本發(fā)明涉及一種可換色工程化超臨界二氧化碳流體無水染整系統(tǒng)及其方法，屬于染整技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，超臨界流體技術(shù)從基礎(chǔ)理論研究到實際應用方面都得到顯著的提高和拓展，已深入到超臨界流體染色、萃取、化學反應、清洗技術(shù)等諸多領(lǐng)域。作為主要溫室氣體的二氧化碳，是最為常用的超臨界流體，其臨界溫度和壓力都較為溫和，分別為31.1℃和7.38MPa，且具有無毒、分子極性弱、具有四級矩結(jié)構(gòu)等特點。

但是，現(xiàn)有的超臨界流體染色設(shè)備單次染色生產(chǎn)時，僅能染得單色效果，尚無法在一次染色過程實現(xiàn)多色系生產(chǎn)，并且一次染色生產(chǎn)中只能獲得紡織品的顏色效果，還無法得到具有功能性的染色產(chǎn)品。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過若干個染整釜，同時實現(xiàn)了紡織品的多色系、多功能生產(chǎn)，從而解決了上述設(shè)備染色產(chǎn)品色彩單一，不易換色等問題。

本發(fā)明提供了一種可換色工程化超臨界二氧化碳流體無水染整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括染整單元、分離釜、顆粒在線檢測儀；

所述染整單元包括至少一組染整釜、泵與吸附釜，所述各組染整釜的出口Ⅰ通過各自的泵與其入口Ⅰ連接，所述各組染整釜的出口Ⅱ通過各自的吸附釜與分離釜連接，所述分離釜的出口通過顆粒在線檢測儀與三通閥入口連接，所述三通閥出口Ⅰ與分離釜連接。

本發(fā)明所述染整單元優(yōu)選為包括至少三組染整釜、泵與吸附釜。

本發(fā)明所述染整釜優(yōu)選為包括染料整理劑室、紡織品染整架，所述紡織品染整架與染料整理劑室的頂部出口連接，所述紡織品染整架的表面設(shè)有若干個氣孔，所述染料整理劑室從下向上依次設(shè)有氣固分離膜Ⅰ、氣固分離膜Ⅱ、氣固分離膜Ⅲ、氣固分離膜Ⅳ，所述染料整理劑室底部設(shè)有入口。

本發(fā)明所述紡織品染整架優(yōu)選為筒子紗染色架、散纖維染色架、織物染色架、毛球染色架、絞紗染色架或成衣染色架，以滿足不同紡織物的染色需要。

本發(fā)明所述氣固分離膜Ⅰ與氣固分離膜Ⅱ之間構(gòu)成染料室，所述氣固分離膜Ⅱ與氣固分離膜Ⅲ之間構(gòu)成整理劑室，所述氣固分離膜Ⅲ與氣固分離膜Ⅳ之間構(gòu)成均勻混合室，實現(xiàn)染料與整理劑的均勻混合，保證染整效果的均勻性。

本發(fā)明所述氣固分離膜Ⅳ優(yōu)選為中孔膜結(jié)構(gòu)，使溶有染料或整理劑的二氧化碳流體集中進入紡織品染整架，增加二氧化碳流體的穿透性和滲透性，以獲得更好的染色效果。

本發(fā)明所述染料整理劑室的底部入口優(yōu)選為漏斗形，有利于染料或整理劑的分散。

本發(fā)明所述泵優(yōu)選為磁力循環(huán)泵。

本發(fā)明所述吸附釜內(nèi)優(yōu)選為設(shè)有與染整釜內(nèi)相同的纖維。

本發(fā)明另一目的為提供上述系統(tǒng)的染整方法，所述方法為超臨界二氧化碳流體先進入各組染料整理劑室，溶解染料或整理劑后，再進入各組紡織品染整架，利用泵循環(huán)染色，染色結(jié)束后溶有染料或整理劑的二氧化碳流體先通過各組吸附釜初分離，再通過分離釜精分離，當顆粒在線檢測儀檢測到顆粒時，返回至分離釜再分離，直至檢測不到顆粒。

本發(fā)明有益效果為：

①本發(fā)明利用若干個染整釜實現(xiàn)了紡織品的多色系、多功能染色生產(chǎn)，解決了超臨界二氧化碳流體無水染色生產(chǎn)的換色難題；

②本發(fā)明染整釜與磁力循環(huán)泵構(gòu)成循環(huán)染色系統(tǒng)，磁力循環(huán)泵的使用顯著提高循環(huán)染色系統(tǒng)中的流體流量，解決了高溫高壓染整過程中的氣體泄露問題，同時磁力循環(huán)泵優(yōu)異的耐磨擦和抗腐蝕，提高了染色過程的穩(wěn)定性；

③本發(fā)明吸附釜、分離釜與顆粒在線檢測儀構(gòu)成分離檢測系統(tǒng)和再分離回路，實現(xiàn)了染料、整理劑與二氧化碳氣體分離狀態(tài)的適時在線檢測和充分分離。

附圖說明

本發(fā)明附圖2幅，

圖1為實施例1所述可換色工程化超臨界二氧化碳流體無水染整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1所述染整釜的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、二氧化碳氣源，2、加熱器，3、冷凝器，4、二氧化碳循環(huán)罐，5、預冷器，6、高壓泵，7、預熱器，8、染整釜，81、染料整理劑室入口，82、氣固分離膜Ⅰ，83、氣固分離膜Ⅱ，84、氣固分離膜Ⅲ，85、氣固分離膜Ⅳ，86、紡織品染整架，9、磁力循環(huán)泵，10、吸附釜，11、分離釜，12、顆粒在線檢測儀。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

一種可換色工程化超臨界二氧化碳流體無水染整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括二氧化碳氣源1，所述二氧化碳氣源1依次通過加熱器2、冷凝器3與二氧化碳循環(huán)罐4的入口Ⅰ連接，所述二氧化碳循環(huán)罐4的出口依次通過預冷器5、高壓泵6、預熱器7分別與各組磁力循環(huán)泵9連接，所述磁力循環(huán)泵9與各自的染整釜8的入口Ⅰ連接，所述染整釜8的出口Ⅰ通過各自的磁力循環(huán)泵9返回其入口Ⅰ，所述染整釜8的出口Ⅱ通過各自的吸附釜10與分離釜11連接，所述分離釜11出口通過顆粒在線檢測儀12與三通閥入口連接，所述三通閥出口Ⅰ返回至分離釜11，所述三通閥出口Ⅱ與二氧化碳循環(huán)罐4的入口Ⅱ連接；

其中：所述染整釜8包括染料整理劑室、紡織品染整架86，所述紡織品染整架86與染料整理劑室的頂部出口連接，所述紡織品染整架86的表面設(shè)有若干個氣孔，所述染料整理劑室從下向上依次設(shè)有氣固分離膜Ⅰ82、氣固分離膜Ⅱ83、氣固分離膜Ⅲ84、氣固分離膜Ⅳ85，所述氣固分離膜Ⅰ82與氣固分離膜Ⅱ83之間構(gòu)成染料室，所述氣固分離膜Ⅱ83與氣固分離膜Ⅲ84之間構(gòu)成整理劑室，所述氣固分離膜Ⅲ84與氣固分離膜Ⅳ85之間構(gòu)成均勻混合室，所述染料整理劑室底部設(shè)有漏斗形入口81；所述吸附釜10內(nèi)設(shè)有與染整釜8內(nèi)相同的纖維。

實施例2

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，所述方法為：將分散藍60、分散紅153、分散黃114分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量均為0.5w/w％，將超仿棉纖維、滌綸織物、羊毛筒子紗分別置于不同的紡織品染整架86上；

將二氧化碳加熱后再冷卻至液態(tài)并儲存于二氧化碳循環(huán)罐4內(nèi)，染整時，將二氧化碳循環(huán)罐4內(nèi)二氧化碳冷凝、升壓、加熱至超臨界狀態(tài)，超臨界二氧化碳流體進入各組染整釜8后，先溶解染料，再對紡織品染色，在磁力循環(huán)泵9的作用下循環(huán)染色，在120℃、24MPa的條件下染色60min，結(jié)束后將帶有殘留染料的二氧化碳流體先在各自的吸附釜10初分離，吸附溫度為25℃，吸附釜10內(nèi)纖維的密度為1kg/L，再在分離釜11精分離，當顆粒在線檢測儀12檢測結(jié)果為含有顆粒時，返回至分離釜11再分離；當顆粒在線檢測儀12檢測結(jié)果為不含顆粒時，返回至二氧化碳循環(huán)罐4內(nèi)儲存。

經(jīng)檢測，染色超仿棉纖維、滌綸織物、羊毛筒子紗的K/S值分別為18.9、15.6和7.8，染色K/S值標準偏差低于0.2％，同時上述染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到4-5級以上，耐日曬色牢度達到6級以上，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。

實施例3

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，與實施例2的區(qū)別為：

將分散紅153分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量均為1w/w％；

在100℃、24MPa的條件下染色60min。

經(jīng)檢測，染色超仿棉纖維、滌綸織物、羊毛筒子紗的K/S值分別為11.4、10.6和5.2，染色K/S值標準偏差低于0.25％，同時上述染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到4級以上，耐日曬色牢度達到6級以上，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。

實施例4

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，與實施例2的區(qū)別為：

將分散紅153分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量均為1w/w％；

將超仿棉織物分別置于不同的紡織品染整架86上；

在120℃、24MPa的條件下染色40min；

吸附釜10內(nèi)纖維的密度為0.5kg/L。

經(jīng)檢測，染色超仿棉纖維的K/S值為16.5，不同染整釜8內(nèi)染色超仿棉纖維的染色K/S值標準偏差低于0.2％，同時上述染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到5級，耐日曬色牢度達到6級以上，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。

實施例5

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，與實施例2的區(qū)別為：

將分散黃54、抗紫外整理劑2-(2’-羥基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、阻燃劑FRC-1分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量分別為1w/w％、2w/w％和3w/w％；

將滌綸織物分別置于不同的紡織品染整架86上；

分散黃54在140℃、24MPa的條件下染色60min；

抗紫外整理劑2-(2’-羥基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑在120℃、22MPa的條件下染色50min；

阻燃劑FRC-1在130℃、22MPa的條件下染色70min。

經(jīng)檢測，染色滌綸織物的K/S值為25.2，染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到5級，耐日曬色牢度達到7級，染色滌綸織物的紫外線屏蔽功能為98％以上，染色滌綸織物的續(xù)燃時間為0s、陰燃時間為0s、損毀長度為77mm，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。

實施例6

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，與實施例2的區(qū)別為：

將分散黑ECT分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量均為2w/w％；

將羊毛筒子紗、毛球和絞紗分別置于不同的紡織品染整架86上；

在110℃、24MPa的條件下染色50min。

經(jīng)檢測，染色羊毛筒子紗、毛球和絞紗的K/S值分別為8.9、8.6和8.3，染色K/S值標準偏差低于0.15％，同時上述染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到4-5級以上，耐日曬色牢度達到6級以上，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。

實施例7

一種利用實施例1所述系統(tǒng)的染整方法，與實施例2的區(qū)別為：

將活性分散紅G分別置于不同的染料室內(nèi)，其用量均為2.2w/w％；

將滌綸、腈綸和錦綸成衣分別置于不同的紡織品染整架86上；

在120℃、22MPa的條件下染色60min。

經(jīng)檢測，染色滌綸、腈綸和錦綸成衣的K/S值分別為14.2、16.7和19.1，同時上述染色纖維的耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度達到5級以上，耐日曬色牢度達到6級以上，滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求。