超临界流体材料精练制造技术

使用超临界流体(SCF)来精练目标材料以使例如寡聚物及油等精练元素与所述目标材料分离。将二氧化碳(CO2)引入也包含待精练的目标材料的压力容器内。使二氧化碳的温度及压力上升至超临界流体状态。使二氧化碳在压力容器内再循环以精练目标材料。进行二氧化碳的交换以容许自二氧化碳移除被精练元素且因此自容器内移除被精练元素。调整例如温度、压力、时间、内部流动速率、及二氧化碳交换等操作变数，以达成对目标材料的精练。

Scour of supercritical fluid materials

A supercritical fluid (SCF) is used to refine the target material to separate the refined elements, such as oligomers and oil, from the target material. Carbon dioxide (CO2) is introduced into a pressure vessel that also contains the target material to be scoured. The temperature and pressure of carbon dioxide are raised to the state of the supercritical fluid. The carbon dioxide is recirculated in the pressure vessel to practice the target material. Exchange of carbon dioxide to allow self carbon dioxide to remove the scouring element and thus remove the scouring element from the container. Adjust the operating variables, such as temperature, pressure, time, internal flow rate, and carbon dioxide exchange, to achieve the refinement of the target material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超临界流体材料精练
技术介绍
传统的对材料的精练依靠大量的水进行，此可不利于淡水供应且也可导致不期望的化学品进入废水流。精练制程可包括：展开材料并在例如碱性溶液等pH溶液中洗涤材料，以移除在未来处理中可对材料产生不利影响的寡聚物及油。在以水为主的传统精练之后，可对材料进行干燥并重新缠绕以用于后续处理。这些步骤皆消耗时间及资源。此外，在对材料进行后续加工操作之前，所述材料可能会被储存一段不确定的时间。在此等待时间期间，异物可能会沈积于材料上，因而使先前所执行的某些精练徒劳。
技术实现思路
本专利技术的方法涉及以超临界流体二氧化碳环境中的材料精练目标材料。以不同顺序操纵制程的变数以达成对目标材料的更高效清洁。所述变数包括时间、压力、热量、内部流动速率、及压力容器内的二氧化碳转移。在实施方式中，在外部泵交换并过滤二氧化碳的同时，当压力自运作压力减低至过渡压力时维持温度及流动速率高于临限值。对变数操纵进行排序容许达成高效的精练制程，所述精练制程在某些实施方式中也可转换成实质上连续的染色制程。附图说明在本文中参照附图详细地阐述本专利技术，在附图中：图1是示出根据本文的实施方式，通过超临界流体而将染料自第二材料转移至卷绕材料的示例性说明图。图2是示出根据本文的实施方式，通过超临界流体而将染料自第一材料转移至第二材料的示例性说明图。图3示出根据本文的实施方式，用于散布(perfuse)更多种材料加工物中的一者的呈接触布置的示例性材料。图4示出根据本文的实施方式，用于散布更多种材料加工物中的一者的呈非接触布置的示例性材料。图5示出根据本文的实施方式，呈接触布置的示例性材料。图6示出根据本文的实施方式，呈非接触布置的示例性材料。图7示出根据本文的实施方式，环绕轴连续缠绕的两种材料。图8示出根据本文的实施方式，环绕轴同时缠绕的材料。图9示出根据本文的实施方式，二氧化碳的温度及压力相图。图10示出根据本文的实施方式，表示一种使用超临界流体对卷绕材料施加染料的示例性方法的流程图。图11示出根据本文的实施方式，表示一种使用超临界流体对卷绕材料施加材料加工物的示例性方法的流程图。图12示出根据本文的实施方式，表示一种使用超临界流体对卷绕材料施加第一材料加工物及第二材料加工物的示例性方法的流程图。图13示出根据本文的实施方式，说明一种以超临界流体对材料染色的方法的流程图。图14示出根据本文的实施方式，说明另一种以超临界流体对材料染色的方法的流程图。图15示出根据本文的实施方式，表示一种对目标材料施加加工材料的示例性方法的流程图。图16示出根据本文的实施方式，表示一种以超临界流体精练材料的示例性方法的流程图。图17示出根据本文的实施方式，表示一种在连续制程中对材料进行精练及加工(例如，染色)的示例性方法的流程图。图18至图22示出根据本文的实施方式，在超临界染色循环期间的相关变数。图23至图26示出根据本文的实施方式，在超临界精练循环期间的相关变数。图27示出根据本文的实施方式，用于超临界染色的示例性运作条件的表。具体实施方式本专利技术的方法涉及在超临界流体(supercriticalfluid，SCF)二氧化碳(carbondioxide，CO2)环境中精练目标材料。以不同顺序操纵制程变数以达成对目标材料的高效精练。所述变数包括时间、压力、热量、压力容器内的内部流动速率、及工作物质(例如，二氧化碳)的交换/过滤。各实施方式包括精练目标材料的方法。所述方法包括：将目标材料定位于压力容器中以及将二氧化碳引入压力容器内。所述方法还包括：将压力容器的内部温度升高至运作温度以及将内部二氧化碳流动速率升高至非零速率。所述方法也包括：将压力容器内的压力升高至运作压力，使得二氧化碳在处于运作温度及运作压力时处于超临界流体状态。接着，使用超临界流体二氧化碳自目标材料移除被精练元素。然后，在维持温度高于临限温度的同时将压力自运作压力降低至过渡压力。在另一示例性实施方式中，设想一种以超临界流体精练及加工目标材料的方法。所述方法包括：将目标材料定位于压力容器中以及在压力容器中起始精练制程的加压循环。继续进行所述方法，以在压力容器中起始精练制程的精练循环。在某些实施方式中，所述精练循环可具有独立的冲洗循环或一体式冲洗循环。所述方法也包括：在压力容器中起始精练制程的减压循环。继续进行所述方法，以将加工材料引入压力容器内并在压力容器中起始染色制程的加压循环。所述方法也包括：在压力容器中起始染色制程的染色循环以及在压力容器中起始染色制程的减压循环。以下揭示内容提供关于目标材料的染色/加工以及精练目标材料的细节。关于染色/加工所教示的概念被设想成在某些实施方式中可适用于以超临界流体精练目标材料的方法。可用材料加工物来处置例如纺织物(即，织物、布)和/或卷绕材料(例如，纱线、线、细丝、绳、细绳、带、及其他连续长度的材料)等材料以达成例如耐水性、耐磨性、透气性、和/或表观(例如，着色)等所需结果。举例而言，可对材料染色以达成所需外观。在示例性实施方式中，染料是用于增添或改变例如纺织物等材料的颜色的物质。在另一实施方式中，染料是材料加工物，例如耐久防水加工物(即，疏水性加工物)、耐火加工物、抗菌加工物、亲水性加工物等。在再一些实施方式中，染料不是织物加工物而是着色剂，且在其他实施方式中，当明确如此指示时，染料是织物加工物而非着色剂。因此，本文所用的染料或染色制程并非仅限于颜色或着色制程。相反地，染料或染色包括材料加工物或加工目标材料的制程。也被称为染料物(dyestuff)的染料材料可为天然形成或合成形成的着色颗粒。传统上，通过水溶液而对材料一起施加染料与多种处理化学物质，所述水溶液可具有变化的酸性或碱性(例如，pH)条件以增强和/或达成染色制程。然而，此传统染色制程消耗大量的水并可能将来自所述染色制程的化学品排放至废水流中。超临界流体(SCF)二氧化碳(CO2)是表现出气体及液体两种特性的二氧化碳流体状态。超临界流体二氧化碳具有类液体密度(liquid-likedensities)及类气体低粘度(gas-likelowviscosities)以及扩散性质。超临界流体的类液体密度容许超临界流体二氧化碳溶解染料材料及化学物质以用于最终对材料染色。相较于传统以水为主的制程，类气体粘度及扩散性质可例如加快染色时间与加快染料材料的分散。图9提供突显二氧化碳的例如固相606、液相608、气相610、及超临界流体相612等各种相的二氧化碳的压力604及温度602的图。如图所示，二氧化碳在约304凯氏度(degreesKelvin)(即，87.53华氏度、30.85摄氏度)及73.87巴(即，72.9大气压(atm))处具有临界点614。通常而言，在高于临界点614的温度及压力处，二氧化碳为超临界流体相。尽管本文的实例具体指代超临界流体二氧化碳，但设想可使用处于或接近超临界流体相的其他或替代组成物。因此，尽管本文中将具体参照二氧化碳作为组成物，但设想本文的实施方式可适用于替代组成物及用于达成超临界流体相的适当临界点值。可使用可商购获得的机器(例如由荷兰的DyeCoo纺织物系统BV(DyeCooTextileSystemsBVoftheNetherlands)提供的机器(DyeCoo))来达成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精练目标材料的方法，所述方法包括：将目标材料定位于压力容器中；将二氧化碳(CO2)引入所述压力容器内；将所述压力容器的内部温度升高至运作温度；将流动速率升高至非零速率；将所述压力容器内的压力升高至运作压力，其中所述二氧化碳在处于所述运作温度及所述运作压力时处于超临界流体(SCF)状态；使用超临界流体二氧化碳，通过所述超临界流体二氧化碳以自所述目标材料移除被精练元素；以及在维持温度高于临限温度的同时，将压力自所述运作压力降低至过渡压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.20 US 62/119,015;2015.02.20 US 62/119,010;1.一种精练目标材料的方法，所述方法包括：将目标材料定位于压力容器中；将二氧化碳(CO2)引入所述压力容器内；将所述压力容器的内部温度升高至运作温度；将流动速率升高至非零速率；将所述压力容器内的压力升高至运作压力，其中所述二氧化碳在处于所述运作温度及所述运作压力时处于超临界流体(SCF)状态；使用超临界流体二氧化碳，通过所述超临界流体二氧化碳以自所述目标材料移除被精练元素；以及在维持温度高于临限温度的同时，将压力自所述运作压力降低至过渡压力。2.根据权利要求1所述的方法，其中在自所述目标材料移除所述被精练元素的同时，所述超临界流体二氧化碳以处于175立方米/小时至240立方米/小时范围的流动速率循环。3.根据权利要求2所述的方法，还包括在自所述运作压力降低所述压力之后，将所述流动速率降低至处于90立方米/小时至130立方米/小时范围的流动速率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述目标材料是轧制材料或卷绕材料。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述运作温度处于100摄氏度至125摄氏度范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述运作压力小于300巴。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述运作压力处于225巴至275巴范围内。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括自所述压力容器交换所述二氧化碳的至少一部分。9.根据权利要求8所述的方法，其中在交换所述二氧化碳时过滤所述二氧化碳，以使所述被精练元...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅特·W·凯利，杰罗多·A·蒙特罗，阿南德·P·刊查伽，潘卡·鲁纳特·潘马蹄阿，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US