[发明专利]成衣超临界二氧化碳染色方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织品印染领域。具体涉及使用溶解在超临界状态的二氧化碳染料进行成衣印染技术。

背景技术

我国入世以来，纺织行业在高速发展的同时，清洁生产和节能减排工作也取得了一定成效。然而，在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下，资源和环境仍然制约着纺织行业的健康、可持续发展。我国纺织业的水耗居高不下，污染问题较为突出。据国家环保总局统计，印染行业排放废水总量位于全国制造业排放总量的第5位，印染企业的单位产品耗水量一般是发达国家的3倍左右，而水的重复利用率却落后于制造业平均水平，仅为7％。

2003年，英国在其能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中第一次提出了“低碳经济”这一概念。2006年，前世界银行首席经济学家尼古拉斯·斯特恩牵头做出的《斯特恩报告》中呼吁全球向低碳经济转型。同时我国也在不断地改进经济增长方式，实施可持续发展的战略。2008年“两会”，全国政协委员吴晓青明确将“低碳经济”提到议题上来。2009年11月25日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署应对气候变化工作，决定到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％。

早在一百多年前人们就注意到将气体压缩到临界点以上，使之达到临界状态，此时气体对溶质的溶解能力会大大增强的现象。近20年来，超临界二氧化碳染色技术在世界范围内进行着活跃的研究和开发。随着人们在超临界流体的热力学和传质研究方面经验的积累，为超临界二氧化碳染色技术的进步提供了坚实的基础。在涤纶、棉、麻、毛等散纤维及其织物染色方面，均获得了较好的效果^[1～7]。

所谓超临界状态，是指超过各化合物固有的临界温度与临界压力的状态。处于这种状态的物质叫超临界流体，具有气体和液体的中间性质。超临界流体

的粘度接近于气体，扩散系数介于气体和液体的中间，其渗透力大，对物质的渗透比液体进行得更快；经压缩，超临界流体能够得到与液体几乎同等的密度，其溶解能力强，具有良好地溶解无极性或低极性物质的性质。1989年德国Ruhr-Bochum首次实现了实验室规模的聚酯纤维超临界CO₂无水染色^[4]，轰动了世界染整行业。二氧化碳的临界温度为31.1℃，临界压力为7.39MPa，能够在比较稳妥的条件下处于超临界状态。用超临界二氧化碳作为染色介质，彻底消除了印染废水的产生，真正实现了无水染色，从根本上解决了印染废水处理的难题，保护了水资源；由于省去了还原清洗和烘干两道工序，降低了能源消耗；二氧化碳无毒、无爆发性，价廉易得，且可循环使用，因此染色过程中无有害气体排放；残余染料可重新回收利用，使染料利用率大大提高。它是环保型的技术含量较高的染色工艺，在低碳经济大背景下，代表了染整行业的发展方向^[8～10]。

受国际金融危机影响，从2008年下半年起，国内外服装市场跌入了萧条的低谷。然而，在低迷的服装市场中，成衣染色风格的服装却异军突起，令纺织服装产业界信心倍增。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。通过这种方式，由各种纤维制成的成衣能在较短的时间内染色和交货，从而能很好的适应流行速度快、变化大的服装业，越来越受到市场的欢迎。但是，现阶段的成衣染色仍然停留在传统的染色方法，无法摆脱耗水耗能的困境，不能满足低碳经济下可持续发展的要求^[11～13]。

参考文献

[1]A.Schmidt，E.Bach，E.Schollmeyer.The dyeing of natural fibers with reactivedisperse dyes in supercritical carbon dioxide.Dyes and Pihments，2003，56：27～35.

[2]ZHENGLaijiu，MA Dongxia.Study on the nonaqueous cleanliness dyingtechnology by supercritical CO₂[A].World Engineers’Convention Treatise[C].Shanghai：World Engineer Association，2004.