專利名稱：環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法
技術領域：
本發明屬于紡織化學技術領域，具體是涉及一種低尿素環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法。
背景技術：
中國是全球最大的紡織品生產國和出口國，目前約有12萬家紡織印染企業，是全國32個行業中的第三大行業。然而，我國紡織行業年廢水排放量占全國各行業的第四位， 其中印染廢水的排放量占整個紡織業的80%，高能耗、高排放、高污染的紡織印染過程也對資源和環境造成了不可忽視的負面影響。因此，生態環保、節能降耗型印染工藝的推廣應用具有十分重要的意義。在紡織品印花過程中，糊料是印花色漿中最重要的組分之一，它的作用包括防止滲化，使花紋輪廓清晰；作為載體把染料、助劑轉移到纖維；作為溶解染料、助劑的介質；作為保護膠體，防止助劑間反應等等。目前，常用的印花糊料主要為有機高分子化合物，包括天然糊料，如淀粉類、植物膠類、海藻類等，還有合成糊料，如乙烯衍生物、聚丙烯酸衍生物、 合成橡膠等，其中，海藻酸鈉及天然植物是傳統的糊料原料，因其價位高，原料少，近年來各種合成糊料被競先開發出來，用于取代傳統糊料。然而，上述這些糊料在印花中用量較大， 在印花完成后，經過水洗，脫離纖維表面后進入到水體，如不經過處理，這些有機物會消耗水中溶解氧，造成水體缺氧，水生生物無法生存，水質惡化、變臭，對水體造成一定的污染。 因此，如果采用無機礦物替代有機糊料，將大大減少水體的有機污染，降低廢水處理成本。 目前，國內外已有采用膨潤土(見CN 93105604. 7)、凹凸棒石(見CN88102788)無機礦物取代印花色漿中有機糊料的報道，但是還沒有采用硅藻土礦物取代有機糊料的報道。另一方面，在紡織品印花生產中，尿素也是一種非常重要的組分，在印花色漿中加入適量的尿素，即能幫助溶解染料，穩定色漿；而且由于印花時染料用量高，且浴比較小，所以還需加入尿素助溶；此外尿素還是一種常用的吸濕劑，在蒸化時能將相當的水分保留在纖維內，促進纖維膨化，有利于染料滲透，提高給色量。然而，尿素是一種氮含量相當高的助劑，其氮含量高達47%。因此，印花污水中氨氮含量非常高，排放后可以加速各種藻類物質的生長，易引起水體富營養化問題，而且尿素在堿性條件下可形成有毒的氰酸鹽，造成嚴重的環境污染問題。隨著世界各國對環保要求的日益提高，減少尿素用量已成為印染工業的一大課題。目前，國內外在減少尿素量或者完全不用尿素的方法主要從三方面著手一是改變工藝條件，如采用物理加濕的方法減少尿素的用量，即在蒸化機入口前或蒸化機內置有賦予印花布水分的裝置，可是由于賦予水分有一定的限度，而且賦予水分的嚴密控制有困難，此方法對工藝和技術要求較高。二是應用一些高固色率的功能染料來取代常規染料進行印花；三是使用其它對生態不造成威脅的化學品來替代。從單純的經濟角度考慮，當前若既要使利潤最大化，又要提升企業的環保標準，尋找一些助劑來代替尿素就成了一個更有實用價值的方案。從國內外研究現狀來看，已有采用乙二胺四乙酸鈉、雙氰胺、己內酰胺、丙三醇(甘油)等替代尿素的報道。
綜上所述，國內外到目前為止，還沒有在紡織品印花色漿中，同時替代有機糊料和含氮尿素以同時降低排放廢水中有機物污染和氨氮污染的研究。上文中所涉及的參考文獻如下1.惲建榮，同立群.膨潤土糊料在活性染料印花中的應用.染整技術，1999， 21(3) 25-26 ；2. CN93105604. 7，無機印花糊料及其生產方法，1994. 11. 16 ；3.鄭林偉，李立.膨潤土在織物印花中應用研究.非金屬礦，2007，30 (4) 24-26 ； 37 ；4. CN88102788，凹凸棒石粘土印染漿料調制法，1988. 12. 07 ；5.何忠琴.不用尿素的活性染料印花法.印染助劑，2000(1) 28-33 ；6.李連舉.減少人造棉活性印花中的尿素用量.印染，2004(19) :28_30。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法， 其既能保證印花質量，還能大大減少印花后排放污水中的有機物含量，從而減少污染。為了解決上述技術問題，本發明提供一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，包括以下步驟1)、選用粒徑彡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組成有機印花糊料(即目前常規使用的有機印花糊料)6 13 %、硅藻土精土 1 8 %和六偏磷酸鈉0. 2 0. 6 %，其余為水；將上述含量的成分混合后攪拌均勻，得印花原糊；3)、印花色漿配制印花色漿由以下重量含量的成分組成染料1 4%、尿素1 7%、尿素替代劑 1 7%、小蘇打1.5 2.5%、防染鹽S 0.2 1 %和印花原糊50%，其余為水；取部分水用于溶解上述含量的染料，成染料溶液；將上述含量的尿素、尿素替代劑和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將染料溶液和混合液加入上述含量的印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入上述含量的小蘇打，均勻混合得印花色漿。作為本發明的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法的改進有機印花糊料為海藻酸鈉、羧甲基纖維素、淀粉、羥乙基淀粉、瓜兒豆膠、龍膠、合成龍膠、黃糊精、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯。作為本發明的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法的進一步改進尿素替代劑為三甘醇或丙三醇。作為本發明的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法的進一步改進染料為酸性染料、活性染料或直接染料。這3大類染料均是本行業的常規染料，品種非常繁多，每一大類染料的主要特性基本一致。例如，酸性染料為酸性紅BS、弱酸性紅2B、酸性黃GN、弱酸性黃4R、酸性藍 BNL.......；活性染料為活性紅P-BN、活性黃P-6GS、活性蘭P-3R、活性黑P-GR.......；直接染料為直接黃GC、直接紅4B、直接綠BB、直接耐曬黑GF........本發明所述的防染鹽S即為間硝基苯磺酸鈉，亦名3-硝基苯磺酸鈉。本發明所選用的粒徑< 2微米的硅藻土精土，可通過市購的方式獲得；生產廠家一般通過硅藻土原礦一粉碎一搗漿分散一除砂一分級提純一精選控制，就能制備出粒徑 (2微米的硅藻土精土，此為本行業的常規技術。本發明所得的環保型天然纖維織物印花色漿，可用于蠶絲、棉、麻等天然纖維織物的平網、圓網印花。在本發明中，在臨用前才加入小蘇打，從而制成所需的印花色漿。本發明采用資源豐富、價格低廉的硅藻土礦物為印花糊料，部分替代傳統紡織品印花技術中的有機糊料，具有如下優點和特點首先，可以大大減少印花后排放污水中的有機物含量，減少污染；其次，硅藻土具有多孔、高比表面積、輕質、耐高溫、化學性質穩定等特點，在印花后期的汽蒸步驟中不會發生任何化學變化，且可作為保護膠體，防止助劑間反應，非常適合用于印花；最后，我們通過在前期對硅藻土進行精選，控制其粒徑在2微米以下，使得它具有更強的防止染液滲化、使花紋輪廓清晰的能力；同時，小粒徑也能保證印花過程中刮印步驟的順利進行，不至于阻塞網孔。另一方面，本發明通過不含氮的助劑，如三甘醇(或丙三醇)，部分替代印花漿料中的尿素，具有如下優點和特點首先，印花后污水中氨氮的含量大大降低，可以有效控制水體富營養化問題；其次，三甘醇等尿素替代劑分子中含有大量羥基，可與染料分子結構中的磺酸基或羧酸基形成氫鍵，使染料離子表面形成水合離子保護層，促使染料分子電離和溶解，從而促進染料的溶解；而且，替代劑含有親水基團，織物在印花烘干后，本身含濕量較低，若要在汽蒸后使染料充分發色，則必須吸收水分，但由于蒸汽冷凝而產生的水分遠不能滿足其所需量，在汽蒸時，由于三甘醇等分子比染料分子小很多，所以會首先凝結在纖維的周圍，高溫時將其鎖住的水分釋放，使纖維充分溶脹，有利于染料擴散進入纖維，并與纖維固著，促進染料充分發色，從而提高得色率和提升力。總之，本發明與傳統技術相比，在完全能夠達到印花效果的前提下，具有明顯降低印花污水中的有機污染物和氨氮含量的優點。即，本發明通過無機物替代印花漿料中的有機糊料，以不含氮助劑替代漿料中的尿素，與傳統的紡織品印花技術相比，更符合環保要求。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的說明。以下實施例中的“份”均為“重量份”。實施例1、一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，依次進行以下步驟A、精選粒徑為2微米的硅藻土精土作為原料；B、印花原糊配制作為有機印花糊料的海藻酸鈉6份，硅藻土精土 8份，六偏磷酸鈉0. 2份，加水至共100份(即水為85. 8份)，混合后充分攪拌均勻，制得印花原糊；C、印花色漿配制活性染料(例如，具體為活性紅P-BN) 1份，尿素1份，三甘醇7份，小蘇打1. 5份，防染鹽S 1份，印花原糊(步驟B所得)50份，加水至共100份(即水為 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； 將尿素、三甘醇和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將染料溶液和混合液加入印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入小蘇打，均勻混合，得低尿素環保型印花色漿(簡稱印花色漿)。注意要在印花色漿臨用前再加入小蘇打。采用上述印花色漿，對真絲綢進行印花，工藝流程為調漿一印花一烘干一汽蒸(102 104 °C，8 IOmin)—水洗一皂煮(95 °C，IOmin)—水洗一烘干。按照GB/T 3920-2008、GB/T 12490-2007 進行檢測印花后真絲綢干摩擦牢度4-5級，濕摩擦牢度4級，耐洗色牢度4級。排放的廢水中有機糊料含量減少57%，氨氮含量降低87. 5%。注上述有機糊料含量減少量和氨氮含量降低是相對于傳統的印花色漿(即全部用有機糊料和全部用尿素)而言。即，具體為將海藻酸鈉改成14份，取消硅藻土精土的使用；將尿素改成8份，取消三甘醇的使用；其余同實施例1，所得即為傳統的印花色漿。以下實施例均類同。對比例1-1、以粒徑為2微米的膨潤土代替硅藻土精土，其余同實施例1。結果如下印花后真絲綢干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3-4級，排放的廢水中有機糊料含量減少57%，氨氮含量降低87. 5%。對比例1-2、以粒徑為2微米的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同實施例1。結果如下印花后真絲綢干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3-4級，排放的廢水中有機糊料含量減少57%，氨氮含量降低87. 5%。實施例2、一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，依次進行以下步驟
A、精選粒徑為1. 5微米的硅藻土精土作為原料；B.印花原糊配制作為有機印花糊料的羧甲基纖維素13份，硅藻土精土 1份，六偏磷酸鈉0. 6份，加水至共100份，混合后充分攪拌均勻，制得印花原糊；C.印花色漿配制酸性染料(例如具體為酸性紅BS) 4份，尿素7份，三甘醇1份， 小蘇打2. 5份，防染鹽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； 將尿素、三甘醇和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將染料溶液和混合液加入印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入小蘇打，均勻混合，得低尿素環保型印花色漿(簡稱印花色漿)。注意要在印花色漿臨用前再加入小蘇打。采用上述印花色漿，對真絲綢進行印花，工藝流程為調漿一印花一烘干一汽蒸 (102 104°C，8 IOmin)—水洗一固色一水洗一烘干。按照同實施例1的檢測標準，結果如下印花后真絲綢干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3-4級，耐洗色牢度3-4級，排放的廢水中有機糊料含量減少7. 1%，氨氮含量降低12. 5%。
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對比例2-1、以粒徑為1. 5微米的膨潤土代替硅藻土精土，其余同實施例2。結果如下印花后真絲綢干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3級，排放的廢水中有機糊料含量減少7. 1%，氨氮含量降低12. 5%。對比例2-2、以粒徑為1. 5微米的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同實施例2。結果如下印花后真絲綢干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3級，排放的廢水中有機糊料含量減少7. 1%，氨氮含量降低12. 5%。實施例3、一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，依次進行以下步驟A、精選粒徑在2微米以下的硅藻土精土 ；B、印花原糊配制作為有機印花糊料的淀粉10份，硅藻土精土 4份，六偏磷酸鈉 0.4份，加水至共100份，混合后充分攪拌均勻，制得印花原糊；C.印花色漿配制活性染料(例如，具體為活性黃P-6GS) 2份，尿素4份，丙三醇4 份，小蘇打2份，防染鹽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； 將尿素、丙三醇和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將染料溶液和混合液加入印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入小蘇打，均勻混合，得低尿素環保型印花色漿(簡稱印花色漿)。采用上述印花色漿，對棉織物進行印花，工藝流程為調漿一印花一烘干一汽蒸 (102 104°C，8 IOmin)—水洗一皂煮(95°C，IOmin)—水洗一烘干；按照同實施例1的檢測標準，結果如下印花后棉織物干摩擦牢度4-5級，濕摩擦牢度4級，耐洗色牢度4級，排放的廢水中有機糊料含量減少28. 6%，氨氮含量降低50%。對比例3-1、以相同粒徑的膨潤土代替硅藻土精土，其余同實施例3。結果如下印花后棉織物干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3-4級，耐洗色牢度3-4級， 放的廢水中有機糊料含量減少28. 6%，氨氮含量降低50%。對比例3-2、以相同粒徑的的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同實施例3。結果如下印花后棉織物干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3-4級，耐洗色牢度3-4級， 排放的廢水中有機糊料含量減少28. 6%，氨氮含量降低50%。實施例4、一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，依次進行以下步驟A、精選粒徑在2微米以下的硅藻土精土 ；B、印花原糊配制作為有機印花糊料的羥乙基淀粉8份，硅藻土(精土)6份，六偏磷酸鈉0. 5份，加水至共100份，混合后充分攪拌均勻，制得印花原糊；C.印花色漿配制直接染料(例如，具體為直接黃GC)3份，尿素5份，三甘醇3份， 小蘇打2份，防染鹽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； 將尿素、三甘醇和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將染料溶液和混合液加入印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入小蘇打，均勻混合，得低尿素環保型印花色漿(簡稱印花色漿)。采用上述印花色漿，對棉織物進行印花，工藝流程為調漿一印花一烘干一汽蒸(102 104°C，8 IOmin)—水洗一固色一水洗一烘干；按照同實施例1的檢測標準，結果如下印花后棉織物干摩擦牢度4級，濕摩擦牢度3-4級，耐洗色牢度3-4級，排放的廢水中排放的廢水中有機糊料含量減少42. 9%，氨氮含量降低37. 5%。對比例4-1、以相同粒徑的膨潤土代替硅藻土精土，其余同實施例4。結果如下印花后棉織物干摩擦牢度3-4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3級，排放的廢水中排放的廢水中有機糊料含量減少42. 9%，氨氮含量降低37. 5%。對比例4-2、以相同粒徑的凹凸棒石代替硅藻土精土，其余同實施例4。結果如下印花后棉織物干摩擦牢度3-4級，濕摩擦牢度3級，耐洗色牢度3級，排放的廢水中排放的廢水中有機糊料含量減少42. 9%，氨氮含量降低37. 5%。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
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權利要求
1.環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，其特征是包括以下步驟1)、選用粒徑<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組成有機印花糊料6 13%、硅藻土精土 1 8%和六偏磷酸鈉0. 2 0. 6 %，其余為水；將上述含量的成分混合后攪拌均勻，得印花原糊；3)、印花色漿配制印花色漿由以下重量含量的成分組成染料1 4%、尿素1 7%、尿素替代劑1 7%、小蘇打1.5 2.5%、防染鹽S 0.2 和印花原糊50%，其余為水；取部分水用于溶解染料，成染料溶液；將尿素、尿素替代劑和防染鹽S溶解于剩余的水中，得混合液；將所述染料溶液和混合液加入印花原糊中均勻混合，得色漿基料；最后，在色漿基料中加入小蘇打，均勻混合得印花色漿。
2.根據權利要求1所述的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，其特征是所述有機印花糊料為海藻酸鈉、羧甲基纖維素、淀粉、羥乙基淀粉、瓜兒豆膠、龍膠、合成龍膠、黃糊精、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯。
3.根據權利要求2所述的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，其特征是所述尿素替代劑為三甘醇或丙三醇。
4.根據權利要求3所述的環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，其特征是所述染料為酸性染料、活性染料或直接染料。
全文摘要
本發明公開了一種環保型天然纖維織物印花色漿的配制方法，包括以下步驟1)選用粒徑≤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組成有機印花糊料6～13％、硅藻土精土1～8％和六偏磷酸鈉0.2～0.6％，其余為水；3)印花色漿配制印花色漿由以下重量含量的成分組成染料1～4％、尿素1～7％、尿素替代劑1～7％、小蘇打1.5～2.5％、防染鹽S 0.2～1％和印花原糊50％，其余為水。使用本發明所得的印花色漿，既能保證印花質量，還能大大減少印花后排放污水中的有機物含量，從而減少污染。
文檔編號D06P1/39GK102433776SQ20111026715
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者丁春燕, 林俊雄, 汪瀾 申請人:浙江理工大學