棉织物一浴二步精练漂白染色工艺
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域,具体涉及一种棉织物的精练漂白染色工艺。
背景技术
目前绝大多数印染企业采用一浴精练双氧水漂白工艺进行棉织物的精练漂白染色。该工艺先在强碱性条件下进行精练漂白,由于双氧水会破坏活性染料结构,因此在染色前必须去除精练漂白后残留的双氧水,再进行活性染料染色。
目前工厂去除残留的双氧水的方法有三种:(1)大苏打(硫代硫酸钠);(2)高温热水洗;(3)过氧化氢酶去除双氧水。方法(1)由于大苏打使用量很高才能达到效果,大苏打对染色会有影响,需要充分水洗才能洗净,药品和耗水量高,目前已经被淘汰了。方法(2)在98-100℃高温洗涤去除残留双氧水,由于净洗效果差,需要重复1次以上才能达到去除双氧水目的,因此耗水耗能污水排量高,整个工艺流程时间非常长,因此几乎被方法(3)过氧化氢酶工艺替代。但是,由于过氧化氢酶要发挥其活力,必须控制处理条件在其最适温度和pH范围内,即pH在6-7,温度在30-50℃范围内。但是精练漂白是在强碱性条件下进行,然后续活性染料染色也是在碱性条件下进行,为了去除残留双氧水,就必须在精练漂白后排液,冷水洗5-10分钟后再次排液,之后进水用醋酸调节pH至6-7,升温到30-50℃处理15分钟之后排水后才进行活性染料染色,因此如果采用过氧化氢酶去除双氧水就会产生耗时耗水的弊端。
因此,有必要提供一种精练漂白效果优良,对染色影响小,又耗时短,成本低廉的精练漂白染色工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供一种棉织物一浴二步精练漂白染色工艺。
工艺原理:
本发明利用特定的过渡金属(盐)和氧化物作为催化剂来促进双氧水的分解,金属离子催化双氧水分解的机理如下:
H2O2+Co+2——HO·+HO-·+Co+2
H2O2+HO·——HOO·+H2O
HOO·+Co+2——O2+H+Co+2
本发明选用能够溶于水,在碱性条件催化分解双氧水的氯化钴作为双氧水去除剂,从而省去了精练后排液及水洗的步骤,提供了一种全新的一浴二步法精练漂白染色工艺。
本发明的棉织物一浴二步精练漂白染色工艺,依次包括:精练漂白、去除双氧水、排液及染色,其中,去除双氧水的步骤为:精练漂白后,不经排液和冷水洗涤,在80-90℃的条件下,将氯化钴水溶液加入精练漂白浴中5-15分钟。
较佳的,以精练漂白浴中的液体总体积为基础计,加入氯化钴水溶液后,氯化钴浓度为0.005-0.025g/L。
氯化钴的加入量随漂白用双氧水浓度即残留双氧水浓度而调整,一般开始加入的双氧水浓度在1.05-3.5g/L(即35w%双氧水浓度在3~10ml/L之间)时,氯化钴添加量在0.005-0.025g/L范围内,低于0.005g/L时处理后有微量双氧水残留,影响每批染色稳定性,而高于0.025g/L时增加药品成本。
氯化钴水溶液可根据所需氯化钴的加入量临时配制。
氯化钴水溶液也可一次性配置pH 4-6,氯化钴重量百分比浓度为3-5%的氯化钴水溶液备用,每次使用前取适量加入。为防止高浓度的氯化钴水溶液直接加入时双氧水急剧分解产生大量气泡,可将前述氯化钴水溶液用水稀释50-100倍后加入染缸内。
氯化钴水溶液制备方法如下:
将氯化钴溶解于50℃去离子水中,调节pH至4-6后过滤,制成红色透明的氯化钴溶液。
上述调节pH的调节剂为醋酸或盐酸。
较佳的,上述去除双氧水时的pH为10-13。一般精练漂白液的pH均符合本发明工艺的要求,因此要获得此pH值,一般无需pH调节剂。
对于温度的选择:去除双氧水的处理温度在80-90℃为宜,低于80℃分解速度慢,需要较长时间才能逐渐分解,温度过高时添加,由于部分染色设备处于密闭压力条件下使得加料困难,此外由于双氧水分解过快,容易起泡,不利于现场操作,所以温度需控制在80~90℃左右。
在上述pH和温度条件下,处理时间一般为5-15分钟,双氧水残留量经过Merck试纸测试可低于0.5ppm,几乎完全分解双氧水。
按照上述工艺条件,去除残留双氧水后,降温至75℃以下直接排液体或加入酸性物质(如醋酸)中和至pH=9以下排液体,之后可不经过水洗,直接进水按照活性染料常规工艺进行染色。
本发明的工艺中精练漂白、排液及染色均可采用常规工艺,其中,精练漂白时,采用双氧水漂白。
本发明的棉织物一浴二步精练漂白染色工艺,在精练漂白后不排液,在高温强碱条件的工作浴中加入氯化钴水溶液同浴分解漂白后残留的过氧化氢,能够快速彻底地去除残留的双氧水,排液后无需水洗直接进行活性染料染色。与目前最为常见的精练漂白染色工艺相比,在不影响后续的活性染料染色前提下,合理地缩短工艺流程,有助于提高生产效率,并显著减少用水和排水量,降低了生产成本,有利于环保。
本发明的工艺即使不计算电耗和蒸汽耗量,也比常规的过氧化氢酶精练漂白染色工艺节约用水,降低污水排放,大幅降低了综合成本。此外,缩短了前处理时间,提高了生产效率。本发明通过工艺的合理化,达到了当前国家以及企业的节能节水减排降能的要求,也符合现代印染助剂的新型发展方向,具备极高的市场推广价值。
附图说明
图1:传统过氧化氢酶工艺曲线图
图2:采用本发明双氧水去除剂后的工艺曲线图
具体实施方式
以下列举具体实例以进一步阐述本发明,应理解,实例并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1棉织物一浴二步精练漂白染色
工艺曲线如图2所示。
1.原料及仪器:
织物 100%全棉纯棉汗布 重量15公斤
染色机 中样生产溢流染色机(东成染整机械有限公司机型ERD-S-15)
2.织物染色工艺:(工艺曲线如图2所示)
6.1精练漂白
助剂:一体型精练漂白剂SB-5F 3g/L
螯合分散剂DS-601 0.5g/L
27.5%双氧水 6ml/L
工艺∶浴比1∶10,pH=11.5,室温开始升温至98℃,保温40分钟。
6.2脱氧
助剂:5%的氯化钴水溶液 0.3g/L(氯化钴终浓度0.015g/L)
氯化钴水溶液的配置:将氯化钴溶解于50℃去离子水中,用醋酸调节pH至5后过滤,制成红色透明的氯化钴溶液既得双氧水去除剂。按上述方法配制氯化钴重量百分比浓度为5%的双氧水去除剂。
工艺:降温至80-90℃加入用水稀释的氯化钴水溶液
双氧水残余量测试:除氧前约350ppm,除氧后0.5-1ppm(Merck试纸标准测试方法)
氯化钴加入量与残余双氧水之间的关系试验(除氯化钴加入量不同外,其余条件均相同):
2.3排液降温至75℃,排液
2.4染色
SUMIFIX SUPRA YELLOW 3RF gran 0.08%owf
SUMIFIX SUPRA RED 3BF gran 0.073%owf
SUMIFIX SUPRA BLUE BRF gran 0.135%owf
元明粉 15g/L
纯碱 10g/L
工艺∶浴比1∶10,30℃开始染色,升温至60℃,保温40分钟。
2.5后处理:排液→中和→皂洗→热水洗→水洗→柔软→脱水→烘干→呢毯整理对比例:以过氧化氢分解酶作为双氧水去除剂,采用图1的传统应用工艺。
实际生产试验时的用水量,加工时间以及成本对比结果如表1和表2所示。
表1本发明的工艺与用过氧化氢分解酶的常规工艺耗时与耗水的对比
表2本发明的工艺与用过氧化氢分解酶的常规工艺成本对比
成本计算方法:
氯化钴水溶液成本:织物重量x浴比x使用浓度x助剂单价=1000KGSx10x0.2-0.5g/Lx15=30-75元
过氧化氢酶成本:织物重量x浴比x使用浓度x酶单价=1000KGSx10x0.1g/Lx
30-40元/KG=30-40元
水费成本价:工业水单价(3.357元/吨)x用水量
试验结果表明,本发明的工艺与传统工艺相比具有下列优势:
1.缩短时间
从上表中可以看出,采用本发明的精练漂白及除氧工艺的时间约为96分钟,而目前采用最常见的采用过氧化氢酶除氧工艺的精练漂白染色工艺时间为136分钟,时间节省了约40分钟,即工艺时间缩短了30%;
2.耗水和排水量大幅度降低
采用本发明的精练漂白及除氧(至染色前)工艺,加工1吨布的耗水总量仅为10吨,而常规的过氧化氢酶的工艺用水量为每吨约42吨,耗水量约减少32吨,耗水量减少76%;同时污水排放量减少了24吨。
3.耗电低
相比常规工艺,由于用水量和加工时间缩短,使得泵循环时的电力消耗和升温时的蒸汽消耗,节约了能源。
4.染色性一致
测试表明:采用本发明工艺的棉针织染色物和常规工艺染色物色差ΔE可以控制在0.5以下,获得了相同染色性能。