[發(fā)明專利]一種超臨界CO2染色的色樣打板機(jī)和染料稱量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210161124.9
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN103422288A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫崧鷹;陳聲泉;謝志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 香港紡織及成衣研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: D06B9/02
• 分類號: D06B9/02;D06B23/10;D06B23/20
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無水染色領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界CO₂染色的色樣打板機(jī)和染料稱量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的紡織品染色主要以水為介質(zhì)，耗用大量的水資源之外，也存在對環(huán)境的污染大，耗能高，處理費(fèi)用高等問題。目前許多國家和地區(qū)都收緊了環(huán)保條例，使傳統(tǒng)的染整行業(yè)面臨困難。為解決紡織染整業(yè)造成水污染這一難題，香港生產(chǎn)力促進(jìn)局于2005年開始發(fā)展超臨界二氧化碳無水染色工藝。可利用回收的工業(yè)排放二氧化碳為載體，在超臨界狀態(tài)下攜帶染料上染紡織品。該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是，染色過程不用水，染料和二氧化碳可循環(huán)使用，染色過程無需添加化學(xué)助劑，徹底解決了傳統(tǒng)紡織染整工藝的水污染難題。就拿2009年中國化纖產(chǎn)量約2,750萬噸計(jì)算，如果全部采用無水染色工藝，全國每年可節(jié)約水資源接近50億立方米。

超臨界流體染色（Supercritical?Fluid?Dyeing,簡稱SFD）技術(shù)是一種無水高效染色新技術(shù)。傳統(tǒng)的染色工藝以水作為染色介質(zhì)，其最大問題是耗水、耗能、污染及經(jīng)濟(jì)效益差。超臨界流體染色是以超臨界流體代替水作為染色介質(zhì)。超臨界流體的密度為氣體的數(shù)百倍，接近于液體，因而具有很強(qiáng)的溶解能力；其粘度與氣體相當(dāng)，擴(kuò)散系數(shù)比液體大數(shù)百倍，接近于氣體，因而溶解在超臨界流體中的物質(zhì)擴(kuò)散容易，滲透能力很強(qiáng)。特別是超臨界二氧化碳，它是無毒、無味、不燃、便宜易得，且臨界壓力（7.39MPa）和臨界溫度（31.1℃）不很高。以超臨界二氧化碳作為染色介質(zhì)，由于它是非極性分子，對分散染料的溶解能力比水高得多。在超臨界二氧化碳中，分散染料一般處于單分子的分散狀態(tài)，因此無需加入大量的離子型分散劑。染料溶解度高，不僅可提高上染速率，還可提高勻染和易染性。超臨界二氧化碳作為染色介質(zhì)，對纖維具有明顯的膨化增塑作用，可以增加纖維分子鏈段運(yùn)動和擴(kuò)散自由體積，加快染料擴(kuò)散，從而大大提高上染速率，提高透染和勻染程度。與傳統(tǒng)水染工藝相比，超臨界流體染色工藝很簡單，通常染色在20~30MPa高壓下進(jìn)行，染色溫度根據(jù)被染物而定，一般在80~160℃之間，染色結(jié)束后，就可得到干燥被染物，省去了漂洗和烘干程序，且二氧化碳?xì)怏w和未上染的染料會通過減壓自動分離，回收再用。整個操作封閉進(jìn)行，二氧化碳也可回收再用。真正實(shí)現(xiàn)了無水染色，從源頭上解決水污染問題，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約淡水資源。所以超臨界流體染色是一種環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)、高效的染色工藝。

本發(fā)明是配合早前發(fā)展的超臨界二氧化碳無水染色生產(chǎn)設(shè)備(香港短期專利，申請?zhí)枺?6112486.0)的基礎(chǔ)上研發(fā)一臺色樣打板機(jī)。在先前的研究項(xiàng)目中，超臨界二氧化碳染色已被證實(shí)可以廣泛應(yīng)用于合成纖維的染色。但在生產(chǎn)中，色樣系統(tǒng)同樣是一個關(guān)鍵設(shè)備用以確定正確的配方和工藝參數(shù)，從而獲得大生產(chǎn)所需的顏色。由于超臨界二氧化碳染色是一種完全不同的新生產(chǎn)方法，有必要發(fā)展一套適用于二氧化碳染色的色樣系統(tǒng)。目前市場中并沒有類似的裝置。該二氧化碳染色的色樣系統(tǒng)應(yīng)包含兩種主要的功能：首先，系統(tǒng)應(yīng)能做到染料的準(zhǔn)確添加，精度應(yīng)該高達(dá)0.1毫克以上，所以需要一種自動化的精確的染料稱量系統(tǒng)。第二，二氧化碳染色的色樣系統(tǒng)應(yīng)能模擬大生產(chǎn)的工藝條件，包括溫度、流量、壓力和時間等參數(shù)，因此有必要開發(fā)一種新型的超臨界CO₂染色系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種超臨界CO2染色系統(tǒng)，并進(jìn)一步提供一種與之配套使用的染料稱量系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種超臨界CO₂染色的色樣打板機(jī)，包括CO₂瓶，與CO₂瓶連通的CO₂儲罐，CO₂儲罐的出口連通CO₂泵，CO₂泵的出口與熱轉(zhuǎn)換器連通，熱轉(zhuǎn)換器的出口與高壓儲罐連通，高壓儲罐的出口連通三個或三個以上并列設(shè)置的染色釡，染色釡的出口與排氣儲罐連通，染色釡的外側(cè)和熱轉(zhuǎn)換器和高壓儲罐之間的管線外側(cè)設(shè)置夾套管，熱油爐通過熱循環(huán)管線為熱轉(zhuǎn)換器、夾套管、和染色釡加熱。

在本發(fā)明所述的超臨界CO₂染色的色樣打板機(jī)中，CO₂儲罐和CO₂泵之間的管線外側(cè)設(shè)置夾套管，夾套管的兩個端口與冷卻器連通。

在本發(fā)明所述的超臨界CO₂染色的色樣打板機(jī)中，CO₂泵和熱轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置單向閥。