無水染色的前世今生

無水染色,學名超臨界流體無水染色技術。

在超臨界狀態下,超臨界流體處於半液氣狀態,這使得超臨界流體既具有液體的溶解能力,又具有氣體的擴散能力。在超臨界流體無水染色工藝中,超臨界流體即可以溶解染料,又可以輕易地滲透至紡織品內部,完成染料溶解→吸附→上染的工藝過程。

今天,就來了解一下無水染色技術的歷史與發展。

一、無水染色的技術背景

傳統的染色工藝都是以水為載體,每染色1Kg織物大約要耗費80-100L水,全球水資源的危機和環保意識的加強,如何少水和無水染色是染整研究的重要方向。因此,無水染色技術值得整個染整行業所關注。

二、無水染色技術的發明

超臨界CO2染色技術1989年由德國西北紡織研究中心E.Schollmeyer發明。該技術採用超臨界CO2作為染色介質,把染料溶解送到纖維孔隙,使染料快速、均勻地上染到織物上,染色結束後CO2又能與染料充分分離,不需要清洗、烘乾等操作過程,未利用的染料可回收。

三、無水染色技術的原理

將CO2加熱加壓到既非氣體也非液體的超臨界流體狀態,由循環泵打壓到染料罐和染色罐之間不斷循環,超臨界CO2流體邊溶解染料邊為織物上染。染色條件是20~30MPa,80~160℃,染色時間1h左右,染色完成後剩餘染料和CO2均可回收並循環使用。

無水染色的前世今生

四、無水染色技術的發展

  • 1991年Jasper公司與德國西北紡織研究中心(DTNW)合作研製了第一臺半工業化的染色機,該染色機容積67L。(見圖1)

無水染色的前世今生

  • 1995年德國Uhde(伍德)公司和德國西北紡織中心(DTNW)合作,開發了一臺具有染液循環系統的設備,其染色釜容量為30L。這臺設備1995年在意大利米蘭紡機展上展出,1996年又在日本大阪舉行的國際紡機展上展出,受到廣泛關注。後來伍德公司不斷對設備進行改進,於1999年推出了改進後的設備。(見圖2)

無水染色的前世今生

  • 1997年,歐盟資助了一項三年期的超臨界流體染色研究項目SUPERCOLOR。主要研究由法國紡織研究所承擔,設備由瑞士齊木特(Chematur)公司承擔製造,並命名為“Rotacolor”。設備容積為7L,承壓400bar,加熱溫度150℃。(見圖3)

  • 2005年荷蘭代爾夫特科技大學研製了一臺40L的超臨界流體經軸染色機取得了成功。(見圖4)

  • 2008年,荷蘭Dyecoo公司,首次進行了超臨界CO2染色設備的商業化運作,並與2010年為泰國Yeh集團提供容量達100-200磅的經軸染色裝備系統,並可進行一定規模的商業化生產,2011年批量上市。

(圖:Dyecoo 公司的無水染色機)

  • Dyecoo公司和Yeh集團公司合作開發的這臺設備將是全球第一臺真正意義上的超臨界染色生產型設備。

  • (圖:泰國Ye集團網站)

  • 2012年阿迪達斯與泰國YE集團合作,推出了第一款無水染色的T恤,命名:DRYDYE。下面是當時阿迪的宣傳圖及視頻(2012年夏季阿迪銷售了首批5萬件無水印染T恤):

  • 2012 年,Nike對荷蘭Dyecoo公司進行了投資,並用於無水染色運動衫等產品的開發。對無水染色命名:ColorDry。

無水染色的前世今生

  • 同年,染化巨頭亨斯邁和荷蘭DyeCoo公司聯手開發CO2超臨界染色技術。

無水染色的前世今生

(圖:荷蘭Dyecoo公司網站截圖)

  • 2013年,Nike主要合作伙伴臺灣的遠東新世紀公司也投資併購買了荷蘭Dyecoo的設備並進行Nike公司ColorDry面料的研發與生產。

無水染色的前世今生

五、無水染色技術的展望

中國近幾年也在積極研究無水印染技術,Dyecoo的無水染色現在僅限於聚酯纖維,天然纖維(如棉、麻、羊毛等)的前處理、纖維素纖維的染色、其他纖維(錦綸、腈綸等)的染色等方面的無水技術,仍值得我們期待!


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