CN113322664A - 一种特白棉织物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种棉织物的特白工艺处理方法，属于面料前处理领域。本发明以价格低廉的硼氢化钠、过碳酰胺、过醋酸、过氧化氢、氢氧化钠为漂白助剂，添加焦磷酸钠为减少过氧化氢的无效分解，使用高效渗透剂可增大助剂在棉纤维的可及度，在得到高白度棉织物的同时，其织物强降率较低，同时织物白度可达到90以上、强力损伤较小、毛效性能优异、无织物泛黄现象，且处理工艺简单可靠。

Description

一种特白棉织物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种特白棉织物的制备方法，属于面料前处理领域。
背景技术
棉织物由于其吸水性好、穿着舒适、易染色等优点应用广泛，其市场份额占全球纤维消费总量的40％。未经前处理的棉纤维含有果胶、蜡质、色素、棉籽壳、含氮物质等天然杂质，因而其布面发黄、手感粗糙，染色性能差。棉织物精练后杂质明显减少、吸水性能提高，但由于棉纤维上还有色素存在导致其外观不满足服用要求，因此要进行漂白处理，漂白的目的在于破坏色素上的共轭基团，赋予织物稳定的白度。
在棉织物漂白中，漂白剂可分为两类：(1)还原漂白剂：亚硫酸氢钠、无水亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硼氢化钠等；(2)氧化漂白剂：次氯酸钠、亚氯酸钠、过氧化氢等。还原漂白剂处理后织物易泛黄，因此目前主要使用氧化漂白剂。由于次氯酸钠漂白、亚氯酸钠漂白均不符合生态环保要求，限制了该工艺在生产中的应用。过氧化氢作为重要的无氯漂白剂，处理后织物白度高、稳定性好、不泛黄而广泛使用于各种纤维的漂白。传统过氧化氢漂白在高温(98℃)、高碱条件下才能获得最佳漂白效果。它通过氢氧化钠为过氧化氢提供碱性环境加速对棉织物的漂白，从而提高织物白度与吸水性。虽然传统漂白工艺处理效果好，但是如下存在如下缺点：(1)废水碱性强、能源消耗大；(2)高温高碱条件下极易造成纤维损伤。
冷轧堆工艺是将浸轧溶液后的织物在20-40℃放置12-24小时，此法工艺路线短、设备简单、操作方便、能耗低、适合小批量多品种需求、去杂净、白度好、布面平整、产品质量稳定等。本发明通过冷轧堆工艺对特白棉织物的制备方法进行研究。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种特白棉织物的制备方法，该方法首先采用还原剂-硼氢化钠进行一次漂白，再以冷轧堆工艺为基础，使用低温促进剂-过醋酸、协同增效剂-过碳酰胺、氢氧化钠与过氧化氢进行二次漂白。硼氢化钠具有强还原性，可释放出氢使得色素发色基团的不饱和键变为单键，从而达到漂白棉织物的目的。
本发明还提供了相应的工艺参数，处理后织物的白度可以达到90以上，且此工艺对棉织物损伤较小；处理过程绿色无污染，废液碱度低；能源消耗小；工艺路线短，操作方便，具有行业推广应用价值。
本发明第一个目的是提供一种特白棉织物的制备方法，所述方法包括：先将棉织物在90℃下还原漂白60-75min，然后进行氧化漂白，再做冷扎堆处理，最后水洗和烘干。
在本发明的一种实施方式中，所述还原漂白工作液中，硼氢化钠浓度为25-45g/L；优选的，硼氢化钠浓度为25-35g/L；最优方案中，硼氢化钠浓度为25g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述还原漂白处理时间为60-75min；优选的，还原漂白时间为60-70min；最优方案中，还原漂白时间为60min。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液为过氧化氢、低温促进剂、协同增效剂、氢氧化钠、过氧化氢稳定剂。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液中，低温促进剂为过醋酸，浓度为8-14g/L；优选的，过醋酸浓度为8-12g/L；最优方案中，过醋酸浓度为8g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液中，协同增效剂为过碳酰胺，浓度为8-14g/L；优选的，过碳酰胺浓度为8-12g/L；最优方案中，过碳酰胺浓度为8g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液是通过加入30％的过氧化氢溶液配置得到；其中，30％的过氧化氢溶液相对氧化漂白工作液的体积占比为110-170mL/L；优选的，30％过氧化氢相对氧化漂白工作液的体积占比为110-150mL/L；最优方案中，30％过氧化氢相对氧化漂白工作液的体积占比为110mL/L。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液中，氢氧化钠浓度为40-70g/L；优选的，氢氧化钠浓度为40-60g/L；最优方案中，氢氧化钠浓度为40g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液中，过氧化氢稳定剂为焦磷酸钠，浓度为6-14g/L；优选的，焦磷酸钠浓度为6-10g/L；最优方案中，焦磷酸钠浓度为6g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白中冷轧堆处理温度为30-40℃；优选的，冷扎堆处理温度为30-35℃；最优方案中，冷扎堆处理温度为30℃。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白中冷轧堆处理时间为24-36h；优选的，冷扎堆处理时间为24-30h；最优方案中，冷扎堆处理时间为24h。
在本发明的一种实施方式中，所述氧化漂白工作液中过醋酸、过碳酰胺、过氧化氢、氢氧化钠和焦磷酸钠的质量比为(4-7):(4-7):(24-28):(20-35):(2-7)。
本发明的第二个目的是用上述方法得到的特白棉织物。
本发明的第三个目的是降低漂白废液的碱度。
在本发明一种实施方式中，所述方法为：(1)还原漂白段：配置还原漂白工作液，还原漂白工作液中硼氢化钠浓度为5-45g/L，溶剂为水；进行还原漂白，在90℃下将棉织物处理45-75min；(2)氧化漂白段：配置氧化漂白工作液，氧化漂白工作液中过碳酰胺浓度为0-14g/L，过醋酸浓度为0-14g/L，30％过氧化氢浓度为50-170ml/L，氢氧化钠浓度为10-70g/L，焦磷酸钠浓度为0-12g/L，高效渗透剂JFC浓度为4g/L，精练剂浓度为4g/L，溶剂为水；该氧化漂白工作液中各组分的添加顺序为：依次加入过碳酰胺、过醋酸、焦磷酸钠、高效渗透剂JFC和精练剂，在上述组分加入后再添加NaOH，而30％过氧化氢必须在最后加入，高效渗透剂与精练剂的添加顺序可以变化；在室温条件下，织物通过浸轧漂液，浸轧方式为二浸二轧(轧余率为100％)，利用轧辊压轧的作用是漂液吸附在纺织品的纤维表面。将吸附漂液的织物在可移动打卷机上打卷，在30℃堆置24h。
本发明取得的有益效果：
与传统的棉织物漂白方法相比，本发明的优点和效果：
(1)特高白度：本发明通过两次漂白棉织物，先使用硼氢化钠还原漂白棉织物一次，再使用过氧化氢以及协同增效剂过碳酰胺、低温促进剂过醋酸与氢氧化钠对棉织物进行二次漂白，避免了还原漂白后织物泛黄影响后续加工。
(2)还原漂白中硼氢化钠的强还原性可使得纤维素纤维色素的不饱和键断裂，达到消色的目的；氧化漂白中过碳酰胺在溶液中可释放过氧化氢与尿素，过醋酸可破坏棉织物色素上的共轭双键，碱性条件下过氧化氢可产生过氧氢根离子，从而漂白棉织物，过氧化氢与过碳酰胺和过醋酸联合使用可起到增效作用，处理后织物的白度达到90以上达到特白标准，且强力损伤较小、毛效优异、产品稳定性好。。
(3)经济环保：本发明利用冷轧堆(温度：30-40℃、时间24-36h)的方式，使得织物在碱性条件下进行漂白处理。在获得高白度产品的同时，也节约了资源、产品质量好、工艺简单，符合生态环保的要求。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实例表示的范围。
一种特白棉织物的制备方法，具体实施方法如下：
实施例1：
本发明提供了一种特白棉织物的制备方法，具体工艺如下：
(1)还原漂白段：配置还原漂白工作液，还原漂白工作液中硼氢化钠浓度为25g/L，在90℃下将棉织物还原漂白处理60min。
(2)氧化漂白段：氧化漂白工作液中各组分浓度为：过碳酰胺8g/L；过醋酸8g/L；30％过氧化氢110ml/L；氢氧化钠40g/L；焦磷酸钠g/L；高效渗透剂JFC 4g/L；精练剂4g/L；该漂白工作液中各组分的添加顺序为：过碳酰胺、过醋酸、焦磷酸钠、高效渗透剂JFC、精练剂，NaOH必须在上述组分加入后再加入，30％的H2O2必须在最后加入，高效渗透剂与精练剂的添加顺序可以变化；在室温条件下，棉织物通过浸轧漂液，浸轧方式为二浸二轧(轧余率为100％)，利用轧辊压轧的作用是漂液吸附在纺织品的纤维表面。
(3)冷扎堆处理：将吸附氧化漂白工作液的棉织物在可移动打卷机上打卷，在30℃下堆置24h。
(4)水洗干燥：将堆置处理完成的棉织物，两次热水洗，两次冷水洗后，烘干。
实施例2：
硼氢化钠的浓度决定了漂白后的白度，因此需要探究硼氢化钠浓度对棉织物处理效果的影响。
参照实施例1，使用硼氢化钠浓度为5-45g/L的还原漂白工作液进行还原漂白，其余条件不变。根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表1所示。
表1硼氢化钠浓度对棉织物处理效果的影响
硼氢化钠浓度/g·L<sup>-1</sup> 5 10 15 20 25 30 35 40 45
白度/％ 81.2 83.3 85.5 87.4 91.4 92.0 92.3 93.8 94.2
强降率/％ 3.2 5.5 6.8 7.6 8.1 9.9 10.8 14.1 15.8
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.1 9.3 10.4 10.9 11.4 12.0 12.9 13.1 13.8
实施例3：
还原漂白的时间使影响棉织物的白度的主要因素之一，因此我们需要探究还原漂白时间对棉织物处理效果的影响。
参照实施例1，还原漂白所需时间为45-75min，其余条件不变。根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表2所示。
表2还原漂白时间对棉织物处理效果的影响
Figure BDA0003086796380000041
Figure BDA0003086796380000051
实施例4：
过碳酰胺在溶液中可以释放过氧化氢与尿素，而过氧化氢可氧化漂白棉织物，使其色素上的共轭基团断裂，可以作为氧化漂白液中的协同增效剂，达到消色目的。因此我们需要探究过碳酰胺的浓度对棉织物处理效果的影响。
参照实施例1，氧化漂白工作液中过碳酰胺浓度为0-14g/L，其余条件不变。根据GB/T8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表3所示。
表3过碳酰胺浓度对棉织物处理效果的影响
过碳酰胺浓度g·L<sup>-1</sup> 0 2 4 6 8 10 12 14
白度/％ 80.3 83.8 85.6 87.3 91.4 92.6 93.0 94.1
强降率/％ 4.1 5.8 6.9 7.7 8.1 10.3 11.5 13.6
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.3 9.4 10.5 11.0 11.4 12.4 13.2 13.8
实施例5：
过醋酸具有强氧化性，在溶液中可破坏纤维素纤维上的色素，使其共轭基团断裂，达到漂白目的，过醋酸的浓度也会影响处理后织物的白度，因此需要探究过醋酸的浓度对棉织物白度的影响。
参照实施例1，氧化漂白工作液中过醋酸浓度为0-14g/L，其余条件不变。根据GB/T8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表4所示。
表4过醋酸浓度对棉织物处理效果的影响
过醋酸浓度/g·L<sup>-1</sup> 0 2 4 6 8 10 12 14
白度/％ 81.6 84.2 86.5 88.4 91.4 92.0 92.8 93.2
强降率/％ 3.6 5.3 6.9 8.0 8.1 10.0 11.4 11.6
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.4 9.1 10.6 11.0 11.4 12.7 13.1 13.5
实施例6：
碱性环境下过氧化氢可产生过氧氢根离子，具有强氧化性的过氧氢根离子能够破坏纤维素纤维上的色素的共轭基团，达到消色目的。过氧化氢的浓度决定了处理后织物的白度，因此需要探究过氧化氢的浓度对棉织物白度的影响。
参照实施例1，氧化漂白工作液中30％过氧化氢浓度为30-70mL/L，其余条件不变。根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表5所示。
表5过氧化氢体积对棉织物处理效果的影响
过氧化氢体积/mL 50 70 90 110 130 150 170
白度/％ 83.2 86.6 88.7 91.4 92.3 92.9 93.6
强降率/％ 3.5 5.1 6.7 8.1 10.1 10.9 12.5
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.0 9.4 10.8 11.4 12.4 13.1 13.6
实施例7：
NaOH的碱性可以影响H2O2在溶液中电离出的HOO-的数量，进而影响到体系的漂白能力，因此NaOH浓度对漂白效果影响较大，因此需要探究NaOH的浓度对棉织物白度的影响。
参照实施例1，氧化漂白工作液中NaOH浓度为10-70g/L，其余条件不变。根据GB/T8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表6所示。
表6NaOH浓度对织物漂白效果的影响
NaOH浓度/g·L-1 10 20 30 40 50 60 70
白度/％ 82.2 84.9 87.4 91.4 92.9 93.3 93.8
强损率/％ 3.8 5.7 6.5 8.1 10.2 11.0 12.6
毛效 8.4 9.5 10.7 11.4 12.5 13.4 13.8
实施例8：
焦磷酸钠是过氧化氢稳定剂，通过对过氧化氢的稳定，可减少过氧化氢的无效分解，从而提高处理后棉织物白度，因此需要探究焦磷酸钠的浓度对棉织物白度的影响。
参照实施例1，氧化漂白工作液中焦磷酸钠浓度为0-12g/L，其余条件不变。根据GB/T8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表7所示。
表7焦磷酸钠浓度对棉织物处理效果的影响
焦磷酸钠浓度/g·L<sup>-1</sup> 0 2 4 6 8 10 12
白度/％ 82.7 85.4 87.9 91.4 92.3 93.4 93.7
强降率/％ 4.2 5.5 6.9 8.1 10.3 11.1 12.4
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.1 9.3 10.8 11.4 12.0 13.2 13.6
实施例9：
冷轧堆温度可影响过氧化氢分解速率，从而影响处理后织物的白度，因此需要探究堆置温度对棉织物处理效果的影响。
参照实施例1，冷扎堆处理的温度为20-40℃，其余条件不变。根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表8所示。
表8冷轧堆温度对棉织物处理效果的影响
温度/℃ 20 25 30 35 40
白度/％ 84.2 88.4 91.4 93.3 95.6
强降率％ 3.5 5.7 8.1 10.9 13.6
毛效/cm·30min<sup>-1</sup> 8.9 10.4 11.4 12.8 13.4
实施例10：
冷轧堆工艺的堆置时间可影响处理后织物的白度，因此需要探究时堆置间对棉织物白度的影响。
参照实施例1，冷扎堆处理的时间为12-36h，其余条件不变。根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标，如表9所示。
表9冷轧堆时间对棉织物处理效果的影响
Figure BDA0003086796380000071
Figure BDA0003086796380000081
对比例1：
比较棉织物还原氧化漂白工艺与高温碱氧工艺对棉织物处理效果。
高温碱氧工艺为，采用组分为30％过氧化氢3g/L，NaOH 5g/L，硅酸钠5g/L的氧化漂白工作液进行漂白，水浴比为1：30，在90℃下处理60min，然后充分水洗，最后进行烘干。
根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标见表8。
表10氧化还原工艺与碱氧工艺处理后效果对比
Figure BDA0003086796380000082
对比例2：
比较棉织物还原氧化漂白工艺与常规冷轧堆漂白工艺处理效果。
传统冷轧堆漂白工艺为，30％过氧化氢65g/L，NaOH 25g/L，硅酸钠35g/L，高效渗透剂JFC 4g/L，室温堆置24h，热水洗两次，冷水洗两次，烘干。
根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标见表11。
表11还原氧化漂白工艺与常规冷轧堆工艺漂白效果的对比
Figure BDA0003086796380000083
对比例3
比较棉织物两次氧化漂白工艺、两次还原漂白工艺、氧化还原漂白工艺与还原氧化漂白工艺对棉织物处理效果。
两次氧化漂白工艺为：第一次氧化漂白为30％过氧化氢3g/L，NaOH 5g/L，硅酸钠5g/L，98℃保温60min；第二次氧化漂白为30％过氧化氢65g/L，NaOH 25g/L，硅酸钠35g/L，高效渗透剂JFC 4g/L，室温堆置24h，热水洗两次，冷水洗两次，烘干。
两次还原漂白工艺为：第一次还原漂白为硼氢化钠15g/L，90℃处理60min；第二次还原漂白为亚硫酸氢钠5g/L，90℃处理60min，热水洗两次，冷水洗两次，烘干。
氧化还原漂白工艺为：氧化漂白段工艺为30％过氧化氢65g/L，NaOH 25g/L，硅酸钠35g/L，高效渗透剂JFC 4g/L，室温堆置24h，水洗烘干；还原漂白段为亚硫酸氢钠5g/L，90℃处理60min，热水洗两次，冷水洗两次，烘干。
根据GB/T 8424.2-2001《纺织品相对白度的仪器评定办法》、GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》与FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，测得棉织物处理后各表征指标见表12。
表12两次氧化漂白工艺、两次还原漂白工艺、氧化还原漂白工艺与还原氧化漂白工艺对棉织物处理效果的对比
Figure BDA0003086796380000091

Claims (10)

1.一种制备特白棉织物的方法，其特征在于：先使用含有硼氢化钠的还原漂白工作液对棉织物进行还原漂白，然后使用氧化漂白工作液对还原漂白后的棉织物进行氧化漂白，结束后再进行冷扎堆处理，最后将冷扎堆处理后的棉织物水洗和干燥；其中氧化漂白工作液包括过氧化氢、低温促进剂、协同增效剂、氢氧化钠、过氧化氢稳定剂。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述还原漂白工作液中，硼氢化钠的浓度为25-45g/L。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，冷扎堆处理是将进行氧化漂白后的织物在30-40℃下堆置24-36h。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液中，低温促进剂为过醋酸，浓度为8-14g/L。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液中，协同增效剂为过碳酰胺，浓度为8-14g/L。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液中，过氧化氢稳定剂为焦磷酸钠，浓度为6-12g/L。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液是通过加入30％的过氧化氢溶液配置得到；其中，30％的过氧化氢溶液相对氧化漂白工作液的体积占比为110-170mL/L。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液中，氢氧化钠的浓度为40-70g/L。
9.根据权利要求1-8任一项所述方法，其特征在于，所述氧化漂白工作液中，还包括添加高效渗透剂和精炼剂。
10.根据权利要求1-9任一所述方法得到的特白棉织物。
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