筒纱无水染色设备、染色方法及产品的制作技术

本技术提供一种无水筒纱染色设备、染色方法及产品，包括染料釜、染色釜、回收釜及连通所述染料釜、染色釜及回收釜的染色循环系统，其特点是：所述染色釜的顶部为筒纱入口，筒纱入口配置密封盖，在染色釜内的中间竖直设置纱线中轴，所述纱线中轴为管壁上开有流体释放孔的出气管，在染色釜底部设置进气管，所述进气管与出气管连通，在染色釜上设置染色釜出口；所述染色循环系统包括CO2储气瓶、加压泵、循环泵及管路。各种染料置于染料釜中，将筒纱放入到染色釜内，向染料釜中打入CO2，染料逐渐溶解，并随着CO2流体到达染色釜内开始着色、扩散过程。具有生产效率高，匀染效果好，安全性强，适于涤纶筒子纱线的无水染色。

权利要求书

1.一种筒纱无水染色设备，包括染料釜、染色釜、回收釜及连通所述染料釜、染色釜及回收釜的染色循环系统，其特征在于，所述的染色釜的顶部为筒纱入口，所述筒纱入口配置密封盖，所述染色釜内的中间竖直设置纱线中轴，所述纱线中轴为管壁上开有流体释放孔的出气管，所述染色釜底部设置进气管，所述进气管与所述出气管连通，所述染色釜上设置染色釜出口；所述染色循环系统包括CO2储气瓶、加压泵、循环泵及管路。

2.按照权利要求1所述的筒纱无水染色设备，其特征在于，所述的染料釜至少包括3个并列的子染料罐，各所述子染料罐下部的入气口上设置可控制流量的阀门；所述CO2储气瓶通过管路与各所述子染料罐入气口上的阀门连通，各所述子染料罐的出口通过管路与所述染色釜的进气管连通，所述染色釜出口分出两路：一路通过管路与所述循环泵连通，所述循环泵再通

过管路与各所述子染料罐入气口上的阀门连接，另一路通过管路及排压阀与所述回收釜连通，所述回收釜通过管路与一冷凝器连接，所述冷凝器再与所述CO2储气瓶连通，所述CO2储气瓶与所述加压泵连通，各所述子染料罐上分别设置加热套，与所述子染料罐连接的管路上缠绕电加热丝。

3.按照权利要求1或2所述的筒纱无水染色设备，其特征在于，所述的染色釜为一竖直放置的圆柱形釜体，所述密封盖上设置自密封线圈，所述染色釜内底面围绕所述排气管设置筒纱下密封圈，所述染色釜出口设置在染色釜上部的侧壁。

4.按照权利要求3所述的筒纱无水染色设备，其特征在于，所述的回收釜为一细长的圆柱形釜体，所述的回收釜内设置立体复式的过滤结构。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的筒纱无水染色设备进行无水染色的方法，包括纱线准备、染色方法，其特征在于，所述染色方法包括如下步骤：

（1）首先，选取染色所需要的染料，对已经提纯的染料进行烘干、研磨，根据工艺要求，分别称量所需要的染料并置于对应的子染料罐内，根据染料在超临界CO2流体中的溶解度，相应的调节各子染料罐染入气口上阀门的流量；将准备好的筒纱放入到染色釜内，并套在所述纱线中轴上；

（2）开启加压泵，向循环回路中打入适量的CO2，开启加热套与伴热电路，当各子染料罐内的温度与压强达到工艺参数设定值时，开启循环泵，此时染料逐渐的溶解，并随着CO2流体到达染色釜内开始着色、扩散过程，并持续一段时间；

（3）染色完成后，进行回收分离过程，打开排压阀，流体进入到分离釜开始分离，分离之后的CO2进入到冷凝器，变为液体回收至CO2储气瓶；

（4）最后，打开染色釜，取出筒纱。

6.按照权利要求5所述的筒纱无水染色设备进行无水染色的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述筒纱为涤纶筒纱，所述染料采用染料滤饼，先将所述染料滤饼采用有机溶剂

溶解之后再过滤、烘干、研磨，得到所需要的纯度至少达到99.7%的高溶解度分散染料；所述染料采用粒度为0.05mm的D50染料；所述步骤（2）中，各子染料罐内压强的工艺参数设定值为8MPa-30 MPa、温度的工艺参数设定值为60℃-120℃，对纱线进行循环染色的时间为20min-360min，含有染料的超临界流体在循环的过程中与染料釜中的染料充分接触，再经过染色釜与纱线接触上色，实现染料上染的扩散—吸附—解吸过程；所述步骤（3）中，染色后的流体在经分离釜释压后气固分离，超临界态的CO2释压，变为气态CO2，其中所附带的杂质会沉淀下来，而气体经过立体复式的过滤结构后，回收至CO2储气瓶，参与下一次循环。

7.按照权利要求6所述的筒纱无水染色设备进行无水染色的方法，其特征在于，所述涤纶筒纱的直径高度比例为0.5-1.4：1。

8.一种如权利要求5-7任一项所述筒纱无水染色方法生产的筒纱，其特征在于，所述筒纱为涤纶长丝或涤纶短纤纱线。

9.一种利用权利要求8所述涤纶长丝生产的纺织品，其特征在于，所述的纺织品包括针织面料、机织面料、内衣、外衣。

技术说明书

一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品

技术领域

本技术属于染色技术领域，涉及到一种超临界CO2无水染色技术，具体说是一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品。

背景技术

我国是一个水资源严重短缺的国家，水资源环境也在不断的恶化，再加上用水的浪费，水资源形势更是不容乐观。在传统的染色过程中，我们通常采用水作为主要的介质。大量的染料、表面活性剂等化学物质都会对环境的可持续发展造成不良的影响。此外，对染色排出的污水需要进行中和、沉降等处理，都需要花费大量的人力物力。据不完全统计，我国纺织印染行业年耗水量达17亿吨，污水的排放达到16亿吨。而近几年来，我国大部分地区的水资源严重短缺，特别是污水排放等问题严重的制约染整行业的进一步发展。因此，为防止污染，开发绿色有效的染色工艺，成为未来染整的正确方向。

近几年来，一种新型的绿色染色方式—超临界CO2无水染色给未来的染整行业带来了新的曙光。该技术由于其具有高效率，无污染，染色时间短等优良的特点，备受青睐。该技术采用超临界CO2作为染色介质，在CO2被加热温度超过31℃，压强超过7.3MPa时，此时变成了一种非气非液的状态—超临界态。然后，由循环泵打压到燃料罐和染色罐之间不断的循

环，CO2将溶解的染料送到纤维的孔隙，使染料均匀快速的染到织物上面。整个过程不需要清洗、烘干的过程。目前许多国家都在努力的研制这种具有节能减排、适用广泛的新型绿色染整设备，试图将其推向产业化，实用化。

然而，作为一种新型的染色产业技术，在实际生产过程中必然会遇到各种新问题出现，而现有的工艺技术也远未达到规模化生产的水平。

在已经公开的中国专利中，伊恩华等人发面的无水染色试验设备（专利号：

CN200310121145.9）只是笼统地介绍无水染色，但并没有给出详细的染色工艺技术。郑来久等人提出了采用超临界CO2无水染色技术（CN201010160181.6）对短纤维进行染色的方法，但这种染色方式远远不能满足涤纶产品每年约3800万吨巨额的消耗量。且其只能采用少量的几种染料进行染色。中国技术专利“超临界二氧化碳染色装置中的染色釜”（公开号

CN1807742A），则公开了一种采用染色流体双向循环的染色装置，以实现对织物的均匀染色。在其操作过程中，需要转换染色流体的循环方向，这就对无水染色的超高压设备的开关等关键部件的密封性、安全性提出了很高的要求。而国内大部分阀门部件根本不能满足其使用寿命需求。中国技术专利“一种采用超临界流体进行连续化染色的生产系统及其生产工艺”（公开号CN101024922A），公开了一种采用了集成式染色釜及系统，采用立式经轴染