專利名稱：一種苧麻纖維超臨界二氧化碳染色新工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及的是一種苧麻纖維染色方法，該方法特別適用于苧麻纖維超臨界二氧化碳染色工藝。本發(fā)明提供的方法，可以避免傳統(tǒng)染色方法大量污水的處理，節(jié)省能源，并且取得與傳統(tǒng)染色相當?shù)娜旧阅堋?br> 二、技術(shù)背景苧麻是一種古老的作物，現(xiàn)主要產(chǎn)地是我國和其他一些亞洲國家。苧麻產(chǎn)品是優(yōu)良的紡織原料，有著涼爽、透氣、挺括的優(yōu)點。但由于它的結(jié)晶度、取向度較高，導致延伸性、彈性差，染色效果不夠好。另一方面，我國是紡織大國，傳統(tǒng)染整耗水大，環(huán)境污染嚴重，綜合成本高。隨著科學技術(shù)進步及人們對生態(tài)環(huán)境意識的提升，如何實現(xiàn)無水介質(zhì)染色技術(shù)，清潔化生產(chǎn)，是國內(nèi)外紡織專家近年來的攻關(guān)難題。從1991年超臨界流體染色第一次被提出到現(xiàn)在，國內(nèi)外僅限于化學纖維的超臨界二氧化碳染色，對天然纖維尤其是苧麻纖維超臨界染色的報道仍然相對較少，且溫度高、壓力大。因此本發(fā)明針對苧麻纖維的特性進行染色前的改性處理，對超臨界二氧化碳染色的工藝技術(shù)進行系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了苧麻纖維超臨界二氧化碳染色，且具有壓力低、流程短、染色時間短的特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用氫氧化鈉溶液對苧麻纖維進行溶脹處理，進而用苯甲酰氯對其進行改性。用超臨界二氧化碳染色裝置，在超臨界狀態(tài)下染色，徹底根除了傳統(tǒng)用水染色所造成的環(huán)境污染。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下特點一、染色過程不用水，無污染，實現(xiàn)了清潔化生產(chǎn)；二、染料可循環(huán)使用，節(jié)約染料；三、染色工藝流程短；四、染色壓力??；五、染色均勻；六、綜合成本低。
本發(fā)明的方法可以通過以下措施達到首先放入一定量的分散染料，再將經(jīng)苯甲酰氯改性后的苧麻纖維放入高壓反應釜即可染色。
液體二氧化碳從鋼瓶流出，經(jīng)高壓泵進入高壓釜開始染色。染色達到工藝時間后，降壓，取出苧麻纖維，再取出未固著染料。
四

圖1是本發(fā)明超臨界二氧化碳苧麻纖維染色流程簡圖。
1.CO2鋼瓶
2.閥門3.冷卻泵4.高壓注射泵5.壓力表6.反應釜7.加熱套8.溫控儀9.磁力轉(zhuǎn)子10.旋轉(zhuǎn)管11.磁力攪拌器12.壓力表13.安全閥(爆破片)五具體實施方式
實施例1溶脹處理苧麻纖維經(jīng)15％氫氧化鈉溶液處理，消除極性和部分氫鍵，使纖維結(jié)晶度降低。在室溫下，處理150分鐘。
改性處理苧麻纖維經(jīng)苯甲酰氯處理，引入疏水性苯甲?；鶊F。在室溫下，處理30分鐘。
將分散染料(染料用量為纖維重的5.0％)裝入高壓反應釜，再將苧麻纖維固定在釜內(nèi)。開啟制冷壓縮機，使液體二氧化碳從鋼瓶流出，經(jīng)高壓泵進入高壓釜。加壓至3-4MPa，升溫到90℃，再加壓到預定壓力15MPa，開啟攪拌，染色120分鐘。
染色時間到達后，排放二氧化碳，當壓力減為常壓時，取出染色的苧麻纖維。回收剩余的染料。
實施例2溶脹處理苧麻纖維20％經(jīng)氫氧化鈉溶液處理，消除極性和部分氫鍵，使纖維結(jié)晶度降低。在室溫下，處理90分鐘。
改性處理苧麻纖維經(jīng)苯甲酰氯處理，引入疏水性苯甲酰基團。在室溫下，處理20分鐘。
將分散染料(染料用量為纖維重的3.0％)裝入高壓反應釜，再將苧麻纖維固定在釜內(nèi)。開啟制冷壓縮機，使液體二氧化碳從鋼瓶流出，經(jīng)高壓泵進入高壓釜。加壓至3-4MPa，升溫到110℃，再加壓到預定壓力18MPa，開啟攪拌，染色150分鐘。
染色時間到達后，排放二氧化碳，當壓力減為常壓時，取出染色的苧麻纖維?；厥帐Ｓ嗟娜玖?。
實施例3溶脹處理苧麻纖維25％經(jīng)氫氧化鈉溶液處理，消除極性和部分氫鍵，使纖維結(jié)晶度降低。在室溫下，處理60分鐘。
改性處理苧麻纖維經(jīng)苯甲酰氯處理，引入疏水性苯甲酰基團。在室溫下，處理10分鐘。
將分散染料(染料用量為纖維重的2.5％)裝入高壓反應釜，再將苧麻纖維固定在釜內(nèi)。開啟制冷壓縮機，使液體二氧化碳從鋼瓶流出，經(jīng)高壓泵進入高壓釜。加壓至3-4MPa，升溫到130℃，再加壓到預定壓力20MPa，開啟攪拌，染色90分鐘。
染色時間到達后，排放二氧化碳，當壓力減為常壓時，取出染色的苧麻纖維?；厥帐Ｓ嗟娜玖?。
實施例4溶脹處理苧麻纖維30％經(jīng)氫氧化鈉溶液處理，消除極性和部分氫鍵，使纖維結(jié)晶度降低。在室溫下，處理30分鐘。
改性處理苧麻纖維經(jīng)苯甲酰氯處理，引入疏水性苯甲?；鶊F。在室溫下，處理5分鐘。
將分散染料(染料用量為纖維重的2.0％)裝入高壓反應釜，再將苧麻纖維固定在釜內(nèi)。開啟制冷壓縮機，使液體二氧化碳從鋼瓶流出，經(jīng)高壓泵進入高壓釜。加壓至3-4MPa，升溫到100℃，再加壓到預定壓力17MPa，開啟攪拌，染色60分鐘。
染色時間到達后，排放二氧化碳，當壓力減為常壓時，取出染色的苧麻纖維?；厥帐Ｓ嗟娜玖?。
本發(fā)明的優(yōu)點是無廢液，免去昂貴的廢液處理費用。無需干燥，免去能源消耗費用。染色苧麻纖維顏色鮮艷，并適合于各種品種的麻纖維。
權(quán)利要求
1.一種苧麻纖維超臨界二氧化碳染色新工藝，其特征在于以氫氧化鈉溶液為溶脹劑處理苧麻纖維，消除纖維中部分氫鍵、范德華力等不利于染色的因素，并進一步改性，引入疏水性苯甲?；鶊F，增加纖維對染料的親和性和吸附性。使其在超臨界二氧化碳狀態(tài)下實現(xiàn)染色，剩余染料可重復使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于以5-30％氫氧化鈉溶液溶脹苧麻纖維。其溫度0-50℃、時間10-180分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于以苯甲酰氯為改性劑對苧麻纖維進行改性處理。其溫度15-30℃、時間5-60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超臨界染色所用介質(zhì)為二氧化碳，臨界溫度Tc＝31.3℃，臨界壓力Pc＝7.3MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超臨界二氧化碳染色反應工藝條件，壓力為12-20MPa，溫度為70-130℃，時間為10-180分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超臨界染色所用染料為分散染料，使其上染均勻，色牢度優(yōu)良。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超臨界染色所采用的分散染料用量為苧麻纖維質(zhì)量的0.5％-5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于根據(jù)實際生產(chǎn)需要，實現(xiàn)染料回收，可重復使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種苧麻纖維超臨界二氧化碳染色新工藝。本發(fā)明以苧麻纖維為原料，經(jīng)氫氧化鈉溶液溶脹、苯甲酰氯改性，利用超臨界流體技術(shù)在超臨界二氧化碳介質(zhì)中采用分散染料染色。本發(fā)明的優(yōu)點是無廢液，與水染工藝相比免去大量廢液的處理，無環(huán)境污染，是一種清潔化生產(chǎn)工藝。染色后的苧麻纖維具有顏色鮮艷，且染色流程短，上染均勻，著色度好，具有綜合成本低，經(jīng)濟效益、環(huán)境保護效益顯著的特點。本發(fā)明也揭示了實施該染色方法的工藝設備，適于紡織印染企業(yè)推廣應用。
文檔編號D06P3/58GK1831235SQ20061004189
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者劉昭鐵, 張利利 申請人:陜西師范大學