CN109056368A - 纳米泡染整功能液及染整工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米泡染整功能液的制备方法，将纳米级气泡施加于水的碱性液/酸性液中，得到纳米泡染整功能液；此液中含有碱性离子水时，其pH值为9～13.5，还原电位为‑450mV～‑1300mV；含有酸性离子水时，其pH值为2.6～6.5，氧化电位为550mV～900mV。本发明还提供了一种染整工艺：使用纳米泡染整功能液对织物进行染色，然后对织物进行漂洗1‑3次；采用可自然再生纳米泡功能水进行纤维素纤维前处理和染色处理，可优化纤维素纤维需高温长时间退煮漂及丝光等的传统大量使用烧碱之工艺，同时替代使用传统染色中大量酸碱的使用，克服易造成纤维强度降低蚕丝灰伤及污染严重等弊端，达到无碱节能减排生产的高保真染色效果。

Description

纳米泡染整功能液及染整工艺

技术领域

本发明涉及纺织品染色技术领域，尤其涉及一种纳米泡染整功能液及染整工艺。

背景技术

活性染料不仅可用于棉麻等纤维素纤维，同时可用于丝、毛等蛋白质纤维的染色，是应用最广泛的一类染料。为了使棉、麻等应用最广泛的纤维素纤维达到很好的染色性能，传统技术通常以水为介质，应用大量的烧碱及表面活性剂复合溶液在高达100℃的温度下甚至高温高压下对其进行前处理煮练加工，以去除棉、麻等纤维素纤维所带有的蜡状物质、果胶物质、含氮物质、棉籽壳及天然色素等天然杂质，使得煮练废水中还有大量的碱剂、表面活性剂和天然杂质及其分解物。此外，丝光工序也在浓的烧碱溶液以及一定的张力下进行，从而使纤维素纤维具有类似丝的光泽。

长时间高温处理不仅带来很大的能源消耗、碱剂消耗和生产安全性问题，而且氢氧化钠和染色助剂残夜带来介质基液的污染，且对印染废液进行中和时需要使用大量酸液，且生成大量盐，造成印染废液中AOX值、BOD及COD等指标的增加，造成资源大量消耗、废水处理成本增加很多，同时纤维强力也会有所下降。传统染色企业一直是水环境污染大户，通常1吨织物需要8吨及以上生产用水，染色后需用大量酸中和，且需要大量的清水漂洗及皂洗去除掉染色过程中所用的烧碱、表面活性剂等化学物质，这个过程耗水量巨大，在水资源不足的我国无疑是一大亟待解决的问题，且随着环保排水标准的不断提高，处理成本高，这已成为高污染行业亟需突破的瓶颈。本技术是在已经公开的一种无公害纤维染整功能液及前处理工艺(公开号201310371927.1)基础上对于各种纤维织物印染处理液以及工艺进行创新。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种纳米泡染整功能液及染整工艺，本发明对棉等纤维素纤维及其混纺纱线织物的染色前处理和活性等染料的碱性固色等进行技术革新，从源头采用无碱或低碱及少盐污染的纳米泡染整功能液或需要酸性环境但要求无酸的纳米泡染整功能液。

本发明提供了一种纳米泡染整功能液的制备方法，包括以下步骤：

将纺织染料与碱性离子水/酸性离子水和纳米气泡混合，得到纳米泡染整功能液；其中纳米泡染整功能液中含有碱性离子水时，纳米泡染整功能液的pH值为9～13.5，还原电位为-450mV～-1300mV；纳米泡染整功能液中含有酸性离子水时，纳米泡染整功能液的pH值为2.6～6.5，氧化电位为550mV～900mV。

进一步地，碱性离子水的还原电位为-400mV～-900mV(需要说明的是，以上参数指的是混合前，碱性离子水的参数)；纳米气泡的还原电位为-50mV～-400mV(需要说明的是，以上参数指的是混合后的纳米气泡的参数)。

进一步地，酸性离子水的氧化电位为600mV～1300mV(需要说明的是，以上参数指的是混合前，酸性离子水的参数)，纳米气泡的还原电位为-50mV～-400mV(需要说明的是，以上参数指的是混合后的纳米气泡的参数)。

进一步地，纳米泡染整功能液中纳米气泡的直径为100nm～100μm，纳米气泡的浓度为300个/mL～5亿个/mL。

进一步地，纳米气泡为氧气、氢气、氮气、氦气和氩气气泡中的一种或几种。

进一步地，碱性离子水/酸性离子水是在电解槽中，在直流电的作用下通过电解水得到。

进一步地，纺织染料为活性染料、酸性染料、弱酸性染料、还原染料、分散染料和硫化染料中的一种或几种。

进一步地，纳米气泡由纳米泡高压发生器制备。

在纺织染料、碱性或酸性离子水中加入纳米气泡，对同样碱度的纺织染料，由于混合了纳米气泡，使得纺织染料中形成布朗运动，带有负电位的纳米气泡会在与织物中的纤维碰撞时产生破裂，增强了染色剂对纤维的浸润性和毛效效应，且电解生成的碱性离子水中氢氧基离子具有疏水基和亲水基的特性，对织物有更强的渗透性和附着性，酸性离子水中也同样具有小分子强渗透的特性，可以减少染剂使用量，降低染色温度。

本发明还提供了一种根据上述方法制备的纳米泡染整功能液。纳米泡染整功能液为可自然再生的碱性或酸性纳米泡功能染色液，该液体电解过程中将由于氢键等作用形成的大分子簇的水分割成单个H-O-H小分子水及HO-的离子基团，超强的还原电位，同时加入的纳米气泡，使得碱性纳米泡染整功能液的总还原电位明显升高。本发明采用可自然再生的碱性或者酸性纳米泡功能染色液进行染色处理，特别是对于碱性处理液改变过去氢氧化钠等含碱含多种助剂废液排放环境污染的现状，优化需高温长时间煮练及丝光等工艺条件，同时克服使用强碱染色加工过程中易造成纤维强度降低和纤维损伤等弊端，达到无碱低污水节能生产条件下的高保真染色效果。

本发明还提供了一种使用上述纳米泡染整功能液的染整工艺，包括以下步骤：

使用纳米泡染整功能液对织物进行染色，然后使用酸性或碱性液体对织物进行中和漂洗1-3次。

具体地，染色时使用纳米泡染整功能处理液对织物进行纤维素纤维前处理及低碱、无碱固色染色。

采用可自然再生纳米泡功能水进行纤维素纤维前处理和染色处理，可优化纤维素纤维需高温长时间退煮漂及丝光等的传统大量使用烧碱之工艺，同时替代使用传统染色中大量酸碱的使用，克服易造成纤维强度降低蚕丝灰伤及污染严重等弊端，达到无碱节能减排生产的高保真染色效果。

进一步地，还包括将染整废水放置以使其再生成中性水和脱色的后处理步骤。

进一步地，织物为棉、麻、丝绸和动物毛中的一种或几种。

进一步地，在30℃-90℃下进行染色。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明的纳米泡染整功能液满足了织物染色碱度或酸度的基本要求，小分子的特性满足了染色中强渗透性需求，氢氧基离子的亲水和同性离子的排斥特性及纳米气泡的高比表面积使被染色物更快速的着色，保持染色时适宜的碱度环境。

在染整工艺方面，根据棉、麻、丝绸等不同的染色纺织基质，可提供具有不同纳米气泡浓度与不同电位的碱度或者酸度的纳米泡染整功能液，使得染化药剂使用量减少近1/3；现有技术对于K型等染料通常使用100℃高温染浴对织物进行染色等处理，本产品可在30℃～90℃常压下使用，可节约能耗30％左右，同时减少了厂区的高压蒸汽使用量，提高了厂区以及操作工人的安全性；调整纳米泡染整功能液的pH值，可制备目前过氧化氢漂白工艺无法达到的白度值CIE85超白纱线，使染色工厂的纤维和织物产品的色泽更鲜艳；根据不同染色使用液体的碱度情况，染色处理后对纤维或者织物用酸或酸性处理液进行中和，染整处理废液经过开放式水池，即可还再生成近中性的自然水，再经过脱色等处理后即可因其低盐低碱、低COD和低氨氮含量等更加便于进行中水的回用或达排放要求；使用本发明的纳米泡染整功能液对织物染色后，经1～3遍漂洗即可，节约了水洗时间和用水量。本发明降低了水资料能源消耗量，减少了废水中碱/酸和盐的排放量，提高了产品的环保性和安全性，简化了染整操作，提高了产品质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

使用直流电在电解槽中电解水，电解条件为6V，25A。同时使用半渗透离子交换膜过滤电解后的水，产生碱性离子水，其pH值为12.5，还原电位为-900mV。

在织物的染料中加入上述碱性离子水，同时加入氧气纳米气泡。氧气纳米气泡通过高压发生器制备，从而制备出纳米泡染整功能液。染料为活性染料。纳米泡染整功能液中氧气纳米气泡的浓度为1.5亿个/mL。

实施例2

使用直流电在电解槽中电解水，电解条件为6V，25A。同时使用半渗透离子交换膜过滤电解后的水，产生酸性离子水，其pH值为2.6，氧化电位为550mV。

在织物的染料中加入上述碱性离子水，同时加入氮气和氧气混合的纳米气泡。氧气纳米气泡通过高压发生器制备，从而制备出纳米泡染整功能液。染料为还原染料。纳米泡染整功能液中氧气纳米气泡的浓度为2.6亿个/mL。

实施例3

使用实施例1中的纳米泡染整功能液对棉织物进行染色处理。具体操作如下：

称取重量为3g的棉织物，按浴比1:30加入一定量的水，接着按2％(o.w.F)加入活性黄3RS，溶解后按浓度为10g/L加入食盐并振荡均匀，按10g/L计算所需的纳米功能水，称取后加入锥形瓶，并塞上瓶塞。将其放置在振荡染色机中，在50℃下染色50min，将染色好的棉织物取出，水洗并进行皂煮。皂煮后多次用水冲洗干净并晾干，测试色深K/S等数据。

从测试结果中可知，其颜色深度K/S值达到7.67，比传统染色和不加碱染色对比色深均有较大提升，说明该纳米泡染整功能液对棉有很好的上染效果染色织物的湿摩擦达到4级，干摩擦达到5级，耐皂洗牢度达到4.5级，符合相关标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米泡染整功能液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纺织染料与碱性离子水/酸性离子水和纳米气泡混合，得到所述纳米泡染整功能液；其中所述纳米泡染整功能液中含有碱性离子水时，纳米泡染整功能液的pH值为9～13.5，还原电位为-450mV～-1300mV；所述纳米泡染整功能液中含有酸性离子水时，纳米泡染整功能液的pH值为2.6～6.5，氧化电位为550mV～900mV。

2.根据权利要求1所述的纳米泡染整功能液的制备方法，其特征在于：所述碱性离子水的还原电位为-400mV～-900mV；所述纳米气泡的还原电位为-50mV～-400mV。

3.根据权利要求1所述的纳米泡染整功能液的制备方法，其特征在于：所述酸性离子水的氧化电位为600mV～1300mV，所述纳米气泡的还原电位为-50mV～-400mV。

4.根据权利要求1所述的纳米泡染整功能液的制备方法，其特征在于：所述纳米泡染整功能液中纳米气泡的直径为100nm～100μm，所述纳米气泡的浓度为300个/mL～5亿个/mL。

5.根据权利要求1所述的纳米泡染整功能液的制备方法，其特征在于：所述纳米气泡为氧气、氢气、氮气、氦气和氩气气泡中的一种或几种。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的方法制备的纳米泡染整功能液。

7.一种使用权利要求6所述的纳米泡染整功能液的染整工艺，其特征在于，包括以下步骤：

使用所述纳米泡染整功能液对织物进行染色，然后对织物进行中和漂洗1～3次。

8.根据权利要求7所述的染整工艺，其特征在于：还包括将染整废水放置以使其再生成中性水和脱色的后处理步骤。

9.根据权利要求7所述的染整工艺，其特征在于：所述织物为棉、麻、丝绸和动物毛中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的染整工艺，其特征在于：在30℃～90℃下进行染色。