[發(fā)明專利]一種超臨界染色方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010434606.1
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111424446A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江愛利斯染整有限公司
• 主分類號: D06P1/94
• 分類號: D06P1/94;D06P1/16;D06P1/38;D06P1/613;D06P3/66;D06P3/60
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙) 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

公開了一種染色方法，包括：將天然纖維織物、活性分散染料、脂肪醇聚氧乙烯醚、三乙烯二胺、乙醇以及二氧化碳流體置于染色裝置中；充分?jǐn)嚢韬箪o置；加壓至一定壓強(qiáng)，加熱至一定溫度；保溫保壓條件下染色。該染色方法能夠形成反膠束，能夠改善天然纖維尤其是棉纖維織物的染色性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于染色技術(shù)領(lǐng)域；涉及一種超臨界染色技術(shù)；更具體地，涉及一種用于超臨界二氧化碳無水染色的染色方法。

背景技術(shù)

水是人類生存必不可少的重要資源。地球上的水資源雖然豐富，然而，陸地上可供人類利用的淡水只占全部淡水資源的2.5％。我國水資源則更為匱乏，人均占有量僅為世界平均水平的四分之一；且淡水資源分布不均，北方和西北等多個(gè)地區(qū)嚴(yán)重缺水。同時(shí)水環(huán)境惡化、水質(zhì)型缺水、水資源短缺的現(xiàn)狀日益加劇。為了改變這一現(xiàn)狀，社會公眾的環(huán)保意識不斷加強(qiáng)，國家也出臺了多部有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)。近幾年，針對諸多污染行業(yè)刮起的環(huán)保風(fēng)暴也愈演愈烈。作為水資源消耗巨大，污染嚴(yán)重的紡織印染行業(yè)來說，開發(fā)節(jié)水甚至無水且過程高效的染色或印花工藝正變得越來越受人關(guān)注。

研究表明，傳統(tǒng)染色方法耗水量巨大。平均每印染1噸紡織品需要使用100～200噸的水量。雖然少部分水還可以得到循環(huán)利用，但剩余大部分成為廢水。因此，印染行業(yè)排放的廢水也成了整個(gè)紡織行業(yè)的主要來源，幾乎占到80％以上。不僅如此，在傳統(tǒng)染色方法中，染浴中通常會加入各種染色助劑。這些染色助劑和未固著的染料殘存于印染廢水，加重了后期污水治理的負(fù)擔(dān)，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的威脅。

作為一種新型、綠色、環(huán)保的印染技術(shù)，超臨界二氧化碳流體無水染色技術(shù)為紡織行業(yè)的改革創(chuàng)新注入了活力，同時(shí)該技術(shù)能真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)紡織，符合節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的理念，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

超臨界二氧化碳流體不僅具有粘度低，擴(kuò)散強(qiáng)的氣體性質(zhì)，而且密度與液體相似，對于疏水性物質(zhì)擁有良好的溶解能力。人們利用二氧化碳流體的上述優(yōu)良特性，將其作為染色介質(zhì)，替代傳統(tǒng)染浴的水，從而對紡織品進(jìn)行染色。超臨界二氧化碳染色不僅染色全程無需用水，而且染液無需添加染色助劑、酸、堿等化學(xué)試劑。染后的織物無需浮色清洗，杜絕了染色廢水的產(chǎn)生，從而真正源頭解決了染色污水的治理難題，益于環(huán)保。此外，染色織物呈干燥狀態(tài)，無需烘干，有利于節(jié)約能源。殘余的染料和二氧化碳流體均可在下次染色流程中繼續(xù)使用。

由于二氧化碳是非極性分子，根據(jù)相似相溶原理，非極性或極性低的染料在超臨界二氧化碳流體具有較好的溶解性，因而，用于超臨界二氧化碳染色的染料主要是分散染料。相應(yīng)地，作為染色織物，應(yīng)用最廣泛和最成功的主要是滌綸織物，其次是芳綸和丙綸織物。而在紡織品市場中，天然纖維織物尤其是棉織物通常占有較大份額，并且由于這類織物源自天然材料和附加綠色屬性而備受消費(fèi)者青睞。但這類纖維通常使用活性染料和酸性染料進(jìn)行染色，這些染料易溶于水，但不易溶于二氧化碳流體，因而在應(yīng)用超臨界二氧化碳流體染色技術(shù)時(shí)存在技術(shù)瓶頸。

近年來，人們?yōu)榱私鉀Q天然纖維在超臨界二氧化碳流體中的染色問題，主要從以下幾方面進(jìn)行著手。具體包括以下幾種：

通過溶脹劑或交聯(lián)劑對天然纖維進(jìn)行預(yù)處理，減少天然纖維表面氫鍵數(shù)目，從而降低天然纖維的極性。

在二氧化碳流體中加入極性共溶劑(主要是水和乙醇)，增加二氧化碳流體的極性，從而改善染料在二氧化碳流體中的溶解性。

在基本不改變原有染料的極性前提下，在分散染料分子中引入活性基團(tuán)，所形成的活性分散染料兼具分散染料溶解性好和活性染料反應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，通過親核加成或取代反應(yīng)與天然纖維進(jìn)行反應(yīng)。然而，多數(shù)活性分散染料仍然存在與天然纖維尤其是棉纖維反應(yīng)性不強(qiáng)的缺陷。

而在二氧化碳流體中加入表面活性劑，形成反膠束，能夠改善染料的溶解性；同時(shí)抑制染料的水解程度，也能在一定程度上改善染料的反應(yīng)性。