CN109355928A - 一种混合流体介质的无水纤染方法 - Google Patents

一种混合流体介质的无水纤染方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109355928A
CN109355928A CN201811202689.0A CN201811202689A CN109355928A CN 109355928 A CN109355928 A CN 109355928A CN 201811202689 A CN201811202689 A CN 201811202689A CN 109355928 A CN109355928 A CN 109355928A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
dyeing
dyeing method
dye
anhydrous fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811202689.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109355928B (zh
Inventor
龙家杰
蔡冲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN201811202689.0A priority Critical patent/CN109355928B/zh
Priority to US16/346,227 priority patent/US11560669B2/en
Priority to PCT/CN2018/111893 priority patent/WO2020077665A1/zh
Publication of CN109355928A publication Critical patent/CN109355928A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109355928B publication Critical patent/CN109355928B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/0004—General aspects of dyeing
    • D06P1/0016—Dye baths containing a dyeing agent in a special form such as for instance in melted or solid form, as a floating film or gel, spray or aerosol, or atomised dyes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/0004—General aspects of dyeing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/16—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dispersed, e.g. acetate, dyestuffs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/38—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using reactive dyes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/90—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dyes dissolved in organic solvents or aqueous emulsions thereof
    • D06P1/92—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dyes dissolved in organic solvents or aqueous emulsions thereof in organic solvents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/94—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dyes dissolved in solvents which are in the supercritical state
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P2001/0084—Non-aqueous dyeing in an inorganic medium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/62—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product related technologies for production or treatment of textile or flexible materials or products thereof, including footwear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Coloring (AREA)

Abstract

本发明涉及一种混合流体介质的无水纤染方法，是将超临界二氧化碳流体介质与一定条件下的一定比例的蒸汽混合，从而形成一种混合流体介质，以提高及改善天然纤维的无水纤染效果。本发明技术通过混合流体介质的方法，可有效实现对疏水性超临界二氧化碳流体介质的改性，提高其极性，从而可在染色条件下增加极性染料的溶解度，并同时可起到膨化纤维的效果。因而，本发明技术显著地改善了亲水性纤维在超临界二氧化碳流体中的可染性及染色行为。且工艺简单、操作方便、能耗低，避免了传统工艺中大量水资源的消耗及污染物排放，具有绿色、生态、环保、高效的特点。

Description

一种混合流体介质的无水纤染方法
技术领域
本发明涉及纺织染整加工技术领域，尤其涉及一种混合流体介质的无水纤染方法。
背景技术
近年来，超临界流体技术已从单纯基础理论及实验室研究发展到实际应用领域。并在诸多领域中得到了快速提升和拓展，如超临界流体无水染色、超临界流体萃取、超临界流体化学反应、超临界流体清洗技术等。由于二氧化碳的临界温度和临界压力条件较为温和(31.1℃和7.38MPa)，且具有无毒、不燃、非爆性等特点，已成为当今应用最为广泛的超临界流体介质。超临界CO2流体既有与气体相当的高渗透力和低粘度，又兼具有与液体相近的密度和对非极性物质优良的溶解能力。因此，它可以像液体那样溶解非极性或极性弱的染料，又可以像气体那样将溶解染料渗透于纤维之中，达到上染的目的。
超临界CO2流体代替水作为染色介质，其基本理论基础是利用相似相容原理，将适用染料等以单分子状态溶解于流体介质中去，然后携带有染料的超临界CO2流体向纤维表面发生传质，使染料分子发生吸附上染，并随流体进一步在纤维内部发生扩散和固着，从而到达染色目的。其中结构相对简单，分子质量小，极性较弱的染料易溶解于超临界 CO2流体中。因此，在以超临界二氧化碳流体为介质的染色加工中，一般分子较小且极性较弱的疏水性分散染料应用较多。同时，由于合成纤维如聚酯等同样具有疏水性特点，其在超临界二氧化碳流体中易于膨化，故合成纤维类可获得优良的染色效果。到目前为止，大部分合成纤维如聚酯等在超临界二氧化碳流体中的分散染料染色，可达到商业化标准。
但是，对于各类天然纤维，通常由于含有羟基、氨基等基团，其极性较大，在传统水浴染色过程中，一般都需要在水浴中先进行吸湿膨化，然后采用直接染料、活性染料、酸性染料等水溶性染料进行染色。然而，超临界CO2流体介质的极性低，对极性高的水溶性染料不能实现良好溶解或几乎不容；而溶解于超临界CO2流体的普通分散染料，由于其分子量小，分子结构简单，对天然纤维的亲和力或直接性低，不能获得良好的染色深度及色牢度等，故不能真正实现对各类天然纤维的良好染色。更为重要的是，疏水性二氧化碳流体无法对呈干态的天然纤维进行有效膨化，不能为染料分子的上染，特别是扩散提供必要条件。因此，解决天然纤维在超临界CO2流体中的染色问题，具有十分重要的意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种以混合流体介质的无水纤染方法，其主要内容是：将超临界二氧化碳流体介质与一定条件下的一定比例的蒸汽混合，形成一种混合流体，并以此作为无水染色的加工介质。
本发明中，所述蒸汽用于改善超临界CO2流体介质的极性，以增大染料在混合流体介质中的溶解度，同时蒸汽也起到了对干态天然纤维进行膨化，为染料的吸附上染提供必要条件的作用。
进一步的，其包括以下步骤：
(1)将呈干态的纤维采用机械压紧的方式，在特制多孔纱笼中以层状形式进行一定紧密度的踩“棉”或装填；
(2)将上述(1)中完成踩“棉”或装填的纱笼置于高压染缸中，密闭染缸后通入合适的非二氧化碳介质(即上述蒸汽)对干态纤维层进行一定压力和时间的预处理；
(3)在上述(2)中经预处理结束后，向高压染缸中通入超临界二氧化碳介质及溶解态专用染料，并按预定染色工艺进行增压、升温及保温染色；
(4)染色结束后，利用干净的超临界二氧化碳介质对染色系统同时进行一定条件下的在线浮色清洗和降温处理，然后对染色系统中流体介质进行回收至常压，并开盖出缸，完成超临界二氧化碳流体介质中的无水纤染加工。
进一步的，在步骤(1)中，所述的呈干态的纤维，可以为天然纤维中的短纤如棉花，或经加工后的麻类散纤，也可以为合成纤维如粘胶、涤纶、锦纶、腈纶类经加工成的短纤。
进一步的，所述步骤(1)中机械压紧方式为通过机械外力作用，对蓬松的纤维进行整齐、均匀的逐层挤压加工，使其能按照一定紧密度进行平整装填。通过逐层挤压加工，使得纤维的密实度更加均匀，有助于提高染色的均匀性。
进一步的，所述步骤(1)中，所述步骤(1)中，干态纤维以层状形式在纱笼中“踩棉”时，其一定紧密度为50-300kg/m3。
进一步的，所述步骤(1)中特制多孔纱笼，为采用外覆特氟龙或由其他非导制热性表面材料制作而成，纱笼四周及其中心空管上分布有镂空的系列小孔。在染色的过程中，染缸内的温度往往超过了100℃，所述特氟龙或非导制热性表面材料能够减少传递至纱笼内的纤维上的热量，避免对纤维造成损伤。
进一步的，所述步骤(2)中合适的非二氧化碳介质，可以为饱和蒸汽、过热蒸汽，其他极性溶剂中的一种或者几种。所述极性溶剂可为甲醇、乙醇、丙酮等。
进一步的，所述步骤(2)中一定压力和时间处理，其压力为0-1Mpa，时间为 5～180min。
进一步的，在步骤(3)中，所述的溶解态专用染料为活性分散染料，其活性基为乙烯砜、乙烯基、均三嗪型、烟酸类结构中的一种或几种，或他们的衍生化合物。
进一步的，在步骤(3)中，所述溶解态专用染料，其溶解所用溶剂可以为超临界二氧化碳、乙醇、丙酮、甲醇、去离子水的一种或几种。
进一步的，在步骤(3)中，对于所用溶剂为两种混合溶剂时的比例，可以为1:5～5:1。
进一步的，在步骤(3)中，保温染色的过程中，通过循环泵使得混合流体在染色系统内循环流动，使得染料分子与纤维进行充分的接触。更优选的，流体在染色系统内呈动静循环的状态，即流体循环一定时间后，关闭循环泵，使得流体静置一定时间，再启动循环泵，重复上述操作，使得流体交替处于动静的状态。
进一步的，在步骤(3)中，所述的预定染色工艺中，温度为50-160℃，压力为7-35Mpa，流体的动静循环时间比为1:5-10:1，处理时间为10～180min。
进一步的，在步骤(4)中，所述的一定条件下的在线浮色清洗，其工艺为，温度为30-100℃，压力为8-35Mpa，流体的动静循环时间比为1:5-10:1，处理时间为 10～120min。
进一步的，在步骤(4)中，染色完成后，通过循环系统将二氧化碳进行回收，以便下次循环利用，同时将染色系统内二氧化碳气体回收至大气压，以实现染缸的直接开盖。
本发明的技术方案具有如下显著特征及其优点：在本发明中，将超临界二氧化碳流体介质与一定条件下的一定比例的蒸汽混合，形成一种混合流体，并以此作为无水染色的加工介质。从而改善了超临界二氧化碳流体介质的极性，增大了染料在混合流体介质中的溶解度；同时，也实现了对干态天然纤维的有效膨化，为染料吸附上染提供了必要条件。因此，本发明技术可有效提高天然纤维的染色性能。并且其工艺简单，无需采用传统水浴，无染色废水产生，所需工艺流程短，效率高。染色结束后还可以采用流体对纤维进行在线清洗，除去浮色，从而得到品质良好的无水纤染干态产品。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的部分实施例并配合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明实例提供的超临界二氧化碳流体中织物染色的系统原理图。
图1中：1、CO2储罐；2,6,9,11,11’,13,14,15、截止阀；3、冷凝器；4、加压泵；5、预热器；7、染料溶解单元；8、过滤器；10、纤染染缸；12、循环泵；12’、气体回收泵；15、微调阀；16,19、温度计；17,20、压力表；18、分离釜；21、净化器。
图2为染缸的剖面图，其中：①、流体和染料入口；2、非CO2介质入口截止阀；③、多孔纱笼；④、流体出口；⑤、快开结构；⑥、染缸密封盖；⑦、非CO2介质出口；⑧、接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本实验例所采用的短纤为纯棉纤维，染色前未经过处理的干态纤维；所用染料为超临界CO2专用活性分散黄、活性分散红。
参见附图1、2所示，本发明实施例中所采用的一种混合流体介质的无水纤染方法步骤为如下。将呈干态的纤维采用机械压紧的方式，在特制多孔纱笼以层状形式进行一定紧密度装填(参看图2中多孔纱笼图)，然后将纱笼密闭，关闭染缸密封盖⑥。关闭系统中截止阀9、14，打开非CO2介质入口截止阀②，向染缸内通入一定量的饱和蒸汽。然后关闭截止阀②、11、11’，打开截止阀9，向染缸10(图1)内通入溶解染料和CO2流体。并根据预定的染色工艺流程及参数，启动由CO2储罐1、冷凝器3、加压泵4、预热器5在内的加压系统对染色循环系统增压和流体预热和升温，使之有效形成一种混合流体介质，并使染料溶解单元7内的染料充分溶解。当染色循环系统温度达到预定温度如120℃、压力达到预设值如20Mpa后，加压泵4停泵，并关闭截止阀6，开启染色循环回路中循环泵12。使溶解染料随形成的混合流体循环，并与待染纤维充分上染。染料上染过程中混合流体循环时间与静态时间比为5:1。在静态及循环条件下溶解染料通过自身的分子热运动及流体传质与多孔纱笼③中纤维充分接触，并完成吸附上染、扩散及固着过程。
保温保压染色完成后，开启微调阀15对系统泄压，利用由气体回收泵12’、分离釜18、净化器21、冷凝器3等组成的分离回收系统对染色循环系统中的染料及混合流体进行分离和回收。
混合流体分离回收结束后，再次重复上述操作对纤维进行二氧化碳流体在线清洗，温度为30-100℃，压力为8-35Mpa、二氧化碳流体的动静循环时间比为1:5-10:1，清洗时间为10～120min。清洗结束后，再利用泄压系统对气体、染料进行分离回收，并使染缸中压力达到大气压。最后开启纤染染缸10，将染色纤维从纱笼装置里取出。参照上述处理步骤及工艺，经本次试验方案，用活性分散染料对棉纤维进行染色，其分析测试及其结果如下。
1.无水纤染样品颜色特征值的测定及匀染性评价
利用Hunterlab Ultrascan PRO型分光测色仪对混合流体介质中无水纤染样品进行表面色深值(K/S)及色度值(L*、a*、b*、C*和h°)的测定。测试时，选择D65光源， 10°视角，纤维均匀混合制样，每个样品随机测试8个点，最后计算算术平均值。
纤维的匀染性由被测样品在最大吸收波长处表面色深值的标准差来衡量，计算方式如(1)所示。
其中，i代表第i个测试点(i＝1,2,3,…..,n；此处n＝8)；代表第i个测试点在最大吸收波长处的表面色深值；代表n个测试点在最大吸收处表面色深值的算术平均值，计算方式如(2)所示。
2.色牢度性能测试
依照GB/T 3921-2008对混合流体介质中无水纤染样品进行耐皂洗色牢度的评定，即将适量样品与多组分贴衬(SDC Multifiber DW,SDC enterprises CO.，Ltd.，UK)样缝合，作为组合试样，皂液浓度为5g/L，浴比为1:50，耐洗色牢度试验机的工作温度为40℃，洗涤30min。洗涤结束后取出组合试样，用清水冲洗，并在室温下自然晾干。然后在D65光源下，利用褪色样卡和沾色样卡分别对试样的变色和贴衬的沾色情况进行评级。
实施例1
表1.1和表1.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散黄染料(o.m.f为5％)进行染色加工的实验结果。染色时系统内混合流体中蒸汽的含量为2.5g/L，并在染料溶解单元中加入10ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa的混合流体介质，混合流体静态染色每5min后循环1min，染色温度120℃，总的上染时间为60min。染色结束后，超临界CO2流体浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每 5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表1.1实施例1样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表1.2实施例1样品的耐水洗牢度评价
表1.1中相关实验结果显示，以活性分散黄为染料，采用本发明的混合流体无水纤染方法，对干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例1的无水纤染样品的色相角h°为88.30，其黄色色光较为纯正，颜色也较为鲜艳。同时，在1:2000的大流体比条件下，其表面色深值可达到1.124，显示出其在本发明技术条件下具有良好的上染、固着性能。同时，表1.1还表明，实施例1样品表面色深值的标准差较小，其值为 0.045，表明实施例1样品匀染性优良。
表1.2显示，实施例1样品的常规色牢度较好，其褪色级数在3-4级。在腈纶、涤纶和醋酯上的沾色牢度都可达到4级或以上。而对于棉、羊毛，尼龙的沾色牢度也在3-4 级。
实施例2
表2.1和表2.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散黄染料(o.m.f为5％)进行染色加工的实验结果。染色时系统内混合流体中蒸汽的含量为2.5g/L，并在染料溶解单元中加入10ml甲醇对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa的混合流体介质，混合流体静态染色每5min后循环1min，染色温度120℃，总的上染时间为60min。染色结束后，超临界CO2流体浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每 5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表2.1实施例2样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表2.2实施例2样品的耐水洗牢度评价
表2.1中相关实验结果显示，以活性分散黄为染料，采用本发明的混合流体无水纤染方法，对干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例2样品的色相角h°为84.97，其黄色色光也较为纯正，颜色更为鲜艳，C*值增大为23.23。同时，实施例2样品也在相同大比例流体条件下，其表面色深值也可达到1.280，同样证明了实施例2 样品有良好的上染和固着性能。同时，表2.1还表明，实施例2样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.022，表明本发明技术在实施例2样品上的匀染性也非常优良。
表2.2显示，实施例2样品的常规色牢度也较好，其褪色级数在3-4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。
实施例3
表3.1和表3.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散黄染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色时系统内混合流体中蒸汽的含量为5g/L，并加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa的混合流体，混合流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为40min。染色结束后，超临界CO2流体浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表3.1实施例3样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表3.2实施例3样品的耐水洗牢度评价
表3.1中实验结果显示，以活性分散黄为染料，采用本发明的混合流体无水纤染方法，对干态棉纤维可获得良好的染色效果。获得的样品的色相角h°为87.02，其黄色色光也较为纯正。其C*值为23.04，颜色较为鲜艳。同时，实施例3也在相同大比例流体条件下进行，其样品的表面色深值也可达到0.949，同样证明了实施例3条件下，专用染料在干态棉纤维上具有良好的上染和固着性能。而且，表3.1还表明，在本实验条件下样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.020，表明实施例3 中的混合流体无水纤染样品匀染性也非常优良。
表3.2显示，实施例3中的样品常规色牢度也较好，其褪色牢度达到4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。
实施例4
表4.1和表4.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散红染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色时系统内混合流体中蒸汽的含量为5g/L，并加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa的混合流体，混合流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为40min。染色结束后，超临界CO2流体浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表4.1实施例4样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表4.2实施例4样品的耐水洗牢度评价
表4.1中的相关实验结果显示，采用本发明的混合流体无水纤染方法，活性分散红染料染色在干态棉纤维可获得良好的染色效果。其样品的色相角h°为4.36，色度指数 b*值较小，其红色色光较为纯正。其C*值为15.01，其颜色较为鲜艳。同时，在实施例 4的大比例流体条件下，其表面色深值也可达到0.954，同样证明了在实施例 4的混合流体无水纤染条件下，专用染料在干态棉纤维上具有良好的上染和固着性能。此外，表4.1还表明，该样品的表面色深值标准差也较小，其值为0.051，表明实施例4中混合流体无水纤染样品的匀染性也非常优良。
表4.2显示，采用本发明的混合流体无水纤染方法，其样品的常规色牢度也较优良。其褪色牢度可达4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。因而，上述结果表明，在选用活性分散红染色干态棉纤维的条件下，依然获得了良好的无水染色效果，说明本发明的混合流体无水纤染技术具有良好的可行性，能在天然棉上获得良好的无水染色效果。
实施例5
表5.1和表5.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散黄染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色前通入7.5g/L的饱和蒸汽在纱笼中进行预处理，并在染料溶解单元中加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa超临界 CO2流体，流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为60min。染色结束后，浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表5.1实施例5样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表5.2实施例5样品的耐水洗牢度评价
表5.1中相关实验结果显示，采用本发明的无水纤染方法，活性分散黄染料染色在干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例5样品的色相角h°为85.42，其黄色色光也较为纯正，彩度值C*的值为22.34，颜色较为鲜艳。同时，实施例5样品在1：2000的大流体比条件下，其表面色深值也可达到0.921，同样证明了经过预处理后的实施例5样品有良好的上染和固着性能。同时，表5.1还表明，实施例5样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.054，表明本发明技术在实施例5样品上的匀染性也非常优良。
表5.2显示，采用本发明的无水纤染方法，实施例5样品的常规色牢度也较好。其褪色级数在3-4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。
实施例6
表6.1和表6.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散黄染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色前通入10g/L的饱和蒸汽在纱笼中进行预处理，并在染料溶解单元中加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa超临界 CO2流体，流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为90min。染色结束后，浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表6.1实施例6样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表6.2实施例6样品的耐水洗牢度评价
表6.1中相关实验结果显示，采用本发明的无水纤染方法，活性分散黄染料染色在干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例6样品的色相角h°为82.35，其黄色色光也较为纯正，彩度值C*的值为23.35，颜色较为鲜艳。同时，实施例6样品同样在大流体比条件下，其表面色深值也可达到1.217，同样证明了经过预处理后的实施例6样品有良好的上染和固着性能。同时，表6.1还表明，实施例6样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.035，表明本发明技术在实施例6样品上的匀染性也非常优良。
表6.2显示，采用本发明的无水纤染方法，实施例6样品的常规色牢度也较好。其褪色级数在4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。上述结果表明，本发明也能在实施例6样品上获得良好的无水染色效果。
实施例7
表7.1和表7.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散红染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色前通入7.5g/L的饱和蒸汽在纱笼中进行预处理，并在染料溶解单元中加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为22Mpa超临界 CO2流体，流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为60min。染色结束后，浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表7.1实施例7样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表7.2实施例7样品的耐水洗牢度评价
表7.1中相关实验结果显示，采用本发明的无水纤染方法，活性分散红染料染色在干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例7样品的色相角h°为2.01，其黄色色光也较为纯正，彩度值C*的值为23.89，颜色较为鲜艳。同时，实施例7样品同样在大流体比条件下，其表面色深值也可达到1.275，同样证明了经过预处理后的实施例7 样品有良好的上染和固着性能。同时，表7.1还表明，实施例7样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.019，表明本发明技术在实施例7样品上的匀染性也非常优良。
表7.2显示，采用本发明的无水纤染方法，实施例7样品的常规色牢度也较好。其褪色级数在4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。上述结果表明，本发明也能在实施例7样品上获得良好的无水染色效果。
实施例8
表8.1和表8.2是采用本实施例所述方法，对纯棉纤维采用活性分散红染料(o.m.f为2％)进行染色加工的实验结果。染色前通入10g/L的饱和蒸汽在纱笼中进行预处理，并在染料溶解单元中加入15ml丙酮对染料进行预溶解。染色上染条件为20Mpa超临界 CO2流体，流体静态染色每5min后循环1min，染色温度130℃，总的上染时间为90min。染色结束后，浮色清洗温度为80℃，压力为20Mpa，流体静态染色每5min后循环1min，总清洗时间为30min。
表8.1实施例8样品颜色特征值的测定及匀染性评价
表8.2实施例8样品的耐水洗牢度评价
表8.1中相关实验结果显示，采用本发明的无水纤染方法，活性分散红染料染色在干态棉纤维可获得良好的染色效果。实施例8样品的色相角h°为1.27，其红色色光也较为纯正，颜色更为鲜艳，C*值增大为25.98。同时，实施例8样品也在相同大比例流体条件下，其表面色深值也可达到1.326，同样证明了经过预处理后的实施例8 样品有良好的上染和固着性能。同时，表8.1还表明，实施例8样品表面色深值的标准差也较小，其值为0.087，表明本发明技术在实施例8样品上的匀染性也非常优良。
表8.2显示，采用本发明的无水纤染方法，实施例8样品的常规色牢度也较好。其褪色级数在4级。在棉、羊毛、腈纶、涤纶、尼龙和醋酯的沾色牢度都可达到4级或以上，耐水洗牢度良好。
由上述实施例可知，本发明的混合流体介质的无水纤染方法，利用一定比例的蒸汽混入流体中，以提高CO2流体的极性，改善了亲水性纤维在超临界CO2流体中可染性及染色行为。不但可以解决传统水浴染色过程中高能耗、高排放、高污染等问题，且能获得较好的染色效果。同时，本发明操作方便，可有效实现干态染色加工，且反应温和，避免了传统染色工艺中大量水、热和高浓度助剂的使用，具有高效、绿色、环保等特点，因此其应用前景非常广阔。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征主要在于：
将超临界二氧化碳流体介质与一定条件下的一定比例的蒸汽混合，形成一种混合流体，并以此作为无水染色的加工介质。
2.根据权利要求1所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其步骤主要在于：
(1)将呈干态的纤维采用机械压紧的方式，在特制多孔纱笼中以层状形式进行一定紧密度的踩“棉”或装填；
(2)将上述(1)中完成踩“棉”或装填的多孔纱笼置于高压染缸中，密闭染缸后通入合适的非二氧化碳介质对干态纤维层进行一定压力和时间的预处理；
(3)上述(2)中预处理结束后，向高压染缸中通入超临界二氧化碳介质及溶解态专用染料，并按预定染色工艺进行增压、升温及保温染色；
(4)染色结束后，利用干净的超临界二氧化碳介质对染色系统同时进行一定条件下的在线浮色清洗和降温处理，然后对染色系统中流体介质进行回收至常压，并开盖出缸，完成超临界二氧化碳流体介质中的无水纤染加工。
3.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述呈干态的纤维，为天然纤维中的短纤如棉花，或经加工后的麻类散纤，或合成纤维如粘胶、涤纶、锦纶、腈纶类经加工成的短纤。
4.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(1)中机械压紧方式为通过机械外力作用，对蓬松的纤维进行整齐、均匀的逐层挤压加工，使其能按照一定紧密度进行平整装填。
5.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(1)中的特制多孔纱笼，为采用外覆特氟龙或其他非导制热性表面材料制作而成，纱笼四周及其中心空管上分布有镂空的系列小孔。
6.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(1)，所述层状形式是指经机械“踩棉”或填装时，干态纤维以一定厚度的平整挤压填装作为一层，然后再进行下一层的挤压填装，并反复逐层进行，在特制纱笼中完成预定加工量的“踩棉”。
7.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(1)中，干态纤维以层状形式在多孔纱笼中“踩棉”时，其一定紧密度为50-300kg/m3。
8.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(2)中合适的非二氧化碳介质，为饱和蒸汽、过热蒸汽，其他极性溶剂中的一种或者几种。
9.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：所述步骤(2)中一定压力和时间的预处理，其压力为0-1Mpa，时间为5～180min。
10.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的溶解态专用染料为活性分散染料，其活性基为乙烯砜、乙烯基、均三嗪型、烟酸类结构中的一种或几种，或他们的衍生化合物。
11.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述溶解态专用染料，其溶解所用的溶剂为超临界二氧化碳、乙醇、丙酮、甲醇、去离子水的一种或几种。
12.根据权利要求11所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(3)中，对于所用溶剂为两种混合溶剂时的比例，为1:5～5:1。
13.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的预定染色工艺中，温度为50-160℃，压力为7-35Mpa，流体的动静循环时间比为1:5-10:1，处理时间为10～180min。
14.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述的在线浮色清洗，其工艺为，温度为30-100℃，压力为8-35Mpa，流体的动静循环时间比为1:5-10:1，处理时间为10～120min。
15.根据权利要求2所述的一种混合流体介质的无水纤染方法，其特征在于：在步骤(4)中，染色完成后，通过循环系统将二氧化碳进行回收，以便下次循环利用，同时将染色系统内二氧化碳气体回收至大气压，以实现染缸的直接开盖。
CN201811202689.0A 2018-10-16 2018-10-16 一种混合流体介质的无水纤染方法 Active CN109355928B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811202689.0A CN109355928B (zh) 2018-10-16 2018-10-16 一种混合流体介质的无水纤染方法
US16/346,227 US11560669B2 (en) 2018-10-16 2018-10-25 Fiber dyeing method using mixed fluid medium
PCT/CN2018/111893 WO2020077665A1 (zh) 2018-10-16 2018-10-25 一种混合流体介质的无水纤染方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811202689.0A CN109355928B (zh) 2018-10-16 2018-10-16 一种混合流体介质的无水纤染方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109355928A true CN109355928A (zh) 2019-02-19
CN109355928B CN109355928B (zh) 2022-01-18

Family

ID=65349160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811202689.0A Active CN109355928B (zh) 2018-10-16 2018-10-16 一种混合流体介质的无水纤染方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11560669B2 (zh)
CN (1) CN109355928B (zh)
WO (1) WO2020077665A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111535017A (zh) * 2020-05-27 2020-08-14 苏州大学 一种用于天然纤维超临界co2流体闪爆处理的方法
CN111576060A (zh) * 2020-05-27 2020-08-25 山东出彩无水纤染高科有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界co2流体闪爆处理方法
WO2021237514A1 (zh) * 2020-05-27 2021-12-02 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界二氧化碳流体闪爆机
WO2022095053A1 (zh) * 2020-11-07 2022-05-12 山东高棉智能纤染科技有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112111887B (zh) * 2020-05-27 2023-10-27 山东出彩无水纤染高科有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104420096A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 香港生产力促进局 一种超临界流体的纺织材料无水整理方法
CN104562759A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 李长娟 散纤维染色工艺
CN104594072A (zh) * 2015-02-02 2015-05-06 广东溢达纺织有限公司 一种活性染料的非水介质染色方法
CN105713419A (zh) * 2016-01-21 2016-06-29 苏州印丝特纺织数码科技有限公司 一种高纯度芡实壳天然染料的制备方法及其染色方法
CN107558041A (zh) * 2017-09-22 2018-01-09 江苏欣捷衬布有限公司 一种坯布的染整工艺
CN108411538A (zh) * 2018-04-20 2018-08-17 江苏汇鸿国际集团中锦控股有限公司 一种常温常压条件下成衣染色和成衣水洗的工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001226884A (ja) 1999-12-06 2001-08-21 Howa Kk 超臨界染液による染色方法
NL1014395C2 (nl) * 2000-02-16 2001-08-20 Stork Brabant Bv Werkwijze voor het verven van textielmaterialen in een superkritisch flu´dum.
JP2002201575A (ja) 2000-12-27 2002-07-19 Okayama Prefecture セルロース系繊維の染色方法
JP2006016711A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Teijin Techno Products Ltd ポリエステル繊維の染色方法
CN102296469B (zh) * 2011-07-07 2013-05-08 苏州大学 在超临界二氧化碳流体中天然纤维的染色方法
WO2015032022A1 (zh) * 2013-09-03 2015-03-12 苏州大学 一种对纺织品进行固色加工的方法及其装置
MX2017014106A (es) * 2015-05-08 2018-07-06 Thies Gmbh & Co Kg Procedimiento de tratamiento de un sustrato textil, asi como dispositivos para la realizacion del procedimiento.
CN105133396A (zh) 2015-08-26 2015-12-09 青岛国邦工业科技发展有限公司 一种超临界co2印染工艺
CN106835758B (zh) 2016-11-21 2019-10-22 大连工业大学 一种麻类粗纱超临界二氧化碳生物酶煮漂染方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104420096A (zh) * 2013-08-26 2015-03-18 香港生产力促进局 一种超临界流体的纺织材料无水整理方法
CN104562759A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 李长娟 散纤维染色工艺
CN104594072A (zh) * 2015-02-02 2015-05-06 广东溢达纺织有限公司 一种活性染料的非水介质染色方法
CN105713419A (zh) * 2016-01-21 2016-06-29 苏州印丝特纺织数码科技有限公司 一种高纯度芡实壳天然染料的制备方法及其染色方法
CN107558041A (zh) * 2017-09-22 2018-01-09 江苏欣捷衬布有限公司 一种坯布的染整工艺
CN108411538A (zh) * 2018-04-20 2018-08-17 江苏汇鸿国际集团中锦控股有限公司 一种常温常压条件下成衣染色和成衣水洗的工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴建华: "《纤维素纤维织物的染整》", 31 May 2015, 中国纺织出版社 *
胡凤玲等: "《棉纤维检验理论与实务》", 31 May 1996, 中国商业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111535017A (zh) * 2020-05-27 2020-08-14 苏州大学 一种用于天然纤维超临界co2流体闪爆处理的方法
CN111576060A (zh) * 2020-05-27 2020-08-25 山东出彩无水纤染高科有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界co2流体闪爆处理方法
WO2021237514A1 (zh) * 2020-05-27 2021-12-02 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界二氧化碳流体闪爆机
CN111535017B (zh) * 2020-05-27 2022-04-15 苏州大学 一种用于天然纤维超临界co2流体闪爆处理的方法
CN111576060B (zh) * 2020-05-27 2023-11-17 山东出彩无水纤染高科有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界co2流体闪爆处理方法
WO2022095053A1 (zh) * 2020-11-07 2022-05-12 山东高棉智能纤染科技有限公司 天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210324577A1 (en) 2021-10-21
CN109355928B (zh) 2022-01-18
WO2020077665A1 (zh) 2020-04-23
US11560669B2 (en) 2023-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109355928A (zh) 一种混合流体介质的无水纤染方法
CN109355929A (zh) 一种以超临界二氧化碳流体为介质的无水纤染方法
CN109295768A (zh) 棉花的一种无水纤染方法
CN107419462B (zh) 一种超临界二氧化碳染色系统及染色工艺
CN102787459A (zh) 一种超临界二氧化碳筒子纱染色釜及其无水染色方法
CN101368343B (zh) 一种超临界co2介导的拼色染色方法
CN106637753A (zh) 一种染色釜、芳纶纤维超临界二氧化碳无水染色装置及染色方法
CN102392367B (zh) 在低压二氧化碳介质中活性分散染料的固色方法
CN105040317B (zh) 一种超临界二氧化碳经轴染色架、染色釜及染色方法
CN106468026A (zh) 用于超临界co2流体染色的棉纤维染料及其染色方法
CN108086022A (zh) 纺织品用超临界co2流体染料组合物及染色系统和方法
CN101718045A (zh) 茶渍图案扎染织物的制作方法
CN101319462B (zh) 用于芳纶染色的助染剂、制备方法及染色方法
CN111472182A (zh) 一种高温高压少水染色工艺
CN106544906B (zh) 一种超临界二氧化碳棉纤维染色用染色助剂及其制备和应用
CN103981745A (zh) 一种羊毛/蚕丝混纺织物的同色染色工艺
CN103710926B (zh) 一种用于超细纤维合成革染色的废水循环染色机
CN106638033B (zh) 绒面超细纤维合成革的液体染料快速染色法
CN105032696A (zh) 超临界二氧化碳聚酯纽扣染色釜及其染色工艺
CN105040328A (zh) 超临界二氧化碳果实纽扣染色釜及其染色工艺
CN105032697A (zh) 超临界二氧化碳贝壳纽扣染色釜及其染色工艺
CN110080019A (zh) 一种涤纶丝零排放染色工艺
CN203284610U (zh) 一种带有三只染缸的超临界二氧化碳流体染色装置
CN203284611U (zh) 一种带有四只染缸的超临界二氧化碳流体染色装置
CN105155177A (zh) 超临界二氧化碳牛角纽扣染色釜及其染色工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant