纤维素产品的环保染色工艺的制作方法

1.本发明涉及一种环境友好型的方法，该方法使应用于生产诸如毛巾、浴袍纺织品的纤维素产品的前处理和染色工艺能够用天然生物制剂在单一浴槽中进行。


背景技术：

2.近年来，随着消费者转向天然产品与此同时环境友好型活动的增加，从食品到纺织品的广泛范围内的天然产品的消费也在以同样的速度增长。随着环境意识的发展，产品生产阶段所使用的原材料对自然及其美学特征的正面和负面贡献正在有效地决定消费者的需求和偏好。
3.将诸如棉纤维的纤维素材料转化为用于毛巾生产的成品纺织材料的工艺包括许多工艺和阶段。所述工艺和阶段包括前处理、染色和包括将棉纤维纺成纱线后进行退浆、亲水化、漂白后生产机织或针织织物的后整理工艺。
4.在现有技术中，许多诸如润湿剂、离子固定剂、稳定剂、苛性碱、过氧化氢、乙酸、抗过氧化物酶的有害化学物质普遍地被用于棉制品的前处理工艺中，该工艺在三个不同的浴槽中，分三个步骤进行。在第一步中包括亲水化、退浆和漂白工艺，虽然该工艺是在高温(98℃)下进行的，但是使用了诸如润湿剂、离子固定剂、稳定剂、苛性碱和过氧化氢化学物质。在第二步中，多余的有害化学物质通过在90℃下漂洗被热水去除，在最后阶段用醋酸中和织物，并用抗过氧化物酶去除可能残留在织物上的过氧化物化学物质。随着前处理工艺的完成，通过净化棉花上的油、蜡、污垢，确保获得白色外观。然后，在另一个新的步骤和浴槽中，用盐、苏打、乙酸和活性染料基团进行染色工艺。在这些所述工艺中使用的化学物质在生产工艺中以及对环境和有意识的用户都造成了一些不利因素。
5.在纺织品的前处理中，有必要对处理工艺中使用的材料进行选择，有意识地、谨慎地制作，以减少环境负担和进行环境友好型的生产。既然不能完全消除些化学物质的使用，至少有必要使用更环境友好型的、更兼容的材料和新技术。此外，通过应用在传统工艺中的前处理，棉花上提供有益和自然柔软性(自触感)的材料被从棉花中去除。这种情况不仅会降低棉花的强度，还会导致提供软化后整理，以便在后整理工艺中提供触感。在后整理中提供的柔软剂的持久性仅限于10-15次洗涤。
6.为了消除当前应用中提到的这些负面影响，特别是环境友好型酶已开始在棉机织织物的染色准备工艺中被广泛使用，并且已经进行了联合工艺开发研究。通常用于棉花和棉混纺材料前处理的酶有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化氢酶和漆酶。这些酶用于在材料中提供退浆、亲水化、软化、生物抛光的作用。
7.前处理工艺完成后，棉制品在用水漂洗后与诸如偶氮、羰基、花青、二苯和三苯甲烷和酞菁的含有发色团基团的染料化学物质接触，通过将它们放入不同的浴槽中进行染色。染色工艺中产生的废水可能含有重金属，并且它们可能具有致癌作用。这种情况损害人类和环境的健康以及经过染色工艺的纺织品。除此之外，还经常遇到诸如高ph、高需氧量、困难的工作条件、高成本的问题。
8.因此，由于上述的负面和缺陷，需要在相关技术领域进行创新。


技术实现要素：

9.本发明涉及一种用于符合上述要求、消除所有缺点并带来一些额外优点的纤维素产品的环境友好型染色工艺。
10.本发明的主要目的是通过使用天然生物制剂在单一浴槽中进行纤维素产品的前处理和染色工艺。
11.本发明的目的是提出一种提供永久触感并确保用天然染料着色的环境废物负荷处于最低水平的方法。
12.本发明的目的是利用阳离子化剂将经过前处理的纤维素产品用天然染料染色。棉制品的离子性是阴离子的，加入阳离子化剂后变成阳离子，从而增加了棉制品对阴离子天然染料的吸引力。结果，提供了使用更少染料的可能性。
13.本发明的目的是提供特定的酶和阳离子化剂通过在适当的ph范围内结合在同一浴槽中与天然染料结合，同时确保纤维素产品上的有益物质保留在其上。
14.本发明的一个目的是通过在单一浴槽中进行前处理和染色工艺来提供节水和节能。
15.本发明的一个目的是通过去除诸如离子固定剂、稳定剂、抗过氧化物酶、苛性碱、乙酸、过氧化氢的物质来最小化有害化学物质的使用。
16.本发明的另一个目的是用对环境无害的环境友好型方法给毛巾染色。
17.本发明的另一个目的是减少生产所需的劳动力，以提高生产率。
18.为了实现上述目的，本发明是一种使应用于诸如毛巾、浴袍的纺织品生产的纤维素产品的前处理和染色工艺能够在单一浴槽中进行的方法，其中所述方法包括以下步骤；
19.·
将位于所述浴槽中的水加热到60℃，
20.·
将所述纤维素产品放入所述加热的水浴槽中并添加润湿剂以确保产品被均匀地润湿，
21.·
通过加入预混合制备的淀粉酶、纤维素酶、果胶酶和阳离子化剂的混合物以准备所述前处理浴槽，
22.·
在ph值为6-6.5的浴槽中处理所述纤维素产品45分钟，
23.·
在所述前处理工艺完成后，将天然染料和允许所述染料与所述纤维素产品结合的媒染剂添加到所述同一浴槽中，
24.·
通过将温度提高到95℃来进行染色工艺。
25.由于下面给出的详细描述，本发明的结构和独特的特征以及全部优点将被更清楚地理解，因此应通过考虑该详细描述来进行评价。
具体实施方式
26.在本详细描述中，使应用于诸如毛巾、浴袍的纺织品生产的纤维素产品的前处理和染色工艺能够用天然生物制剂在单一浴槽中进行的环境友好型的方法的公开，只是为了更好地理解该主题，并且不会产生任何限制效果。
27.用于本发明方法的前处理浴槽的配方
28.含量按重量计的优选量(％)按重量计的可用量(％)润湿剂1.51-2.5淀粉酶0.50.5-1纤维素酶0.150.1-0.5果胶酶54-7阳离子化剂1.51-2水91.3587-93.4
29.使应用于诸如毛巾、浴袍的纺织品生产的纤维素产品的前处理和染色工艺能够在单一浴槽中进行的方法如下进行：
30.·
将水倒入浴槽中并加热到60℃，
31.·
将纤维素产品放入加热的水浴槽中并加入润湿剂以确保产品被均匀地润湿，
32.·
然后，通过添加预先在容器中混合的淀粉酶、纤维素酶、果胶酶和阳离子化剂来准备前处理浴槽，
33.·
纤维素产品在ph值为6-6.5的浴槽中处理45分钟，
34.·
前处理工艺完成后，将天然染料和允许染料与纤维素产品结合的媒染剂加入同一浴槽中，升温至95℃进行染色工艺。
35.在纤维素产品被本发明方法中使用的润湿剂均匀润湿的同时，在下一工艺步骤中添加的淀粉酶、纤维素酶、果胶酶和阳离子化剂物质被允许适当地渗透到产品中。
36.作为所进行的研究的结果，应用于纤维素产品的前处理和染色工艺的最佳时间被确定为45分钟，温度为60℃。在低于60℃进行的前处理工艺中无法获得所预期的产量。因此，在前处理工艺之后进行的染色不能正常进行。此外，如果处理时间少于45分钟，则在前处理工艺中无法获得有效的结果。在染色工艺中将温度提高到95℃可以使染料更好地渗透到织物中。
37.润湿剂是一种非离子表面活性剂，它使构成前处理浴槽的其他物质(阳离子化剂和酶)更好地渗透到纤维素产品表面。
38.淀粉酶去除纤维素产品上的淀粉浆料。它是一种天然、廉价且容易获得的酶物质。
39.纤维素酶用于水解纤维素产品结构中的纤维素，使织物表面光滑，减少起球倾向，还起到生物抛光的作用。
40.果胶酶通过去除纤维素产品结构中的果胶来提供纤维素产品的亲水化。
41.纤维素产品的阴离子离子性在阳离子化剂的作用下变为阳离子。因此，通过增加产品对阴离子染料的吸引力，提供了使用更少染料的可能性。在将纤维素产品浸入水性环境中后，在所有纤维的表面上都观察到负载荷累积。因此，在纤维素产品的染色中使用阴离子染料易于因表面上出现的负载荷而相互排斥，并且使染色工艺变得困难。在本发明的优选实施例中，季铵盐、三乙醇胺盐酸盐、二羟甲基二羟基亚乙基脲、羟甲基羟基亚乙基脲或氯化胆碱可被用作阳离子化剂。
42.染色工艺步骤中使用的媒染剂是可生物降解(生态)物质，对环境和人体健康没有不良影响。在本发明的优选实施例中使用的媒染剂是选自单宁酸、醋和柠檬组中的单个或其组合。
43.由于阳离子化剂，累积在纤维素产品上的负载荷转化为正载荷。因此，通过改变表
面上的载荷累积，确保纤维素产品表面用天然染料染色。将天然染料固定在阳离子化产物上变得更容易。在本发明的优选实施例中，松树提取物(pine extract)、姜黄(turmeric)、木槿(hibiscus)、核桃壳(walnut shell)、石榴皮(pomegranate peel)或洋葱提取物(onion extract)可以被用作天然染料。
44.在前处理工艺中，纤维素产品(原料棉)上的诸如油、蜡、污垢等杂质被去除，而天然染料对织物的更好亲和力是通过阳离子化工艺打开棉花结构中的化学键来提供的。
45.在本发明的方法中，由于所有工艺都在单一浴槽中进行，ph值应为6-6.5。当超过这些值时，前处理和阳离子化工艺的效率会降低，并且还会出现染色效率低下。因此，在本发明的方法中，使用了在合适的ph范围内可以相互配合的物质。作为试验研究的结果，确定了最佳运行ph范围。作为所有这些研究的结果，在每种物质的最佳ph范围内确定了单一工艺的常见运行ph值6-6.5。