可以滿足用戶的任何要求。
[0007]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。
[0008]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500°C。所以它可用于金屬制粉，工藝簡(jiǎn)單，效率很高。通過對(duì)噴霧頭的不同設(shè)計(jì)，可以適應(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)。該技術(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)。
[0009]專利CN 102002834 B通過對(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，該工藝并沒有得到很好的應(yīng)用。CN 203995018 U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)。這些問題限制了其技術(shù)的應(yīng)用推廣。CN 203451830 U公開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。
[0010]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)棉布前處理冷乳堆一步法工藝、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2.6 Xl08m3、COD削減量為3.2 X 105t，回收的還原染料為5 xl04t，節(jié)約堿的量為3 X 105t。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)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型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。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0013]—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)。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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0.5-100 μmD
[0017]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:
[0018](1)待印花、染色棉紗或坯布依次經(jīng)過棉紗軸經(jīng)放卷