专利名称：一种超临界二氧化碳成衣染色釜及其无水染色方法
技术领域：
本发明属于纺织印染领域，涉及超临界ニ氧化碳成衣染色釜及其无水染色方法，更具体地说，涉及ー种超临界ニ氧化碳染色装置中适于成衣染色的染色釜。
背景技术：
成衣染色是指用坯布或者 经过练漂前处理的半制品缝制成服装后再进行染色的加工过程。大多数的成衣染色是将经过练漂的半制品面料做成白坯成衣以后再进行染色。成衣染色的生产周期短，从而能很好的适应流行速度快、变化大的服装产业，越来越受到市场欢迎。但是，现阶段的成衣染色仍然停留在传统的染色方法上，染色结束后，需放掉残液，经多道清水洗涤。由于传统成衣染色エ序多，不能满足低碳经济下可持续发展的要求；同时随着人们在超临界流体方面研究的逐渐深入，为超临界ニ氧化碳染色技术的发展奠定了坚实的基础。超临界ニ氧化碳成衣染色技术，是在超临界ニ氧化碳装置中利用超临界ニ氧化碳流体对成衣进行染色，即在无水、无化学助剂的条件下对成衣染色的方法。其染色エ艺流程短，參与染色的染料和ニ氧化碳均可回收，染色后成衣不需水洗，降低了染色成本。且只对成衣染色，无边角料，真正的节能环保，符合低碳经济的发展要求，从源头上实现了节能减排。目前超临界ニ氧化碳染色装置的染色釜中，成衣织物缠绕在染色架上实现超临界ニ氧化碳流体对成衣的染色过程，由于现有成衣染色装置存在一定的缺陷，染液与成衣织物的接触面积不均匀；染色前后装卸困难；且无法保证染色中白坯成衣的匀染性等。因此，为了实现超临界ニ氧化碳成衣染色，本专利发明了一种适于成衣染色的染色釜，可以增大成衣与染液直接接触的面积，成衣染整效果好、质量高、能耗低，提高了染色的上染率和匀染性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超临界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸体和成衣染色筒体，成衣染色筒体固定在缸体中；缸体的上端装有活动密封盖、下端设有ニ氧化碳流体出ロ，缸体的上部设有ニ氧化碳流体入口 ；缸体外侧固定有加热夹套；加热夹套ー侧的上端设有加热介质出口，另ー侧的下端设有加热介质入口 ；其特征在于所述的成衣染色筒体的筒壁设有孔I ;成衣染色筒体的底部支撑板中心固定有区域分布器，所述区域分布器将成衣染色筒体分为三个区域，衣服架区I、裤子架区II、饰品架区III ;所述衣服架区I固定有衣服架体；所述裤子架区II固定有裤子架体；所述饰品架区III固定有饰品架体；所述衣服架体，裤子架体和饰品架体均设有孔III ;所述底部支撑板还设有孔II，且孔II与孔I的孔径大小相同。基于超临界ニ氧化碳染色装置的特点，目前织物染色均是将织物缠绕在染色架上，但是缠绕紧密度不均匀，染色时染液在疏松处流量大，而紧密处甚至无法通过，将会造成严重色花。因此为了改善成衣染色中超临界ニ氧化碳流体的流动分布影响和染色的均匀性等问题，本发明的进ー步改进在于，在染色釜中采用实体结构的中心支撑柱，将成衣染色筒体均分为三等分。中心支撑柱间优选3个区域，即I区焊接有衣服架，II区焊接裤子架、III区焊接饰品架，并将衣服直接套在衣服架上、裤子从下到上套在裤子架上，将围巾、毛巾、手套等饰品缠绕在饰品架中。既起到了装载成衣织物的作用，又保证了染液介质在小范围内的循环流通。而且特殊的衣服架、裤子架、饰品架的设计減少了成衣中领ロ、袖口、接缝处等结构部位染色速率较慢，染色过程及产品手感不易控制等问题。同时减少了染液流动的流量衰减，各染色区间的压力相差较小，提高了上染率和上染速度。另外，织物染色的均匀性取决于织物在染色过程中各点的压カ分配和流速的变化。采用三等分实心结构中心支撑板，超临界ニ氧化碳流体与织物纤维的接触作用增强，传质系数和接触面积都相应增加，流体相对通过织物层的速度加快，促进了ニ氧化碳流体的溶解能力，超临界ニ氧化碳流体从内向外经过织物各点的压カ损失较少，织物各点压カ分布较均匀，同时可以相对缩短染色时间。本发明的上述染色釜中的任一技术方案，所述的区域分布器的上端固定有吊环。可快速提出染色筒体，方便拆卸。本发明的上述染色釜中的任一技术方案，所述的活动密封盖由密封盖和定位销组 成，定位销固定在密封盖中；活动密封盖通过快开卡箍与成衣染色筒体相连接。本发明的上述染色釜中的任一技术方案，衣服架体、裤子架体和饰品架体的孔III大小优选为20mm ；采用20mm较小孔洞，可使染液均匀渗透，流体均匀流动，提高染色成衣的上染率和匀染性。本发明的另一目的在于提供一种超临界ニ氧化碳成衣染色方法，所述方法通过上述所述的任一成衣染色釜进行染色。本发明的上述染色方法中，所述方法的染色条件为在温度40 170°C，压カ15 26MPa下，染色20 120min ;其中，染料与成衣质量比为1:4 1:20。本发明的上述染色方法中的任一技术方案，成衣织物的纤维优选为涤纶、锦纶、羊毛、蚕丝、棉或混纺织物。本发明的上述染色方法中的任一技术方案，染料优选为分散染料、活性染料、活性分散染料和直接染料。本发明中，染色成衣织物优选的衣服有T恤、针织衫、运动衫、衬衫；裤子有运动裤、休闲裤；饰品有围巾、丝巾、手套、袜子。本发明通过GB/T 3921-1997纺织品色牢度试验色牢度的评定，进行成衣织物色牢度测试分析。结果显示染后成衣织物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均可达到服用要求耐磨擦色牢度可达到3 5级，耐水洗色牢度也可达到3 5级。本发明的突出特点在I、本发明中的衣服架体、裤子架体和饰品架体设有20mm的孔，可实现超临界ニ氧化碳流体对白坯成衣的染色。染色中，无需水的參与，染料和ニ氧化碳均可回收，染色结束后无需后处理，缩短了生产周期，真正的节能环保，符合低碳经济的发展要求。2、加工过程简单方便，生产周期短，染色质量好，经济效益显著。改变了传统服装加工的跨行业、多环节、交货期长的缺点。染色织物颜色自然、丰富和多祥化，可随时跟上市场的动态变化，迎合了流行市场快速变化的需求。该成衣染色エ艺适合各类服装生产、染色厂家对服装进行染色的需要。3、本发明实现了超临界ニ氧化碳流体对成衣的染色，其优点由于采用专门设计的染色筒体，实心结构的中心支撑柱和染色架构成了流体介质流动的通路，且将染色筒体分成三个均等区域，可以增大成衣与染液间直接接触的表面积，改善了成衣染色中流体流动衰变因素的影响，改善了染色的均匀度和上染率；同时可以最大限度地利用染色釜内的空间，实现小批量、多品种、多功能的成衣染色加工。4、本发明实现了成衣中的领ロ、袖口、接缝处等结构部位的上染，解决了领ロ、袖ロ、接缝处等染色速率较慢，染色过程及产品手感不易控制，匀染性、重现性差等问题。
本发明附图5幅，
图I为染色釜的结构示意图；图2为染色釜的俯视图；图3为衣服架的结构示意图；图4为饰品架的结构示意图；图5为裤子架的结构示意图；其中，I、缸体，2、成衣染色筒体，3、ニ氧化碳流体出ロ，4、ニ氧化碳流体入ロ，5、加热夹套，6、加热介质出口，7、加热介质入口，8、孔I，9、活动密封盖，10、底部支撑板，11、区域分布器，12、衣服架区I，13、裤子架区II，14、饰品架区III，15、衣服架体，16、裤子架体，17、饰品架体，18、孔II，19、吊环，20、孔III，901、密封盖，902、快开卡箍，903、定位销。
具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例I本发明结合附图进行说明。本发明的超临界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸体I和成衣染色筒体2，成衣染色筒体2固定在缸体I中；缸体I的上端装有活动密封盖9、下端设有ニ氧化碳流体出ロ 3，缸体I的上部设有ニ氧化碳流体入口 4 ;缸体I外侧固定有加热夹套5 ;加热夹套5 —侧的上端设有加热介质出口 6，另ー侧的下端设有加热介质入口 7 ;其特征在于所述的成衣染色筒体2的筒壁设有孔I 8 ;成衣染色筒体2的底部支撑板10中心固定有区域分布器11，所述区域分布器11将成衣染色筒体2分为三个区域，衣服架区I 12、裤子架区II 13、饰品架区III 14 ;所述衣服架区I 12固定有衣服架体15 ;所述裤子架区II 13固定有裤子架体16 ;所述饰品架区III14固定有饰品架体17 ;所述衣服架体15，裤子架体16和饰品架体17均设有孔III 20;所述底部支撑板10还设有孔II 18，且孔II 18与孔I 8的孔径大小相同。所述的区域分布器11的上端固定有吊环19。所述的活动密封盖9由密封盖901和定位销903组成，定位销903固定在密封盖901中；活动密封盖9通过快开卡箍902与成衣染色筒体2相连接。
在使用本发明的染色釜时，本领域的技术人员根据现有技术可知，ニ氧化碳流体入口 4连接有承装染料的染料爸；ニ氧化碳流体携载染料通过ニ氧化碳流体入口 4进入染色釜中，进而超临界ニ氧化碳流体进入到成衣筒体2中，对成衣进行染色；染色后的染料从ニ氧化碳流体出ロ 3流出。本发明将成衣织物直接套在相应的衣服架体15，裤子架体16和饰品架体17上，且上下两件成衣织物均匀紧密，外层罩有一圓筒形白纱，起到均匀染色效果和固定织物的作用。整个过程通过循环泵循环改变染液流向，使染液实现在染色単元中的循环，实现染色过程的内外染，达到匀染。由于超临界ニ氧化碳流体的不断流动，传质过程和接触作用被加强，提高了织物的上染率。实施例2将分散红染料5kg，放置在超临界ニ氧化碳染色装置的染料釜中。使用专用设备(如电葫芦)，打开超临界ニ氧化碳染色装置的染色釜内染色筒的提拉吊环，提出整个染色筒体；打开染色筐，将涤棉混纺白T恤10件、涤纶白坯运动裤15条、羊毛长丝丝巾15条，共约20kg，均匀装入染色筐体内。然后开启制冷系统，将液态ニ氧化碳加压至临界压力以上， 再通过换热器将高压液态ニ氧化碳加热至临界点温度以上，即ニ氧化碳达到临界状态。超临界ニ氧化碳进入预先装有染料的染料釜内，带有染料的超临界流体通过染色釜中，使装置达到染色所需目标エ艺温度条件80°C ;开启高压系统，使装置达到染色所需エ艺压カ条件21Mpa，经50min染色完成。染色完成后泄压、降温至常态，取出染后的成衣；并进行ニ氧化碳和染料的回收；染后涤棉混纺白T恤、涤纶白坯运动裤、羊毛长丝丝巾为红色，耐磨擦色牢度为4级、耐水洗色牢度可达到4级。实施例3将活性蓝染料4kg，放置在超临界ニ氧化碳染色装置的染料釜中。使用专用设备(如电葫芦)，打开超临界ニ氧化碳染色装置的染色釜内染色筒的提拉吊环，提出整个染色筒体；打开染色筐，将涤纶针织衫20件、纯棉运动裤30条、羊毛针织围巾30条、锦纶弹カ丝袜25双，共约40kg，均匀装入染色筐体内。然后开启制冷系统，将液态ニ氧化碳加压至临界压カ以上，再通过换热器将高压液态ニ氧化碳加热至临界点温度以上，即ニ氧化碳达到临界状态。超临界ニ氧化碳进入预先装有染料的染料釜内，带有染料的超临界流体通过染色釜中，使装置达到染色所需目标エ艺温度条件100°C ;开启高压系统，使装置达到染色所需エ艺压力条件16Mpa，经SOmin染色完成。染色完成后泄压、降温至常态，取出染色后成衣；并进行ニ氧化碳和染料的回收；染后涤纶针织衫、纯棉运动裤、羊毛针织围巾、锦纶弹カ丝袜为蓝色，耐磨擦色牢度为3-4级、耐水洗色牢度可达到3-4级。实施例4将直接黄染料3kg，放置在超临界ニ氧化碳染色装置的染料釜中。使用专用设备(如电葫芦)，打开超临界ニ氧化碳染色装置的染色釜内染色筒的提拉吊环，提出整个染色筒体；打开染色筐，将涤棉混纺T恤30件、纯棉休闲裤35条、锦纶手套20副及蚕丝丝巾35条，共约60kg，均匀装入染色筐体内。然后开启制冷系统，将液态ニ氧化碳加压至临界压力以上，再通过换热器将高压液态ニ氧化碳加热至临界点温度以上，即ニ氧化碳达到临界状态。超临界ニ氧化碳进入预先装有染料的染料釜内，带有染料的超临界流体通过染色釜中，使装置达到染色所需目标エ艺温度条件50°C ;开启高压系统，使装置达到染色所需エ艺压力条件22Mpa，经40min染色完成。染色完成后泄压、降温至常态，取出染色后成衣；并进行ニ氧化碳和染料的回收；染后涤棉混纺T恤、纯棉休闲裤、锦纶手套及蚕丝丝巾为黄色，耐 磨擦色牢度为3级、耐水洗色牢度可达到3级。
权利要求
1.一种超临界ニ氧化碳成衣染色釜，包括缸体(I)和成衣染色筒体(2)，成衣染色筒体(2)固定在缸体(I)中；缸体(I)的上端装有活动密封盖(9)、下端设有ニ氧化碳流体出口(3),缸体(I)的上部设有ニ氧化碳流体入ロ(4);缸体(I)外侧固定有加热夹套(5);加热夹套(5) —侧的上端设有加热介质出ロ(6)，另ー侧的下端设有加热介质入口(7);其特征在于所述的成衣染色筒体(2)的筒壁设有孔I (8);成衣染色筒体(2)的底部支撑板(10)中心固定有区域分布器(11)，所述区域分布器(11)将成衣染色筒体(2)分为三个区域，衣服架区I (12)、裤子架区II (13)、饰品架区111(14);所述衣服架区I (12)固定有衣服架体(15);所述裤子架区II (13)固定有裤子架体(16);所述饰品架区III(14)固定有饰品架体(17);所述衣服架体(15)，裤子架体(16)和饰品架体(17)均设有孔111(20);所述底部支撑板(10)还设有孔II (18)，且孔II (18)与孔I (8)的孔径大小相同。
2.根据权利要求I所述的超临界ニ氧化碳成衣染色釜，其特征在于所述的区域分布器(11)的上端固定有吊环(19)。
3.根据权利要求I所述的超临界ニ氧化碳成衣染色釜，其特征在于所述的活动密封盖(9)由密封盖(901)和定位销(903)组成，定位销(903)固定在密封盖(901)中；活动密封盖(9 )通过快开卡箍(902 )与成衣染色筒体(2 )相连接。
4.一种超临界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于通过权利要求I所述的成衣染色釜进行染色。
5.根据权利要求4所述的超临界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述方法的染色条件为在温度40 170°C，压カ15 26MPa下，染色20 120min ;其中，染料与成衣的质量比为1:4 1:20。
6.根据权利要求5所述的超临界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的成衣织物的纤维为涤纶、锦纶、羊毛、蚕丝、棉或混纺织物。
7.根据权利要求5所述的超临界ニ氧化碳成衣染色方法，其特征在于所述的染料为分散染料、活性染料、活性分散染料或直接染料。
全文摘要
本发明涉及一种超临界二氧化碳成衣染色釜，包括缸体和成衣染色筒体，成衣染色筒体固定在缸体中；缸体的上端装有活动密封盖、下端设有二氧化碳流体出口，缸体的上部设有二氧化碳流体入口；缸体外侧固定有加热夹套；加热夹套一侧的上端设有加热介质出口，另一侧的下端设有加热介质入口；其特征在于所述的成衣染色筒体的底部支撑板中心固定有区域分布器，所述区域分布器将成衣染色筒体分为三个区域，衣服架区Ⅰ、裤子架区Ⅱ、饰品架区Ⅲ；所述底部支撑板还设有孔，且孔与缸体的孔径大小相对应。本发明的超临界成衣染色釜，改善了成衣染色中流体流动衰变因素的影响，提高了染色的均匀性和上染率。
文档编号D06B23/04GK102776740SQ20121024804
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者宋若远, 崔永珠, 战春楠, 杜冰, 郑来久, 郑环达, 钱永芳, 高世会 申请人:大连工业大学