CN113550136B - 一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法 - Google Patents

一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，属于漂白技术领域。该方法包括：(1)喷雾冷堆：将水刺后的湿润无纺布采用酶冷堆液进行喷雾冷堆，酶冷堆液包括复合生物酶剂和第一表面活性剂，复合生物酶剂的浓度为4‑6g/L，第一表面活性剂的浓度为1‑2g/L；(2)二次冷堆：将步骤(1)处理后的无纺布于具有化学冷堆液的密闭冷堆槽中进行常温冷堆，处理时间为20‑60分钟；密闭冷堆槽的空气中含有臭氧且臭氧的体积浓度为20‑40%；(3)水洗与烘干：步骤(2)处理后的无纺布经水洗与烘干后得到产品。该方法具有废液少、处理时间短、冷堆温度低、产品白度高、脱脂效果好和无需另外杀菌等优点。

Description

一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法
技术领域
本发明属于漂白技术领域，特别涉及一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法。
背景技术
现有技术中酶处理配合化学试剂进行脱漂处理的方法，如申请号为CN201010566451.3的专利公开了一种生物酶法对织物前处理的工艺，该工艺采用二浸轧一冷堆一汽蒸两高温水洗，步骤繁琐。冷堆需进行18h，汽蒸需0.8-1.2h，存在时间长与温度高等问题。如申请号为CN201710519377.1的专利公开了一种坯布生物酶前处理工艺，经过复合酶液的配制、浸轧、冷堆、氧漂、气蒸和水洗烘干步骤，完成坯布的生物酶前处理工艺；存在浴比高，冷堆时间长，需要氧漂与气蒸，冷堆后需要水洗烘干。如申请号为CN201610450485.3的专利公开了一种纺织品生物酶前处理方法，所述方法冷堆6-12h或高温气蒸0.5-1h，氧漂在100℃饱和蒸汽下蒸10-30 min。综上，不管采用化学冷堆，还是采用酶冷堆+化学冷堆，均存在常温冷堆时间长，或需要通过高温来降低冷堆时间。
可采用冷堆技术对棉进行脱脂漂白以达到节能减排的目的，进一步降低整个全棉水刺生产线的能耗，如申请号为CN 201710798689.0的专利公开了一种水刺无纺布的生产工艺，室温下冷堆2-12小时。在冷漂工序中，助漂剂包括：渗透剂、稳定剂、金属耦合剂；所述渗透剂为脂肪醇聚氧烷烯醚；所述稳定剂包括二价锡盐，蒽醌与DTPA的复配体、膦酸盐、羟基羧酸与锡复配的胶体溶液、氧化锡与有机膦酸，硝酸钠复配的胶体溶液；所述金属偶合剂为膦酸酯类化合物。该方法存在冷堆时间较长，水刺后需要烘干，助漂剂成分复杂、成本较贵且不易处理等问题。
发明内容
为了解决前述问题，本发明提供了一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，该方法将湿润的无纺布直接进行脱脂处理，结合了酶冷堆、化学冷堆和臭氧处理等工艺，该方法具有废液少、处理时间短、冷堆温度低、产品白度高、脱脂效果好和无需另外杀菌等优点。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，该方法包括：
(1)喷雾冷堆：将水刺后的湿润无纺布采用酶冷堆液进行喷雾冷堆；其中，酶冷堆液包括复合生物酶剂，复合生物酶剂的浓度为4-6g/L，复合生物酶剂包括果胶酶、纤维素酶、蛋白质酶和脂肪酶等。
(2)二次冷堆：将步骤(1)处理后的无纺布于具有化学冷堆液的密闭冷堆槽中进行常温冷堆，处理时间为40-90分钟。其中，化学冷堆液包括双氧水和氢氧化钠等，双氧水的浓度为6-8g/L，氢氧化钠的浓度为3-4g/L，密闭冷堆槽的空气中含有臭氧且臭氧的体积浓度为20-40%（需要不停地或间断地补充臭氧）。
(3)水洗与烘干：步骤(2)处理后的无纺布经水洗与烘干后得到产品。
其中，本专利利用酶的专一性和多效协同性清除原棉中的部分杂质。首先纤维素酶、果胶酶和脂肪酶可以作用于棉纤维最外层结构-角质层的纤维素、果胶和蜡质。纤维素酶将角质层纤维素分解成纤维二糖和葡萄糖；碱性果胶酶可催化聚半乳糖醛酸的α-1,4糖苷键裂解，可水解果胶物质；脂肪酶可催化水解甘油三酯生成亲水性的脂肪酸，达到去除蜡质的效果。蛋白质酶主要作用于中腔内的蛋白质。步骤(1)中的生物酶主要是作用在棉纤维表面缝隙与孔洞，达到去除角质层杂质的效果。
其中，在步骤(1)中，喷雾量为10-20g/m2无纺布，喷孔直径为0.3-0.5mm。
优选地，本发明实施例中的酶冷堆液还包括第一表面活性剂，第一表面活性剂的浓度为1-2g/L。
优选地，本发明实施例中的化学冷堆液还包括助剂，助剂的浓度为0.5-2.0g/L，助剂选自双氧水稳定剂和第二表面活性剂等中的一种或两种。
优选地，本发明实施例中的化学冷堆液还包括低温精炼剂，低温精炼剂的浓度为0.5-2.0g/L，低温精炼剂选自TAED、NOBS或TBCC等，优选为TAED。低温精炼剂具有渗透、乳化、分散等作用，可以使脱脂漂白处理更快速、更充分。
优选地，本发明实施例中的化学冷堆液还包括整理剂，整理剂的浓度为0.5-2.0g/L，整理剂选自柔软剂或抗静电剂等。
更优选地，本发明实施例中的化学冷堆液包括双氧水、氢氧化钠、第二表面活性剂和低温精炼剂，双氧水的浓度为6-8g/L，氢氧化钠的浓度为3-4g/L，第二表面活性剂的浓度为0.5-2.0g/L，低温精炼剂的浓度为0.5-2.0g/L。
具体地，第一表面活性剂和第二表面活性剂（第一表面活性剂和第二表面活性剂相同或不同）选自脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加系列）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）、仲烷基磺酸盐（SAS）或异构醇醚磷酸酯（OEP）等，优选均为脂肪醇聚氧乙烯醚。第一表面活性剂和第二表面活性剂的加入可提升效果。
其中，在步骤(2)中，浴比为1：4-8。
优选地，本发明提供的一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，该方法包括：
(1)喷雾冷堆：将水刺后的湿润无纺布采用酶冷堆液进行喷雾冷堆，喷雾量为10-20g/m2无纺布，喷孔直径为0.3-0.5mm。其中，酶冷堆液包括复合生物酶剂和第一表面活性剂，复合生物酶剂的浓度为4-6g/L，第一表面活性剂的浓度为1-2g/L；其中，复合生物酶剂由果胶酶、纤维素酶、蛋白质酶和脂肪酶按质量比1.5-2.0：2.0-4.0：1.2-1.8：1构成。
(2)二次冷堆：将步骤(1)处理后的无纺布于具有化学冷堆液的密闭冷堆槽中进行常温冷堆，处理时间为40-90分钟，浴比为1：4-8。其中，化学冷堆液包括双氧水、氢氧化钠、第二表面活性剂和低温精炼剂，双氧水的浓度为6-8g/L，氢氧化钠的浓度为3-4g/L，第二表面活性剂的浓度为0.5-2.0g/L，低温精炼剂的浓度为0.5-2.0g/L。其中，密闭冷堆槽上部（下部为化学冷堆液）的空气中含有臭氧且臭氧的体积浓度为20-40%；
(3)水洗与烘干：将步骤(2)处理后的无纺布经水洗与烘干得到产品。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)该专利是针对棉水刺无纺布进行冷堆，水刺后不需烘干，直接进行喷雾传动，此时水刺无纺布还是湿润状态，对雾化出的冷堆试剂可以起到更好的浸润效果。干燥的未脱漂水刺无纺布表面有蜡质、不亲水，直接喷雾的话，不会浸润到纤维内部。
(2)水刺后无需烘干，还可减少一次烘干的步骤，降低能耗。
(3)从冷堆剂的用量来说，本专利的浴比为1：4-8，冷堆剂的用量较常规技术小（常规技术可达1比10-30）得多，可降低废水处理的压力，降低冷堆设备的体积。
(4)从冷堆效果来说，单独酶进行冷堆白度只有66左右，单化学冷堆的白度只有74左右，采用本发明提供的方法白度可达82以上。
(5)各步骤均在常温下进行，节约能源。
(6)喷雾冷堆可降低酶的用量和废水处理量。
(7)处理时间非常短，喷雾冷堆（多层喷头同时喷雾）可在输送过程中实现，极大地提升生产效率。
(8)臭氧能明显提升化学冷堆液的脱漂效果。
总之，本专利的工艺冷堆时间短、生产效率高、化学试剂使用量少，节能减排绿色环保。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
实施例1提供了一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，该方法包括：
(1)喷雾冷堆：将水刺后的湿润无纺布采用酶冷堆液进行喷雾冷堆，喷雾量为15g/m2无纺布，喷孔直径为0.5mm。酶冷堆液包括复合生物酶剂和平平加，复合生物酶剂的浓度为5g/L，平平加的浓度为2 g/L。
(2)二次冷堆：将步骤(1)处理后的无纺布于具有化学冷堆液的密闭冷堆槽中进行常温冷堆，处理时间为45分钟，浴比为1：6。化学冷堆液包括双氧水、氢氧化钠、平平加和TAED，双氧水的浓度为6g/L，氢氧化钠的浓度为4g/L，平平加的浓度为1g/L，低温精炼剂的浓度为1g/L，密闭冷堆槽上部的空气中含有臭氧且臭氧的体积浓度为30%。
(3)水洗与烘干：将步骤(2)处理后的无纺布经水洗与烘干得到产品。
产品白度为82.48，残留pH值为7.2，透气性2905mm/s，残余双氧水含量1.36mg/L，泡沫高度0.8mm。
其中，本实施例中的白度、吸水量、残余pH值、泡沫高度和残余双氧水等的测试方法如下所示：
1 白度：采用 WSD-Ⅱd/o白度计，参照 GB /T 8425—1987《纺织品白度的仪器评定方法》，将试样叠成2层，在织物的不同部位测定 4 次，取平均值。其中标准白度板的标称值为71.3。
2吸水量：水刺全棉非织造材料的吸水量测试参照GB /T 24218.6—2010《纺织品非织造布试验方法第6部分: 吸收性的测定》，取尺寸为 100 mm × 100 mm 的试样称量，放入水中 60 s 后取出试样，垂直悬挂试样 120s 后再称量，计算得到吸水量。
3泡沫高度：将15g试样浸泡于150mL去离子水中，浸泡2h后，将10mL该萃取液置入25mL带塞量筒中，上下剧烈摇晃 20次并静置3min，测量量筒内的泡沫高度。
4残余pH值的测试方法：用pH计进行测定。将15g试样浸泡于150mL去离子水中，浸泡4h后，测量该萃取液的pH。
5残余双氧水含量：配置0．1mol／L的KMn04溶液和6mol／L的H2S04溶液。准确移取5mL含H202的处理液，倒入100mL的锥形瓶中，加入10mLH2S04溶液后摇匀，用0．1mol／L的KMn04标准溶液滴定，当锥形瓶中的溶液呈现微红色且30s不退色即为滴定终点。记录消耗高锰酸钾溶液的体积，连续滴定3次，取平均值。 采用 0.02 mol/L 高锰酸钾标准溶液标定待测双氧水溶液，移取 1 g 双氧水工作液至锥形瓶中，依次加入 50 mL 蒸馏水与 10 mL 3 mol/L的硫酸，用标定后的高锰酸钾溶液滴定双氧水，当溶液由无色变为微红色即为终点，计算公式： c(H2O2)=[1-c(KMnO4)×V(KMnO4)×5/2×34]×100%。
验证例
下面对本方法进行验证，试验过程如下：
棉网的白度为65，无纺布产品的克重为50g/m2,材质为纯棉。按表1的方式对本方法进行验证：
表1
NaOH（g/L） H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>（g/L） TAED（g/L） 表面活性剂（g/L） 复合酶（g/L）
试验组1 4 6 1 1 5
试验组2 3 5 1.5 0.8 5
对照组1 4 6 1 1 5
对照组2 5
对照组3 4 6 1 1 5
对照组4 4 6 1 1 5
对照组5 4 6 1 1 5
对照组6 20 12 1.5
对照组7 4 6 1 1 5
对照组8 4 6 1 1 5
其中，试验组1与实施例1一致；试验组2相对于实施例1仅调整了化学冷堆液的组成；对照组1，在步骤(1)中直接采用水进行喷雾，其他过程与试验组1一致；对照组2，步骤(1)与试验组1一致，在步骤(2)仅采用臭氧而不使用化学试剂；对照组3，步骤(1)与试验组1一致，在步骤(2)中不使用臭氧；对照组4，相对于试验组1，在步骤(1)中采用酶冷堆液浸泡处理，在步骤(1)中不使用臭氧；对照组5，相对于试验组1，在步骤(1)中采用酶冷堆液浸泡处理；对照组6，采用常规化学冷堆，NaOH 20g/L，H2O212g/L，TAED 1g/L，表面活性剂1.5g/L，温度40℃，时间16小时；对照组7，相对于试验组1，将无纺布干燥后再进行喷雾冷堆；对照组8，相对于试验组1，在步骤(2)中不使用臭氧，在之后送至含有水与臭氧的密闭容器中处理45分钟。其结果如表2所示：
表2
失重率（%） 吸水量（g） 白度 残余泡沫高度（mm）
试验组1 9.19 10.55 82.48 0.8
试验组2 9.01 10.23 81.73
对照组1 4.62 9.68 77.35 0.5
对照组2 2.83 8.17 70.4
对照组3 6.94 9.71 76.85
对照组4 5.12 8.85 75.24
对照组5 7.05 9.44 77.64 1.3
对照组6 7.31 9.55 77.98
对照组7 6.63 8.79 77.21
对照组8 7.94 9.67 80.67 　
从对照组1和试验组1来看，如果不用酶进行处理，失重率（降幅为49.7%）差距非常大，白度也具有一定差距（降幅为6.2%）；从对照组2和试验组1来看，如果不用化学冷堆液进行处理，失重率（降幅为69.2%）和白度差（降幅为14.6%）距非常大，吸水量也具有一定差距；从对照组3和试验组1来看，如果不用臭氧进行处理，白度（降幅为6.8%）差距非常大，失重率和吸水量也具有一定差距；从对照组3、对照组4和试验组1来看，如果不用臭氧进行处理，白度差距非常大，失重率和吸水量也具有一定差距，且浸泡处理的效果不如喷淋的效果好；从对照组5和试验组1来看，在步骤(1)中，采用喷雾的效果更好，同时喷雾处理更快，酶的用量更少，冷堆液处理量少，废水处理压力小。从对照组6与试验组1来看，本发明提供的方法较常规的化学处理方法好，时间更短。从对照组7和试验组1来看，无纺布干燥后在处理的效果并不好。从对照组8和试验组1来看，单独进行臭氧处理效果并不好。另外，从残余泡沫高度来看，采用喷雾处理较浸泡处理具有更低的表面残留。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)喷雾冷堆：将水刺后的湿润无纺布采用酶冷堆液进行喷雾冷堆，喷雾量为10-20g/m2无纺布，喷孔直径为0.3-0.5mm；所述酶冷堆液包括复合生物酶剂和第一表面活性剂，所述复合生物酶剂的浓度为4-6g/L，所述第一表面活性剂的浓度为1-2g/L，所述复合生物酶剂由果胶酶、纤维素酶、蛋白质酶和脂肪酶按质量比1.5-2.0：2.0-4.0：1.2-1.8：1构成；
(2)二次冷堆：将步骤(1)处理后的无纺布于具有化学冷堆液的密闭冷堆槽中进行常温冷堆，处理时间为40-90分钟，浴比为1：4-8；化学冷堆液包括双氧水、氢氧化钠、第二表面活性剂和低温精炼剂，所述双氧水的浓度为6-8g/L，所述氢氧化钠的浓度为3-4g/L，所述第二表面活性剂的浓度为0.5-2.0g/L，所述低温精炼剂的浓度为0.5-2.0g/L，所述密闭冷堆槽的空气中含有臭氧且臭氧的体积浓度为20-40%；
(3)水洗与烘干：将步骤(2)处理后的无纺布经水洗与烘干得到产品。
2.根据权利要求1所述的纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，其特征在于，所述低温精炼剂选自TAED、NOBS或TBCC。
3.根据权利要求1所述的纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，其特征在于，所述化学冷堆液还包括整理剂，所述整理剂的浓度为0.5-2.0g/L，所述整理剂选自柔软剂或抗静电剂。
4.根据权利要求1所述的纯棉水刺无纺布分步冷堆的方法，其特征在于，所述第一表面活性剂和第二表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、仲烷基磺酸盐或异构醇醚磷酸酯。
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