專利名稱：用納米材料和超聲波使經紗靛藍染色的工藝及所用的裝置的制作方法
技術領域：
本發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 超聲波使經紗靛藍染色的工藝及所用的裝置。
技術背景傳統的使經紗進行靛藍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色淀而附著在紗線上達到上 染的目的。靛藍隱色體的上染過程是，首先隱色體吸附在纖維表面， 然后再向內部擴散，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、出現色光色澤不穩定現象，同時還會造成大 量浮色，降低耐磨牢度等弊病。靛藍染色過程首先要進行染液的準備，然后進行染色。軸經多染 槽連續染色上漿聯合機組工作過程是，從經軸上退繞出來的紗片通過后拖引輥或導紗輥進入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入染色部分進行染色。染色工藝主要由染色 和氧化兩個步驟組成。相應用到裝置主要由染缸和氧化架。經過前處 理后的紗線首先要進入第一次染色和氧化，由第一道染色槽內染色和 氧化后再進入第二道染色和氧化，依此類推，需要經過6 8道的浸 軋染色和氧化作用，方能完成染色任務，然后色紗經后處理水洗槽進 行2 3道清洗。紗片進入儲紗架，再經預烘筒烘干，最后到達漿紗 機部分制成色紗織軸，染色漿紗的全部任務?，F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。發明內容本發明的目的是提供一種用納米材料和超聲波使經紗靛藍染色 的工藝及所用的裝置，能夠減少染色時間，提高染色效率，克服現有 技術的上述缺點。一種用納米材料和超聲波使經紗靛藍染色的工藝，包括將經紗潤 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行。實施上述工藝所用的裝置，其特征是有一不銹鋼染缸，不銹鋼染缸內的底面上有8-12個換能器，所有換能器通過導線并聯，再通過 導線與超聲波發生器連接。本發明在一個添加了納米材料1\02的染缸中進行染色，利用納米 材料化學活性和表面效應，大大提高了染料的上染率。超聲波發生器 發出連續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 材料的團聚性，大大提高了染色效率和色牢度，還省去了傳統染色工 序中的5-7個染色槽，因此能大大節省了能源，減少了污染。


附圖為本發明的裝置結構示意圖。
具體實施方式
本發明的裝置有一不銹鋼染缸1，不銹鋼染缸1內的底面上有 8-12個換能器2，所有換能器2通過導線并聯，超聲波發生器4通過 導線3與轉能器2連接。第一步選用棉含量為60% 70%，細度為80tex的經紗片紗，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 進行潤濕處理。接著，將潤濕后的經紗在溫度為4(TC 45-C水中進行 水洗處理。第二步先在容積為1500L化料桶中內加入其容積70%的水，開 動攪拌器，依次加入燒堿、滲透劑、酒精和靛藍染料，攪拌1小時， 待燒堿、滲透劑和靛藍染料充分溶化后，加溫控制到4(TC，然后在繼續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，繼續攪拌，使Ti02與燒堿、滲透劑、酒精和 靛藍染料均勻混合。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 藍母液注入到不銹鋼染缸1中，配制出靛藍染料濃度為1.3g/L的染 液。開啟不銹鋼染缸1的超聲波裝置，將從經軸上退繞下來的經紗 片以lm/min的速度通過導紗輥后浸入到不銹鋼染缸1中，然后經另 一個導紗輥導出，對經紗進行靛藍染色。最后對經紗進行清洗和烘干。本發明中當納米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增多，故具有很高的化學活性。其物 理性質也發生了根本的變化，具有高比熱、高導電率、高擴散率、磁 化率及很奇特的表面效應等。本發明在一個添加了納米材料1\02的染缸中進行染色，由超聲波 發生器發出連續的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聚性，使Ti02與燒堿、 滲透劑、酒精和靛藍染料充分混合，大大提高了染色效率和著色質量。 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，當空穴突然爆 破時，其機械沖擊作用能夠將染料微粒打入到纖維表面的細小縫隙 內，這樣染料粒子就和纖維結合的更加穩固，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染色工藝后，染色廢水中含有染料減少了 90%。本發明的換能器采用深圳市信和電子有限公司的產品 UT-6060-15Z，每個1500W。小型超聲波發生器采用山東濟寧恒通超聲 電子設備有限公司的產品HT-400。
權利要求
1.一種用納米材料和超聲波使經紗靛藍染色的工藝，包括將經紗潤濕，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行。
2. 權利要求1所述的用納米材料和超聲波使經紗靛藍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)內的底面上有8-12 個換能器(2)，所有換能器(2)通過導線并聯，再通過導線(3)與超聲 波發生器(4)連接。
全文摘要
一種用納米材料和超聲波使經紗靛藍染色的工藝，包括將經紗潤濕，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行。實施上述工藝所用的裝置有一不銹鋼染缸，不銹鋼染缸內的底面上有8-12個換能器，所有換能器通過導線并聯，再通過導線與超聲波發生器連接。本發明利用納米材料的化學活性和表面效應，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聚性，大大提高了染色效率和色牢度，還省去了傳統染色工序中的5-7個染色槽，因此能大大節省能源，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 優先權日2008年2月23日
發明者姜宜寬, 宋桂玲, 李新民, 李訓海, 偉 王, 盛文中, 談大勇, 韓光亭 申請人:淄博蘭雁集團有限責任公司