CN1046773C - 液体构图织物的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一个液体构图装置将一块在形成有突出实位和凹下空位图案的支承表面的传送器(最好是筒形)上的织物沿机器的一个方向传送过构图工位，该装置还有一个或许多用于引导连续的液体幕向下冲击在织物上的、位于传送器之上的液体喷射喷嘴支管，从而织物的视觉特征对应支承表面的图案而变化。染有非牢度染料的织物通过减色工艺而被液体构图以得到带图案的水洗效果。另外，一个具有凸出部分的支承表面被用于在轻薄织物上得到纤维移距、网状效果。

Description

液体构图织物的装置和方法
本发明一般涉及在织物上产生视觉的图案或其它图案效果的方法和装置，本发明具体涉及通过水处理产生图案的方法和装置。
现在希望在一些类型的织物上加上视觉图案或其它图案效果。例如，在染色的粗斜纹布织物上产生水洗、预穿或破旧效果。染色和印染是普通的加色法，在这个方法中染料或涂料加到本色、白色或已染色的织物上。产生预穿或破旧表面效果过程通常是一个从染色的织物除去颜色的减色过程，在本领域中已知有几种减色染色织物处理工艺，但由于各种原因这些减色处理不太令人满意。
例如，拔染印花是一种减色印花工艺，其中织物是匹染的，然后印上氢氧化钠和连二亚硫酸纳浆以消除印染部分的颜色。用于除去基色的氢氧化钠浆必须被完全洗掉，否则它会对织物有严重的损坏作用。
酸洗法是一种化学引起的减色工艺，它将颜色从已剪裁并缝成衣服的织物上除去。酸洗效果是通过把浮石浸渍在氯漂液中，然后将这种氯漂液不加水地加入放在工业洗衣机中的粗斜纹布衣服中，浮石和衣服根据“暗淡”度，即所需的颜色除去程度，而搅拌一段时间，例如1～几个小时。酸的作用和浮石引起的摩损对于织物强度和耐穿性是相当有害的。
石洗法是一种机械的减色工艺，它是由摩擦脱色、摩损和缺乏颜色的耐洗牢度的结合而实现的。这些粗斜纹布衣服和水、浮石一起装入工业洗衣机中并搅拌一预定时间。洗掉的程度可由搅拌循环的时间而得到一点控制，然而总体的效果是一种基本随机工艺的结果。在石洗中织物遭受比酸洗更少的损害。然而，对于石洗和酸洗，织物洗出的图案每批不能准确地控制和重现，而且，洗涤设备遭受由浮石的翻滚和破碎引起的相当严重的的打击。
酸洗或其它的织物化学处理产生大量的排放到自然环境中的污染或腐蚀性废水。因此极需要找到一种能减少这种排放到环境中的污染废水的量的方法。
为了克服现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种在织物上产生视觉图案或其它效果的装置和有关的方法，该装置和方法将工艺设备和被处理的织物的损坏降至最低。尤其，本发明的一个特定的目的是通过无腐蚀性的液体处理而得到织物的减色图案，该液体处理不磨损和损坏工艺设备，也不损坏织物。本发明的另一目的是通过一种能减少排放到环境中的污染废水的量的工艺而给织物加上图案。
完成本发明的一个液体构图装置包括：一个将一块织物沿着机器的一个方向传送过一个构图工位的传送器，该传送器包括一个由实位和空位散间形成的支承表面，当织物被传送通过构图工位时，织物平展地和支承表面接触；一个位于传送器之上的液体喷射装置，当织物在支承表面上通过构图工位时，该液体喷射装置向下导出冲击在织物上的液体幕，其中液体幕是基本连续地横过织物的并且是受控制的，从而由于液体幕冲击在抵靠在有图案的支承表面上的织物上，织物的视觉特征就对应支承表面的实位和空位的图案而变化。本发明还包括一个如上述装置中使用的液体构图织物的方法，以及由这种方法而生产的带图案的织物产品。
在本发明的最佳实施例中，液体构图装置包括许多沿着传送器周边平行安装以形成一系列液体幕的支管，织物在液体幕下通过，每一个支管包括许多在垂直于机器的方向的横向上分布的喷嘴，喷嘴发散喷射，水的喷射交迭，从而液体幕基本均匀地冲击在织物的宽度上。喷嘴最好有较宽的发散开口从而它们不会被织物的纤维和其它碎物所堵塞，该开口具有2～45度的发散角并位于传送器1～10吋之上。在处理速度为60呎/每分钟时使用水压约为1000磅/吋2、能量为0.4～2.0hp-hr/sq-yd水就能得到较佳的结果。
本发明的一个具体应用就是通过把颜色从接触带有图案的支承表面的实位的织物上冲洗掉而液体构图染色的织物。支承表面形成有对应要在织物上得到的冲洗图案的实位和空位图案，空位面积最好约占整个图案面积的25％。
本发明的另一个应用是通过在织物上重复图案而纤维移距而得到液体构图的织物。较小密度或松散的织物在接触具有突出部分的图案的支承表面例如拱形的或三维凸出或有凸纹花样的网时，也适用于上述的液体喷射处理。可以得到各种视觉效果，例如罗纹、波纹、裂纹几何纹或花卉纹和网眼纹。液体构图纤维移距可以应用在染色或未染色的织物上，以及缝编连接的织物和非织物上。
本发明的其它目的、特征和优点将由以下的对照附图的实施本发明的最佳实施例的详细说明而变得显而易见，其中：
图1是一个对应本发明而液体构图织物的处理过程的原理图；
图2是显示完成本发明的液体构图装置的一个实施例的斜视图；
图3是图2中所示的液体构图装置的侧视视图；
图4是液体构图装置的另一个实施例的侧图；
图5A是一个剖面视图，显示一个用于液体构图织物的平坦支承表面，该支承表面有一个适于水洗色效果的实位和空位的图案；图5B是一个筒形支承表面的剖视图，该表面有适于纤维移距效果的圆顶和凹位的图案；
图6A到6K是显示支承表面图案和根据本发明在织物上得到的产生的染色水洗效果的视图；
图7A到7L显示支承表面图案和织物上得到的产生的纤维移距效果。
本发明的液体构图装置，其相关方法和产品通过应用加压的无腐蚀性液体于由一个有图案的支承表面承载的织物上而在织物上得到一个可控制的、可重复的视觉图案。本文描述的发明应用一个连续的水幕以在染色织物上，例如在染有靛蓝色染料的粗料斜纹布上，得到减色水洗色效果，以及在较小密度或松散的织物上得到纤维移距效果，然而，应该理解到本发明的原理也可应用到水洗色和纤维移距外的其它用途上，本发明也可用于其它类型的纤维，包括非织物。
参照如图1所示的本发明的总的处理过程，送入的织物可进行任何所需的预处理，例如染以染料以达到一个基色的水平。预处理的织物然后在一个构图工位进行本发明的液体构图处理，该构图工位接受高压水的供给并回送回收的水到相连的水处理设备。从构图工位来的有图案的织物然后可进行任何所需的后继处理，例如在传统的拉幅机架上张紧干燥，以得到最终的织物产品。
在以下的液体构图装置的一个实施例的说明中，一块连续的染色织物面临液体构图处理以产生水洗色效果。织物的染色被认为对于该领域的熟练者是众所周知的。染料的种类和染色的方法在要得到的构图效果中是起相当重要的作用。对于染色的粗斜纹布，靛蓝色染料由于其表面或表层特性，即不会很快地被洗掉，而被优选，这种染料由于在织物表面分散部分的染料除去而产生图案效果。靛蓝色染料的典型使用方法是把经轴的纱线通过5～8个染浴系列中以在织物表面上形成一系列染色层。
现参看图2所示的液体构图装置的一个优选实施例，构图工位10包括一个由滚子26、28驱动、用以在一个机器方向(见指向下流方向的箭头)传送织物12在循环传送器24，传送器的优选线速度为10～500呎/每分钟。传送器24在构图区域有一个基本平面的支承表面16，该支承表面有实位或突出部分和空位构成的平纹组织图案，例如格栅状、蜂窝状、菱形状和细条纹状图案等等。图案的实位部分支承织物，空位则如以下详述的那样排去施加在织物上的水。在这优选的实施例中，空位大约占有整个图案面积的25％。在图2中织物12在其引出端42有不同于在其引入端的网纹，显示其已由液体构图装置所改变。
装在传送器24之上的是平行间距的并和机器方向垂直的、并和织物的横向对齐的支管30排列。支管30相距约4吋并位于至少高出传送器1吋、最好是在1～10吋的地方。每一个支管有一排沿横向间距的水喷嘴36，喷嘴36将一个扇形的发散水喷射34向下喷射到织物12上。扇形喷射34重迭以形成一个沿织物的宽度均匀冲击织物的连续水幕40。这产生一个作用在抵靠有图案的支承表面的织物上的均匀水压，以避免产生条花或其它不均匀的图案。
支管设计成在200～2500磅/吋2的范围将水压传送到喷嘴36。支管的喷嘴大约间距1吋并位于传送器24之上1～10吋。扇形喷射34以一个发散角是在相对于喷嘴轴向的一个横向的扇形发散，喷嘴的轴向垂直于传送器的表面。发散角可以是2～45度，实验表明一个约18度的发散角产生一个优化的扇形并产生一个均匀的水幕压力。水幕的输出能量最好在织物的0.4～2.0hr-hr/sq-yd之间，具体可以是1.0hr-hr/sq-yd。在较厚的织物时，例如粗斜纹布，施加到织物表面的能量可以是表面效应，因此独立于重量。
在本发明中使用的优选喷嘴是产品标号为0503-TC、由喷射系统公司制造、J.W.斯诺登公司(位于美国·新罕布什州·曼彻斯特)销售的喷嘴。这种喷嘴有一个碳化钨的喷尖，发现这种喷尖对于提供调节的压力喷射很有效。在喷嘴的喷射孔有一个非圆形的构形，这种优选的喷嘴有一个约0.43吋的有效直径，有效喷射角约18度，喷射压力1000磅/吋，流速1.5加仑/每分钟。
如图3所示，当织物在传送器24上移动通过一系列水幕40时，水冲击在抵靠着有图案的支承表面的突出部分或实位部分的织物上。人们发现缺少一定程度的颜色牢度的染料，例如靛蓝色染料，在水幕的压力下会从在突出部分或实位上的织物至少被冲洗掉一部分。水和冲掉的染料通过支承表面的空位排放到传送器24之下的一个收集槽50中。设有一个过滤器52以排除掉下的纤维和其它碎片，一个循环泵54将水加压回送到支管30中。冲洗下来的染料可通过一个沉淀槽而被排出。
一个具有圆筒形的传送器24和有图案的支承表面60的优选传送器结构在图4中显示。支管30设置在距支承表面的周面上部很接近的地方。在其它方面，本实施例的运行类似于首先描述的实施例。虽然圆筒形传送器可提供更好的效果。在这实施例中的水处理设备包括一个由多拉.奥立佛公司(位于美国。康涅狄格州。斯坦福)生产的、产品标号为120DSM过滤网的过滤系统。DSM系统有一个分配喷嘴64和一个过滤网66，该过滤网将纤维碎物导向排放贮藏器70，而过滤后的液体则通过泵72被转向再循环。设有一个用作回收染料的沉淀槽，虽然在附图中设有显示这个槽。
在图5A中，一个侧剖面图显示冲击在被承载在支承表面16(60)上的织物12上的水幕40的水洗图案功能。支承表面有一个由空位16b和实位16a组成的图案，如同由螺窝状或均布穿孔图案在一个筛网上形成的图案一样。水喷射的压力压紧织物12紧靠在支承表面上，从而织物的一部分由实位16a所支承，而织物的其它部分被压入空位16b中。现已发现，对于染色织物，染料倾向于从支承在实位16a的高出部分被冲洗掉，并排入和保留在空位16b的受压部分，从而产生一个对应于支承表面图案的水洗色图案。
几种图案的支承表面样本和在物上一得到的导致的图案在图6A～6K中显示，一般支承表面由细金属丝网制成，其中突出部分以重复图案形成，或支承表面由穿孔的金属板制成。在6A中支承表面是有圆空位的穿孔金属板，从而图6B显示的得到的织物就有云纹水洗效果。图6C中支承表面是凸出有重复花卉图案的金属丝网，得到的带图案织物在图6D中所示。图6E中金属丝网采用凸席纹织纹，得到的织物图案如图6F所示。图6G中金属丝网采用凸格子花纹，其结果如图6H所示。图6I中金属丝网采用凸点/丝，其结果如图6J所示，一个有凸出蜂窝图案的金属丝网筒的得到的图案在图6K中显示。
除保持水洗图案外，得到的织物也可保持一个三维凸出效果，该凸出效果由于液体构图工位的水压迫使织物压入网或板的空位而对应于支承表面的图案。可以对有图案的织物进行上桨、硬挺整理和热定形。可以使用比靛蓝染料或其它还原体色牢度更强的染料来得到凸出效果，而没有水洗效果。
在图5B中，一个侧剖视图显示向下冲击在承载在筒状支承表面16(60)上的织物12上的水幕40产生的纤维移距构图功能。支承表面有由突出或凸出部分16a，例如圆顶，和空位16b形成的三维凸出或凸纹图案。水喷射的压力将织物12压靠着支承表面，所以织物12的一部分被强迫抵靠着突出部分16a，而其它部分被压入凹下或空位部分16b，筒形支承表面用于水洗效果和纤维移距效果。已发现对于小密度或松散织物，纤维由于水的作用而移距并在交叉点处缠结在一起，纱然后连结在一起，产生具有良好抱合力和稳定性的开口区域的或网状的织物。织物也表现出良好的悬垂性和手感，因为其是这样开口的织物。由于在液体构图时连结纤维在一起，这种织物也限制了纱的滑动。这种构图对于轻织物是最有效的，对中等尺寸的纱也很有效。这种图案可以包括有罗纹、波纹、格子纹、几何纹、花纹和网眼纹。使用高能量的水幕或给带图案的织物上桨可使纤维移距效果更持久。
图7A-7L显示用不同图案的网在织物上得到的纤维移距图案。在图7A中，在经向(机器方向)具有76经纱/吋长径纱，在绞口方向是有31纬纱/吋的聚酯/人造纤维织物用在图7B中显示的花纹图案网来构图，图7C显示一个得到的纱移距放大的(16倍)视图。在图7D中，一个具有76经纱/吋、86纬纱/吋的全棉衬衣织物用编织网眼网(20×20/吋)来构图，其移距结果以放大形式(16倍)在图7F显示。在图7G中，一个具有90经纱/吋、44纬纱/吋的92％聚酯、8％棉的细薄织物用图7H中显示的点/线网来构图；其移距结果以放大形式(16倍)在图7I中显示。图7J进一步显示用图7H中的点/线网构图的织物，其移距结果分别以放大形式(16倍)、(18倍)在图7K和图7L中显示。
本发明提供一种使用一个或更多的压力水幕抵靠有图案的网而构图织物的方法和装置，这种图案可有规则地在织物上重现并对于所需的效果是可控制的。可以得到各种图案设计和视觉效果。本发明的液体构图技术对处理设备和被处理的织物产生最小的损伤。而且，腐蚀性产品或化学费料被降至最少，从而允许这种织物处理工艺对环境的冲击。
可以使用不同的染料、颜色、染色工艺、水幕构形、网的图案、织物和织物织纹而得到广泛的其它图案效果。可以由其它类型和布置的喷嘴和压力支管来产生水幕。可用织网的、穿孔的、拉制的金属或塑料网，或其它具有突出和凹下部分的三维网来作为支承表面，以达到构图效果。织物处理的液体喷射如果需要也可采用添加剂，例如氢氧化钠或磨蚀剂，和其它类型的液体。除了织物外，其它非编织的、粘合的、多层的、纱布的或组合的织物或层压制品也可根据本发明的原理而被液体构图。可以出现各种结构、材料、产品的变化，然而，这些变化都应被认为是处于如后附的权利要求所限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (22)

1．一种在织物上产生视觉图案的装置，该装置包括：
一个将一块织物沿着机器方向传送到一个构图工位的传送器，所述传送器包括一个有图案的支承表面，所述图案由分布在支承表面中的凸出的或实体区域以及凹入的或空体区域构成，其中当织物被传送通过构图工位时，织物和支承表面平展地接触：
一个当织物在支承表面上通过构图工位时引导非压缩液体向下冲击在织物上、位于传送器之上的液体喷射装置，其特征在于：
所述液体以液体幕的形式冲击织物，所述液体幕是连续地横过织物，这样由于液体幕冲击在抵靠在带图案的支承表面上的织物上，织物的视觉特征对应于支承表面的图案而变化，并且所述液体喷射装置产生交迭的液体喷射，形成大致均匀横过所述织物的液体幕。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述液体喷射装置包括一个沿垂直于机器方向的横向延伸的支管，该支管具有多个沿横向分布、喷射出发散的扇形喷射，所述扇形有一个发散角，从而提供交迭的水喷射。
3．根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述液体喷射装置包括多个在织物上方，沿机器方向平行且间隔开的支管。
4．根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述喷嘴的发散角为0.0349～0.7854弧度(2～45度)，并且大约在所述传送器上方2.54～25.4厘米(1～10英寸)，这样可以产生交迭的液体幕。
5．根据权利要求1～4之一所述的装置，其特征在于所述液体喷射装置所用的水压为1378～17225千帕(200～2500psi)，所述传送器传送织物的速度为0.05～2.54米/秒(10-500尺/分)。
6．一种在织物上液体构图产生一种视觉图案的方法，该方法包括以下步骤：
沿着机器方向传送一块支承在一支承表面上的织物，所述支承表面形成有由分布在其中的凸出的或实位区域以及凹入的或空体的区域构成的图案；
当织物在支承表面上传送时引导非压缩液体幕向下冲击在织物上；其特征在于：所述织物是针织、纺织、粘结或无纺织物，所述液体幕是连续地横过织物，这样由于液体幕冲击在抵靠在带图案的支承表面上的织物上，织物的视觉特征对应于支承表面的凸出或实体以及凹入或空体的区域图案而变化。
7．根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述待被液体构图的织物是具有非色彩稳定性的染色的纺织物，用水作为所述液体用于从所述织物上除去染料以产生一种冲洗效果。
8．根据权利要求6所述的方法，其特征在于对抵靠在有图案的支承表面上的织物进行液体冲击，以在织物上获得纤维移距效果。
9．根据权利要求6述的方法，其特征在于所述引导液体步骤包括提供沿垂直于机器方向延伸的支管，其中所述支管喷射分散且交迭的水喷射，这样使最终的水幕基本均匀地穿过织物进行冲击。
10．根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述引导液体步骤包括提供多个设置在织物上方，沿机器方向平行且间隔分布的支管。
11．根据权利要求6,7,9或10之一所述的方法，其特征在于所述织物是染有靛蓝染料的粗斜棉布，并且用一种减色图案进行液体构图。
12．根据权利要求6,8,9或10之一所述的方法，其特征在于所述织物是中等尺寸纱线的轻质织物，并且液体构图有网状图案。
13．一种液体构图的织物或针织织物，其包括通过在压力下的非压缩液体的均匀受控的施加与在下方的有图案的支承物之间的相互作用，而有选择地褪色的染色纱，以产生一种有均匀的且可重复生产的图案表面。
14．如权利要求13所述的液体构图的织物，其中所述非压缩的液体是非腐蚀性的液体。
15．如权利要求14所述的液体构图的织物，其中所述非腐蚀性的液体为水。
16．如权利要求13所述的液体构图的织物，其中所述织物是一种染色粗斜棉布。
17．如权利要求16所述的液体构图的织物，其中所述染料是靛蓝。
18．如权利要求13所述的液体构图的织物，其特征在于，所述织物是具有非色彩稳定性的，通过相应于支承表面的图案进行有选择的褪色，可以改变织物的视觉效果。
19．一种液体构图的织物或针织织物，其包括在交叉点处相交的经纱和纬纱，所述织物被支承在有凸起和凹入区域的有图案的支承表面上，实体区域和空体区域交错于其中，所述织物受到横过织物宽度的连续液体幕的处理，所述液体幕有一定的力度和覆盖程度足以升起经纬纱线中的纤维，并相应于支承元件的有图案的表面重新放置纱线，并使相邻的纱线在所述交叉点处缠结。
20．如权利要求19所述的液体构图的织物或针织织物，其特征在于所述织物液体构图成有纤维移距效果。
21．如权利要求19所述的液体构图的织物或针织织物，其中所述织物是轻质或松散织物，液体构图成有网状图案。
22．如权利要求19所述的液体构图的织物或针织织物，其特征在于所述织物相应于支承表面的图案装饰有相应图案。
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