天然纤维超临界二氧化碳染色新工艺制造技术

本发明专利技术涉及纺织染整工程制备领域。本发明专利技术是以天然纤维棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝为纺织原料，经酶或合成改性剂或表面活性剂或接枝改性后的纺织产品：纤维或纱线或织物，用超临界二氧化碳技术在超临界状态下染色，并用计算机模拟相关工艺参数等。本发明专利技术实现了无水介质的染色技术，彻底改变了传统纺织染色的方法，无环境污染，实现了清洁化生产。本发明专利技术具有染色工艺流程短，上染均匀，色牢度好，综合成本低，经济效益、环境效益显著的特点。适于纺织印染企业推广应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纺织染整领域。特别涉及纺织印染天然纤维的工艺方法。
技术介绍
我国是纺织大国，纺织染整耗水大，环境污染严重，综合成本高随着科学技术进步及人们生态环境意识的提升，如何实现无水介质染色技术，清洁化生产，是国内外纺织专家近年来的攻关难题。1991年德国Schollmeyer等人发表了用超临界二氧化碳染色方法的论文，探讨了合成纤维超临界染色的问题。1995年德国西北纤维研究中心(DTNW)曾进行了超临界流体染色的纤维仅限于涤纶、聚酯、聚丙稀纤维而在纤维素纤维、蛋白质纤维天然纤维方面染色性不好，尚有继续开发的余地。1998年孙传经等人申请了超临界二氧化碳纱线染色工艺的专利(申请号98120548.8)。介绍了一种超临界二氧化碳纱线染色工艺，它是将纱线装入高压染色釜内的染色筐后，将经冷凝器凝成液体的CO2，对化学纤维纱线进行染色。压力300*105±400Pa，温度170±10℃。从文献资料中可看出，国内外仅局限于化学纤维超临界二氧化碳染色，并且温度高、压力大，而对天然纤维棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝仍未见报道。因此本专利技术针对天然纤维的特性进行改性处理，对超临界二氧化碳染色的工艺技术进行系统的研究，实现了天然纤维超临界二氧化碳染色，且具有温度低、流程短、染色时间短的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经改性处理的天然纤维，其中包括棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝，经系列生产加工制造的纤维及其制品，用超临界二氧化碳染色装置，在超临界状态下染色，彻底根除了传统用水染色所造成的环境污染。实现了计算机模拟计算和清洁化生产。本专利技术相比现有技术具有如下特点一、染色过程不用水，无污染，实现了清洁化生产；二、染料可循环使用，节约染料；三、染色工艺流程短，实现了计算机模拟计算；四、染色温度低；五、染色均匀；六、综合成本低。本专利技术的方法可以通过下列措施达到首先放入一定量的分散染料或其它合成专用染料，再将经生物酶或合成的铵盐类或表面活性剂处理或真丝蛋白质官能基的改性或接枝改性后的棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝的纤维及其制品放入高压釜既可染色。液体二氧化碳从贮罐流出经过过滤器、流量计、预冷器、管道泵、高压泵、进入高压釜开始染色。染色达到工艺时间后，萃取未固着染料，降压，取布。染色后的纺织品经检查，检验，入库。麻类亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻纤维可采用果胶酶或复合酶在脱胶工序或粗纱煮炼工序中一并解决。其温度为45～55℃，PH＝5.5，浴比1∶20，时间为80分钟。毛类纤维角朊中含有12％左右的光氨酸，它在羊毛表面形成交联程度很高的二硫键，阻碍染料向纤维的渗透和扩散，因此可采用表面活性剂处理。配制最终产品有效物含量为60％，工艺条件为PH＝3～4、改性剂浓度8克/升，温度90℃、时间45分钟，增加纤维对染料吸附性和染色色牢度。丝类纤维可以作以下改性处理，真丝蛋白质官能基的改性或接枝改性，提高染色效果。2、高压染罐装料将分散染料或专用合成染料及上述改性处理的纤维、纱线、织物装入高压染罐中。3、染色将分散染料或合成专用染料装置加压至280-300bar，加热至80-110℃，时间40-45min。4、萃取去除过量染料并使萃取温度控制为80-110℃，压力为280-300bar，时间为15min。5、降压排放二氧化碳，当压力减为常压时，取出染色的纺织品。6、检验根据国标对产品的色牢度、染色均匀性等进行检验。7、入库实施例2将分散染料(染料用量为纺织制品重的5.5％)及将经生物酶改性处理的麻纤维或制品放入高压釜染色装置中，开启制冷压缩机、循环泵，使液体二氧化碳从贮罐流出，经过滤器、流量计、预冷器、管道泵、高压泵、进入高压釜，变为超临界二氧化碳流体，开始染色。染色达到工艺后，即温度110℃，压力300bar，时间45min，萃取未固着染料，萃取工艺条件温度110℃，压力300bar，时间15min。降压、取布、检验、入库。权利要求1.然纤维超临界二氧化碳染色新工艺，其特征在于以棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝的纺织纤维和纺织制品，在改性处理后，消除纤维中部分氢键、范德华力、二硫键等不利于染色的结构，提高纤维及制品对染料的吸附性和渗透性。使其在超临界二氧化碳状态下实现染色，染料可重复使用，并用计算机模拟相关工艺参数。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于棉制品改性可用复合酶或纤维素酶处理。其温度45℃～55℃、PH＝4.5～5.5、浴比1∶20、时间40分钟。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻果胶酶或复合酶脱胶改性后，纤维制品结构变异优良，去除木质素、蜡质、灰分，消除部分氢键和范德华力，提高纤维及制品对染料的吸附性、渗透性。其工艺参数温度45℃～55℃、PH＝4.5～5.5、浴比1∶20、时间80～120分钟。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于毛类纤维及制品的改性，因毛类纤维角朊中含有一定量的光氨酸，它在毛纤维表面形成交联程度很高的二硫键，阻碍染料向纤维的渗透和扩散，所以采用表面活性剂处理。复配表面活性剂工艺参数短支链阴离子磺酸盐表面活性剂，配比8；含氮聚氧乙烯醚类阳·非离子表面活性剂，配比5；聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂，配比22；萘磺酸盐类阴离子表面活性剂，配比2。配制最终产品有效物含量为60％，工艺条件为PH＝3～4、改性剂浓度8～12克/升，温度90～100℃、时间45～60分钟。增加纤维对染料吸附性和染色色牢度。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于丝类纤维可以作真丝蛋白质官能基的改性或接枝改性处理，提高染色效果。6.据权利要求1所述方法，其特征在于超临界二氧化碳染色时，压力为28MPa～30MPa，温度为80℃～110℃，时间为40～45分钟。7.据权力要求1所述方法，其特征在于超临界染色所用二氧化碳为工业用二氧化碳，临界温度Tc＝31.3℃，临界压力Pc＝7.3MPa。8.据权利要求1所述方法，其特征在于超临界染色所用染料常用分散染料或其它合成专用染料，使其上染均匀，色牢度优良。9.根据权利要求1所述方法，其特征在于根据实际生产需要，实现染料重复使用3～4次。10.根据权利要求1所述方法，其特征在于计算机计算模拟相关工艺参数在生产中可用计算机软件专家系统，控制优化、溶解度、色牢度、压力和温度，实现工艺参数的最佳配置。全文摘要本专利技术涉及纺织染整工程制备领域。本专利技术是以天然纤维棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝为纺织原料，经酶或合成改性剂或表面活性剂或接枝改性后的纺织产品纤维或纱线或织物，用超临界二氧化碳技术在超临界状态下染色，并用计算机模拟相关工艺参数等。本专利技术实现了无水介质的染色技术，彻底改变了传统纺织染色的方法，无环境污染，实现了清洁化生产。本专利技术具有染色工艺流程短，上染均匀，色牢度好，综合成本低，经济效益、环境效益显著的特点。适于纺织印染企业推广应用。文档编号D06P3/60GK1467338SQ03133360公开日2004年1月14日 申请日期2003年5月22日 优先权日2003年5月22日专利技术者郑来久 申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
然纤维超临界二氧化碳染色新工艺，其特征在于：以棉、亚麻、苎麻、黄麻、红麻、大麻、罗布麻、毛、柞蚕丝、桑蚕丝的纺织纤维和纺织制品，在改性处理后，消除纤维中部分氢键、范德华力、二硫键等不利于染色的结构，提高纤维及制品对染料的吸附性和渗透性。使其在超临界二氧化碳状态下实现染色，染料可重复使用，并用计算机模拟相关工艺参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑来久，
申请(专利权)人：大连轻工业学院，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]