一种通过两性电荷相互作用的印染方法和印染装置与流程

本发明涉及一种纺织工业后道工序的印染技术，即通过两性电荷相互作用的印染方法。其是利用正负电荷相互吸引的原理，让面料和定量的染料相互结合，进行印染。完成印染后，无任何剩余染料，只有微量的纯水蒸气排放。

背景技术：

目前传统的、包括现代先进的印染技术，都是批量面料在染料溶液的大容器中，反复搅拌进行染色，甚至最先进的方法也离不开大量的水或者快速连续染色之后用大量的水褪去浮色之后加入固色剂的染色。现有技术均需要大量用水，印染企业的废水排放是一个社会性的大问题，(1)初期建造污水处理设施耗资巨大；(2)后续运行费用非常高；(3)个别企业偷偷排放不处理或处理不合格的污水，对环境造成严重污染。

如果能发明一种方法并制备一种设备，既能高质量的完成印染，又没有污染性物质的排放，这将给纺织工业后道工序带来巨大的福音。特别是将在环境保护方面做出巨大贡献。

技术实现要素：

本发明的目的之一是，提供一种通过两性电荷相互作用的印染方法，该方法能让被染面料和染料分别带上相反的电荷，是利用正负电荷相互吸引的原理，让面料和定量的染料相互结合，进行印染。完成印染后，无任何剩余染料，只有微量的(对成百吨的废水排放而言)纯水蒸气排放。

本发明的目的之二是，提供一种通过两性电荷相互作用的印染装置，在整个印染过程中，除用定量的少许水溶液稀释溶解染料外，再无其他任何用水。这少许的水溶液会在烘干工序中全部挥发。挥发到自然环境中的是无任何污染的纯水蒸气。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种通过两性电荷相互作用的印染方法，所述印染方法包括如下步骤：

1)把面料带上正电荷或负电荷；

2)让染料溶液电离成带正电的染料或带负电的染料；

3)带正电的染料上的正电荷与面料上的负电荷结合进行染料的印染；或，带负电的染料上的负电荷与面料上的正电荷结合进行染料的印染。

本发明中所使用的面料可以是纯棉、化纤、各种比例的棉与化纤混纺、纯毛以及各种混纺毛的面料。

本发明中所使用的染料为目前纺织印染行业中使用的所有染料。

优选地，所述步骤1)中，通过高压电子冲击面料分子中原始结合键，使面料带上正电荷或负电荷。

优选地，所述步骤2)中，染料溶液先雾化，雾化后的水分子，在高压电场中电离成为正电离子和负电离子，此时的染料粒子均有电性。并且呈现正电性和负电性。带上正电离子形成带正电的染料，染料带上负电离子形成带负电的染料。

优选地，所述步骤3)中，正负电荷结合进行染料印染后的面料经烘干定型完成印染。

进一步地，一种通过两性电荷相互作用的印染装置，所述印染装置包括：

处理面料带电装置，用于对面料进行处理，使面料带上正电荷或负电荷；

处理染料带电装置，用于对染料溶液进行处理，使染料带上负电荷或正电荷；

综合反应室，用于带上正电荷的面料和带上负电荷染料，或带上负电荷的面料和带上正电荷的染料进行反应进行印染。

更进一步地，所述印染装置还包括后处理装置，用于对印染后的面料进行烘干、定型。

优选地，所述处理面料带电装置包括高压电子冲击装置(比如高压电子冲击机，其数量可以是一台也可以是多台，当采用多台高压电子冲击机时，其可并列设置，对面料进行处理)，高压电子冲击装置处理后的面料输送入综合反应室。

优选地，所述处理染料带电装置包括染料溶液容器、高压输送器、1字型窄缝装置和高电压导电长廊；染料溶液容器经高压输送器与1字型窄缝装置连通，1字型窄缝装置与高电压导电长廊连通，高电压导电长廊与综合反应室通过导流管(普通管，比如塑料管等)连通。

进一步优选地，所述1字型窄缝装置包括微米级条形窄缝，所述微米级条形窄缝用于将染料溶液雾化。

更进一步优选地，所述微米级条形窄缝的宽度为100-200μm。

优选地，所述高电压导电长廊包括具有相同u型结构的上下两部分，上下两部分连通高压电源，上下两部分u型口相对，中间形成供雾化后染料溶液通过的长廊，雾化后染料溶液通过长廊后被电离。

1、高压电子冲击机的电子束会轻易地击断面料分子原有的结合键，并能夺走或给予断链后的面料分子一个或几个电子，使原来中性的面料分子变成带正电的离子或带负电的离子。在连续不断的反复冲击中，整个面料变成了一个正电体或负电体，然后进入综合反应室；

2、调配好并定量的染料溶液，无论溶解后是正电性质或负电性质的染料溶液，由高压泵在1字形窄缝装置中高速挤出，高速挤出的溶液必然会被雾化，雾化后的水分子在带有高压电的长廊中会被电离，电离后的水分子变成了分别带正、负电的离子。他们冲出长廊后会在电场的作用下自动分区域汇聚形成带正电的染料或带负电的染料；

3、将正电体或负电体的面料通过传输形式、将带负电的染料离子或带正电的染料离子通过普通导流管(普通管)同时送入综合反应室；

4、在连续不断的输送与供给中完成整批面料的印染。在综合反应室中，每个带正电(或负电)的面料离子必然会与一个带负电(或正电)的染料离子自然结合；在这一过程中多余的染料负离子(或正离子)会悬浮在综合反应室的空间或沉积到底部，不会再与面料结合，面料表面基本没有浮色；(几万甚至几十万米的面料印染完后仅会在此区域沉积少量的“电极泥”。对电极泥，用现代化技术很简单的就能废料利用)；

5、无论薄厚面料，都是由一个个的分子组成，在正负离子结合的反应中，有一个离子没反应合成中性分子，反应都不会结束。所以反应结束后，整个面料着色是均匀的。

6、面料结束正负离子结合的反应后，由综合反应室出来进入高温烘干、定型设施中完成全部印染程序。

在整个印染过程中，除用定量的少许水溶液稀释溶解染料外，再无其他任何用水。这少许的水溶液会在烘干工序中全部挥发。挥发到自然环境中的是无任何污染的纯水蒸气。

附图说明

图1为本发明印染装置的结构示意图；

图2为本发明高压电子冲击的结构示意图；

图3为本发明1字型窄缝的结构示意图(左侧为出口正视图，右侧为侧面剖视图)；

图4为本发明高电压导电长廊的结构示意图(左侧为出口正视图，右侧为侧面剖视图)；

附图标记：

1、高压电子冲击机主电源；2、高压电子冲击机；3、1字型窄缝；4、高电压导电长廊；5、高压泵；6、高压电源；7、传输装置；8、导流管；9、综合反应室。

具体实施方式

本说明书中公开得任意一种特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种通过两性电荷相互作用的印染方法，所述印染方法包括如下步骤：

1)通过高压电子冲击面料分子中原始结合键，使面料带上正电荷或负电荷；

2)染料溶液先雾化，雾化后的水分子(即染料粒子)，在高压电场(1000伏以上)中电离成为正电离子和负电离子，此时的染料粒子均有电性。并且呈现正电性和负电性。带上正电离子形成带正电的染料，染料带上负电离子形成带负电的染料；

3)带正电的染料上的正电荷与面料上的负电荷结合进行染料的印染；或，带负电的染料上的负电荷与面料上的正电荷结合进行染料的印染，印染后的面料经烘干定型完成印染。

本发明中所使用的面料可以是纯棉、化纤、各种比例的棉与化纤混纺、纯毛以及各种混纺毛的面料。

本发明中所使用的染料为目前纺织印染行业中使用的所有染料。

本实施例中的染料溶液可以是任何浓度，均可以被电离。

实施例2

如图1所示，一种通过两性电荷相互作用的印染装置，所述印染装置包括：

处理面料带电装置，用于对面料进行处理，使面料带上正电荷或负电荷；

处理染料带电装置，用于对染料溶液进行处理，使染料带上负电荷或正电荷；

综合反应室，用于带上正电荷的面料和带上负电荷染料，或带上负电荷的面料和带上正电荷的染料进行反应进行印染。

所述印染装置还包括后处理装置，所述后处理装置为烘干、定型装置，用于对印染后的面料进行烘干、定型。

本实施例中所述处理面料带电装置包括高压电子冲击装置(比如高压电子冲击机2，其数量可以是一台也可以是多台，当采用多台高压电子冲击机时，其可并列设置，对面料进行处理)，高压电子冲击装置处理后的纺织面料通过传输装置7输送入综合反应室9。

本实施例中所述处理染料带电装置包括染料溶液容器、高压输送器、1字型窄缝装置3和高电压导电长廊4；染料溶液容器经高压输送器与1字型窄缝装置3连通，1字型窄缝装置3与高电压导电长廊4连通，高电压导电长廊4与综合反应室9通过导流管(普通管)8连通。

本实施例中所使用的高压输送器为高压泵5。

如图2所示，高压电子冲击机2有冲击机正极、冲击机负极和高压电子冲击机主电源1组成。

如图3所示，所述1字型窄缝装置包括微米级条形窄缝，所述微米级条形窄缝用于将染料溶液雾化。

所述1字型窄缝装置的长为20-50mm，长优选30mm，高为200-500μm；

所述微米级条形窄缝的宽度为100-200μm。

如图4所示，所述高电压导电长廊包括具有相同u型结构的上下两部分，上下两部分连通高压电源6，上下两部分u型口相对，中间形成供雾化后染料溶液通过的长廊，雾化后染料溶液通过长廊后被电离。

所述高电压导电长廊的长为100-300mm，高为20-60mm，宽为5-20mm，宽优选为10mm，两个u型结构之间的距离为0.5-2mm。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。