一种臭氧-超声波协同的纺织品练漂和染色装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种臭氧-超声波协同的纺织品练漂和染色装置。
【背景技术】
[0002]纺织纱线、织物等在印染加工前，需要对其进行练漂，包括退浆、煮练和漂白等工序。退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除(例如，淀粉浆料等被水解或酶分解为水溶性分解物)，同时也除掉纤维本身的部分杂质。煮炼是用烧碱和表面活性剂等的水溶液，在高温(120°C)和碱性(pH=10?13)条件下，对棉织物进行处理，去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质，以保证漂白和染整的加工质量。漂白是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质。由此可知，常规前处理方法耗能、耗水、耗药剂。
[0003]现在，随着超声波、臭氧等技术的发展和推广应用，印染行业逐渐引入和利用一些高新技术改造传统印染工艺和设备。
[0004]臭氧是一种淡蓝色、有特殊腥味的气体，化学式03，比空气重，具有良好的弥散性。臭氧可溶于水，在常温常态常压下臭氧在水中的溶解度比氧高约13倍。臭氧氧化反应的生成物是氧气，不会产生其它副产物，因此臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。利用臭氧的强氧化性和无二次污染的特点，工业上臭氧主要用于灭菌、消毒、除臭、纸浆漂白、工业废水处理等。目前纺织印染行业针对臭氧的应用主要有织物改性、印染废水处理和成衣漂洗等。
[0005]例如，利用臭氧代替传统的氧漂、氯漂工艺对成衣进行漂洗加工，具有常温下漂洗、漂洗速度快、节能减排、工艺重现性高等特点，是成衣漂洗技术应用和发展的趋势。
[0006]青野茂则等发明了使含有臭氧液体与含有水分的纤维品接触并强制循环对纤维品实施漂白处理，然后使臭氧分解用药液和上述臭氧处理后的纤维品接触并强制循环进行臭氧分解。
[0007]朱春林等发明一种纱线臭氧漂白装置及漂白方法，利用高压力、高浓度的臭氧水，对纱线无污染漂白。
[0008]另一方面，超声波是指频率比人耳所能听到的频率范围更高(>16kHz)的弹性波，具有能量集中、穿透力强、简洁、高效、无二次污染等特点。它是一种能量的形式，用于化学化工中的超声波为功率超声，其频率一般为20kHz?2MHz。
[0009]超声波处理纺织品，主要源于超声的声空化效应。空化泡迅速崩溃过程中，瞬间能产生5000K的高温、50MPa高压，持续数微秒后，热点随之冷却，并伴随有强烈的冲击波和达100m/S速度的微射流。这些条件足以使浆料、色素等有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应，有利于纺织品的退浆、煮练、染色等。
[0010]根据上述文献，一些专利主要将臭氧技术应用在纱线、织物、成衣的漂白等方面。实际上，在一定的条件下，臭氧技术也可能用于纱线、织物的练漂工序。有的文献提到将超声波应用于纺织品练漂[3]，但是局限于在常规化学药剂处理时起到促进作用。
[0011]朱春林等描述了如何利用臭氧溶液漂白棉纱，没有涉及织物的漂白和退浆。青野茂则等发明也没有涉及织物的退浆、煮练、漂白一浴法工艺方法。
[0012]经纱在织造前需要上浆提高纱线强度，保持经纱伸长率，增加经纱韧性，提高经纱耐磨檫力。使用的浆料主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PA)等。退除浆料的工艺主要有碱退浆和氧化剂退浆。企业较多使用碱退浆工艺，退浆率低，约为50%?70%。
[0013]氧化剂退浆工艺是在碱性条件下，氧化剂使淀粉、PVA、PA类浆料氧化分解，大分子链断裂，分子质量降低而溶于水，再水洗去除。氧化剂退浆能在低浓度碱性条件下去除各种类型浆料(包括混合浆料)，适用于棉、涤/棉的纱线、织物的常温或高温练漂工艺流程中，退浆率约90%?98%。氧化剂退浆工艺主要采用含有或能产生双氧水(H2O2)等过氧化物的活性化合物。
[0014]煮练工序主要是去除纤维素纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质，以及织物上残留的浆料，使织物获得良好的外观和吸水性。粘胶纤维织物由于在制造过程中已经过烧碱和漂白处理，天然杂质较少，一般在加工时仅需进行退浆、漂白，去除织物上浆料和沾污物，进一步提高白度，不需要煮练。涤纶、锦纶、腈纶等纤维织物不需要煮练，但其与棉纤维的混纺织物、交织织物等，由于棉纤维含有油脂、蜡质、果胶等杂质，需要适当的煮练。
[0015]漂白工序主要去除棉纤维上残留的天然色素及含氮杂质，去除化学纤维所沾污物，提高织物白度和色泽鲜艳度。
[0016]超声波退浆的主要原理是超声空化效应，原来存在于液体中的微气泡在超声波作用下振动，当声压达到一定值时，一部分气泡在负压期迅速长大，在正压期又突然闭合。空泡破灭时会产生局部高温和强大的冲击压力，即空化作用，纱线上的浆料层在强大的冲击力作用下被剥离下来，即脱落与分散。一般情况下，20kHz的超声波作用于物件时，物件上的污垢层每秒大约要受到2万次的激烈冲击。董春芳等研究了超声波技术在碱退浆工艺上的辅助作用，在超声波处理下，碱浓度的15g/L相当于常规的20g/L，说明超声波碱退浆可以节省药品的用量，并能达到与常规碱退浆相同的效果或更好。
[0017]另一方面，超声波技术也可用于促进纺织品的漂白效果。实验数据表明，在超声波环境下，用双氧水对棉机织物、棉针织物进行漂白lh，所耗费的过氧化氢高于冷却条件下漂白16h，接近在煮沸条件下漂白2.5h。
【发明内容】
[0018]本实用新型的目的之一是提供了臭氧-超声波协同的纺织品练漂、染色装置。
[0019]本实用新型的这个以及其它目的将通过下列详细说明和描述来进一步体现和阐述。
[0020]本实用新型的一种臭氧-超声波协同的纺织品练漂方法，是于利用臭氧-超声波协同作用对织物进行退浆、煮练、漂白一浴法。
[0021]在本实用新型的臭氧-超声波协同的纺织品练漂方法中，在现有染色机装置上连接一个能产生高浓度臭氧气体的臭氧发生器，利用溶气栗混合水液而成臭氧液体并通入封闭的染色缸内；并且在现有染色机装置上安装超声波换能器，对练漂、染色、水洗、回修漂白等工序进彳丁超声波协同处理。
[0022]在本实用新型的臭氧-超声波协同的纺织品练漂方法中，启动臭氧发生器产生5g/h-500g/h臭氧气体，由气液混合溶气栗制成高浓度臭氧水，臭氧浓度大于12mg/L，注入染缸内，强制循环30min-90min，通过缸内臭氧传感器，确保缸内臭氧浓度恒定;然后再启动超声波发生器，控制60W-100W的超声波频率，时间30min-80min，处理液温度40°C_90°C。
[0023]在本实用新型的臭氧-超声波协同的纺织品练漂方法中，按照浴比1:4-1:10，注入常温水，并循环10_30min，按照在染缸内柠檬酸浓度lg/L-6g/L，投入溶解的柠檬酸，并循环10-30min，测定染缸内处理液呈弱酸性pH6-pH7，启动臭氧发生器产生5g/h_500g/h臭氧气体，由气液混合溶气栗制成高浓度臭氧水，臭氧浓度大于12mg/L，注入染缸内，强制循环30min-90min，通过缸内臭氧传感器，确保缸内臭氧浓度恒定;启动超声波发生器，控制60W-100W的超声波频率，按照工艺要求的时间30min-80min，处理液温度40°C_90°C，促进纺织品处理效率。
[0024]本实用新型的一种臭氧-超声波协同的纺织品练漂和染色装置，包括染色机，臭氧发生器，溶气栗，臭氧水储存罐，臭氧传感器，循环栗，超声波发生器，超声波换能器，导布轮，喷射栗，出气口，碱液槽和热交换器，其中织物通过导布轮放置在染色机中，超声波发生器通过超声波换能器进入染色机中，臭氧传感器安装在染色机上用于探测臭氧浓度，在染色机中安装的喷射栗与循环栗及热交换器连接，臭氧发生器与溶气栗及臭氧水储存罐连接，臭氧水储存罐与循环栗及热交换器连接，通过喷射栗作用于织物