[发明专利]利用超临界二氧化碳和脉冲的多级染料混合室

说明书

本发明涉及一种使用具有脉冲的超临界二氧化碳的多级染料混合室，包含：容器主体，其入口位于容器主体的顶部，允许超临界二氧化碳的流入，位于容器主体底部的出口，允许超临界二氧化碳和染料混合物流出；染料容器，位于容器体内，填充染料以与超临界二氧化碳混合；脉冲产生单元，用于向供应到容器主体的超临界二氧化碳提供脉冲流；以及位于容器主体入口处的涡流产生单元，以脉冲方式向超临界二氧化碳提供涡流。通过所述技术构成，染料容器中所含的染料完全溶解。由于混合染料的性能得到改善，利用超临界二氧化碳的染色效率提高，并且利用超临界二氧化碳的染色装置的市场性大大提高。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月5日提交的韩国专利申请号No.10-2017-0001826的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

发明领域

本发明涉及一种利用超临界二氧化碳和脉冲的多级染料混合室，更具体地说，涉及一种利用超临界二氧化碳和脉冲的多级染料混合室，其通过使用脉冲及涡流有效地混合染料和超临界二氧化碳，将混合物供应到染色浴中，并在染色制程后有效地清洁。

相关技术的描述

通常，临界点是指液相和气相无法彼此区分的温度和蒸气压。当它超出临界点，即为临界状态时，物质处于不存在清楚的液相和气相的状态，此时该物质被称为超临界流体(supercritical fluid)。

超临界流体具有与一般气体或液体不同的独特特征。

超临界流体具有介于气体和液体之间的性质。基于压力和温度的轻微变化，超临界流体的性质可快速变化。此外，超临界流体具有扩散率高及质量转移速率(masstransfer rate)大的物理特性。

超临界流体中的超临界二氧化碳(CO2)具有与气体相似的扩散性和粘度，并且具有与液体密度相近的密度，因此它已经用于各种工业制程。

例如，利用超临界二氧化碳的染色装置适当地利用超临界二氧化碳的性质。在该装置中，利用了新的染色方法，其通过混合染料和超临界二氧化碳并将混合物渗透到纤维中。该染色方法不同于主要使用水的常规染色方法。

通常，依据使用水的染色方法中，染料与水混合，染料和水的混合物渗透到纤维。然而，像水这样的液体具有低扩散性，并且染色需要相当长的时间。此外，在染色制程和染色完成后的干燥制程中引起废水处理问题。此外，当长时间用水清洗染色纤维时，会引起染料脱着(desorption)问题。

与使用水的染色相比，由于利用超临界二氧化碳的染色具有以下优点：通过利用超临界二氧化碳的热性质而不使用水而使染料渗透到纤维结构的内部，因此色牢度(colorfastness)优异。此外，由于在染色制程中不使用水，因此不必担心在干燥制程或洗涤制程中可能发生的染料脱着。

下述专利文献1公开了一种使用工业超临界流体的染色装置。

根据专利文献1的使用工业超临界流体的染色装置包含：染色浴，其中固定用于缠绕疏水性纤维的锭子；流动改变单元，用于改变超临界流体的流动，以使纤维均匀快速地染色；染料容器，染料加入其中；循环泵，用于循环超临界流体，以增加溶解在超临界流体中的染料与纤维之间的接触频率；热交换器，用于加热或冷却超临界流体；二氧化碳供应单元，用于冷却储存在储存槽中的二氧化碳，并通过使用增压泵将二氧化碳供应到染色装置；二氧化碳收集单元，用于使二氧化碳减压，完成染色制程，并通过使用收集泵将二氧化碳收集在储存槽中，其使用高压管线连接。

图1是根据本发明相关技术的利用超临界流体的染色装置的图。

利用超临界流体的染色装置10包含：液态二氧化碳储存槽11，二氧化碳冷却器12，高压二氧化碳泵13，预热器14，混合器15，染色容器16，分离器17和气态二氧化碳储存器18。