CN111234306B - 一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法。该方法包括如下步骤：步骤一，将纺织废弃物进行剪切，得到纤维碎片；步骤二，将纤维碎片与研磨液混合后进行研磨，得到纤维粉末悬浊液；步骤三，将纤维粉末悬浊液进行烘干处理，得到着色剂。相比传统的一次性研磨得到的纤维粉末，本发明产品的粒径分布更为均匀，粒径更小；生产纤维粉末工艺流程简单，纤维粉末便于存储，可进行大规模工业化生产；本发明不引入化学助剂，缓解生态环境压力。

Description

一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法
技术领域
本发明涉及纺织材料技术领域。更具体地，涉及一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法。
背景技术
我国是纺织服装生产及消费大国，每年产生大量的废旧服装及下脚料。中国循环经济协会数据显示，我国每年纤维加工总量约5000万吨，产生超过2000万吨废旧纺织品(包括旧服装、旧家纺、边角料等)，废旧纺织品综合利用量约为300万吨，综合利用率仅为15％左右，多数旧衣服被当作垃圾最终做填埋或焚烧处理。
如何将废弃纺织物进行回收再利用一直是纺织行业关注的热点。其中将废弃的服装及纺织下脚料利用物理机械方式进行开松得到回收纤维，然后重新进行纺纱的方式得到一定范围的推广。但是该方法具有很多的局限性，开松过程对纤维品质有一定程度的降低，也限制了产品的附加值。另一种回用方式是将废弃的天然或者合成纤维纺织物进行化学法回收后重新纺丝加工成再生纤维，这种方法的缺点是需要事先对纺织废弃物按照纤维种类进行分离，也限制了该方法的推广应用。为解决上述现有技术的缺陷，本发明将废弃的纺织品制成纤维粉末作为颜料或着色剂，是一种新的再利用形式，同时具有较高的附加值。再生纤维粉末着色剂可以应用于不同的行业，例如纺织服装、建筑涂料、化纤、造纸等行业，具有广阔的市场容量。
现有技术中关于纤维粉末的制备有过一些研究，利用酸、碱、强离子溶液等化学助剂对纤维素进行降解，再结合简单的机械处理。这种处理方式成本较高，操作复杂。化学助剂的加入产生化学排放污染，影响生态环境，还容易对原材料内部结构造成破环。例如：申请号为CN201610041262.1的专利申请，该申请公开了一种利用甲酸溶液水解得到预处理的纤维素，再利用均质机研磨最终得到纤维素胶状产品。该方法在制备过程中容易出现堵塞，还需要对甲酸成分进行去除处理，工艺复杂。
申请号为CN201410403739.7的专利申请，该申请采用高能电子束辐射处理破环纤维内部结构，利用机械粉碎机进行粉碎得到粗粉，再通过水磨法进行精细化研磨得到纤维粉末悬浮液。该方法对设备要求较高，耗能大。同时得到的纤维粉末悬浮液易发霉，不便于储存，不适合规模化生产。
申请号为CN201680063480.3的专利申请，该申请公开了一种从纺织废料开始生产用于织物的颜料的方法和对织物进行染色的方法。该方法在制备纤维粉末的过程中加入反应性物质，例如：胶体硅酸、聚乙酸乙烯酯等处理纤维，使纤维变脆，利于粉碎。虽然可以有效得到纤维粉末，但增加了二次污染。同时，反应性物质可能对纤维本身结构存在破环，容易生成小分子副产物，降低了纤维粉末得率。该方法得到的纤维粉末平均粒径D50在30μm左右，作为颜料对纺织品进行染色，在颜料使用量为50％OWF情况下，上染率只有5％～10％。
因此，本发明提供了一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，包括如下步骤：
步骤一，将纺织废弃物进行剪切，得到纤维碎片；
步骤二，将纤维碎片与研磨液混合后进行研磨，得到纤维粉末悬浊液；
步骤三，将纤维粉末悬浊液进行烘干处理，得到着色剂。
上述的方法中，优选地，所述纺织废弃物不受纤维原料类型的限制，可包括天然纤维材料及合成纤维材料制成的纺织面料、下脚料、废旧服装、废旧家纺等。
上述的方法中，优选地，所述纺织废弃物的颜色为有色，或无色。
上述的方法中，优选地，步骤一中所述纺织废弃物进行剪切前，还包括去除非纺织类部件的步骤；进一步地，所述非纺织类部件包括拉链、胶带和纽扣等中的一种或多种。
上述的方法中，优选地，步骤一中所述剪切使用的剪切设备包括单轴撕碎机、双轴撕碎机、破碎机和粉碎机中的一种或多种。
上述的方法中，优选地，步骤一中所述剪切使用的剪切设备设有剪切刀辊；进一步地，所述剪切刀辊为V-刀辊、VB-刀辊、C-刀辊和爪刀辊中的一种或多种。
上述的方法中，优选地，步骤一中所述剪切使用的剪切设备设有定刀、动刀和筛网；其中，所述定刀的数量为4～40个，所述动刀的数量为40～120个，所述筛网的孔径为1～20mm；更优选地，所述定刀的数量为6～30个，所述动刀的数量为50～100个，所述筛网的孔径为3～10mm；进一步地，在本发明某些具体实施方式中，例如，所述动刀的数量为50～60个、50～80个、60～80个、60～100个、80～100个等；所述筛网的孔径为3～5mm、3～8mm、5～8mm、5～10mm、8～10mm等。
上述的方法中，优选地，步骤一中所述剪切的剪切频率为400～700r/min，更优选为460～630r/min；进一步地，在本发明某些具体实施方式中，例如，所述剪切频率为400～460r/min、400～500r/min、460～500r/min、460～700r/min、500～700r/min等。
上述的方法中，优选地，步骤一得到的纤维碎片的尺寸为1-20mm，更优选为2～10mm；进一步地，在本发明某些具体实施方式中，例如，所述纤维碎片的尺寸为1～3mm、1～5mm、1～8mm、3～5mm、3～8mm、3～20mm、5～8mm、5～20mm、8～20mm等。本发明技术人员经研究发现，通过剪切得到尺寸小的纤维碎片，可提高后续研磨的效率，并提高纤维粉末悬浮液中纤维粉末的粒径均匀性。该技术方案在实际生产过程中具备生产可行性。
上述的方法中，优选地，步骤二中，按质量百分数计，所述研磨液包括：分散剂0～20wt％和水80wt％～100wt％。
上述的方法中，优选地，所述分散剂选自聚氧乙烯醚类化合物、磷酸盐类化合物和丙烯酸类化合物中的一种或多种。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述纤维碎片的质量占所述纤维碎片与研磨液总质量的2wt％～15wt％。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备包括击式研磨仪、研磨机、球磨仪、棒磨仪和振动磨中的一种或几种。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备所采用的研磨介质为氧化锆研磨球；其中，所述氧化锆研磨球的直径为0.3～3mm；更优选地，所述氧化锆研磨球的直径为0.6～2.5mm；进一步地，在本发明某些具体实施方式中，例如，所述氧化锆研磨球的直径为0.8～1.0mm、0.8～1.2mm、0.8～3mm、1.0～3mm、1.0～1.2mm、1.2～3mm等。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备包括容纳有过滤器的研磨腔体；其中，所述过滤器的孔径为0.1～100μm；进一步地，所述过滤器的孔径为1～50μm；进一步地，在本发明某些具体实施方式中，例如，所述过滤器的孔径为0.1～15μm、0.1～20μm、0.1～30μm、15～20μm、15～30μm、15～50μm、15～100μm、20～30μm、20～50μm、20～100μm、30～50μm、30～100μm、50～100μm等。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨的研磨频率为600～4000rpm/min，研磨时间为3～8h。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨的研磨频率为1000～3000rpm/min，研磨时间为4～6h。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述研磨的过程为连续循环式研磨。
上述的方法中，优选地，步骤二中，所述纤维粉末悬浮液包括纤维粉末，所述纤维粉末的粒径为1～30μm；更优选地，所述纤维粉末的粒径为2～15μm。
上述的方法中，优选地，步骤三中，所述烘干处理使用的烘干处理设备包括气流旋转闪蒸干燥机、真空干燥机和喷雾干燥机中的一种或几种。
上述的方法中，优选地，所述喷雾干燥机的雾化方式为无级变频可调高速离心式雾化。
上述的方法中，优选地，所述喷雾干燥机设有雾化器和雾化盘；其中，所述雾化器的转速为10000-40000rpm，所述雾化盘的直径为50-240mm；进一步地，所述雾化器的转速为15500-35000rpm，所述雾化盘的直径为70-200mm。
上述的方法中，优选地，步骤三中，所述烘干处理的温度为100～350℃，更优选为120～180℃。
上述的方法中，优选地，步骤三得到的着色剂包括颜料。
本发明技术人员经研究发现，匹配研磨介质尺寸和过滤器孔径，可以有效提高研磨的效率。例如：选择0.8～1.5mm尺寸的研磨介质，可以更好的利用研磨介质对纤维碎片的接触概率，使研磨效率大大提高；匹配过滤器，可避免发生堵塞情况，缓解研磨腔内压力，使更易获得2～8μm的纤维粉末悬浮液。此外，棉纤维由于具有密度小和质量轻特点，在干法研磨过程中，纤维之间容易发生相互团聚现象而导致堵料问题。以水溶液作为分散剂，提高纤维的流动性和分散性，解决纤维之间发生团聚的困扰。同时，发现优化雾化速率、雾化盘尺寸和温度工艺，可以更有效的提高烘干速率和产品回收率，并且严格有效的控制干燥后纤维粉末的粒径。
本发明提供的方法先通过对纺织废弃物进行剪切得到尺寸均匀的纤维碎片，有助于提高后续研磨效率及研磨效果；再通过研磨液对纤维碎片进行研磨，得到纤维粉末悬浮液；最后经过烘干得到纤维粉末即为着色剂；处理过程中不需要使用化学助剂对纺织废弃物进行脆化处理，节省对化学助剂的处理工序和成本，不污染生态环境；与传统研磨方式相比，本发明流程短，得到的纤维粉末粒径均匀，产品得率高，利于储存，可进行大规模工业化生产；后续可作为着色剂应用于纺织服装、建筑涂料、化纤、造纸等行业。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述方法制得的着色剂。
优选地，所述着色剂包括颜料。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述方法制得的着色剂在纺织服装、建筑涂料、化纤和造纸等领域中的应用。
另外，如无特殊说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的方法先通过对纺织废弃物进行剪切得到尺寸均匀的纤维碎片，有助于提高后续研磨效率及研磨效果；再通过研磨液对纤维碎片进行研磨，得到纤维粉末悬浮液；最后经过烘干得到纤维粉末即为着色剂；相比传统的一次性研磨得到的纤维粉末，本发明产品的粒径分布更为均匀，粒径更小；生产纤维粉末工艺流程简单，纤维粉末便于存储，可进行大规模工业化生产；本发明不引入化学助剂，缓解生态环境压力。
(2)通过本方法获得的着色剂，颜料达到微米级细度，可应用于纺织服装、建筑涂料、化纤、造纸等行业；对纺织服装进行染色，得到的染色织物颜色深，颜料用量低，颜料利用率高。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明实施例4制得的颜料的SEM图。
图2示出本发明实施例4制得的颜料的粒径分布图。
图3示出本发明对比例1制得的颜料的SEM图。
图4示出本发明对比例1制得的颜料的粒径分布图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法；所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得。
实施例1
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到红色纯棉纺织废弃面料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量4，动刀数量40，剪切频率420r/min，筛网尺寸为8mm，得到尺寸约8mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择1.2mm，过滤器孔径选择30μm，研磨频率为1200rmp/min，研磨时间为6h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为15～30μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，利用G型高速离心喷雾干燥机进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择16000rpm，雾化盘直径选择150mm，处理温度为180℃，得到粒径15～30μm的颜料。
测试例1
本测试例提供了一种将实施例1制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例1制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为5％owf，染色浴比为1:20，常温染色处理15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例1制得的颜料染色得到的织物K/S值为0.98，颜料利用率为19.93％。
利用实施例1制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表1所示：
表1利用实施例1制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000071
实施例2
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到黄色纯棉纺织废弃服装，先将服装上的非纺织部件去除，再采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量10，动刀数量60，剪切频率500r/min，筛网尺寸为5mm，得到尺寸约5mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择1.0mm，过滤器孔径选择30μm，研磨频率为1800rmp/min，研磨时间为4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为15～30μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择16000rpm，雾化盘直径选择150mm，处理温度为180℃，得到粒径15～30μm的颜料。
测试例2
本测试例提供了一种将实施例2制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例2制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为10％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例2制得的颜料染色得到的织物K/S值为1.16，颜色较深，颜料利用率为20.62％。
利用实施例2制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表2所示：
表2利用实施例2制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000081
Figure BDA0002373363250000091
实施例3
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃面料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量20，动刀数量100，剪切频率540r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择20μm，研磨频率为2200rmp/min，研磨时间为4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为8～20μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择20000rpm，雾化盘直径选择105mm，处理温度为160℃，得到粒径8～20μm的颜料。
测试例3
本测试例提供了一种将实施例3制得的颜料对棉织物印花的方法，包括如下步骤：
利用实施例3制得的颜料对棉织物进行印花，采用的面料是30s CVC(70/30)cotton/poly平纹织布，克重145g/m2。
配置印花浆：含有5g/L颜料、6g/L增稠剂SL681(广州新易化工有限公司生产)、40g/L粘合剂SHW(常州旭杰纺织材料有限公司生产)，水为溶剂。上述成分混合后均匀后搅拌10min，搅拌转速为200r/min。
印花工艺：车速10m/min，施加量60g/m2，印花用网，80CH网。
将完成印花的面料在120℃烘干1min，150℃焙烘2min进行固色，最后定型过软得到印花成品布。对所得到的印花成品面料进行色牢度测试，按照AATCC方法测试其各项色牢度，结果如表3所示。
表3印花成品面料的色牢度
Figure BDA0002373363250000101
由表3实验数据可以看出：由此方法完成的印花织物，各项指标均合格。
实施例4
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃下脚料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量30，动刀数量100，剪切频率600r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择15μm，研磨频率为2400rmp/min，研磨时间为3h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为2～15μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择26000rpm，雾化盘直径选择80mm，处理温度为140℃，得到粒径2～15μm的颜料；其SEM图和粒径分布图如图1和图2所示，从图中可看出颜料呈现颗粒球状，表面结构规则，粒径分布较均匀，呈现较理想的正态分布，D50＝2.507um，D90＝8.346um。
测试例4
本测试例提供了一种将实施例4制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例5制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为15％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例4制得的颜料染色得到的织物K/S值为1.28，颜色较深，颜料利用率为23.34％。
利用实施例4制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表4所示：
表4利用实施例4制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000111
实施例5
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃下脚料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量20，动刀数量80，剪切频率550r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以TEGO-750W(上海桑井化工有限公司)占比为5wt％的水溶液作为分散剂，配制纤维碎片占比为6wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择15μm，研磨频率为2000rmp/min，研磨时间4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为2～15μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择32000rpm，雾化盘直径选择180mm，处理温度为160℃，得到粒径2～15μm的颜料。
测试例5
本测试例提供了一种将实施例5制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例5制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为15％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例5制得的颜料染色得到的织物K/S值为1.08，颜色较深，颜料利用率为21.54％。
利用实施例5制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表5所示：
表5利用实施例5制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000121
Figure BDA0002373363250000131
实施例6
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃下脚料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量20，动刀数量80，剪切频率550r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以5wt％PD-405聚氧乙烯醚类(广州恒宇化工有限公司)水溶液作为分散剂，配制纤维碎片占比为6wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择15μm，研磨频率为2000rmp/min，研磨时间4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为2～15μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择32000rpm，雾化盘直径选择180mm，处理温度为160℃，得到粒径2～15μm的颜料。
测试例6
本测试例提供了一种将实施例6制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例6制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为15％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例6制得的颜料染色得到的织物K/S值为1.06，颜色较深，颜料利用率为20.96％。
利用实施例6制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表6所示：
表6利用实施例6制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000141
实施例7
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃下脚料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量20，动刀数量80，剪切频率550r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以5wt％焦磷酸钠(湖南中美成化工有限公司)水溶液作为分散剂，配制纤维碎片占比为6wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择15μm，研磨频率为2000rmp/min，研磨时间4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为2～15μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择32000rpm，雾化盘直径选择180mm，处理温度为160℃，得到粒径2～15μm的颜料。
测试例7
本测试例提供了一种将实施例7制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用实施例7制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为15％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min；
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用实施例7制得的颜料染色得到的织物K/S值为1.13，颜色较深，颜料利用率为21.26％。
利用实施例7制得的颜料染色得到的织物具有良好的色牢度，日晒牢度3.0级，其他色牢度≥4.0级。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表7所示：
表7利用实施例7制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000151
对比例1
本对比例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃面料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量3，动刀数量30，剪切频率750r/min，筛网孔径为3mm，得到尺寸约3mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，利用球磨仪进行干法研磨处理；其中，球磨仪的震动频率2400次/min，研磨时间2h，得到30～50μm纤维粉末；延长研磨时间至4h，得到20～50μm纤维粉末即为本对比例制得的颜料；经研究发现，继续延长研磨时间粒径无法降低，得到的纤维粉末粒径不均匀，形态不规整；其SEM图和粒径分布图如图3和图4所示，可看出颜料为无规则片状或块状，外貌形态不规整，粒径分布不均匀，D50＝19.627μm，D90＝54.745μm。
对比测试例1
本对比测试例提供了一种将对比例1制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用对比例1制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，其中颜料用量为50％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min。
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用对比例1制得的颜料染色得到的织物K/S值为0.75，颜色较浅，颜料利用率为7.65％。
利用对比例1制得的颜料染色得到的织物日晒牢度2.0级，其他色牢度满足标准。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表8所示：
表8利用对比例1制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000161
Figure BDA0002373363250000171
对照测试例1～7，对颜料的利用率采用称重法确定，如下表9所示。
表9颜料利用率
项目 颜料利用率
测试例1 19.93wt％
测试例2 20.62wt％
测试例4 23.34wt％
测试例5 21.54wt％
测试例6 20.96wt％
测试例7 21.26wt％
对比测试例1 7.65wt％
如上表9可以看出：按照对比例中的工艺，颜料的利用率仅为7.65wt％。而利用本发明技术，颜料利用率远远高于对比例。同时，本发明技术的颜料用量都远远低于对比例中的颜料用量50％owf。
对比例2
本对比例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到黄色纯棉纺织废弃服装，先将服装上的非纺织部件去除，再采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量10，动刀数量60，剪切频率500r/min，筛网尺寸为5mm，得到尺寸约5mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择1.0mm，过滤器孔径选择100μm，研磨频率为500rmp/min，研磨时间4h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为30～70μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择16000rpm，雾化盘直径选择150mm，处理温度为180℃，得到粒径30～70μm的颜料。
对比测试例2
本对比测试例提供了一种将对比例2制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用对比例2制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，颜料用量为50％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min。
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用对比例2制得的颜料染色得到的织物K/S值为0.68，颜色较浅，颜料利用率为7.16％。
利用对比例2制得的颜料染色得到的织物日晒牢度2.0级，其他色牢度满足标准。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表10所示：
表10利用对比例2制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000181
Figure BDA0002373363250000191
对照测试例2，对颜料的利用率采用称重法确定，如下表11所示。
表11颜料利用率
项目 颜料利用率
测试例2 20.62wt％
对比测试例2 7.16wt％
如上表11可以看出：按照对比例中的工艺，颜料的利用率仅为7.16wt％。而利用本发明技术，颜料利用率远远高于对比例。同时，本发明技术的颜料用量都远远低于对比例中的颜料用量50％owf。
对比例3
本实施例提供一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，将收集得到蓝色纯棉纺织废弃下脚料，采用破碎机进行剪切处理，剪切处理工艺如下：采用C型刀辊，定刀数量3，动刀数量30，剪切频率420r/min，筛网尺寸为20mm，得到尺寸约20mm的纤维碎片；
步骤二，将步骤一得到的纤维碎片，以水作为分散剂，配制纤维碎片占比为4wt％的纤维碎片悬浮液，利用研磨机对纤维碎片悬浮液进行研磨；其中，研磨机的氧化锆研磨球直径选择0.8mm，过滤器孔径选择70μm，研磨频率为2400rmp/min，研磨时间为3h，得到纤维粉末悬浮液，该纤维粉末悬浮液中的纤维粉末的平均粒径为30～60μm；
步骤三，将步骤二得到的纤维粉末悬浮液，进行喷雾烘干处理；其中，雾化速率选择26000rpm，雾化盘直径选择80mm，处理温度为140℃，得到粒径30～60μm的颜料。
对比测试例3
本对比测试例提供了一种将对比例3制得的颜料对棉织物染色的方法，包括如下步骤：
先利用氮杂环阳离子化合物(苏州恒旺化工有限公司HW-168B)对棉织物进行阳离子化处理，得到待染色织物；
然后利用对比例3制得的颜料对待染色织物进行染色，染色方法为浸染，颜料用量为50％owf，染色浴比为1:20，常温染色15min，升温至80℃进行染色处理30min。
染色完成后，加入水溶性丙烯酸乳化液进行后处理，处理工艺：浴比为1:20，水溶性丙烯酸乳化液用量为3g/L，在60℃条件下处理10min，得到染色织物。
利用对比例3制得的颜料染色得到的织物K/S值为0.83，颜色较浅，颜料利用率为7.21％。
利用对比例3制得的颜料染色得到的织物日晒牢度2.0级，其他色牢度满足标准。按照AATCC方法测试色牢度结果如下表12所示：
表12利用对比例3制得的颜料染色得到的织物色牢度
Figure BDA0002373363250000201
对照测试例4，对颜料的利用率采用称重法确定，如下表13所示。
表13颜料利用率
项目 颜料利用率
测试例4 23.34wt％
对比测试例3 7.28wt％
如上表13可以看出：按照对比例中的工艺，颜料的利用率仅为7.28wt％。而利用本发明技术，颜料利用率远远高于对比例。同时，本发明技术的颜料用量都远远低于对比例中的颜料用量50％owf。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (28)

1.一种利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将纺织废弃物进行剪切，得到纤维碎片；其中，纤维碎片的尺寸为1～20mm；
步骤二，将纤维碎片与研磨液混合后进行研磨，得到纤维粉末悬浊液；其中，按质量百分数计，所述研磨液包括：分散剂0～20wt％和水80wt％～100wt％；所述分散剂选自聚氧乙烯醚类化合物、磷酸盐类化合物和丙烯酸类化合物中的一种或多种；所述纤维碎片的质量占所述纤维碎片与研磨液总质量的2wt％～15wt％；
步骤三，将纤维粉末悬浊液进行烘干处理，得到着色剂。
2.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一中所述剪切使用的剪切设备包括单轴撕碎机、双轴撕碎机、破碎机和粉碎机中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一中所述剪切使用的剪切设备设有剪切刀辊；所述剪切刀辊为V-刀辊、VB-刀辊、C-刀辊和爪刀辊中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一中所述剪切使用的剪切设备设有定刀、动刀和筛网；其中，所述定刀的数量为4～40个，所述动刀的数量为40～120个，所述筛网的孔径为1～20mm。
5.根据权利要求4所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述定刀的数量为6～30个，所述动刀的数量为50～100个。
6.根据权利要求2所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一中所述剪切的剪切频率为400～700r/min。
7.根据权利要求6所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一中所述剪切的剪切频率为460～630r/min。
8.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤一得到的纤维碎片的尺寸为2～10mm。
9.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备包括击式研磨仪、研磨机、球磨仪、棒磨仪和振动磨中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备所采用的研磨介质为氧化锆研磨球；其中，所述氧化锆研磨球的直径为0.3～3mm。
11.根据权利要求10所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述氧化锆研磨球的直径为0.6～2.5mm。
12.根据权利要求9所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述研磨使用的研磨设备包括容纳有过滤器的研磨腔体；其中，所述过滤器的孔径为0.1～100μm。
13.根据权利要求12所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述过滤器的孔径为1～50μm。
14.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述研磨的研磨频率为600～4000rpm/min，研磨时间为3～8h。
15.根据权利要求14所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述研磨的研磨频率为1000～3000rpm/min，研磨时间为4～6h。
16.根据权利要求14所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述研磨的过程为连续循环式研磨。
17.根据权利要求14所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤二中，所述纤维粉末悬浮液包括纤维粉末，所述纤维粉末的粒径为1～30μm。
18.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述纤维粉末的粒径为2～15μm。
19.根据权利要求1所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤三中，所述烘干处理使用的烘干处理设备包括气流旋转闪蒸干燥机、真空干燥机和喷雾干燥机中的一种或几种。
20.根据权利要求19所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤三中，所述烘干处理的温度为100～350℃。
21.根据权利要求20所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤三中，所述烘干处理的温度为120～180℃。
22.根据权利要求19所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，步骤三得到的着色剂包括颜料。
23.根据权利要求19所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述喷雾干燥机的雾化方式为无级变频可调高速离心式雾化。
24.根据权利要求23所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述喷雾干燥机设有雾化器和雾化盘。
25.根据权利要求24所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述雾化器的转速为10000-40000rpm，所述雾化盘的直径为50-240mm。
26.根据权利要求25所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法，其特征在于，所述雾化器的转速为15500-35000rpm，所述雾化盘的直径为70-200mm。
27.一种由权利要求1～26任一项所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法制得的着色剂。
28.一种着色剂在纺织服装领域、建筑涂料领域、化纤领域和造纸领域中的应用，其特征在于，所述着色剂为权利要求1～26任一项所述的利用纺织废弃物生产着色剂的方法制得的着色剂。
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