超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜及其染色工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的涉及紡織印染技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜及其 無水染色工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個水資源短缺的國家，水資源環(huán)境也在不斷惡化，再加上用水的浪費，水 資源形勢更是不容樂觀。紐扣的傳統(tǒng)水浴染色，主要以水為介質(zhì)，在染色過程中，大量的染 料、助劑和表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境造成嚴重污染，耐高溫的著色劑品種少、色系不 全、添加色母粒造成紐扣生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，制約著服裝輔料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。21世紀對易 控制性、高效性、無污染性以及可循環(huán)利用性的要求越來越突出。發(fā)展于上世紀末的超臨界 二氧化碳無水染色技術(shù)因其無污染、短流程、高效率等突出特點被認為是一種"綠色、可持 續(xù)發(fā)展型"技術(shù)，而備受青睞。
[0003] 目前，超臨界二氧化碳染色技術(shù)作為一種新型的綠色染整技術(shù)已取得階段性進 展，對其工藝條件、染色機理及染色設(shè)備的聯(lián)合探索研究已較為成熟。而服裝輔料的超臨界 流體染色研究卻很少，目前還沒有采用超臨界二氧化碳染色技術(shù)進行紐扣等服裝輔料的染 色工藝。另一方面，由于紐扣結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)量較大，若采用常規(guī)的靜態(tài)的方式堆積在一起染 色，會導(dǎo)致紐扣與紐扣緊實的壓在一起，紐扣與紐扣的重疊處會出現(xiàn)染色不勻和染不透的 現(xiàn)象，造成紐扣染色瑕疵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于提供超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜，通過二氧化碳流體 帶動紐扣以非靜態(tài)方式進行染色，從而解決采用現(xiàn)有技術(shù)的超臨界二氧化碳染色釜時，紐 扣與紐扣的重疊處會出現(xiàn)染色不勻和染不透，造成紐扣染色瑕疵的問題。
[0005] 本發(fā)明的上述目的是采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0006] 超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜，包括釜體，所述釜體的上端設(shè)有密封釜蓋，所述 釜體的底部設(shè)有二氧化碳流體及染料入口，所述釜體的上部設(shè)有二氧化碳流體及染料出 □ 〇
[0007] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述染色釜還包括筒體，所述筒體置于釜體內(nèi)，所述筒體的 底部設(shè)有開口，所述開口與所述二氧化碳流體及染料入口相對應(yīng)，所述開口處設(shè)有向上凸 起的曲面網(wǎng)件。染色時，所述果實紐扣置于筒體內(nèi)，溶解著染料的二氧化碳流體從底部開口 流入筒體，沖擊紐扣并帶動紐扣以非靜態(tài)方式進行染色。還可通過控制超臨界二氧化碳流 體的流速來實現(xiàn)氣流的變化，從而使紐扣在氣流的變速沖擊下運動起來，避免了紐扣與紐 扣重疊處的染色瑕疵。曲面網(wǎng)件的網(wǎng)孔孔徑優(yōu)選1_2_。曲面網(wǎng)件的材質(zhì)優(yōu)選不銹鋼。曲 面網(wǎng)件可分散二氧化碳流體和染料，從而染色更均勻。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述筒體的底部為倒梯形結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)可以避免紐扣 堆積在筒體底部出現(xiàn)死角，以防止染色不勻。其中所述筒體的底部是指曲面網(wǎng)件的外周。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述倒梯形結(jié)構(gòu)的斜邊與水平面的夾角為20-50度。采用 該角度可有效保證二氧化碳流體沖擊紐扣，從而避免紐扣重疊和堆積，有效防止染色不勻。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述筒體的底部開口處設(shè)有帶孔底盤，所述帶孔底盤位于 所述曲面網(wǎng)件的下方。所述帶孔底盤的孔徑優(yōu)選為3mm，材質(zhì)優(yōu)選不銹鋼。帶孔底盤可對二 氧化碳流體及染料起過濾作用，避免雜質(zhì)等進入筒體。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述帶孔底盤和曲面網(wǎng)件均與筒體底部的開口活動連接， 采用該結(jié)構(gòu)便于拆卸和洗滌，提高染色效率。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述筒體的上端設(shè)有帶孔蓋體。采用該結(jié)構(gòu)，便于裝取紐 扣，即實際應(yīng)用時可以在不打開蓋的情況下，通過帶孔蓋體的孔直接裝入紐扣，染色結(jié)束后 也可以在不打開蓋的情況下，通過帶孔蓋體的孔直接取出紐扣。另一方面，所述帶孔蓋體也 可適度控制二氧化碳流體和染料的流出速度。
[0013] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述帶孔蓋體設(shè)有拉環(huán)，方便將筒體拉出。
[0014] 上述的超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜，在染色過程中，攜帶染料的超臨界二氧 化碳由釜體的二氧化碳及染料入口，依次流經(jīng)筒體底部的帶孔底盤、曲面網(wǎng)件進入筒體，形 成渦旋氣流進行紐扣染色。攜帶部分染料的二氧化碳從二氧化碳出口流出，形成循環(huán)，染色 釜內(nèi)紐扣隨著超臨界二氧化碳的循環(huán)流動，逐漸完成染色。
[0015] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述密封釜蓋通過快開卡箍與所述釜體活動連接。
[0016] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述釜體的外周設(shè)有加熱夾套，用以加熱和保溫，所述加熱 夾套的下部設(shè)有熱介質(zhì)入口，上部設(shè)有熱介質(zhì)出口。
[0017] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述筒體設(shè)有筒體扭合部、所述釜體設(shè)有釜體扭合部，所述 筒體與釜體通過筒體扭合部與釜體扭合部連接。
[0018] 攜帶染料的超臨界二氧化碳在筒體內(nèi)進行紐扣染色的分子動力學(xué)機理為：溶解 在超臨界二氧化碳流體中的染料逐漸靠近材料界面進入動力邊界層，當染料靠近材料界面 后，依靠自身的擴散接近材料，當分子力足夠大時，染料被材料吸附，在材料內(nèi)外形成染料 濃度差，完成染料的吸附固著，從而實現(xiàn)超臨界二氧化碳流體的無水染色。
[0019] 本發(fā)明另一目的是提供采用上述超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜進行果實紐扣 染色的工藝。
[0020] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述染色工藝的染色條件為：超臨界二氧化碳流體流速為 10-40g/min，染色釜內(nèi)溫度為60-1KTC，染色釜內(nèi)壓力為10_28MPa，染色時間40-90min，染 料的質(zhì)量為紐扣質(zhì)量的1-5% ;所述染料為分散染料。
[0021] 染色結(jié)束后降壓使染料與二氧化碳氣體分離，分別回收，取出染色樣品，樣品不用 清洗干燥等后處理。樣品顏色深淺主要通過染色時間、染色溫度、染料占紐扣質(zhì)量的百分含 量等因素的變化來控制。其中，所述的超臨界二氧化碳流體流速的計量是以每分鐘流過的 超臨界狀態(tài)二氧化碳和染料共同的質(zhì)量為標準。
[0022] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述染料的質(zhì)量為紐扣質(zhì)量的2-3%。
[0023] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分散染料優(yōu)選為分散橙S-4RL、分散紅玉S-5BL、分散 深蘭HGL。
[0024] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述果實紐扣在染色前，經(jīng)過預(yù)處理，所述預(yù)處理是采用 0. 5-0. 7mol/L的氫氧化鈉溶液在常溫下浸泡果實紐扣18-36小時。
[0025] 果實扣的主要成分為木質(zhì)素纖維，而木質(zhì)素纖維間結(jié)構(gòu)致密，未經(jīng)處理的果實紐 扣在超臨界二氧化碳中染色時，染料很難分散進入紐扣材料分子中，因此染色效果不明顯， 得色很淺。本發(fā)明通過采用氫氧化鈉溶液在常溫下預(yù)浸泡果實紐扣，使果實中的木質(zhì)素纖 維充分溶脹后再染色，紐扣的染色效果明顯提高，得色深度明顯加深。
[0026] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種新的超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜，該染 色釜在釜體的底部設(shè)有二氧化碳流體及染料入口，而上部設(shè)有出口，染色時底部二氧化碳 流體和染料流入釜體，沖擊紐扣并帶動紐扣以非靜態(tài)方式進行染色，還可通過控制超臨界 二氧化碳流體的流速來實現(xiàn)氣流的變化，從而使紐扣在氣流的變速沖擊下運動起來，避免 了紐扣與紐扣重疊處的染色瑕疵。同時本發(fā)明的染色釜的筒體底部設(shè)計成倒梯形結(jié)構(gòu)，有 效防止紐扣接觸不到攜帶染料的二氧化碳流體而無法染色的問題。采用本發(fā)明的染色工 藝，可以獲得色澤豐富齊全的紐扣，染色后的產(chǎn)品不需要進行清洗、干燥等后處理，實現(xiàn)全 過程無水染色，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高染色質(zhì)量，降低環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明超臨界二氧化碳果實紐扣染色釜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖中，1釜體、2密封釜蓋、3筒體、4二氧化碳流體及染料入口、5二氧化碳流體及染 料出口、6曲面網(wǎng)件、7倒梯形結(jié)構(gòu)、8帶孔蓋體、9帶孔底盤、10拉環(huán)、11快開卡箍、12加熱夾 套、13熱介質(zhì)入口、14熱介質(zhì)出口、15筒體扭合部、16釜體扭合部、17開口。
【具體實施方式】
[0029] 下述非限制性實施例