[發明專利]一種超臨界二氧化碳筒子紗染色釜及其無水染色方法

有效

• 申請號: 201210248242.3
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102787459A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 鄭來久;高世會;杜冰;黃元麗;錢永芳;趙玉萍;魏菊;郭友才;姜濤;葉方
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: D06B5/16
• 分類號: D06B5/16;D06B9/02;D06B9/06;D06B23/00;D06B23/18;D06B23/04;D06P1/94
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明屬于紡織印染領域，將具有一定松散度的羊毛、羊絨、牦牛毛、棉及棉混紡筒子紗放入筒子紗專用染色釜，對其進行超臨界二氧化碳染色，提供一種適合筒子紗的超臨界二氧化碳染色方法。

背景技術

傳統染色主要以水為介質，在染色過程中，大量的染料、助劑和表面活性劑等化學物質對環境造成嚴重污染，同時也制約著紡織印染行業的可持續發展。2l世紀對易控制性、高效性、無污染性以及可循環利用性的要求越來越突出。發展于上世紀末的超臨界二氧化碳無水染色技術因其無污染、短流程、高效率等突出特點被認為是一種“綠色、可持續發展型”技術，而備受青睞。

目前，超臨界二氧化碳染色技術作為一種新型的綠色染整技術已取得階段性進展，對其工藝條件、染色機理及染色設備的聯合探索研究已較為成熟。由于染色過程需要專用的染色支架來實現，所以染色支架的研制對生產具有重要的意義。

傳統筒子紗染色是將紗線絡于多孔筒管上，使染液在筒子紗線之間穿透循環，然后轉筒染色的一種加工工藝。由坯紗到絡色筒雖工藝流程較短，但耗時較長，其間需要經過脫水、烘干等處理過程，耗水耗能較大。除此之外，由于傳統筒子紗染色紗線不夠蓬松豐滿，導致其勻染性能較差。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種超臨界二氧化碳筒子紗染色釜，包括缸體和筒子紗支架；筒子紗支架固定在缸體中；缸體的上端固定活動密封蓋、下端設有二氧化碳流體入口，缸體的上部還設有二氧化碳流體出口；缸體外側固定有加熱夾套；加熱夾套的一側的上端設有加熱介質出口，另一側的下端設有加熱介質入口；其特征在于所述的筒子紗支架由分布地盤、中心軸和6個插釬構成；所述分布地盤的中心處固定有中心軸，繞所述中心軸的外側分布有6個插釬；所述插釬與分布地盤活動連接，且可繞連接處任意轉動；所述中心軸203為多孔軸結構；所述分布地盤上設有7個孔；所述孔與所述插釬內腔和所述中心軸內腔相對應；所述插釬的下端固定有旋轉部；所述旋轉部由圓筒、支撐柱和葉片組成；所述葉片固定在支撐柱上，支撐柱通過支撐梁連接在圓筒上；使用時，二氧化碳流體進入孔中，在壓力作用下旋轉部中的葉片轉動，旋轉部帶動插釬轉動。

本發明的上述染色釜中，當有二氧化碳流體從入口進入分布地盤時，壓力作用下，葉片按順時針開始轉動，旋轉部帶動插釬轉動，隨著缸體中壓力增大，插釬轉速隨之加快。在染色時，插釬上的筒子紗以0.2～0.5r/s進行染色。轉動的筒子紗在染色時，均勻地受到由中心軸流出的流體壓力作用，實現邊轉動邊雙循環的筒子紗染色過程，可提高染色后筒子紗勻染效果，提高移染性與擴散性。

本發明中的活動密封蓋由定位銷、密封蓋組成，定位銷焊接在密封蓋中；活性密封蓋放在釜體端面上，使定位銷咬合，通過快開卡箍讓釜體端面與活動密封蓋緊密連接。本發明的上述染色釜中，插釬的上端設有鎖頭。

本發明中的插釬上的鎖頭可以采用螺紋式、彈簧式或螺紋彈簧混合式，本發明中，優選為螺紋式；其連接關系是將密封波紋管順時針螺旋置入插釬上，按照壓緊蓋、密封壓蓋、密封圈、密封波紋管，由上到下的順序將其密封。

本發明的上述染色釜中的任一技術方案，中心軸上有孔，其孔徑為4～8mm，孔間間距2～6mm。傳統筒子紗染色中的筒子紗染色架中心軸為實心結構，而本發明的中心軸為多孔軸結構，其厚度為5～10mm，孔徑為4～8mm，孔間間距2～6mm，中心軸高1500～1550mm。在超臨界二氧化碳染色中，流體可由中心軸和插釬孔軸分別流出對筒子紗進行染色，同時實現內外雙循環染色。

本發明的另一目的在于提供一種超臨界二氧化碳筒子紗染色方法，所述方法通過上述任一所述的筒子紗染色釜進行染色。

本發明的上述染色方法中，所述方法的染色條件為：在溫度80～160℃，壓力14～28MPa，染色20～60min；其中，染料與筒子紗質量比為1:10～30。

本發明的上述染色方法中的任一技術方案，筒子紗優選為羊毛、羊絨、牦牛毛、棉及棉混紡紗線。

本發明的上述染色方法中的任一技術方案，染料優選為直接染料、活性染料、分散染料以及活性分散染料。