УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРАШЕНИЯ ПОЛИЭФИРНОЙ ПРЯЖИ И НИТЕЙ ДИСПЕРСНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ В ИХ ГАЗООБРАЗНОМ СОСТОЯНИИ
DEVICE FOR DYEING OF POLYESTER YARN AND THREADS BY DISPERSE DYES IN THEIR GASEOUS CONDITION

Изобретение относится к области оборудования красильно-отделочного производства текстильной промышленности и может быть использовано для крашения полиэфирной пряжи, швейных ниток и нитей дисперсными красителями в их газообразном состоянии.
Известен аппарат для крашения пряжи в газовой фазе, включающий красильную камеру 1 и две камеры 2 и 2', содержащие краситель (см. F.Jones, J.Kraska J. Soc. Dyers a. Colour., 1966, V.82, No.9, pp.333-338).
Предлагаемый аппарат служит для парофазного крашения мелких паковок пряжи.
Паковка может быть подогрета при погружении аппарата в термостатируемый сосуд, содержащий масло при температуре 180-210°С до уровня I. Это необходимо для того, чтобы температура внутри паковки достигла температуры термостата, и для предотвращения конденсации красителя внутри паковки. Через паковку медленно просасывается воздушный поток. Перепад давлений между внутренней и наружной частями паковки определяется по разнице уровней в двух манометрах. При опускании аппарата до уровня II обе камеры с красителем нагреваются до температуры ванны, благодаря чему пары красителя движутся через паковку, а воздух действует как носитель. Направление потока паров красителя через паковку можно изменить с помощью трехходовых кранов.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного аппарата, относится то, что в известном аппарате используется термостатируемый сосуд, содержащий разогретое масло. Для процесса крашения целесообразнее нагревать нить и краситель с помощью нагревательного термоэлемента. Кроме того, целесообразнее нить пропускать через камеру, наполненную парами с красителем, чем окрашивать нить в паковке. В предлагаемом аппарате нить проходит через камеру с красителем, где площадь поверхности взаимодействия нити и красителя в газовой фазе больше, чем при крашении нити в паковке.
6
Известна машина для крашения движущейся нити (см. пат. 5868010 США, МПК D06B 5/06, заявл. 26.05.98; Опубл. 09.02.99; НПК 68/19).
Предлагаемое устройство содержит дозатор, который подает заданное количество красителя на нить. Нить, абсорбировавшая краситель, поступает в первую зону нагревания, образованную двумя вращающимися барабанами. Первый барабан установлен вертикально, а второй барабан установлен наклонно по отношению к первому. Нить поступает на барабан и затем последовательно огибает оба барабана несколько раз. Барабаны нагреты до температуры 90°С. Во время нахождения в этой зоне нити вода, содержащаяся в водном растворе красителя, удаляется. Далее нить поступает во вторую зону нагревания, образованную двумя следующими барабанам. Барабаны вращаются. При этом, как и в первой зоне, второй барабан наклонен по отношению к первому барабану. Барабаны нагреваются до температуры 120-220°С, зависящей от природы красителя. Несколько раз, обогнув барабаны, нить направляется в наматывающий механизм, где наматывается в бобину.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известной машине используется раствор красителя с дозатором, который требует сложной регулировки в количестве подаваемого раствора к нити. В предлагаемом устройстве краситель находится в газовой фазе, и интенсивность окраски нити регулируется скоростью прохождения нити через устройство и концентрацией красителя в газе. Кроме того, в машине закрепление красителя на нити осуществляется при соприкосновении ее с нагретыми барабанами до температуры 220°С, что может привести к деструкции нити, в отличие от заявленного изобретения, где нить не соприкасается с нагретыми элементами устройства.
Известен аппарат для крашения тканей в паровой фазе (см. К.Курихара, К.Какуэ. Сэнсеку когё, 1974, т.26, №5, стр.288-290), состоящий из камеры крашения, камеры для образования паров красителя, устройства, осуществляющего движение окрашенного материала, камеры для окрашенной продукции и ряда вспомогательных устройств: вакуум-насоса, пароподогревателя, паросепаратора, пульта управления и др.
Крашение ткани в аппарате производят следующим образом. Неокрашенный материал из камеры с помощью устройства перемещается по направлению к барабану. Правильное перемещение материала обеспечивается с помощью ширильного приспособления. Крашение происходит при повороте барабана. Окрашенный материал движется в обратном направлении в камеру, где происходит его намотка на ролик. Краситель из камеры образования пара поступает в отверстия барабана и, перемещаясь от периферии к центру, окрашивает материал. В центре барабана пары красителя отсасываются вакуумным насосом и поступают в сепаратор, где охлаждаются и выделяются в виде кристаллов. Это исключает загрязнение окружающей среды и дает возможность повторно использовать краситель. Температура в камере образования пара красителя и в камере крашения должна соответствовать температуре сублимации красителя.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного аппарата, относится то, что конструкция данного устройства сложна из-за наличия в ней вакуум-насоса, пароподогревателя и паросепаратора. В заявленном устройстве их нет. Кроме того, в известном устройстве пары красителя подаются в камеру крашения из камеры образования паров красителя через трубопроводы и задвижки, что может неблагоприятно сказываться на равномерность окрашиваемости материала из-за изменения температуры пара. В предлагаемом устройстве камера крашения и камера образования паров красителя объединены.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для крашения хлопчатобумажной пряжи и нитей порошковыми красителями в смеси с гидротропными веществами в псевдоожиженном слое, включающее ванну, нитепровод, цилиндрический корпус (см. пат. России №2282691, опубл. 27.08.2006).
Предлагаемое устройство предназначено для непрерывного крашения пряжи или нити. Работа устройства осуществляется следующим образом: нить по направляющим роликам проходит через ванну, далее через направляющий нитепровод попадает внутрь цилиндрического корпуса, где проходит внутри слоя взвешенного красящего порошка. При этом выходное отверстие направляющего нитепровода расположено выше слоя красящего порошка, находящегося в покое. Красящий порошок приводится во взвешенное состояние сжатым воздухом, проникающим в верхнюю полость цилиндрического корпуса через разделительную мембрану. Затем нить через отверстие в верхней части цилиндрического корпуса, снабженного эластичной манжетой, выходит из области окрашивания и подвергается дальнейшей термообработке в термокамере.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что окрашенная нить или пряжа, требует дополнительной фиксации, в отличие от уже зафиксированной окраски на пряже, швейной нити или нити, как в заявленном изобретении. Кроме того, в известном устройстве применяется ванна для предварительного замачивания нити в отличие от заявленного изобретения.
Сущность изобретения заключается в следующем: при использовании порошковых способов крашения в газовой фазе полностью исключается использование воды, отпадает необходимость в очистке промышленных сточных вод, в подогреве больших объемов красильных растворов и двукратном высушивании текстильного материала - пряжи или нитей. Предлагаемое устройство обеспечивает крашение пряжи, швейных ниток или нитей в отсутствие у молекул красителей сольватной оболочки в условиях газофазного способа крашения, что приводит к равномерному и регулярному окрашиванию с минимальными затратами на энергию.
Технический результат - упрощение процесса окраски пряжи, исключение ряда технологических операций в процессе крашения, снижение энергетических затрат, повышение ровноты окрашивания и степени фиксации красителя на волокне.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для крашения полиэфирной пряжи и нитей дисперсными красителями в их газообразном состоянии содержит цилиндрический корпус с термокамерой, в которой располагается краситель, нагревательный элемент, дополнительная воздушная камера с подаваемым в нее воздухом.
Особенность заключается в том, что цилиндрический корпус имеет входное и выходное отверстия нитепровода, расположенные между нагревательным элементом и поверхностью порошкового красителя, находящегося в покое, в нижнюю часть которого подается воздух для изменения давления в камере крашения с целью увеличения концентрации молекул красителя, адсорбируемых нитью.
На чертеже представлена схема устройства для крашения полиэфирной пряжи, швейных ниток и нитей дисперсными красителями в газовой фазе.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Устройство содержит красильную камеру 1 и воздушную камеру 2, расположенные внутри цилиндрического корпуса 3, имеющего входной нитепровод 4 и выходной нитепровод 5. Воздушная камера 2 служит для подачи сжатого воздуха и находится в нижней части цилиндрического корпуса 3. В красильной камере 1 находится нагревательный элемент 6 и красящий порошок дисперсного красителя 7. Для подачи нити 8 в красильную камеру 1 служит верхний направляющий ролик 9, находящийся перед входным нитепроводом 4. Для выхода нити 8 из красильной камеры 1 предусмотрен нижний направляющий ролик 10, находящийся после выходного нитепровода 5. Выходное отверстие входного нитепровода 4 расположено над поверхностью дисперсного красителя 7, находящегося в покое, а входное отверстие выходного нитепровода 5 находится в верхней части цилиндрического корпуса 3 над поверхностью нагревательного элемента 6.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Нить 8, проходя по верхнему направляющему ролику 9 и входному нитепроводу 4, попадает внутрь красильной камеры 1, где может нагреваться до температуры сублимации красителя 7. Нагрев производится при помощи нагревательного элемента 6, от которого нагревается и красящий порошок дисперсного красителя 7, переходящего в газовую фазу. Далее, нить 8, проходя через область красильной камеры 1, попадает в выходной нитепровод 5. В воздушную камеру 2 подается сжатый воздух, который проходит с большой скоростью между зазором выходного нитепровода и нижней частью камеры 2, выполненной в виде трубки. За счет высокой скорости потока воздуха в нижней части выходного нитепровода 5 в красильной камере 1 создается разрежение, за счет чего из камеры 1 молекулы дисперсного красителя, переведенного в газообразное состояние, движутся по выходному нитепроводу 5 и осаждаются на обрабатываемой поверхности нити, то есть увеличивается диффузия молекул дисперсного красителя 7 в нить 8, и интенсивность крашения увеличивается. Затем нить 8 выходит из области окрашивания через нижний направляющий ролик 10.