专利名称：用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色的工艺及所用的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织染色的工艺，特别是涉及一种用纳米材料和 超声波使经纱靛蓝染色的工艺及所用的装置。
技术背景传统的使经纱进行靛蓝染色受布料表面性能和染料对布料的上 染性能等诸多因素的影响。由于靛蓝染料不溶于水，对纤维没有亲和 力，因此它不能直接用来染色，必须在碱性溶液中用还原剂还原成可 溶性的隐色体，然后再氧化成不溶的靛蓝色淀而附着在纱线上达到上 染的目的。靛蓝隐色体的上染过程是，首先隐色体吸附在纤维表面， 然后再向内部扩散，染料分子中的羰基与纤维分子中的羟基，则形成 氢键而固着在纤维上。靛蓝隐色体对棉纤维的亲和力低，上染困难， 如果采用提高染液浓度和温度的方法来促使上染，不仅会使纱线色光 泛红、色泽鲜艳度变差、出现色光色泽不稳定现象，同时还会造成大 量浮色，降低耐磨牢度等弊病。靛蓝染色过程首先要进行染液的准备，然后进行染色。轴经多染 槽连续染色上浆联合机组工作过程是，从经轴上退绕出来的纱片通过后拖引辊或导纱辊进入1 2道的前处理槽(润湿槽)，在前处理槽中 使纱线充分润湿以后再进入染色部分进行染色。染色工艺主要由染色 和氧化两个步骤组成。相应用到装置主要由染缸和氧化架。经过前处 理后的纱线首先要进入第一次染色和氧化，由第一道染色槽内染色和 氧化后再进入第二道染色和氧化，依此类推，需要经过6 8道的浸 轧染色和氧化作用，方能完成染色任务，然后色纱经后处理水洗槽进 行2 3道清洗。纱片进入储纱架，再经预烘筒烘干，最后到达浆纱 机部分制成色纱织轴，染色浆纱的全部任务。现有的工艺存在着染色 成本大、消耗时间长、染色率不高等问题。发明内容本发明的目的是提供一种用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色 的工艺及所用的装置，能够减少染色时间，提高染色效率，克服现有 技术的上述缺点。一种用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色的工艺，包括将经纱润 湿，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色过程在超声波作用下并 在染液中添加纳米材料的条件下进行。实施上述工艺所用的装置，其特征是有一不锈钢染缸，不锈钢染缸内的底面上有8-12个换能器，所有换能器通过导线并联，再通过 导线与超声波发生器连接。本发明在一个添加了纳米材料1\02的染缸中进行染色，利用纳米 材料化学活性和表面效应，大大提高了染料的上染率。超声波发生器 发出连续超声波的空化作用以及对纳米材料的分散作用，消除了纳米 材料的团聚性，大大提高了染色效率和色牢度，还省去了传统染色工 序中的5-7个染色槽，因此能大大节省了能源，减少了污染。
附图为本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的装置有一不锈钢染缸1，不锈钢染缸1内的底面上有 8-12个换能器2，所有换能器2通过导线并联，超声波发生器4通过 导线3与转能器2连接。第一步选用棉含量为60% 70%，细度为80tex的经纱片纱，在 温度为80。C，烧碱浓度为1.2g/L、渗透剂浓度为1.8g/L的润湿液中 进行润湿处理。接着，将润湿后的经纱在温度为4(TC 45-C水中进行 水洗处理。第二步先在容积为1500L化料桶中内加入其容积70%的水，开 动搅拌器，依次加入烧碱、渗透剂、酒精和靛蓝染料，搅拌1小时， 待烧碱、渗透剂和靛蓝染料充分溶化后，加温控制到4(TC，然后在继续搅拌的情况下加入保险粉，定时加温到50。c士rc半小时，待染料还原后停止搅拌，最终配制出靛蓝染料浓度为79. 3g/L、保险粉浓度 为117.9g/L、烧碱浓度为79. 3g/L、渗透剂浓度为4g/L的靛蓝母液， 酒精和渗透剂按照重量比1: l的比例加入。第三步另在一个容量为10L的小型超声波发生器中加满水后加 温到50'C，按O. lg/L的用量，加入100克纳米材料Ti02到该小型超 声波发生器中，开启超声波，作用1小时，使Ti02在超声波的空化和 分散作用下，均匀地扩散到水中。接着，将充分溶解的Ti02溶液倒入 上一工艺步骤化料桶中，继续搅拌，使Ti02与烧碱、渗透剂、酒精和 靛蓝染料均匀混合。第四步在不锈钢染缸l中加入水，将一定量第二步配制出的靛 蓝母液注入到不锈钢染缸1中，配制出靛蓝染料浓度为1.3g/L的染 液。开启不锈钢染缸1的超声波装置，将从经轴上退绕下来的经纱 片以lm/min的速度通过导纱辊后浸入到不锈钢染缸1中，然后经另 一个导纱辊导出，对经纱进行靛蓝染色。最后对经纱进行清洗和烘干。本发明中当纳米1\02粒子粒径在10nm以下时，纳米1\02粒子表面 原子与总原子数的比例将迅速增加，原子几乎全部集中到纳米粒子的 表面。由于纳米粒子表面原子数增多，故具有很高的化学活性。其物 理性质也发生了根本的变化，具有高比热、高导电率、高扩散率、磁 化率及很奇特的表面效应等。本发明在一个添加了纳米材料1\02的染缸中进行染色，由超声波 发生器发出连续的12000W、 28KH的超声波，超声波的空化作用以及 对纳米材料的分散作用，消除了纳米材料的团聚性，使Ti02与烧碱、 渗透剂、酒精和靛蓝染料充分混合，大大提高了染色效率和着色质量。 在超声波传播过程中，造成微小的真空洞穴，这时溶解在染液中的气 体会很快进入空穴并形成气泡。在气泡破裂的瞬间对空穴周围会形成 巨大的冲击，使空穴附近的液体或固体都会受到上千个大气压的高 压，放出巨大的能量。能把体积大的染料块打碎成为体积小的染料块，这样就大大增加了染料粒子的表面积，也就是增加了染料和纤维的接 触面积，从而大大提高了染料的染色效率。另一方面，当空穴突然爆 破时，其机械冲击作用能够将染料微粒打入到纤维表面的细小缝隙 内，这样染料粒子就和纤维结合的更加稳固，染料在织物上的固色率 得到提高。同样的染色效果，采用用纳米材料和超声波的靛蓝染色工艺后，染色废水中含有染料减少了 90%。本发明的换能器采用深圳市信和电子有限公司的产品 UT-6060-15Z，每个1500W。小型超声波发生器采用山东济宁恒通超声 电子设备有限公司的产品HT-400。
权利要求
1.一种用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色的工艺，包括将经纱润湿，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色过程在超声波作用下并在染液中添加纳米材料的条件下进行。
2. 权利要求1所述的用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色的工艺所用的装 置，其特征是有一不锈钢染缸(1)，不锈钢染缸(1)内的底面上有8-12 个换能器(2)，所有换能器(2)通过导线并联，再通过导线(3)与超声 波发生器(4)连接。
全文摘要
一种用纳米材料和超声波使经纱靛蓝染色的工艺，包括将经纱润湿，染色，清洗和烘干，其特征是所述的染色过程在超声波作用下并在染液中添加纳米材料的条件下进行。实施上述工艺所用的装置有一不锈钢染缸，不锈钢染缸内的底面上有8-12个换能器，所有换能器通过导线并联，再通过导线与超声波发生器连接。本发明利用纳米材料的化学活性和表面效应，大大提高了染料的上染率。超声波的空化作用以及对纳米材料的分散作用，消除了纳米材料的团聚性，大大提高了染色效率和色牢度，还省去了传统染色工序中的5-7个染色槽，因此能大大节省能源，减少了污染。
文档编号D06P1/44GK101235602SQ20081001466
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月23日 优先权日2008年2月23日
发明者姜宜宽, 宋桂玲, 李新民, 李训海, 伟 王, 盛文中, 谈大勇, 韩光亭 申请人:淄博兰雁集团有限责任公司