[发明专利]超临界二氧化碳艺术染色方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织品印染技术领域，涉及使用溶解在超临界二氧化碳中的染料进行纺织品艺术染色技术。

背景技术

传统纺织染整行业水污染严重，对资源环境破坏的问题突出。目前各企业虽然采取了相应的污水处理方法，但印染污水处理的实际效果仍然不够理想，严重污染了水资源环境，危害到人们的生命健康。资源环境问题是人类社会可持续发展所面临的根本性、战略性问题。1987年联合国提出“可持续发展”的战略，1996年9月国际标准化组织(ISO)公布了ISO14000环境管理体系，旨在促进经济与环境的协调发展。1996年德国颁布条例，规定不得生产和进口销售含有害胺类偶氮染料的纺织品。我国也于1999年在全国纺织工作会议上提出清洁生产、可持续发展的战略。

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，世界各国都致力于超临界流体染色技术的研究。随着现代科学技术的快速发展，超临界流体技术日益受到世界许多国家的重视。开始了活跃的研究和工程应用的开发，每年国际上都会召开有关超临界流体理论和应用的会议，有关超临界流体的科学和技术方面的专著或论文集也陆续出版。这为超临界二氧化碳染色提供了可靠的理论基础。

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。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，真正实现了无水染色，彻底消除了印染废水的产生，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，代表了染整行业的发展方向^[1～3]。

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，Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e.V.一直致力于该项技术的研究。日本、美国、韩国和意大利等国家的科学家们也先后开展了超临界CO₂无水染色的研究工作。2006年郑来久等在用植物中含有的天然染料进行超临界二氧化碳一步法染色研究取得技术上的突破^[4～10]。但目前所研究的超临界二氧化碳无水染色技术只能得到一色染色织物，而不能满足现实中人们对染色织物花纹图案等艺术视觉上的要求。

参考文献

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