CN103025952A - 使用超临界二氧化碳和电泳的纤维染色 - Google Patents

使用超临界二氧化碳和电泳的纤维染色 Download PDF

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Abstract

本技术提供一种用于将纺织品染色的示例方法，所述示例方法包括将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)混合以形成染料溶液并且将织物浸渍在所述染料溶液中。所述方法还包括对所述染料溶液施加电场以使得所述染料溶液的带电粒子分离并使得所述染料扩散至所述织物中。

Description

使用超临界二氧化碳和电泳的纤维染色
背景
提供以下说明以帮助读者理解。所提供的信息或所引用的参考文献中的任一个都不被承认为现有技术。
在传统的纺织品染色过程中，使用大量的水作为染料溶剂，产生工业国家水污染的最大来源之一。作为水的备选的染料溶剂是超临界二氧化碳(sc-CO2)。除了减少水污染之外，sc-CO2具有超越水的多种益处。更低的sc-CO2粘度允许比水更高的扩散速率和更低的传质阻力，导致染料至纤维中的增加的渗透和降低的染色时间。因此，用于染色过程需要较少的能量。
此外，可以将染料和sc-CO2容易地分离并再使用。相反，在水性系统中，不能将留下的水和染料容易地分离并再使用，产生大量的不能使用的污染的水。sc-CO2的使用产生干燥的染色织物，并且因此不需要像水性系统这样的大量的干燥时间。此外，使用sc-CO2的染色工艺不产生二氧化碳并且因此不直接贡献于温室气体排放。此外，可以将sc-CO2再循环。
合成纤维，如聚酯，可以容易地使用sc-CO2染色工艺染色。然而，对天然纤维，如棉和羊毛应用sc-CO2染色工艺迄今受到限制。Sc-CO2是疏水溶剂，其不溶胀亲水性的棉或羊毛纤维。Sc-CO2不能使相邻分子链之间的氢键破裂以破坏天然纤维的结构，以便促进染料至纤维中的扩散。此外，大部分商业棉染料是盐，其在不使用共溶剂的情况下在sc-CO2中不溶。然而，共溶剂的使用需要织物成为饱和的，因此需要织物的干燥和处理室和染色部件的更复杂的清洁。
概述
本技术提供用于将纺织品染色的示例方法，所述方法包括将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)混合以形成染料溶液并将织物浸渍在染料溶液中。该方法还包括对所述染料溶液施加电场以使得染料溶液的带电粒子分离并使得染料扩散至织物中。
本技术还提供用于染色纺织品的示例装置，所述示例装置包括混合部件，所述混合部件将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)混合以形成染料溶液；以及织物浸渍部件，所述织物浸渍部件将织物浸渍在染料溶液中。示例装置还包括在染料溶液中产生电场的阴极和阳极，所述阴极和阳极使得染料溶液的带电粒子分离并使得染料扩散至织物中。
以上概述仅是示例并且不意图以任何方式限定。除了上面描述的示例方面、实施方案和特征之外，通过参考附图和详述的另外的方面、实施方案和特征将变得显见。
附图简述
从以下说明和所附权利要求，与附图一同考虑，本公开内容的以上和其他特征将变得完全显见。应理解的是，这些附图仅描述根据该公开内容的数个实施方案并且因此不应被理解为对其范围的限制，该公开内容将通过使用附图以另外的特征和细节描述。
图1描述根据示例实施方案的sc-CO2染色系统。
图2描述根据示例实施方案的温度/压力容器。
图3描述根据另一个示例实施方案的包括卷轴至卷轴传递机构(reel-to-reel transfer mechanism)的染色装置。
图4描述根据示例实施方案的用于将纺织品染色的方法。
详述
在以下详述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指出，相似的符号典型地表示相似的部件。详述、附图和权利要求中描述的示例实施方案不意味着限定。在不脱离这里给出的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方案，并且可以进行其他变化。将容易地明白的是，可以将如本文通常描述的以及附图中示例的本公开内容的各方面排列、代替、组合，并且设计在宽范围的多种不同的构造中，其全部被明确地预期并且构成该公开内容的一部分。
采用超临界二氧化碳(sc-CO2)作为染料溶剂的传统的染色工艺伴随有多个问题。这些包括，但是不限于，sc-CO2染色工艺不能使染料充分地粘附至天然纤维如，但是不限于，棉、羊毛、丝、亚麻、大麻和苎麻。sc-CO2是疏水溶剂，其不溶胀亲水性的棉纤维，并且不能使天然纤维的相邻分子链之间的氢键破裂。作为结果，天然纤维的结构阻止染料扩散至纤维中。本文描述的是用于实施采用sc-CO2作为染料溶剂的改善的染色工艺的示例系统、器件和方法。改进的染色工艺采用电场来增强染料粒子至天然纤维中的扩散。下面描述的染色工艺和器件允许了sc-CO2作为用于由天然纤维如，但是不限于，棉、羊毛、丝、亚麻和苎麻制成的染色纺织品的染料溶剂的有效使用。
图1描述根据示例实施方案的sc-CO2染色系统100。染色系统100包括用于储存二氧化碳(CO2)的圆筒102。圆筒102连接至泵和调节器104。泵和调节器104配置为将CO2泵送至温度/压力容器110中并且将其泵出，并且如本领域技术人员所知的保持温度/压力容器110内的CO2的压力。如下面参考图2进一步描述的，将加热装置108配置为根据从温度控制器106接收的信号加热温度/压力容器110的内含物。在一个实施方案中，温度控制器106可以包括用于检测温度/压力容器110的内含物的现有温度的传感器、用于将现有温度与阈值温度比较的计算机，以及用于将信号传送至加热器件108的控制操作的输出器件。在备选的实施方案中，温度控制器106可以包括能够控制加热器件108以便使容器的含量达到预定最小温度并且将内含物的保持在那个温度的由本领域技术人员已知的任意器件。在一个实施方案中，温度/压力容器110包括通过其可以将织物和/或染料放置在温度/压力容器110内的开口或门。在备选的实施方案中，温度/压力容器110可以包括通过其可以将染料放置在温度/压力容器110内的分开的输入口或开口。
在一个实施方案中，染色系统100可以是本领域技术人员已知的能够升高和保持用于sc-CO2萃取/清洁工艺的CO2的高温和压力的任何系统。在示例实施方案中，配置染色系统100以使得可以将温度/压力容器110内的温度和压力选择为超过CO2的临界点，例如，31.1摄氏度和7.39兆帕(MPa)。
染色系统100可以包括另外的部件或具有如本领域技术人员已知的备选的构造。温度/压力容器通常用于使得一定量的CO2的温度和压力超过用于多种使用的CO2的临界点。例如，相似的温度/压力容器用于从咖啡豆移除咖啡因，用于部件的工业清洁，并且用于药物萃取工艺。如本领域技术人员已知，相似的工业设备的实例包括可得自Deven SupercriticalsPVT，LTD和Ruian Shengtai Pharmaceutical Machinery Co.，Ltd.的超临界流体处理/萃取器件。实例实验室规模设备，例如，压缩气体萃取器，由EdenLabs制造。
图2描述根据示例实施方案的sc-CO2染色系统100的温度/压力容器110。在该实施方案中，将sc-CO2120、染料以及任选的表面活性剂放置在温度/压力容器110中并将其混合。可以采用的实例染料包括，但是不限于活性染料、分散染料、直接染料、蒽醌瓮染料、靛青染料(indigold dyes)、硫染料、阳离子偶氮染料、阳离子次甲基染料、酸性染料、金属配合物染料和萘醌染料(napthoquinone dyes)。Sc-CO2是非极性的，原因在于它的分子通常具有对称分布的电子，从而防止分子上电极的形成。同样地，sc-CO2通常不与极性染料很好地混合。与非极性分子相反，极性染料具有电极，例如，分子的第一侧上的净正电荷和分子的第二侧上的净负电荷。表面活性剂是具有极性末端和非极性末端两者的润湿剂。实例表面活性剂可以包括，但是不限于，气溶胶-OT、OLOA-1200、tergitol、全氟聚醚、Triton X100、pluronics，或本领域技术人员已知的并且能够促进染料至sc-CO2中的分散的任意其他表面活性剂。表面活性剂通过由极性和非极性键连接至极性染料和非极性sc-CO2而促进极性染料分散在非极性sc-CO2中。这种键可以包括，但是不限于，离子键和氢键。例如，表面活性剂的极性末端可以与极性染料经由极性键(例如，离子键)连接，而表面活性剂的非极性末端可以经由非极性键(例如，氢键)与非极性sc-CO2连接。染料与表面活性剂的混合物的实例包括，但是不限于，干分散蓝77染料与以3-([2-羟基-3-二乙基氨基]丙氧基)propage基团终端的聚二甲基硅氧烷聚合物的混合物或传统的酸性染料与全氟2，5，8，11-四甲基-3，6，9，12-四氧杂十五酸铵盐的混合物。
因此，在放置在温度/压力容器110中时，使用表面活性剂将染料与sc-CO2120混合以适当地建立染料/sc-CO2混合物。在一个实施方案中，将染料、sc-CO2和表面活性剂经由一个或多个入口分别放置至温度/压力容器110中。在备选的实施方案中，可以将表面活性剂和染料一起放置至温度/压力容器110中。在另一个实施方案中，可以将染料、sc-CO2和表面活性剂以本领域技术人员已知的任意方式放置在温度/压力容器110中。将温度/压力容器110配置为将染料/溶剂混合物的温度和压力升高至所需的工作温度和适宜的工作压力并且在整个随后的染色过程中保持在所需的工作温度和压力。在一个实施方案中，选择温度和压力以使得将CO2保持在超临界状态。同样地，将CO2保持在大于31.3摄氏度的温度和大于7.39MPa的压力。虽然当与合适的表面活性剂一起使用时染料和表面活性剂的溶解性不是强烈地依赖于温度和压力的，但是染料/sc-CO2混合物的高温提高了染料扩散至纺织品中的能力。
阴极130和阳极140位于温度/压力容器110内并且配置为在温度/压力容器110内产生电场。当将足够的电场施加至染料/sc-CO2混合物时，染料粒子随着染料内的电荷分离而发生电离，从而形成带电染料粒子150。使用电场以促进带电染料粒子150至织物160中的扩散。织物160可以包含天然纤维如棉、羊毛、丝、亚麻或苎麻，合成纤维如聚酯、人造丝、丙烯酸类等，或天然和合成纤维的共混物。所需的电场强度依赖于所使用的染料的类型和为分离染料粒子的电荷所需的能量。在一个实施方案中，使用300千伏/米(kV/m)至400kV/m之间的电场，虽然备选实施方案依赖于所使用的染料和为分离染料粒子的电荷所需的能量可以包括具有不同的强度的电场。sc-CO2(约450MV/m)的高电介质强度防止sc-CO2的击穿。
阴极130与阳极140之间所需的距离是阴极130与阳极140之间的电势的函数。阴极130与阳极140之间的距离必须足够大以使得织物160可以在阴极130与阳极140之间通过。然而，阴极130与阳极140之间的较短距离将导致阴极130与阳极140之间较小的需要电势，以产生具有给定强度的电场。例如，在一个实施方案中，阴极130与阳极140之间的距离是1cm。在1cm的距离，需要阴极130与阳极140之间4kV的电势以产生400kV/m的电场。然而，在5cm的距离，需要阴极130与阳极140之间20kV的电势以产生400kV/m的电场。同样地，给定由织物160所需的距离，应该将阴极130与阳极140之间的距离尽可能最小化，以便减小阴极130与阳极140之间所需的电势。减小阴极130与阳极140之间所需的电势，减少所需的能量的量，比更高的电势更安全，并且比需要高电势的系统比较不复杂。
在纺织品染色工艺过程中，织物160与染料/sc-CO2混合物接触并且在阴极130和阳极140之间通过，所述阴极130和阳极140在织物160周围产生电场。在一个实施方案中，将织物160完全地浸渍在温度/压力容器110内的染料/sc-CO2混合物内。在一个实施方案中，将织物160经由输入口放置在温度/压力容器110内，之后将染料、sc-CO2和表面活性剂放置在温度/压力容器110内。在备选的实施方案中，将染料和表面活性剂放置在温度/压力容器110之内，之后将织物160放置在温度/压力容器110内。
在图1中所示的实施方案中，带电染料粒子150是带正电的。带正电的染料粒子150包括，但是不限于，具有-NH2 +或-NH3 +基团的碱性染料，因此给出溶液中+1的粒子电荷。这种染料的实例包括，但是不限于，亚甲基蓝氯化物(methylene blue chloride)、碱性黄11和碱性橙21。作为结果，当由阴极130和阳极140产生电场时，将带正电的染料粒子150从阳极140(其也为带正电的)斥离并且吸引至阴极130(其为带负电的)。以这种方式，带电染料粒子150更有效地扩散至设置在阴极130与阳极140之间的织物160中。
在备选的实施方案中，带电粒子150可以是带负电的。带负电的染料粒子将包括，但是不限于，酸性染料如蒽醌型染料(颜色为蓝色)或三苯基甲烷型染料(颜色为黄色或绿色)。根据这样的实施方案，在由阴极130和阳极140产生电场时，将带负电的染料粒子从阴极130(它也是带负电的)斥离并吸引至阳极140(其为带正电的)。
在示例实施方案中，当使用带正电的粒子150时，将织物160保持为距离阴极130比距离阳极140更近。将织物160保持在距离阴极130更近增加染料/溶剂混合物的体积和相应的阳极140与织物160之间的带电粒子150的量。作为电场的结果，将带正电的粒子150从阳极140与织物160之间的染料-溶剂混合物的体积拉至织物160中。通过保持织物160尽可能接近阴极130，阳极140与织物160之间的体积将最大化。阳极140与织物160之间的体积越大，可以拉至织物160中的带电粒子150的量越大，并且因此可以扩散至织物160中的带电粒子150的量越大。此外，织物160充当过滤器，原因在于它防止带正电的粒子150积累在阴极130上。染料粒子在阴极130上的重度积累将需要例行清洁。
相反地，在其中带电粒子150带负电的备选的实施方案中，将织物160保持在距离阳极140比距离阴极130更近。带负电的粒子将被吸引至阳极140。作为结果，应当将阴极130与织物160之间的体积最大化以增加可用于扩散至织物160中的带负电的粒子的量并最小化积累在阳极140上的带负电的染料粒子。
图3描述根据示例实施方案的包括卷轴至卷轴传递机构的染色装置200。染色装置200包括能够升高和保持用于将纺织品染色的染料溶液的升高的温度和压力的温度/压力容器210。
在染色过程中，将sc-CO2、染料和表面活性剂放置在如上面关于图1所述的温度/压力容器210中，并且，在放置在温度/压力容器210中之后，使用表面活性剂将染料分散至sc-CO2中以建立染料/溶剂混合物。
染色装置200还包括阴极240和阳极250a、250b。将阴极240和阳极250a、250b配置为在温度/压力容器210内产生各自的电场。例如，在阴极240与阳极250a之间建立第一电场并且在阴极240与阳极250b之间建立第二电场。在备选的实施方案中，可以使用任意数目的阴极和阳极以产生任意数目的电场。
在将足够的电场施加至染料/溶剂混合物之后，当染料内的电荷分离时染料粒子发生电离，从而形成带电染料粒子。使用电场以增强带电染料粒子至浸渍在温度/压力容器210内的染料/溶剂混合物中的织物260中的扩散。
在图2的实施方案中，织物260安装在进料卷轴220中，在枢轴270中，以及在收取卷轴230上。使用进料卷轴220、枢轴270和收取卷轴230，将织物260从进料卷轴220进料，通过在阴极240与阳极250a之间的产生的第一电场，在枢轴270周围转动，并且通过在阴极240与阳极250b之间产生的第二电场。在织物260通过第一和第二电场之后，将织物260收集在收取卷轴230上。使用外部控制系统(未显示)以如本领域技术人员所知地控制进料卷轴、枢轴和收取卷轴的操作。
当织物260通过多个电场时，将带正电的染料粒子从阳极250a、250b(其也为带正电的)斥离并吸引至阴极240(其为带负电的)。以这种方式，带电染料粒子更有效地扩散至在阴极240与阳极250a、250b之间通过的织物260中。因此，当织物260通过多个电场时，它逐渐地积累越来越多的染料。以这种方式，可以通过电场进料足够长度的织物并且以有效率的和有效力的方式染色。
在备选的实施方案中，染色装置200可以包括任意数目的阴极、阳极和枢轴以便使织物260沿任意所需的路径通过和穿过任意数目的电场。
图4描述根据示例实施方案的用于将纺织品染色的方法。在操作400中，通过在温度/压力容器中使用表面活性剂将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)混合而建立染料溶液。表面活性剂是促进染料的极性粒子在非极性sc-CO2内分散的润湿剂，因为表面活性剂具有能够连接至极性和非极性粒子两者的极性末端和非极性末端。
在操作410中将织物浸渍在染料溶液中。在示例实施方案中，织物包括天然纤维如，但是不限于，棉、羊毛、丝、亚麻或苎麻。在备选的实施方案中，织物可以包含合成纤维如，但是不限于，聚酯、人造丝、丙烯酸类等，或天然和合成纤维的共混物。
在操作420中，将染料溶液的温度升高至所需的工作温度并且将施加至染料溶液的压力升高至所需的工作压力。贯穿随后的染色过程将温度和压力保持在升高的状态以便将sc-CO2保持在其超临界状态并且提高染料扩散至织物中的能力。
在操作430中将电场施加至染料溶液。使用电场以增强带电染料粒子至织物中的扩散。在将电场施加至染料溶液时，染料内的电荷分离。在一个实施方案中，电场使得带负电的或带正电的基团可以与染料粒子的余下部分分离，从而建立带正电的或带负电的染料粒子。在一个实施方案中，通过阴极和阳极产生电场。在备选的实施方案中，可以通过任意数目的阴极和阳极产生任意数目的电场。在产生电场时，带正电的染料粒子被从阳极(其也为带正电的)斥离并吸引至阴极(其为带负电的)。织物位于阴极与阳极之间。以这种方式，带正电的染料粒子随着它们向阴极移动而扩散至织物中。
在备选的实施方案中，可以将带负电的染料粒子用于将织物染色。将带负电的染料粒子从阴极(其也为带负电的)斥离并吸引至阳极(其为带正电的)。
在染色工艺完成之后，可以将染料溶液的温度和压力降低。在一个实施方案中，通过降低染料溶液的压力，sc-CO2可以改变为气态并且与染料分离，所述染料可以保持为固体或液体状态。作为分离的结果，可以在随后的染色工艺中重新使用所述sc-CO2和染料。作为结果，上面描述的染色工艺具有不产生大量的不可使用的被污染的溶剂如水的益处。
在本文使用了一个或多个流程图。流程图的使用不意指限定于所进行的操作的顺序。本文所描述的对象有时示例不同的其他部件中所含有的，或与不同的其他部件连接的不同部件。应该明白这种示例构造仅是示例，并且实际上可以实施完成相同的功能的很多其他构造。在概念上，为获得相同的功能的部件的任意排列有效地“联合”以使得获得所需的功能。因此，本文中结合以获得特定功能的任意两个部件可以视为彼此“联合”以实现所需的功能，而不管构造或中间部件。类似地，如此联合的任意两个部件也可以视为彼此“可操作连接”或“可操作结合”以获得所需的功能，并且能够如此结合的任意两个部件也可以被视为彼此“可操作连接”以获得所需的功能。可操作连接的具体实例包括但是不限于物理匹配和/或物理相互作用的部件和/或可无线相互作用的和/或无线相互作用的部件和/或逻辑上相互作用的和/或可逻辑相互作用的部件。
关于本文所公开的基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以适合于上下文和/或应用而由复数变换至单数和/或由单数变换至复数。本文为了清楚起见而在本文可能清楚地给出多种单数/复数变换。
本领域技术人员将理解，通常，本文中并且尤其是所附权利要求中(例如，所附权利要求的主体)使用的术语，一般意欲作为“开放性”术语(例如，应该将术语“包括(including)”解释为“包括但不限于”，应该将术语“具有”解释为“至少具有”，应该将术语“包括(includes)”解释为“包括但不仅限于”等)。本领域技术人员还将理解，如果意欲引入特定数量的权利要求列举项，则这样的意图将在权利要求中明确地列举，并且在不存在这种列举项的情况下，不存在这样的意图。例如，为了有助于理解，以下所附权利要求可以包含引导性的短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求列举项。然而，即使当同一个权利要求包含引导短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词例如“一个”或“一种”时，也不应将这种短语的使用解释为暗示通过不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求列举项将任何包含这样引入的权利要求列举项的特定权利要求限定为仅包含一个这种列举项的发明(例如，应将“一个”和/或“一种”典型地解释为意指“至少一个”或“一种或多种”)；这对于用以引入权利要求列举项的定冠词的使用也同样适用。此外，即使明确地叙述特定数量的所引入的权利要求列举项，本领域技术人员也将理解应将这种列举项典型地解释为意指至少所叙述的数目(例如，不带有其他修饰的裸列举项“两个列举项”典型地意指至少两个列举项，或者两个以上列举项)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常这种表述意味着本领域技术人员将理解的惯例(例如，“具有A、B和C中的至少一个的体系”将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的体系)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常这种表述意味着本领域技术人员将理解的惯例(例如，“具有A、B或C中的至少一个的体系”将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的体系)。本领域技术人员将进一步理解实际上任何表现两个或更多个可替换术语的分离性单词和/或短语，不论在说明书、权利要求书还是附图中，都应当被理解为意图包括术语的一个、术语的任何一个或全部两个术语的可能性。例如，应将短语“A或B”理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
用于示例和描述的目的给出示例实施方案的以上描述。它不意图是穷举的或限制于所公开的精确形式，并且考虑到以上教导修改和变化是可能的，或者可以从所公开的实施方案的实施中获得。意欲的是本发明的范围由这里所附权利要求和它们的等价变化定义。

Claims (15)

1.一种用于将纺织品染色的方法，所述方法包括：
将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)混合以形成染料溶液；
将织物与所述染料溶液接触；和
对所述染料溶液施加电场，以使得所述染料溶液的粒子内的电荷分离并使得所述染料扩散至所述织物中。
2.权利要求1所述的方法，其中所述织物包含羊毛、棉、丝、亚麻或苎麻纤维中的至少一种。
3.在前权利要求中的任一项所述的方法，其中所述染料是亲水染料。
4.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述染料是极性染料。
5.在前权利要求中的任一项所述的方法，其中所述将染料与sc-CO2混合包括增加所述染料溶液的温度并且将所述染料溶液保持在高压。
6.在前权利要求中的任一项所述的方法，其中所述电场具有至少300千伏/米的强度。
7.在前权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括将所述染料用表面活性剂处理以促进所述混合。
8.一种用于将纺织品染色的装置，所述装置包括：
混合部件，所述混合部件配置为将染料与超临界二氧化碳(sc-CO2)保持和混合以形成染料溶液；
织物浸渍部件，所述织物浸渍部件配置为将织物与所述染料溶液接触；和
阴极和阳极，所述阴极和阳极配置为在所述染料溶液中产生电场，其中所述电场使得所述染料溶液的粒子发生电荷分离从而电离，并使得所述染料扩散至所述织物中。
9.权利要求8所述的装置，其中带电粒子包含带正电的粒子，并且其中所述织物浸渍部件配置为将所述织物提供至距离所述阴极比距离所述阳极更近。
10.权利要求8所述的装置，其中带电粒子包含带负电的粒子，并且其中所述织物浸渍部件配置为将所述织物提供至距离所述阳极比距离所述阴极更近。
11.权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中所述电场具有在300千伏/米至400千伏/米之间的强度。
12.权利要求8-11中的任一项所述的装置，其中所述阴极和所述阳极分开约1cm的距离。
13.权利要求8-12中的任一项所述的装置，其中所述混合部件包括压力容器，所述压力容器配置为将所述染料溶液保持在高压。
14.权利要求8-13中的任一项所述的装置，其中所述阴极和所述阳极位于所述压力容器内。
15.权利要求8-14中的任一项所述的装置，其中所述压力容器进一步配置为升高所述染料溶液的温度并且将所述染料溶液保持在高温。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108867103A (zh) * 2018-08-09 2018-11-23 界首市恒仁服饰有限公司 一种布匹的高效染色方法
CN109878109A (zh) * 2019-03-27 2019-06-14 江苏苏能新材料科技有限公司 一种连续纤维增强热塑性复合材料的生产设备及生产方法
CN112575470A (zh) * 2020-12-05 2021-03-30 山东高棉智能纤染科技有限公司 一种芳纶染色工艺及系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013191645A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Technodye Dying Colors Pte Ltd Electrolytic reduction of sulfur dyes
FR3021979A1 (fr) * 2014-06-04 2015-12-11 Commissariat Energie Atomique Procede de marquage d'un fil textile par un element fluorescent, fil textile obtenu par le procede de marquage et utilisation dudit fil textile pour tisser un vetement
EP3259399B1 (en) 2015-02-20 2020-10-28 NIKE Innovate C.V. Supercritical fluid rolled or spooled material finishing
MX2017010684A (es) 2015-02-20 2017-11-17 Nike Innovate Cv Lavado de material por medio del uso de un fluido supercritico.
EP3722499B1 (en) 2015-02-20 2023-11-29 NIKE Innovate C.V. Supercritical fluid material finishing
US9840807B2 (en) 2015-03-10 2017-12-12 Charles Francis Luzon Process for dyeing textiles, dyeing and fortifying rubber, and coloring and revitalizing plastics
ES2881958T3 (es) 2017-06-22 2021-11-30 Hbi Branded Apparel Entpr Llc Composiciones de tratamiento de tela y métodos
US11623978B2 (en) * 2020-05-28 2023-04-11 Ford Global Technologies, Llc Post-harvest method for natural fiber nanoparticle reinforcement using supercritical fluids
CN111793998B (zh) * 2020-06-28 2022-08-23 宣城凯欧纺织有限公司 一种涤纶面料纳米渗透免水洗的工艺
KR102647762B1 (ko) * 2022-05-09 2024-03-13 충남대학교산학협력단 반응성 분산 염료 조성물 및 이를 이용한 초임계 유체 염색 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1310257A (zh) * 2000-02-16 2001-08-29 斯刀克布拉邦特股份有限公司 在超临界流体中对纺织材料染色的方法
US20050054201A1 (en) * 2003-03-21 2005-03-10 Ramachandrarao Vijayakumar S. Filling small dimension vias using supercritical carbon dioxide
CN101091017A (zh) * 2004-11-04 2007-12-19 费伊肯开发与实施有限公司 在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质染色的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7504599A (nl) 1975-04-17 1976-10-19 Stork Brabant Bv Werkwijze en inrichting voor het in een vochtig milieu overbrengen van een dessin.
DE3469959D1 (en) 1984-01-16 1988-04-21 Agfa Gevaert Nv Method and apparatus for the transfer of an electrostatically deposited toner image
US5199956A (en) 1990-09-03 1993-04-06 Ciba-Geigy Corporation Process for dyeing hydrophobic textile material with disperse dyes from super-critical carbon dioxide
US6010542A (en) 1997-08-29 2000-01-04 Micell Technologies, Inc. Method of dyeing substrates in carbon dioxide
US7038655B2 (en) 1999-05-03 2006-05-02 E Ink Corporation Electrophoretic ink composed of particles with field dependent mobilities
IT1307050B1 (it) 1999-07-09 2001-10-23 Mini Ricerca Scient Tecnolog Procedimento di tintura di fibre tessili naturali con un mezzo ditintura comprendente anidride carbonica supercritica.
US6261326B1 (en) 2000-01-13 2001-07-17 North Carolina State University Method for introducing dyes and other chemicals into a textile treatment system
AU2002219938A1 (en) * 2000-11-06 2002-05-15 Patent Holding Company Method and apparatus for applying low-solids paint onto plastic parts using an electrostatic process and a supercritical fluid
WO2002096550A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-05 The Regents Of The University Of California Methods for solubilizing and recovering fluorinated compounds
JP2004076190A (ja) * 2002-08-15 2004-03-11 Kobe Steel Ltd 繊維処理方法
JP2004300588A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Howa Kk 繊維の染色方法およびその染色物
JP2006045702A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Teijin Techno Products Ltd メタ型全芳香族ポリアミド繊維の染色方法
US7352503B2 (en) 2005-06-24 2008-04-01 Xerox Corporation Two-particle electrophoretic ink for microencapsulated flexible electronic display

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1310257A (zh) * 2000-02-16 2001-08-29 斯刀克布拉邦特股份有限公司 在超临界流体中对纺织材料染色的方法
US20050054201A1 (en) * 2003-03-21 2005-03-10 Ramachandrarao Vijayakumar S. Filling small dimension vias using supercritical carbon dioxide
CN101091017A (zh) * 2004-11-04 2007-12-19 费伊肯开发与实施有限公司 在超临界或近临界二氧化碳中用活性染料对基质染色的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108867103A (zh) * 2018-08-09 2018-11-23 界首市恒仁服饰有限公司 一种布匹的高效染色方法
CN109878109A (zh) * 2019-03-27 2019-06-14 江苏苏能新材料科技有限公司 一种连续纤维增强热塑性复合材料的生产设备及生产方法
CN112575470A (zh) * 2020-12-05 2021-03-30 山东高棉智能纤染科技有限公司 一种芳纶染色工艺及系统

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