TWI666358B - 加工目標材料的方法 - Google Patents

加工目標材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI666358B
TWI666358B TW107137647A TW107137647A TWI666358B TW I666358 B TWI666358 B TW I666358B TW 107137647 A TW107137647 A TW 107137647A TW 107137647 A TW107137647 A TW 107137647A TW I666358 B TWI666358 B TW I666358B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbon dioxide
pressure
supercritical fluid
temperature
dye
Prior art date
Application number
TW107137647A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201907073A (zh
Inventor
W. 凱利梅特
A. 蒙特羅傑羅多
P. 刊查伽阿南德
魯納特 潘馬蹄阿潘卡
Original Assignee
荷蘭商耐克創新有限合夥公司
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 荷蘭商耐克創新有限合夥公司 filed Critical 荷蘭商耐克創新有限合夥公司
Publication of TW201907073A publication Critical patent/TW201907073A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI666358B publication Critical patent/TWI666358B/zh

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/73—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof
    • D06M11/76—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof with carbon oxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B19/00—Treatment of textile materials by liquids, gases or vapours, not provided for in groups D06B1/00 - D06B17/00
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
    • D06L1/00—Dry-cleaning or washing fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods
    • 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
    • D06P5/00—Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/20—Physical treatments affecting dyeing, e.g. ultrasonic or electric
    • D06P5/2044—Textile treatments at a pression higher than 1 atm
    • D06P5/2055—Textile treatments at a pression higher than 1 atm during dyeing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B23/00—Component parts, details, or accessories of apparatus or machines, specially adapted for the treating of textile materials, not restricted to a particular kind of apparatus, provided for in groups D06B1/00 - D06B21/00
    • D06B23/04—Carriers or supports for textile materials to be treated
    • D06B23/042—Perforated supports
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B5/00—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating
    • D06B5/12—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length
    • D06B5/16—Forcing 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B5/00—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating
    • D06B5/12—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length
    • D06B5/22—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length through fabrics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Coloring (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

使用超臨界流體（SCF）來精練目標材料以自所述目標材料移除例如寡聚物及油等精練元素。將二氧化碳（CO2 ）引入亦包含待精練的目標材料的壓力容器內。使二氧化碳的溫度及壓力上升至超臨界流體狀態。使二氧化碳在壓力容器內再循環以精練目標材料。進行二氧化碳的交換以容許自二氧化碳移除被精練元素且因此自容器內移除被精練元素。調整例如溫度、壓力、時間、內部流動速率、及二氧化碳交換等操作變數，以達成對目標材料的精練。

Description

加工目標材料的方法
本發明是有關於以超臨界流體對例如織物及/或紗線等材料進行精練及清潔。
傳統的對材料的精練依靠大量的水進行，此可不利於淡水供應且亦可導致不期望的化學品進入廢水流。精練製程可包括：展開材料並在例如鹼性溶液等pH溶液中洗滌材料，以移除在未來處理中可對材料產生不利影響的寡聚物及油。在以水為主的傳統精練之後，可對材料進行乾燥並重新纏繞以用於後續處理。這些步驟皆消耗時間及資源。此外，在對材料進行後續加工操作之前，所述材料可能會被儲存一段不確定的時間。在此等待時間期間，異物可能會沈積於材料上，因而使先前所執行的某些精練徒勞。
本發明的方法是有關於以超臨界流體二氧化碳環境中的材料精練目標材料。以不同順序操縱製程的變數以達成對目標材料的更高效清潔。所述變數包括時間、壓力、熱量、內部流動速率、及壓力容器內的二氧化碳轉移。在態樣中，在外部幫浦交換並過濾二氧化碳的同時，當壓力自運作壓力減低至過渡壓力時維持溫度及流動速率高於臨限值。對變數操縱進行排序容許達成高效的精練製程，所述精練製程在某些態樣中亦可轉換成實質上連續的染色製程。
本發明的方法是有關於在超臨界流體（supercritical fluid， SCF）二氧化碳（carbon dioxide，CO2 ）環境中精練目標材料。以不同順序操縱製程變數以達成對目標材料的高效精練。所述變數包括時間、壓力、熱量、壓力容器內的內部流動速率、及工作物質（例如，二氧化碳）的交換/過濾。
各態樣包括精練目標材料的方法。所述方法包括：將目標材料定位於壓力容器中以及將二氧化碳引入壓力容器內。所述方法更包括：將壓力容器的內部溫度升高至運作溫度以及將內部二氧化碳流動速率升高至非零速率。所述方法亦包括：將壓力容器內的壓力升高至運作壓力，使得二氧化碳在處於運作溫度及運作壓力時處於超臨界流體狀態。接著，使用超臨界流體二氧化碳自目標材料移除被精練元素。然後，在維持溫度高於臨限溫度的同時將壓力自運作壓力降低至過渡壓力。
在另一示例性態樣中，設想一種以超臨界流體精練及加工目標材料的方法。所述方法包括：將目標材料定位於壓力容器中以及在壓力容器中起始精練製程的加壓循環。繼續進行所述方法，以在壓力容器中起始精練製程的精練循環。在某些態樣中，所述精練循環可具有獨立的沖洗循環或一體式沖洗循環。所述方法亦包括：在壓力容器中起始精練製程的減壓循環。繼續進行所述方法，以將加工材料引入壓力容器內並在壓力容器中起始染色製程的加壓循環。所述方法亦包括：在壓力容器中起始染色製程的染色循環以及在壓力容器中起始染色製程的減壓循環。
以下揭露內容提供關於目標材料的染色/加工以及精練目標材料的細節。關於染色/加工所教示的概念被設想成在某些態樣中可適用於以超臨界流體精練目標材料的方法。
可用材料加工物來處置例如紡織物（即，織物、布）及/或捲繞材料（例如，紗線、線、細絲、繩、細繩、帶、及其他連續長度的材料）等材料以達成例如耐水性、耐磨性、透氣性、及/或表觀（例如，著色）等所需結果。舉例而言，可對材料染色以達成所需外觀。在示例性態樣中，染料是用於增添或改變例如紡織物等材料的顏色的物質。在另一態樣中，染料是材料加工物，例如耐久防水加工物（即，疏水性加工物）、耐火加工物、抗菌加工物、親水性加工物等。在再一些態樣中，染料不是織物加工物而是著色劑，且在其他態樣中，當明確如此指示時，染料是織物加工物而非著色劑。因此，本文所用的染料或染色製程並非僅限於顏色或著色製程。相反地，染料或染色包括材料加工物或加工目標材料的製程。亦被稱為染料物（dyestuff）的染料材料可為天然形成或合成形成的著色顆粒。傳統上，藉由水溶液而對材料一起施加染料與多種處理化學物質，所述水溶液可具有變化的酸性或鹼性（例如，pH）條件以增強及/或達成染色製程。然而，此傳統染色製程消耗大量的水並可能將來自所述染色製程的化學品排放至廢水流中。
超臨界流體（SCF）二氧化碳（CO2 ）是表現出氣體及液體兩種特性的二氧化碳流體狀態。超臨界流體二氧化碳具有類液體密度（liquid-like densities）及類氣體低黏度（gas-like low viscosities）以及擴散性質。超臨界流體的類液體密度容許超臨界流體二氧化碳溶解染料材料及化學物質以用於最終對材料染色。相較於傳統以水為主的製程，類氣體黏度及擴散性質可例如加快染色時間與加快染料材料的分散。圖9提供突顯二氧化碳的例如固相606、液相608、氣相610、及超臨界流體相612等各種相的二氧化碳的壓力604及溫度602的圖。如圖所示，二氧化碳在約304 凱氏度（degrees Kelvin）（即，87.53華氏度、30.85攝氏度）及73.87巴（即，72.9大氣壓（atm））處具有臨界點614。通常而言，在高於臨界點614的溫度及壓力處，二氧化碳為超臨界流體相。
儘管本文的實例具體指代超臨界流體二氧化碳，但設想可使用處於或接近超臨界流體相的其他或替代組成物。因此，儘管本文中將具體參照二氧化碳作為組成物，但設想本文的態樣可適用於替代組成物及用於達成超臨界流體相的適當臨界點值。
可使用可商購獲得的機器（例如由荷蘭的DyeCoo紡織物系統BV（DyeCoo Textile Systems BV of the Netherlands）提供的機器（DyeCoo））來達成超臨界流體二氧化碳在染色製程中的使用。實作於傳統系統中的製程包括：將旨在進行染色的未染色材料放置於能夠加壓及加熱的容器中以達成超臨界流體二氧化碳。在保持貯存器中維持整體上與紡織物無關聯的粉末式染料物（例如，散粉）。將染料物保持貯存器放置於具有未染色材料的容器中，使得所述染料物在對容器加壓之前不接觸未染色材料。舉例而言，保持貯存器使染料物與未染色材料物理地分開。對容器加壓並施加熱能以使二氧化碳進入超臨界流體（或接近超臨界流體）狀態，所述超臨界流體（或接近超臨界流體）狀態使得染料物溶於超臨界流體二氧化碳中。在傳統系統中，藉由超臨界流體二氧化碳將染料物自保持貯存器輸送至未染色材料。然後使染料物遍佈未染色材料擴散以對未染色材料染色，直至超臨界流體二氧化碳相終止。
本文中的態樣是有關於一種染料均衡的概念，所述染料均衡為一種控制在材料上產生的染料特性曲線(profile)的方式。舉例而言，若第一材料具有可被闡述為紅色著色的染料特性曲線且第二材料具有可被闡述成不存在著色（例如，漂白或白色）的染料特性曲線，則以超臨界流體二氧化碳進行均衡染色的概念產生所述兩種染料特性曲線之間所嘗試的均等化，使得形成第一染料特性曲線的至少一些染料物自第一材料轉移至第二材料。此製程的施加包括：使用在其上及/或其中包含有染料物的犧牲材料（例如，被染色的第一材料），所述犧牲材料用作載體以將具體染料物施加至旨在被所述犧牲材料的染料物染色的第二材料。舉例而言，在施加超臨界流體二氧化碳製程之後，第一材料與第二材料可分別具有彼此不同的所產生的染料特性曲線，同時亦具有與其相應初始染料特性曲線（例如，第一染料特性曲線及第二染料特性曲線）不同的染料特性曲線。此種真正均衡的缺乏可能是所期望的。在示例性態樣中，舉例而言，若第一材料為僅旨在作為染料載體的犧牲材料，則可執行所述製程直至第二材料達成所需染料特性曲線，而無論所產生的第一材料的染料特性曲線如何。
使用超臨界流體二氧化碳的染色製程的另一實例可被稱為加性染色製程（additive dyeing process）。有助於說明加性染色製程的實例包括具有表現出紅色著色的染料特性曲線的第一材料及具有表現出藍色著色的第二染料特性曲線的第二材料。超臨界流體二氧化碳有效地在第一材料及第二材料（及/或第三材料）上產生表現出紫色著色（例如，紅色+藍色=紫色）的染料特性曲線。
如前所述，設想當容許均衡染色製程充分進行時，第一材料及第二材料可達成共同的染料特性曲線。在其他態樣中，設想第一材料與第二材料產生彼此不同的染料特性曲線，但所產生的染料特性曲線亦不同於每一相應材料的初始染料特性曲線。此外，設想第一材料可為犧牲染料轉移材料，而第二材料為需要目標染料特性曲線的材料。因此，可執行超臨界流體二氧化碳染色製程直至第二材料達成所需染料特性曲線，而無論第一材料的所產生染料特性曲線如何。此外，在示例性態樣中，設想可將具有第一染料特性曲線（例如，紅色）的第一犧牲材料染料載體及具有第二染料特性曲線（例如，藍色）的第二犧牲染料載體放置於系統中，以在第三材料上產生所需染料特性曲線（例如，紫色）。應理解，可變動材料、染料特性曲線、及其他所設想變數（例如，時間、超臨界流體二氧化碳體積、溫度、壓力、材料組成、及材料類型）的任何組合及數目，以達成本文所設想的結果。
本文中的態樣設想使用超臨界流體二氧化碳對一或多種材料染色（例如，以材料加工物進行處置）。在本文的態樣中設想彼此結合使用的二或更多種材料的概念。此外，設想在系統中引入對並非旨在用於傳統後處理利用（例如，服裝製造、鞋製造、鋪地毯、室內裝飾）的具有一體染料物的一或多種材料的使用，所述一或多種材料可被稱為犧牲材料或染料載體。此外，設想可使用任何染料特性曲線。可彼此結合地使用染料特性曲線的任何組合，以在一或多種材料中達成任何所需染料特性曲線。在本文中將提供用於所揭露的方法及系統的其他特徵及製程變數。
在材料上達成所需染料特性曲線可受到多種因素的影響。舉例而言，若存在50公斤的第一材料（例如，捲繞或軋製材料）以及100公斤的第二材料，則當第二材料原始染料特性曲線不存在染料時，每重量的第一材料所產生的染料特性曲線可表達為第一染料特性曲線的原始顏色/強度/飽和度的1/3。作為另一選擇，在具有相同比例的材料但原始第二染料特性曲線具有與第一染料特性曲線相當的飽和度/強度且具有不同著色的情況下，第一染料特性曲線可表達為1/3X + 1/3Y，其中X為原始第一染料特性曲線且Y為原始第二染料特性曲線（即，第一材料的重量/所有材料的重量）。以第二材料來看，使用所述前面的兩個實例所產生的染料特性曲線對於第一實例而言可為(2/3X) / 2及對於第二實例而言可為(2/3 X + 2/3 Y) / 2（即，[第二材料的重量/所有材料的重量]*[第一材料的重量/第二材料的重量]）。前面的實例僅用於說明目的，乃因應設想多種其他因素亦為相關的，例如可由經驗值表示的每公斤碼數、材料組成、染色製程長度、溫度、壓力、時間、材料孔隙率、材料密度、材料的纏繞張力、及其他變數。然而，前述內容旨在提供對預期均衡染色製程的理解以補充本文所提供的態樣。因此，所提供的實例及值並非為限制性的而是僅為示例性的。
現在參照圖1，即根據本文的態樣繪示藉由超臨界流體二氧化碳而將染料100自第二材料102轉移至捲繞材料104的示例性說明圖。以超臨界流體二氧化碳引入至染色製程的材料可為任何材料，例如組成物（例如，棉花、羊毛、絲綢、聚酯、及/或耐綸）、基材（例如，織物及/或紗線）、產品（例如，鞋類及/或衣服）等。在示例性態樣中，第二材料102為具有第一染料特性曲線且由染料材料108構成的聚酯材料。染料特性曲線為可由顏色、強度、色調、染料物類型、及/或化學組成定義的染料特性或材料加工物(加工材料)特性。設想不存在大量染料物（例如沒有藉由染色方法或在上面施加的其他材料加工物的非自然著色）的材料亦具有闡述不存在染料的染料特性曲線。因此，無論與材料相關的著色、加工物、或染料如何，所有材料皆具有染料特性曲線。換言之，無論所執行（未執行）的顏色/材料加工製程如何，所有材料皆具有染料特性曲線。舉例而言，所有材料皆具有起始（starting）著色，而無論是否已對材料執行染色製程。
第二材料102具有第一表面120、第二表面122、及多種染料材料108。可為染料物的組成物/混合物的染料材料108出於論述目的而被繪示成粒狀構件；然而，染料材料108實際上可能在宏觀層面上無法與材料的下伏基材（underlying substrate）被個別地辨識出。此外，如將在下文所述，設想染料物可與所述材料成一體。一體染料物為以化學方式或物理方式與材料結合的染料物。一體染料物是相較於作為不以化學方式或物理方式與材料耦接的染料物的非一體染料物。非一體染料物的實例包括撒在及刷在材料的表面上使得以最小的機械作用力便能被移除的乾粉式染料物。
在圖1處，僅出於論述目的而將超臨界流體二氧化碳106繪示為箭頭。儘管在圖1中如此繪示，但實際上超臨界流體二氧化碳在宏觀層面上無法單獨被辨識出。此外，染料材料112及116被繪示成分別由超臨界流體二氧化碳110及118轉移，但如所指出，此說明圖僅用於論述目的而非實際的按比例縮放的表示。
參照圖1，將超臨界流體二氧化碳106引入至第二材料102。超臨界流體二氧化碳106的初始引入與染料材料無關（例如，沒有溶解於其中的染料物）。在示例性態樣中，超臨界流體二氧化碳106自第一表面120穿過第二材料102至第二表面122。當超臨界流體二氧化碳106穿過第二材料102時，第二材料102的染料材料108（例如，染料物）變得與超臨界流體二氧化碳有關（例如，溶解於其中），染料材料108被繪示成與超臨界流體二氧化碳110連接的染料材料112。第二材料102被繪示成具有第一染料特性曲線，所述第一染料特性曲線可由第二材料102的染料材料108造成。作為另一選擇，在示例性態樣中，設想超臨界流體二氧化碳的初始引入（或在任何時間）可將染料物自來源（例如，保持貯存器）輸送至第二材料102以加強第二材料的染料特性曲線，同時亦加強具有來自所述來源的染料物及第二材料102的捲繞材料104的染料特性曲線。
捲繞材料可為有效地用於編織、針織、編結、鉤編、縫紉、刺繡等中的連續的類紗線材料。捲繞材料的非限制性實例包括紗線、線、繩索、帶、細絲、及繩。設想捲繞材料可圍繞捲軸（例如，圓錐形或圓柱形）纏繞，抑或捲繞材料在沒有幫助形成所產生纏繞形狀的第二支撐結構的情況下可圍繞其自身纏繞。捲繞材料的性質可為有機的或合成的。捲繞材料可為多批個別材料或單批材料。
在圖1中，捲繞材料104具有第一表面124及第二表面126。捲繞材料亦被繪示成具有第二染料特性曲線以及染料材料114。在示例性態樣中，染料材料114可為由已穿過第二材料102的超臨界流體二氧化碳轉移的染料物，並且/或者染料材料114為與前一操作中的捲繞材料104有關的染料物。
因此，圖1繪示超臨界流體二氧化碳染色操作，在所述超臨界流體二氧化碳染色操作中，超臨界流體二氧化碳自第一表面120穿過第二材料102至第二表面122，同時轉移來自第二材料的染料物（例如，將染料物溶解於超臨界流體二氧化碳中），如由超臨界流體二氧化碳110輸送的染料材料112所示。捲繞材料104在第一表面124上接收超臨界流體二氧化碳（例如，110）。超臨界流體二氧化碳穿過捲繞材料104，同時容許染料材料（例如，114）對捲繞材料104染色。在示例性態樣中，對捲繞材料104染色的染料材料可為來自第二材料102的染料材料。更設想，對捲繞材料104染色的染料材料可為來自其他材料層或來源的染料材料。此外，超臨界流體二氧化碳（例如，超臨界流體二氧化碳118）可穿過捲繞材料104，同時隨其轉移染料材料（例如，116）。此染料材料116可與另一材料層及/或第二材料102層沈積於一起。應理解，此可為其中因超臨界流體二氧化碳重複穿過材料層而在不同材料層上達成染料材料的均衡的循環。最後，在示例性態樣中，設想染料材料108、112、114、及116可在不同材料中無法區分及/或產生無法區分的染料特性曲線。換言之，由於各種染料物中的每一者在超臨界流體內具有不同的溶解度，因此超臨界流體穿過各種材料的流動會帶走並沈積所述染料物，以產生在宏觀層面上的（例如，在人眼看來）染料物的均質摻和。此循環可繼續直至例如在二氧化碳自超臨界流體狀態發生狀態變化時超臨界流體被自循環過程移除。
圖1為示例性的，且旨在用作對製程的說明而未按比例繪示。因此，在示例性態樣中，應理解，實際上對於通常觀察者而言，在沒有特殊設備的情況下，染料物（即，染料材料）、材料、及超臨界流體二氧化碳可能在宏觀層面上反而是看似無法區分。
現在參照圖2，即根據本文的態樣繪示藉由超臨界流體二氧化碳將染料101自第一材料1102轉移至第二材料1104的示例性說明圖。被引入以超臨界流體二氧化碳進行均衡染色的材料可為任何材料，例如組成物（例如，棉花、羊毛、絲綢、聚酯、及/或耐綸）、基材（例如，織物及/或紗線）、產品（例如，鞋類及/或衣服）等。在示例性態樣中，第一材料1102為具有第一染料特性曲線且由染料材料1108構成的聚酯材料。第一材料1102具有第一表面1120、第二表面1122、及多種染料材料1108。可為染料物的組成物/混合物的染料材料1108出於論述目的而被繪示成粒狀構件；然而，實際上染料材料1108可能在宏觀層面上無法與材料的下伏基材被個別地辨識出。此外，如將在下文所述，設想染料物與材料成一體。一體染料物為以化學方式或物理方式與材料結合的染料物。一體染料物是相較於作為不以化學方式或物理方式與材料耦接的染料物的非一體染料物。非一體染料物的實例包括撒在及刷在材料的表面上使得以最小的機械作用力便能被移除的乾粉式染料物。
在圖2處，僅出於論述目的而將超臨界流體二氧化碳1106繪示為箭頭。實際上，超臨界流體二氧化碳在宏觀層面上無法如圖2所示被單獨辨識出。此外，染料材料1112及1116被繪示成分別由超臨界流體二氧化碳1110及1118轉移，但如所指出，此說明圖僅用於論述目的而非實際的按比例縮放的表示。
參照圖2，將超臨界流體二氧化碳1106引入至第一材料1102。超臨界流體二氧化碳1106的初始引入與染料材料無關（例如，沒有溶解於其中的染料物）。在示例性態樣中，超臨界流體二氧化碳1106自第一表面1120穿過第一材料1102至第二表面1122。當超臨界流體二氧化碳1106穿過第一材料1102時，第一材料1102的染料材料1108（例如，染料物）變得與超臨界流體二氧化碳有關（例如，溶解於其中），染料材料1108被繪示成與超臨界流體二氧化碳1110連接的染料材料1112。第一材料1102被繪示成具有第一染料特性曲線，所述第一染料特性曲線可由第一材料1102的染料材料1108造成。作為另一選擇，在示例性態樣中，設想超臨界流體二氧化碳的初始引入（或在任何時間）可將染料物自來源（例如，保持貯存器）輸送至第一材料1102以加強第一材料的染料特性曲線，同時亦加強具有來自來源的染料物及第一材料1102的第二材料1104的染料特性曲線。
第二材料1104具有第一表面1124及第二表面1126。第二材料亦被繪示成具有第二染料特性曲線以及染料材料1114。在示例性態樣中，染料材料1114可為由已穿過第一材料1102的超臨界流體二氧化碳轉移的染料物，並且/或者染料材料1114為與前一操作中的第二材料1104有關的染料物。
因此，圖2繪示超臨界流體二氧化碳染色操作，在所述超臨界流體二氧化碳染色操作中，超臨界流體二氧化碳自第一表面1120穿過第一材料1102至第二表面1122，同時轉移來自第一材料的染料物（例如，將染料物溶解於超臨界流體二氧化碳中），如由超臨界流體二氧化碳1110輸送的染料材料1112所示。第二材料1104在第一表面1124上接收超臨界流體二氧化碳（例如，1110）。超臨界流體二氧化碳穿過第二材料1104，同時容許染料材料（例如，1114）對第二材料1104染色。在示例性態樣中，對第二材料1104染色的染料材料可為來自第一材料1102的染料材料。更設想，對第二材料1104染色的染料材料可為來自其他材料層或來源的染料材料。此外，超臨界流體二氧化碳（例如，超臨界流體二氧化碳1118）可穿過第二材料1104，同時隨其轉移染料材料（例如，1116）。此染料材料1116可與另一材料層及/或第一材料1102層沈積於一起。應理解，此可為其中因超臨界流體二氧化碳重複穿過材料層而在不同材料層上達成染料材料的均衡的循環。最後，在示例性態樣中，設想染料材料1108、1112、1114、及1116可在不同材料中無法區分及/或產生無法區分的染料特性曲線。換言之，由於各種染料物中的每一者在超臨界流體內具有不同的溶解度，因此超臨界流體穿過各種材料的流動會帶走及沈積所述染料物，以產生在宏觀層面上的（例如，在人眼看來）染料物的均質摻和。此循環可繼續直至例如在二氧化碳自超臨界流體狀態發生狀態變化時超臨界流體被自循環過程移除。
圖2為示例性的，且旨在用作對製程的說明而未按比例繪示。因此，在示例性態樣中，應理解，實際上對於通常觀察者而言，在未借助特殊設備的情況下，染料物（即，染料材料）、材料、及超臨界流體二氧化碳可能在宏觀層面上反而是看似無法區分。
此外，如本文中將提供，各態樣設想與材料成一體的染料物。在實例中，當染料物以物理方式或化學方式與材料結合時，所述染料物與材料成一體。在另一實例中，當染料物在材料上均質化時，所述染料物與材料成一體。染料物的均質化與染料物以非均勻方式施加於其上的材料（例如若僅將染料物撒在材料上或以其他方式鬆散地施加至材料）形成對比。與材料成一體的染料物的實例為當染料物嵌入並維持於材料的纖維內時，例如當染料物散佈於材料上時。
本文所用的用語「散佈」為在材料上及/或遍佈整個材料塗佈、滲透、及/或擴散表面加工物（例如染料物）。將染料物散佈於材料上在例如熱壓釜等壓力容器中進行，此為在此項技術中所已知的。此外，超臨界流體及溶解於超臨界流體中的染料物可藉由循環幫浦在壓力容器內循環，此亦為此項技術中所已知的。超臨界流體藉由幫浦在壓力容器內的循環使得超臨界流體穿過壓力容器內的材料並環繞所述材料以使得被溶解的染料物散佈於材料上。換言之，當將其中溶解有染料物（例如，材料加工物，或加工材料）的超臨界流體二氧化碳散佈於目標材料上時，所述染料物沈積於所述目標材料的一或多個部分上。舉例而言，聚酯材料在暴露至適於形成超臨界流體二氧化碳的條件時，可變為「打開的」以容許部分染料物保持嵌入形成聚酯材料的聚酯纖維中。因此，調整熱量、壓力、循環流動、及時間會影響超臨界流體、染料物、及目標材料。在所有所述變數相組合的情況下，當超臨界流體二氧化碳散佈於目標材料上時，可發生染料物遍佈整個材料上的沈積。
圖3繪示根據本文的態樣，支撐多種捲繞材料206及第二材料208的材料保持元件204。此實例中的所述多種捲繞材料206具有第一染料特性曲線。在示例性態樣中，所述第一染料特性曲線可為除材料的自然狀態之外不存在著色或其他表面加工物的特性曲線。所述多種捲繞材料206可為目標材料，即旨在用於例如服裝或鞋類等商品中的材料。第二材料208可為具有一體染料物的犧牲材料。舉例而言，第二材料208可為先前所染色的（或以其他方式處置的）材料。
在與下文將論述的圖4形成對比的圖3中所示的實例中，第二材料208與捲繞材料206物理接觸。在此實例中，第二材料208的表面接觸捲繞材料206的表面。在示例性態樣中，物理接觸或由所述接觸提供的緊密接近提供在存在超臨界流體的情況下染料物自第二材料208至捲繞材料206的高效轉移。此外，在示例性態樣中，暴露至超臨界流體以用於染色目的的材料的物理接觸容許高效地使用壓力容器中的空間，使得材料的尺寸（例如，材料的卷材長度）可被最大化。
如用於示例性目的的圖3所示，第二材料208的體積顯著小於捲繞材料206。在此實例中，捲繞材料206為目標材料；因此，目標材料的體積的最大化可能為所期望的。由於某些壓力容器具有有限的體積，因此所述有限體積的由犧牲材料所佔用的一部分會限制可供目標材料使用的體積。因此，在示例性態樣中，犧牲材料（或多種犧牲材料）在定位於共用壓力容器中時具有較目標材料小的體積（例如，碼數）。此外，儘管繪示了示例性材料保持元件204，但設想，可實作保持元件的替代配置。
圖4繪示根據本文的態樣，亦支撐捲繞材料207及第二材料209的材料保持元件。儘管繪示捲繞材料207及第二材料209位於共用保持元件上，但設想，在替代示例性態樣中可使用物理地分開的保持元件。捲繞材料207具有第一染料特性曲線且第二材料209具有第二染料特性曲線。具體而言，捲繞材料207或第二材料209中的至少一者具有一體染料物。與其中繪示多種材料緊密接近或物理接觸的圖3相反，圖4所示的材料彼此未直接接觸。在示例性態樣中，不存在物理接觸容許對至少一種材料的高效替代及操縱，而不存在對其他材料的顯著的物理操縱。舉例而言，若由具有包含第一著色的染料特性曲線的第二材料209來處置捲繞材料207以使得第二材料的染料物中的至少某些在超臨界流體染色製程中散佈於捲繞材料207上，則第二材料209可被移除並由具有不同染料特性曲線（例如，材料處置（例如DWR））的第三材料來替代，所述第三材料較佳繼第二材料209的染料物之後被散佈至捲繞材料207。換言之，圖4所示及大體論述的物理關係可在製造及處理方面為高效的，乃因可達成對材料的個別操縱。
在示例性態樣中，儘管繪示捲繞材料207及第二材料209位於共用材料保持元件204上，但設想捲繞材料207位於第一保持元件上而第二材料209位於與第一保持元件不同的第二保持元件上。
儘管在圖3及圖4中僅繪示兩種材料，但應理解可同時將任何數目的材料暴露至超臨界流體（或接近超臨界流體）。舉例而言，設想將二或更多種具有一體染料物的犧牲材料放置於具有旨在被散佈以犧牲材料的染料物的目標材料的共用壓力容器內。此外，設想材料的數量並非僅限於在圖3或圖4中所示的該些比例。舉例而言，設想目標材料可具有較犧牲材料大得多的體積。此外，設想可調整犧牲材料的體積以達成所需要的目標材料的染料特性曲線。舉例而言，端視犧牲材料的染料特性曲線（例如，濃度、著色等）以及除目標材料的體積外所需要的目標材料的染料特性曲線而定，可調整犧牲材料的量以達成所需要的超臨界流體染色結果。類似地，設想根據在染色製程中所包括的材料的所需染料特性曲線及/或體積來調整第二材料（或第一材料）的染料特性曲線。
圖5繪示根據本文的態樣，支撐第一材料1206及第二材料1208的例如軸1204等材料保持元件。此實例中的第一材料1206具有第一染料特性曲線。在示例性態樣中，第一染料特性曲線可為除材料的自然狀態之外不存在著色的特性曲線。第一材料1206可為目標材料，即旨在用於例如服裝或鞋類等商品中的材料。第二材料1208可為具有一體染料物的犧牲材料。舉例而言，第二材料1208可為先前所染色的（或其他處置）材料。
在與下文將論述的圖6形成對比的圖5中所示的實例中，第二材料1208與第一材料1206物理接觸。在此實例中，第二材料1208的表面接觸第一材料1206的表面。在示例性態樣中，物理接觸或由所述接觸提供的緊密接近提供在超臨界流體的存在下染料物自第二材料1208至第一材料1206的高效轉移。此外，在示例性態樣中，暴露至超臨界流體以用於染色目的的材料的物理接觸容許高效地使用壓力容器中的空間，使得材料的尺寸（例如，材料的卷材長度）可被最大化。
如用於示例性目的的圖5所示，第二材料1208的體積顯著小於第一材料1206。在此實例中，第一材料1206為目標材料；因此，目標材料的體積的最大化可為所期望的。由於某些壓力容器具有有限的體積，因此所述有限體積的由犧牲材料所佔用的一部分會限制可供目標材料使用的體積。因此，在示例性態樣中，犧牲材料（或多種犧牲材料）在定位於共用壓力容器中時具有較目標材料小的體積（例如，碼數）。儘管繪示第二材料1208相對於第一材料1206位於軸1204的外部位置上，但設想可相對於目標材料在軸1204上更向內地定位犧牲材料。此外，儘管繪示示例性軸1204，但設想可實作保持元件的替代配置。
圖6繪示根據本文的態樣，亦支撐第一材料1207及第二材料1209的例如軸1204等材料保持元件。儘管繪示第一材料1207及第二材料1209位於共用保持元件上，但設想在替代示例性態樣中可使用不同的保持元件。第一材料1207具有第一染料特性曲線且第二材料1209具有第二染料特性曲線。具體而言，第一材料1207或第二材料1209中的至少一者具有一體染料物。與其中繪示多種材料緊密接近或物理接觸的圖5相反，圖6所示的材料未直接彼此接觸。在示例性態樣中，不存在物理接觸容許對至少一種材料的高效替代及操縱，而不存在對其他材料的顯著的物理操縱。舉例而言，若由具有包含第一著色的染料特性曲線的第二材料1209來處置第一材料1207以使得第二材料的染料物中的至少某些在超臨界流體染色製程中散佈於第一材料1207上，則第二材料1209可被移除並由具有不同染料特性曲線（例如，材料處置（例如DWR））的第三材料替代，所述第三材料較佳繼第二材料1209的染料物之後被散佈至第一材料1207。換言之，在示例性態樣中，圖6所示及大體論述的物理關係可在製造及處理方面為高效的，乃因可達成對材料的個別操縱。
儘管第一材料1207及第二材料1209被繪示成具有類似的材料體積，但設想第一材料1207可具有實質上較第二材料1209大的材料體積，在示例性態樣中第二材料1209可用作犧牲材料。此外，在示例性態樣中，儘管繪示第一材料1207及第二材料1209位於共用保持元件上，但設想第一材料1207位於第一保持元件上且第二材料1209位於與第一保持元件不同的第二保持元件上。
儘管在圖5及圖6中僅繪示兩種材料，但應理解可同時將任何數目的材料暴露至超臨界流體（或接近超臨界流體）。舉例而言，設想將二或更多種具有一體染料物的犧牲材料放置於具有旨在被散佈以犧牲材料的染料物的目標材料的共用壓力容器內。此外，設想材料的數量並非僅限於圖5或圖6中所示的該些比例。舉例而言，設想目標材料可具有較犧牲材料大得多的體積。此外，設想可調整犧牲材料的體積以達成所需要的目標材料的染料特性曲線。舉例而言，端視犧牲材料的染料特性曲線（例如，濃度、著色等）以及除目標材料的體積外所需要的目標材料的染料特性曲線而定，可調整犧牲材料的量以達成所需要的超臨界流體染色結果。類似地，設想根據在染色製程中所包括的材料的所需染料特性曲線及/或體積來調整第二材料（或第一材料）的染料特性曲線。
如已在圖5及圖6中說明且如將在圖7及圖8中說明，設想圍繞保持裝置的第一材料及第二材料的各種接合。如前文所提供，第一材料1206及/或第二材料1208可為針織、機織、或以其他方式構造的任何材料織物。第一材料1206及/或第二材料1208可由任何有機的或合成的材料形成。在示例性態樣中，第一材料1206及/或第二材料1208可具有任何染料特性曲線。染料特性曲線可包括由任何染料物形成的任何染料類型。在示例性態樣中，第一材料1206及第二材料1208為聚酯機織材料。
超臨界流體二氧化碳容許以改質的被分散染料物對聚酯染色。此因超臨界流體二氧化碳及/或造成二氧化碳的超臨界流體狀態的條件使得材料的聚酯纖維溶脹而發生，所述溶脹使得染料物能夠擴散並滲入聚酯纖維的孔隙及毛細管結構。設想當材料中的一或多者的組成為纖維素時，可以類似方式使用反應性染料。在示例性態樣中，第一材料1206及第二材料1208是由共同材料類型形成使得染料物有效地用於對所述兩種材料染色。在替代態樣中，例如當所述材料中的一者作為染料載體而為犧牲性的時，所述染料物可具有較目標材料低的對犧牲材料的親和力，其可增大超臨界流體二氧化碳染色的速度。實例可包括：第一材料的性質為纖維素的且第二材料為聚酯材料，且與第一材料有關的染料物為被分散染料類型，使得所述染料物具有較第一材料大的對聚酯材料（在此實例中）的親和力。在此實例中，可經歷縮短的染色時間以達成所需要的第二材料的染料特性曲線。
圖10繪示根據本文的態樣，一種對捲繞材料（例如圖1、圖3、及圖4中所示者）染色的示例性方法的流程圖300。在方框302處，將多種捲繞材料及第二材料定位於壓力容器中。在示例性態樣中，可將捲繞材料維持於固定設備上，所述固定設備容許多種捲繞材料同時定位於壓力容器中。此外，設想固定設備有效地用於將捲繞材料定位於相對於壓力容器的內壁以及相對於其他捲繞材料的適當位置中。在示例性態樣中，避免欲被散佈以材料加工物的材料接觸壓力容器的內壁容許所述材料被散佈以所述材料加工物。如前所述，在定位於容器中之前，可將捲繞材料圍繞軸纏繞。可藉由將作為共同分組的材料移動至壓力容器內而將所述材料定位於容器內。此外，設想可以各種方式（例如，以垂直方式、以堆疊方式、以水平方式、及/或以偏置方式）將材料維持於固定設備上。此外，設想可將材料維持於不同的固定裝置上並定位於共用壓力容器中。
在方框304處，可對壓力容器加壓。在示例性態樣中，將材料裝載至壓力容器中，且然後將壓力容器密封並加壓。為維持所添加的二氧化碳處於超臨界流體相，在示例性態樣中使壓力上升至高於臨界點（例如，73.87巴）。
無論以何種方式對壓力容器加壓，在方框306處，將超臨界流體二氧化碳引入壓力容器中。可藉由使維持於壓力容器中的二氧化碳自第一狀態（即，液體、氣體、或固體）過渡至超臨界流體狀態來引入此超臨界流體二氧化碳。正如所知，可藉由達成足夠用於超臨界流體相改變的壓力及/或溫度來實現狀態改變。設想一或多個加熱元件用於使壓力容器的內部溫度上升至足夠的溫度（例如，304凱氏度、30.85攝氏度）。在示例性態樣中，一或多個加熱元件亦可在將二氧化碳引入壓力容器中時（或之前）加熱所述二氧化碳。
在方框308處，使超臨界流體二氧化碳穿過所述多種捲繞材料及第二材料中的每一者。在超臨界流體二氧化碳穿過可能具有不同染料特性曲線的材料的同時，染料物在各材料之間轉移並散佈於所述材料上。在示例性態樣中，將染料物溶解於超臨界流體二氧化碳中，使得超臨界流體二氧化碳用作染料物的溶劑及載體。此外，由於超臨界流體二氧化碳的溫度及壓力，因此所述材料可暫時性地變動（例如，膨脹、打開、溶脹）以更易於接受染料物的染色。
在示例性態樣中，設想超臨界流體二氧化碳的通過為其中例如在具有循環幫浦的閉合系統中超臨界流體二氧化碳穿過材料多次的循環。此循環正是可有助於達成染色的因素。在態樣中，使超臨界流體循環經過材料達一段時間（例如，60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘、240分鐘），且然後藉由使溫度及/或壓力下降而容許超臨界流體二氧化碳改變狀態（例如，變為液體二氧化碳）。在示例性態樣中，在二氧化碳自超臨界流體狀態改變狀態之後，染料物不再可溶解於非超臨界流體二氧化碳中。舉例而言，染料物可溶解於超臨界流體二氧化碳中，但當二氧化碳過渡至液體二氧化碳時，染料物不再可溶解於液體二氧化碳中。
在方框310處，自壓力容器提取所述多種捲繞材料及第二材料。在示例性態樣中，將壓力容器內的壓力降低至接近大氣壓力且自壓力容器重新捕獲二氧化碳以便可重新用於後續染色操作中。在實例中，在達成所述材料的一或多者的所需染料特性曲線之後，可將用於固定所述材料的固定設備移出容器。
儘管在圖10中論述及繪示了具體步驟，但設想可引入一或多個其他或替代步驟以達成本文的態樣。此外，設想所列出步驟中的一或多者可被一起省略以達成本文所提供的態樣。
圖11繪示根據本文的態樣的流程圖400，流程圖400繪示一種藉由犧牲材料對捲繞材料施加材料加工物的示例性方法。在方框402處，將具有表面加工物的犧牲材料及多種捲繞材料定位於共用壓力容器中。如前所述，所述定位可為手動的或自動的。亦可藉由移動共用固定設備來達成所述定位，所述共用固定設備供固定犧牲材料及/或所述多種捲繞材料中的一或多者以用於定位。設想犧牲材料在定位於壓力容器中時接觸捲繞材料或與所述捲繞材料物理地分開。
如前所述，設想犧牲材料的材料加工物可為著色劑（例如，染料物）、親水性加工物、疏水性加工物、及/或抗菌加工物。如下文將在圖12中說明，設想多種犧牲材料可與所述多種捲繞材料同時定位於壓力容器內。作為另一選擇，設想犧牲材料可包含旨在施加至所述多種捲繞材料的多於一種材料加工物。在示例性態樣中，舉例而言，著色劑及親水性加工物兩者可由犧牲材料維持並藉由超臨界流體的散佈而被施加至捲繞材料。
在方框404處，將二氧化碳引入壓力容器中。二氧化碳在被引入時可處於液體狀態或氣體狀態。此外，設想在二氧化碳引入時壓力容器是封閉的以將二氧化碳維持於壓力容器內。壓力容器在二氧化碳被引入時可處於大氣壓力下。作為另一選擇，壓力容器在二氧化碳被引入時可高於或低於大氣壓力。
在方框406處，對壓力容器加壓以容許所引入的二氧化碳達成超臨界流體狀態（或接近超臨界流體狀態）。此外，設想對壓力容器（或在壓力容器內）施加熱能以幫助達成二氧化碳的超臨界流體狀態。如上文所述，圖9的狀態圖繪示用以達成超臨界流體狀態的溫度與壓力之間的趨勢。在態樣中，將壓力容器加壓至至少73.87巴。可藉由注入大氣空氣及/或二氧化碳直至壓力容器的內部壓力達到所需壓力（例如至少二氧化碳的臨界點壓力）來達成此加壓。
在方框408處，將來自犧牲材料的材料加工物中的至少一部分散佈於所述多種捲繞材料上。藉由超臨界流體二氧化碳將材料加工物轉移至所述多種捲繞材料。如前所述，超臨界流體二氧化碳用作材料加工物自犧牲材料至所述多種捲繞材料的輸送機制。此可藉由使超臨界流體在壓力容器內循環（例如藉由循環幫浦）使得超臨界流體散佈於犧牲材料及所述多種捲繞材料兩者上而協助進行。設想材料加工物可至少部分地溶解於超臨界流體內，以容許所述材料加工物脫離與犧牲材料的結合而被沈積於所述多種捲繞材料上/內。為確保材料加工物施加至所述多種捲繞材料的一致性，材料加工物可與犧牲材料成一體，此確保預期量的材料加工物被引入壓力容器內。材料加工物的轉移可繼續進行直至足夠量的材料加工物散佈於捲繞材料上。
儘管在圖11中具體參照一或多個步驟，但設想可在達成本文所提供的態樣的同時實作一或多個其他或替代步驟。因此，可增添或省略方框同時仍保持處於本文的範圍內。
圖12繪示根據本文的態樣的流程圖500，流程圖500說明一種將來自第一犧牲材料及第二犧牲材料的至少兩種材料加工物施加至捲繞材料的方法。方框502繪示將捲繞材料、第一犧牲材料、及第二犧牲材料定位於共用壓力容器中的步驟。第一犧牲材料具有第一材料加工物且第二犧牲材料具有第二材料加工物。舉例而言，如以上所提供，設想第一材料加工物具有第一染料特性曲線且第二材料加工物具有第二染料特性曲線，其散佈於捲繞材料上時會產生第三染料特性曲線。前面的實例亦適用於此處，其中第一染料特性曲線為紅色著色劑且第二染料特性曲線為藍色著色劑，以使得當紅色著色劑及藍色著色劑兩者散佈於捲繞材料上時所述捲繞材料呈現紫色著色。在替代實例中，第一材料加工物可為抗菌加工物且第二材料加工物可為疏水性材料加工物，使得捲繞材料在共同施加製程中需要所述兩種材料加工物，此縮短加工時間。儘管以組合方式提供具體材料加工物，但應認識到可同時將任何組合暴露至超臨界流體以施加至捲繞材料。
儘管論述了第一犧牲材料及第二犧牲材料，但可提供任何數目的犧牲材料。此外，設想第一犧牲材料的數量與第二犧牲材料的數量端視需要施加至捲繞材料的每一材料加工物的所需量而不同。此外，設想犧牲材料亦將維持來自壓力容器內的其他材料的材料加工物的一部分。因此，設想在確定欲添加至壓力容器中的表面加工物的數量時考慮到所有材料（包括犧牲材料在內）的體積。
在方框504處，對壓力容器加壓，使得壓力容器內的二氧化碳在壓力容器中達成超臨界流體狀態。然後，如在方框506中所示，超臨界流體有效地將第一犧牲材料的材料加工物及第二犧牲材料的材料加工物施用至捲繞材料。
儘管在圖12中具體參照一或多個步驟，但設想可在達成本文所提供的態樣的同時實作一或多個其他或替代步驟。因此，可增添或省略方框，同時仍保持處於本文的範圍內。
圖7繪示根據本文的態樣的多種材料的第一示例性纏繞物1300，其具有為了均衡染色而在軸1204上彼此接觸的表面。纏繞物1300是由軸1204、第一材料1206、及第二材料1208構成。第一材料1206及第二材料1208被橫切以說明與軸1204的相對位置。在此種纏繞物中，在第二材料1208環繞第一材料1206纏繞之前，全部的第一材料1206環繞軸1204纏繞。換言之，超臨界流體二氧化碳1302在作為超臨界流體二氧化碳+染料1304穿過第二材料1208之前，超臨界流體二氧化碳1302實質上穿過第一材料1206的纏繞厚度。接著，超臨界流體二氧化碳以超臨界流體二氧化碳+染料1306的型態自第二材料1208排出，然後，可使超臨界流體二氧化碳+染料1306 再循環經過一或多種額外或其他材料（例如，第一材料1206）。因此，在示例性態樣中，形成一種循環，於此循環中，超臨界流體二氧化碳+染料散佈於壓力容器內的材料上直至溫度或壓力被改變而導致超臨界流體改變狀態，在超臨界流體改變狀態時，染料物將與其在超臨界流體狀態改變時所接觸的材料成為一體。
在此所示實例中，第一材料1206的最後一圈暴露出與第二材料1208的第一圈的表面直接接觸的表面。換言之，纏繞物1300的所繪示連續軋製容許第一材料1206與第二材料1208之間有限的但可得的直接接觸。此直接接觸可與其中染料載體或染料物與待染色的材料物理地分開的替代態樣區隔。因此，在示例性態樣中，待染色材料與具有染料物的材料之間的直接接觸可減少染色時間並減少可能的清潔及維護次數。
圖8繪示根據本文的態樣的用於超臨界流體染色的第二示例性纏繞物1401，其中第二示例性纏繞物1401的多種材料在軸1204上。纏繞物1401是由軸1204、第一材料1206、及第二材料1208構成。第一材料1206及第二材料1208被橫切以說明與軸1204的相對位置。在此種纏繞物中，第一材料1206與第二材料1208同時環繞軸1204纏繞。換言之，當所述兩種材料圍繞軸1204纏繞時每種材料的多圈與另一材料接觸，因此超臨界流體二氧化碳1407穿過第一材料1206與第二材料1208的交替層能容許所述材料之間的多重直接接觸。在此實例中，超臨界流體二氧化碳1407在所述材料之間轉移染料，並因染料物源與目標間的一致距離（例如，1個材料厚度距離）而在可能較短的循環中達成染料物的轉移。超臨界流體二氧化碳+染料1405可自材料（例如，第二材料1208）排出以再循環經過材料並使染料物的均衡進一步擴展。
儘管在圖7及圖8中僅繪示兩種材料，但在額外示例性態樣中，設想任何數目的材料可以任何方式相對於彼此纏繞。此外，設想可對材料實作物理佈置的組合。舉例而言，可如圖7或圖8所示佈置二或更多種犧牲材料，而目標材料不接觸犧牲材料。換言之，根據本文的態樣，設想在用於共用超臨界流體染色製程的共用壓力容器中，一或多種材料可彼此物理接觸，而一或多種材料可彼此物理地分開。
圖13繪示根據本文的態樣，一種對材料均衡染色的示例性方法的流程圖508。在方框510處，將第一材料及第二材料定位於壓力容器中。如前所述，在定位於容器中之前，可將所述材料圍繞軸纏繞。可藉由將軋製於一起的材料移動至壓力容器中而定位所述材料。此外，設想所述材料可以各種方式（例如，連續地、並行地）圍繞軸纏繞。此外，設想可將所述材料維持於不同的保持裝置上並定位於共用壓力容器中。
在方框512處，可對壓力容器加壓。在示例性態樣中，將所述材料裝載至壓力容器中，且然後將壓力容器密封並加壓。為維持所添加的二氧化碳處於超臨界流體相，在示例性態樣中，使壓力上升至高於臨界點（例如，73.87巴）。
無論以何種方式對壓力容器加壓，在方框514處，將二氧化碳引入（或再循環）至壓力容器中。可藉由使維持於壓力容器中的二氧化碳自第一狀態（即，液體、氣體、或固體）過渡至超臨界流體狀態來引入此種二氧化碳。正如所知，可藉由達成足夠用於超臨界流體相改變的壓力及/或溫度來達成所述狀態改變。設想一或多個加熱元件用於使壓力容器的內部溫度上升至足夠的溫度（例如，304凱氏度、30.85攝氏度）。在示例性態樣中，當二氧化碳被引入壓力容器中時（或之前），一或多個加熱元件亦可（或作為另一選擇）加熱所述二氧化碳。二氧化碳的引入可在加壓期間、在加壓之前、及/或後續加壓之後發生。
在方框516處，使超臨界流體二氧化碳穿過第一材料及第二材料。在示例性態樣中，將超臨界流體二氧化碳泵送至供所述材料中的一或多者纏繞的軸中。超臨界流體二氧化碳自軸排出至所述材料中。當超臨界流體二氧化碳穿過可能具有不同染料特性曲線的材料時，染料物在各材料之間轉移並散佈於所述材料上。在示例性態樣中，染料物溶解於超臨界流體二氧化碳中，使得超臨界流體二氧化碳用作染料物的溶劑及載體。此外，由於超臨界流體二氧化碳的溫度及壓力，因此所述材料可暫時性地變動（例如，膨脹、打開、溶脹），以更易於接受染料物的染色。
在示例性態樣中，設想超臨界流體二氧化碳的通過是其中例如在具有循環幫浦的閉合系統中超臨界流體二氧化碳穿過材料多次的循環。此循環正是可有助於達成染色的因素。在態樣中，使超臨界流體循環經過材料達一段時間（例如，60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘、240分鐘），且然後藉由使溫度及/或壓力下降而容許超臨界流體二氧化碳改變狀態（例如，變為液體二氧化碳）。在示例性態樣中，在二氧化碳自超臨界流體狀態改變狀態之後，染料物不再可溶解於非超臨界流體二氧化碳中。舉例而言，染料物可溶解於超臨界流體二氧化碳中，但當二氧化碳過渡至液體或氣體二氧化碳時，染料物可能不再可溶解於液體或氣體二氧化碳中。更設想使二氧化碳在內部循環（例如，穿過材料保持器或軸）及/或使二氧化碳隨著重新捕獲過程而循環以減少在相變（例如，減壓）期間損耗的二氧化碳。
在方框518處，自壓力容器提取第一材料及第二材料。在示例性態樣中，將壓力容器內的壓力降低至接近大氣壓力且自壓力容器重新捕獲二氧化碳以便可能重新用於後續染色操作中。在實例中，在達成所述材料中的一或多者的所需染料特性曲線之後，可將上面纏繞有材料的軸移出容器。
儘管在圖13中論述及繪示了具體步驟，但設想可引入一或多個額外或替代步驟以達成本文的態樣。此外，設想所列出步驟中的一或多者可一起省略以達成本文所提供的態樣。
圖14繪示根據本文的態樣的流程圖1400，其為一種用於以超臨界流體二氧化碳對材料染色的方法。所述方法具有至少兩個不同的起始定位（starting position）。如在方框1402所示的第一途徑為環繞軸的第一材料的纏繞物。在方框1404處，第二材料環繞來自方框1402的第一材料纏繞。方框1402及方框1404可產生與在圖7或圖8中大體所繪示的纏繞物類似的纏繞物。
在替代方式中，圖14的第二起始定位在方框1403處表示為第一材料圍繞例如軸等保持裝置的纏繞物以及第二材料圍繞保持裝置的纏繞物，所述保持裝置可與供放置第一材料的保持裝置相同或不同。在方框1403處所示的步驟中，第一材料與第二材料不彼此物理接觸。方框1403所提供的步驟可產生在圖6中大體所繪示的材料定位。
在第一起始定位及第二起始定位中，如在方框1406處所示使多種材料以一種方式或另一種方式圍繞一或多個保持裝置纏繞以定位於共用壓力容器中。
在方框1408處，將壓力容器加壓至至少73.87巴。可藉由注入大氣空氣及/或二氧化碳直至壓力容器的內部壓力達到所需壓力（例如至少二氧化碳的臨界點壓力）來達成此加壓。舉例而言，將二氧化碳添加至具有幫浦的壓力容器中直至在壓力容器內達成適當壓力。
在方框1410處，使超臨界流體二氧化碳穿過第一材料及第二材料以使得第一材料或第二材料中的至少一者的染料特性曲線改變。染料轉移可繼續直至染料物充分散佈於材料上以達成所需染料特性曲線。在示例性態樣中，設想內部再循環幫浦有效地使超臨界流體二氧化碳循環經過所述軸以及被纏繞材料多次以達成均衡染色。可調整此內部再循環幫浦以達成所需要的超臨界流體二氧化碳的流動速率。內部再循環幫浦所提供的流動速率可受材料量、材料的密度、材料的滲透率等影響。
在方框1412處，自壓力容器提取第一材料及第二材料，使得所述材料的顏色特性曲線（例如，染料特性曲線）不同於存在於方框1402、1403、或1404處的材料的顏色特性曲線。換言之，在超臨界流體二氧化碳完成穿過所述材料時，所述材料中的至少一者的染料特性曲線發生變化以反映所述材料中的所述至少一者已藉由超臨界流體二氧化碳而被染色。
儘管在圖14中具體參照一或多個步驟，但設想可在達成本文所提供的態樣的同時實作一或多個額外或替代步驟。因此，可增添或省略方框同時仍保持處於本文的範圍內。製程
在材料染色或加工應用中使用超臨界流體二氧化碳的製程依賴於對多個變數的操縱。所述變數包括時間、壓力、溫度、二氧化碳的量、及二氧化碳的流動速率、一或多個變數隨著時間的變化速率（例如，每分鐘壓力的變化、每分鐘溫度的變化）、以及二氧化碳的交換。此外，在其中可操縱所述變數中的一或多者以達成不同結果的製程中存在多個循環。這些循環中的三者包括加壓循環、散佈循環（亦被稱為「染色循環」）、及減壓循環。在示例性情境中，將二氧化碳引入密封的壓力容器中，其中升高溫度及壓力使得二氧化碳被抬升至至少304凱氏度及73.87巴的臨界點。在此傳統製程中，發生對待加工的材料進行散佈（例如，染色）的第二循環。可設定並維持再循環幫浦的流動速率且確立染色循環的時間。最後，在傳統製程中的減壓循環處，可停止流動速率，終止熱能的施加，且降低壓力，所有上述者實質上同時或具有不同的間隔以使二氧化碳自超臨界流體過渡至氣體。舉例而言，在壓力降低的同時，可維持或至少維持溫度在減壓循環期間高於臨限水準。在實例中，維持溫度直至二氧化碳的密度變至不再支持將染料物維持於二氧化碳溶液中的點。此時，溫度亦可減低。此延遲的溫度減低可增加在提升的溫度下更易於接受染料物散佈的目標材料對染料物的收集。因此，在二氧化碳密度的過渡期間維持所述提升的溫度可減少染料物在壓力容器組件上的沈積，乃因目標材料仍為對自二氧化碳溶液析出的染料物更具吸引力的目標。
對傳統製程的改良能夠藉由調整不同的變數來實現。具體而言，調整循環期間變數變化的順序及定時會提供更佳的結果。舉例而言，傳統製程可使得材料加工物（例如，染料物）塗佈壓力容器的內表面。壓力容器的塗佈是低效率的及不期望的，乃因壓力容器的塗佈表示材料加工物未遍佈散佈於預期材料且需要後續清潔來確保材料加工物不會散佈至並非所預期的後續材料中。在第三循環起始時停止流動速率導致二氧化碳及溶解於其中的材料加工物在壓力容器內停滯。當二氧化碳自超臨界流體過渡至氣體時，由於材料加工物在相變時自二氧化碳溶液析出，故此停滯環境中的材料加工物可能未找到合適的宿主來附著。因此，壓力容器自身（而非目標材料）可變成表面加工物的目標。對變數的操縱可使得材料加工物能夠有利於黏附/結合/塗佈預期目標材料而非壓力容器自身。
在第三循環（例如，減壓循環）中，設想維持或至少不終止流動速率直至二氧化碳自超臨界流體變為氣體狀態。舉例而言，若壓力容器內的壓力在散佈循環期間在250巴下運作，則二氧化碳可在第三循環中保持處於超臨界流體狀態直至壓力被降低至低於73.87巴。因此，當第二循環完成時，不停止二氧化碳的流動或顯著降低壓力容器內二氧化碳的流動速率，而是在第三循環的至少一部分中維持所述流動速率。在其他概念中，維持二氧化碳的流動速率直至壓力降低至低於73.87巴。此外或作為另一選擇，設想維持流動速率高於臨限值直至二氧化碳超過染料物自二氧化碳溶液析出的所定義密度。
設想第三循環的至少兩種不同的情境。第一種情境是其中製程的第三循環在二氧化碳的溫度降低時起始的順序。舉例而言，在示例性態樣中，第二循環可在320凱氏度下運作，在第二循環完成時，容許溫度自320凱氏度的運作溫度下降。儘管在溫度開始下降時傳統製程亦可停止壓力容器內二氧化碳的流動，但可替代地，設想維持所述流動速率處於某一水準，直至至少所述溫度降至低於二氧化碳的臨界溫度，即304凱氏度/30.85攝氏度。在此實例中，二氧化碳可保持為超臨界流體直至所述溫度降至低於304凱氏度/30.85攝氏度；因此，維持流動速率以使二氧化碳循環並將二氧化碳中的材料加工物沈積於目標材料周圍及/或遍佈目標材料。在此第一情境中，可將壓力維持於運作壓力（或高於73.87巴），直至二氧化碳自超臨界流體變為另一狀態（例如，在高於73.87巴時為液體）。作為另一選擇，亦可容許壓力在第三循環開始時下降，但維持流動直至至少所述二氧化碳變為不同狀態及/或達成所定義的二氧化碳密度。
第二情境儘管與第一情境類似但依賴於因壓力的下降而起始的第三循環。舉例而言，若壓力容器內用於散佈材料的運作壓力為250巴，則當壓力下降時起始第三循環。儘管傳統製程可在此時終止二氧化碳的流動速率，但可替代地，設想維持或不同時終止所述流動速率。相反地，在第三循環處，使二氧化碳流動直至壓力降低至低於至少73.87巴，以確保其中包含有被溶解的材料加工物的二氧化碳在二氧化碳處於超臨界流體狀態的整個時間內的循環。亦可使溫度隨著壓力下降而同時下降，或者可維持所述溫度直至達成某一壓力或二氧化碳密度。設想某一染料物（例如，表面加工物）可在二氧化碳自超臨界流體狀態過渡之前自二氧化碳溶液中析出。因此，可替代地，可基於二氧化碳的密度（例如，500千克/立方米）調整過渡壓力下的其他變數。
在示例性態樣中，使壓力及溫度朝二氧化碳臨界點下降而起始第三循環，但至少部分地維持二氧化碳的流動速率，直至二氧化碳已自超臨界流體狀態過渡。儘管列出了具體溫度及壓力，但設想可使用任何溫度或壓力。此外，在示例性態樣中，並非依賴二氧化碳來達成特定溫度或壓力，而是可使用時間來決定何時降低或終止二氧化碳流動速率。
對變數的操縱並非僅限於第三循環。設想可藉由在第一循環及第二循環中調整變數來達成表面加工物的更高的均衡飽和度。舉例而言，在二氧化碳自第一狀態（例如，氣體或液體）過渡至超臨界流體狀態之前，可能開始出現流動速率。在示例性態樣中，設想當二氧化碳過渡至超臨界流體狀態時，欲溶解於超臨界流體中的材料加工物被暴露至二氧化碳的非停滯池，以容許不久便發生溶液的均衡。類似地，設想在二氧化碳引入之前及/或在二氧化碳的加壓開始之前，對壓力容器內部體積施加熱能。在示例性態樣中，由於熱能的轉移可因壓力容器的熱質量而減緩製程，因此設想在施加壓力之前進行添加熱能。因此，設想在加壓循環期間對變數的操縱可容許染料物以更快的速率溶解於二氧化碳中。舉例而言，在加壓循環期間相對於溫度增加的壓力增加的速率可藉由溫度保持週期來操縱，此例如能夠增強染料物在二氧化碳中的溶解。
此外，對變數的操縱可進一步影響所產生的目標材料的染色製程。舉例而言，在某些循環（例如，染色循環）處，流動速率的升高可提高顏色水準度（例如，目標材料上加工物沈積的均勻度），且在某些循環（例如，減壓循環）處，流動速率的減低可提高色耐度（color fastness）（例如，材料加工物與目標材料的結合強度）。此外，某些循環（例如，加壓循環）中的流動速率可變化以增強染料物在二氧化碳中的溶解度結果。此外，目標材料的滲透率可影響例如流動速率等變數。舉例而言，更高滲透率的材料（例如，針織物）可使用更低的流動速率以相對於更低滲透率的材料（例如，緊密編織物）達成足夠的顏色水準度同時亦達成足夠的色耐度。因此，製程變數可根據材料特性以及所容忍的染色結果的程度來調整。
為進一步支持在以上所提供的一般製程，下文提供具體實例。
圖15繪示根據本文的態樣的流程圖1500，流程圖1500表示一種對目標材料施加材料加工物的示例性方法。在方框1502處，將例如聚酯等目標材料定位於壓力容器中。在示例性態樣中，所述目標材料可為軋製材料及/或捲繞材料。在示例性態樣中，所述目標材料可具有介於100公斤與200公斤之間的重量。然而，設想更小或更大的重量。
在方框1504處，將二氧化碳引入壓力容器中。如本文所述，二氧化碳可以例如氣體狀態等任何狀態而被引入至被封閉的壓力容器。在方框1506處，將壓力容器的內部溫度升高至運作溫度。舉例而言，設想壓力容器可具有自其進一步加熱壓力容器的預先加熱的溫度（例如在示例性態樣中為80攝氏度至90攝氏度）。在態樣中，運作溫度可處於100攝氏度至125攝氏度的範圍內。在態樣中，運作溫度可為大約110攝氏度。運作溫度可取決於目標材料組成（例如，合成材料）。如本文所述，在示例性態樣中，處於100攝氏度至125攝氏度範圍內的溫度容許聚酯目標材料打開孔隙以物理地捕獲加工材料而不會使所述聚酯熔融。在示例性態樣中，所述溫度為至少目標材料的玻璃過渡溫度。此溫度（例如，對於聚酯而言為60攝氏度至70攝氏度）容許疏水性材料的疏水聚合物打開以擴散被分散的材料加工物。此外，運作溫度應足以使二氧化碳達成（或近乎達成）超臨界流體狀態。
在方框1508處，啟動幫浦機構，以將流動速率升高至高於非零流動速率以用於二氧化碳的內部循環。舉例而言，在二氧化碳達成超臨界流體狀態之前，啟動幫浦以在二氧化碳達成超臨界流體狀態並開始溶解壓力容器內所包含的加工材料時使二氧化碳循環。
在方框1510處，將壓力容器內腔的壓力升高至運作壓力。所述運作壓力足以在處於運作溫度時達成二氧化碳的超臨界流體狀態。在示例性態樣中，運作壓力低於300巴。在示例性態樣中，運作壓力處於225巴至275巴的範圍內。在示例性態樣中，運作壓力為250巴。
在方框1512處，將加工材料散佈於目標材料上。當加工材料溶解於超臨界流體二氧化碳中並藉由用於控制二氧化碳的流動速率的幫浦循環時，加工材料被輸送至目標材料。對目標材料的散佈容許藉由目標材料來滲透及維持加工材料。在示例性態樣中，對目標材料的散佈可持續至達到預定時間，例如30分鐘、45分鐘、60分鐘、75分鐘、90分鐘、120分鐘、150分鐘、180分鐘。
在方框1514處，在維持溫度高於臨限溫度的同時以及亦在維持流動速率高於臨限速率的同時，將壓力自運作壓力降低至過渡壓力。所述過渡壓力可為自大氣壓力至運作壓力的任何壓力。在態樣中，過渡壓力處於225巴至100巴的範圍內。在態樣中，過渡壓力為200巴、150巴、或100巴。臨限溫度可根據目標材料來確定。舉例而言，若目標材料為聚酯，則臨限溫度可為100攝氏度。臨限流動速率為非零速率。換言之，當壓力自運作壓力降低至臨限壓力時，二氧化碳循環。如本文所述，藉由在使壓力自運作壓力減低的同時維持溫度及/或流動速率高於臨限水準來達成效率。舉例而言，在示例性態樣中，當二氧化碳中的被溶解的材料加工物隨著二氧化碳的密度自運作值過渡而開始自二氧化碳沈澱時，循環及/或所維持的溫度容許相較於流動速率及/或溫度在沈澱階段之前減低至低於臨限水準時由目標材料攝取大量的材料加工物。
圖18至圖22繪示根據本文的態樣，在超臨界流體二氧化碳材料加工製程的循環期間壓力、溫度、及二氧化碳的流動速率之間的大體趨勢。圖18至圖22由三個繪製變數（即溫度1802、壓力1804、及流動速率1806）構成。此外，沿著X軸，描繪四個循環，即加壓循環1808、染色/處置循環1810、減壓循環1812、及完成循環1814。如本文所提供，設想溫度、壓力、及流動速率可在所描繪循環中的任一者的起始、完成、及/或期間變化。此外，設想可針對達成臨限值的另一變數來調整變數，此將在下文中更詳細地論述。提供圖18至圖22僅用於說明性目的，且並非旨在為限制性的而是用於示例性目的。
在加壓循環1808處，將二氧化碳填充至壓力容器中。在示例性態樣中，可將壓力容器預先加熱至起始溫度，例如50攝氏度至90攝氏度。然而，在示例性態樣中，設想可不預先加熱所述容器，抑或可將所述容器加熱至不同的起始溫度。在示例性態樣中，容器內的壓力可起始於大氣壓力。在加壓循環1808中可將壓力升高至臨限壓力，例如250巴。然而，設想任何高於二氧化碳的臨界點加壓的壓力臨限值。如將在下文所述，加壓臨限值可小於310巴以達成加壓時的製程效率以及達成此加壓所需要的能量。在示例性態樣中，在達成臨限壓力時，加壓循環1808可過渡至染色/處置循環1810。更設想自加壓循環1808向染色/處置循環1810的過渡可在達成包括預設時間在內的另一變數之後發生。
亦在圖18中所示，在加壓循環1808處，流動速率1806正達成第一速率。在示例性態樣中，流動速率的第一速率為非零值使得幫浦（或其他機構）運作以在二氧化碳處於能夠循環的狀態中時使二氧化碳循環。在示例性態樣中，在加壓循環1808中非零值的流動速率1806有效地幫助溶解加工材料（例如，染料物），同時限制加工材料結塊，當在材料加工物的存在下二氧化碳自氣體狀態過渡至超臨界流體狀態時，可因沒有流動速率的停滯的二氧化碳而發生加工材料的結塊。設想流動速率1806在染色/處置循環1810處或之前升高；然而，亦設想在替代態樣中，可相對於染色/處置循環1810在加壓循環1808期間實作類似或更大的流動速率。此外，亦設想流動速率可在加壓循環1808的時間期間升高。舉例而言，在二氧化碳達成超臨界流體狀態之前，流動速率可以第一速率起始且隨著二氧化碳進入並逐漸變成超臨界流體狀態，流動速率可升高。在示例性態樣中，此實例的流動速率的升高可升高至預期用於染色/處置循環1810的流動速率。
在一或多個循環期間加壓、溫度、及/或流動速率變化的斜率亦為變數。舉例而言，設想溫度以一定速率升高以在染色/處置循環1810的所需溫度下達成最大時間，以容許待處置的材料的熱質量均等化而有益於加工材料的散佈及接受。舉例而言，若目標材料為聚酯或其他長鏈聚合物，則達成高於100攝氏度的溫度可導致聚酯的孔隙打開而足以由聚酯散佈及維持材料加工物。在示例性態樣中，若聚酯材料的內部部分在被溶解的加工材料遍佈聚酯材料散佈時尚未達到100攝氏度的溫度，則在聚酯材料的各部分處可阻礙加工材料的黏著。類似地，設想可確立各種加壓速率。舉例而言，在示例性態樣中，如將在減壓循環1812中所述，可使用每分鐘5巴的速率來達成加工材料自二氧化碳的所需沈澱。亦可操縱加壓速率以達成指定加壓循環1808的持續時間。
染色/處置循環1810可等同於二氧化碳處理技術的以上說明中的第二循環。可根據多個可能的變數來確立染色/處置循環1810的持續時間。舉例而言，可根據以下參數來確立持續時間：目標材料的類型、材料的特性（例如，滲透率、密度）、待施加的材料加工物（例如，加工材料的著色、著色的飽和度、化學性質、加工材料的類型）、二氧化碳的流動速率、溫度、壓力等。
如在圖18中針對染色/處置循環1810所示，在此示例性態樣中，壓力1804、溫度1802、及流動速率1806維持恆定。然而，設想可在染色/處置循環1810中調整壓力、溫度、及/或流動速率。舉例而言，在示例性態樣中，為達成具有不同的加工材料溶解度（下文將論述）的變化的二氧化碳密度，可調整壓力以於染色/處置循環1810內不同點處溶解不同化學物質及/或造成各種加工材料化學物質在染色/處置循環1810期間以特定順序沈澱。在示例性態樣中，可藉由例如預設時間（例如，30分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘、150分鐘、180分鐘）等多個變數來控制染色/處置循環1810的持續時間。
圖18繪示自染色/處置循環1810向壓力1804減低的減壓循環1812的過渡。減壓循環1812可相似於上文所提供的第三循環。壓力1804的變化可以預定速率（例如，斜率）進行。在示例性態樣中，所述速率可處於每分鐘1巴至每分鐘10巴的範圍。在另一示例性態樣中，壓力以約每分鐘5巴的速率減低。此外，壓力變化可部分地根據二氧化碳在不同狀態或密度之間過渡時的特性而定。
在圖18中所繪示的實例中，即使壓力1804降低，在減壓循環1812開始時仍維持溫度1802及流動速率1806。然而，設想溫度或流動速率中的任一者可在減壓循環1812起始時降低及/或升高。然而，在示例性態樣中，具有為非零速率的流動速率容許二氧化碳在加工材料自二氧化碳沈澱出時繼續循環。在示例性態樣中，在加工材料的沈澱階段期間的此繼續循環提供若干優點。舉例而言，相較於對於二氧化碳的親和力，在自二氧化碳沈澱的階段中的加工材料對於目標材料具有較高親和力，以容許由目標材料維持更高濃度的加工材料。不期望壓力容器及其中的組件（例如，載體軸/保持構件）在製程結束時維持及/或吸引加工材料。因此，與在加工材料自二氧化碳沈澱出之前停止流動速率不同（此可導致其中被沈澱的加工材料維持於表面（例如，壓力容器壁）上而非目標材料上的停滯環境），二氧化碳的繼續流動使得加工材料在減壓循環1812的沈澱階段中遍佈目標材料散佈。
在示例性態樣中，一旦壓力達成亦使得加工材料完全自二氧化碳沈澱出的所定義壓力（例如，200巴），則可在示例性態樣中接著如在循環1814中所繪示使溫度降低。此外，設想流動速率1806可在循環1814起始時發生改變。此外，在示例性態樣中，設想流動速率1806可在壓力/溫度/密度達成預定義水準時發生改變。
減壓循環1812提供各變數的其他組合以達成不同的結果。舉例而言，設想若壓力降低至用以重新捕獲二氧化碳的預定義臨限值，則接著所述壓力藉由二氧化碳至環境的損耗而降低至大氣壓力。此快速的減壓可在加工材料已自二氧化碳沈澱出且二氧化碳已過渡至氣體狀態或液體狀態之後發生。
圖19說明根據本文的態樣，在減壓循環1812期間的內部流動速率1806自在染色/處置循環1810期間的流動速率的減低。在減壓循環1812期間流動速率的降低可有效地提高某些染料物及/或目標材料中染料物與目標材料的親和力。
圖20說明根據本文的態樣，在加壓循環1808期間的階躍式溫度（由階2002表示）。階2002可將二氧化碳維持於所定義溫度下達所定義時間。舉例而言，可將溫度維持於100攝氏度下達5分鐘至15分鐘。在示例性態樣中，階2002為5分鐘、10分鐘、或15分鐘。與階2002有關的時間及溫度可取決於染料物及使染料物可溶解的二氧化碳的密度。舉例而言，階2002可相對於壓力升高而在某一點處發生以增強染料物在二氧化碳中的溶解度。
圖21說明根據本文的態樣，在加壓循環1808期間的多階式溫度（由階2102、2104表示）。階2102、2104可將二氧化碳維持於所定義溫度（例如，100攝氏度、110攝氏度）下達所定義時間（例如，5分鐘、10分鐘、15分鐘）。在示例性態樣中，階2102為5分鐘、10分鐘、或15分鐘。在示例性態樣中，階2104為5分鐘、10分鐘、或15分鐘。在示例性態樣中，階2102處的所定義溫度為100攝氏度。在示例性態樣中，階2104處的所定義溫度為110攝氏度。與階2102、2104有關的時間及溫度可取決於染料物及可溶解染料物的二氧化碳的密度。舉例而言，階2102、2104可相對於壓力升高而在某一點處發生以增強第一染料物及第二染料物分別在二氧化碳中的溶解度。
圖22說明根據本文的態樣，相對於圖21的階2102、2104對內部流動速率1806的操縱2202。在示例性態樣中，降低、停止、或維持流動速率與例如溫度的階躍變化等一或多個變數有關。對流動速率的此調整可增強示例性染料物在二氧化碳中的溶解度。
圖18至圖22為說明性的而非限制性的。對變數（例如，溫度1802、壓力1804、及流動速率1806）的每一繪示僅為相對性的且未按比例提供。此外，在示例性態樣中，設想可在所繪示的點之前或之後達成變數的值。
以下為用於可被實作以達成本文所提供態樣的加壓循環、染色循環、及減壓循環的示例性變數設定值的列表。每一列表示針對特定目標材料及/或染料物為達成二氧化碳染色製程的變數的變化。然而，所提供的值並非為限制性的。
示例性條件1—例如參見圖18。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：150巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。
示例性條件2—例如參見圖18。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：100巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。
示例性條件3—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件4—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：100巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件5—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至200立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件6—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至200立方米/小時。 減壓：起始溫度：120攝氏度，結束壓力：100巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件7—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：115攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：115攝氏度，結束壓力：150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件8—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：115攝氏度，壓力：250巴，流動速率：230立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：115攝氏度，壓力：100巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件9—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：115攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至200立方米/小時。 減壓：起始溫度：115攝氏度，結束壓力：150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件10—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：115攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至200立方米/小時。 減壓：起始溫度：115攝氏度，結束壓力：100巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件11—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：115攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：115攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件12—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：110攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：110攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件13—例如參見圖19。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件14—例如參見圖20。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達10分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：在溫度維持期間關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件15—例如參見圖20。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達5分鐘，維持110攝氏度達5分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：在溫度維持期間關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件16—例如參見圖21。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達10分鐘，維持110攝氏度達10分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：自第一溫度維持至第二溫度維持為關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件17—例如參見圖21。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達5分鐘至10分鐘，維持110攝氏度達5分鐘至10分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：在溫度維持期間關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時，時間：90分鐘。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件18—例如參見圖22。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達5分鐘至10分鐘，維持110攝氏度達5分鐘至10分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：在溫度維持期間關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時，時間：60分鐘。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時。
示例性條件19—例如參見圖22。 加壓：起始溫度：80攝氏度至90攝氏度，維持100攝氏度達5分鐘至10分鐘，維持110攝氏度達5分鐘至10分鐘，結束溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：188巴至250巴，流動速率：90立方米/小時至130立方米/小時，外部幫浦：在溫度維持期間關閉。 染色：溫度：110攝氏度至120攝氏度，壓力：250巴，流動速率：175立方米/小時至240立方米/小時，時間：60分鐘至120分鐘。 減壓：起始溫度：110攝氏度至120攝氏度，結束壓力：100巴至150巴，流動速率：90立方米/小時至240立方米/小時。
應理解，可調整各變數的組合的變化、變數的定時、及每一變數的臨限值以達成結果。舉例而言，當目標材料的特性發生變化時，當染料物的數量及類型發生變化時，可操縱所述變數。以上所提供的示例性條件為代表性的而非限制性的。相反地，各變數的組合可視需要加以組合。以下在圖27中再現根據本文的態樣的表，所述表提供用於超臨界流體染色的各種循環的示例性條件。具有不同極性的吸收性材料加工物載體
本文所提供的犧牲材料可用作輸送載具以引入預期遍佈目標材料散佈的材料加工物（例如，染料物）。在示例性態樣中，材料加工物可溶解於二氧化碳超臨界流體中以使超臨界流體能夠溶解材料加工物以散佈於材料上。超臨界流體為非極性的；因此，可在二氧化碳超臨界流體處理系統中操作的材料加工物的化學性質為溶解於非極性溶液中的化學物質。舉例而言，適用於對聚酯材料染色的染料物可溶解於二氧化碳超臨界流體中但不溶解於水中。此外，適用於對聚酯染色的染料物可不具有與不同材料（例如，如棉花等有機材料）結合的適當化學性質。因此，設想將有機材料（例如，棉花）浸漬於欲施加至聚酯材料的材料加工物中。所浸漬的有機材料用作壓力容器內的載體材料。當執行二氧化碳超臨界流體製程時，材料加工物被二氧化碳超臨界流體溶解並遍佈聚酯材料散佈。將需要不同化學性質以用於材料加工物結合的有機材料不維持所述材料加工物，且因此材料加工物的預期量可供用於散佈於目標材料上。
在實例中，棉花材料用作染料物的輸送載具以對聚酯材料染色。在此實例中，在二氧化碳超臨界流體製程中期望對150公斤的聚酯染色。若總目標重量的1%表示達成所需著色所需要的染料物的量，則需要將1.5公斤的染料物散佈至聚酯中以達成所需著色。可在具有8.5公斤水的水溶液中稀釋1.5公斤的染料物。因此，染料物溶液為10公斤。在此示例性態樣中，由於染料物具有適於溶解於非極性二氧化碳超臨界流體中的化學性質，因此染料物僅懸浮於水中而非溶解於水中。棉花具有高吸收性。舉例而言，棉花可能夠吸收達其重量的25倍。因此，為吸收10公斤的染料物溶液，0.4公斤的棉花（10/25=0.4）可用作載體。然而，設想可使用更大部分的棉花來達成對染料物溶液的輸送。在示例性態樣中，設想棉花具有按重量計30%的吸收率。在以上使用按重量計30%的吸收率的實例中，使用33.3公斤棉花以攜帶10公斤的染料物溶液。應理解，可調整溶液量、染料物的量、及吸收量以達成欲包含於用於染色製程的壓力容器中的材料的所需量。
當應用於具體材料加工實例時，設想將具有與目標材料不同的結合化學性質的材料（例如，棉花對聚酯）浸沒或以其他方式浸漬於材料加工物溶液中。然後將所浸漬的載體材料放置於壓力容器中。可將所浸漬的載體放置於支撐結構上或環繞目標材料包繞。可起始二氧化碳超臨界流體加工的製程。使二氧化碳超臨界流體環繞並穿過載體材料並且溶解材料加工物以使材料加工物散佈於目標材料上。在材料加工物施加完成時，使二氧化碳自超臨界流體狀態過渡至氣體狀態或液體狀態（在示例性態樣中）。在示例性態樣中，對載體材料不具有結合化學性質的材料加工物被吸引至目標材料並由目標材料維持。因此，在示例性態樣中，在加工製程完成時，材料加工物被施加至目標材料，且載體材料幾乎不存在材料加工物。二氧化碳密度的計算
本文所提供的二氧化碳的密度影響染料物在超臨界流體二氧化碳中的溶解速率。溫度及/或壓力的改變影響二氧化碳的密度；因此，對製程中的變數的調整會影響超臨界流體二氧化碳使染料物溶解於其中的能力。可使用此項技術中具有通常知識者所習知的多種技術來計算二氧化碳的密度。在示例性態樣中，R. 施特耶克、J. H. 薇拉（Vera）提供了一種方法，即PRSV ：用於純化合物及混合物的改良的蓬 - 羅賓遜狀態方程（ An Improved Peng – Robinson Equation of State for Pure Compounds and Mixtures ） ；加拿大化學工程雜誌（The Canadian Journal of Chemical Engineering），第64期，1986年4月。亦可實作其他方法。
在示例性態樣中，可使用溫度及壓力來估計以公斤/立方米為單位的二氧化碳的密度。舉例而言，在110攝氏度（例如，383凱氏度）的溫度及250巴下運作使得二氧化碳具有525公斤/立方米的密度。如將論述，設想製程的染色循環可在相對恆定的溫度（例如100攝氏度至120攝氏度（373凱氏度至393凱氏度））及約250巴的壓力下運作。在該些溫度及壓力設定值的條件下，超臨界流體二氧化碳的密度可介於566公斤/立方米至488公斤/立方米的範圍。
超臨界流體二氧化碳用作溶劑。超臨界流體二氧化碳的溶解度根據超臨界流體二氧化碳的密度而變化，使得當溫度維持相對恆定時，超臨界流體二氧化碳的溶解度隨著密度而增加。由於當溫度保持恆定時密度隨著壓力增加，因此二氧化碳的溶解度隨著壓力增加。
除對壓力進行操縱以影響二氧化碳的溶解度之外，亦設想在本文所提供的製程的染色循環中可在維持壓力相對恆定的同時改變溫度。然而，密度與溫度之間的相對趨勢更為複雜。在恆定密度下，二氧化碳的溶解度將隨著溫度而增加。然而，在接近二氧化碳的臨界點時，密度可因溫度的輕微升高而急劇下降；因此，在接近臨界溫度時，溶解度常常隨著溫度增加而下降然後再次上升。
此外，設想可在所述製程的染色循環內操縱溫度及壓力兩者以藉由二氧化碳的密度來影響溶解度，以達成對例如染料物等材料加工物所需要的溶解性。
在示例性態樣中，放置於壓力容器內、欲由超臨界流體二氧化碳處置的材料為聚酯系材料，所述聚酯系材料可限制對溫度的操縱且因此可限制二氧化碳的密度的變化。舉例而言，在高於120攝氏度時，聚酯可臨近或超過造成聚酯的觸感、外觀、及/或結構的變化的過渡溫度。然而，為達成可接受的二氧化碳的溶解度特性，可操縱壓力以達成二氧化碳的足夠的密度。因此，在示例性態樣中，將溫度維持低於120攝氏度以限制對待加工的材料的非預期影響。
由於壓力及/或溫度的升高會消耗例如能量等資源，此會降低材料加工/染色製程的效率，因此本文的態樣將壓力及/或溫度限制於足以達成材料加工物的溶解度且亦足以用於與被加工的材料交互作用的範圍。在示例性態樣中，足夠的溫度及壓力為100攝氏度至125攝氏度且壓力小於300巴。在示例性態樣中，溫度為100攝氏度至115攝氏度且壓力為225巴至275巴，此容許達成足夠的二氧化碳密度以溶解多化學性質的染料物並打開聚酯材料的纖維以實現染料物滲透，而不會負面地影響待加工材料的聚酯且不會利用過量的能量資源以試圖達成更高的壓力。舉例而言，亦可執行310巴的壓力及110攝氏度的溫度以對聚酯材料染色；然而，達成310巴的壓力會消耗額外的能量，此會增加在超臨界流體二氧化碳製程中處置材料的成本及可能的時間。
先前，需要高於600公斤/立方米的密度來達成足夠的染料物的溶解度以在系統中處置材料。若二氧化碳的密度低於此值，則所提供的染料物將不溶解於二氧化碳中，且因此將不散佈於待處置的材料上。舉例而言，例如系統可在以下文獻中揭露：紡織物處理中的超臨界流體技術：綜述（ Supercritical Fluid Technology In Textile Processing: An Overview ） ；印度工程化學資源（Ind. Eng. Chem. Res.），2000年，39，4514-41512。在以上系統中，探究了在超過600公斤/立方米的二氧化碳密度下溶解的單一染料化學性質，且在566公斤/立方米至488公斤/立方米範圍內利用二氧化碳將不足以溶解所述系統的所探究染料物。因此，為節省能量、提高效率、及限制對被加工的材料的非預期影響，本文的態樣設想將密度限制為低於600公斤/立方米。
此外，設想針對待施加的材料加工物的靈活性而配置本文的態樣。舉例而言，各態樣設想藉由超臨界流體二氧化碳而被施加至目標材料的多化學物質型染料物。由於存在多種化學物質（例如，多種顏色、多種加工物、著色與加工物的組合等），因此各種獨特的化學物質可具有使所述化學物質溶解的不同的二氧化碳密度。因此，在示例性態樣中選擇化學物質以在示例性態樣中在處於566公斤/立方米至488公斤/立方米範圍內的二氧化碳下溶解。示例性態樣設想多化學物質型加工物，例如三（或更多）種顏色染料物的組合。儘管染料物的獨特化學物質於不同二氧化碳密度下溶解於二氧化碳中，但所述化學物質中的每一者可在系統的參數（例如處於566公斤/立方米至488公斤/立方米範圍內的二氧化碳的密度）內溶解。在示例性態樣中，多化學物質型加工物為未精練的染料物，所述未精練的染料物可溶解於密度處於566公斤/立方米至488公斤/立方米範圍內的二氧化碳中。
在加工之後所產生的對材料的觸感（亦被稱為「手感」）為考慮何時執行加工操作的重要標準。在示例性態樣中，設想由超臨界流體二氧化碳加工製程產生的材料應具有與在以水為主的製程中加工的材料類似的觸感（或手感）。因此，設想可根據用於達成不同的二氧化碳密度的變數對所加工材料的手感的影響而進一步約束所述變數。舉例而言，在示例性態樣中，相較在高於110攝氏度的溫度下進行處理，在小於110攝氏度的溫度下進行處置提供所述材料較佳手感。以上所提供的聚酯材料可具有接近120攝氏度的過渡溫度（或任何高於110攝氏度的溫度），且在二氧化碳製程循環期間超出過渡溫度的界限達一段時間會改變所處置材料的手感/觸感。在再一態樣中，對於聚酯材料而言在100攝氏度下操作會產生與以水為主的染色製程類似的手感。因此，在示例性態樣中，可選擇在100攝氏度下的二氧化碳操作以產生與在以水為主的溶液中所加工的材料類似的手感。清潔循環的減少 / 消除
在示例性態樣中，在上文所述製程中實現的加工材料的沈澱的高效性容許以重複性方式操作二氧化碳製程，而無需在目標材料運行之間進行對系統的清潔。舉例而言，容許加工材料在加工材料遍佈目標材料散佈時（而非當加工材料靠近壓力容器或其中的其他部件停滯時）沈澱會限制在減壓循環（例如圖18的減壓循環1812）之後由所述系統（例如，在容器壁上、在目標材料的保持構件上）所維持的加工材料的量。若加工材料對系統組件而言確實具有更大的維持可能性，則可在目標材料運行之後或在另一目標材料運行之前將犧牲清潔材料放置於壓力容器中。在示例性態樣中，犧牲清潔材料的用途是在目標材料運行完成時捕獲由系統組件所維持的殘留加工材料。藉由添加犧牲清潔材料而清潔系統的過程可能需要對系統加壓並運行至少經修改的三循環式二氧化碳製程，以將殘留的加工材料溶解於超臨界流體二氧化碳中以自系統表面轉移至犧牲清潔材料。此外（或作為另一選擇），清潔製程可依賴一或多種化學溶劑（例如，丙酮）來轉移殘留的加工材料。因此，可藉由減少在目標材料運行之間使用清潔循環來節省環境資源、時間資源、及能量資源。各運行之間清潔循環的消除或減少可藉由在加工材料自二氧化碳沈澱時維持流動速率為非零值來實現。此外，設想維持溫度高於臨限值直至加工材料自二氧化碳沈澱出亦會減少或消除對後續清潔製程的需要。舉例而言，如上所述，若目標材料為聚酯材料，則維持溫度高於100攝氏度使得聚酯的孔隙打開足夠的量以用於在壓力減低而造成染料物自二氧化碳沈澱出時將加工材料（例如，染料物）維持於聚酯內。在示例性態樣中，使聚酯的孔隙能夠在沈澱階段期間保持充分打開會限制殘留的加工材料在壓力容器及系統的組件上的積聚。
因此，設想壓力容器中的一系列循環可包括將第一目標材料添加至壓力容器中、第一加壓循環、第一染色/處置循環、第一減壓循環、移除第一目標材料、添加第二目標材料、第二加壓循環、第二染色/處置循環、第二減壓循環、以及移除第二目標材料。此事件順序中不存在添加犧牲清潔材料及犧牲材料的加壓—染色/處置/清潔—減壓的循環。所述製程中的該些步驟的消除節省了時間、能量、及犧牲清潔材料。
犧牲清潔材料可為具有與目標材料類似的組成的材料。然而，可使用較目標材料少量的犧牲材料。舉例而言，目標材料可為100公斤至200公斤的材料。犧牲清潔材料可為少於100公斤的材料。此外，儘管選擇對目標材料進行處置的循環以達成對目標材料的所需加工，但可替代地，選擇清潔製程的循環以減少系統表面上的殘留的加工材料，而無論犧牲清潔材料加工物最終如何。犧牲清潔材料與目標材料之間的另一區別是在涉及犧牲清潔材料的二氧化碳製程中通常不包括額外的加工材料。此外，在示例性態樣中，以與和目標材料結合使用的加工材料不成比例（例如，1%至20%）的濃度所包含的標稱加工材料仍可被視為犧牲清潔材料。因此，在示例性態樣中，因材料加工並非為包含犧牲清潔材料的主要目的，故犧牲清潔材料可與目標材料區分開。目標材料的精練
精練是製備目標材料以最終由超臨界流體製程加工的製程。舉例而言，精練自目標材料移除油及寡聚物。容許油及寡聚物存在目標材料中可能會影響染色製程。因此，在對目標材料染色之前，在以水為主的精練製程中以傳統方式移除油及寡聚物。本文的態樣使用超臨界流體環境來精練目標材料，例如壓製商品或捲繞商品。超臨界流體精練製程因例如超臨界流體二氧化碳等超臨界流體所提供的無水實施方式而減少了水的使用及可能的環境影響。
超臨界流體精練使用與以上針對超臨界流體染色實施方式而提供的運作環境類似的運作環境。舉例而言，可使用例如熱壓釜等壓力容器來加壓並加熱氣體以達成超臨界流體狀態。然而，不同於染色，精練著重於自目標材料移除元素（例如，寡聚物、油）而非將元素（例如，染料物）引入至目標材料。因此，可以不同方式利用系統的中的某些元件以用於進行精練而非染色。舉例而言，可在精練製程期間使用將二氧化碳引入壓力容器內並自壓力容器捕獲二氧化碳的幫浦系統，以提取自目標材料移除的二氧化碳及元素。此幫浦系統在本文中被稱為外部幫浦，乃因外部幫浦有效地使材料（例如，二氧化碳）在內部壓力容器與外部位置（例如二氧化碳儲存器及過濾器）之間循環。各態樣設想將具有例如寡聚物及油等被精練元素的二氧化碳自壓力容器提取至外部位置。所提取的二氧化碳可經過濾或以其他方式進行處置以自二氧化碳移除所提取的被精練元素。此外，設想可將表面活性劑增添至所述製程中以有助於超臨界流體二氧化碳與寡聚物及/或油之間的結合。此外，設想目標材料包含犧牲材料使得被精練元素一旦自目標材料移除便與犧牲材料具有更大親和力，以使被精練元素能夠自目標材料轉移至犧牲材料。
圖16繪示根據本文的態樣，表示一種以超臨界流體精練材料的示例性方法的流程圖。在方框1602處，將目標材料定位於壓力容器中。目標材料可為任何材料。舉例而言，所述材料可為聚酯、聚酯共混物、棉花等。此外，所述材料可為軋製商品（例如，軋製針織物或編織織物）及/或捲繞商品（例如，紗線、線）。所述材料可以任何方式（例如以上針對染色所述的該些方式）定位於壓力容器內。
在方框1604處，將二氧化碳引入壓力容器內。外部幫浦可將二氧化碳自例如貯留槽（holding tank）等外部源傳輸至壓力容器的內部體積。二氧化碳其在被引入時可處於任何狀態，例如氣體或液體。在方框1606處，使二氧化碳達到至少超臨界流體狀態。如本文先前所述，可將二氧化碳加熱並加壓至規定水準以達成足夠的精練操作。
在方框1608處，將超臨界流體二氧化碳散佈於目標材料上。不同於目標材料的超臨界流體染色，在精練製程中將超臨界流體二氧化碳散佈於目標材料上旨在自目標材料移除不需要的元素。在某一實例中，壓力容器亦可包括有助於被精練元素與超臨界流體二氧化碳結合的界面活性劑或其他材料。界面活性劑或其他材料選自將對目標材料的後續染色（例如，加工）具有已知影響或不具有影響的該些材料。可啟動內部幫浦以使超臨界流體二氧化碳循環，以便以與以上針對材料的超臨界流體染色所述的類似方式散佈於目標材料上。
在方框1610處，在維持壓力容器處於達成二氧化碳的超臨界流體狀態的條件下的同時自壓力容器交換超臨界流體二氧化碳。可啟動外部幫浦以促成所述交換。外部幫浦可移除穿過一或多個有效地自二氧化碳移除被精練元素的阱或過濾器的一定數量的二氧化碳。外部幫浦可重新將二氧化碳（相同的或不同的二氧化碳）引入壓力容器內。因此，二氧化碳的交換容許淨化工作（working）二氧化碳以自壓力容器提取被精練元素。在某些實例中，交換包含被精練元素的二氧化碳防止被精練元素在精練製程期間積聚於壓力容器上。
在方框1612處，自所提取二氧化碳移除被精練元素。二氧化碳可穿過阱或過濾製程以自二氧化碳移除寡聚物及/或油。此容許二氧化碳再循環並最終被返回引入至壓力容器中。因此，圖16的方法繪示返回至方框1608，返回至方框1608可表示當二氧化碳至少部分地過濾並返回至壓力容器時對目標材料的繼續散佈。然而，在示例性態樣中，設想壓力容器在精練製程期間為閉合系統且僅在精練製程完成時自壓力容器移除二氧化碳。
圖17繪示根據本文的態樣，表示一種使用超臨界流體在連續製程中對材料進行精練及處置（例如，染色）的示例性方法的流程圖。大體而言，圖17的方法包括兩個主要部分，即精練步驟1702及染色（例如，加工）步驟1704。精練步驟1702與染色步驟1704可以連續操作執行。此與傳統精練形成對比，所述傳統精練可能需要藉由精練材料的水浴來展開軋製商品、對所述材料進行乾燥、以及然後重新軋製所述材料以用於後續染色製程。如在精練步驟1702的方框1706中所繪示，超臨界流體環境容許將目標材料（例如，軋製或捲繞材料）定位於壓力容器中。
如在方框1708處所繪示，起始精練製程的加壓循環。在方框1710處起始精練製程的精練循環。在方框1712處，在壓力容器內起始精練的減壓循環。可根據材料、條件、或其他因素來調整本文所提供的精練製程的各種循環。
在示例性態樣中，可在精練步驟1702完成之後執行染色步驟1704而無需自壓力容器移除目標材料。在替代態樣中，可自壓力容器移除目標材料，以引入加工材料（例如，染料物）。一旦加工材料被引入至目標材料（例如，將具有染料物的犧牲材料放置成接觸目標材料），便可將目標材料重新定位於壓力容器中以完成染色步驟1704。因此，設想可以最低限度地中斷且實質上連續性地達成超臨界流體精練至超臨界流體染色製程的過渡。
在方框1714處，將加工材料引入具有目標材料的壓力容器中。加工材料可以本文所設想的任何方式引入以用於染色。在方框1716處，在壓力容器內起始染色製程的加壓循環。在方框1718處，在壓力容器內起始染色製程的染色循環。在方框1720處，在壓力容器內起始染色製程的減壓循環。在方框1722處，自壓力容器移除目標材料。圖17根據本文的態樣提供目標材料，其在精練步驟1702中欲藉由超臨界流體製程進行精練且隨後在染色步驟1704中使用超臨界流體進行染色。
圖23至圖26繪示根據本文的態樣，在超臨界流體精練循環期間的相關變數。所述循環可包括但不限於加壓循環2308、精練循環2310、沖洗循環2311、減壓循環2312、及完成循環2314。在本文所提供的某些態樣中，精練循環2310及沖洗循環2311可為共用循環。與針對超臨界流體染色所述的變數類似的變數包括溫度2302、壓力2304、內部流動速率2306、及外部幫浦2307。關於先前所述的圖18至圖22，對變數的繪示僅用於說明目的而未按比例。此外，設想在各態樣中針對本文的染色製程所提供的值及配置可應用於精練製程。因此，圖23至圖26為示例性的且並非在變數的配置方面為限制性的。
圖23提供根據本文的態樣，用於超臨界流體精練製程的變數的示例性繪示。舉例而言，溫度2302可開始於約80攝氏度至90攝氏度，且外部幫浦2307可打開，且內部流動速率可在加壓循環2308中升高至約240立方米/小時。此配置容許二氧化碳在壓力及溫度升高至精練循環2310的適當水準時相對於目標材料循環。在精練循環2310期間，在維持溫度、壓力、及內部流動速率的同時關閉外部幫浦2307。精練循環2310可運作達任何持續時間（例如，15分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘、75分鐘、90分鐘、105分鐘、120分鐘）。在示例性態樣中，精練循環運作達至少60分鐘。沖洗循環2311繼續以維持溫度（例如，100攝氏度至125攝氏度）、壓力（200巴至250巴）、以及內部流動速率（例如，90立方米/小時至240立方米/小時）相對恆定，但再次起始外部幫浦2307。外部幫浦2307的使用可交換二氧化碳並自壓力容器提取被精練元素（例如，寡聚物、油），以在改變二氧化碳的狀態之前沖洗系統的被精練元素。沖洗循環2311可運作達任何時間（例如，15分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘、75分鐘、90分鐘）。在示例性態樣中，沖洗循環2311為約30分鐘。在此實例中，減壓循環2312使溫度、壓力、及內部流動速率下降。可根據目標材料特性及/或發生精練的量來調整全部時間。
圖24提供根據本文的態樣，用於超臨界流體精練製程的變數的示例性繪示。具體而言，在此實例中省略單獨的沖洗循環。此外，在此實例中，外部幫浦2307僅在加壓循環2308中運作而不在其他精練循環2310或減壓循環2312中運作。在示例性態樣中，在示例性情境中，內部流動速率2306可在加壓循環2308期間在90立方米/小時至130立方米/小時範圍內運作、在精練循環2310期間升高至175立方米/小時至240立方米/小時的範圍、且在減壓循環2312期間減低至90立方米/小時至130立方米/小時的範圍。壓力2304可在精練循環2310中達到250巴而在減壓循環2312中減低至130巴。關於染色製程，可使用任何速率的減壓。在示例性態樣中，於減壓中應用5巴/分鐘的速率。
圖25提供根據本文的態樣，用於超臨界流體精練製程的變數的示例性繪示。在此實例中，內部流動速率2306可在精練循環2310及減壓循環2312期間維持。此外，外部幫浦2307可在加壓循環2308以及減壓循環2312期間打開（而在精練循環2310期間關閉）。
圖26提供根據本文的態樣，用於超臨界流體精練製程的變數的示例性繪示。在此實例中，內部流動速率可在不同循環中變化，同時外部幫浦2307在加壓循環2308及減壓循環2312期間啟動而在精練循環期間停用。
因此，設想可在超臨界流體精練製程期間施加變數的任何組合及值。舉例而言，溫度、壓力、流動速率、時間、及外部幫浦皆可在所述循環中的每一者期間加以調整，以達成適用於目標材料及後續製程（例如，目標材料的染色）的精練程度。此外，針對本文的超臨界流體染色所述的變數可同樣適用於超臨界流體精練。舉例而言，用於超臨界流體染色的加壓循環的變數的組合可應用於超臨界流體精練的加壓循環的某些態樣中；用於超臨界流體染色的染色循環的變數的組合可應用於超臨界流體精練的精練循環的某些態樣中；且用於超臨界流體染色的減壓循環的變數的組合可應用於超臨界流體精練的減壓循環的某些態樣中。
應理解，某些特徵及子組合為有用的，且無需參照其他特徵及子組合便可被採用。此依據申請專利範圍的範圍進行設想並處於申請專利範圍的範圍內。
儘管彼此相結合地論述了具體元件及步驟，但應理解，設想無論是否對其作出明確規定，本文所提供的任何元件及/或步驟可與任何其他元件及/或步驟進行組合，同時仍處於本文所提供的範圍內。由於可在不背離本發明的範圍的條件下對本發明作出諸多可能的實施例，因此應理解，本文中所述或附圖中所示的所有內容皆被解釋為說明性的而不具有限制性意義。
本文及結合下文所列申請專利範圍所用的術語「申請專利範圍中的任一項」或所述術語的類似變型旨在被解釋成申請專利範圍的特徵可以任何組合形式加以組合。舉例而言，示例性申請專利範圍第4項可指示申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的方法/設備，其旨在被解釋成申請專利範圍第1項及申請專利範圍第4項的特徵可加以組合，申請專利範圍第2項及申請專利範圍第4項的元件可加以組合，申請專利範圍第3項及申請專利範圍第4項的元件可加以組合，申請專利範圍第1項、申請專利範圍第2項、及申請專利範圍第4項的元件可加以組合，申請專利範圍第2項、申請專利範圍第3項、及申請專利範圍第4項的元件可加以組合，申請專利範圍第1項、申請專利範圍第2項、申請專利範圍第3項、及申請專利範圍第4項的元件可加以組合及/或其他變型。此外，術語「申請專利範圍中的任一項」或所述術語的類似變型旨在包括「申請專利範圍中的任一者」或此種術語的其他變型，如由以上所提供的實例中的某些所指示。
100‧‧‧染料
101‧‧‧染料
102‧‧‧第二材料
104‧‧‧捲繞材料
106‧‧‧超臨界流體二氧化碳
108‧‧‧染料材料
110‧‧‧超臨界流體二氧化碳
112‧‧‧染料材料
114‧‧‧染料材料
116‧‧‧染料材料
118‧‧‧超臨界流體二氧化碳
120‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
124‧‧‧第一表面
126‧‧‧第二表面
204‧‧‧材料保持元件
206‧‧‧捲繞材料
207‧‧‧捲繞材料
208‧‧‧第二材料
209‧‧‧第二材料
300‧‧‧流程圖
302、304、306、308、310‧‧‧方框
400‧‧‧流程圖
402、404、406、408‧‧‧方框
500‧‧‧流程圖
502、504、506‧‧‧方框
508‧‧‧流程圖
510、512、514、516、518‧‧‧方框
602‧‧‧溫度
604‧‧‧壓力
606‧‧‧固相
608‧‧‧液相
610‧‧‧氣相
612‧‧‧超臨界流體相
614‧‧‧臨界點
1102‧‧‧第一材料
1104‧‧‧第二材料
1106‧‧‧超臨界流體二氧化碳
1108‧‧‧染料材料
1110‧‧‧超臨界流體二氧化碳
1112‧‧‧染料材料
1114‧‧‧染料材料
1116‧‧‧染料材料
1118‧‧‧超臨界流體二氧化碳
1120‧‧‧第一表面
1122‧‧‧第二表面
1124‧‧‧第一表面
1126‧‧‧第二表面
1204‧‧‧軸
1206‧‧‧第一材料
1207‧‧‧第一材料
1208‧‧‧第二材料
1209‧‧‧第二材料
1300‧‧‧纏繞物
1302‧‧‧超臨界流體二氧化碳
1304‧‧‧超臨界流體二氧化碳+染料
1306‧‧‧超臨界流體二氧化碳+染料
1400‧‧‧流程圖
1401‧‧‧纏繞物
1402、1403、1404、1406、1408、1410、1412‧‧‧方框
1405‧‧‧超臨界流體二氧化碳+染料
1407‧‧‧超臨界流體二氧化碳
1500‧‧‧流程圖
1502、1504、1506、1508、1510、1512、1514‧‧‧方框
1602、1604、1606、1608、1610、1612‧‧‧方框
1702‧‧‧精練步驟
1704‧‧‧染色步驟
1706、1708、1710、1712、1714、1716、1718、1720、1722‧‧‧方框
1802‧‧‧溫度
1804‧‧‧壓力
1806‧‧‧流動速率
1808‧‧‧加壓循環
1810‧‧‧染色/處置循環
1812‧‧‧減壓循環
1814‧‧‧完成循環
2002‧‧‧階
2102‧‧‧階
2104‧‧‧階
2202‧‧‧操縱
2302‧‧‧溫度
2304‧‧‧壓力
2306‧‧‧內部流動速率
2307‧‧‧外部幫浦
2308‧‧‧加壓循環
2310‧‧‧精練循環
2311‧‧‧沖洗循環
2312‧‧‧減壓循環
2314‧‧‧完成循環
在本文中參照附圖詳細地闡述本發明，在附圖中： 圖1是繪示根據本文的態樣，藉由超臨界流體而將染料自第二材料轉移至捲繞材料的示例性說明圖。 圖2是繪示根據本文的態樣，藉由超臨界流體而將染料自第一材料轉移至第二材料的示例性說明圖。 圖3繪示根據本文的態樣，用於散佈（perfuse）更多種材料加工物中的一者的呈接觸佈置的示例性材料。 圖4繪示根據本文的態樣，用於散佈更多種材料加工物中的一者的呈非接觸佈置的示例性材料。 圖5繪示根據本文的態樣，呈接觸佈置的示例性材料。 圖6繪示根據本文的態樣，呈非接觸佈置的示例性材料。 圖7繪示根據本文的態樣，環繞軸連續纏繞的兩種材料。 圖8繪示根據本文的態樣，環繞軸同時纏繞的材料。 圖9繪示根據本文的態樣，二氧化碳的溫度及壓力相圖。 圖10繪示根據本文的態樣，表示一種使用超臨界流體對捲繞材料施加染料的示例性方法的流程圖。 圖11繪示根據本文的態樣，表示一種使用超臨界流體對捲繞材料施加材料加工物的示例性方法的流程圖。 圖12繪示根據本文的態樣，表示一種使用超臨界流體對捲繞材料施加第一材料加工物及第二材料加工物的示例性方法的流程圖。 圖13繪示根據本文的態樣，說明一種以超臨界流體對材料染色的方法的流程圖。 圖14繪示根據本文的態樣，說明另一種以超臨界流體對材料染色的方法的流程圖。 圖15繪示根據本文的態樣，表示一種對目標材料施加材料加工物的示例性方法的流程圖。 圖16繪示根據本文的態樣，表示一種以超臨界流體精練材料的示例性方法的流程圖。 圖17繪示根據本文的態樣，表示一種在連續製程中對材料進行精練及加工（例如，染色）的示例性方法的流程圖。 圖18至圖22繪示根據本文的態樣，在超臨界染色循環期間的相關變數。 圖23至圖26繪示根據本文的態樣，在超臨界精練循環期間的相關變數。 圖27繪示根據本文的態樣，用於超臨界染色的示例性運作條件的表。

Claims (19)

  1. 一種加工目標材料的方法，所述方法包括： 將目標材料定位於壓力容器中； 將二氧化碳（CO2）引入所述壓力容器內； 將所述壓力容器的內部溫度升高至運作溫度； 將所述壓力容器內的壓力升高至運作壓力，其中所述二氧化碳在所述運作溫度及所述運作壓力下處於超臨界流體（SCF）狀態； 使用超臨界流體二氧化碳，將加工材料散布於所述目標材料；以及 在將所述內部溫度降低至臨限溫度之前將所述壓力容器內的所述壓力自所述運作壓力降低至過渡壓力， 其中所述過渡壓力為100巴至225巴。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括在所述加工材料散布於所述目標材料期間，將所述二氧化碳的流動速率增加至非零速率，其中所述流動速率在175立方米/小時至240立方米/小時的範圍。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，更包括在所述壓力自所述運作壓力降低之後，將所述流動速率降低至處於90立方米/小時至130立方米/小時範圍的流動速率。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的方法，其中所述目標材料是軋製材料或捲繞材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作溫度處於100攝氏度至125攝氏度範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作壓力小於300巴。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作壓力處於225巴至275巴範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作壓力為250巴。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作壓力及所述運作溫度形成了低於600千克/立方米的二氧化碳密度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述運作壓力及所述運作溫度形成處於566千克/立方米至488千克/立方米範圍的二氧化碳密度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述壓力的降低處於每分鐘1巴至每分鐘10巴範圍內。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述壓力的降低為每分鐘5巴。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述臨限溫度是100攝氏度。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述臨限溫度是所述運作溫度。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述溫度增加至所述運作溫度的方法包括在達到所述運作溫度之前，使所述溫度於階躍式溫度維持5分鐘至10分鐘，所述階躍式溫度介於90攝氏度至110攝氏度之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括在所述壓力降低至所述過渡壓力之後，將所述溫度自所述臨限溫度降低。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括在所述壓力降低至所述過渡壓力之後，將所述超臨界流體二氧化碳的流動速率自臨限速率降低。
  18. 一種加工第一目標材料與第二目標材料而無中介清潔處理的方法，所述方法包括： 將第一材料加工物施加於所述第一目標材料，其包括： 將所述第一目標材料定位於壓力容器中； 將二氧化碳（CO2）引入所述壓力容器內； 將所述壓力容器的內部溫度升高至運作溫度； 將二氧化碳的流動速率升高至非零速率，其中在所述二氧化碳達到超臨界流體（SCF）狀態之前將所述流動速率增加至所述非零速率； 將所述壓力容器內的壓力升高至運作壓力，其中所述二氧化碳在處於所述運作溫度及所述運作壓力時達到超臨界流體（SCF）狀態； 使用超臨界流體二氧化碳，將所述第一材料加工物散布於所述第一目標材料； 在將所述第一加工材料散佈於所述第一目標材料後，將所述壓力自所述運作壓力降低至過渡壓力而同時將所述溫度維持於高於臨限溫度且將所述流動速率維持於高於臨限速率，其中所述過渡壓力為100巴至225巴；以及 在所述壓力容器中將第二材料加工物施加於所述第二目標材料而在施加所述第一材料加工物給所述第一目標材料與施加所述第二材料加工物給所述第二目標材料之間的步驟中在所述壓力容器中不將所述第一材料加工物施加給犧牲清潔材料。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，其中所述第一材料加工物與所述第二材料加工物為不同材料加工物。
TW107137647A 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法 TWI666358B (zh)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562119015P 2015-02-20 2015-02-20
US201562119010P 2015-02-20 2015-02-20
US62/119,015 2015-02-20
US62/119,010 2015-02-20
US201562135680P 2015-03-19 2015-03-19
US62/135,680 2015-03-19
US201662296983P 2016-02-18 2016-02-18
US62/296,983 2016-02-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201907073A TW201907073A (zh) 2019-02-16
TWI666358B true TWI666358B (zh) 2019-07-21

Family

ID=55487140

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107121234A TWI643997B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法
TW108118185A TWI692562B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法
TW105105075A TWI631257B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 超臨界流體材料精練
TW109110735A TWI704265B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法
TW107137647A TWI666358B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107121234A TWI643997B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法
TW108118185A TWI692562B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法
TW105105075A TWI631257B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 超臨界流體材料精練
TW109110735A TWI704265B (zh) 2015-02-20 2016-02-22 加工目標材料的方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10519594B2 (zh)
EP (1) EP3259397A1 (zh)
KR (2) KR102161725B1 (zh)
CN (1) CN107580640B (zh)
MX (1) MX2017010684A (zh)
TW (5) TWI643997B (zh)
WO (1) WO2016134254A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107548421B (zh) 2015-02-20 2021-06-18 耐克创新有限合伙公司 对材料染色的方法及施加材料加工物的方法
KR101737875B1 (ko) * 2017-01-05 2017-05-19 (주)대주기계 균염 향상을 위한 초임계 이산화탄소 염색조
CN110747625A (zh) * 2019-11-01 2020-02-04 苏州大学 利用超临界流体清洗动物纤维的方法
NL2030331B1 (en) * 2021-12-29 2023-07-04 Penn Asia Co Ltd scCO2 dyeing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW426775B (en) * 1998-03-16 2001-03-21 Ind Tech Res Inst Method of fibers scouring
WO2002033163A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 North Carolina State University Process for treating textile substrates
CN1894016A (zh) * 2003-11-19 2007-01-10 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
CN203546404U (zh) * 2013-08-26 2014-04-16 香港生产力促进局 一种超临界流体的纺织材料无水整理装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906724C2 (de) 1989-03-03 1998-03-12 Deutsches Textilforschzentrum Verfahren zum Färben von textilen Substraten
GB2259525B (en) 1991-09-11 1995-06-28 Ciba Geigy Ag Process for dyeing cellulosic textile material with disperse dyes
DE4200498A1 (de) 1992-01-10 1993-07-15 Amann & Soehne Verfahren zum auftragen einer avivage
US5340614A (en) 1993-02-11 1994-08-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of polymer impregnation
DE4333221B4 (de) 1993-09-30 2006-05-04 Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West E.V. Verfahren zum Entfärben von Substraten aus Kunststoff, insbesondere Synthesefasern
US6148644A (en) * 1995-03-06 2000-11-21 Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. Dry cleaning system using densified carbon dioxide and a surfactant adjunct
DE19631604A1 (de) 1995-10-17 1997-04-24 Amann & Soehne Verfahren zum Färben eines textilen Substrates in mindestens einem überkritischen Fluid
US5783082A (en) * 1995-11-03 1998-07-21 University Of North Carolina Cleaning process using carbon dioxide as a solvent and employing molecularly engineered surfactants
US5798438A (en) 1996-09-09 1998-08-25 University Of Massachusetts Polymers with increased order
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
US6261326B1 (en) 2000-01-13 2001-07-17 North Carolina State University Method for introducing dyes and other chemicals into a textile treatment system
US6248136B1 (en) * 2000-02-03 2001-06-19 Micell Technologies, Inc. Methods for carbon dioxide dry cleaning with integrated distribution
US20030074742A1 (en) * 2000-03-03 2003-04-24 General Electric Company Siloxane dry cleaning composition and process
JP2004076190A (ja) * 2002-08-15 2004-03-11 Kobe Steel Ltd 繊維処理方法
KR100570333B1 (ko) * 2004-05-24 2006-04-12 주식회사 삼일산업 산업용 초임계유체염색기
CA2586450C (en) 2004-11-04 2013-10-29 Feyecon Development & Implementation B.V. A method of dyeing a substrate with a reactive dyestuff in supercritical or near supercritical carbon dioxide
CN1693580A (zh) 2005-05-26 2005-11-09 南通市华安超临界萃取有限公司 超临界co2流体染色工艺
CN101812809A (zh) 2010-04-27 2010-08-25 大连工业大学 散纤维超临界二氧化碳染色方法
CN101812810A (zh) 2010-04-27 2010-08-25 大连工业大学 成衣超临界二氧化碳染色方法
WO2012026944A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Empire Technology Development Llc Dyeing of fibers using supercritical carbon dioxide and electrophoresis
EP2672002B1 (en) * 2011-02-02 2022-03-30 YKK Corporation Cleaning method and cleaning device
US9091017B2 (en) * 2012-01-17 2015-07-28 Co2Nexus, Inc. Barrier densified fluid cleaning system
CN102787459B (zh) 2012-07-17 2014-01-15 大连工业大学 一种超临界二氧化碳筒子纱染色釜及其无水染色方法
CN102776739B (zh) 2012-07-17 2014-04-16 大连工业大学 一种超临界二氧化碳绞纱染色釜及其无水染色方法
CN102877329A (zh) 2012-08-29 2013-01-16 昆山铁牛衬衫厂 一种超临界二氧化碳染色方法
US20140305170A1 (en) 2013-04-12 2014-10-16 Applied Separations, Inc. Supercritical fluid spectometer apparatus
CN104342869A (zh) 2013-07-25 2015-02-11 无锡市华洋染整机械有限公司 带有二只染缸的超临界二氧化碳流体染色装置
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
CN103741523B (zh) 2013-12-30 2016-04-20 成都纺织高等专科学校 一种超临界co2流体分散染料增溶染色方法
CN103726351B (zh) 2013-12-30 2016-01-20 成都纺织高等专科学校 一种超临界co2流体还原染料染色方法
KR102271581B1 (ko) * 2015-02-20 2021-07-02 나이키 이노베이트 씨.브이. 초임계 유체 재료 마감 처리

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW426775B (en) * 1998-03-16 2001-03-21 Ind Tech Res Inst Method of fibers scouring
WO2002033163A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 North Carolina State University Process for treating textile substrates
CN1894016A (zh) * 2003-11-19 2007-01-10 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
CN203546404U (zh) * 2013-08-26 2014-04-16 香港生产力促进局 一种超临界流体的纺织材料无水整理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107580640B (zh) 2021-06-18
TWI692562B (zh) 2020-05-01
KR102005653B1 (ko) 2019-07-30
TW201839211A (zh) 2018-11-01
TW201715119A (zh) 2017-05-01
TWI643997B (zh) 2018-12-11
WO2016134254A1 (en) 2016-08-25
KR20170118215A (ko) 2017-10-24
US20200056326A1 (en) 2020-02-20
MX2017010684A (es) 2017-11-17
TW201940779A (zh) 2019-10-16
US10519594B2 (en) 2019-12-31
KR102161725B1 (ko) 2020-10-05
KR20190090068A (ko) 2019-07-31
US20160244909A1 (en) 2016-08-25
TWI704265B (zh) 2020-09-11
TW202028565A (zh) 2020-08-01
EP3259397A1 (en) 2017-12-27
TWI631257B (zh) 2018-08-01
CN107580640A (zh) 2018-01-12
TW201907073A (zh) 2019-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI672408B (zh) 超臨界流體材料加工
TWI666358B (zh) 加工目標材料的方法
TWI627327B (zh) 超臨界流體軋製或捲繞材料加工