CN101812810A - 成衣超临界二氧化碳染色方法 - Google Patents
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Abstract
成衣超临界二氧化碳染色方法。工艺流程为：依次将染料、成衣置入超临界二氧化碳染色装置中；加热，使其温度为70～150℃，开启高压系统使其压力为15～25MPa，在此条件下进行染色，时间为50～120min；然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物。其特点为对白坯成衣的进行无水染色；参与染色的染料和二氧化碳均可以回收；染色后成衣不需水洗；加工不受订单大小的限制；生产周期短；只对成衣染色，无边角料；真正的节能环保，符合低碳经济的发展要求。
Description
技术领域
本发明属于纺织品印染领域。具体涉及使用溶解在超临界状态的二氧化碳染料进行成衣印染技术。
背景技术
我国入世以来，纺织行业在高速发展的同时，清洁生产和节能减排工作也取得了一定成效。然而，在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下，资源和环境仍然制约着纺织行业的健康、可持续发展。我国纺织业的水耗居高不下，污染问题较为突出。据国家环保总局统计，印染行业排放废水总量位于全国制造业排放总量的第5位，印染企业的单位产品耗水量一般是发达国家的3倍左右，而水的重复利用率却落后于制造业平均水平，仅为7％。
2003年，英国在其能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中第一次提出了“低碳经济”这一概念。2006年，前世界银行首席经济学家尼古拉斯·斯特恩牵头做出的《斯特恩报告》中呼吁全球向低碳经济转型。同时我国也在不断地改进经济增长方式，实施可持续发展的战略。2008年“两会”，全国政协委员吴晓青明确将“低碳经济”提到议题上来。2009年11月25日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署应对气候变化工作，决定到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％。
早在一百多年前人们就注意到将气体压缩到临界点以上，使之达到临界状态，此时气体对溶质的溶解能力会大大增强的现象。近20年来，超临界二氧化碳染色技术在世界范围内进行着活跃的研究和开发。随着人们在超临界流体的热力学和传质研究方面经验的积累，为超临界二氧化碳染色技术的进步提供了坚实的基础。在涤纶、棉、麻、毛等散纤维及其织物染色方面，均获得了较好的效果[1～7]。
所谓超临界状态，是指超过各化合物固有的临界温度与临界压力的状态。处于这种状态的物质叫超临界流体，具有气体和液体的中间性质。超临界流体
的粘度接近于气体，扩散系数介于气体和液体的中间，其渗透力大，对物质的渗透比液体进行得更快；经压缩，超临界流体能够得到与液体几乎同等的密度，其溶解能力强，具有良好地溶解无极性或低极性物质的性质。1989年德国Ruhr-Bochum首次实现了实验室规模的聚酯纤维超临界CO2无水染色[4]，轰动了世界染整行业。二氧化碳的临界温度为31.1℃，临界压力为7.39MPa，能够在比较稳妥的条件下处于超临界状态。用超临界二氧化碳作为染色介质，彻底消除了印染废水的产生，真正实现了无水染色，从根本上解决了印染废水处理的难题，保护了水资源；由于省去了还原清洗和烘干两道工序，降低了能源消耗；二氧化碳无毒、无爆发性，价廉易得，且可循环使用，因此染色过程中无有害气体排放；残余染料可重新回收利用，使染料利用率大大提高。它是环保型的技术含量较高的染色工艺，在低碳经济大背景下，代表了染整行业的发展方向[8～10]。
受国际金融危机影响，从2008年下半年起，国内外服装市场跌入了萧条的低谷。然而，在低迷的服装市场中，成衣染色风格的服装却异军突起，令纺织服装产业界信心倍增。成衣染色是指用坯布或者经过练漂前处理的半制品缝制成服装后再进行染色的加工过程。大多数的成衣染色是将经过练漂的半制品面料做成白坯成衣以后再进行染色。通过这种方式，由各种纤维制成的成衣能在较短的时间内染色和交货，从而能很好的适应流行速度快、变化大的服装业，越来越受到市场的欢迎。但是，现阶段的成衣染色仍然停留在传统的染色方法，无法摆脱耗水耗能的困境，不能满足低碳经济下可持续发展的要求[11～13]。
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发明内容
针对上述现有技术存在的问题和缺陷，本发明目的在于提供一种用超临界流体对成衣进行染色的技术。
成衣超临界二氧化碳染色技术，是在一部装置中利用超临界二氧化碳流体对白坯成衣进行染色，即在无水、无其他印染助剂的条件下对白坯成衣着色的方法。
针对上述现有技术存在的问题和缺陷，本发明目的在于提供一种用超临界流体对成衣进行染色的技术。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将染料和织物放置于超临界二氧化碳染色装置中，在所设置的工艺条件下实现超临界二氧化碳染色，完成后释压以回收二氧化碳和染料。其工艺流程为：依次将染料、成衣置入超临界二氧化碳染色装置中，加热，使其温度为70～150℃，开启高压系统使其压力为15～25MPa，在此条件下进行染色，时间为50～120min；然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；并对其进行性能分析测试。染色成衣为涤纶、锦纶、羊毛、蚕丝、棉及其混纺织物。所述染料为分散染料、直接染料、活性分散染料、活性染料，以分散染料为好。染料与成衣的质量比为1∶5～20，以1∶10～12为好。
按照GB/T.3921.1-1997纺织品色牢度试验耐洗色牢度，GB7565-87纺织品色牢度试验棉和粘胶标准贴衬织物规格和GB6151-857纺织品色牢度试验色牢度的评定，进行织物色牢度测试分析。结果显示染后织物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均可达到服用织物要求：耐磨擦色牢度可达到3～4级，耐水洗色牢度可达到3～5级。
与现有技术相比，本发明突出的特点是：
1、实现超临界二氧化碳流体对白坯成衣的染色，染色完成后无需后处理，缩短生产周期，直接进入市场。
2、染色过程中，无需水的参与，参与染色的染料和二氧化碳均可以回收，且染色结束成衣不需要水洗，真正的节能环保，符合低碳经济的发展要求。
3、颜色比较自然，更加丰富和多样化，具有休闲时尚的风格，有浑然一体的感觉，加工能随时跟上市场的动态变化，迎合了流行市场快速变化的需要。
4、加工不受订单大小的限制，从几件到几百件都可以，从而降低库存量。
5、加工过程简单方便，生产周期短；且由于只对成衣染色，无边角料染色加工的损失，清洁化生产。
6、染色质量好，综合成本低，产品附加值高，经济效益显著。
7、改变了传统的服装加工的跨行业、多环节、交货期长的缺点，可由服装厂选料，制衣，染整在同一个部门自行完成，生产周期缩短了2/3～3/4。
具体实施方式
实施例1
将分散翠兰染料3g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g涤棉混纺白坯T恤缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件15～25Mpa，经60～90min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为蓝色，耐磨擦色牢度为3～3.5级和耐水洗色牢度可达到3.5～4.5级。
实施例2
将分散翠兰染料3.5g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g涤纶白坯运动裤缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件15～23Mpa，经60min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为蓝色，耐磨擦色牢度为4级和耐水洗色牢度可达到5级。
实施例3
将分散红染料2.5g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g涤纶长丝丝巾缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件15～25Mpa，经60～90min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为红色，耐磨擦色牢度为3级和耐水洗色牢度可达到3～4级。
实施例4
将活性分散红染料3g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g羊毛针织披肩缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件15～25Mpa，经60～90min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为红色，耐磨擦色牢度为3～3.5级和耐水洗色牢度可达到3.5～4.5级。
实施例5
将活性分散绿染料2g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g蚕丝手帕缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件18～20Mpa，经60～70min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为绿色，耐磨擦色牢度为3级和耐水洗色牢度可达到3.5～4级。
实施例6
将活性黄染料3g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g锦纶弹力丝袜缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件18～20Mpa，经60～70min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为绿色，耐磨擦色牢度为3级和耐水洗色牢度可达到3.5～4级。
实施例7
将分散绿染料4g，放置在超临界二氧化碳染色装置的染料釜中。取30g涤纶针织衫缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件18～25MPa，经60～80min萃取染色一步完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为绿色，耐磨擦色牢度为3～4级和耐水洗色牢度可达到3.5～4.5级。
实施例8
将直接蓝染料3g，放置在超临界染色二氧化碳装置的染料釜中。取30g纯棉女裙缠绕在分布器上，置于染色釜中。开启加热系统、制冷系统，使装置达到萃取染色所需温度条件90～110℃；开启高压系统，使装置达到染色所需压力条件15～25Mpa，经60～70min染色完成。然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；染后织物为蓝色，耐磨擦色牢度为3级和耐水洗色牢度可达到3.5～4级。
Claims (7)
1.成衣超临界二氧化碳染色方法，其特点在于工艺流程为：
依次将染料、成衣置入超临界二氧化碳染色装置中；加热，使其温度为70～150℃，开启高压系统使其压力为15～25MPa，在此条件下进行染色，时间为50～120min；然后释压并使其保持在4～5MPa、25～40℃下进行二氧化碳和染料的回收；释压、降温至常态得染色织物；
其中：所述染料为分散染料、直接染料、活性分散染料、活性染料；所述成衣织物的纤维为涤纶、锦纶、羊毛、蚕丝、棉及其混纺织物；染料与成衣的质量比为1∶5～20。
2.根据权利要求1所述超临界二氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的染料为分散染料。
3.根据权利要求1所述成衣超临界二氧化碳染色方法，其特征在于所述加热是使其温度为80～120℃。
4.根据权利要求1所述成衣超临界二氧化碳染色方法，其特征在于所述开启高压系统使其压力为20～25Mpa。
5.根据权利要求1所述成衣超临界二氧化碳染色方法，其特征在于所述进行染色的时间为50～90min。
6.根据权利要求1所述成衣超临界二氧化碳染色方法，其特征在于工艺流程中的工艺条件为：加热是使其温度为80～120℃；开启高压系统使其压力为20～25MPa；进行染色的时间为50～90min。
7.根据权利要求1～6中任一项所述成衣超临界二氧化碳染色方法，其特征在于所述染料与成衣的质量比为1∶10～12。
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