專利名稱：一種超臨界二氧化碳成衣染色釜及其無水染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織印染領(lǐng)域，涉及超臨界ニ氧化碳成衣染色釜及其無水染色方法，更具體地說，涉及ー種超臨界ニ氧化碳染色裝置中適于成衣染色的染色釜。
背景技術(shù)：
成衣染色是指用坯布或者 經(jīng)過練漂前處理的半制品縫制成服裝后再進行染色的加工過程。大多數(shù)的成衣染色是將經(jīng)過練漂的半制品面料做成白坯成衣以后再進行染色。成衣染色的生產(chǎn)周期短，從而能很好的適應流行速度快、變化大的服裝產(chǎn)業(yè)，越來越受到市場歡迎。但是，現(xiàn)階段的成衣染色仍然停留在傳統(tǒng)的染色方法上，染色結(jié)束后，需放掉殘液，經(jīng)多道清水洗滌。由于傳統(tǒng)成衣染色エ序多，不能滿足低碳經(jīng)濟下可持續(xù)發(fā)展的要求；同時隨著人們在超臨界流體方面研究的逐漸深入，為超臨界ニ氧化碳染色技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。超臨界ニ氧化碳成衣染色技術(shù)，是在超臨界ニ氧化碳裝置中利用超臨界ニ氧化碳流體對成衣進行染色，即在無水、無化學助劑的條件下對成衣染色的方法。其染色エ藝流程短，參與染色的染料和ニ氧化碳均可回收，染色后成衣不需水洗，降低了染色成本。且只對成衣染色，無邊角料，真正的節(jié)能環(huán)保，符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求，從源頭上實現(xiàn)了節(jié)能減排。目前超臨界ニ氧化碳染色裝置的染色釜中，成衣織物纏繞在染色架上實現(xiàn)超臨界ニ氧化碳流體對成衣的染色過程，由于現(xiàn)有成衣染色裝置存在一定的缺陷，染液與成衣織物的接觸面積不均勻；染色前后裝卸困難；且無法保證染色中白坯成衣的勻染性等。因此，為了實現(xiàn)超臨界ニ氧化碳成衣染色，本專利發(fā)明了一種適于成衣染色的染色釜，可以增大成衣與染液直接接觸的面積，成衣染整效果好、質(zhì)量高、能耗低，提高了染色的上染率和勻染性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸體和成衣染色筒體，成衣染色筒體固定在缸體中；缸體的上端裝有活動密封蓋、下端設有ニ氧化碳流體出ロ，缸體的上部設有ニ氧化碳流體入口 ；缸體外側(cè)固定有加熱夾套；加熱夾套ー側(cè)的上端設有加熱介質(zhì)出口，另ー側(cè)的下端設有加熱介質(zhì)入口 ；其特征在于所述的成衣染色筒體的筒壁設有孔I ;成衣染色筒體的底部支撐板中心固定有區(qū)域分布器，所述區(qū)域分布器將成衣染色筒體分為三個區(qū)域，衣服架區(qū)I、褲子架區(qū)II、飾品架區(qū)III ;所述衣服架區(qū)I固定有衣服架體；所述褲子架區(qū)II固定有褲子架體；所述飾品架區(qū)III固定有飾品架體；所述衣服架體，褲子架體和飾品架體均設有孔III ;所述底部支撐板還設有孔II，且孔II與孔I的孔徑大小相同?；诔R界ニ氧化碳染色裝置的特點，目前織物染色均是將織物纏繞在染色架上，但是纏繞緊密度不均勻，染色時染液在疏松處流量大，而緊密處甚至無法通過，將會造成嚴重色花。因此為了改善成衣染色中超臨界ニ氧化碳流體的流動分布影響和染色的均勻性等問題，本發(fā)明的進ー步改進在于，在染色釜中采用實體結(jié)構(gòu)的中心支撐柱，將成衣染色筒體均分為三等分。中心支撐柱間優(yōu)選3個區(qū)域，即I區(qū)焊接有衣服架，II區(qū)焊接褲子架、III區(qū)焊接飾品架，并將衣服直接套在衣服架上、褲子從下到上套在褲子架上，將圍巾、毛巾、手套等飾品纏繞在飾品架中。既起到了裝載成衣織物的作用，又保證了染液介質(zhì)在小范圍內(nèi)的循環(huán)流通。而且特殊的衣服架、褲子架、飾品架的設計減少了成衣中領(lǐng)ロ、袖口、接縫處等結(jié)構(gòu)部位染色速率較慢，染色過程及產(chǎn)品手感不易控制等問題。同時減少了染液流動的流量衰減，各染色區(qū)間的壓力相差較小，提高了上染率和上染速度。另外，織物染色的均勻性取決于織物在染色過程中各點的壓カ分配和流速的變化。采用三等分實心結(jié)構(gòu)中心支撐板，超臨界ニ氧化碳流體與織物纖維的接觸作用增強，傳質(zhì)系數(shù)和接觸面積都相應增加，流體相對通過織物層的速度加快，促進了ニ氧化碳流體的溶解能力，超臨界ニ氧化碳流體從內(nèi)向外經(jīng)過織物各點的壓カ損失較少，織物各點壓カ分布較均勻，同時可以相對縮短染色時間。本發(fā)明的上述染色釜中的任一技術(shù)方案，所述的區(qū)域分布器的上端固定有吊環(huán)?？煽焖偬岢鋈旧搀w，方便拆卸。本發(fā)明的上述染色釜中的任一技術(shù)方案，所述的活動密封蓋由密封蓋和定位銷組 成，定位銷固定在密封蓋中；活動密封蓋通過快開卡箍與成衣染色筒體相連接。本發(fā)明的上述染色釜中的任一技術(shù)方案，衣服架體、褲子架體和飾品架體的孔III大小優(yōu)選為20mm ；采用20mm較小孔洞，可使染液均勻滲透，流體均勻流動，提高染色成衣的上染率和勻染性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種超臨界ニ氧化碳成衣染色方法，所述方法通過上述所述的任一成衣染色釜進行染色。本發(fā)明的上述染色方法中，所述方法的染色條件為在溫度40 170°C，壓カ15 26MPa下，染色20 120min ;其中，染料與成衣質(zhì)量比為1:4 1:20。本發(fā)明的上述染色方法中的任一技術(shù)方案，成衣織物的纖維優(yōu)選為滌綸、錦綸、羊毛、蠶絲、棉或混紡織物。本發(fā)明的上述染色方法中的任一技術(shù)方案，染料優(yōu)選為分散染料、活性染料、活性分散染料和直接染料。本發(fā)明中，染色成衣織物優(yōu)選的衣服有T恤、針織衫、運動衫、襯衫；褲子有運動褲、休閑褲；飾品有圍巾、絲巾、手套、襪子。本發(fā)明通過GB/T 3921-1997紡織品色牢度試驗色牢度的評定，進行成衣織物色牢度測試分析。結(jié)果顯示染后成衣織物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均可達到服用要求耐磨擦色牢度可達到3 5級，耐水洗色牢度也可達到3 5級。本發(fā)明的突出特點在I、本發(fā)明中的衣服架體、褲子架體和飾品架體設有20mm的孔，可實現(xiàn)超臨界ニ氧化碳流體對白坯成衣的染色。染色中，無需水的參與，染料和ニ氧化碳均可回收，染色結(jié)束后無需后處理，縮短了生產(chǎn)周期，真正的節(jié)能環(huán)保，符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求。2、加工過程簡單方便，生產(chǎn)周期短，染色質(zhì)量好，經(jīng)濟效益顯著。改變了傳統(tǒng)服裝加工的跨行業(yè)、多環(huán)節(jié)、交貨期長的缺點。染色織物顏色自然、豐富和多祥化，可隨時跟上市場的動態(tài)變化，迎合了流行市場快速變化的需求。該成衣染色エ藝適合各類服裝生產(chǎn)、染色廠家對服裝進行染色的需要。3、本發(fā)明實現(xiàn)了超臨界ニ氧化碳流體對成衣的染色，其優(yōu)點由于采用專門設計的染色筒體，實心結(jié)構(gòu)的中心支撐柱和染色架構(gòu)成了流體介質(zhì)流動的通路，且將染色筒體分成三個均等區(qū)域，可以增大成衣與染液間直接接觸的表面積，改善了成衣染色中流體流動衰變因素的影響，改善了染色的均勻度和上染率；同時可以最大限度地利用染色釜內(nèi)的空間，實現(xiàn)小批量、多品種、多功能的成衣染色加工。4、本發(fā)明實現(xiàn)了成衣中的領(lǐng)ロ、袖口、接縫處等結(jié)構(gòu)部位的上染，解決了領(lǐng)ロ、袖ロ、接縫處等染色速率較慢，染色過程及產(chǎn)品手感不易控制，勻染性、重現(xiàn)性差等問題。


本發(fā)明附圖5幅，
圖I為染色釜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為染色釜的俯視圖；圖3為衣服架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為飾品架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為褲子架的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I、缸體，2、成衣染色筒體，3、ニ氧化碳流體出ロ，4、ニ氧化碳流體入ロ，5、加熱夾套，6、加熱介質(zhì)出口，7、加熱介質(zhì)入口，8、孔I，9、活動密封蓋，10、底部支撐板，11、區(qū)域分布器，12、衣服架區(qū)I，13、褲子架區(qū)II，14、飾品架區(qū)III，15、衣服架體，16、褲子架體，17、飾品架體，18、孔II，19、吊環(huán)，20、孔III，901、密封蓋，902、快開卡箍，903、定位銷。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例I本發(fā)明結(jié)合附圖進行說明。本發(fā)明的超臨界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸體I和成衣染色筒體2，成衣染色筒體2固定在缸體I中；缸體I的上端裝有活動密封蓋9、下端設有ニ氧化碳流體出ロ 3，缸體I的上部設有ニ氧化碳流體入口 4 ;缸體I外側(cè)固定有加熱夾套5 ;加熱夾套5 —側(cè)的上端設有加熱介質(zhì)出口 6，另ー側(cè)的下端設有加熱介質(zhì)入口 7 ;其特征在于所述的成衣染色筒體2的筒壁設有孔I 8 ;成衣染色筒體2的底部支撐板10中心固定有區(qū)域分布器11，所述區(qū)域分布器11將成衣染色筒體2分為三個區(qū)域，衣服架區(qū)I 12、褲子架區(qū)II 13、飾品架區(qū)III 14 ;所述衣服架區(qū)I 12固定有衣服架體15 ;所述褲子架區(qū)II 13固定有褲子架體16 ;所述飾品架區(qū)III14固定有飾品架體17 ;所述衣服架體15，褲子架體16和飾品架體17均設有孔III 20;所述底部支撐板10還設有孔II 18，且孔II 18與孔I 8的孔徑大小相同。所述的區(qū)域分布器11的上端固定有吊環(huán)19。所述的活動密封蓋9由密封蓋901和定位銷903組成，定位銷903固定在密封蓋901中；活動密封蓋9通過快開卡箍902與成衣染色筒體2相連接。
在使用本發(fā)明的染色釜時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可知，ニ氧化碳流體入口 4連接有承裝染料的染料爸；ニ氧化碳流體攜載染料通過ニ氧化碳流體入口 4進入染色釜中，進而超臨界ニ氧化碳流體進入到成衣筒體2中，對成衣進行染色；染色后的染料從ニ氧化碳流體出ロ 3流出。本發(fā)明將成衣織物直接套在相應的衣服架體15，褲子架體16和飾品架體17上，且上下兩件成衣織物均勻緊密，外層罩有一圓筒形白紗，起到均勻染色效果和固定織物的作用。整個過程通過循環(huán)泵循環(huán)改變?nèi)疽毫飨?，使染液實現(xiàn)在染色単元中的循環(huán)，實現(xiàn)染色過程的內(nèi)外染，達到勻染。由于超臨界ニ氧化碳流體的不斷流動，傳質(zhì)過程和接觸作用被加強，提高了織物的上染率。實施例2將分散紅染料5kg，放置在超臨界ニ氧化碳染色裝置的染料釜中。使用專用設備(如電葫蘆)，打開超臨界ニ氧化碳染色裝置的染色釜內(nèi)染色筒的提拉吊環(huán)，提出整個染色筒體；打開染色筐，將滌棉混紡白T恤10件、滌綸白坯運動褲15條、羊毛長絲絲巾15條，共約20kg，均勻裝入染色筐體內(nèi)。然后開啟制冷系統(tǒng)，將液態(tài)ニ氧化碳加壓至臨界壓力以上， 再通過換熱器將高壓液態(tài)ニ氧化碳加熱至臨界點溫度以上，即ニ氧化碳達到臨界狀態(tài)。超臨界ニ氧化碳進入預先裝有染料的染料釜內(nèi)，帶有染料的超臨界流體通過染色釜中，使裝置達到染色所需目標エ藝溫度條件80°C ;開啟高壓系統(tǒng)，使裝置達到染色所需エ藝壓カ條件21Mpa，經(jīng)50min染色完成。染色完成后泄壓、降溫至常態(tài)，取出染后的成衣；并進行ニ氧化碳和染料的回收；染后滌棉混紡白T恤、滌綸白坯運動褲、羊毛長絲絲巾為紅色，耐磨擦色牢度為4級、耐水洗色牢度可達到4級。實施例3將活性藍染料4kg，放置在超臨界ニ氧化碳染色裝置的染料釜中。使用專用設備(如電葫蘆)，打開超臨界ニ氧化碳染色裝置的染色釜內(nèi)染色筒的提拉吊環(huán)，提出整個染色筒體；打開染色筐，將滌綸針織衫20件、純棉運動褲30條、羊毛針織圍巾30條、錦綸彈カ絲襪25雙，共約40kg，均勻裝入染色筐體內(nèi)。然后開啟制冷系統(tǒng)，將液態(tài)ニ氧化碳加壓至臨界壓カ以上，再通過換熱器將高壓液態(tài)ニ氧化碳加熱至臨界點溫度以上，即ニ氧化碳達到臨界狀態(tài)。超臨界ニ氧化碳進入預先裝有染料的染料釜內(nèi)，帶有染料的超臨界流體通過染色釜中，使裝置達到染色所需目標エ藝溫度條件100°C ;開啟高壓系統(tǒng)，使裝置達到染色所需エ藝壓力條件16Mpa，經(jīng)SOmin染色完成。染色完成后泄壓、降溫至常態(tài)，取出染色后成衣；并進行ニ氧化碳和染料的回收；染后滌綸針織衫、純棉運動褲、羊毛針織圍巾、錦綸彈カ絲襪為藍色，耐磨擦色牢度為3-4級、耐水洗色牢度可達到3-4級。實施例4將直接黃染料3kg，放置在超臨界ニ氧化碳染色裝置的染料釜中。使用專用設備(如電葫蘆)，打開超臨界ニ氧化碳染色裝置的染色釜內(nèi)染色筒的提拉吊環(huán)，提出整個染色筒體；打開染色筐，將滌棉混紡T恤30件、純棉休閑褲35條、錦綸手套20副及蠶絲絲巾35條，共約60kg，均勻裝入染色筐體內(nèi)。然后開啟制冷系統(tǒng)，將液態(tài)ニ氧化碳加壓至臨界壓力以上，再通過換熱器將高壓液態(tài)ニ氧化碳加熱至臨界點溫度以上，即ニ氧化碳達到臨界狀態(tài)。超臨界ニ氧化碳進入預先裝有染料的染料釜內(nèi)，帶有染料的超臨界流體通過染色釜中，使裝置達到染色所需目標エ藝溫度條件50°C ;開啟高壓系統(tǒng)，使裝置達到染色所需エ藝壓力條件22Mpa，經(jīng)40min染色完成。染色完成后泄壓、降溫至常態(tài)，取出染色后成衣；并進行ニ氧化碳和染料的回收；染后滌棉混紡T恤、純棉休閑褲、錦綸手套及蠶絲絲巾為黃色，耐 磨擦色牢度為3級、耐水洗色牢度可達到3級。
權(quán)利要求
1.一種超臨界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸體(I)和成衣染色筒體(2)，成衣染色筒體(2)固定在缸體(I)中；缸體(I)的上端裝有活動密封蓋(9)、下端設有ニ氧化碳流體出口(3),缸體(I)的上部設有ニ氧化碳流體入ロ(4);缸體(I)外側(cè)固定有加熱夾套(5);加熱夾套(5) —側(cè)的上端設有加熱介質(zhì)出ロ(6)，另ー側(cè)的下端設有加熱介質(zhì)入口(7);其特征在于所述的成衣染色筒體(2)的筒壁設有孔I (8);成衣染色筒體(2)的底部支撐板(10)中心固定有區(qū)域分布器(11)，所述區(qū)域分布器(11)將成衣染色筒體(2)分為三個區(qū)域，衣服架區(qū)I (12)、褲子架區(qū)II (13)、飾品架區(qū)111(14);所述衣服架區(qū)I (12)固定有衣服架體(15);所述褲子架區(qū)II (13)固定有褲子架體(16);所述飾品架區(qū)III(14)固定有飾品架體(17);所述衣服架體(15)，褲子架體(16)和飾品架體(17)均設有孔111(20);所述底部支撐板(10)還設有孔II (18)，且孔II (18)與孔I (8)的孔徑大小相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界ニ氧化碳成衣染色釜，其特征在于所述的區(qū)域分布器(11)的上端固定有吊環(huán)(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界ニ氧化碳成衣染色釜，其特征在于所述的活動密封蓋(9)由密封蓋(901)和定位銷(903)組成，定位銷(903)固定在密封蓋(901)中；活動密封蓋(9 )通過快開卡箍(902 )與成衣染色筒體(2 )相連接。
4.一種超臨界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于通過權(quán)利要求I所述的成衣染色釜進行染色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超臨界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述方法的染色條件為在溫度40 170°C，壓カ15 26MPa下，染色20 120min ;其中，染料與成衣的質(zhì)量比為1:4 1:20。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的成衣織物的纖維為滌綸、錦綸、羊毛、蠶絲、棉或混紡織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的染料為分散染料、活性染料、活性分散染料或直接染料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超臨界二氧化碳成衣染色釜，包括缸體和成衣染色筒體，成衣染色筒體固定在缸體中；缸體的上端裝有活動密封蓋、下端設有二氧化碳流體出口，缸體的上部設有二氧化碳流體入口；缸體外側(cè)固定有加熱夾套；加熱夾套一側(cè)的上端設有加熱介質(zhì)出口，另一側(cè)的下端設有加熱介質(zhì)入口；其特征在于所述的成衣染色筒體的底部支撐板中心固定有區(qū)域分布器，所述區(qū)域分布器將成衣染色筒體分為三個區(qū)域，衣服架區(qū)Ⅰ、褲子架區(qū)Ⅱ、飾品架區(qū)Ⅲ；所述底部支撐板還設有孔，且孔與缸體的孔徑大小相對應。本發(fā)明的超臨界成衣染色釜，改善了成衣染色中流體流動衰變因素的影響，提高了染色的均勻性和上染率。
文檔編號D06B23/04GK102776740SQ20121024804
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者宋若遠, 崔永珠, 戰(zhàn)春楠, 杜冰, 鄭來久, 鄭環(huán)達, 錢永芳, 高世會 申請人:大連工業(yè)大學