專利名稱：用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝及所用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織染色的工藝，特別是涉及一種用納米材料和 超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝及所用的裝置。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的使經(jīng)紗進(jìn)行靛藍(lán)染色受布料表面性能和染料對布料的上 染性能等諸多因素的影響。由于靛藍(lán)染料不溶于水，對纖維沒有親和 力，因此它不能直接用來染色，必須在堿性溶液中用還原劑還原成可 溶性的隱色體，然后再氧化成不溶的靛藍(lán)色淀而附著在紗線上達(dá)到上 染的目的。靛藍(lán)隱色體的上染過程是，首先隱色體吸附在纖維表面， 然后再向內(nèi)部擴(kuò)散，染料分子中的羰基與纖維分子中的羥基，則形成 氫鍵而固著在纖維上。靛藍(lán)隱色體對棉纖維的親和力低，上染困難， 如果采用提高染液濃度和溫度的方法來促使上染，不僅會使紗線色光 泛紅、色澤鮮艷度變差、出現(xiàn)色光色澤不穩(wěn)定現(xiàn)象，同時還會造成大 量浮色，降低耐磨牢度等弊病。靛藍(lán)染色過程首先要進(jìn)行染液的準(zhǔn)備，然后進(jìn)行染色。軸經(jīng)多染 槽連續(xù)染色上漿聯(lián)合機(jī)組工作過程是，從經(jīng)軸上退繞出來的紗片通過后拖引輥或?qū)Ъ嗇佭M(jìn)入1 2道的前處理槽(潤濕槽)，在前處理槽中 使紗線充分潤濕以后再進(jìn)入染色部分進(jìn)行染色。染色工藝主要由染色 和氧化兩個步驟組成。相應(yīng)用到裝置主要由染缸和氧化架。經(jīng)過前處 理后的紗線首先要進(jìn)入第一次染色和氧化，由第一道染色槽內(nèi)染色和 氧化后再進(jìn)入第二道染色和氧化，依此類推，需要經(jīng)過6 8道的浸 軋染色和氧化作用，方能完成染色任務(wù)，然后色紗經(jīng)后處理水洗槽進(jìn) 行2 3道清洗。紗片進(jìn)入儲紗架，再經(jīng)預(yù)烘筒烘干，最后到達(dá)漿紗 機(jī)部分制成色紗織軸，染色漿紗的全部任務(wù)。現(xiàn)有的工藝存在著染色 成本大、消耗時間長、染色率不高等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色 的工藝及所用的裝置，能夠減少染色時間，提高染色效率，克服現(xiàn)有 技術(shù)的上述缺點(diǎn)。一種用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝，包括將經(jīng)紗潤 濕，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色過程在超聲波作用下并 在染液中添加納米材料的條件下進(jìn)行。實(shí)施上述工藝所用的裝置，其特征是有一不銹鋼染缸，不銹鋼染缸內(nèi)的底面上有8-12個換能器，所有換能器通過導(dǎo)線并聯(lián)，再通過 導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器連接。本發(fā)明在一個添加了納米材料1\02的染缸中進(jìn)行染色，利用納米 材料化學(xué)活性和表面效應(yīng)，大大提高了染料的上染率。超聲波發(fā)生器 發(fā)出連續(xù)超聲波的空化作用以及對納米材料的分散作用，消除了納米 材料的團(tuán)聚性，大大提高了染色效率和色牢度，還省去了傳統(tǒng)染色工 序中的5-7個染色槽，因此能大大節(jié)省了能源，減少了污染。


附圖為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的裝置有一不銹鋼染缸1，不銹鋼染缸1內(nèi)的底面上有 8-12個換能器2，所有換能器2通過導(dǎo)線并聯(lián)，超聲波發(fā)生器4通過 導(dǎo)線3與轉(zhuǎn)能器2連接。第一步選用棉含量為60% 70%，細(xì)度為80tex的經(jīng)紗片紗，在 溫度為80。C，燒堿濃度為1.2g/L、滲透劑濃度為1.8g/L的潤濕液中 進(jìn)行潤濕處理。接著，將潤濕后的經(jīng)紗在溫度為4(TC 45-C水中進(jìn)行 水洗處理。第二步先在容積為1500L化料桶中內(nèi)加入其容積70%的水，開 動攪拌器，依次加入燒堿、滲透劑、酒精和靛藍(lán)染料，攪拌1小時， 待燒堿、滲透劑和靛藍(lán)染料充分溶化后，加溫控制到4(TC，然后在繼續(xù)攪拌的情況下加入保險粉，定時加溫到50。c士rc半小時，待染料還原后停止攪拌，最終配制出靛藍(lán)染料濃度為79. 3g/L、保險粉濃度 為117.9g/L、燒堿濃度為79. 3g/L、滲透劑濃度為4g/L的靛藍(lán)母液， 酒精和滲透劑按照重量比1: l的比例加入。第三步另在一個容量為10L的小型超聲波發(fā)生器中加滿水后加 溫到50'C，按O. lg/L的用量，加入100克納米材料Ti02到該小型超 聲波發(fā)生器中，開啟超聲波，作用1小時，使Ti02在超聲波的空化和 分散作用下，均勻地擴(kuò)散到水中。接著，將充分溶解的Ti02溶液倒入 上一工藝步驟化料桶中，繼續(xù)攪拌，使Ti02與燒堿、滲透劑、酒精和 靛藍(lán)染料均勻混合。第四步在不銹鋼染缸l中加入水，將一定量第二步配制出的靛 藍(lán)母液注入到不銹鋼染缸1中，配制出靛藍(lán)染料濃度為1.3g/L的染 液。開啟不銹鋼染缸1的超聲波裝置，將從經(jīng)軸上退繞下來的經(jīng)紗 片以lm/min的速度通過導(dǎo)紗輥后浸入到不銹鋼染缸1中，然后經(jīng)另 一個導(dǎo)紗輥導(dǎo)出，對經(jīng)紗進(jìn)行靛藍(lán)染色。最后對經(jīng)紗進(jìn)行清洗和烘干。本發(fā)明中當(dāng)納米1\02粒子粒徑在10nm以下時，納米1\02粒子表面 原子與總原子數(shù)的比例將迅速增加，原子幾乎全部集中到納米粒子的 表面。由于納米粒子表面原子數(shù)增多，故具有很高的化學(xué)活性。其物 理性質(zhì)也發(fā)生了根本的變化，具有高比熱、高導(dǎo)電率、高擴(kuò)散率、磁 化率及很奇特的表面效應(yīng)等。本發(fā)明在一個添加了納米材料1\02的染缸中進(jìn)行染色，由超聲波 發(fā)生器發(fā)出連續(xù)的12000W、 28KH的超聲波，超聲波的空化作用以及 對納米材料的分散作用，消除了納米材料的團(tuán)聚性，使Ti02與燒堿、 滲透劑、酒精和靛藍(lán)染料充分混合，大大提高了染色效率和著色質(zhì)量。 在超聲波傳播過程中，造成微小的真空洞穴，這時溶解在染液中的氣 體會很快進(jìn)入空穴并形成氣泡。在氣泡破裂的瞬間對空穴周圍會形成 巨大的沖擊，使空穴附近的液體或固體都會受到上千個大氣壓的高 壓，放出巨大的能量。能把體積大的染料塊打碎成為體積小的染料塊，這樣就大大增加了染料粒子的表面積，也就是增加了染料和纖維的接 觸面積，從而大大提高了染料的染色效率。另一方面，當(dāng)空穴突然爆 破時，其機(jī)械沖擊作用能夠?qū)⑷玖衔⒘４蛉氲嚼w維表面的細(xì)小縫隙 內(nèi)，這樣染料粒子就和纖維結(jié)合的更加穩(wěn)固，染料在織物上的固色率 得到提高。同樣的染色效果，采用用納米材料和超聲波的靛藍(lán)染色工藝后，染色廢水中含有染料減少了 90%。本發(fā)明的換能器采用深圳市信和電子有限公司的產(chǎn)品 UT-6060-15Z，每個1500W。小型超聲波發(fā)生器采用山東濟(jì)寧恒通超聲 電子設(shè)備有限公司的產(chǎn)品HT-400。
權(quán)利要求
1.一種用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝，包括將經(jīng)紗潤濕，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色過程在超聲波作用下并在染液中添加納米材料的條件下進(jìn)行。
2. 權(quán)利要求1所述的用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝所用的裝 置，其特征是有一不銹鋼染缸(1)，不銹鋼染缸(1)內(nèi)的底面上有8-12 個換能器(2)，所有換能器(2)通過導(dǎo)線并聯(lián)，再通過導(dǎo)線(3)與超聲 波發(fā)生器(4)連接。
全文摘要
一種用納米材料和超聲波使經(jīng)紗靛藍(lán)染色的工藝，包括將經(jīng)紗潤濕，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色過程在超聲波作用下并在染液中添加納米材料的條件下進(jìn)行。實(shí)施上述工藝所用的裝置有一不銹鋼染缸，不銹鋼染缸內(nèi)的底面上有8-12個換能器，所有換能器通過導(dǎo)線并聯(lián)，再通過導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器連接。本發(fā)明利用納米材料的化學(xué)活性和表面效應(yīng)，大大提高了染料的上染率。超聲波的空化作用以及對納米材料的分散作用，消除了納米材料的團(tuán)聚性，大大提高了染色效率和色牢度，還省去了傳統(tǒng)染色工序中的5-7個染色槽，因此能大大節(jié)省能源，減少了污染。
文檔編號D06P1/44GK101235602SQ20081001466
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者姜宜寬, 宋桂玲, 李新民, 李訓(xùn)海, 偉 王, 盛文中, 談大勇, 韓光亭 申請人:淄博蘭雁集團(tuán)有限責(zé)任公司