本发明涉及一种生产适合施加在织物上的染料的方法和对织物进行染色的方法。
背景技术：
在织物染料的领域中，合成染料或天然染料以已知的方式生产。合成染料由于其确保更高的稳定性而被更多地用于工业水平。事实上，主要由植物获得的天然染料可能产生涉及以下方面的问题：其颜色再现能力，其稳定性，以及其生产过程需要不同的pH和温度区间的事实。
用于生产已知染料特别是合成染料的方法具有一些缺点。
一个缺点是由于这些方法因其使用化学合成而在生产期间产生污染从而破坏环境的事实。
另一方面，在处理天然染料的生产时，需要考虑到原料的可得性和由所述原料的开采而导致的生态系统变化。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供从纺织废料开始生产用于织物的染料的方法和对织物进行染色的方法，这些方法能够解决现有技术的这个和其他缺点，并且同时，可以以简单经济的方式进行。
特别地，本发明的优点之一在于可以使先前经受染色过程的纺织材料再循环以生产可以用于对织物进行染色的染料。
另一个优点在于减少污染物质的排放。鉴于生态和环境可持续性方面越来越严格的法律，这一方面被证明是尤其有利的。
根据本发明，该目的和其他目的通过具有所附独立权利要求中阐述的特征的方法来达到。
所附权利要求是以下关于本发明的详细描述中提供的技术教导的组成部分。特别地，所附从属权利要求限定了本发明的一些优选实施方案并且描述了其任选的技术特征。
附图说明
通过细读以下的详细描述，特别是参照附图，将更好地理解本发明的另外的特征和优点，所述详细描述通过举例的方式提供而不是限制，其中：
-图1是涉及根据本发明的一个变型的用于生产染料的方法的流程图；
-图1a是涉及根据本发明的另一个变型的用于生产染料的方法的流程图；
-图2是涉及根据本发明的又一个变型的用于生产染料的方法的流程图；
-图3是涉及根据本发明的一个变型的用于对织物进行染色的方法的流程图。
具体实施方式
由纺织废料开始生产适合施加在织物上的染料的方法包括以下步骤：
-初始步骤10，在所述初始步骤10期间提供包含其至少部分已被先前染色的纺织纤维的纺织废料，以及
-粉碎步骤12，在所述粉碎步骤12期间将所述纺织纤维粉碎以获得所述染料。
所述纺织纤维源自纺织材料，例如，仅举例来说：布、纺织材料的次品、织物、衣服等。纺织材料可以源自例如纺织生产的次品或源自人们不再使用的衣物。通过这样做，可以使所述纺织材料再循环以生产染料。染料为粉末形式并且适合用于对另外的纺织材料进行染色。
待粉碎的纺织纤维优选为天然纤维，例如动物或植物来源的纤维。优选地，纺织纤维选自纤维素纤维、蛋白质纤维或其混合物。本发明的一个优选变型涉及使用棉，但也可以使用羊毛、亚麻、丝和其他天然纤维或其组合。或者，可以使用合成纤维或者合成纤维和天然纤维的混合物。例如，可以使用聚酯、丙烯酸纤维、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚氨酯，以及其与棉、丝、粘胶纤维、亚麻、羊毛的混合物。待粉碎的纺织纤维可以便利地为人造纤维，例如铜氨人造丝、粘胶纤维、醋酯纤维(acetate)。
待粉碎的纺织纤维优选地选自天然纤维或人造纤维或其混合物。天然纺织纤维或人造纺织纤维可以与合成纤维混合。便利地，合成纤维不超过粉碎步骤12中待使用的纺织纤维的20重量％，优选10重量％。因此，天然纤维或人造纤维至少等于粉碎步骤12中待使用的纺织纤维的80重量％，优选90重量％。
优选地，至少部分的纺织纤维是先前染色的，这意味着至少一种染色物质被有意地施加至其以改变其初始颜色。
优选地，至少部分的纺织纤维先前用合成染料染色。更优选地，纺织材料的所有纤维先前用合成染料染色。或者，至少部分的纺织纤维先前用天然染料染色。如有必要，一部分纺织纤维先前用天然染料染色，另一部分纺织纤维先前用合成染料染色。
举例来说，纺织纤维可以以一种或更多种织物碎布、一种或更多种纺织品(例如，衣服)、一根或更多根线、一根或更多根纱、单纤维等的形式获得。因此，出于本发明的目的，术语“纺织纤维”以非限制性的方式包括纺织纤维、织物、布、用纺织纤维制成的衣物、线、纱。因此，在粉碎步骤期间，操作者可以粉碎：纺织纤维、织物、布、用纺织纤维制成的衣物、线、纱。例如，可用的织物可以包括：丝绒、粗呢、纬起绒织物、劳动布、华达呢、斜纹布、绒头织物、缎、帆布、布、格子呢、凹凸织物(piqué)、针织物、非织造织物、针刺织物等。
一般而言，纺织材料包括一系列具有不同颜色的纺织元件(element)或纺织产品。例如，纺织材料包括蓝色贴布、黄色碎布、绿色布、白色线等。
因此，在这些情况下，所述方法包括基于纺织纤维的颜色将纺织纤维分成组的步骤。例如，可以创建黄色纤维的组、蓝色纤维的组、绿色纤维的组等。仅举例来说，黄色纤维的组可以包括一种或更多种织物布、一种或更多种纺织品(例如衣物)、一根或更多根线、一根或更多根纱等——因为这些元件全部为黄色。优选地，虽然纤维组可以包括在颜色深浅方面彼此不同的纤维，尽可能均匀地分选出有色纤维的每个组。
纺织元件(例如，织物或衣物)可以包括复数种颜色；例如，主要为蓝色但具有小的黄色装饰的毛衣。在这种情况下，根据预定的逻辑，可以决定该纺织元件应分配至哪个有色纤维的组，或者是否应该将所述纺织元件放在一边。优选地，将多色物品放在一边，然后将它们粉碎以评估由它们获得的粉末的最终颜色。随后，将粉末分配至具有最相似颜色的有色的经粉碎纤维的组。
颜色分开步骤基于预定的逻辑进行。
根据图1中以举例的方式示出的本发明的第一变型，生产染料的方法包括以下操作步骤：
-分开步骤14，在所述分开步骤14期间基于纤维的颜色将纤维分成组；所述粉碎步骤12包括单独粉碎纤维的每个组的步骤，以便从每个组开始获得不同颜色的粉末；
-粉末选择步骤16，在所述粉末选择步骤16期间对不同颜色的粉末进行选择。
优选地，在粉末选择步骤16之后，提供粉末混合步骤18，在所述粉末混合步骤18期间将不同颜色的粉末混合以给予染料期望的颜色。
粉碎步骤12是机械型的。这导致使用用于将纺织纤维研磨、粉碎或减小成粉末的装置。该粉碎装置本身可以是已知的装置，例如方便容纳在研磨室中的研磨机或磨机。
由粉碎步骤12获得有色粉末染料，其基本上由再循环的纺织材料生产，所述纺织材料负载有先前施加至该纺织材料的染料或颜料。因此，从结构角度来看，这种粉末与合成染料有很大不同。这种不同也可以通过显微镜观察来理解：根据本发明获得的粉末表现为包含纺织纤维碎片的粉状材料。在使具有天然纤维或人造纤维(特别是纤维素纤维)的纺织材料的次品再循环而获得的有色粉末的情况下，这一点尤其明显。
粉末选择步骤16和/或粉末混合步骤18可以根据预定标准进行，以产生具有期望颜色的最终粉末(即，染料)。因此，在粉碎步骤12结束时获得不同的有色粉末之后，在粉末选择步骤16中可以选择使用哪种粉末并且决定每种粉末的量，以便在粉末混合步骤18给予染料期望的颜色。便利地，可以使用本身已知的分配和/或混合装置。
根据所述方法的一个变型，粉末混合步骤18可以不是必需的。当有色粉末已经具有期望的颜色(例如，蓝色)并因此该粉末不需要与其他颜色的粉末混合时，就可以这样。
所述方法可以包括筛分步骤20，在所述筛分步骤20期间筛分经粉碎的材料。该步骤使用合适的机器进行，所述机器允许粉末通过具有取决于待获得的颗粒尺寸的预定尺寸的筛或筛网。优选地，粉末的颗粒的尺寸范围为50微米至350微米；更优选100微米至250微米；更优选100微米至150微米，例如约120微米至125微米。
例如，筛分步骤通过串联的不同筛(通常为级联布置)进行。例如，第一筛允许测量为350微米的颗粒通过，第二筛允许测量为200微米的颗粒通过，第三筛允许测量为125微米的颗粒通过。
根据一个说明性实施方案，所述方法包括筛分步骤20，在所述筛分步骤20期间，将粉碎步骤12之后获得的具有不同颜色的粉末在经受使其混合以形成最终粉状染料的粉末混合步骤18之前单独地筛分(20，图1)。例如，通过研磨属于蓝色纤维的组的纤维获得蓝色粉末，然后筛分蓝色粉末；对其他有色粉末重复相同的操作，最后将粉末混合。另一方面，根据另一个替代实施方案，首先将粉碎步骤12之后获得的具有不同颜色的粉末混合，然后使通过粉末混合步骤18获得的粉末(具有期望颜色)经受筛分步骤20(图1a)。
根据本发明的一个任选变型，提供比较步骤22，在所述比较步骤22期间将通过粉碎步骤12(并且如有必要，经受粉末选择和/或混合步骤18)获得的粉状染料与参考颜色进行比较，例如，在实验室中进行。如果染料不符合参考颜色，则进行校正步骤24，在所述校正步骤24期间使经受比较步骤22的所述染料经历其他有色粉末的添加，直到获得颜色与参考颜色相似的染料。这种可以在实验室中进行的控制可以是视觉控制，或者可以使用已知的工具例如分光光度计来进行。另一方面，如果比较步骤22产生肯定结果，则染料准备就绪(参见图1的流程图中示出的框26)。此外，可以在由获得的粉状染料假定的颜色与参考颜色之间建立容差阈值。
根据图2中以举例的方式示出的本发明的第二实施方案，染料生产方法在分开步骤14之后包括以下步骤：
-纤维选择步骤30，在所述纤维选择步骤30期间选择至少一个预先分开的纤维的组，所述预先分开的纤维的组能够用于给予染料期望的颜色，以及
-纤维混合步骤32，在所述纤维混合步骤32期间将属于先前分开和选择的组的纤维根据给予染料期望的颜色的量比例混合。
在纤维选择步骤30和纤维混合步骤32之后，进行粉碎步骤12，在所述粉碎步骤12期间将先前选择和混合的纤维粉碎。
因此，在将纤维分成颜色组之后，可以确定产生期望染料颜色所需的颜色，随后从有色纤维的组中选择纺织纤维(或包含纤维的纺织元件)，并且选择其量以给予最终染料期望的颜色。之后，将选择的纤维(其因此包含多种不同颜色的纤维)一起粉碎。通过这样做，获得的粉末为最终染料，因为在粉碎步骤之前先前选择并混合了具有不同颜色的纤维。
在这种情况下，所述方法同样优选地包括筛分步骤20，在所述筛分步骤20期间筛分经粉碎的材料。一般而言，筛分步骤20可以在粉碎步骤12之后的任意时刻进行。
在这种情况下，所述方法同样优选地包括上述的染料控制步骤22。
根据本发明的一个优选实施方案，在粉碎步骤12之前，提供施加步骤28，在所述施加步骤28期间将反应性物质施加至纺织纤维。该施加步骤28可以例如通过浸渍操作步骤并且任选地随后在预定温度下干燥来进行。特别地，该施加步骤28可以无差别地应用于图1、1a和2中示出的实施方案。
上述施加步骤28具有使之后的粉碎步骤12变得更容易的优点。反应性物质具有使纤维更易碎并因此在粉碎期间更容易研磨的功能；通过这样做，可以缩短生产时间，并且特别地，可以获得更细的粉末。特别参照本文描述的实例，在其期间施加反应性物质的上述施加步骤28可以在粉碎步骤12之前的任意时刻进行，如在图1、1a和2中的流程图中可以看到的。例如，施加步骤28可以在分开步骤14之前或之后进行。在另一个变型中，该施加步骤28可以在分开步骤14之前和之后都进行。
出于本发明的目的，可以使用不同的反应性物质。在第一优选实施方案中，反应性物质选自胶体硅酸、聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇。
胶体硅酸是尤其优选的并且其可以以水分散体的方式施加至纺织纤维。优选地，胶体硅酸以0.5重量％至35重量％的浓度存在于水分散体中。优选地，分散体的pH为酸性，即小于7，更优选小于6。
如本领域技术人员已知的，聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇也可以以水溶液或分散体的形式施加至纺织纤维。
施加上述反应性物质使得能够在粉碎步骤中获得非常细并因此在用于织物染色或着色过程时具有更高的染色能力的粉末染料。事实上，实验表明，使用上述反应性物质，特别是胶体硅酸，使得使用者能够获得平均粒径Dv90为100微米至150微米的染色粉末。优选地，染色粉末的平均粒径Dv10为10微米至15微米。优选地，染色粉末的平均粒径Dv50为25微米至35微米。上述值Dv10、Dv50和Dv90根据方法ISO 13320:2009用激光衍射技术来测量。
根据一个优选实施方案，施加步骤28包括使纺织纤维与包含反应性物质的水溶液或分散体的浴接触的步骤。
优选地，在施加步骤28和粉碎步骤12之间提供干燥步骤，在所述干燥步骤期间干燥纺织纤维。干燥步骤的一个特别的变型包括除去步骤，例如，通过绞拧或离心进行的除去步骤，在所述除去步骤期间从纺织纤维中机械地除去部分液体反应性物质。随后，进行干燥步骤，优选在60℃至90℃下进行，在该干燥步骤期间加热纺织纤维以除去另外的量的反应性物质。然后，优选地，进行加热步骤，在所述加热步骤期间，在比干燥步骤的温度高的温度下，优选在120℃至170℃下，加热纺织纤维，优选加热2分钟至30分钟的时间量。加热步骤可用于使纤维更易碎，以便通过粉碎步骤12获得更细的纤维。优选地，在干燥步骤结束时，相对于初始经受施加步骤28的纺织纤维的重量，纺织纤维中剩余的反应性物质的残留量(或“吸液率(pick-up)”)小于25重量％或20重量％，通常为1重量％至20重量％。该残留百分比或吸液率计算为：(湿材料的重量-干材料的重量)/(干材料的重量)*100。根据一个可能的替代变型，干燥步骤可以自然发生，即，使纤维与空气接触。
举例来说，从1Kg纺织材料(特别是棉)开始，可以获得约900g至990g的染色粉末。因此，根据本发明的方法有利地具有高效率。
本发明的主题还包括利用根据本发明的染料生产方法生产的染料。
根据本发明并且特别参照图3，提供了对织物进行染色的方法，其包括以下步骤：
-准备步骤100，在所述准备步骤100期间提供根据本发明的实施方案和变型中的任一个制造的染料，
-染料施加步骤102，在所述染料施加步骤102期间将所述染料施加至织物。
染料可以施加至不同类型的织物，其中有天然织物、合成织物或混合织物。染料可以施加在具有不同编织式样的粗糙织物和光滑织物上。例如，简单交织以形成平整光滑的织物的编织式样。或者通过使不同的线交织以形成具有精细或有图案表面的有织纹的织物的编织式样，其中图案可以或多或少地浮雕。待染色的织物优选地包含天然纤维或人造纤维或其混合物。天然纺织纤维或人造纺织纤维可以与合成纤维混合。天然纤维通常是植物或动物来源的。优选地，待染色的织物的纺织纤维选自纤维素纤维、蛋白质纤维或其混合物。便利地，合成纤维不超过待染色的纺织纤维的20重量％，优选10重量％。
在下文中，可以找到可以在染料施加步骤102中优选使用的一些方法的描述。
印花-通过纺织印花的施加可以通过用于衣物绢网印花或用于织物印花的常规机器进行。这些机器可以为旋转印花机或平板印花机(flat bed printing machine)。为了确保可接受的牢固性，可以使用辅助产品。该辅助产品基本上是具有聚酰胺树脂和/或聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂的基于水的化学制剂，其中添加有稳定剂、添加剂以及(如果必要的话)合成或天然增稠剂。就像常规施加一样，通过将根据本发明的染料粉末与辅助产品混合来制备印花糊料。之后，印花，干燥，并且如果必要的话，进行聚合。
涂覆-通过纺织涂覆的施加可以用常规的织物涂覆机器例如刀片或圆网造纸机(cylinder machine)进行。为了确保可接受的牢固性，可以使用辅助产品。就像常规施加一样，通过将染料粉末与辅助产品混合来制备涂覆糊料。之后，印花，干燥，并且如果必要的话，进行聚合或热固着(thermo-fix)。
喷涂-通过喷涂的施加优选用喷枪进行。为了确保可接受的牢固性，可以使用辅助产品。就像常规施加一样，通过将染料粉末与辅助产品混合来制备液体产物。之后，喷涂，干燥，并且如果必要的话，进行聚合。
浸没(immersion)-通过浸没的施加可以使用用于织物或衣物的常规系统进行，该系统通常包括具有静止或移动浴的罐。为了确保可接受的牢固性，可以使用辅助产品。就像常规施加一样，通过将染料粉末与辅助产品混合来制备溶液。之后，将纺织品浸没在罐中。然后，离心，干燥，并且如果必要的话，进行聚合。
浸染(exhaust dyeing)-通过浸染的施加可以在用于对织物或衣物进行染色的常规浸染机器中进行。这些机器可以例如为漂煮染色机(kierdyeing machine)、气流染色机、打浆染色机(beater dyeing machine)、卷染染色机(jigger dyeing machine)或喷射染色机。在染色过程之前或期间，可以用辅助产品处理纺织品以提高其效率。制备染色浴，引入根据本发明的粉末染料。然后进行染色过程(优选在20℃至90℃下)。为了提高效率，可以将pH设定为预定值。之后，可以漂洗，并且如果需要的话，继续进行整理(finishing)。
浸渍(impregnation)-通过浸渍的施加可以在常规的轧染型(或浸轧型)机器中进行。在染色过程之前或期间，用辅助产品处理纺织品。制备染色浴，引入粉末染料。然后进行浸渍、挤压和热固着。之后，可以漂洗，并且如果需要的话，继续进行整理。
刷、海绵或布-这些施加可以通过将辅助产品与根据本发明的染料粉末混合来手动地进行。然后干燥并聚合。
无水染色-该施加可以在用于衣物的常规容器式机器或具有无孔容器(鼓式)机器中进行。为了确保可接受的牢固性，可以使用辅助产品。就像常规施加一样，通过将染料粉末与辅助产品混合来制备凝胶。之后，可以开始在容器中容纳的纺织品上施加。或者，可以事先将辅助产品施加至纺织品，随后施加染料粉末。然后干燥，并且如果必要的话，进行聚合。之后，可以漂洗，并且如果需要的话，继续进行整理。
当染料通过印花、涂覆、无水染色、喷涂和浸没中的一种方法来施加时，辅助产品优选地包含混合有添加剂的溶质和溶剂。
适用于辅助产品的溶剂可以为水。
特别地，根据第一实施方案，辅助产品包含一种或更多种丙烯酸聚合物的至少一种分散体。这些丙烯酸聚合物可以例如不含壬基酚乙氧基化物并且优选不含游离甲醛。此外，这些丙烯酸聚合物优选是可热交联的，或者更优选地是可自交联的。
作为替代或除上述丙烯酸聚合物之外，辅助产品可以包含聚氨酯分散体，优选不含游离异氰酸酯。
作为替代或者除上述丙烯酸聚合物或上述聚氨酯分散体之外，辅助产品可以包含聚酰胺分散体。
当染料通过浸染或浸渍的方式来施加时，辅助产品优选包含阳离子聚合物的水溶液。
上述水溶液可以包含聚乙烯和聚酰胺，如果必要的话，具有氨基官能的有机硅。任选地，将该溶液与丙烯酸聚合物或聚氨酯聚合物(优选阳离子聚合物)的分散体混合。
便利地，在染料施加步骤102之前使织物经受处理步骤104，以提高上述施加步骤的效率。施加可以在染色步骤之前或期间在同一机器中进行。
处理步骤104可以以不同的技术进行。例如，对于通过印花、喷涂、无水染色、浸没、涂覆的方式来进行的施加，先前将辅助产品施加至织物，然后，如果必要的话，进行干燥过程；随后，施加染料。
在染色的情况下，辅助产品优选地在单独的浴中(以预定的时间和预定的温度，优选20℃至80℃)施加。干燥可以在染色步骤之前进行。
在浸染的情况下，给予辅助产品和染料在吸收期间扩散在织物的纤维中的时间。使织物与一定体积的上述浴接触。在一个说明性实施方案中，浸染过程是不连续的。通常，基于待染色物品(即，待染色织物)的重量施加预定百分比的辅助产品。该过程通常在移动的物品和/或浴的情况下进行。
在通过浸渍染色的情况下，以预定的量施加辅助产品，在染料的施加之前制备浴。例如，通过合适的设备例如圆筒将辅助产品与纤维一起挤压或绞拧。吸收通常与受限的、局限的和集中的浴体积有关。该过程是连续的或半连续的。辅助产品通常在预定温度下施加，以调节吸收(在预定的挤压比下)。
本发明的主题还包括用根据本发明的染色方法生产的染色织物。
此外，本发明的主题包括一种粉末染料用于对织物进行染色的用途，该粉末染料通过将纺织废料粉碎而获得。优选地，粉末染料通过上述方法获得。
自然地，所阐述的本发明的原理、实施方案和实施细节可以相对于上述和仅以非限制性实例的方式在附图中示出的内容广泛地改变，而不以这种方式超出由所附权利要求所提供的保护范围。