CN102002834B - 一种纺织品染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对纺织材料及其制品的染色方法，属于纺织印染加工领域。该方法通过对配制的染液进行超声波雾化，雾化形成的染液微珠在一定的压力和电场作用下，定向渗透到织物内部，完成染色过程。由于采用了本发明技术方案，染液经高频超声波雾化装置形成的染料溶液雾化微珠粒径更加细小，在织物上的扩散范围小，染色效果更加细腻；染料溶液雾化微珠在气压和电场作用下向纤维内部区域，更容易进入纤维内部，染色效果更好；雾化微珠带液量少，染料利用率高，可节约用水和减少环境污染。本发明的染色方法应用范围广，能耗低、污染小，并能适应小批量、多品种的印染技术发展方向。

Description

一种纺织品染色方法

技术领域

本发明涉及一种对纺织材料的新型染色方法，属于纺织印染加工领域。

技术背景

水是人类生存无可替代的有限自然资源，全球可用水资源已经告急，我国人均可用水量仅为世界人均可用水量的1/3，是一个水资源贫乏的国家。印染业是一个需要大量消耗水资源与能源的行业，同时印染产生的废水会对环境造成严重的污染。

目前常用的染色方法有卷染，液流染色和连续轧染等，根据不同方法及对不同织物的染色，这几大类的浴比在5∶1～20∶1之间，这消耗了大量的水资源，同时由于染色过程中需要加热，以及织物的运动要靠染液来带动，因而也需要消耗大量的能量，此外，染色废水会对环境造成大量污染。因而自20世纪70年代以来，国内外投入了大量人力、财力、物力，开发环保型染化料、助剂和节能、少水或无水的新技术、新设备，以达到节能环保的目标。

目前报道的节水与环保染色技术主要有气流喷射染色法、气液式染色法、泡沫染色法和超临界CO₂流体染色法等。气流喷射染色法是利用高速气流吹向染液，使染液呈飞沫状对织物染色的方法，可以将浴比降到3∶1，有效的达到了节水，排污少的目标，同时由于飞沫形成的气雾具有更好的渗透性，因而可以缩短染色时间，且染色效果很好，但气流喷射染色存在雾化颗粒大、雾化不均匀等问题，且品种适应性上还有较大局限，因此气流雾化染色设备数量不多，总体应用水平也不高。气液式染色法是利用风带动织物，将浸湿的织物在少量的循环用水中通过即可染色，用水量少，其最低浴比可达2∶1，但目前这种技术的应用还不成熟。泡沫染色是利用大量气体分散在少量液体之中形成的微泡聚集体，以这种聚集体对纺织材料进行染色的方法，这种染色方法可以很大程度上节约用水，浴比可小于1∶1，同时减少助剂的用量，缩短染色时间及减少染色废水处理量，但由于泡沫的不稳定性与较差的渗透性，导致了染色不匀及染色不深等问题。超临界CO₂流体染色，它是一种将超临界CO₂流体完全代替水来溶解染料的染色方法，因而这种染色方法不用水，不产生废水，残余的染料可重新恢复成粉末状，可回收利用，有利于环保，且染色效果良好，但它只适应于一些特殊的染色体系，如分散染料对涤纶的染色，不具备通用性，且对设备的要求很高，价格昂贵，为间歇式生产，因而未能取得生产上的应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可节水环保的纺织品染色技术，其技术解决方案为：

一种纺织品染色方法，具体包含如下步骤：

A染液配制，将染料按照工艺要求与水配制成1～20g/L的染料溶液；

B染液雾化，染液经高频超声波雾化箱雾化形成粒径为0.5-100μm的染液微珠；

C混合增压，染液微珠经管道输送到恒温汽体混合腔，与从高温蒸汽发生器(2)生成并经管道送到恒温汽体混合腔的温度为80～150℃的水蒸汽按照重量比1∶1-1∶20的比例均匀混合，经增压装置将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.1-0.5Mpa后输送到汽染仓；

D织物预处理，采用阳离子助染剂、阴离子助染剂、酸或碱对织物进行极性化预处理。

E染色，经增压装置输送到汽染仓的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓内的汽染装置的喷孔喷射到进入汽染仓中的织物上，汽染装置的喷孔与织物之间电场电压≤10Kv，汽染装置的喷孔与织物(之间的垂直间距不大于5mm；

F固色焙烘，染色后的织物出汽染仓后经汽蒸/焙烘固色、水洗工序完成染色过程。

为完成上述染色过程，汽染仓为封闭体，一对以上的汽染装置(20)固定安装在汽染仓内，汽染装置通过贯通汽染仓仓体的管道与增压装置连接，汽染装置上下两侧分别设置一对电极板，电极板通电后形成电场。汽染仓前后侧面开有被染织物的进出通道，在进出通道处分别安装有后拖引辊和前拖引辊，汽染装置在前拖引辊和后拖引辊之间。

由于采用了本发明技术方案，染液经高频超声波雾化装置形成的染料溶液雾化微珠粒径更加细小，在织物上的扩散范围小，形成类似“靶向定位”作用，染色效果更加细腻；染料溶液雾化微珠与织物接触后能够在气压和电场作用下向纤维内部区域，更容易进入纤维内部的特定区域，如无定型区进行染色，染色效果更好；同时雾化微珠带液量少，染料利用率高，可达到节约用水和减少环境污染的目的。本发明的染色方法可广泛适用于各种原料的纺织品和染料，应用范围广，可有效解决传统的纺织品染色方法能耗高、污染严重的缺点，同时适应小批量、多品种的印染技术发展方向。

附图说明

图1本发明的技术方案实施设备示意图

图2汽染仓构造示意图

图3染料微珠与水蒸汽混合雾汽在电场中运动原理示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种新型染色方法作进一步详细描述。

见附图。

本发明的染色方法具体步骤是：

首先，根据被染织物的性能，选用特定的染料，如对毛织物用酸性染料、棉织物用活性染料、涤纶织物用分散染料等，将染料溶于水配制成溶液/悬浮液，采用本发明的技术方案使得喷射到织物上的染液量较小，可实现低给液染色，浴比可控制在1∶1-1∶5。

然后将配制好的染液经由高频超声波雾化箱1雾化，通过控制超声波雾化装置的功率，可将染液雾化成粒径为0.5-100μm的染液微珠。相对于传统的气流雾化装置而言，高频超声波雾化装置雾化的微珠粒径更细，更均匀，且不受溶液状态的影响，也就是说，无论染液是溶液还是悬浮液，都可以雾化，而传统的气流雾化装置仅可以雾化溶液，对悬浮液效果不好，这就限制了气流雾化的应用范围，因为在染色加工中，有些染料如分散染料配成的染液是悬浮液。由于采用高频超声波雾化装置雾化的染液微珠粒径更细、更均匀，因此染液微珠粒在压力或电场作用下与织物接触渗透在织物内部时，扩散的范围更小，因此染色反应仅在指定的微小范围内发生，达到原位染色的目的。

雾化后的染液微珠经管道61输送到恒温汽体混合腔3；同时高温蒸汽发生器2生成温度在80～150℃的水蒸汽，并通过管道62输送到恒温汽体混合腔3内，经管道61输送来的染液微珠和经管道62输送来水蒸汽在恒温汽体混合腔3内均匀混合。通入80～150℃的水蒸汽的目的，一方面是通过调节染液微珠和水蒸汽的比例，从而控制混合雾汽中染料微珠的浓度，从而控制最终的染色效果，染液微珠和水蒸汽的比例为重量比1∶1-1∶20；另一方面通过水蒸汽的调温作用，防止雾化的染液微珠重新凝聚。染液微珠和水蒸汽的混合雾汽经管道63输送到增压装置4，再经增压装置4增压到0.1-0.5Mpa后输送到汽染仓5。

织物在染色前，首先进行极性化预处理，根据织物31的原料性能，采用阳离子助染剂、阴离子助染剂、酸或碱对织物31进行极性化预处理。如对棉织物，采用活性染料染色，则采用阳离子助染剂对织物进行预处理；对羊毛织物，采用酸处理；对于涤纶、腈纶等织物可不处理。

染色过程是在汽染仓5中完成，汽染仓5为封闭体，前后侧面开有被染织物31的进出通道，在进出通道处分别安装有后拖引辊21和前拖引辊27，一对汽染装置20设在前拖引辊21和后拖引辊27之间，并固定安装在汽染仓5内，汽染装置20通过贯通汽染仓5仓体的管道64与增压装置4连接，汽染装置20的前后有导布辊26、25，根据具体情况，在前拖引辊21和后拖引辊27之间可设置两对或三对汽染装置20，汽染装置20上下两侧分别设置一对电极板23、24，电极板23、24通电后在汽染装置20的喷孔与织物31之间形成电场，电场电压≤10Kv。织物31由进出通道处进入汽染仓5后，在后拖引辊21和前拖引辊27的带动下向前运动，并在导布辊26、25的引导下改变运动路线，经过各个汽染装置20，由于导布辊26、25的引导，织物31的正反面均可正对汽染装置20的喷孔，汽染装置20的喷孔与织物31之间的垂直间距不大于5mm；当织物31经过汽染装置20的喷孔时，从增压装置4通过管道64输送来的染液微珠与水蒸汽混合雾汽经汽染装置20的喷孔喷出，在压力和电场作用下喷射在织物31上并渗透到织物31的内部。染料配置成染液后，染料在染液中呈电离状态，经超声波雾化处理后，每一个染料微珠中的染料也呈现电离状态，虽然染料微珠不呈现带电状态，但当进入电极板23、24通电后在汽染装置20的喷孔与织物31之间形成电场中时，染料微珠中电离的染料离子根据电场正负极情况呈现极性分布，这样，当染液微珠混合雾汽从汽染装置20喷出时，染液微珠混合雾汽在电极板23、24之间的电场中可定向加速运动，一方面可快速与织物31接触并与织物31纤维上的极性基团接触并发生反应，实现原位化学反应，另一方面染液微珠混合雾汽在电场加速下可高速轰击织物31中的纤维表面并渗透到纤维分子间无定型区，从而提高上染牢度。因此，通过控制电场强度、变化正负极以及对织物31进行预处理时改变助染剂浓度等手段可控制染液微珠混合雾汽在织物31不同位置的上染量，从而实现不同花色品种的变化等。当染料雾化步骤雾化的染料微粒足够细时，可在加大增压装置4压力的情况下，即汽染仓5中的电极板23、24之间电压为0时，也即汽染仓5中的电极板23、24可不采用。

在汽染仓完成染色后的织物31出汽染仓5后经常规的汽蒸/焙烘固色、水洗工序完成染色过程。

具体实施例

1用活性染料采用本发明染棉织物

(1)染液配制。按照活性红B-3BF 5g/L、元明粉20g/L、高效渗透剂Leophen M 0.1g/L的比例将上述染料溶于水，用纯碱调pH值为10～11；

(2)染液雾化，将配置好的溶液在高频超声波发生器1中雾化生成粒径为50μm的染料微粒；

(3)混合增压，将染液微珠经管道61输送到恒温汽体混合腔3，与从高温蒸汽发生器2生成并经管道62送到恒温汽体混合腔3的温度为80℃的水蒸汽按照重量比1∶1的比例均匀混合，经增压装置4将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.1Mpa后输送到汽染仓5；

(4)织物预处理，将要染色的织物采用中纺化工阳离子醚化剂FK-316溶液进行预处理；

(5)染色，经增压装置4输送到汽染仓5的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓5内的汽染装置20的喷孔喷射到进入到汽染仓5中的被染织物31上，汽染装置20的喷孔与织物31之间电场电压为1Kv，汽染装置20的喷孔与织物31之间的间距1mm；

(6)固色，采用100℃饱和蒸气汽蒸1.5分钟，160℃热空气焙固1分钟。

2用酸性染料采用本发明染羊毛织物

(1)染液配制。按照酸性橙II 10g/L、元明粉15g/L、润湿剂JFC 0.5g/L的比例将上述染料溶于水，用硫酸调pH值为2～4；

(2)染液雾化，将配置好的溶液在高频超声波发生器1中雾化生成粒径为5μm的染料微粒；

(3)混合增压，将染液微珠经管道61输送到恒温汽体混合腔3，与从高温蒸汽发生器2生成并经管道62送到恒温汽体混合腔3的温度为80℃的水蒸汽按照重量比1∶1的比例均匀混合，经增压装置4将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.5Mpa后输送到汽染仓5；

(4)织物预处理，将要染色的羊毛织物浸渍5％硫酸溶液进行预处理；

(5)染色，经增压装置4输送到汽染仓5的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓5内的汽染装置20的喷孔喷射到进入到汽染仓5中的被染织物31上，汽染装置20的喷孔与织物31之间电场电压为0Kv，汽染装置20的喷孔与织物31之间的间距1mm；

(6)固色，采用100℃饱和蒸气汽蒸1.5分钟。

在本实施例中，羊毛经过酸性处理，本身带有一定的极性，同时由于采用了足够大的气压压力，因此电场电压为0，同样可达到良好的染色效果，同时可在一定程度上达到节能的效果。

3用阳离子染料采用本发明染腈纶织物

(1)染液配制。按照阳离子红2GL 5g/L、匀染剂12271g/L的比例将上述染料溶于水，用醋酸-醋酸钠调pH值为4～6；

(2)染液雾化，将配置好的溶液在高频超声波发生器1中雾化生成粒径为2μm的染料微粒；

(3)混合增压，将染液微珠经管道61输送到恒温汽体混合腔3，与从高温蒸汽发生器2生成并经管道62送到恒温汽体混合腔3的温度为80℃的水蒸汽按照重量比1∶10的比例均匀混合，经增压装置4将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.2Mpa后输送到汽染仓5；

(4)染色，经增压装置4输送到汽染仓5的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓5内的汽染装置20的喷孔喷射到进入到汽染仓5中的被染织物31上，汽染装置20的喷孔与织物31之间电场电压为100Kv，汽染装置20的喷孔与织物31之间的间距5mm；

(5)固色，采用100℃饱和蒸气汽蒸15分钟。

4用分散染料采用本发明染涤纶织物

(1)染液配制。按照分散蓝2BLN 20g/L、润湿剂JFC 2g/L的比例将上述染料溶于水，用醋酸调pH值为6～7；

(2)染液雾化，将配置好的溶液在高频超声波发生器1中雾化生成粒径为5μm的染料微粒；

(3)混合增压，将染液微珠经管道61输送到恒温汽体混合腔3，与从高温蒸汽发生器2生成并经管道62送到恒温汽体混合腔3的温度为80℃的水蒸汽按照重量比1∶1的比例均匀混合，经增压装置4将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.5Mpa后输送到汽染仓5；

(4)染色，经增压装置4输送到汽染仓5的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓5内的汽染装置20的喷孔喷射到进入到汽染仓5中的被染织物31上，汽染装置20的喷孔与织物31之间电场电压为100Kv，汽染装置20的喷孔与织物31之间的间距5mm；

(5)固色培烘，180℃热空气焙固1.5分钟。

Claims (3)

1.一种纺织品染色方法，其特征在于：染色方法是指经高频超声波雾化后的染液微珠在电场区域内经电场和气压的双重作用，定向地运动到织物上完成染色过程，具体包含如下步骤：

A染液配制，将染料按照工艺要求与水配制成1～20g/L的染料溶液；

B染液雾化，染液经高频超声波雾化箱(1)雾化形成粒径为0.5-100μm的染液微珠；

C混合增压，染液微珠经管道输送到恒温汽体混合腔(3)，与从高温蒸汽发生器(2)生成并经管道送到恒温汽体混合腔(3)的温度为80～150℃的水蒸汽按照重量比1∶1-1∶20的比例均匀混合，经增压装置(4)将染液微珠与水蒸汽混合雾汽增压到0.1-0.5Mpa后输送到汽染仓(5)；

D织物预处理，采用阳离子助染剂、阴离子助染剂、酸或碱对织物(31)进行极性化预处理；

E染色，经增压装置(4)输送到汽染仓(5)的染液微珠与水蒸汽混合雾汽，经设置在汽染仓(5)内的汽染装置(20)的喷孔喷射到进入汽染仓(5)中的织物(31)上，汽染装置(20)的喷孔与织物(31)之间电场电压≤10Kv，汽染装置(20)的喷孔与织物(31)之间的垂直间距不大于5mm；

F固色焙烘，染色后的织物(31)出汽染仓(5)后经汽蒸/焙烘固色、水洗工序完成染色过程。

2.根据权利要求1所述的一种纺织品染色方法，其特征在于：所述的汽染仓(5)为封闭体，一对以上的汽染装置(20)固定安装在汽染仓(5)内，汽染装置(20)通过贯通汽染仓(5)仓体的管道(64)与增压装置(4)连接，汽染装置(20)上下两侧分别设置一对电极板(23)、(24)，电极板(23)、(24)通电后形成电场。

3.根据权利要求1或2所述的一种纺织品染色方法，其特征在于：所述的汽染仓(5)前后侧面开有被染织物(31)的进出通道，在进出通道处分别安装有后拖引辊(21)和前拖引辊(27)，汽染装置(20)在前拖引辊(21)和后拖引辊(27)之间。

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