CN102433776B - 环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，包括以下步骤：1)、选用粒径≤2微米的硅藻土精土；2)、印花原糊配制：印花原糊由以下重量含量的成分组成：有机印花糊料6～13％、硅藻土精土1～8％和六偏磷酸钠0.2～0.6％，其余为水；3)、印花色浆配制：印花色浆由以下重量含量的成分组成：染料1～4％、尿素1～7％、尿素替代剂1～7％、小苏打1.5～2.5％、防染盐S 0.2～1％和印花原糊50％，其余为水。使用本发明所得的印花色浆，既能保证印花质量，还能大大减少印花后排放污水中的有机物含量，从而减少污染。
Description
技术领域
本发明属于纺织化学技术领域，具体是涉及一种低尿素环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法。
背景技术
中国是全球最大的纺织品生产国和出口国，目前约有12万家纺织印染企业，是全国32个行业中的第三大行业。然而，我国纺织行业年废水排放量占全国各行业的第四位，其中印染废水的排放量占整个纺织业的80％，高能耗、高排放、高污染的纺织印染过程也对资源和环境造成了不可忽视的负面影响。因此，生态环保、节能降耗型印染工艺的推广应用具有十分重要的意义。
在纺织品印花过程中，糊料是印花色浆中最重要的组分之一，它的作用包括防止渗化，使花纹轮廓清晰；作为载体把染料、助剂转移到纤维；作为溶解染料、助剂的介质；作为保护胶体，防止助剂间反应等等。目前，常用的印花糊料主要为有机高分子化合物，包括天然糊料，如淀粉类、植物胶类、海藻类等，还有合成糊料，如乙烯衍生物、聚丙烯酸衍生物、合成橡胶等，其中，海藻酸钠及天然植物是传统的糊料原料，因其价位高，原料少，近年来各种合成糊料被竞先开发出来，用于取代传统糊料。然而，上述这些糊料在印花中用量较大，在印花完成后，经过水洗，脱离纤维表面后进入到水体，如不经过处理，这些有机物会消耗水中溶解氧，造成水体缺氧，水生生物无法生存，水质恶化、变臭，对水体造成一定的污染。因此，如果采用无机矿物替代有机糊料，将大大减少水体的有机污染，降低废水处理成本。目前，国内外已有采用膨润土(见CN 93105604.7)、凹凸棒石(见CN88102788)无机矿物取代印花色浆中有机糊料的报道，但是还没有采用硅藻土矿物取代有机糊料的报道。
另一方面，在纺织品印花生产中，尿素也是一种非常重要的组分，在印花色浆中加入适量的尿素，即能帮助溶解染料，稳定色浆；而且由于印花时染料用量高，且浴比较小，所以还需加入尿素助溶；此外尿素还是一种常用的吸湿剂，在蒸化时能将相当的水分保留在纤维内，促进纤维膨化，有利于染料渗透，提高给色量。然而，尿素是一种氮含量相当高的助剂，其氮含量高达47％。因此，印花污水中氨氮含量非常高，排放后可以加速各种藻类物质的生长，易引起水体富营养化问题，而且尿素在碱性条件下可形成有毒的氰酸盐，造成严重的环境污染问题。随着世界各国对环保要求的日益提高，减少尿素用量已成为印染工业的一大课题。目前，国内外在减少尿素量或者完全不用尿素的方法主要从三方面着手：一是改变工艺条件，如采用物理加湿的方法减少尿素的用量，即在蒸化机入口前或蒸化机内置有赋予印花布水分的装置，可是由于赋予水分有一定的限度，而且赋予水分的严密控制有困难，此方法对工艺和技术要求较高。二是应用一些高固色率的功能染料来取代常规染料进行印花；三是使用其它对生态不造成威胁的化学品来替代。从单纯的经济角度考虑，当前若既要使利润最大化，又要提升企业的环保标准，寻找一些助剂来代替尿素就成了一个更有实用价值的方案。从国内外研究现状来看，已有采用乙二胺四乙酸钠、双氰胺、己内酰胺、丙三醇(甘油)等替代尿素的报道。
综上所述，国内外到目前为止，还没有在纺织品印花色浆中，同时替代有机糊料和含氮尿素以同时降低排放废水中有机物污染和氨氮污染的研究。
上文中所涉及的参考文献如下：
1.恽建荣，同立群.膨润土糊料在活性染料印花中的应用.染整技术，1999，21(3)：25-26；
2.CN93105604.7，无机印花糊料及其生产方法，1994.11.16；
3.郑林伟，李立.膨润土在织物印花中应用研究.非金属矿，2007，30(4)：24-26；37；
4.CN88102788，凹凸棒石粘土印染浆料调制法，1988.12.07；
5.何忠琴.不用尿素的活性染料印花法.印染助剂，2000(1)：28-33；
6.李连举.减少人造棉活性印花中的尿素用量.印染，2004(19)：28-30。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，其既能保证印花质量，还能大大减少印花后排放污水中的有机物含量，从而减少污染。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，包括以下步骤：
1)、选用粒径≤2微米的硅藻土精土；
2)、印花原糊配制：
印花原糊由以下重量含量的成分组成：有机印花糊料(即目前常规使用的有机印花糊料)6～13％、硅藻土精土1～8％和六偏磷酸钠0.2～0.6％，其余为水；
将上述含量的成分混合后搅拌均匀，得印花原糊；
3)、印花色浆配制：
印花色浆由以下重量含量的成分组成：染料1～4％、尿素1～7％、尿素替代剂1～7％、小苏打1.5～2.5％、防染盐S 0.2～1％和印花原糊50％，其余为水；
取部分水用于溶解上述含量的染料，成染料溶液；将上述含量的尿素、尿素替代剂和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将染料溶液和混合液加入上述含量的印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入上述含量的小苏打，均匀混合得印花色浆。
作为本发明的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法的改进：有机印花糊料为海藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉、羟乙基淀粉、瓜儿豆胶、龙胶、合成龙胶、黄糊精、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯。
作为本发明的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法的进一步改进：尿素替代剂为三甘醇或丙三醇。
作为本发明的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法的进一步改进：染料为酸性染料、活性染料或直接染料。这3大类染料均是本行业的常规染料，品种非常繁多，每一大类染料的主要特性基本一致。
例如，酸性染料为酸性红BS、弱酸性红2B、酸性黄GN、弱酸性黄4R、酸性蓝BNL.......；活性染料为活性红P-BN、活性黄P-6GS、活性兰P-3R、活性黑P-GR.......；直接染料为直接黄GC、直接红4B、直接绿BB、直接耐晒黑GF.......。
本发明所述的防染盐S即为间硝基苯磺酸钠，亦名3-硝基苯磺酸钠。
本发明所选用的粒径≤2微米的硅藻土精土，可通过市购的方式获得；生产厂家一般通过硅藻土原矿→粉碎→捣浆分散→除砂→分级提纯→精选控制，就能制备出粒径≤2微米的硅藻土精土，此为本行业的常规技术。
本发明所得的环保型天然纤维织物印花色浆，可用于蚕丝、棉、麻等天然纤维织物的平网、圆网印花。
在本发明中，在临用前才加入小苏打，从而制成所需的印花色浆。
本发明采用资源丰富、价格低廉的硅藻土矿物为印花糊料，部分替代传统纺织品印花技术中的有机糊料，具有如下优点和特点：
首先，可以大大减少印花后排放污水中的有机物含量，减少污染；其次，硅藻土具有多孔、高比表面积、轻质、耐高温、化学性质稳定等特点，在印花后期的汽蒸步骤中不会发生任何化学变化，且可作为保护胶体，防止助剂间反应，非常适合用于印花；最后，我们通过在前期对硅藻土进行精选，控制其粒径在2微米以下，使得它具有更强的防止染液渗化、使花纹轮廓清晰的能力；同时，小粒径也能保证印花过程中刮印步骤的顺利进行，不至于阻塞网孔。
另一方面，本发明通过不含氮的助剂，如三甘醇(或丙三醇)，部分替代印花浆料中的尿素，具有如下优点和特点：
首先，印花后污水中氨氮的含量大大降低，可以有效控制水体富营养化问题；其次，三甘醇等尿素替代剂分子中含有大量羟基，可与染料分子结构中的磺酸基或羧酸基形成氢键，使染料离子表面形成水合离子保护层，促使染料分子电离和溶解，从而促进染料的溶解；而且，替代剂含有亲水基团，织物在印花烘干后，本身含湿量较低，若要在汽蒸后使染料充分发色，则必须吸收水分，但由于蒸汽冷凝而产生的水分远不能满足其所需量，在汽蒸时，由于三甘醇等分子比染料分子小很多，所以会首先凝结在纤维的周围，高温时将其锁住的水分释放，使纤维充分溶胀，有利于染料扩散进入纤维，并与纤维固着，促进染料充分发色，从而提高得色率和提升力。
总之，本发明与传统技术相比，在完全能够达到印花效果的前提下，具有明显降低印花污水中的有机污染物和氨氮含量的优点。即，本发明通过无机物替代印花浆料中的有机糊料，以不含氮助剂替代浆料中的尿素，与传统的纺织品印花技术相比，更符合环保要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中的“份”均为“重量份”。
实施例1、一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，依次进行以下步骤：
A、精选粒径为2微米的硅藻土精土作为原料；
B、印花原糊配制：作为有机印花糊料的海藻酸钠6份，硅藻土精土8份，六偏磷酸钠0.2份，加水至共100份(即水为85.8份)，混合后充分搅拌均匀，制得印花原糊；
C、印花色浆配制：活性染料(例如，具体为活性红P-BN)1份，尿素1份，三甘醇7份，小苏打1.5份，防染盐S 1份，印花原糊(步骤B所得)50份，加水至共100份(即水为38.5份)。
先用少量水溶解活性染料(水的用量只需能使活性染料溶解即可)，成染料溶液；将尿素、三甘醇和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将染料溶液和混合液加入印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入小苏打，均匀混合，得低尿素环保型印花色浆(简称印花色浆)。
注意：要在印花色浆临用前再加入小苏打。
采用上述印花色浆，对真丝绸进行印花，工艺流程为调浆→印花→烘干→汽蒸(102～104℃，8～10min)→水洗→皂煮(95℃，10min)→水洗→烘干。按照GB/T 3920-2008、GB/T 12490-2007进行检测：
印花后真丝绸干摩擦牢度4-5级，湿摩擦牢度4级，耐洗色牢度4级。排放的废水中有机糊料含量减少57％，氨氮含量降低87.5％。
注：上述有机糊料含量减少量和氨氮含量降低是相对于传统的印花色浆(即全部用有机糊料和全部用尿素)而言。即，具体为：将海藻酸钠改成14份，取消硅藻土精土的使用；将尿素改成8份，取消三甘醇的使用；其余同实施例1，所得即为传统的印花色浆。以下实施例均类同。
对比例1-1、以粒径为2微米的膨润土代替硅藻土精土，其余同实施例1。
结果如下：印花后真丝绸干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3-4级，排放的废水中有机糊料含量减少57％，氨氮含量降低87.5％。
对比例1-2、以粒径为2微米的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同实施例1。
结果如下：
印花后真丝绸干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3-4级，排放的废水中有机糊料含量减少57％，氨氮含量降低87.5％。
实施例2、一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，依次进行以下步骤：
A、精选粒径为1.5微米的硅藻土精土作为原料；
B.印花原糊配制：作为有机印花糊料的羧甲基纤维素13份，硅藻土精土1份，六偏磷酸钠0.6份，加水至共100份，混合后充分搅拌均匀，制得印花原糊；
C.印花色浆配制：酸性染料(例如具体为酸性红BS)4份，尿素7份，三甘醇1份，小苏打2.5份，防染盐S 0.2份，印花原糊50份，加水至共100份。
先用少量水溶解酸性染料(水的用量只需能使酸性染料溶解即可)，成染料溶液；将尿素、三甘醇和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将染料溶液和混合液加入印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入小苏打，均匀混合，得低尿素环保型印花色浆(简称印花色浆)。
注意：要在印花色浆临用前再加入小苏打。
采用上述印花色浆，对真丝绸进行印花，工艺流程为调浆→印花→烘干→汽蒸(102～104℃，8～10min)→水洗→固色→水洗→烘干。按照同实施例1的检测标准，结果如下：
印花后真丝绸干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3-4级，耐洗色牢度3-4级，排放的废水中有机糊料含量减少7.1％，氨氮含量降低12.5％。
对比例2-1、以粒径为1.5微米的膨润土代替硅藻土精土，其余同实施例2。
结果如下：印花后真丝绸干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3级，排放的废水中有机糊料含量减少7.1％，氨氮含量降低12.5％。
对比例2-2、以粒径为1.5微米的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同实施例2。
结果如下：
印花后真丝绸干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3级，排放的废水中有机糊料含量减少7.1％，氨氮含量降低12.5％。
实施例3、一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，依次进行以下步骤：
A、精选粒径在2微米以下的硅藻土精土；
B、印花原糊配制：作为有机印花糊料的淀粉10份，硅藻土精土4份，六偏磷酸钠0.4份，加水至共100份，混合后充分搅拌均匀，制得印花原糊；
C.印花色浆配制：活性染料(例如，具体为活性黄P-6GS)2份，尿素4份，丙三醇4份，小苏打2份，防染盐S 0.6份，印花原糊50份，加水至共100份。
先用少量水溶解活性染料(水的用量只需能使活性染料溶解即可)，成染料溶液；将尿素、丙三醇和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将染料溶液和混合液加入印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入小苏打，均匀混合，得低尿素环保型印花色浆(简称印花色浆)。
采用上述印花色浆，对棉织物进行印花，工艺流程为调浆→印花→烘干→汽蒸(102～104℃，8～10min)→水洗→皂煮(95℃，10min)→水洗→烘干；按照同实施例1的检测标准，结果如下：
印花后棉织物干摩擦牢度4-5级，湿摩擦牢度4级，耐洗色牢度4级，排放的废水中有机糊料含量减少28.6％，氨氮含量降低50％。
对比例3-1、以相同粒径的膨润土代替硅藻土精土，其余同实施例3。
结果如下：印花后棉织物干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3-4级，耐洗色牢度3-4级，放的废水中有机糊料含量减少28.6％，氨氮含量降低50％。
对比例3-2、以相同粒径的的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同实施例3。
结果如下：印花后棉织物干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3-4级，耐洗色牢度3-4级，排放的废水中有机糊料含量减少28.6％，氨氮含量降低50％。
实施例4、一种环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，依次进行以下步骤：
A、精选粒径在2微米以下的硅藻土精土；
B、印花原糊配制：作为有机印花糊料的羟乙基淀粉8份，硅藻土(精土)6份，六偏磷酸钠0.5份，加水至共100份，混合后充分搅拌均匀，制得印花原糊；
C.印花色浆配制：直接染料(例如，具体为直接黄GC)3份，尿素5份，三甘醇3份，小苏打2份，防染盐S 0.8份，印花原糊50份，加水至共100份。
先用少量水溶解直接染料(水的用量只需能使直接染料溶解即可)，成染料溶液；将尿素、三甘醇和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将染料溶液和混合液加入印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入小苏打，均匀混合，得低尿素环保型印花色浆(简称印花色浆)。
采用上述印花色浆，对棉织物进行印花，工艺流程为调浆→印花→烘干→汽蒸(102～104℃，8～10min)→水洗→固色→水洗→烘干；按照同实施例1的检测标准，结果如下：
印花后棉织物干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3-4级，耐洗色牢度3-4级，排放的废水中排放的废水中有机糊料含量减少42.9％，氨氮含量降低37.5％。
对比例4-1、以相同粒径的膨润土代替硅藻土精土，其余同实施例4。
结果如下：
印花后棉织物干摩擦牢度3-4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3级，排放的废水中排放的废水中有机糊料含量减少42.9％，氨氮含量降低37.5％。
对比例4-2、以相同粒径的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同实施例4。
结果如下：
印花后棉织物干摩擦牢度3-4级，湿摩擦牢度3级，耐洗色牢度3级，排放的废水中排放的废水中有机糊料含量减少42.9％，氨氮含量降低37.5％。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，其特征是包括以下步骤：
1）、选用粒径≤2微米的硅藻土精土；
2）、印花原糊配制：
印花原糊由以下重量含量的成分组成：有机印花糊料6~13%、硅藻土精土1~8%和六偏磷酸钠0.2～0.6%，其余为水；
将上述含量的成分混合后搅拌均匀，得印花原糊；
3）、印花色浆配制：
印花色浆由以下重量含量的成分组成：染料1～4%、尿素1～7%、尿素替代剂1～7%、小苏打1.5～2.5%、防染盐S 0.2～1%和印花原糊50%，其余为水；
取部分水用于溶解染料，成染料溶液；将尿素、尿素替代剂和防染盐S溶解于剩余的水中，得混合液；将所述染料溶液和混合液加入印花原糊中均匀混合，得色浆基料；最后，在色浆基料中加入小苏打，均匀混合得印花色浆。
2.根据权利要求1所述的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，其特征是：所述有机印花糊料为海藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉、羟乙基淀粉、瓜儿豆胶、龙胶、黄糊精、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯。
3.根据权利要求2所述的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，其特征是：所述尿素替代剂为三甘醇或丙三醇。
4.根据权利要求3所述的环保型天然纤维织物印花色浆的配制方法，其特征是：所述染料为酸性染料、活性染料或直接染料。
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