《生絲餅同步壓染方法》是四川省宜賓惠美線業有限責任公司於2007年8月20日申請的專利，該專利申請號為：2007100497902，專利公布號為：CN101109139，專利公布日：2008年1月23日，發明人是：馮濤、廖周榮、段太剛、何大雄、湯偉、梁建軍、石朝軒、雷洪。
《生絲餅同步壓染方法》公開了一種絲餅後處理及染色工藝的生絲餅同步壓染方法，採用該方法生絲餅壓洗和染色由兩套工藝合併為一套工藝，在一個裝置內完成壓洗和染色。步驟如下：裝紗、染色前處理、染色、染色後處理。本發明改進生產流程，減少人為接觸絲餅次數，保證絲餅成型；最佳化後處理工藝，將壓洗工序和染色工序合併，提高后處理效率，減輕壓洗生產負荷；改單純的由內向外循環為內外交替循環，減少內外層層差，提高染色質量。
2017年12月11日，《生絲餅同步壓染方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：生絲餅同步壓染方法
- 公布號：CN101109139
- 公布日：2008年1月23日
- 申請號：2007100497902
- 申請日：2007年8月20日
- 申請人：四川省宜賓惠美線業有限責任公司
- 地址：四川省宜賓市南岸區航天大道
- 發明人：馮濤、廖周榮、段太剛、何大雄、湯偉、梁建軍、石朝軒、雷洪
- Int. Cl.：D06B1/04(2006.01)I，D06B3/04(2006.01)I，D06B1/04，D06B3/04
- 專利代理機構：成都天嘉專利事務所
- 代理人：徐豐
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施形式,榮譽表彰,
專利背景
維卡纖維是將棉短絨在一定的化工原料中溶解成黃色粘膠狀液體，因此又稱粘膠纖維，然後又在凝固浴中拉伸凝固成絲條，再經過精練、烘乾、絡筒等處理。通常，因為紡絲出來的長絲含有大量的有害物質（金屬、硫及其化合物和複雜的單質硫），在受光和遇熱情況下，這些雜質會使絲條的強度、伸度，白度方面會隨著時間有所改變。所以有必要對這些有害物質進行清洗（除酸、除鋅、脫硫、漂白及多次水洗處理）以消除這些有害的物質（又稱為紡絲後處理），但需要花很長的時間。壓洗之後絲餅再從壓洗車間轉運到染色車間，再裝缸套、紗架，在染缸內進行染色。
原紡絲後處理工藝流程：生絲餅→轉運→上絲→壓洗（水洗→除鋅→水洗→脫硫→水洗→漂白→水洗）→下絲→脫水→轉運。
壓洗詳細工藝如下：
站位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
洗滌介質 | 水 | EDTA | 水 | NaOH | 水 | H2O2 | 水 | |||||||
功效 | 除酸 | 除鋅 | 脫硫 | 漂白 | ||||||||||
時間分鐘 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
原絲餅染色全過程為：生絲餅→轉運到壓洗車→上絲壓洗（水洗→除鋅→脫硫→水洗→漂白→水洗）→下絲→脫水轉運到染缸→裝缸套→裝紗架→進缸→染色前處理（熱水洗→溢流水洗）→染色→染色後處理→出缸→脫水一烘乾→調濕→成筒→檢驗→包裝→入庫。
上述絲餅染色整條工藝路線存在問題在於：
- 紡絲後處理時間長，效率低；
- 壓洗上下絲及脫水操作絲餅勞動強度大，同時會對絲餅成型造成損壞，影響染色質量；
- 壓洗洗滌液始終由內向外循環，內外層層差大，影響染色質量；
- 壓洗車上下層層差影響染色質量；
- 壓洗後經過轉運到達染色車間，轉運過程中的環境因素以及人為接觸都會對絲餅染色質量造成影響；
- 壓洗和染色兩個工藝步驟的工序繁雜，壓洗過程要將絲餅上壓洗車，洗完之後經轉運到染色車間又得將絲餅取下再裝缸套，存在生產效率低、重複勞動等弊端。
發明內容
專利目的
《生絲餅同步壓染方法》所提供的方法，改進生產流程減少人為接觸絲餅次數，保證絲餅成型；最佳化後處理工藝，將壓洗工序和染色工序合併，提高后處理效率，減輕壓洗生產負荷；改單純的由內向外循環為內外交替循環，減少內外層層差，提高染色質量。
技術方案
《生絲餅同步壓染方法》包括壓洗工序和染色工序，其特徵在於：壓洗和染色在染缸內完成。具體步驟如下：
A、裝紗：將絲餅裝入壓染缸紗架；
B、染色前處理：熱水洗、除酸、除鋅、脫硫、溢流水洗；
C、染色：加入染料染色；
D、染色後處理：皂煮、過油；
E、脫水、烘乾；
該發明所述B步驟中的除酸：採用鹼中和方法，加入液鹼NaOH或純鹼Na2CO3循環3—8分鐘。
該發明所述B步驟中的除鋅：利用除酸步驟將pH值調整到pH=5—8，再加入熬合劑，然後升溫至90±5℃，保溫20—3分鐘，再降至80±5℃排液，溢流水洗調整pH=7—8。
該發明所述B步驟中的脫硫：在中性或弱鹼性熱水高溫壞境下加或不加脫硫劑脫硫。
該發明所述C步驟染色工序的工藝為：
a、進水；
b、加鹽：在副缸中攪拌均勻後加入染缸；
c、加染料：常溫下加入染料；
d、保溫、取樣對版：染料加完後保溫10—15分鐘，再升溫至80±5℃並保溫30—42分鐘，然後降溫至60±5℃，保持1—15分鐘，將染液流至化料桶，露出絲餅，取樣對版；
e、加鹼：對版後分三次加入，第一次2—30分鐘內加入1/6的鹼，保溫10—15分鐘第二次20—30分鐘內加入2/6的鹼，保溫10—15分鐘；第三次加入餘量，保溫30—42分鐘；
f、保溫、取樣對版：保溫完畢後，將染液流至化料桶，露出絲餅，取樣對版，若需修色，再緩慢加入適量染液，升溫保溫後再對版。
本發明所述D步驟染色後處理的工藝為：
a、皂煮：排液皂煮，皂煮溫度95±5℃時間12—24分鐘，皂煮後再取樣對版；
b、對版後熱水洗或溢流冷水洗、排液；
c、過油：過油溫度為40±5℃，時間20—3分鐘，上油後取樣對版。
改善效果
《生絲餅同步壓染方法》的有益效果表現在：
- 工藝流程最佳化，在原有生產工序中減少了脫水及壓洗時的裝卸等工序，有利於保護絲餅成型，提高效率，降低消耗；
- 將除酸、除鋅、脫硫、漂白等多種功能融合一體同時進行，精練周期短（後處理時間由原來的246分鐘縮短到54分鐘），效率高，成本低；
- 減少脫硫藥劑（NaOH），甚至不用脫硫藥劑，減少能源及資源消耗；
- 該後處理設備具有正、反循環的功能，與壓洗車洗滌相比，可減少絲餅內外層質量差異；
- 可以緩解原工藝壓洗的生產壓力。
附圖說明
圖1為表示出內向外循環沖洗的染缸設備工作原理圖。
圖1
圖2為表示出外向內循環沖洗的染缸設備工作原理圖。
圖2
圖中標記：1主缸、2副缸、3副泵、4加料泵、5換熱器、6換向機構、7紗盤、8絲餅缸套、9缸蓋。
技術領域
《生絲餅同步壓染方法》屬於紡織行業中粘膠長絲絲餅的後處理及染色工藝，尤其是生絲餅壓洗和染色由兩套工藝合併為一套工藝，在一個裝置（染缸）內完成壓洗和染色，該方法特別適用於粘膠長絲絲餅染色需求。
權利要求
1、《生絲餅同步壓染方法》包括壓洗工序和染色工序，其特徵在於：壓洗和染色均在染缸內完成，步驟如下：
A、裝紗：將絲餅裝入壓染缸紗架；
B、染色前處理：熱水洗、除酸、除鋅、脫硫、溢流水洗；
C、染色：加入染料染色；
D、染色後處理：皂煮、過油；
E、脫水、烘乾。
2、根據權利要求1所述的絲餅同步壓染方法，其特徵在於：所述B步驟中的除酸，採用鹼中和方法，加入液鹼NaOH或純鹼Na2CO3，循環3—8分鐘；
3、根據權利要求1所述的生絲餅同步壓染方法，其特徵在於：所述B步驟中的除鋅，利用除酸步驟將pH值調整到P=5—8，再加入熬合劑，然後升溫至90±5℃，保溫20—30分鐘，再降至80±5℃排液，溢流水洗調整pH=7—8；
4、根據權利要求1所述的絲餅同步壓染方法，其特徵在於：所述B步驟中的脫硫，在中性或弱鹼性熱水高溫環境下加或不加脫硫劑脫硫；
5、根據權利要求1、2、3或4所述的生絲餅同步壓染方法，其特徵在於：所述步驟染色工序的工藝為：
a、進水；
b、加鹽：在副缸中攪拌均勻後加入染缸
c、加染料：常溫下加入染料；
d、保溫、取樣對版：染料加完後保溫10—15分鐘，再升溫至80±5℃並保溫30—42分鐘，然後降溫至60±5℃，保持10—15分鐘，將染液流至化料桶，露出絲餅，取樣對版；
e、加鹼：對版後分三次加入，第一次2—30分鐘內加入1/6的鹼，保溫10—15分鐘；第二次20—30分鐘內加入26的鹼，保溫10—15分鐘；第三次加入餘量，保溫30—42分鐘；
f、保溫、取樣對版：保溫完畢後，將染液流至化料桶，露出絲餅，取樣對版，若需修色，再緩慢加入適量染液，升溫保溫後再對版。
6、根據權利要求5所述的絲餅同步壓染方法，其特徵在於：所述D步驟染色後處理的工藝為：
a、皂煮：排液皂煮，皂煮溫度95±5℃時間12—24分鐘，皂煮後再取樣對版；
b、對版後熱水洗或溢流冷水洗、排液；
c、過油：過油溫度為40±5℃，時間20—30分鐘，上油後取樣對版。
實施形式
《生絲餅同步壓染方法》提出的同步壓染方法，是將生絲餅壓洗和染色兩套工藝合併為一套工藝，在一個裝置（染缸）內完成壓洗和染色，該方法特別適用於粘膠長絲絲餅染色需求。
具體改進實施方案如下：
一、流程最佳化：將後處理與染色前的的熱水洗合併同時進行，生產流程山原來的11步減少到7步。前後流程對比如下：
原生產流程：絲餅→轉運→上絲→紡絲後處理（壓洗洗滌：水洗→除鋅→水洗→脫硫→水洗→漂白→水洗）→脫水→轉運裝缸套→裝紗架→進缸→熱水洗→溢流水洗→染色。
改進後生產流程：生絲餅→轉運→裝缸套裝紗架→進缸→熱水洗+紡絲後處理（熱洗、除酸、除鋅、脫硫、漂白同時進行）→溢流水洗→染色。（其中，紡絲後處理和溢流水洗合併為染色前處理）
二、紡絲後處理工藝最佳化：將原後處理分步進行的除酸、除鋅、脫硫、漂白等合併同時進行，工藝流程對比如下：
原工藝：水洗→除鋅→水洗→脫硫→水洗→漂白→水洗→脫水：染色前處理（熱水洗→溢流水洗）→染色。（輔助過程略）
新工藝：熱洗+除酸+除鋅+脫硫+漂白（漂白可根據染色要求選或不選）→溢流水洗→染色。（輔助過程略）
三、紡絲後處理工藝的理論分析：
a、除酸是通過加鹼中和實現的，同時將pH值調整到除鋅所適用的pH值範圍（pH=5—8）。與直接水洗除酸相比，節約了大量洗滌時間；
b、除鋅是通過加入一種高效熬合劑（例如EDTA、新型螯合劑Turpinal SAL等）實現的。熬合劑與金屬離子生成可溶於水的熬合物，從而除去絲條中的鋅離子及鈣、鎂離子，起漂白穩定劑（雙氧水穩定劑）作用，同時使污水中鋅離子含量達到排放標準，降低污水處理費用；
c、脫硫是在中性或弱鹼性條件下，加或不加脫硫劑實現脫硫，而非以前的強鹼性條件下脫硫，從而使除鋅、漂白、脫硫三者合併進行成功實現。傳統脫硫工藝在NaOH、硫化鈉等脫硫劑強鹼性）作用下完成，強鹼性條件下雙氧水分解劇烈，易對絲條強度造成損傷；
d、採用高溫脫硫，無需NaOH等脫硫劑，節約了生產及治污成本。同時使絲條膨脹，有利於染色。
四、染缸設備工作原理：
染缸包括主缸、附缸、循環泵（含電機）、換向機構、換熱器、加料系統、紗盤、紗柱、缸套（側面均布小孔）、控制櫃等部件。
絲餅缸套，用於確保絲餅定位準確，液流分布均勻，保護絲餅成型，提高絲餅承壓能力，使用方式：將絲餅裝在缸套上，然後再裝在紗架上，頂端用螺母緊固，形成紗柱。
染缸性能描述：主泵採用變頻控制，可調節頻率來改變浴液壓力；換熱器可升溫和降溫，升降溫速度通過程式控制；換向機構可改變浴液穿透絲餅的流向，可由內向外循環，也可外向內循環，其循環周期可通過程式調節；有利於減少內外層的差異，換向原理見示意圖：助劑、染料等由副缸加入，加入速度通過程式設定設備運轉時
將絲餅裝在缸套上，缸套對絲餅的成形起保護作用，防止絲餅洗塌換器主要用來控制裕液的溫度，可按速率升溫、降溫，也可保溫；換向機構用於改變浴液循環方向，讓浴液從絲餅內層向外穿透或由絲餅外層向內穿透，其循環周期可調，從而保證絲餅內外層洗滌或染色的均勻性循環泵採用變頻控制，可根據工藝要求調節流量和壓力：加料系統可實現染料或助劑的定量定時加入，工藝控制簡便穩定。
五、具體工藝流程：
1、工藝中的染色前處理、染色、染色後處理都在染色工序完成，習慣上統稱為染色，為便於描述，故將該工序的工藝分為染色前處理、染色、染色後處理。
2、工藝及操作流程：
2.1轉運、裝鋼套、裝紗架、進缸等。
2.2染色前處理：紗線進缸後，進水走勻後加入液鹼，循環5分鐘後加入前處理助劑（EDTA或EDTA+皂洗劑），然後升溫至工藝溫度並保溫24分鐘，降溫排液，進行熱水洗及溢流水洗。
2.3染色：
2.3.1進水
2.3.2加鹽（元明粉）：打開平衡閥，將元明粉加入副缸中。待攪拌均勻後，加入染缸中。
2.3.3加染料：打開平衡閥，常溫下在副缸內加入染料，一次加入約24分鐘加完。
2.3.4保溫、取樣對版：待染料加完後，保溫12分鐘後開始升溫至80±2℃並保溫36分鐘，然後降溫至60±2℃，走勻12分鐘後，先將平衡閥打開，讓染液流到化料桶，露出絲餅，取1個絲餅上的色絲（內、外層個別絲條），吹乾後對版。
2.3.5加鹼：分三次加鹼。第一次將1/6的鹼在24分鐘內加入，保溫12分鐘以後再在24分鐘內加入2/6的鹼，保溫12分鐘後再加入餘下的鹼。保溫24分鐘。
2.3.6對版：保溫完畢後，先將平衡閥打開，讓染液流到化料桶，露出絲餅，取1個絲餅上的色絲，經電爐上皂煮後，對版，如需修色，應將補充的染料化好，緩慢注入染缸，再升溫至規定溫度，並保溫24分鐘後對版。
2.3.7取樣對版：同上。
2.4染色後處理
2.4.1皂煮：對版OK後，排液皂煮（95±2℃，時間12分一24分鐘），皂煮後再取樣對版，OK後進行熱水洗或溢流泠水洗後排液。
2.4.2過油：過油溫度為40±2℃，時間為2分鐘，上油後取樣對版。
註：根據染缸的性能和對染色質量的要求，可以適當調整染色工藝。
榮譽表彰
2017年12月11日，《生絲餅同步壓染方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
