滌綸筒紗超臨界二氧化碳流體染色工程化裝備與工藝

鄭環(huán)達(dá)， 胥維昌， 趙 強(qiáng)， 岳成君， 單世寶， 閆 俊， 鄭來(lái)久

(1. 大連工業(yè)大學(xué) 遼寧省清潔化紡織重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 遼寧 大連 116034； 2. 沈陽(yáng)化工研究設(shè)計(jì)院有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110021； 3. 中國(guó)紡織科學(xué)研究院， 北京 100025；4. 中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司， 遼寧 大連 116031)

滌綸筒紗超臨界二氧化碳流體染色工程化裝備與工藝

鄭環(huán)達(dá)1， 胥維昌2， 趙 強(qiáng)3， 岳成君4， 單世寶3， 閆 俊1， 鄭來(lái)久1

(1. 大連工業(yè)大學(xué) 遼寧省清潔化紡織重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 遼寧 大連 116034； 2. 沈陽(yáng)化工研究設(shè)計(jì)院有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110021； 3. 中國(guó)紡織科學(xué)研究院， 北京 100025；4. 中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司， 遼寧 大連 116031)

針對(duì)傳統(tǒng)水介質(zhì)染色過(guò)程水耗、能耗、污水排放量大的難題，采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體染色裝備系統(tǒng)對(duì)滌綸筒紗進(jìn)行無(wú)水染色工程化生產(chǎn)?；谘邪l(fā)的復(fù)式超臨界CO2流體無(wú)水染色裝備，系統(tǒng)介紹了其超臨界流體染色工藝過(guò)程；同時(shí)，利用獨(dú)特設(shè)計(jì)的筒紗染色釜，進(jìn)行了滌綸筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色工藝研究。結(jié)果表明：利用研發(fā)的1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體無(wú)水染色裝備，可獲得較高染色深度的筒紗，且染色產(chǎn)品具有良好的勻染性；此外，染色滌綸筒紗的耐水洗、耐摩擦色牢度可達(dá)到4～5級(jí)以上，耐日曬色牢度可達(dá)到6級(jí)以上，滿足了工程化生產(chǎn)的需要。

染色； 超臨二氧化碳； 分散染料； 工程化； 滌綸筒紗

隨著世界各國(guó)對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)模式和低碳發(fā)展理念的廣泛認(rèn)可，大量的廢水排放已成為紡織印染行業(yè)面臨的首要瓶頸。中國(guó)紡織工業(yè)面臨的低碳考驗(yàn)也異常嚴(yán)峻。印染企業(yè)排放廢水中的殘留染料、重金屬、含硫化合物及各種不易生物降解的有機(jī)助劑，難以通過(guò)絮凝、過(guò)濾、吸附等方法進(jìn)行有效處理，是最難處理的工業(yè)廢水之一[1-2]。水資源的高依賴和高排放等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了紡織印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)施的碳關(guān)稅進(jìn)一步加劇了處于紡織供應(yīng)鏈低端的紡織印染業(yè)受到的沖擊[3-4]，因此，作為我國(guó)低碳發(fā)展規(guī)劃中的重要行業(yè)，紡織印染行業(yè)必須加速與低碳清潔時(shí)代接軌。

超臨界CO2流體染色技術(shù)主要利用工業(yè)排放廢氣CO2，在超臨界狀態(tài)下溶解非極性或低極性染料對(duì)纖維材料進(jìn)行染色[5-6]。與水介質(zhì)染色過(guò)程相比，超臨界CO2流體染色無(wú)水，CO2無(wú)毒、不易燃燒、價(jià)格低廉；染料和CO2可循環(huán)使用，零排放無(wú)污染；并具有上染速度快、上染率高的優(yōu)勢(shì)[7-8]。超臨界CO2流體無(wú)水染色技術(shù)作為一種清潔化、低碳化染色方法已在國(guó)內(nèi)外取得了階段性研究進(jìn)展[9-11]。然而，由于超臨界流體的高溫高壓溶解與染色特性，

使其染色方式完全不同于水介質(zhì)染色。目前主要利用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的染色設(shè)備進(jìn)行小試或中試規(guī)模的工程化前期染色試驗(yàn)[12-14]。對(duì)于染色工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、難度大的筒紗，尚未實(shí)現(xiàn)其超臨界CO2流體無(wú)水染色工程化生產(chǎn)[15-16]。

本文采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體無(wú)水染色裝備對(duì)滌綸筒紗進(jìn)行了無(wú)水染色工程化試生產(chǎn)；系統(tǒng)介紹了1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體無(wú)水染色裝備構(gòu)成及其染色工藝過(guò)程；并利用獨(dú)特設(shè)計(jì)的筒紗專用染色釜體，驗(yàn)證了滌綸筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色工程化生產(chǎn)的可行性。同時(shí)，對(duì)染色滌綸筒紗耐水洗、耐摩擦、耐日曬色牢度參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。

1 復(fù)式超臨界CO2流體無(wú)水染色裝備

1.1 裝備構(gòu)成

1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備主要由CO2存儲(chǔ)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、染色循環(huán)系統(tǒng)、分離回收系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)組成，示意圖如圖1所示。

注：1—?dú)怏w輸送罐； 2—液體輸送泵； 3—冷劑罐； 4—涼水塔； 5—水泵； 6—制冷機(jī)； 7—冷劑泵； 8—冷凝器； 9—CO2儲(chǔ)罐； 10—預(yù)冷器； 11—高壓泵； 12—預(yù)熱器； 13—染料釜； 14—加料器； 15—染色釜I； 16—染色釜II； 17—導(dǎo)熱油儲(chǔ)罐； 18—油泵； 19—磁力循環(huán)泵； 20—在線監(jiān)測(cè)裝置； 21—冷卻器； 22—分離釜； 23—凈化器； 24—壓縮機(jī)； 25—電動(dòng)葫蘆； 26—CO2循環(huán)儲(chǔ)罐； 27—吸附器I； 28—吸附器II； V1～V27—電磁閥。圖1 1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備示意圖Fig.1 Schematic diagram of 1 000 L multiple supercritical carbon dioxide fluid engineering dyeing apparatus

由圖1可看出，1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備中的CO2存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由氣體輸送罐(1)、液體輸送泵(2)、CO2儲(chǔ)罐(9)和CO2循環(huán)儲(chǔ)罐(26)組成，用于染色前后CO2介質(zhì)存儲(chǔ)。

制冷系統(tǒng)由冷劑罐(3)、涼水塔(4)、水泵(5)、制冷機(jī)(6)、冷劑泵(7)和冷凝器(8)組成。制冷系統(tǒng)采用制冷劑為乙二醇，并在冷劑泵的輸送下用于染色前后CO2氣體液化、高壓泵泵頭降溫和分離回收過(guò)程中的流體冷卻。加熱系統(tǒng)主要由熱交換器(12)、導(dǎo)熱油儲(chǔ)罐(17)和油泵(18)組成，用于染色裝備內(nèi)釜體設(shè)備的熱能供應(yīng)。

染色循環(huán)系統(tǒng)作為復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備中的關(guān)鍵系統(tǒng)，主要由預(yù)冷器(10)、高壓泵(11)、染料釜(13)、加料器(14)、染色釜I(15)、染色釜II(16)、磁力循環(huán)泵(19)、在線監(jiān)測(cè)裝置(20)和電動(dòng)葫蘆(25)組成。其中，染色釜總?cè)莘e為1 000 L，內(nèi)置不同染色單元，以滿足散纖維、筒紗、坯布、成衣、毛球、絞紗等多品種纖維材料的染色要求；同時(shí)，染色釜配有快開機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)釜體的全自動(dòng)開關(guān)操作；釜體外部置有加熱夾套以調(diào)控補(bǔ)償染色過(guò)程中釜體的溫度損失。在線監(jiān)測(cè)裝置主要包括原位紅外光譜和原位紫外可見(jiàn)光譜，可實(shí)現(xiàn)染色狀態(tài)的適時(shí)監(jiān)測(cè)。分離回收系統(tǒng)主要由冷卻器(21)、分離釜(22)、凈化器(23)、回收壓縮機(jī)(24)、吸附器I(27)和吸附器II(28)組成，用于染色完成后未吸附染料的分離和CO2氣體的純化循環(huán)回用。

研發(fā)的1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備中配有自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)染色過(guò)程的便捷自動(dòng)化操作。其中，3個(gè)PLC控制終端以進(jìn)行染色裝備中的電力控制；一個(gè)電腦終端用于顯示并控制釜體、泵類和閥門的開關(guān)動(dòng)作，并可完成染色工藝參數(shù)的調(diào)控。此外，1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備中具有智能安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，可自動(dòng)檢測(cè)整套系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并具有超壓聲光報(bào)警、自動(dòng)停車、降壓到零開蓋聯(lián)鎖、升壓前關(guān)門到位聯(lián)鎖等功能，可最大限度地保證整套裝備系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.2 筒紗專用染色釜

1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備配有筒紗染色釜，以實(shí)現(xiàn)筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色工程化生產(chǎn)。筒紗染色釜如圖2所示。筒紗超臨界CO2流體染色專用染色釜包括缸體(1)和筒子支架(2)。其中：筒子支架固定在缸體中；缸體的上端固定有快開機(jī)構(gòu)(3)，并設(shè)有流體出口(5)，下端設(shè)有流體入口(4)；缸體外側(cè)固定有加熱夾套(6)，其上端設(shè)有介質(zhì)出口(7)，下端設(shè)有加熱介質(zhì)入口(8)，以實(shí)現(xiàn)加熱介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)。筒子支架由分布底盤(201)、 插釬(202)和中心軸(203)構(gòu)成[17]。其中，分布底盤的中心處固定有中心軸，外側(cè)分布有多個(gè)插釬。染色過(guò)程中，一方面溶解有染料的CO2首先由流體入口進(jìn)入分布底盤，然后均勻進(jìn)入中心軸和插釬，由內(nèi)向外對(duì)其上的筒紗進(jìn)行內(nèi)染染色；一方面，當(dāng)CO2染液由釜體上端的流體出口進(jìn)入染色釜體時(shí)，首先穿透筒紗以進(jìn)入中心軸和插釬，并經(jīng)由分布底盤經(jīng)過(guò)流體入口流出，從而實(shí)現(xiàn)外染染色；通過(guò)內(nèi)外染相結(jié)合工藝，可有效提高移染性與擴(kuò)散性，并保證高密度筒紗的勻染效果。

注：1—缸體； 2—筒子支架； 3—快開機(jī)構(gòu)； 4—流體入口； 5—流體出口； 6—加熱夾套； 7—介質(zhì)出口； 8—介質(zhì)入口； 9—定位銷； 10—快開卡箍； 11—釜體端面； 12—密封蓋； 201—分布 底盤； 202—插釬； 203—中心軸； 204—鎖頭。圖2 筒紗超臨界流體染色專用染色釜示意圖Fig.2 Schematic diagram of dedicated dyeing kettle for bobbins in supercritical fluid

2 超臨界CO2流體無(wú)水染色工藝

為驗(yàn)證1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備的可行性，在染色溫度為100～120 ℃, 染色壓力為24 MPa, 染色時(shí)間為60 min的條件下，進(jìn)行滌綸筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色試驗(yàn)。其中，滌綸筒紗(線密度為29.5 tex，卷繞密度為0.35 g/m3)，由中國(guó)紡織科學(xué)研究院提供；分散紅60濾餅，由浙江龍盛染料化工有限公司提供；CO2(99.9%)，由中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司提供。

染色前，滌綸筒子依次相連置于筒子支架上，并裝載于復(fù)式染色釜內(nèi)部；1%(o.w.f)的分散紅60置于染料筒內(nèi)，并裝載于染料釜內(nèi)部。利用自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)閉染色裝備中的各釜體，自動(dòng)巡檢管道開關(guān)狀態(tài)，以滿足染色運(yùn)行需要。首先，將氣體輸送罐中的CO2利用液體輸送泵充裝到CO2循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)。開啟制冷系統(tǒng)，使得循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)的CO2通過(guò)冷凝器液化后，經(jīng)CO2儲(chǔ)罐進(jìn)入染色循環(huán)系統(tǒng)。液態(tài)CO2在預(yù)冷器進(jìn)一步冷凝后，在高壓泵和預(yù)熱器作用下依次進(jìn)行增壓、升溫程序，以轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界態(tài)。

染色過(guò)程中，超臨界CO2流體先流經(jīng)染料釜溶解其中的染料；溶解有染料的超臨界CO2流體注入染色釜體內(nèi)部，進(jìn)行滌綸筒紗內(nèi)染色30 min；隨后轉(zhuǎn)換閥門，進(jìn)行滌綸筒紗外染色30 min。染色結(jié)束后，溶解有染料的超臨界CO2流體經(jīng)過(guò)冷卻器預(yù)先降溫、降壓，而后進(jìn)入分離釜進(jìn)行染料和CO2分離；固態(tài)染料在分離釜底部析出，氣態(tài)CO2則通過(guò)吸附器、凈化器進(jìn)一步吸附凈化，以獲得潔凈的CO2氣體。潔凈的CO2氣體經(jīng)由冷凝器液化后流入氣體儲(chǔ)罐，以供下次生產(chǎn)使用。待釜體內(nèi)部壓力與CO2儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力達(dá)到平衡后，開啟回收壓縮機(jī)，進(jìn)一步回收染色釜內(nèi)的剩余氣體，以實(shí)現(xiàn)CO2的充分回收利用。

3 超臨界CO2流體無(wú)水染色結(jié)果

按照上述染色工藝獲得的滌綸筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果如表1所示。超臨界CO2流體染色過(guò)程中，隨染色溫度的提高，滌綸筒紗的染色深度(K/S值)不斷增加，并在120 ℃獲得最大值。其染色標(biāo)準(zhǔn)偏差(σK/S)則隨染色溫度的提高而不斷減小，說(shuō)明滌綸筒紗的染色均勻性隨染色溫度的升高逐漸得到改善[14]。

表1 染色滌綸筒紗染色深度(K/S值)和染色標(biāo)準(zhǔn)偏差(σK/S)

由此可知，利用1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備，可獲得勻染性和透染性良好的滌綸筒紗染色產(chǎn)品，如圖3所示。同時(shí)，根據(jù)AATCC 61—1994《皂洗牢度》、AATCC 8—2007《耐摩擦牢度》和AATCC 16.3—2014《耐光色牢度》進(jìn)行染色滌綸筒紗耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度和耐日曬色牢度測(cè)試，以檢驗(yàn)其色牢度指標(biāo)。

圖3 筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色產(chǎn)品(120 ℃， 24 MPa, 60 min)Fig.3 Dyed bobbin products in supercritical CO2fluid (120 ℃, 24 MPa, 60 min)

超臨界CO2流體染色滌綸筒紗具有良好的色牢度，性能指標(biāo)如表2所示。其耐水洗色牢度達(dá)到5級(jí)，耐摩擦色牢度(干摩擦、濕摩擦)達(dá)到4～5級(jí)以上，耐日曬色牢度達(dá)到6級(jí)以上。同時(shí)，隨染色溫度的升高，其耐磨擦色牢度相應(yīng)提高。由此可知，利用1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備進(jìn)行滌綸筒紗無(wú)水染色，可獲得色澤鮮艷的染色產(chǎn)品，其色牢度指標(biāo)可滿足工程化生產(chǎn)的需要。

表2 染色滌綸筒紗色牢度指標(biāo)

與水介質(zhì)染色過(guò)程相比，超臨界CO2流體染色全過(guò)程無(wú)水消耗，無(wú)需處理染色廢水；采用原染料為原料，省去了染料商品化加工過(guò)程中的助劑添加，降低了染料研磨造粒中的能量消耗；同時(shí)，染色結(jié)束后，染料和CO2均可實(shí)現(xiàn)回收利用，顯著地降低了物料消耗。此外，超臨界CO2流體染色后獲得干態(tài)的染色纖維材料，省去了染色結(jié)束后的水洗、烘干工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)能耗。表3示出筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色與傳統(tǒng)水介質(zhì)染色成本?？煽闯?，利用1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備進(jìn)行滌綸筒紗無(wú)水染色，其生產(chǎn)成本低于傳統(tǒng)水介質(zhì)染色過(guò)程。

表3 筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色與傳統(tǒng)水介質(zhì)染色成本

注：① 染色工藝為120 ℃，24 MPa，60 min。

4 結(jié) 論

本文介紹了1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備的構(gòu)成。利用筒紗專用染色釜，驗(yàn)證了該復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備的可行性。滌綸筒紗超臨界CO2流體無(wú)水染色結(jié)果表明：利用1 000 L復(fù)式超臨界CO2流體工程化染色裝備可獲得勻染性和透染性良好的染色產(chǎn)品，且染色成本低于傳統(tǒng)水介質(zhì)染色過(guò)程。同時(shí)，染色滌綸筒紗的耐水洗色牢度達(dá)到5級(jí)，耐摩擦色牢度(干摩擦、濕摩擦)達(dá)到4～5級(jí)以上，耐日曬色牢度達(dá)到6級(jí)以上，基本滿足商品化生產(chǎn)的需要。

[1] 鄭環(huán)達(dá), 鄭來(lái)久. 超臨界流體染整技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2015, 36(9): 141-148. ZHENG Huanda, ZHENG Laijiu. Research development of supercritical fluid dyeing and finishing technology[J]. Journal of Textile Research, 2015, 36(9): 141-148.

[2] 駱沁沁. 催化氧化法提標(biāo)減排印染廢水COD 的中試研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2012: 2. LUO Qinqin. Pilotscale experiment to reduce COD of dyeing and printing wastewater using catalyzed oxida-tion[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2012: 2.

[3] 張娟, 鄭來(lái)久, 閆俊, 等. 超臨界二氧化碳無(wú)水工程化染色中羊毛纖維的力學(xué)性能[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2017, 38(2): 53-59. ZHANG Juan, ZHENG Laijiu, YAN Jun, et al.Mechanical properties of wool fibers in engineering anhydrous dyeing using supercritical carbon dioxide [J]. Journal of Textile Research, 2017, 38(2): 53-59.

[4] 趙明剛. 低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)紡織行業(yè)的影響及對(duì)策[D]. 北京: 對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué), 2011: 1. ZHAO Minggang.Effect of low carbon economy on textile industry and countermeasure[D]. Beijing: University of International Business and Economics, 2011: 1.

[5] 張娟, 鄭環(huán)達(dá), 鄭來(lái)久. 超臨界二氧化碳染色裝置技術(shù)研究進(jìn)展[C]//[s.n.].威士邦全國(guó)印染行業(yè)節(jié)能環(huán)保年會(huì)論文集.北京：中國(guó)印染行業(yè)協(xié)會(huì), 2014: 48-56. ZHANG Juan, ZHENG Huanda, ZHENG Laijiu. Review on dyeing apparatus and technique in supercritical carbon dioxide[C]//[s.n.].Visbe National Energy Saving and Environmental Protection Annual Meeting for Printing and Dyeing Industry. Beijing: China Dyeing and Printing Association, 2014: 48-56.

[6] SAUS W, KNITTEL D, SCHOLLMEYER E. Dyeing of textiles in supercritical carbon dioxide[J]. Textile Research Journal, 1993, 63(3): 135-142.

[7] ZHENG Huanda, XU Yanyan, ZHANG Juan, et al. An ecofriendly dyeing of wool with supercritical carbon dioxide fluid[J]. Journal of Cleaner Production, 2017, 143: 269-277.

[8] BANCHERO M. Supercritical fluid dyeing of synthetic and natural textiles: a review[J]. Coloration Technology, 2012, 129: 1-16.

[9] ZHENG Huanda, ZHANG Juan, YAN Jun, et al. Investigations on the effect of carriers on meta-aramid fabric dyeing properties in supercritical carbon dio-xide[J]. RSC Advances, 2017, 7: 3470-3479.

[10] ZHANG Juan, ZHENG Laijiu, ZHAO Yuping, et al. Green dyeing of cotton fabrics by supercritical carbon dioxide[J]. Thermal Science, 2015, 19(4): 1285-1288.

[11] ZHENG Huanda, ZHANG Juan, LIU Miao, et al. CO2utilization for the dyeing of yak hair: Fracture behavior in supercritical state[J]. Journal of CO2Utilization, 2017, 18: 117-124.

[12] ZHENG Huanda, ZHENG Laijiu. Dyeing of meta-aramid fibers with disperse dyes in supercritical carbon dioxide [J]. Fibers and Polymers, 2014, 15(8): 1627-1634.

[13] OKUBAYASHI S, SUZUMA T, ZHAO C, et al. Supercritical dyeing of polyester fibers in a mini-plant possessing internal circulator[J]. Sen′i Gakkaishi, 2011, 67: 27-33.

[14] ZHENG Laijiu, ZHENG Huanda, DU Bing, et al. Dyeing procedures of polyester fiber in supercritical carbon dioxide using a special dyeing frame[J]. Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 2015(10): 37-46.

[15] ZHENG Laijiu, ZHANG Jun, DU Bing, et al. Supercritical CO2for color graphic dyeing theoretical insight and experimental verification[J]. Thermal Science, 2015, 19(4): 1289-1293.

[16] KRAAN M V D, CID M V F, WOERLEE G F, et al. Equilibrium study on the disperse dyeing of polyester textile in supercritical carbon dioxide[J]. Textile Research Journal, 2007, 77(8): 550-558.

Engineering plant and process for dyeing of polyester bobbins in supercritical CO2fluid

ZHENG Huanda1， XU Weichang2， ZHAO Qiang3， YUE Chengjun4， SHAN Shibao3， YAN Jun1， ZHENG Laijiu1

(1.LiaoningProvincialKeyLaboratoryofEcologicalTextile,DalianPolytechnicUniversity,Dalian,Liaoning116034,China； 2.ShenyangResearchInstituteofChemicalIndustry,Shenyang,Liaoning110021,China； 3.ChinaTextileAcademy,Beijing100025,China； 4.ZhonghaoGuangmingResearch&DesignInstituteofChemicalCorporation,Dalian,Liaoning116031,China)

In order to solve problems of large water consumption, power consumption and wastewater emissions in conventional aqueous dyeing process, anhydrous dyeing engineering production of polyester bobbins was conducted by employing a 1 000 L multiple supercritical CO2fluid dyeing system with independent intellectual property. Based on the developed multiple supercritical CO2fluid dyeing plant, a dyeing process in supercritical fluid was introduced systematically. Furthermore, the anhydrous dyeing process for polyester bobbins was carried out in supercritical CO2fluid using a uniquely designed bobbin dyeing kettle. The result show that the dyed polyester bobbins with high color depth and good levelness are obtained by employing the 1 000 L multiple supercritical CO2fluid dyeing plant. In addition, washing colorfastness, the rubbing colorfastness and light colorfastness of the dyed bobbins are rated more than 4-5, 4-5 and 6, respectively.

dyeing; supercritical carbon dioxide; disperse dye; engineering; polyester bobbins

10.13475/j.fzxb.20160700406

2016-07-04

2017-04-18

國(guó)家外國(guó)專家局教科文衛(wèi)高端外國(guó)專家項(xiàng)目(GDW20162100068)；遼寧省教育廳攻關(guān)項(xiàng)目(2016J003)；遼寧省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(L2015053)；大連市科技計(jì)劃項(xiàng)目 (2014A11GX030)

鄭環(huán)達(dá)(1987—)，男，博士。主要研究方向?yàn)槌R界流體技術(shù)。鄭來(lái)久，通信作者，E-mail：fztrxw@dlpu.edu.cn。

TS 19

A