CN111705526B - 一种废水可重复利用的针织布染色工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种废水可重复利用的针织布染色工艺，包括以下步骤：前处理、染色、热洗、脱水、开幅和定型；前处理步骤为：将针织布置于水中，并加入双氧水、冷堆宝、阳离子改性保护剂，在20‑40℃下堆置10‑15h；阳离子改性保护剂包含以下组分：非离子渗透剂、双氧水稳定剂、去油剂、螯合分散剂、水；染色步骤为：将针织布在30‑40℃下，加入活性染料，浴比为1:8‑1:10，升到90‑98℃，保持35‑45分钟，然后降温至30‑40℃，得染色针织布、染色排水，染色排水的COD≤30mg/L；染色排水循环到染色步骤回收利用，具有使废水的COD值降低，使染色排水重复利用，减少废水排放的优点。

Description

一种废水可重复利用的针织布染色工艺
技术领域
本发明涉及针织面料染色的技术领域，具体涉及一种废水可重复利用的针织布染色工艺。
背景技术
针织布即是利用织针将纱线弯曲成圈并相互串套而形成的织物，分经编针织布和纬编针织布。针织面料具有质地柔软、吸湿透气、排汗保暖等特性，大多具有优良的弹性与延伸性。相对梭织布它具有产量高，适合小批量生产的特点。针织服饰穿着舒适、贴身和体、无拘紧感、能充分体现人体曲线。
在针织布生产工艺中，需要先将纤维进行改性，然后将纤维纺织成纱线，纱线经弯曲成圈并相互串套而形成针织布，然后根据市场需要，将针织布染成需要的颜色。由于纤维比较蓬松，比表面积较大，现有技术是对纤维进行改性，从而使后续的针织布达到较好的改性效果。纤维改性是使纤维表面带有正电荷的过程，使在染色时，在静电吸引的作用力下，能够更好的着色。但在针织布染色前，需要将针织布进行前处理，前处理是将针织布在生产过程中，表面产生的油、污渍以及纤维本身上面的伴生物进行清洗，以免使其表面的附着物降低染色效果。
现有技术中，对针织布的染色工艺已经比较成熟，如公开号为CN109281199A的中国发明专利公开了一种人棉弹力针织布的染色方法，其染色方法为：前处理，将人棉弹力针织布置于冷堆机中，加入去油灵2-5g/L、纯碱7-11g/L、双氧水4-8g/L，浴比为1:15，水浴升温，当温度升至80-100℃后，保温10-30min，然后水浴降温，温度降至45-60℃后，排出废水，注入冷水清洗10-20min；预定型，将前处理后的人棉弹力针织布置于预定型机，温度控制在160-180℃，车速为30-45m/min；染色，将预定型后的人棉弹力针织布放入染色机中，常温下，水浴中加入活性染料0.5-4％owf、匀染剂0.1-0.3g/L，纯碱0.4-1g/L，螯合分散剂0.4-1g/L，浴比1:20，然后水浴升温，当温度升至60-75℃后，保温30-50min，排出废水，加入清水冲洗10-20min；皂洗，将染色后的人棉弹力针织布放入皂洗液中进行还原皂洗，所述皂洗液中加入皂洗剂2-5g/L，纯碱2-4g/L，浴比为1:20，温度控制在80-100℃，保温5-15min，皂洗后先用60℃热水清洗10-20min，再用冷水清洗5-10min；脱水，将皂洗后的人棉弹力针织布用脱水机脱水处理；烘干，将皂洗后的人棉弹力针织布经烘干机进行烘干，烘干温度为80-90℃；开幅，对烘干后的人棉弹力针织布经开幅机进行开幅；定型，采用定型机进行定型处理，控制温度为100-110℃，速率25-40m/min。
通过上述染色工艺，虽然能够对针织布进行较好的染色，但是在每次染色时，会排出大量废水，废水的COD值(化学需氧量)为54mg/L。由于化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，COD值越低，说明污染程度越小。上述染色工艺中，由于在染色过程中，需要加入匀染剂、螯合分散剂等助剂，这些有机助剂残留在废水中，会增加废水的COD值，使得废水COD值较高，不能直接循环利用，造成水资源的浪费和环境污染。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废水可重复利用的针织布染色工艺，其具有使废水的COD值降低，使染色排水重复利用，从而减少废水排放的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种废水可重复利用的针织布染色工艺，其特征在于：其包括以下步骤：前处理、染色、热洗、脱水、开幅和定型；
其中前处理步骤为：将针织布置于水中，并加入双氧水、冷堆宝和阳离子改性保护剂，其质量浓度分别为40-60g/L、25-35g/L和7-15g/L，二浸二轧，带液率80-100％，在20-40℃下堆置10-15h；
所述阳离子改性保护剂由包含以下组分配制而成：非离子渗透剂7-9％、双氧水稳定剂10-14％、去油剂12-18％、螯合分散剂15-25％、水40-50％；
染色步骤为：将针织布在30-40℃下，水浴中加入活性染料，浴比为1:8-1:10，然后升温到90-98℃，并保持此温度35-45分钟，然后降温至30-40℃，出布，得到染色针织布、染色排水，染色排水的COD值≤30mg/L；
染色排水循环到染色步骤中回收利用；
其中，针织布是通过改性原料纤维制备。
通过采用上述技术方案，纤维经改性后制备成针织布，使针织布表面带有正电荷，经静电吸引的作用，使针织布更好的着色。但在传统的前处理步骤中，需要添加烧碱等强电离子的助剂，才能够将针织布表面的油污进行去除，但强电离子的物质会对针织布表面的正电荷产生影响，使针织布表面的正电荷减少，使针织布与染料的静电吸引作用减弱，导致针织布的着色率降低；本发明通过在前处理步骤中添加阳离子改性保护剂，并且使用弱电离子的助剂，使针织布带有的正电荷受到的影响较小，可以提高针织布的着色率，无需在染色步骤中另外添加匀染剂、纯碱、螯合分散剂等助剂以提高针织布的着色率，从而使染色排水的COD值大大降低，从而达到可循环使用的目的。
作为优选方案，所述热洗步骤为：所述热洗步骤为：用55-65℃的热水对染色针织布进行热洗20-30min，浴比为1:8-1:10，出布，得到热洗后的染色针织布、热洗排水，将热洗排水回收并循环利用。
通过采用上述技术方案，由于针织布表面的正电荷较多，使针织布与染料的结合作用力较大，在热洗步骤中，针织布表面的浮色较少，热洗用水可以循环使用到染色步骤中。
作为优选方案，所述染色排水预先和热洗排水混合，得到循环水，之后再循环到染色步骤中回收利用；循环水的温度通过加入冷水进行调节。
通过采用上述技术方案，通过将染色排水和热洗排水进行混合后，再进行循环利用，可以节省单独对热洗排水进行收集的设备，可以节约生产成本，一般地，循环水的温度会较高，通过加入温度较低的水对收集池的内的水进行降温，可以使降温速度较快，有利于工业生产效率。
作为优选方案，所述阳离子改性保护剂由包含以下组分配制而成：非离子渗透剂8％、双氧水稳定剂6％、二乙烯三胺五亚甲基膦酸6％、马来酸丙烯酸甲脂共聚物20％、异构醇聚氧乙烯醚15％、水45％。
通过采用上述技术方案，通过采用非离子型和弱离子型的原料进行复配，可以制备成阳离子改性保护剂，通过添加阳离子改性保护剂，可以将针织布表面的油污进行较好的清洗，并且对针织布表面的正电荷影响较小。
作为优选方案，所述阳离子改性保护剂的制备步骤为：在水中加入非离子渗透剂、去油剂，搅拌互溶后，再加入双氧水稳定剂和螯合分散剂，搅拌至溶解，即可得到阳离子改性保护剂。
通过采用上述技术方案，现将非离子渗透剂和去油剂溶解在水中以后，再将在水中溶解效果不好的双氧水稳定剂和螯合剂加入进行溶解，非离子渗透剂和去油剂可以起到表面活性剂的作用，可以加快双氧水稳定剂和螯合剂的溶解速度。
作为优选方案，所述去油剂为异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十醇聚氧乙烯醚。
通过采用上述技术方案，使用异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十醇聚氧乙烯醚配制阳离子改性保护剂时，均可以对针织布进行较好的前处理效果。
作为优选方案，所述双氧水稳定剂的型号为GN-0090或JL-36。
通过采用上述技术方案，使用型号为GN-0090或JL-36的双氧水稳定剂配制阳离子改性保护剂时，均可以对针织布进行较好的前处理效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在针织布的前处理步骤中通过加入阳离子改性保护剂、非离子型助剂或弱离子型助剂，可以使前处理步骤对针织布表面的正电荷的影响较小，是针织布与染料之间的静电作用增大，使针织布的着色率大大提高，使染色排水的COD值在循环用到10次时，其COD值仍≤30，染色排水的循环使用，大大减少了废水的排放，符合节能减排、保护环境的要求。
(2)本发明中由于加入了阳离子改性保护剂，使针织布的前处理过程对其表面的正电荷损失较小，使针织布与染料之间的静电作用力较大，使针织布与染料之间的结合较牢固，从而使针织布表面的浮色较少，使热洗用水的COD值较小，将热洗用水与染色排水进行混合循环，循环应用到染色步骤中，从而节能减排的目的。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
原料
本发明中的非离子渗透剂采用失水山梨醇脂肪酸酯，型号为S-80，生产厂家为江苏省海安石油化工厂；
原料纤维：棉纤维；
双氧水稳定剂：型号为GN-0090，生产厂家为山东化友水处理技术有限公司；型号为JL-36，生产厂家为淄博云川化工有限公司；
去油剂：异构十三醇聚氧乙烯醚，型号为E-1304，生产厂家为江苏省海安石油化工厂；异构十醇聚氧乙烯醚，型号为E-1005，生产厂家为江苏省海安石油化工厂；
螯合分散剂：马来酸-丙烯酸共聚物，密度≥1.18g/mL，生产厂家为枣庄市市中区泰和化工厂；冷堆宝：型号为TF-120，生产厂家为东莞市洁威实业有限公司；
活性染料：型号为活性红M-88，生产厂家为济南龙腾染料化工有限公司；
pH稳定剂：碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液，体积比为1:1，浓度为0.1M；
季胺盐类化合物：3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵，生产厂家为山东邦化油脂化学有限公司；阳离子改性剂：阳离子聚丙烯酰胺，型号为C635，生产厂家为河南开封弘源水处理科技有限公司。
制备例1
制备例1的阳离子改性保护剂各组分及各组分含量如表1所示，其阳离子改性保护剂制备步骤为：在水中加入非离子渗透剂、去油剂，搅拌互溶后，再加入双氧水稳定剂和螯合分散剂，搅拌至溶解，即可得到阳离子改性保护剂。其中，双氧水稳定剂的型号为GN-0090，去油剂采用异构十三醇聚氧乙烯醚。
表1制备例1-3的各原料组分以及各组分的量(kg)
原料 制备例1 制备例2 制备例3
非离子渗透剂 7 8 9
双氧水稳定剂 10 12 14
去油剂 18 15 12
螯合分散剂 15 20 25
水 50 45 40
制备例2
制备例2的阳离子改性保护剂各组分及各组分含量如表1所示，其阳离子改性保护剂制备步骤为：在水中加入非离子渗透剂、去油剂，搅拌互溶后，再加入双氧水稳定剂和螯合分散剂，搅拌至溶解，即可得到阳离子改性保护剂。其中，双氧水稳定剂的型号为JL-36，去油剂采用异构十醇聚氧乙烯醚。
制备例3
制备例3的阳离子改性保护剂各组分及各组分含量如表1所示，其阳离子改性保护剂制备步骤为：在水中加入非离子渗透剂、去油剂，搅拌互溶后，再加入双氧水稳定剂和螯合分散剂，搅拌至溶解，即可得到阳离子改性保护剂。其中，双氧水稳定剂的型号为GN-0090，去油剂采用异构十醇聚氧乙烯醚。
制备例4
制备例4制得的强力活化剂的制备步骤为：在80kg水中加入非离子渗透剂8kg、型号为GN-0090的pH值稳定剂5kg、季胺盐类化合物10kg，搅拌溶解，即可制得强力活化剂。
本发明中的针织布采用改性后的针织布，其改性方法是通过对其原料纤维进行改性，采用改性原料纤维制备而成。其改性原料纤维的具体制备步骤如下：
1)将待改性的原料纤维放入缸体内，向缸体内加入水，控制原料纤维和水的重量比例为1:10，搅拌使原料纤维浸入到水中，得到混合料a；
2)将烧碱和强力活化剂加入到混合料a中，添加后的烧碱和强力活化剂的质量分数分别为1％和1.5％，边加入边搅拌，添加完毕后，继续反应20min，得到混合料b；
3)将步骤2)中的原料纤维从缸体取出，向缸体内加入阳离子改性剂，其添加后的质量分数为3％，搅拌均匀，再将取出的原料纤维放入到缸体内，搅拌反应50min，得到混合料c；
4)将步骤3)中的原料纤维进行水洗，再放入到脱水机内进行脱水，脱水完成后，再放入烘干机，温度为100℃的条件下进行烘干处理后，即得到改性原料纤维。
实施例1
实施例1的废水可重复利用的针织布染色工艺，其操作步骤具体为：
1)前处理：将针织布置于冷堆机中，加入水，加入双氧水、冷堆宝和阳离子改性保护剂，其中双氧水质量浓度为40g/L，冷堆宝质量浓度为25g/L，阳离子改性保护剂7g/L，二浸二轧，带液率为100％，在20℃下堆置10h；
2)染色：将针织布放入染色机中，在30℃下，水浴中加入活性染料0.5％owf，浴比为1:8，然后升温到90℃，并保持此温度35分钟，然后以2℃/min的速度进行降温，染色使用的水通过排水管排放到收集池，收集池内的水再循环到染色机中进行下一次的染色。
3)热洗：用55℃的热水进行热洗20min，浴比为1:10，洗涤后的水通过排水管排放到收集池，用于下一次的染色；
4)脱水：将步骤4)得到的针织布用脱水机进行脱水处理；
5)开幅：对烘干后的针织布经开幅机进行开幅；
6)定型：采用定型机进行定型处理，控制温度为140℃，速率40m/min。
其中收集池内的循环水的温度通过通入10℃的冷水对其进行降温。
实施例2
实施例2的废水可重复利用的针织布染色工艺，其操作步骤具体为：
1)前处理：将针织布置于冷堆机中，加入水，加入双氧水、冷堆宝和阳离子改性保护剂，其中双氧水质量浓度为50g/L，冷堆宝质量浓度为30g/L，阳离子改性保护剂10g/L，二浸二轧，带液率为80％，在30℃下堆置13h；
2)染色：将针织布放入染色机中，在35℃下，水浴中加入活性染料1.2％owf，浴比为1:9，然后升温到95℃，并保持此温度40分钟，然后以2℃/min的速度进行降温，染色使用的水通过排水管排放到收集池，收集池内的水再循环到染色机中进行下一次的染色。
3)热洗：用60℃的热水进行热洗25min，浴比为1:9，洗涤后的水通过排水管排放到收集池；其余步骤与实施例1均相同。
实施例3
实施例3的废水可重复利用的针织布染色工艺，其操作步骤具体为：
1)前处理：将针织布置于冷堆机中，加入水，加入双氧水、冷堆宝和阳离子改性保护剂，其中双氧水质量浓度为60g/L，冷堆宝质量浓度为35g/L，阳离子改性保护剂15g/L，二浸二轧，带液率为90％，在40℃下堆置15h；
2)染色：将针织布放入染色机中，在40℃下，水浴中加入活性染料2.0％owf，浴比为1:10，然后升温到98℃，并保持此温度45分钟，然后以2℃/min的速度进行降温，染色使用的水通过排水管排放到收集池，收集池内的水再循环到染色机中进行下一次的染色。
3)热洗：用65℃的热水进行热洗30min，浴比为1:8，洗涤后的水通过排水管排放到收集池；其余步骤与实施例1均相同。
实施例4
实施例4的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例1的不同之处在于，染色排水使用循环过5次的循环水，其余操作步骤与实施例1均相同。
实施例5
实施例5的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例1的不同之处在于，染色排水使用循环过10次的循环水，其余操作步骤与实施例1均相同。
实施例6
实施例6的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例2的不同之处在于，染色排水使用循环过5次的循环水，其余操作步骤与实施例2均相同。
实施例7
实施例7的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例2的不同之处在于，染色排水使用循环过10次的循环水，其余操作步骤与实施例2均相同。
实施例8
实施例8的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例3的不同之处在于，染色排水使用循环过5次的循环水，其余操作步骤与实施例3均相同。
实施例9
实施例9的废水可重复利用的针织布染色工艺，与实施例3的不同之处在于，染色排水使用循环过10次的循环水，其余操作步骤与实施例3均相同。
对比例1
公开号为CN109281199A的中国发明专利中的实施例2中的人棉弹力针织布的染色方法。
性能检测试验
分别抽取实施例1-9中收集池内的水和对比例1中染色后的废水，采用如下方法进行测试，具体结果见表2所示。
染色排水的COD值：通过GB18918-2002中的测试方法进行测试；
外观：根据GB T 22846-2009《针织布(四分制)外观检验》中的方法对其外观进行评分，分数越高，表面外观越差。
表2实施例1-9及对比例1的染色循环水的检测结果
COD值(mg/L) 外观/(分)
实施例1 7 1
实施例2 5 1
实施例3 8 1
实施例4 15 1
实施例5 26 1
实施例6 13 1
实施例7 24 1
实施例8 17 1
实施例9 30 1
对比例1 54 1
从表2中的检测结果可以看出，本发明的针织布染色工艺中染色排水的COD值较低，与对比例1相比，本发明的染色排水在循环使用5次甚至10次以后的COD值仍远远低于对比例1，并且在染色步骤中，不添加匀染剂、纯碱、螯合分散剂等助剂时，针织布染色后外观均达到1分，说明染色效果较好，有利于节能减排。
从实施例1-9的数据可以看出，随着染色排水的循环次数的增多，其染色排水的COD值呈上升趋势。在加入活性染料2.0％owf，浴比为1:10循环10次的条件下，其染色排水的COD值达到30mg/L，仍远远低于对比例1。说明本发明的染色排水至少可循环10次使用，有利于节能减排，充分利用了水资源，符合环境保护的理念。
从实施例1-3的数据可以看出，制备例1-3得到的阳离子改性保护剂无明显区别。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种废水可重复利用的针织布染色工艺，其特征在于：其包括以下步骤：前处理、染色、热洗、脱水、开幅和定型；
其中前处理步骤为：将针织布置于水中，并加入双氧水、冷堆宝和阳离子改性保护剂，其质量浓度分别为40-60g/L、25-35g/L和7-15g/L，二浸二轧，带液率80-100%，在20-40℃下堆置10-15h；
所述阳离子改性保护剂由包含以下组分配制而成：非离子渗透剂7-9%、双氧水稳定剂10-14%、去油剂12-18%、螯合分散剂15-25%、水40-50%；
所述阳离子改性保护剂的制备步骤为：在水中加入非离子渗透剂、去油剂，搅拌互溶后，再加入双氧水稳定剂和螯合分散剂，搅拌至溶解，即可得到阳离子改性保护剂；
染色步骤为：将针织布在30-40℃下，水浴中加入活性染料，浴比为1:8-1:10，然后升温到90-98℃，并保持此温度35-45分钟，然后降温至30-40℃，出布，得到染色针织布、染色排水，染色排水的COD值≤30mg/L；
染色排水循环到染色步骤中回收利用；
其中，针织布是通过改性棉纤维制备得到，使针织布表面带有正电荷，所述去油剂为异构十三醇聚氧乙烯醚或异构十醇聚氧乙烯醚；所述双氧水稳定剂的型号为GN-0090或JL-36。
2.根据权利要求1所述的一种废水可重复利用的针织布染色工艺，其特征在于：所述热洗步骤为：用55-65℃的热水对染色针织布进行热洗20-30min，浴比为1:8-1:10，出布，得到热洗后的染色针织布、热洗排水，将热洗排水回收并循环利用。
3.根据权利要求2所述的一种废水可重复利用的针织布染色工艺，其特征在于：所述染色排水预先和热洗排水混合，得到循环水，之后再循环到染色步骤中回收利用；
循环水的温度通过加入冷水进行调节。
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