超临界CO*流体染色工艺制造技术

本发明专利技术公开了超临界ＣＯ↓［２］流体染色工艺，先将加热的ＣＯ↓［２］压入染料釜中与染料混合，形成混合溶液，再经循环，将混合溶液泵入染色釜，混合溶液与染色釜内的织物接触，在超临界状态进行吸附、溶解、再吸附、再溶解、再吸附、再溶解，完成染色，最后将染色后的剩余混合溶液经循环泵泵入分离器，分离出ＣＯ↓［２］与染料。该工艺整个染色过程无需助剂，节约成本，ＣＯ↓［２］可循环利用，不会产生温室效应，染料吸进率可达９８％，染色时间短，染色后不必进行还原清洗，残余染料可重新回复到粉状，可提高染料利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及织物的后处理，特别是染色技术。
技术介绍
超临界CO2流体染色装置是利用CO2在超临界状态下的特性代替传统的水对合成纤维染色，是一种新颖的无水染色装置，是绿色的环保工业。该工艺也可用于天然纤维染色，不仅可以用于织物退浆，纤维素共生物的去除等前处理，也可用于织物的功能性后整理。现有国外超临界CO2流体染色试验装置，超临界流体不具备循环功能，只是在染色釜内设有搅拌装置，这种方法染料被超临界CO2流体溶解后，通过被染色的织物，这种染色工艺易产生染料沉积，降低织物染色的均匀度，上染率低，染色速度慢。
技术实现思路
本专利技术目的在于专利技术一种染色均匀度好、上染率高、染色速度快的超临界CO2流体染色工艺。本专利技术先将加热的CO2压入染料釜中与染料混合，形成混合溶液，再经循环泵，将混合溶液泵入染色釜，混合溶液与染色釜内的织物接触，在超临界状态进行吸附、溶解、再吸附、再溶解、再吸附、再溶解，完成染色，最后将染色后的剩余混合溶液经循环泵泵入分离器，分离出CO2与染料。本专利技术形成的循环超临界CO2系统，不但实现了无水染色，还降低了能耗，尤其可省支传统印染加工中织物烘干过程，整个染色过程无需助剂，节约成本，CO2可循环利用，不会产生温室效应，染料吸进率可达98％，染色时间短，染色后不必进行还原清洗，残余染料可重新回复到粉状，可提高染料利用率。本专利技术中，将加热80℃～180℃的CO2以30Mpa压力压入染料釜中与染料混合，CO2与染料混合时的体积比为2000～1000∶1。溶解染料釜，容积为0.5L～5L，工作压力30MPa，最高工作温度200℃，染料釜内装可拆下染料料桶，上下设有不锈钢烧结板，过滤精度25μ，料桶上端与染料釜内腔密封，CO2经过染料釜时与染料充分溶解，使CO2不短路。设有控温加热系统和测温系统，控温为控制釜体温度，测温为测量CO2循环时的动态流体温度。染色染色釜容积为1.6L～100L，工作压力30MPa，最高工作温度200℃，设计控温加热系统和测温系统，控温系统为控制染色釜体温度，测温为测量循环时CO2流体温度，釜内设有活动内芯，可将织物缠绕在内芯上。染色釜内设有快速冷却装置，方法为釜内冷凝盘管式或釜体壁冷凝循环式。用于染色结束时快速冷却到一定的工艺温度(染色织物工艺)，提高上染率，染色装置设有正反向循环功能，即CO2从活动内芯的内向外扩散循环，也可从活动内芯外向内扩散循环。循环设计为一台或多级离心循环泵，工作压力30MPa，工作温度180℃，该泵为磁力偶合传动，速度为变频调速，为保证超临界状态下的CO2循环，设计进口在上端，出口在下端，用于染色釜和染料釜之间的CO2动态循环，也用于染料釜和溶解度泵之间的CO2动态循环。所有参与CO2循环的进出口阀门均设计为球阀，可降低循环压差，提高循环CO2效率。溶解度测定由一台可设定体积、温度、压力的计量泵(PVT)与染料釜和循环泵组成回路。用于不同染料在超临界CO2流体条件下溶解度的测定，确定其染色工艺。分离回收设分离釜，工作压力30MPa，工作温度100℃，染色结束时通过减压分离，将溶解在CO2的残余染料回收到分离釜中，并回复到粉状，从而使染料利用率大大提高，无染料浪费，也更加环保。CO2增压维持系统由制冷机组、贮罐、冷箱等组成，用于CO2的液化，供CO2增压泵用。CO2高压泵用于系统CO2的增压和维持系统压力。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式如图1所示，染色釜与染料釜之间通过循环泵、球阀及相应的管道连接，染色釜出口阀门B(G)接循环泵进口，循环泵出口接阀门C至染料釜(阀门E)，染料釜出口阀门D接阀门A(F)至染色釜循环。1.正向循环(染色釜活动内芯内向外扩散)循环泵-→阀门C→染料釜→阀门D→阀门A→染色釜→阀门B→循环泵。2.反向循环(染色釜活动内芯外向内扩散)循环泵→阀门C→染料釜→阀门D-→阀门F→染色釜→阀门G→循环泵。3.后期循环(特定工艺需要时，染料釜不参加循环)循环泵→阀门E→阀门A(F)→染色釜→阀门B(G)→循环泵。先将加热到80℃～180℃的CO2以30Mpa压力压入染料釜中与染料混合，CO2与染料混合时的体积比为2000～1000∶1，形成混合溶液，再经循环装置，将混合溶液泵入染色釜，混合溶液与染色釜内的织物接触，在超临界状态进行吸附、溶解、再吸附、再溶解、再吸附、再溶解，完成染色，最后将染色后的剩余混合溶液经循环泵泵入分离器，分离出CO2与染料。溶解染料釜，容积为0.5L～5L，工作压力30MPa，最高工作温度200℃，染料釜内装可拆下染料料桶，上下设有不锈钢烧结板，过滤精度25μ，料桶上端与染料釜内腔密封，CO2经过染料釜时与染料充分溶解，使CO2不短路。设有控温加热系统和测温系统，控温为控制釜体温度，测温为测量CO2循环时的动态流体温度。染色染色釜容积为1.6L～100L，工作压力30MPa，最高工作温度200℃，设计控温加热系统和测温系统，控温系统为控制染色釜体温度，测温为测量循环时CO2流体温度，釜内设有活动内芯，可将织物缠绕在内芯上。染色釜内设有快速冷却装置，方法为釜内冷凝盘管式或釜体壁冷凝循环式。用于染色结束时快速冷却到一定的工艺温度(染色织物工艺)，提高上染率，通过正反向循环功能实现正反向循环，即CO2从活动内芯的内向外扩散循环，也可从活动内芯外向内扩散循环。循环设计为一台或多级离心循环泵，工作压力30MPa，工作温度180℃，该泵为磁力偶合传动，速度为变频调速，为保证超临界状态下的CO2循环，设计进口在上端，出口在下端，用于染色釜和染料釜之间的CO2动态循环，也用于染料釜和溶解度泵之间的CO2动态循环。所有参与CO2循环的进出口阀门均设计为球阀，降低循环压差，提高循环CO2效率。溶解度测定由一台可设定体积、温度、压力的计量泵(PVT)与染料釜和循环泵组成回路。用于不同染料在超临界CO2流体条件下溶解度的测定，确定其染色工艺。分离回收设分离釜，工作压力30MPa，工作温度100℃，染色结束时通过减压分离，将溶解在CO2的残余染料回收到分离釜中，并回复到粉状。CO2增压维持系统由制冷机组、贮罐、冷箱等组成，用于CO2的液化，供CO2增压泵用。CO2高压泵用于系统CO2的增压和维持系统压力。试验操作说明1、图1中，阀门1～12号在操作面板上，13～16号阀门在两台手动泵进出口端。2、球阀A、B、C、D、E分别在染色釜、染料釜、循环泵进出口端。3、CO2制冷，开制冷机组，制冷温度设定在0℃左右(自动控制)，开CO2气瓶阀门和阀门2，CO2进入制冷机组、贮藏，使CO2液化。4、将染料装入染料釜，将被染色织物装入染色釜，关闭上堵头。5、进CO2气至染料釜、染色釜、循环泵、分离釜等系统，待压平衡后，开染色釜、染料釜放空阀门，放掉系统内残余空气，再关闭放空阀门。6、设定所需工艺的工作温度，染色釜、染料釜、分离釜分别加热，同时开CO2增压泵，此时关闭进入分离釜阀门7号、11号和球阀E，在设定温度达到时间时补充到设定压力(温度、压力同时达到设定值)，打开循环泵进行CO2循环，循环回路为循环泵、染料釜、染色釜、恒温、恒压恒流循环一段时间(因织物因素确定循环时间)。7、染色结束时，打开与分离釜回路阀门，CO2进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
超临界ＣＯ↓［２］流体染色工艺，其特征在于：先将加热的ＣＯ↓［２］压入染料釜中与染料混合，形成混合溶液，再经循环，将混合溶液泵入染色釜，混合溶液与染色釜内的织物接触，在超临界状态进行吸附、溶解、再吸附、再溶解、再吸附、再溶解，完成染色，最后将染色后的剩余混合溶液经循环泵泵入分离器，分离出ＣＯ↓［２］与染料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金雪松，
申请(专利权)人：南通市华安超临界萃取有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]