CN109056302A - 一种大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，涉及织物漂白技术领域，包括以下步骤：(1)预处理，(2)漂白处理，(3)水洗、干燥。本发明通过所述预处理操作对大豆蛋白纤维表面进行活化处理，以利于后续漂白工艺的高效进行，增强漂白效果；再通过所述漂白液实现低温漂白，在降低能耗投入的同时避免高温漂白对大豆蛋白纤维造成的不可逆损伤；并利用所述漂白液显著缩短漂白时间，提高经漂白后大豆蛋白纤维织物的白度。
Description
技术领域：
本发明涉及织物漂白技术领域，具体涉及一种大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺。
背景技术：
大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白纤维，它取材于大豆榨油后的渣滓豆粕。豆粕经水浸分离提纯出蛋白质，将蛋白质改变结构，并在适当的条件下与羟基和氰基高聚物共聚接枝，配制成一定浓度的蛋白纺丝液，熟成后用湿法纺丝工艺纺成丝束，经醛化稳定纤维的性能后再经过卷曲、热定型、切断，即可生产出各种长度规格的纺织用大豆纤维。
大豆蛋白纤维不但单丝细度细、密度小、强伸度高、耐酸耐碱性好，而且吸湿放湿性能、透气性能、保暖性能、可纺性能都与棉、毛、麻、丝等天然纤维相仿。由于大豆蛋白纤维织物既有天然纤维的诸多优良特性，又有合成纤维的机械性能，它的出现满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求。
在纺织染整工艺中，织物经过煮练后大部分天然及人为杂质已经除去，毛细管效应显著提高，已能满足一些品种的加工要求。但对漂白织物及色泽鲜艳的浅色花布、色布类，还需要提高白度，因此需进一步除去织物上的色素，使织物更加洁白。另外，织物虽经过煮练，但仍有残留部分杂质，需要通过漂白剂的作用将这些杂质完全除去。
目前，常用漂白剂主要包含次氯酸盐、亚氯酸钠和过氧化氢。次氯酸盐分为漂白粉和次氯酸钠两种，漂白粉本身具有一定危害性，如遇高温、水、酸或油脂都会引起燃烧爆炸，并且会散发出具有窒息性臭味的氯气，通过上呼吸道和皮肤黏膜对人体造成毒害。次氯酸钠因为对蛋白质纤维有破坏作用，并使纤维泛黄，因此不能用于大豆蛋白纤维的漂白。亚氯酸钠漂白的织物白度稳定性好，但亚氯酸钠价格较贵，对金属腐蚀性强，并且漂白过程中会产生有毒ClO2气体，因此对漂白设备的密封性要求较高。过氧化氢漂白的织物白度较好，色光纯正，贮存时不易泛黄，但其强氧化性会对大豆蛋白纤维造成一定程度的损伤。
此外，为了减轻漂白工艺对大豆蛋白纤维造成的损伤，可以采用低温漂白工艺。但常规漂白剂的低温漂白性能有限，经低温漂白处理后的织物白度不高或者容易泛黄，因此需要针对低温漂白工艺开发新型大豆蛋白纤维织物漂白剂。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能耗投入低、漂白效果好且不易泛黄的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，包括以下步骤：
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:20-30，以1-2℃/min的升温速度升温至45-55℃保温15-30min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到70-80％，然后于75-85℃下固化5-15min，再在40-50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
所述预处理液由如下重量份数的原料制成：白色聚合氯化铝10-20份、月桂酰胺丙基甜菜碱1-5份、葡萄糖酸钠0.5-3份、水1000份；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:30-40，以1-2℃/min的升温速度升温至50-60℃保温30-60min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到70-80％，再利用微波反应器微波处理30-60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用40-50℃水洗涤一次和15-25℃水洗涤两次，水洗浴比1:30-40，并于40-50℃热风中干燥至恒重。
所述微波反应器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。
所述漂白液包含如下重量份数的原料：过氧化氢5-10份、膦酰基羧酸共聚物0.5-2份、癸基葡萄糖苷0.5-2份、聚环氧琥珀酸0.5-2份、聚天门冬氨酸0.25-1份、羟丙基-β-环糊精0.25-1份、水1500份。
所述漂白液还包含0.5-2份丙烯酰胺聚合物。
所述丙烯酰胺聚合物由N-羟甲基丙烯酰胺和多聚谷氨酸经酯化和聚合反应制成，其具体制备方法为：先将N-羟甲基丙烯酰胺和多聚谷氨酸溶于水中，并滴加质量浓度10％的稀硫酸调节体系pH值至5，再加热至75-85℃保温反应，待酯化反应完成后滴加质量浓度5％的碳酸氢钠溶液调节体系pH值至7，然后加入质量浓度10％的过硫酸铵水溶液，继续于75-85℃保温反应，待聚合反应完成后自然冷却至室温，向所得混合物中滴加无水乙醇直至无沉淀析出，过滤，沉淀真空干燥，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得丙烯酰胺聚合物。
所述多聚谷氨酸选用食品级多聚谷氨酸。
所述N-羟甲基丙烯酰胺、多聚谷氨酸、过硫酸铵水溶液的质量比为15-25:5-10:1-5。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过所述预处理操作对大豆蛋白纤维表面进行活化处理，以利于后续漂白工艺的高效进行，增强漂白效果；
(2)本发明通过所述漂白液实现低温漂白，在降低能耗投入的同时避免高温漂白对大豆蛋白纤维造成的不可逆损伤；并利用所述漂白液显著缩短漂白时间，提高经漂白后大豆蛋白纤维织物的白度；
(3)本发明通过短时间的微波处理来强化漂白效果，提高大豆蛋白纤维织物的白度稳定性，降低泛黄性。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对照例中白色聚合氯化铝选用河南锦豪环保材料有限公司生产的白色聚合氯化铝，膦酰基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸和聚天门冬氨酸选用山东泰和水处理科技股份有限公司生产的膦酰基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸和聚天门冬氨酸，羟丙基-β-环糊精选用江苏丰园生物技术有限公司的羟丙基-β-环糊精。
实施例1
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
实施例2
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入20g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
实施例3
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入20g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、1g丙烯酰胺聚合物、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
丙烯酰胺聚合物的制备：先将25g N-羟甲基丙烯酰胺和10g食品级多聚谷氨酸溶于水中，并滴加质量浓度10％的稀硫酸调节体系pH值至5，再加热至80℃保温反应，待酯化反应完成后滴加质量浓度5％的碳酸氢钠溶液调节体系pH值至7，然后加入5g质量浓度10％的过硫酸铵水溶液，继续于80℃保温反应，待聚合反应完成后自然冷却至室温，向所得混合物中滴加无水乙醇直至无沉淀析出，过滤，沉淀真空干燥，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得丙烯酰胺聚合物。
对照例1
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
对照例2
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
对照例3
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
对照例4
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
对照例5
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:30，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温20min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到75％，然后于80℃下固化10min，再在50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
预处理液的制备：向1000g水中加入15g白色聚合氯化铝、5g月桂酰胺丙基甜菜碱、2g葡萄糖酸钠，搅拌溶解完全，即得预处理液；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
对照例6
(1)漂白处理：将大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:40，以1℃/min的升温速度升温至55℃保温45min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到80％，再利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波反应器微波处理60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
漂白液的制备：向1500g水中加入6g过氧化氢、1g膦酰基羧酸共聚物、1g癸基葡萄糖苷、1g聚环氧琥珀酸、0.5g聚天门冬氨酸、0.5g羟丙基-β-环糊精，搅拌溶解完全，即得漂白液；
(2)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用50℃水洗涤一次和25℃水洗涤两次，水洗浴比1:40，并于50℃热风中干燥至恒重。
实施例4
以实施例1为基础，设置在制备漂白液时不添加羟丙基-β-环糊精的对照例1、在制备漂白液时不添加聚天门冬氨酸的对照例2、不经微波处理的对照例3、在制备漂白液时不添加聚环氧琥珀酸的对照例4、在制备漂白液时不添加膦酰基羧酸共聚物的对照例5、不经预处理的对照例6。
分别利用实施例1-3、对照例1-6对同批同规格的大豆蛋白纤维织物进行漂白，对漂白后的大豆蛋白纤维织物进行白度、泛黄指数和撕裂强度测试，如表1所示。
白度测试：依照FZ/T 50013-2008《纤维素化学纤维白度试验方法》。未经处理的大豆蛋白纤维织物白度为38％。
泛黄指数测试：在白度仪上读取X、Y、Z三刺激值，计算泛黄指数。泛黄指数YI＝100×(X-Z)/Y。
撕裂强度测试：埃尔曼多夫撕裂度试验仪，将尺寸6.5cm×10cm的测试样品两端夹紧，在其中间部位垂直切一个2cm的切口，在撕裂至4.5cm处测量该点所显示的最大克数，测量三次，取平均值，并用该平均值除以未经处理的样品的测量值，其商值即为撕裂强度。
表1本发明实施例所制漂白剂的漂白效果
由表1可知，本发明预处理操作和微波处理能提高大豆蛋白纤维织物的白度、减小大豆蛋白纤维织物的泛黄指数，减轻对大豆蛋白纤维的损伤；漂白液的组分也能显著影响大豆蛋白纤维织物的白度、泛黄指数和对大豆蛋白纤维的损伤。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：将大豆蛋白纤维织物浸入预处理液中，浴比1:20-30，以1-2℃/min的升温速度升温至45-55℃保温15-30min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到70-80％，然后于75-85℃下固化5-15min，再在40-50℃热风中干燥至恒重，即完成大豆蛋白纤维织物的预处理；
所述预处理液由如下重量份数的原料制成：白色聚合氯化铝10-20份、月桂酰胺丙基甜菜碱1-5份、葡萄糖酸钠0.5-3份、水1000份；
(2)漂白处理：将经预处理后的大豆蛋白纤维织物浸入漂白液中，浴比1:30-40，以1-2℃/min的升温速度升温至50-60℃保温30-60min，并经轧液机轧液使织物轧余率达到70-80％，再利用微波反应器微波处理30-60s，即完成大豆蛋白纤维织物的漂白处理；
(3)水洗、干燥：将经漂白处理后的大豆蛋白纤维织物水洗三次，分别采用40-50℃水洗涤一次和15-25℃水洗涤两次，水洗浴比1:30-40，并于40-50℃热风中干燥至恒重。
2.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述微波反应器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。
3.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述漂白液包含如下重量份数的原料：过氧化氢5-10份、膦酰基羧酸共聚物0.5-2份、癸基葡萄糖苷0.5-2份、聚环氧琥珀酸0.5-2份、聚天门冬氨酸0.25-1份、羟丙基-β-环糊精0.25-1份、水1500份。
4.根据权利要求3所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述漂白液还包含0.5-2份丙烯酰胺聚合物。
5.根据权利要求4所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述丙烯酰胺聚合物由N-羟甲基丙烯酰胺和多聚谷氨酸经酯化和聚合反应制成，其具体制备方法为：先将N-羟甲基丙烯酰胺和多聚谷氨酸溶于水中，并滴加质量浓度10％的稀硫酸调节体系pH值至5，再加热至75-85℃保温反应，待酯化反应完成后滴加质量浓度5％的碳酸氢钠溶液调节体系pH值至7，然后加入质量浓度10％的过硫酸铵水溶液，继续于75-85℃保温反应，待聚合反应完成后自然冷却至室温，向所得混合物中滴加无水乙醇直至无沉淀析出，过滤，沉淀真空干燥，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得丙烯酰胺聚合物。
6.根据权利要求5所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述多聚谷氨酸选用食品级多聚谷氨酸。
7.根据权利要求5所述的大豆蛋白纤维织物的低温漂白工艺，其特征在于：所述N-羟甲基丙烯酰胺、多聚谷氨酸、过硫酸铵水溶液的质量比为15-25:5-10:1-5。
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