CN103306129A - 用于棉针织物超低温练漂的处理液及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于棉针织物超低温练漂的处理液，包括如下组份，各组份浓度范围为：精练剂0.2~10.0g/L；固体氢氧化钠（NaOH）0.5~20.0g/L；双氧水（H2O2）0.5~30.0g/L；双氧水活化剂0.1~20.0g/L。本发明的处理工艺将棉针织物的练漂处理从98℃降至60℃，在能耗上至少可以节省53.7%以上，织物失重降低20%，残液COD减排8%，实现了在确保加工质量的前提下，对纯棉针织物既节能又环保的练漂加工。
Description
技术领域
本发明涉及棉针织物练漂工艺领域，具体涉及一种用于棉针织物超低温练漂工艺。
背景技术
棉纤维的练漂是煮练加漂白的一种联合工艺，煮练的目的主要是去除纤维上的共生物，使棉纤维具有优良的吸水性；而漂白主要是通过高温下双氧水的氧化作用去除纤维中的色素。
传统练漂工艺通常需要将纯棉针织物在95～100℃的高温中处理60分钟。因此，传统的练漂工艺存在能耗高、织物损伤大、排污严重等严重的能耗和环保问题。
低温练漂工艺是在传统练漂工艺的原有设备的基础上，将练漂温度降低的一种改良工艺。由于其能降低能耗，同时还可以解决排污、折痕和损耗等问题，因此，低温练漂工艺成为了目前棉针织物练漂工艺研究的重点。
低温练漂工艺包括低温煮练和低温漂白，也就是能在尽可能低的温度下，去除纤维的共生物、色素、纺丝油及其他杂质。目前，实现低温煮练和低温漂白的途径主要是生物酶和化学方法两大类。
对于生物酶的研究已经证实，使用脂肪酶、果胶酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶去除纤维素共生物是可行的，即选用合适的生物酶可以实现低温煮练。但是低温漂白在低温条件下，双氧水的氧化能力很低，无法达到漂白织物的作用，需要与低温双氧水活化剂协同才能实现漂白，利用双氧水活化剂实现80℃低温练漂已有较为成熟的工艺，而现有的60℃超低温练漂工艺的加工效果尚不尽人意。
因此，我们需要一种可实现的棉针织物超低温练漂工艺，其能进一步大幅降低练漂工艺的能耗，还可以解决排污、折痕和损耗等问题并且能够保证所获得的织物产品的品质和风格兼优。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的，在于提供一种棉针织物超低温练漂工艺，其能进一步大幅降低练漂工艺的能耗，还可以解决排污、折痕和损耗等问题并且能够保证所获得的织物产品的品质和风格兼优。
为实现上述目的，所采取的技术方案是：
一种用于棉针织物超低温练漂的处理液，包括如下组份，各组份浓度范围为：
精练剂
0.2~10.0g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
0.5~20.0g/L；
双氧水（H2O2）
0.5~30.0g/L；
双氧水活化剂
0.1~20.0g/L；
其中，
所述精练剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的高浓精练剂DM-1361；
所述双氧水活化剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的双氧水活化剂DM-1430；
所述双氧水和固体氢氧化钠均为有市售的常规试剂，所述双氧水优选是100%双氧水。
优选地，所述处理液包括如下组份：
精练剂
0.5~5g/L；
固体氢氧化钠 1.5~10g/L；
双氧水
1.5~15g/L ；
双氧水活化剂 0.5~10g/L。
在本发明一较佳实施例中，所述处理液包括如下组份：
精练剂
1.0g/L；
固体氢氧化钠
5.0g/L；
100%双氧水
4.5g/L；
双氧水活化剂
3.0g/L。
本发明还提供一种棉针织物超低温练漂处理工艺，步骤包括：
（1）配置处理液
所述处理液的各组份浓度：
精练剂
0.2~10.0g/L；
固体氢氧化钠
0.5~20.0g/L；
双氧水
0.5~30.0g/L；
双氧水活化剂
0.1~20.0g/L；
优选地，所述各组份浓度：
精练剂
0.5~5g/L；
固体氢氧化钠 1.5~10g/L；
双氧水
1.5~15g/L ；
双氧水活化剂 0.5~10g/L。
特别优选为：
精练剂
1.0g/L；
固体氢氧化钠
5.0g/L；
100%双氧水
4.5g/L；
双氧水活化剂
3.0g/L；
（2）练漂处理
30℃入布，浴比为1:5~20；加入步骤（1）获得的处理液，运行1~5分钟后，以2℃/分（min）的升温速度升温至60℃，保温10~120分钟；然后排液，进行水洗步骤；
（3）水洗及脱水
以60℃水进行水洗2~30分钟后，再以冷水进行水洗；最后，脱水烘干，并回潮2小时，完成练漂工艺；
其中，
所述精练剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的高浓精练剂DM-1361；
所述双氧水活化剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的双氧水活化剂DM-1430；
所述双氧水和固体氢氧化钠均为有市售的常规试剂，所述双氧水优选是100%双氧水。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤（2）中浴比优选为1:10。
本发明通过处理液的优化，将棉针织物练漂的温度从传统的98℃降至60℃，且染色、增白效果以及各项牢度均能满足常规加工的需要。并且，经过试验对比，本发明的工艺在能耗上至少可以节省53.7%以上，织物失重降低20%，残液COD减排8%，实现了在确保加工质量的前提下，对棉针织物既节能又环保的练漂加工。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一
本实施例中，所述用于棉针织物超低温练漂的处理液包括如下组份，各组份浓度为：
精练剂
1.0g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
5.0g/L；
100%双氧水（H2O2） 4.5g/L；
双氧水活化剂
3.0g/L。
其中，所述精练剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的高浓精练剂DM-1361；
所述双氧水活化剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的双氧水活化剂DM-1430；
所述双氧水和固体氢氧化钠均为有市售的常规试剂。
本实施例中，棉针织物超低温练漂的处理工艺步骤为：
（1）根据上述浓度比例配置处理液；
（2）练漂处理
30℃入布，浴比为1:10；加入步骤（1）获得的处理液，运行5分钟后，以2℃/min的升温速度升温至60℃，保温60分钟；然后排液，进行水洗步骤；
（3）水洗及脱水
以60℃水进行水洗10分钟后，再以冷水进行水洗；最后，脱水烘干，并回潮2小时，完成练漂工艺。
实施例二
本实施例中，所述用于棉针织物超低温练漂的处理液包括如下组份，各组份浓度为：
精练剂
0.5g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
2.5g/L；
100%双氧水（H2O2） 2.5g/L；
双氧水活化剂
1.7g/L。
试剂的选择与处理工艺同实施例一。
实施例三
本实施例中，所述用于棉针织物超低温练漂的处理液包括如下组份，各组份浓度为：
精练剂
1.5g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
7.5g/L；
100%双氧水（H2O2） 7g/L；
双氧水活化剂
4.7g/L。
试剂的选择与处理工艺同实施例一。
实施例四
本实施例中，所述用于棉针织物超低温练漂的处理液包括如下组份，各组份浓度为：
精练剂
3g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
10g/L；
100%双氧水（H2O2） 9.5g/L；
双氧水活化剂
6.3g/L。
试剂的选择与处理工艺同实施例一。
实施例五
本实施例中，所述用于棉针织物超低温练漂的处理液包括如下组份，各组份浓度为：
精练剂
4.5g/L；
固体氢氧化钠（NaOH）
15.5g/L；
100%双氧水（H2O2） 14.5g/L；
双氧水活化剂
9.7g/L。
试剂的选择与处理工艺同实施例一。
为验证本发明工艺的加工效果，申请人根据本领域判断练漂效果的常规手段和指标，对实施例一的工艺具体检测了以下测试项目和工艺能耗，以使本发明与传统工艺的比较更为直观。在本比照例中，所使用的布料为32s精梳棉双面针织坯布。
具体测试项目包括：
① 工作液pH值，采用瑞士梅特勒-托利多（METTLER TOLEDO）pH计测试。
② 双氧水含量测试，参照 GB-1616-88的测量方法：取10mL待测液，加水100mL，加3mol/L H2SO4 10mL，用0.01～0.10N KMnO4标准液滴定至刚呈粉红色（1分钟红色不消失）即为终点，记录耗用的KMnO4体积V，残留H2O2浓度按以下公式计算：
③双氧水分解率按照以下公式计算：
H2O2分解率（%）=（V 初始-V）/ V 初始×100%
④ 白度值，使用HunterLab
ColorQuest XE 分光测色仪测定。
⑤毛效，按FZ／T 01071—1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。
⑥ 织物失重测试，将处理前后的布样精确称重，计算失重率，即为损耗。
⑦ 残液COD，采用快速消解分光光度法，用连华科技5B-6（C）型三参数测定仪测试。
⑧ K/S值和△E，使用HunterLab ColorQuest XE 分光测色仪测定，光源CIELAB
10/D65。
⑨ 皂洗牢度，参照GB/T 3921.3-1997进行检测。
⑩ 干湿摩擦牢度，参照GB/T3920—1997进行检测。
⑪ 日晒牢度，参照AATCC
Test Method 16-2003进行检测。
检测过程及结果如下：
1、基础工艺参数的检测
本检测在本实施例工艺的步骤（2）练漂处理中进行，具体为在（2）练漂处理进行运行5分钟后、加热之前，对处理液的pH值、双氧水初始浓度进行检测。检测参数包括：处理液pH值、双氧水初始浓度和处理液泡沫情况，各参数的检测方法如上所述，检测结果请参见表1。
表1、低温工艺与传统工艺的工艺参数
本发明工艺的处理液中，除了精练剂、烧碱和双氧水之外，还加入了双氧水活化剂DM-1430。该活化剂可在低温条件下，与双氧水反应，生成氧化能力更强的过氧酸。表1中，实测的双氧水初始浓度低于配制浓度4.5g/L，可能是由于在初运行的5分钟内，活化剂已将部分双氧水转化成过氧酸。
2、练漂效果的检测
将32s精梳棉双面针织坯布分别以本发明工艺与传统工艺进行练漂处理，并根据本领域判断练漂效果的常规手段和指标，对处理后的布料进行检测。检测参数包括：双氧水分解率、白度、毛效、棉籽壳去除程度、织物失重和残液COD。各参数的检测方法如上所述，检测结果请参见表2
| 项目 | 本发明工艺 | 传统工艺 |
| 双氧水分解率（%） | 48.8 | 74.4 |
| 白度（%） | 65.3 | 68.5 |
| 毛效（cm/30分钟） | 4.8 | 10.9 |
| 棉籽壳去除程度（目测） | 无残留 | 无残留 |
| 织物失重（%） | 4.13 | 5.29 |
| 残液COD（mg/L） | 6079 | 6619 |
由表2可见，本发明工艺中，双氧水分解率为48.8%，参与反应的双氧水为2.20g/L；而传统工艺双氧水分解率为74.4%，参与反应的双氧水为1.14g/L。根据白度值来看，本发明工艺的白度值要略低于传统工艺，说明本发明工艺在双氧水有效利用率方面要低于传统工艺，但差别并不明显。
而根据织物的失重和残液COD的数值，我们可以发现本发明由于是低温加工，棉蜡去除受到了一定影响，在不影响后续加工的前提下，保留一定的蜡质对产品的品质是有益的，而且低温加工条件比较温和，所以织物的失重和COD排放也分别降低20%、8%，这对于染厂的经济效益和节能减排都意义重大。
3、布面匀染性及色牢度的检测
对经由本发明工艺和传统工艺练漂处理后的布样进行染色，然后对本领域常规参数进行检测。检测参数包括：染色深度（K/S）、色差（△E）、布面匀染性及各色牢度参数，检测方法如上所述，检测结果请参见表3和表4。其中，表3是关于K/S、△E和布面匀染性的检测数据，表4是关于色牢度的检测数据。
表3、低温工艺与传统工艺K/S、△E及布面匀染性对比
其中，STD 表示的是色差测定中的标准样。
由表3可知，经本发明工艺处理后的布料，在染色工艺的K/S略低于传统工艺，这是由于本发明工艺在练漂过程中保留了部分蜡质，使得染色受到了一定的影响，致使得色略浅，K/S略低。但可以通过染色配方的微调，解决这一问题。在匀染效果上，本发明工艺达到了传统工艺的效果。
表4、低温工艺与传统工艺色牢度对比
本检测中，染色液的配比为：活性染料：2%（o.w.f），Na2SO4：50g/L，Na2CO3：20g/L，染色工艺条件为60℃，染色60分钟。其中o.w.f = On
weight the fabric 表示染整工艺中浓度以织物重量为基准，相对织物百分比。
根据表4可知，经本发明工艺练漂处理后的布料在色牢度方面，能达到传统工艺的效果。
4、增白效果的检测
对经由本发明工艺和传统工艺练漂处理后的布样进行增白处理，然后对本领域常规参数进行检测。检测参数为白度值，检测方法如上所述，检测结果请参见表5。表5是关于白度值的检测数据。
表5、低温工艺与传统工艺增白效果对比
由表5可知，经本发明工艺处理后的布料，在增白效果上略差于传统工艺。但两者的差别并不明显。
5、能耗检测
根据本发明所述的工艺过程与现有传统工艺过程，计算各工艺的能耗，其结果如表6所示。表6是低温工艺与传统工艺能耗分析。
表6、低温工艺与传统工艺能耗分析
其中，棉比热为1.021（千焦/公斤布/℃），水比热为4.184（千焦/公斤布/℃），浴比为1:10，加工每公斤织物的能耗(千焦)按公式：（1.021+4.184×10）×（t目标-t初始）×1.1计算，式中最后一项系数1.1为将定温过程所耗用的能量粗略估算为升温所需能量的10%计入。
表6中仅计算了加工过程中的物料能耗，设备的能耗还未计入。由表6可知，本发明工艺与传统工艺相比，总能耗降低53.7%，节能作用显著。由于设备散热所带来的能耗根据设备保温性能不同而有所差异，而且温度越高设备散热所带来的能耗越大，所以传统工艺在这部分的能耗也要远大于低温工艺。
综上所述本发明工艺将棉针织物的练漂处理从98℃降至60℃。由于本发明工艺的处理条件比较温和，保留了部分棉蜡，所以部分练漂指标不及传统工艺的效果，但对后续的加工影响非常小，染色、增白效果以及各项牢度均能满足常规加工的需要。并且，与传统工艺相比，本发明工艺在能耗上至少可以节省53.7%以上，织物失重降低20%，残液COD减排8%，实现了在确保加工质量的前提下，对纯棉针织物既节能又环保的练漂加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改变、改进和润饰，这些改变、改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于棉针织物超低温练漂的处理液，其特征在于，包括如下组份，各组份浓度范围为：
精练剂
0.2~10.0g/L；
固体氢氧化钠
0.5~20.0g/L；
双氧水
0.5~30.0g/L；
双氧水活化剂 0.1~20.0g/L；
其中，所述精练剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的高浓精练剂DM-1361；
所述双氧水活化剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的双氧水活化剂DM-1430。
2.如权利要求1所述的处理液，其特征在于，所述处理液包括如下组份：
精练剂
0.5~5g/L；
固体氢氧化钠
1.5~10g/L；
双氧水 1.5~15g/L ；
双氧水活化剂
0.5~10g/L。
3.一种棉针织物超低温练漂处理工艺，其特征在于，步骤包括：
（1）配置处理液
所述处理液的各组份浓度比例：
精练剂
0.2~10.0g/L；
固体氢氧化钠
0.5~20.0g/L；
双氧水
0.5~30.0g/L；
双氧水活化剂
0.1~20.0g/L；
其中，
所述精练剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的高浓精练剂DM-1361；所述双氧水活化剂选自广东德美精细化工股份有限公司生产的双氧水活化剂DM-1430；
（2）练漂处理
30℃入布，浴比为1:5~20；加入步骤（1）获得的处理液，运行1~5分钟后，以2℃/分（min）的升温速度升温至60℃，保温10~120分钟；然后排液，进行水洗步骤；
（3）水洗及脱水
以60℃水进行水洗2~30分钟后，再以冷水进行水洗；最后，脱水烘干，并回潮2小时，完成练漂工艺。
4.如权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中浴比优选为1:10。
5.如权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）在运行5分钟之后进行所述升温，所述保温时间为60分钟。
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