摘  要：本發(fā)明涉及一種亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，包括：二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、循環(huán)泵、分離釜和控制系統(tǒng)；還設(shè)有抗紫外線整理釜。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在整理過(guò)程中，抗紫外線整理劑由整理釜內(nèi)缸上的噴孔進(jìn)入整理釜，對(duì)亞麻纖維進(jìn)行抗紫外線整理，通過(guò)底部攪拌器的作用，增強(qiáng)了抗紫外線整理劑的滲透性，提高了抗紫外線整理的均勻性?？棺贤饩€整理全過(guò)程節(jié)能減排，對(duì)環(huán)境零污染；本發(fā)明設(shè)計(jì)的亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置及整理方法，能夠?qū)喡槔w維的抗紫外線整理起到積極的推動(dòng)作用；經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法進(jìn)行抗紫外線整理后的亞麻纖維防護(hù)系數(shù)能達(dá)到50以上。

權(quán)利要求

1.一種亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，包括：二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、循環(huán)泵、分離釜和控制系統(tǒng)；其特征在于，還設(shè)有抗紫外線整理釜（7）；

二氧化碳?xì)馄颗c過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、抗紫外線整理釜、循環(huán)泵及分離釜相連；控制系統(tǒng)電連接二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、循環(huán)泵和分離釜；攪拌器（4）和旋轉(zhuǎn)裝置（2）均電連接控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)用于控制二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、抗紫外線整理釜、循環(huán)泵、分離釜、攪拌器（4）及旋轉(zhuǎn)裝置（2）的啟停；

抗紫外線整理釜（7）內(nèi)設(shè)有整理釜內(nèi)缸（6）、攪拌器（4）、中空的底座（3）和旋轉(zhuǎn)裝置（2）；旋轉(zhuǎn)裝置（2）安裝于中空的底座（3）上，整理釜內(nèi)缸（6）固定安裝于旋轉(zhuǎn)裝置（2）上，旋轉(zhuǎn)裝置（2）用于帶動(dòng)整理釜內(nèi)缸（6）轉(zhuǎn)動(dòng)；整理釜內(nèi)缸（6）底部設(shè)有攪拌器（4），攪拌器上設(shè)有若干孔，孔徑為0.5～10mm；整理釜內(nèi)缸（6）側(cè)壁上均勻布設(shè)有多個(gè)噴孔（5）；抗紫外線整理釜（7）底部與整理釜內(nèi)缸（6）底部之間存在一定距離，抗紫外線整理釜（7）底部、中空的底座（3）和整理釜內(nèi)缸（6）之間的容置空間內(nèi)形成抗紫外線整理劑的通道，抗紫外線整理劑的通道連接整理劑入口（1）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，其特征在于：底座（3）為中空環(huán)狀，中空環(huán)狀的底座（3）一端連接整理釜內(nèi)缸（6）底部，另一端連接抗紫外線整理釜（7）底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，其特征在于：整理釜內(nèi)缸（6）側(cè)壁上的噴孔（5）個(gè)數(shù)為10～100個(gè)，孔徑為1～10mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，其特征在于：抗紫外線整理釜（7）底部、中空的底座（3）和整理釜內(nèi)缸（6）之間的容置空間內(nèi)還設(shè)有中空升降噴桿（17），中空升降噴桿（17）的噴出口正對(duì)整理釜內(nèi)缸的噴孔（5），中空升降噴桿（17）的進(jìn)液端連接整理劑入口（1）。

5.一種采用如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置的亞麻纖維織物抗紫外線整理方法，其特征在于，包括以下步驟：

將0.5～100g的抗紫外線吸收劑納米TiO2與1～100g/L乙醇混合均勻，得到分散溶液；然后向分散溶液中加入1～100g/L乙二醛、1～100g/L聚乙二醇、1～50g/L十二烷基硫酸鈉和1～50g/L有機(jī)硅，得到抗紫外線整理混合液；

將所得抗紫外線整理混合液放入整理劑釜體中，開(kāi)啟制冷器，打開(kāi)二氧化碳?xì)馄?，開(kāi)啟高壓泵和預(yù)熱器；以5～10g/min的流速向整理劑釜體中通入二氧化碳，將抗紫外線整理混合液與二氧化碳在35～60℃的溫度，8～18Mpa的壓力下混合5～30min；抗紫外線整理混合液在超臨界二氧化碳作用下達(dá)到超臨界狀態(tài)，得到超臨界混合流體；

將2～10kg亞麻纖維放入抗紫外線整理釜中，向抗紫外線整理釜中加入超臨界混合流體，在35～120℃溫度，8～30MPa壓力下，以5～30g/min的流速通入二氧化碳，一部分流體進(jìn)入中空升降噴桿，由噴出口噴出，通過(guò)整理釜內(nèi)缸表面的噴孔進(jìn)入整理釜，旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)整理釜轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)亞麻纖維進(jìn)行多方向的抗紫外線整理20～150min；同時(shí)，部分抗紫外線整理混合液由攪拌器上的孔進(jìn)入通道，和另一部分流體混合，通過(guò)整理釜內(nèi)缸表面的噴孔再次進(jìn)入整理釜，完成內(nèi)循環(huán)整理過(guò)程；部分抗紫外線整理混合液由抗紫外線整理混合液出口流出，經(jīng)過(guò)分離釜、外循環(huán)管道、高壓泵、預(yù)熱器混合器，然后進(jìn)入整理釜，完成外循環(huán)整理過(guò)程；

取出抗紫外線整理釜中進(jìn)行抗紫外線整理后的亞麻纖維，在二氧化碳的通入氣氛下，將亞麻纖維在35～40°C溫度、8～10 MPa壓力下清洗10～30 min，清洗掉多余的抗紫外線整理劑；

抗紫外線整理結(jié)束后，對(duì)抗紫外線整理混合液進(jìn)行分離回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于亞麻纖維織物抗紫外線整理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置及整理方法。

背景技術(shù)

亞麻(學(xué)名：Linum usitatissimum)是人類最早使用的優(yōu)質(zhì)植物纖維，占天然纖維總量的1.5％。亞麻纖維化學(xué)組成主要包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠和蠟質(zhì)等。其中，纖維素含量70％～80％，半纖維素含量12％～15％，木質(zhì)素含量2.5％～5％，果膠含量1.4％～5.7％，蠟質(zhì)含量1.2％～1.8％，含氮物質(zhì)含量0.3％～0.6％。隨著石油資源的逐漸枯竭，亞麻以其優(yōu)異的吸濕快干、透氣滑爽、抗菌保健、耐酸堿、抗腐蝕等特點(diǎn)，具有良好的衛(wèi)生保健性能及透氣、滑爽、粗獷、豪放、紋理自然、色調(diào)柔和、挺括大方等獨(dú)特風(fēng)格，日益受到人們的重視和關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于紡織服裝、家庭裝飾、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的亞麻纖維的抗紫外線整理方式，多采用紫外線吸收劑或紫外線屏蔽劑對(duì)織物進(jìn)行后整理，整理后織物上的紫外線吸收劑可以反射或吸收紫外線，并進(jìn)行能量交換，以熱能或其他無(wú)害低能輻射的方式，將能量釋放掉或消耗，以減少織物上染料對(duì)紫外線的吸收作用，避免產(chǎn)生光化反應(yīng)。

但是，傳統(tǒng)抗紫外線整理方法存在工藝流程長(zhǎng)、工藝過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題，影響纖維織物的透氣性、手感、白度及耐洗性等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置及方法。

這種亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置，包括：二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、循環(huán)泵、分離釜和控制系統(tǒng)；還設(shè)有抗紫外線整理釜；

二氧化碳?xì)馄颗c過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、抗紫外線整理釜、循環(huán)泵及分離釜相連；控制系統(tǒng)電連接二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、循環(huán)泵和分離釜；攪拌器和旋轉(zhuǎn)裝置均電連接控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)用于控制二氧化碳?xì)馄?、過(guò)濾器、制冷器、高壓泵、預(yù)熱器、混合器、抗紫外線整理釜、循環(huán)泵、分離釜、攪拌器及旋轉(zhuǎn)裝置的啟停；

抗紫外線整理釜內(nèi)設(shè)有整理釜內(nèi)缸、攪拌器、中空的底座和旋轉(zhuǎn)裝置；旋轉(zhuǎn)裝置安裝于中空的底座上，整理釜內(nèi)缸固定安裝于旋轉(zhuǎn)裝置上，旋轉(zhuǎn)裝置用于帶動(dòng)整理釜內(nèi)缸轉(zhuǎn)動(dòng)；整理釜內(nèi)缸底部設(shè)有攪拌器，攪拌器用于攪動(dòng)整理釜內(nèi)缸內(nèi)的亞麻纖維和抗紫外線整理劑，增強(qiáng)了抗紫外線整理劑的滲透性，提高了抗紫外線整理的均勻性，攪拌器上設(shè)有若干孔，孔徑為0.5～10mm，利于整理劑流到通道，形成內(nèi)循環(huán)；整理釜內(nèi)缸側(cè)壁上均勻布設(shè)有多個(gè)噴孔，用于向整理釜內(nèi)缸內(nèi)噴入抗紫外線整理劑；抗紫外線整理釜底部與整理釜內(nèi)缸底部之間存在一定距離，抗紫外線整理釜底部、中空的底座和整理釜內(nèi)缸之間的容置空間內(nèi)形成抗紫外線整理劑的通道，抗紫外線整理劑的通道連接整理劑入口。

作為優(yōu)選：底座為中空環(huán)狀，中空環(huán)狀的底座一端連接整理釜內(nèi)缸底部，另一端連接抗紫外線整理釜底部。

作為優(yōu)選：整理釜內(nèi)缸側(cè)壁上的噴孔個(gè)數(shù)為10～100個(gè)，孔徑為1～10mm。

作為優(yōu)選，抗紫外線整理釜底部、中空的底座和整理釜內(nèi)缸之間的容置空間內(nèi)還設(shè)有中空升降噴桿，中空升降噴桿的噴出口正對(duì)整理釜內(nèi)缸的噴孔，中空升降噴桿的進(jìn)液端連接整理劑入口。

這種采用亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置的亞麻纖維織物抗紫外線整理方法，包括以下步驟：

將0.5～100g的抗紫外線吸收劑納米TiO2與1～100g/L乙醇混合均勻，得到分散溶液；然后向分散溶液中加入1～100g/L乙二醛、1～100g/L聚乙二醇、1～50g/L十二烷基硫酸鈉和1～50g/L有機(jī)硅，得到抗紫外線整理混合液；

將所得抗紫外線整理混合液放入整理劑釜體中，開(kāi)啟制冷器，打開(kāi)二氧化碳?xì)馄?，開(kāi)啟高壓泵和預(yù)熱器；以5～10g/min的流速向整理劑釜體中通入二氧化碳，將抗紫外線整理混合液與二氧化碳在35～60℃的溫度，8～18Mpa的壓力下混合5～30min；抗紫外線整理混合液在超臨界二氧化碳作用下達(dá)到超臨界狀態(tài)，得到超臨界混合流體；

將2～10kg亞麻纖維放入抗紫外線整理釜中，向抗紫外線整理釜中加入超臨界混合流體，在35～120℃溫度，8～30MPa壓力下，以5～30g/min的流速通入二氧化碳，一部分流體進(jìn)入中空升降噴桿，由噴出口噴出，通過(guò)整理釜內(nèi)缸表面的噴孔進(jìn)入整理釜，旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)整理釜轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)亞麻纖維進(jìn)行多方向的抗紫外線整理20～150min；同時(shí)，部分抗紫外線整理混合液由攪拌器上的孔進(jìn)入通道，和另一部分流體混合，通過(guò)整理釜內(nèi)缸表面的噴孔再次進(jìn)入整理釜，完成內(nèi)循環(huán)整理過(guò)程；部分抗紫外線整理混合液由抗紫外線整理混合液出口流出，經(jīng)過(guò)分離釜、外循環(huán)管道、高壓泵、預(yù)熱器混合器，然后進(jìn)入整理釜，完成外循環(huán)整理過(guò)程；

取出抗紫外線整理釜中進(jìn)行抗紫外線整理后的亞麻纖維，在二氧化碳的通入氣氛下，將亞麻纖維在35～40℃溫度、8～10MPa壓力下清洗10～30min，清洗掉多余的抗紫外線整理劑，提高抗紫外線整理后的亞麻纖維的抗紫外線效果；

抗紫外線整理結(jié)束后，對(duì)抗紫外線整理混合液進(jìn)行分離回收。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法在整理過(guò)程中，抗紫外線整理劑由整理釜內(nèi)缸上的噴孔進(jìn)入整理釜，對(duì)亞麻纖維進(jìn)行抗紫外線整理，通過(guò)底部攪拌器的作用，增強(qiáng)了抗紫外線整理劑的滲透性，提高了抗紫外線整理的均勻性?？棺贤饩€整理全過(guò)程節(jié)能減排，對(duì)環(huán)境零污染；本發(fā)明設(shè)計(jì)的亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理裝置及整理方法，能夠?qū)喡槔w維的抗紫外線整理起到積極的推動(dòng)作用；經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法進(jìn)行抗紫外線整理后的亞麻纖維防護(hù)系數(shù)(UPF)能達(dá)到50以上。

附圖說(shuō)明

圖1為抗紫外線整理釜結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為亞麻纖維超臨界二氧化碳抗紫外線整理方法流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：整理劑入口1、旋轉(zhuǎn)裝置2、底座3、攪拌器4、噴孔5、整理釜內(nèi)缸6、抗紫外線整理釜7、二氧化碳?xì)馄?/font>8、過(guò)濾器9、制冷器10、高壓泵11、預(yù)熱器12、整理釜?jiǎng)└?/font>13、混合器14、循環(huán)泵15、分離釜16、中空升降噴桿17。