專(zhuān)利名稱：成衣超臨界二氧化碳染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織品印染領(lǐng)域。具體涉及使用溶解在超臨界狀態(tài)的二氧化碳染料進(jìn) 行成衣印染技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國(guó)入世以來(lái)，紡織行業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí)，清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排工作也取得了 一定成效。然而，在水資源日益短缺、環(huán)境污染不斷惡化的情況下，資源和環(huán)境仍然制約著 紡織行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)紡織業(yè)的水耗居高不下，污染問(wèn)題較為突出。據(jù)國(guó)家環(huán) 保總局統(tǒng)計(jì)，印染行業(yè)排放廢水總量位于全國(guó)制造業(yè)排放總量的第5位，印染企業(yè)的單位 產(chǎn)品耗水量一般是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右，而水的重復(fù)利用率卻落后于制造業(yè)平均水平，僅 為7%。2003年，英國(guó)在其能源白皮書(shū)《我們能源的未來(lái)創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》中第一次提出了 “低碳經(jīng)濟(jì)”這一概念。2006年，前世界銀行首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家尼古拉斯 斯特恩牽頭做出的《斯 特恩報(bào)告》中呼吁全球向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。同時(shí)我國(guó)也在不斷地改進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，實(shí)施可 持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。2008年“兩會(huì)”，全國(guó)政協(xié)委員吳曉青明確將“低碳經(jīng)濟(jì)”提到議題上來(lái)。 2009年11月25日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，研究部署應(yīng)對(duì)氣候變化工 作，決定到2020年中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40% -45%。早在一百多年前人們就注意到將氣體壓縮到臨界點(diǎn)以上，使之達(dá)到臨界狀態(tài)，此 時(shí)氣體對(duì)溶質(zhì)的溶解能力會(huì)大大增強(qiáng)的現(xiàn)象。近20年來(lái)，超臨界二氧化碳染色技術(shù)在世界 范圍內(nèi)進(jìn)行著活躍的研究和開(kāi)發(fā)。隨著人們?cè)诔R界流體的熱力學(xué)和傳質(zhì)研究方面經(jīng)驗(yàn)的 積累，為超臨界二氧化碳染色技術(shù)的進(jìn)步提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在滌綸、棉、麻、毛等散纖維及 其織物染色方面，均獲得了較好的效果[1 7]。所謂超臨界狀態(tài)，是指超過(guò)各化合物固有的臨界溫度與臨界壓力的狀態(tài)。處于這 種狀態(tài)的物質(zhì)叫超臨界流體，具有氣體和液體的中間性質(zhì)。超臨界流體的粘度接近于氣體，擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體的中間，其滲透力大，對(duì)物質(zhì)的滲透 比液體進(jìn)行得更快；經(jīng)壓縮，超臨界流體能夠得到與液體幾乎同等的密度，其溶解能力強(qiáng)， 具有良好地溶解無(wú)極性或低極性物質(zhì)的性質(zhì)。1989年德國(guó)Ruhr- Unibersitat Bochum首次 實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的聚酯纖維超臨界CO2無(wú)水染色[4]，轟動(dòng)了世界染整行業(yè)。二氧化碳的 臨界溫度為31. 1°C，臨界壓力為7. 39MPa，能夠在比較穩(wěn)妥的條件下處于超臨界狀態(tài)。用超 臨界二氧化碳作為染色介質(zhì)，徹底消除了印染廢水的產(chǎn)生，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)水染色，從根本上 解決了印染廢水處理的難題，保護(hù)了水資源；由于省去了還原清洗和烘干兩道工序，降低了 能源消耗；二氧化碳無(wú)毒、無(wú)爆發(fā)性，價(jià)廉易得，且可循環(huán)使用，因此染色過(guò)程中無(wú)有害氣體 排放；殘余染料可重新回收利用，使染料利用率大大提高。它是環(huán)保型的技術(shù)含量較高的染 色工藝，在低碳經(jīng)濟(jì)大背景下，代表了染整行業(yè)的發(fā)展方向[8 1(1]。受?chē)?guó)際金融危機(jī)影響，從2008年下半年起，國(guó)內(nèi)外服裝市場(chǎng)跌入了蕭條的低谷。 然而，在低迷的服裝市場(chǎng)中，成衣染色風(fēng)格的服裝卻異軍突起，令紡織服裝產(chǎn)業(yè)界信心倍增。成衣染色是指用坯布或者經(jīng)過(guò)練漂前處理的半制品縫制成服裝后再進(jìn)行染色的加工過(guò)程。大多數(shù)的成衣染色是將經(jīng)過(guò)練漂的半制品面料做成白坯成衣以后再進(jìn)行染色。通過(guò)這 種方式，由各種纖維制成的成衣能在較短的時(shí)間內(nèi)染色和交貨，從而能很好的適應(yīng)流行速 度快、變化大的服裝業(yè)，越來(lái)越受到市場(chǎng)的歡迎。但是，現(xiàn)階段的成衣染色仍然停留在傳統(tǒng) 的染色方法，無(wú)法擺脫耗水耗能的困境，不能滿足低碳經(jīng)濟(jì)下可持續(xù)發(fā)展的要求[11 13]。參考文獻(xiàn)[1]A. Schmidt, Ε. Bach, Ε. Schollmeyer.The dyeing of natural fibers with reactivedisperse dyes in supercritical carbon dioxide. Dyes and Pihments,2003,
5627 35.[2] ZHENGLai jiu, MA Dongxia. Study on the nonaqueous cleanliness dyingtechnology by supercritical CO2 [A]. World Engineers' Convention Treatise[C]. Shanghai :fforld Engineer Association,2004.[3]高大偉，鄭來(lái)久.基于棉織物超臨界CO2無(wú)水染色技術(shù)研究[J].天津工業(yè)大 學(xué)學(xué)報(bào)，2008，27 (5) :90 92。[4]馬東霞，鄭來(lái)久，賈春學(xué).麻織物超臨界二氧化碳無(wú)水染色探討.紡織導(dǎo)報(bào)， 2005，1 51 54.[5]馬東霞，鄭來(lái)久.天然纖維超臨界CO2染色工藝技術(shù)研究.上海紡織科技， 2005,33(3) 13 16.[6]劉志偉，鄭來(lái)久.羊毛織物超臨界二氧化碳染色的研究.毛紡科技，2005，3 9 12.[7]鄭來(lái)久，劉志偉，季婷等.超臨界CO2染色技術(shù).化學(xué)工程，2006，34 (9) :71 74.[8]Saus W et al.Water2free Dyeing of Synthetic Material Dyeing inSupercritical CO2.International Textile Bulletin Dyeing/Printing/Finishing, 1993(1) 20 22.[9]Knitte D E etal. Application of Supercritical Carbon Dioxide in FinishingProcesses. Text. Inst. ,1993(4) :534 552.[10] Gorgi R D etal. Dyeing Polyester Fibers with Disperse Dyes inSupercritical CO2. Dyes and Pigments, 2000 (1) 75 ~ 79.[11]季莉，黃旭.純棉高支高密府綢的成衣染色[J].紡織科技進(jìn)展，2008 (5)
57 58.[12]覃余敏.成衣染色的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].江蘇絲綢，2006(6) :21_23.[13]成衣染色圖形一體化藝術(shù)染整工藝.公開(kāi)號(hào)CN1563559.

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種用超臨界流體對(duì) 成衣進(jìn)行染色的技術(shù)。成衣超臨界二氧化碳染色技術(shù)，是在一部裝置中利用超臨界二氧化碳流體對(duì)白坯 成衣進(jìn)行染色，即在無(wú)水、無(wú)其他印染助劑的條件下對(duì)白坯成衣著色的方法。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種用超臨界流體對(duì) 成衣進(jìn)行染色的技術(shù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是將染料和織物放置于超臨界二氧化 碳染色裝置中，在所設(shè)置的工藝條件下實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳染色，完成后釋壓以回收二氧 化碳和染料。其工藝流程為依次將染料、成衣置入超臨界二氧化碳染色裝置中，加熱，使 其溫度為70 150°C，開(kāi)啟高壓系統(tǒng)使其壓力為15 25MPa，在此條件下進(jìn)行染色，時(shí)間為 50 120min ；然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收； 釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；并對(duì)其進(jìn)行性能分析測(cè)試。染色成衣為滌綸、錦綸、羊毛、蠶 絲、棉及其混紡織物。所述染料為分散染料、直接染料、活性分散染料、活性染料，以分散染 料為好。染料與成衣的質(zhì)量比為1 5 20，以1 10 12為好。按照GB/T. 3921. 1-1997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味?，GB7565-87紡織品色牢度 試驗(yàn)棉和粘膠標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格和GB6151-857紡織品色牢度試驗(yàn)色牢度的評(píng)定，進(jìn)行織 物色牢度測(cè)試分析。結(jié)果顯示染后織物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均可達(dá)到服用織物 要求耐磨擦色牢度可達(dá)到3 4級(jí)，耐水洗色牢度可達(dá)到3 5級(jí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的特點(diǎn)是1、實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳流體對(duì)白坯成衣的染色，染色完成后無(wú)需后處理，縮短生 產(chǎn)周期，直接進(jìn)入市場(chǎng)。2、染色過(guò)程中，無(wú)需水的參與，參與染色的染料和二氧化碳均可以回收，且染色結(jié) 束成衣不需要水洗，真正的節(jié)能環(huán)保，符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。3、顏色比較自然，更加豐富和多樣化，具有休閑時(shí)尚的風(fēng)格，有渾然一體的感覺(jué)， 加工能隨時(shí)跟上市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化，迎合了流行市場(chǎng)快速變化的需要。4、加工不受訂單大小的限制，從幾件到幾百件都可以，從而降低庫(kù)存量。5、加工過(guò)程簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)周期短；且由于只對(duì)成衣染色，無(wú)邊角料染色加工的損
失，清潔化生產(chǎn)。6、染色質(zhì)量好，綜合成本低，產(chǎn)品附加值高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。7、改變了傳統(tǒng)的服裝加工的跨行業(yè)、多環(huán)節(jié)、交貨期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，可由服裝廠選料， 制衣，染整在同一個(gè)部門(mén)自行完成，生產(chǎn)周期縮短了 2/3 3/4。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將分散翠蘭染料3g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g滌棉混 紡白坯T恤纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所 需溫度條件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件15 25Mpa，經(jīng)60 90min染色完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回 收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為藍(lán)色，耐磨擦色牢度為3 3. 5級(jí)和耐水洗 色牢度可達(dá)到3. 5 4. 5級(jí)。實(shí)施例2將分散翠蘭染料3. 5g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g滌 綸白坯運(yùn)動(dòng)褲纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需溫度條件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件15 23Mpa，經(jīng) 60min染色完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回 收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為藍(lán)色，耐磨擦色牢度為4級(jí)和耐水洗色牢度 可達(dá)到5級(jí)。實(shí)施例3
將分散紅染料2. 5g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g滌綸 長(zhǎng)絲絲巾纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需 溫度條件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件15 25Mpa，經(jīng)60 90min染色完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回 收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為紅色，耐磨擦色牢度為3級(jí)和耐水洗色牢度 可達(dá)到3 4級(jí)。實(shí)施例4將活性分散紅染料3g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g羊毛 針織披肩纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需 溫度條件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件15 25Mpa，經(jīng)60 90min染色完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回 收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為紅色，耐磨擦色牢度為3 3. 5級(jí)和耐水洗 色牢度可達(dá)到3. 5 4. 5級(jí)。實(shí)施例5將活性分散綠染料2g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g蠶絲 手帕纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需溫度 條件90°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件18 20Mpa，經(jīng)60 70min染色 完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收；釋壓、降 溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為綠色，耐磨擦色牢度為3級(jí)和耐水洗色牢度可達(dá)到3. 5 4級(jí)。實(shí)施例6將活性黃染料3g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g錦綸彈力 絲襪纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需溫度 條件90°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件18 20Mpa，經(jīng)60 70min染色 完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收；釋壓、降 溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為綠色，耐磨擦色牢度為3級(jí)和耐水洗色牢度可達(dá)到3. 5 4級(jí)。實(shí)施例7將分散綠染料4g，放置在超臨界二氧化碳染色裝置的染料釜中。取30g滌綸針織 衫纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需溫度條 件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件18 25MPa，經(jīng)60 80min 萃取染色一步完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的 回收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；染后織物為綠色，耐磨擦色牢度為3 4級(jí)和耐水洗 色牢度可達(dá)到3. 5 4. 5級(jí)。
實(shí)施例8將直接藍(lán)染料3g，放置在超臨界染色二氧化碳裝置的染料釜中。取30g純棉女裙 纏繞在分布器上，置于染色釜中。開(kāi)啟加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，使裝置達(dá)到萃取染色所需溫度 條件90 110°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)，使裝置達(dá)到染色所需壓力條件15 25Mpa，經(jīng)60 70min 染色完成。然后釋壓并使其保持在4 5MPa、25 40°C下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收；釋 壓、降溫至常態(tài)得染色織 物；染后織物為藍(lán)色，耐磨擦色牢度為3級(jí)和耐水洗色牢度可達(dá)到 3. 5 4級(jí)。
權(quán)利要求
成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特點(diǎn)在于工藝流程為依次將染料、成衣置入超臨界二氧化碳染色裝置中；加熱，使其溫度為70～150℃，開(kāi)啟高壓系統(tǒng)使其壓力為15～25MPa，在此條件下進(jìn)行染色，時(shí)間為50～120min；然后釋壓并使其保持在4～5MPa、25～40℃下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物；其中所述染料為分散染料、直接染料、活性分散染料、活性染料；所述成衣織物的纖維為滌綸、錦綸、羊毛、蠶絲、棉及其混紡織物；染料與成衣的質(zhì)量比為1∶5～20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超臨界二氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的染料為分散 染料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特征在于所述加熱是使其溫 度為80 120°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特征在于所述開(kāi)啟高壓系統(tǒng) 使其壓力為20 25Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特征在于所述進(jìn)行染色的時(shí) 間為50 90min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特征在于工藝流程中的工藝 條件為加熱是使其溫度為80 120°C ；開(kāi)啟高壓系統(tǒng)使其壓力為20 25MPa ；進(jìn)行染色 的時(shí)間為50 90min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述成衣超臨界二氧化碳染色方法，其特征在于所述 染料與成衣的質(zhì)量比為1 10 12。
全文摘要
成衣超臨界二氧化碳染色方法。工藝流程為依次將染料、成衣置入超臨界二氧化碳染色裝置中；加熱，使其溫度為70～150℃，開(kāi)啟高壓系統(tǒng)使其壓力為15～25MPa，在此條件下進(jìn)行染色，時(shí)間為50～120min；然后釋壓并使其保持在4～5MPa、25～40℃下進(jìn)行二氧化碳和染料的回收；釋壓、降溫至常態(tài)得染色織物。其特點(diǎn)為對(duì)白坯成衣的進(jìn)行無(wú)水染色；參與染色的染料和二氧化碳均可以回收；染色后成衣不需水洗；加工不受訂單大小的限制；生產(chǎn)周期短；只對(duì)成衣染色，無(wú)邊角料；真正的節(jié)能環(huán)保，符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。
文檔編號(hào)D06P3/54GK101812810SQ20101016018
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者葉方, 崔永珠, 杜冰, 鄭來(lái)久, 鄭環(huán)達(dá), 閆俊, 高世會(huì) 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)