Подписывайтесь на наш канал в Telegram

Текстильная промышленность производит значительное количество отходов, в том числе пух пряжи/волокон, обрезки ткани, обрезки и т. д. Эти отходы можно переработать и повторно использовать для использования в трафаретной печати, которая является универсальной и экономически эффективной технологией печати, позволяющей получать высококачественные отпечатки. . В этом исследовании предварительно использованные цветные хлопковые отходы были измельчены до частиц размером 30–70 мкм с помощью мельницы. Затем цветные частицы отходов были включены в коммерческую печатную пасту и нанесены на хлопчатобумажные ткани методом трафаретной печати. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR), рентгеновский дифракционный анализ (XRD) и энергодисперсионный спектрометр (EDS) использовались для наблюдения за химическими изменениями в напечатанных текстильных тканях. Ткани с рисунком оценивали по цвету, устойчивости к стирке/истиранию, прочности на разрыв, смачиваемости поверхности, тактильным свойствам и воздухопроницаемости. Качество дисперсии частиц отходов на текстильных тканях наблюдалось с помощью изображений световой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Общие результаты показывают, что включение 10% волокнистых частиц отходов в печатную пасту дает оптимальные результаты с точки зрения качества дисперсии отходов, воздухопроницаемости и свойств ручки. При количестве отходов, превышающем 10 %, частицы отходов не могут хорошо рассеиваться по поверхности ткани, что приводит к агломерации и неравномерности печатных участков. Эти результаты имеют значительный потенциал для продвижения экологически чистых красителей за счет использования цветных предварительно использованных текстильных отходов в текстильной промышленности при сохранении высокого качества тканевых изделий.

Введение

Текстильная промышленность вносит значительный вклад в мировую экономику и известна быстрыми темпами производства и потребления. Однако воздействие отрасли на окружающую среду является значительным из-за образования большого количества отходов до и после потребления, а также загрязнения воздуха и воды. В последнее время концепция устойчивого развития приобретает все большее значение в текстильной промышленности за счет внедрения экологически безопасных методов производства композитов на текстильной основе (Eryilmaz et al., 2021, 2023, 2024; Yildiz et al., 2023) и утилизации отходов. текстиль (Сезар да Силва и др., 2021; Юсеф и др., 2020; Тайяб и др., 2020). К отходам «до потребления» относятся отходы, образующиеся в процессе производства, такие как обрезки тканей, отходы пряжи/волокон и обрезки, тогда как к отходам «после потребления» относятся отходы, выброшенные после использования потребителями (Savageau, 2011; Yasin et al., 2019). . Утилизация текстильных отходов оказывает значительное воздействие на окружающую среду, способствуя загрязнению окружающей среды, образованию отходов на свалках и выбросам парниковых газов. Согласно статистике отходов быстрой моды на сайте Earth.org , ежегодно в мире производится 100 миллиардов предметов одежды, и 92 миллиона тонн этих предметов отправляются на свалки (Igini et al., 2023). Таким образом, растет потребность в поиске устойчивых решений по управлению текстильными отходами.

В литературе были предложены различные аспекты использования текстильных отходов до и после потребления для различных целей. Одним из аспектов является механическая переработка, которая включает в себя измельчение и переработку отходов текстиля в волокна, из которых можно производить новую пряжу для производства тканей. Согласно этой концепции длина отработанного волокна должна находиться в допустимом диапазоне, что позволяет эффективно смешивать его с другими первичными волокнами. Другой аспект — это методы химической переработки, такие как деполимеризация и растворение, которые разлагают текстильные отходы на исходные мономеры, что позволяет создавать новые волокна, мономеры или олигомеры. Однако химический аспект требует использования избыточного количества опасных растворителей и воды, что приводит к новым экологическим проблемам и повышению затрат на производство (Määttänen et al., 2021; Sheikh et al., 2015; Patti et al., 2020; Yousef et al., 2021; Sheikh et al., 2015; Patti et al., 2020; Yousef et al. др., 2019). Недавно процесс механической переработки был пересмотрен, и были предложены новые решения, позволяющие уменьшить размеры отходов до уровня микрометра. Например, отходы окрашенной шерсти превращаются в шерстяной порошок с помощью процесса механического измельчения. Впоследствии частицы отходов шерсти наносились на хлопчатобумажные и полиэфирные ткани посредством ионного взаимодействия и методов сухой сушки для использования в качестве адсорбента запаха/газа и для окраски (Tang et al., 2022a, 2022b). Отходы шерсти мериноса и волокна альпаки были механически размолоты с использованием мокрого трения, распылительной сушилки и процессов воздушно-струйного измельчения, а также исследованы свойства их тонкого порошка, такие как площадь поверхности, реология, объемная плотность и т. д. (Раджхова и др.) др., 2012; Аль Фарук и др., 2019). Порошок отходов шерсти получали методом распылительной сушки, растворяли в щелочном растворителе и добавляли в растворы полиакрилонитриловой пряжи для получения гибридных волокон ПАН/шерсть мокрого прядения. Эти гибридные волокна впоследствии были покрыты оксидом графена и использованы в электропроводящем интеллектуальном текстиле (Al Faruque et al., 2021).

Трафаретная печать — широко используемый метод печати в текстильной промышленности, предлагающий ряд преимуществ по сравнению с другими методами печати, таких как возможность печати на широком спектре тканей, получение высококачественных отпечатков с яркими цветами, высокая долговечность, низкая стоимость, простота и универсальность. Техника предполагает создание трафарета желаемого рисунка на сетчатом экране, который затем размещается поверх ткани. Печатная паста наносится через трафарет на ткань с помощью скребкового ножа. Затем пасту термически отверждают, образуя на ткани постоянный рисунок, что приводит к необходимости сшивания олигомеров на основе акрилата и бутадиена на поверхности. Для устойчивого текстильного производства трафаретная печать представляет собой отличный вариант переработки цветных текстильных отходов путем добавления порошков отходов в качестве пигментных материалов в печатную пасту (Kumar et al., 2022). Отходы хлопчатобумажной ткани и волокна измельчаются в порошок микронного размера и функционализируются оксидами переходных металлов для использования в пасте для трафаретной печати при производстве электропроводящего текстиля (Ган, 2021). В другом исследовании отходы хлопчатобумажной ткани пурпурного цвета измельчали в порошки с частицами различного размера. Эти отходы порошков были включены в коммерческую пасту для трафаретной печати в качестве красочных пигментов. В ходе исследования изучалась морфология порошка, цвет напечатанной ткани и свойства прочности. Было обнаружено, что порошки отходов размером 5 мкм являются наиболее эффективной альтернативой красочным пигментам с точки зрения стойкости к истиранию и цвета ткани (Gan et al., 2021). Согласно обзору литературы, механически измельченные цветные текстильные отходы наносятся методом трафаретной печати на различные поверхности тканей, уделяя особое внимание прочности и механическим свойствам конечного продукта. В этом исследовании целлюлозные отходы джинсовой ткани темно-синего цвета были механически измельчены до частиц микронного размера, а полученные частицы отходов были включены в коммерческую печатную пасту на основе акрилата и бутадиена в качестве красящих пигментов. Эти подготовленные пасты наносились на хлопчатобумажные ткани методом трафаретной печати. Это исследование отличается от предыдущих исследований тем, что изучалось влияние содержания частиц отходов в печатной пасте на химические, механические, визуальные и комфортные свойства хлопчатобумажных тканей. Кроме того, изучение влияния частиц отходов на воздухопроницаемость, а также тактильные свойства тканей также подтверждает новизну этого исследования.