超临界CO2流体文献综述和参考文献(2)

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按照进料方式，超临界流体染色工艺可分为间歇式印染工艺和连续式印染工艺。而目前，由于超临界流体的特殊性，需要在高温高压下获得，对印染装置密封性能和安全性能的要求特别高，所以大多都是间歇式工艺。

间歇式超临界流体印染装置主要由染色釜、染料釜、泵、管道以及一些辅助的设备组成。染色时，首先要将染料纤维、染料以及助剂放入染色釜中，关闭染色釜，向其内部输入超临界CO2作为溶剂，通过加温加压使其达到工作状态进行染色。有时，为了提高匀染率和上染率，则增加搅拌装备，使染料和助剂与溶剂充分混合进行染色。染色结束后，经分离器分离，使剩余流体压力降低，CO2转为气体形态，染料将会沉淀下来，通过回收装置再次加以利用。

整套装置的关键部件是采用经轴结构的染色釜。中国专利“超临界CO2染色工艺中的高压染色釜”中，提出了一种染色釜，在釜内流体是从中心向外围和外围向中心交替流动。染色釜内可放置3~8个染筐，提高上染率，以及生产效率。但是这种结构只能由经轴内向经轴外流动或由经轴外向经轴内流动，单向流动对织物进行染色，影响了染色的均匀性。在中国专利“超临界CO2染色装置中的染色釜”提出另外一种结构的染色釜。这种结构可以使流体在釜内双向流动，提高染色的匀染率，但对整个装置未做具体说明。中国发明专利“纺织品中的一种超临界流体处理装置”中则公开能够是流体双向流动的染色装置，如图1.1所示：

超临界流体处理装置工艺图

1-瓶；2-汇流瓶；3-加压泵；4-预热器；5、6、7、8-控制阀；9-高压染色釜；10、11-控制阀；

12-热交换器；13、14-分离器；15-控制阀；16-染料溶解釜；17、18-控制阀；19-双向循环泵。

染色时，关闭控制阀11和17，通过加压泵和预热器对流体进行加温加压处理，达到工作温度，通入染料釜和染料混合均匀，打开控制阀17，同时关闭控制阀5、7，通过双循环回路6-15-16-17-8-9-10-19-6对织物进行染色。染色结束后，打开5、7、11，关闭15、17控制阀。由3-4-5-6-7-8-9-10-19组成的回路进行清洗，之后流体进入热交换器中冷却，使流体转变为气体，通过分离器分离，最后进入贮气瓶循环利用。该装置实现了双向循环，提高了染料的利用率，但由于管路结构较为复杂，因此对泵的要求也非常苛刻。

中国专利“超临界经轴染色系统”中公开了一种染料染色一体釜的结构，在釜底部的染料釜内，设有用于细化染料和提高染料在超临界流体中溶解度的搅拌器，使CO2和染料混合更加均匀，提高上染率。

美国专利“Method of dyeing a textile substrate in at least supercritical fluid and dyeing device”公开了一种染色装置，其CO2流体和染料混合的装置如图1.2所示，该装置由容器、开孔的棒以及密封件等组成。染料可以通过漏斗加入到棒的孔中，棒在流体流动方向横向进行往复运动，流体沿着图中粗箭头的方向流动，流经孔时与染料接触混合，给装置加染料。由于是动态混合，所以使流体和染料混合更加充分。

释放染料装置

美国专利“Method for the dyeing of yarn from a supercritical fluid”提出了另一种染色结构，是将多个染色釜并联起来，可以一次染更多的织物。染色时，将织物放入染色釜，关闭并密封釜，待染色结束，先泄压然后再取出织物，这个过程不仅费时而且效率不高。

专利“超临界染色罐”，研制出一种染色罐，可用于超临界染布。其结构主要由罐体、传动轴、卷棍、电机、永磁体和磁力耦合器等组成。磁力耦合器和永磁体使电机与传动轴之间实现无连接电磁传动，这样避免了传动轴密封时的泄露。染色时，电机带动两个卷辑转动，使卷辑上的织物展开，流体与织物接触得到充分的染色。一次印染完成后，卷辑逆转，对织物进行再一次的染色，使其染色更充分。