SK44498A3 - Process and device for treating textile substrates with supercritical fluid - Google Patents

Process and device for treating textile substrates with supercritical fluid Download PDF

Info

Publication number
SK44498A3
SK44498A3 SK444-98A SK44498A SK44498A3 SK 44498 A3 SK44498 A3 SK 44498A3 SK 44498 A SK44498 A SK 44498A SK 44498 A3 SK44498 A3 SK 44498A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
supercritical fluid
dyeing
autoclave
fluid
treatment
Prior art date
Application number
SK444-98A
Other languages
English (en)
Other versions
SK284762B6 (sk
Inventor
Eckhard Schollmeyer
Elke Bach
Ernst Cleve
Michael Bork
Martin Steinhauer
Jorg-Peter Korner
Original Assignee
Krupp Uhde Gmbh
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 Krupp Uhde Gmbh filed Critical Krupp Uhde Gmbh
Publication of SK44498A3 publication Critical patent/SK44498A3/sk
Publication of SK284762B6 publication Critical patent/SK284762B6/sk

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06BTREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B19/00Treatment of textile materials by liquids, gases or vapours, not provided for in groups D06B1/00 - D06B17/00
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06BTREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B5/00Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating
    • D06B5/12Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length
    • D06B5/16Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length through yarns, threads or filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M23/00Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
    • D06M23/10Processes in which the treating agent is dissolved or dispersed in organic solvents; Processes for the recovery of organic solvents thereof
    • D06M23/105Processes in which the solvent is in a supercritical state
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00General 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
    • D06P1/94General 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06BTREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments
    • D06B3/09Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments as packages, e.g. cheeses

Description

Spôsob a zariadenie na farbenie textilných substrátov nadkritickou tekutinou
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu farbenia textilných substrátov, hlavne pri justáži vo forme cievok priadze alebo navinutých pásov tovaru, nadkritickou tekutinou, pričom nadkritická tekutina prechádza touto justážou a/alebo prichádza k tejto justáži v podstate kolmo k osi cievky alebo zvitku. Vynález sa ďalej týka zariadenia na realizáciu tohoto spôsobu farbenia textilných substrátov, ktoré pozostáva z najmenej jedného farbiaceho autoklávu na uloženie textilného substrátu, najmenej jedného sýtiaceho zariadenia na sýtenie tekutiny účinnou látkou, najmenej jedného odlučovača, tepelného výmenníka s priradeným ohrievacím a chladiacim zariadením, kondenzátora s priradeným chladiacim zariadením a zásobníkom zaradeným za kondenzátorom, a čerpadla, spojených potrubiami a armatúrami tak, že tekutina môže byť v okruhu vedená cez farbiaci autokláv, čerpadlo, tepelný výmenník a sýtiace zariadenie alebo cez farbiaci autokláv, odľahčovací ventil, kondenzátor a zásobník.
Doterajší stav techniky
Vynález sa teda týka druhovo rovnakého spôsobu farbenia, aký je opísaný v dokumente EP-A-0 514 337, ktorý sa týka farbenia pomocou nadkritického oxidu uhličitého. V tomto dokumente je pritom tiež opísané, že farbený substrát sa ohrieva, a to na teplotu v rozsahu medzi 70 a 300 “C, takže teplota farbenia sa v podstate riadi teplotou tohto farbeného substrátu. Dochádza teda ku sprostredkovanému ovplyvneniu farbiacej tekutiny teplotou farbeného substrátu.
Textilné substráty, napríklad vlákna, priadze, chumáče vlákien, tkaniny alebo úplety sa obvykle v rámci ich zušľachťovania spracovávajú, napríklad vyvárajú, bielia, farbia či perú a podobne, vo vodných systémoch.
Laboratórne boli medzitým vyvinuté postupy, pri ktorých sa textilné substráty za účelom rôznych zošľachtení spracovávajú nadkritickými tekutinami, hlavne nadkritickým oxidom uhličitým. Tieto postupy sú popísané v nemeckých zverejnených patentových prihláškach č. 39 04 515, 40 04 111, 39 04 513, 39 06 724, 39 06 737, 39 06 735, 42 00 352 a 43 44 021.
Tieto laboratórne vyvinuté spôsoby spracovania v nadkritickej tekutine vyžadujú tlaky, ktoré kolísajú rádovo medzi 30 bar a 600 bar.
Textilné substráty, spravidla malé vzorky tkaniny veľkosti niekoľkých centimetrov štvorcových, sa pri týchto laboratórnych postupoch vkladajú do príslušných autoklávov, kde sú zmáčané danou nadkritickou tekutinou. Tieto laboratórne postupy však nie je možné pre všetky spôsoby spracovania preniesť do prevádzkových zariadení.
Pri prevádzkových postupoch spracovania vo veľkom sa textilné substráty spracovávajú v justáži vhodnej pre efektívny tok materiálu v procese zošľachťovania. Priadza sa zošľachťuje navinutá v cievkach, textilné pásy prichádzajú na zošľachťovanie ako zvitky.
Ak sa zošľachťovanie pomocou spracovania nadkritickou tekutinou vykonáva na navinutom tovare, umiesťuje sa tovar napríklad vo forme cievok priadze alebo stromčekov zvitkov do predtým vyprázdneného autoklávu. Potom sa autokláv tlakotesne uzavrie, naplní nadkritickou tekutinou a nastaví sa vhodný pracovný tlak medzi 30 až 400 barmi. Nadkritická tekutina pritom prenikne do zvinutého tovaru. Aby sa dosiahol pokiaľ možno rovnomerný výsledok spracovania, to jest že napríklad všetky partie navinutého tovaru sú rovnako intenzívne zafarbené, sú s ohľadom na pritom difúzne prebiehajúcu výmenu látok potrebné pomerne dlhé doby pôsobenia nadkritickej tekutiny. Tieto dlhé doby pôsobenia sú pri prevádzkovom zošľachťovaní textilu vo veľkom, značnou nevýhodou.
Sú známe rôzne návrhy, ako odstrániť tento nedostatok.
V dokumente DE-OS 42 06 952 je navrhnuté, aby sa v autokláve pohyboval sem a tam piest a navinutým tovarom bola nadkritická tekutina takto preháňaná, prípadne takto na navinutý tovar pôsobila. Autokláv by preto musel mať väčší tlakový priestor, než je potrebné pre samotné uloženie textilného tovaru, pretože by musel byť zaistený prídavný priestor pre pohyb piestu. Toto je samozrejme nevýhodné.
V dokumente DE-OS 42 06 954 je navrhnuté, aby sa autokláv zabezpečil obehovým čerpadlom a aby nadkritická tekutina na navinutý tovar pôsobila, prípadne cezeň prúdila v okruhu. Aby sa dosiahol rovnomerný výsledok spracovania, je autokláv rozčlenený do viac paralelných alebo nadkritickou tekutinou oddelene pretekaných sekcií. Každá sekcia vezme jednu dávku navinutého textilného tovaru. Aby bol teraz pri všetkých dávkach dosiahnutý rovnomerný výsledok spracovania, prechádza každou sekciou osobitne celý okruh a následne prechádzajú všetkými sekciami súčasne paralelne čiastkové toky okruhu.
Nevýhodou je zložitá konštrukcia zariadenia a prídavná doba pôsobenia paralelne zavádzanej nadkritickej tekutiny, ktorá je pri spracovaní potrebná na dosiahnutie rovnomernosti tohoto spracovania nadkritickou tekutinou.
V dokumente DE-OS 42 06 955 je opísané zariadenie na spracovávanie v nadkritickej tekutine, v ktorom sú k autoklávu, v ktorom je uložený textilný substrát, pripojené najmenej dve čerpadlá. Jedno z týchto čerpadiel zaisťuje cirkuláciu nadkritickej tekutiny v autokláve, zatiaľ čo druhé čerpadlo slúži na transport pracovného plynu, ktorý sa nachádza v podkritickom stave. Prvé čerpadlo je konštruované na vysoký výkon, aby bol dosiahnutý rovnomerný výsledok spracovania textilných substrátov. Prevádzka dvoch rôznych čerpadiel s takmer rovnakým účelom, pričom obe čerpadlá bežia súčasne iba krátku dobu, nie je optimálna z hľadiska hospodárnosti.
V dokumente DE-OS 42 06 956 je opísané zariadenie na spracovanie textilných substrátov, ktoré pozostáva z najmenej dvoch autoklávov. Autoklávy môžu byť navzájom prepojené, aby sa pracovná kvapalina mohla za účelom vyňatia spracovávaného textilného substrátu najprv prečerpať do druhého autoklávu, naplneného novo spracovávaným textilným substrátom. Tiež je použitá cirkulácia nadkritickej tekutiny cez jeden alebo viac v sérii zapojených autoklávov. Nevýhodou je, že pri aplikácii pre zošľachťovanie textilu vo veľkom je potrebné množstvo autoklávov a zložitý potrubný prepojovací systém.
Podstata vynálezu
Aby sa v úvode opísaným spôsobom, hlavne spôsobom opísaným vo zverejnených patentových prihláškach DE-OS 39 04 515, DE-OS 40 04 111, DE-OS 39 04 513, DE-OS 39 06 724, DE-OS 39 06 737, DE-OS 42 00 352 a DE-OS 43 44 021, ktoré patria k obsahu tejto prihlášky, vytvorili lepšie podmienky pre prevádzkové použitie, vo veľkom, ktoré doposiaľ nebolo známe, je podľa vynálezu navrhnuté, aby sa spracovanie textilných substrátov nadkritickou tekutinou uskutočňovalo za pracovných teplôt, ktorých hodnoty sú funkciou doby spracovania.
Spôsob farbenia textilných substrátov, hlavne pri justáži vo forme cievok priadze alebo navinutých pásov tovarov, nadkritickou tekutinou, pričom nadkritická tekutina prechádza touto justážou a/alebo prichádza k tejto justáži v podstate kolmo k osi cievky alebo zvitku, spočíva teda podľa vynálezu v tom, že tekutina je vedená v okruhu a je v sýtiacom zariadení priebežne sýtená farbivom, pričom teplota spracovania nadobúda v priebehu spracovania klesaním alebo zvyšovaním rôzne hodnoty.
Pri spracovaní textilných substrátov nadkritickou tekutinou môžu byť sledované rôzne ciele. V dokumente DE-OS 39 06 724 sa napríklad uvádza, že pri farbení sa v nadkritickej tekutine rozpustí disperzné farbivo a z takto vzniknutého kúpeľa sa toto farbivo natiahne na substrát tak, že kúpeľ a substrát sa privedú do vzájomného kontaktu. Tento kontakt nastáva v autokláve, v ktorom sa kúpeľ nachádza v podstate bez pohybu. Doba spracovania na zafarbenie vzorky tkaniny trvá 10 minút.
Pri farbení vzorky tkaniny spôsobom podľa vynálezu kúpeľ cez vzorku prúdi. Kúpeľ sa na tento účel preháňa okruhom. Kúpeľ prúdi cez vzorku tkaniny a vystupuje z autoklávu, použitého na spracovanie. Predtým ako je kúpeľ znovu zavedený do autoklávu, prechádza v sýtiacom zariadení násypom disperzného farbiva vo forme prášku. Kúpeľ je teda, keď znovu prúdi cez vzorku tkaniny, plne nasýtený disperzným farbivom.
Pri spôsobe podľa vynálezu teda teraz v priebehu doby spracovania, počas ktorej kúpeľ priebežne cirkuluje, nadobúda teplota spracovania, to jest teplota kúpeľa prúdiaceho cez vzorku tkaniny, rôzne hodnoty. Teplota cirkulujúceho kúpeľa môže byť buď zvyšovaná alebo znižovaná. Kúpeľu sa za tým účelom v tepelnom výmenníku teplo dodáva alebo odoberá. Ak sa pri spracovaní textilného substrátu napríklad nanáša disperzné farbivo, potom sa kúpeľu teplo dodáva a teplota spracovania nadobúda vyššie hodnoty. Pri farbení podľa vynálezu sa teplo kúpeľu dodá výhodne pred jeho nasýtením disperzným farbivom. Kúpeľ vystupujúci z autoklávu, v ktorom sa uskutočňuje spracovanie, sa preto najskôr vedie cez tepelný výmenník a následne cez sýtiace zariadenie.
Pri použití nadkritickej tekutiny, v tomto prípade je to oxid uhličitý, môže so vzrastajúcou teplotou prejsť do roztoku viac disperzného farbiva. Zásluhou obehu kúpeľa podľa vynálezu, pri ktorom sa kúpeľ najskôr zahreje a potom sa sýti disperzným farbivom, pôsobí na vzorku tkaniny kúpeľ so stále sa zvyšujúcim nasýtením farbivom. Narastajúci rozdiel koncentrácii medzi farbivo prijímajúcim textilným substrátom a farbivo odovzdávajúcim kúpeľom ovplyvňuje pri farbení priaznivo kinetiku difúznych procesov. Doba spracovania sa v porovnaní s farbením za konštantnej teploty skráti.
Je prekvapujúce, že teplota spracovania sa pri farbení zásluhou regulácie teploty spracovania podľa vynálezu ďalej skracuje ešte iným prídavným javom. Nanášanie farbiva na povrch vlákien je endotermný proces. Kúpeľ, ktorý na textilný substrát pôsobí teplotou, ktorá sa v priebehu spracovania zvyšuje, obsahuje teda prebytok tepla, čím sa urýchli endotermné nanášanie farbiva.
Skrátenie doby spracovania spôsobom podľa vynálezu má ekonomický význam. V závode na zošľachťovanie textilu vo veľkom záleží prirodzene na tom, aby sa za smenú v autokláve zafarbil pokiaľ možno najvyšší počet cievok priadze. Autokláv sa prevádzkuje po dávkach. V autokláve prebehne pre každú dávku cyklus, ktorý pozostáva z na seba nadväzujúcich krokov naplnenia autoklávu textilným tovarom, napríklad cievkami priadze, naplnenia nadkritickou tekutinou až po dosiahnutie pracovného tlaku, spracovania cirkuláciou kúpeľa, vypustenia nadkritickej tekutiny a vyňatia textilného tovaru.
Keď sa použijú, ako je bežné, mechanizované plniace zariadenia, predstavuje doba spracovania prevažnú časť časovej dĺžky cyklu. Je zjavné, že v laboratórnych podmienkach zistená doba farbenia vzorky tkaniny 10 minút nemôže vyhovovať ekonomickým požiadavkám na priemyselné zošľachťovanie textilu vo veľkom.
Ak sa použije vo farbiarni priadze spôsob podľa vynálezu, sú bežné krížové cievky priadze s hmotnosťou tovaru 1 500 g rovnomerne zafarbené počas doby spracovania trvajúcej iba 60 minút.
Nadkritická tekutina pritom prúdi cez cievku smerom zvnútra von. Takto pretekaná hrúbka vrstvy substrátu je pritom približne tisíckrát väčšia než pri vzorke tkaniny. Pomerne veľké skrátenie doby spracovania v porovnaní so spracovaním nehybnou tekutinou za konštantnej teploty spracovania je pritom viditeľné na prvý pohľad.
Pri bežných na vode založených procesoch farbenia sa zafarbené cievky priadze musia sušiť v niekoľkých krokoch, to jest najskôr predbežne vysušiť odstredením a potom dosušiť vo vysokofrekvenčnej sušičke. Tieto operácie nie sú pri spôsobe podľa vynálezu potrebné, pretože zvyšný oxid uhličitý CO2 z cievky priadze unikne bez ďalšieho sám bez zvyšku a bez ohrozenia životného prostredia.
Pri spôsobe spracovania textilných substrátov, hlavne pri justáži vo forme cievok priadze alebo navinutých pásov tovarov, nadkritickou tekutinou, pričom nadkritická tekutina prechádza touto justážou a/alebo prichádza k tejto justáži v podstate kolmo k osi cievky alebo zvitku a teplota spracovania nadobúda v priebehu spracovania rôzne hodnoty, je výhodné, ak rôzne hodnoty teploty spracovania sú najmenej jednou funkciou doby spracovania.
Pri vyššie spomenutom farbení cievok priadze sa ukázalo, že teplota spracovania sa v priebehu doby spracovania musí zvyšovať lineárne, ak sa má v celom rozsahu telesa cievky dosiahnuť rovnomerné rozloženie farby za krátku dobu spracovania.
Koeficient nárastu teploty môže nadobudnúť hodnoty 0,5 °C/min až 2 °C/min. Dobu spracovania však nie je možné skrátiť vysokými koeficientmi nárastu teploty lubovolne, pretože skracovanie je limitované obmedzenou tepelnou vodivosťou textilného substrátu. Pokiaľ je teplotný gradient v textilnom substráte príliš strmý, dôjde k odfarbeniu tohoto textilného substrátu
Aby sa tento nežiaduci mechanizmus kompenzoval, zadá sa po uplynutí prvej tretiny doby spracovania menší koeficient nárastu teploty ako v prvej tretine doby spracovania. V priebehu prvej tretiny doby spracovania sa teda nárast teploty udržuje najmenej na 1 °C/min, potom sa však spracovanie až do konca uskutočňuje s prírastkom iba 0,5 °C/min.
V ďalšej možnosti spôsobu spracovania textilných substrátov, hlavne pri justáži vo forme cievok priadze alebo navinutých pásov tovarov, nadkritickou tekutinou, pričom nadkritická tekutina prechádza touto justážou a/alebo prichádza k tejto justáži v podstate kolmo k osi cievky alebo zvitku a teplota spracovania nadobúda v priebehu spracovania rôzne hodnoty, je použité riešenie spočívajúce v tom, že hodnoty teploty spracovania sú v priebehu doby spracovania najmenej dvoma funkciami tejto doby spracovania a nadkritická tekutina je v okamihu dosiahnutia účinnosti následnej funkcie inakšie kondiciovaná.
Tento variant spôsobu podľa vynálezu umožňuje jeho mimoriadne ekonomické prispôsobenie sa daným podmienkam priemyselného zošľachťovania textilu vo veľkom. Predbežné spracovanie textilných substrátov sa pritom uskutočňuje v režime prvej funkcie doby spracovania. Toto predbežné spracovanie môže byť zamerané na odstránenie šlícht alebo prípravkov, prípad7 ne na odstránenie nečistôt a tuku z ovčej vlny. Toto predbežné spracovanie je možné uskutočniť napríklad tak, ako je to opísané v dokumente DE-OS 40 04 111, malo by však samozrejme byť prispôsobené cirkulácii tekutiny podľa vynálezu. Ako čistiaca tekutina by sa mal použiť oxid uhličitý CO2.
Oxid uhličitý, ktorý po predbežnom spracovaní textilného substrátu obsahuje látky odstránené z tohto textilného substrátu, sa regeneruje v odlučovači. V tomto odlučovači sa oxid uhličitý nachádza v podkritickom stave a v plynnej forme. Látky v ňom obsiahnuté sa oddelia a mechanicky sa z tohoto oxidu uhličitého odstránia. Takto regenerovaný oxid uhličitý sa zavádza späť do predbežného spracovania. Predbežné spracovanie prebieha zásluhou recirkulácie oxidu uhličitého prakticky bez strát pracej tekutiny. Na konci doby predbežného spracovania sa v spracovaní pokračuje v režime nasledujúcej funkcie. Táto nasledujúca funkcia napríklad predpokladá, že textilný substrát sa má vo zvyšnej dobe spracovania farbiť pri teplote zvyšujúcej sa lineárne z 90 °C na 120°C.
Oxid uhličitý CO2, použitý predtým ako pracia tekutina, pretože je stále medziuložený v regenerovanej forme, to jest zbavený nečistôt, môže byť použitý znovu v režime nasledujúcej funkcie, samozrejme inakšie kondiciovaný. Toto odlišné kondiciovanie sa teraz uskutoční podľa vynálezu tak, že nadkritický oxid uhličitý sa nasýti farbivom a v tomto stave sa použije na farbenie. Pracovná tekutina sa výhodne vedie v okruhu, aby sa kondiciovanie pred každým novým pracovným priechodom upravilo na pôvodne nastavenú úroveň. Farbivo prechádza pri farbení z nadkritického kúpeľa na farbený textilný substrát. Tým sa kúpeľ ochudobňuje. Tekutina ochudobnená takto o farbivo sa preto opäť nasycuje čerstvým farbivom.
Toto sa podľa vynálezu uskutočňuje tak, že tekutina je neustále vedená v okruhu a nasycuje sa trvalým kontaktom s práškovým farbivom. Takto sa v priebehu režimu nasledujúcej funkcie neustále udržuje pôvodná úroveň kondiciovania.
Spôsob podľa vynálezu sa výhodne použije pre také aplikácie, pri ktorých spracovávaný textilný substrát pozostáva zo syntetických vlákien a/alebo zmesí rôznych syntetických vlákien a/alebo zmesí syntetických vlákien s prírodnými vláknami.
Také syntetická vlákna sa vyrábajú napríklad z polyesteru, polyamidu, polyimidu, polypropylénu, polyetylénu alebo podobne. Z prírodných vlákien je vhodný hodváb, bavlna, vlna, ľan a podobne.
Ako nadkritické tekutiny sa pri spôsobe podľa vynálezu môžu použiť rôzne látky. Vhodné sú napríklad alkány, hlavne etán, propán alebo pentán, amoniak, oxid uhličitý, oxid uhoľnatý a oxid dusný, ktoré sa môžu použiť buď samostatne alebo v zmesi.
Aby sa zlepšili vlastnosti nadkritickej tekutiny, napríklad zvýšila jej polárnosť, môžu sa prídavné primiešať polárne látky. Do úvahy prichádzajú ako moderátor medzi inými napríklad voda, alkohol a/alebo soli. Je výhodné použiť ako nadkritickú tekutinu oxid uhličitý, pretože je nehorľavý a môže sa tiež bez zvláštnych bezpečnostných opatrení vypúšťať do okolitej atmosféry·
Predmetom vynálezu je tiež zariadenie slúžiace na realizáciu opísaného spôsobu farbenia textilných substrátov, ktoré pozostáva z
- najmenej jedného farbiaceho autoklávu na uloženie textilného substrátu,
- najmenej jedného sýtiaceho zariadenia na sýtenie tekutiny účinnou látkou,
- najmenej jedného odlučovača,
- tepelného výmenníka s priradeným ohrievacím a chladiacim zariadením,
- kondenzátora s priradeným chladiacim zariadením a zásobníkom zaradeným za kondenzátorom,
- čerpadla, spojených potrubiami a armatúrami tak, že tekutina môže byť v okruhu vedená cez farbiaci autokláv, čerpadlo, tepelný výmenník a sýtiace zariadenie alebo cez farbiaci autokláv, odľahčovací ventil, kondenzátor a zásobník, ktoré sa podľa vynálezu vyznačuje tým, že v priebehu doby spracovania textilného substrátu sú regulátorom procesu nastavované v obiehajúcej tekutine premenné, to jest klesajúce alebo stúpajúce hodnoty teploty spracovania.
Regulátor procesu je obvykle zostrojený mikroprocesorovou technikou a je prostredníctvom zosilovacej jednotky prepojený so snímačmi a akčnými členmi, ktoré snímajú parametre procesu, prípadne tieto parametre ovplyvňujú.
Pri použití v súčasnosti dostupnej regulačnej techniky je možné, aby proces prebiehal do značnej miery automaticky. Súčasná regulačná technika okrem toho umožňuje, aby sa proces naviazal na automatizované výrobné procesy závodu na zošľachťovanie textilu.
Vlastný farbiaci autokláv obsahuje zariadenie na vedenie tekutiny cez cievky priadze, ktoré vedie tekutinu zvnútra cez dierované jadro cievky von do vinutia cievky. Autokláv je pod9 ľa potreby zostrojený tak, aby sa do neho mohli vložiť stĺpce cievok priadze alebo plochý tovar navinutý na stromčeku.
Stĺpce cievok s pružnými jadrami sa môžu spracovávať v stiahnutom stave. Medzi konce jadier jednotlivých cievok v stĺpci sa vložia tesnenia, ktoré pri stiahnutých stĺpcoch zabránia skratovému prúdeniu tekutiny okolo vinutia z vonkajšej strany.
Farbiaci autokláv je vybavený mechanizovaným uzatváracím vekom. Až do vnútorného priemeru autoklávu približne jedného metra sú priemyselne k dispozícii svorkové rýchlouzávery vo vysokotlakovom prevedení pre 300 bar až 700 bar. Pre väčšie priemery sa používajú mechanizované segmentové prstencové uzávery. Tieto sú tiež vhodné pre všetky pracovné tlaky, ktoré tu prichádzajú do úvahy.
Nadkritické tekutiny sú dopravované piestovými a rotačnými čerpadlami, ktoré sú konštruované špeciálne pre tento účel. Pri tu opísanom spôsobe sa používa rotačné čerpadlo, ak sa napríklad má súčasne spracovávať viac dlhých stĺpcov cievok.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Podstata vynálezu je ďalej objasnená na neobmedzujúcom príklade jeho realizácie, ktorý je opísaný na základe pripojeného výkresu, ktorý znázorňuje blokovú schému zariadenia a procesu podľa vynálezu.
Spôsobom podľa vynálezu sa spracovávajú farbením textilné substráty, ako napríklad vlákna, priadze, plošné útvary, rúna, vrstvy náhodne uložených vlákien alebo podobne. Farbí sa napríklad tak, že farbivo sa rovnomerne nanáša na tieto textilné substráty a tieto sa rovnomerne farbia. Tento proces sa môže realizovať tiež tak, že odpadne predpieranie vo vode za účelom odstránenia spriadacích prípravkov, cievkových olejov a iných hydrofóbnych látok, ktoré prekážajú pri farbení nadkritickými tekutinami.
Spôsob podľa vynálezu slúži v podstate na farbenie syntetických vlákien a ich zmesí navzájom a s prírodnými vláknami. Na realizáciu spôsobu sa ako nadkritické tekutiny použijú alkány, hlavne etán, propán alebo pentán, amoniak, oxid uhličitý, oxid uhoľnatý a oxid dusný vždy samostatne alebo v zmesi. K nadkritickej tekutine sa prídavné ako moderátor môžu primiešať polárne látky, napríklad voda, alkohol a/alebo soli.
Farbená priadza vo forme krížových cievok 16 sa vloží do farbiaceho autoklávu 1. Farbivo H, ktorého množstvo tvorí približne 0,5 % hmotnosti vloženého tovaai, sa ukladá do koša 14 zásobníka farby sýtiaceho zariadenia 4.
Za účelom extraktívneho čistenia, ktoré sa uskutočňuje za tlaku 280 bar pri 120 °C, sa do farbiaceho autoklávu 1 zavádza oxid uhličitý CO2, a to zo zásobníka 7 čerpadlom 2 cez tepelný výmenník 3. Tento oxid uhličitý prechádza krížovými cievkami 16 z priadzí smerom zvnútra von. Sýtiace zariadenie 4 pritom nie je zapojené, oxid uhličitý ho obchádza ventilom 30. Nečistoty nachádzajúce sa na priadzi, ako sú spriadacie prípravky a cievkové oleje, sa v oxide uhličitom rozpúšťajú a sú cez odľahčovací ventil 15, ktorý slúži na reguláciu tlaku, odvádzané do odlučovača
5. Po poklese tlaku sa nečistoty v odlučovači 5 odlučujú od plynného oxidu uhličitého, ktorý sa tam nachádza v podkritickom stave, a sú tam zhromažďované. Regenerovaný oxid uhličitý prúdi späť do zásobníka 7.
Pri farbení, ktoré nadväzuje na fázu čistenia, je oxid uhličitý vháňaný do farbiaceho autoklávu i čerpadlom 2 cez tepelný výmenník 3 a sýtiace zariadenie 4, v ktorom sa v oxide uhličitom rozpúšťa farbivo 11
Prebieha farbenie priadze vo farbiacom autokláve 1, pričom oxid uhličitý z farbiaceho autoklávu i je čerpadlom 2 zavádzaný v okruhu späť do tohoto farbiaceho autoklávu J. Farbenie sa uskutočňuje pod tlakom udržovaným na konštantnej hodnote 280 barov a za zvyšujúcej sa pracovnej teploty, ktorá počas doby spracovania priadze lineárne stúpa z 90 °C na 120 °C.
Počas spracovania priadze je oxid uhličitý trvalo vedený cez sýtiace zariadenie 4. Oxid uhličitý je takto i pri rastúcej teplote sýtený farbivom 11. ktoré z koša 14 zásobníka farby prechádza do roztoku v oxide uhličitom. Pretože v tomto koši Γ4 zásobníka farby je uložené podstatne väčšie množstvo farbiva H, než je potrebné na rovnomerné zafarbenie priadze na krížových cievkach 16. je oxid uhličitý za sýtiacim zariadením 4 vždy plne nasýtený farbivom 11. Po procese trvajúcom jednu hodinu je priadza rovnomerne zafarbená a vyberie sa z farbiaceho autoklávu I. Krížové cievky _[6 s priadzou sú suché a môžu sa expedovať.
II
Na výkrese sú znázornené výlučne hlavné funkcie regulácie procesu podľa vynálezu. Regulátor 10 procesu meria pomocou snímača 50 teploty aktuálnu pracovnú teplotu vo farbiacom autokláve I.
Pri odchýlke od požadovanej hodnoty je regulátorom 10 procesu aktivované ohrievacie a chladiace zariadenie 8 a odchýlka je zregulovaná. Požadované hodnoty sú v regulátore 10 procesu nastavené podľa vopred zadaných a programovo uložených časových funkcií. Regulátorom 10 procesu sú automaticky ovládané aj iné parametre, napríklad tlak, pre prehľadnosť to však nie je na výkrese znázornené. Ďalšie znaky spôsobu a zariadenia podľa vynálezu sú zrejmé z nasledujúceho zoznamu vzťahových značiek.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKY //
1. Spôsob farbenia textilných substrátov, hlavne pri justáži vo forme cievok priadze alebo navinutých pásov tovarov, nadkritickou tekutinou, pričom nadkritická tekutina prechádza touto justážou a/alebo prichádza k tejto justáži v podstate kolmo k osi cievky alebo zvitku, vyznačujúci sa tým, že tekutina je vedená v okruhu a je v sýtiacom zariadení (4) priebežne sýtená farbivom (11), pričom teplota spracovania nadobúda v priebehu spracovania klesaním alebo zvyšovaním rôzne hodnoty.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že rôzne hodnoty teploty spracovania sú najmenej jednou funkciou doby spracovania.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hodnoty teploty spracovania sú v priebehu doby spracovania najmenej dvoma funkciami tejto doby spracovania a nadkritická tekutina je v momente dosiahnutia účinnosti následnej funkcie inak kondiciovaná.
4. Zariadenie na uskutočňovanie spôsobu farbenia textilných substrátov podľa nároku 1, ktoré pozostáva z
- najmenej jedného farbiaceho autoklávu (1) na uloženie textilného substrátu,
- najmenej jedného sýtiaceho zariadenia (4) na sýtenie tekutiny účinnou látkou (11),
- najmenej jedného odlučovača (5),
- tepelného výmenníka (3) s priradeným ohrievacím a chladiacim zariadením (8),
- kondenzátora (6) s priradeným chladiacim zariadením (9) a zásobníkom (7) zaradeným za kondenzátorom (6),
- čerpadla (2), spojených potrubiami a armatúrami tak, že tekutina môže byť v okruhu vedená cez farbiaci autokláv (1), čerpadlo (2), tepelný výmenník (3) a sýtiace zariadenie (4) alebo cez farbiaci autokláv (1), odľahčovací ventil (15), kondenzátor (6) a zásobník (7), vyznačujúce sa t ý m, že v priebehu doby spracovania textilného substrátu sú regulátorom (10) procesu nastavované v obiehajúcej tekutine premenné, to jest klesajúce alebo stúpajúce hodnoty teploty spracovania.
SK444-98A 1995-10-16 1996-07-11 Spôsob a zariadenie na farbenie textilných substrátov nadkritickou tekutinou SK284762B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19538479 1995-10-16
PCT/EP1996/003031 WO1997014838A1 (de) 1995-10-16 1996-07-11 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von textilen substraten mit überkritischem fluid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK44498A3 true SK44498A3 (en) 1998-11-04
SK284762B6 SK284762B6 (sk) 2005-11-03

Family

ID=7774979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK444-98A SK284762B6 (sk) 1995-10-16 1996-07-11 Spôsob a zariadenie na farbenie textilných substrátov nadkritickou tekutinou

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5953780A (sk)
EP (1) EP0856075B1 (sk)
JP (1) JP3954103B2 (sk)
KR (1) KR19990064282A (sk)
CN (1) CN1059003C (sk)
AT (1) ATE183560T1 (sk)
CZ (1) CZ287481B6 (sk)
DE (1) DE59602819D1 (sk)
ES (1) ES2135246T3 (sk)
MX (1) MX9802969A (sk)
PL (1) PL181383B1 (sk)
SK (1) SK284762B6 (sk)
TR (1) TR199800667T1 (sk)
UA (1) UA51670C2 (sk)
WO (1) WO1997014838A1 (sk)
ZA (1) ZA968680B (sk)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE241722T1 (de) * 1996-12-04 2003-06-15 Amann & Soehne Verfahren zum färben von textilen substraten
US5938794A (en) * 1996-12-04 1999-08-17 Amann & Sohne Gmbh & Co. Method for the dyeing of yarn from a supercritical fluid
US6048369A (en) * 1998-06-03 2000-04-11 North Carolina State University Method of dyeing hydrophobic textile fibers with colorant materials in supercritical fluid carbon dioxide
US7044143B2 (en) * 1999-05-14 2006-05-16 Micell Technologies, Inc. Detergent injection systems and methods for carbon dioxide microelectronic substrate processing systems
US6148645A (en) 1999-05-14 2000-11-21 Micell Technologies, Inc. Detergent injection systems for carbon dioxide cleaning apparatus
DE19928405A1 (de) * 1999-06-22 2000-12-28 Amann & Soehne Verfahren zum Färben eines textilen Substrates in mindestens einem überkritischen Fluid sowie Färbevorrichtung
US6261326B1 (en) * 2000-01-13 2001-07-17 North Carolina State University Method for introducing dyes and other chemicals into a textile treatment system
NL1014395C2 (nl) * 2000-02-16 2001-08-20 Stork Brabant Bv Werkwijze voor het verven van textielmaterialen in een superkritisch flu´dum.
JP2001303456A (ja) * 2000-02-16 2001-10-31 Du Pont Toray Co Ltd アラミド繊維の表面処理方法および表面処理繊維
US6676710B2 (en) 2000-10-18 2004-01-13 North Carolina State University Process for treating textile substrates
US6517589B1 (en) * 2000-11-14 2003-02-11 China Textile Institute Manufacturing method of coloring and lustering substance
JP2002201575A (ja) * 2000-12-27 2002-07-19 Okayama Prefecture セルロース系繊維の染色方法
CN100450573C (zh) * 2003-11-19 2009-01-14 Scf科技公司 在稠密流体处理中控制温度、压力和密度剖面的方法和工艺
DE102004013338A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-06 Uhde High Pressure Technologies Gmbh Verfahren zur Suspendierung und Einspeisung von Feststoffen in einen Hochdruckprozeß
JP4615887B2 (ja) * 2004-04-08 2011-01-19 財団法人かがわ産業支援財団 繊維構造物の製造方法。
DE102005045501A1 (de) * 2005-09-23 2007-03-29 Braun Gmbh Verfahren zum Einfärben von Zahnbürstenfilamenten
CN100513670C (zh) * 2006-10-27 2009-07-15 美晨集团股份有限公司 超临界二氧化碳染色连续化生产装置及连续化染色方法
ITVI20060332A1 (it) * 2006-11-13 2008-05-14 Roberto Franchetti Procedimento, per il trattamento con ammoniaca liquida o soluzioni ammoniacali di tessuti, non tessuti, maglieria, filati, tops o tow a base di fibre cellulosiche, animali, artificiali sintetiche e relative miste.
ES2304213B1 (es) * 2007-03-01 2009-10-20 Consejo Superior De Investigaciones Cientificas Procedimiento para la extraccion de los lipidos internos de la lana con fluidos supercriticos.
CN100543223C (zh) * 2007-03-12 2009-09-23 美晨集团股份有限公司 采用超临界流体进行连续化染色的生产系统及其生产工艺
CN100467701C (zh) * 2007-06-25 2009-03-11 山东大学 超临界流体连续染纱器
CN101824716B (zh) * 2010-04-29 2012-04-25 苏州大学 一种用超临界二氧化碳流体对织物染色的装置及方法
CN103339316B (zh) 2011-02-02 2015-11-25 Ykk株式会社 清洗方法和清洗装置
US9644299B2 (en) 2012-03-05 2017-05-09 Cleanlogic Llc Clothes treating apparatus and method
CN102828371A (zh) * 2012-07-17 2012-12-19 大连工业大学 一种多元一体化超临界二氧化碳染色设备
EA030446B1 (ru) 2012-11-01 2018-08-31 Спектра Систем Корпорейшн Очистка сверхкритической жидкостью банкнот и защищенных документов
US8932409B2 (en) 2012-11-01 2015-01-13 Spectra Systems Corporation Supercritical fluid cleaning of banknotes and secure documents
US9676009B2 (en) 2012-11-01 2017-06-13 Specrra Systems Corporation Supercritical fluid cleaning of banknotes and secure documents
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
CN105040326B (zh) * 2015-07-14 2017-06-27 大连工业大学 超临界二氧化碳尿素纽扣染色釜及其染色工艺
CN105040327B (zh) * 2015-07-14 2017-05-03 大连工业大学 超临界二氧化碳尼龙纽扣染色釜及其染色工艺
CN105040328B (zh) * 2015-07-14 2017-05-10 大连工业大学 超临界二氧化碳果实纽扣染色釜及其染色工艺
CN105926220B (zh) * 2016-05-27 2018-05-04 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界流体无水染整的打样染杯
CN105926210B (zh) * 2016-05-27 2018-07-13 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界流体无水染整的一种移动式染杯
CN105937109B (zh) * 2016-05-30 2018-03-30 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界流体无水染色机的多管路定量介质罐充系统
CN105937113B (zh) * 2016-05-30 2018-03-30 南通纺织丝绸产业技术研究院 一种超临界流体无水染色机的分离回收及自清洗系统
CN106087379B (zh) * 2016-06-06 2017-12-29 盐城工学院 一种聚酰亚胺织物的无水染色方法
CN106835558B (zh) * 2016-11-21 2019-08-16 大连工业大学 一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备
CN106757915B (zh) * 2016-12-02 2019-03-26 青岛即发集团股份有限公司 一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品
CN107034691A (zh) * 2016-12-02 2017-08-11 江苏新瑞贝科技股份有限公司 一种合成纤维无水气态染色技术工艺
US10550513B2 (en) 2017-06-22 2020-02-04 Hbi Branded Apparel Enterprises, Llc Fabric treatment compositions and methods
CN108103589A (zh) * 2018-01-24 2018-06-01 辽宁轻工职业学院 一种罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳脱胶及抗菌整理系统
CN108823866A (zh) * 2018-07-13 2018-11-16 青岛即发集团股份有限公司 一种超临界染色用染色釜及染色设备
CN109235073A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 青岛亿天环保科技有限公司 一种聚酰亚胺纤维的阳离子染料染色方法
CN110565415A (zh) * 2019-10-11 2019-12-13 上海复璐帝流体技术有限公司 一种超临界二氧化碳印染工艺及其印染系统
CN115182161A (zh) * 2022-07-08 2022-10-14 浙江英玛特生物科技有限公司 采用scf技术将羟基酸酯低聚物固着在纤维表面的方法及抗菌抗病毒产品

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2225350A (en) * 1938-06-24 1940-12-17 Gaston County Dyeing Mach Automatic dyeing machine
US3751946A (en) * 1971-02-01 1973-08-14 Dixie Yarns Pressure relief system for dyeing apparatus
US3864947A (en) * 1971-04-03 1975-02-11 Coats Ltd J & P Apparatus for producing dyed and cleaned material
DE2229712A1 (de) * 1971-06-21 1972-12-28 Mortensen, Peder, Hilleroed (Dänemark) Färbeapparat
CH533073A4 (sk) * 1973-04-13 1975-10-31
DE2456250C3 (de) * 1974-11-28 1984-03-22 Then Maschinen- und Apparatebau GmbH, 7170 Schwäbisch Hall Verfahren und Vorrichtung zum Färben von in einem Färbekessel im Pack- oder Aufstecksystem angeordnetem garn- oder faserförmigem Textilgut
JPS628547B2 (sk) * 1979-07-11 1987-02-23 Kareru Shisutemu Ag
DE59204395D1 (de) * 1991-05-17 1996-01-04 Ciba Geigy Ag Verfahren zum Färben von hydrophobem Textilmaterial mit Dispersionsfarbstoffen aus überkritischem CO2.
DE4206956A1 (de) * 1992-03-05 1993-09-09 Jasper Gmbh & Co Josef Vorrichtung zur behandlung von textilen substraten
DE4344021B4 (de) * 1993-12-23 2006-06-29 Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West E.V. Färbung von beschlichteten textilen Flächengebilden aus Synthesefasermaterial in überkritischem Medien

Also Published As

Publication number Publication date
CN1059003C (zh) 2000-11-29
CZ87498A3 (cs) 1998-07-15
SK284762B6 (sk) 2005-11-03
PL326156A1 (en) 1998-08-31
MX9802969A (es) 1998-11-30
CN1200153A (zh) 1998-11-25
TR199800667T1 (xx) 1998-06-22
JP2000500192A (ja) 2000-01-11
EP0856075A1 (de) 1998-08-05
ES2135246T3 (es) 1999-10-16
JP3954103B2 (ja) 2007-08-08
ATE183560T1 (de) 1999-09-15
WO1997014838A1 (de) 1997-04-24
US5953780A (en) 1999-09-21
KR19990064282A (ko) 1999-07-26
CZ287481B6 (en) 2000-12-13
EP0856075B1 (de) 1999-08-18
PL181383B1 (pl) 2001-07-31
UA51670C2 (uk) 2002-12-16
ZA968680B (en) 1998-04-15
DE59602819D1 (de) 1999-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK44498A3 (en) Process and device for treating textile substrates with supercritical fluid
KR102071053B1 (ko) 초임계 유체 재료 마감 처리
DE19813593C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von strangförmigem Textilgut
KR102069255B1 (ko) 초임계 유체 롤형 또는 스풀 재료의 마감 처리
KR102161725B1 (ko) 초임계 유체 재료 정련
US10309048B2 (en) Method of chemical treatment for fibers
CN1276139C (zh) 离心式纱线染色方法和设备
EP0079213B1 (en) Continuous yarn dyeing
US4032292A (en) Method and apparatus for bleaching and related processing of greige cloth
SU576057A3 (ru) Способ крашени текстильных материалов из полиэфирных или триацетатных волокон
CA1144309A (en) Continuous method for bleaching with peroxide
EP0489191B1 (en) Method for continuous mercerising, and apparatus that employs such method
CA2234712C (en) Process and device for treating textile substrates with supercritical fluid
EP0962575B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Veredeln von Textilgut
EP0632155A1 (en) Method for continuous mercerization of polyester fibres and relative apparatus
PL144116B1 (en) Method of dyeing of flat goods made of cellulose yarns
JPS6021968A (ja) 布帛の前処理加工方法
JP2001522419A (ja) 移動するフィラメントのための連続均一染色プロセスおよびこのプロセスを実行するための設備
CS249706B1 (cs) Způsob barvení česanců a konvertorových pramenů
DE3528153A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum durchlaufbehandeln von faserstraengen
DE102008017430A1 (de) Verfahren zur Vorbehandlung eines textilen Substrates sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens
GB2141148A (en) Continuous treatment of cloth