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CN107142734A - 一种前处理剂及其用于棉筒子纱染色前处理的方法 - Google Patents

一种前处理剂及其用于棉筒子纱染色前处理的方法 Download PDF

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CN107142734A CN201710463057.9A CN201710463057A CN107142734A CN 107142734 A CN107142734 A CN 107142734A CN 201710463057 A CN201710463057 A CN 201710463057A CN 107142734 A CN107142734 A CN 107142734A
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姚江薇
王国根
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Zhejiang Siris Printing And Dyeing Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种前处理剂及其用于棉筒子纱染色前处理的方法，属于纤维、纱、线、织物或这些原料制成的纤维制品的生化处理技术领域。采用生物酶、双氧水、双氧水活化剂和助剂进行染色前处理，30%双氧水4‑12g/L，生物酶5‑10 g/L，双氧水活性剂1‑3 g/L，渗透剂1‑3 g/L，pH值调节至7‑9，浴比5:1‑20:1，室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为50‑65℃，处理时间40‑60分钟。将该方法应用于筒子纱的染色处理，既可以降低双氧水的处理温度和pH值，解决可以高温引起的能耗问题和强碱造成的处理废液污染环境等问题，又可以缩短工艺流程，提高生产效率，取得满意的处理效果。

Description

一种前处理剂及其用于棉筒子纱染色前处理的方法
技术领域
本发明涉及一种前处理剂及将该前处理用作棉筒子纱酶氧一浴低温前处理的方法，属于纤维、纱、线、织物或这些原料制成的纤维制品的生化处理技术领域。
背景技术
印染行业是纺织产业链中提高产品附加值的关键行业，但企业生产过程中往往存在能耗、水耗高、污染物排放等问题，随着纺织印染工业的迅速发展，环境保护问题也愈发突出。印染工艺研究应该把控制污染和生产过程联系起来，开发通过控制生产过程来达到充分利用原料、能源和资源，减少污染物排放的新型工艺技术。目前筒子纱染色普遍采取烧碱、双氧水及渗透剂、精炼剂等化学药品进行碱煮练或碱煮漂的前处理加工工艺，如专利2009101005228。这种工艺，后续水洗次数多，不仅耗水耗能大，工序路线长,而且烧碱漂后的残液pH值、COD值、BOD值均较高，加重了污水处理负担，尤其是易使纤维受损，纤维脆化、强度降低、手感粗硬。
采用生物酶对棉型织物进行退浆和煮练，条件更加温和，对纤维损伤小。人们很早就开始尝试用生物酶和双氧水对棉型织物进行一浴前处理，但常规的双氧水漂白在高温下进行，需添加稳定剂并且用烧碱控制pH值为10～11。由于酶的最适温度相对较低，而且对pH值很敏感，因此，酶氧一浴很难取得理想的处理效果。
酶氧一浴的工艺在棉织物的染色前处理工艺中已有一定的研究和探索，如专利2012103181847和专利2012104868245，但上述技术均是针对纤维或者织物进行直接处理，对于棉筒子纱尚未有涉及，基于酶氧一浴处理效果不稳定和筒子纱前处理对纱线的毛效和白度要求较高等原因，上述针对纤维或织物的前处理技术无法应用于棉筒子纱的前处理，故现有棉筒子纱染色前处理仍沿用传统碱煮练工艺，因此，有必要探索酶氧一浴工艺在棉筒子纱染色前处理领域的应用。
基于此，做出本申请。
发明内容
针对现有棉筒子纱染色前处理中所存在的上述缺陷，本申请首先提供一种既可降低处理温度和pH值，又能缩短工艺流程、提高工作效率的前处理剂。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种用于棉筒子纱的前处理剂，包括生物酶、双氧水、双氧水活化剂和渗透剂，上述各组分的添加浓度为30％双氧水4-12g/L，生物酶5-10g/L，双氧水活性剂1-3g/L，渗透剂1-3g/L。
进一步的，作为优选：
所述的生物酶为碱性果胶酶、胰酶、果胶酶、聚半乳糖醛酸酯、角质酶、淀粉酶、纤维素酶中的任一种或多种的复配物。
所述的渗透剂为渗透剂JFC、非离子渗透剂OE-35、平平加O、平平加SA20,平平加A20、平平加O20、平平加O25、平平加OS15中的任一种或多种复配物。
所述的双氧水活化剂为四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、四乙酰苷脲、五乙酰葡萄糖、N4-(三乙基铵甲撑)苯酰基己内酰胺氯化物、6N,N,N-三甲基铵甲撑己酰基己内酰胺对甲苯磺酸和甜菜碱氨基腈氯化物中的一种或者几种混合物。
同时，针对现有棉筒子纱前处理中存在的酶处理低温、pH值近中性和双氧水漂白高温强碱等要求，本申请还提供了一种采用上述前处理剂进行棉筒子纱染色前处理的方法，该方法既可以降低双氧水的处理温度和pH值，解决可以高温引起的能耗问题和强碱造成的处理废液污染环境等问题，又可以缩短工艺流程，提高生产效率，取得满意的处理效果。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种对棉筒子纱的染色前处理方法，棉筒子纱采用生物酶、双氧水、双氧水活化剂和助剂进行染色前处理，30％双氧水4-12g/L，生物酶5-10g/L，双氧水活性剂1-3g/L，渗透剂1-3g/L，pH值调节至7-9，浴比5:1-20:1，室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为50-65℃，处理时间40-60分钟。
进一步的，作为优选：
所述的生物酶为碱性果胶酶，胰酶，果胶酶，聚半乳糖醛酸酯，角质酶，淀粉酶，纤维素酶中的一种或多种复配物。
所述的渗透剂为渗透剂JFC、非离子渗透剂OE-35、平平加O、平平加SA20、平平加A20、平平加O20、平平加O25、平平加OS15中的一种或多种复配使用。
所述的双氧水活化剂为四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、四乙酰苷脲、五乙酰葡萄糖、N4-(三乙基铵甲撑)苯酰基己内酰胺氯化物、6N,N,N-三甲基铵甲撑己酰基己内酰胺对甲苯磺酸和甜菜碱氨基腈氯化物中的一种或者几种混合物。
所述的pH值以氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠中的一种或几种混合物进行调节。
本申请的工作原理和有益效果如下：
(1)以生物酶、双氧水和双氧水活化剂作为前处理剂的主成分，可以很好的实现棉筒子纱的前处理，且在双氧水漂白浴中加入过氧化物活化剂，可大大提高双氧水在较低温度和pH值条件下漂白的效果。漂白活化剂主要有四乙酰乙二胺(TAED)、壬酰氧基苯磺酸钠(NOBS)、四乙酰苷脲(TAGU)、五乙酰葡萄糖(PAG)等，漂白活化剂能与过氧化氢负离子(HOO-)作用生成漂白能力明显强于双氧水的过氧羧酸，从而产生较好的低温漂白能力。因此，采用生物酶、双氧水和双氧水活化剂以及渗透剂等其他助剂对棉筒子纱进行染色前的一浴处理可取得较满意的处理效果。
(2)棉筒子纱前处理染整要求酶处理低温、pH值近中性和双氧水漂白高温强碱，本申请在棉筒子纱染色前处理过程中采用酶氧一浴的方式进行，缩短了工艺流程，提高了生产效率，实现节能、环保、高效的筒纱前处理工艺。
(3)本申请在棉筒子纱染色前处理过程中较传统碱煮练工艺采用较低的处理温度，降低了处理过程中的能耗，较传统碱煮练工艺碱的用量大大降低，减轻污水处理负担。
采用本申请的技术方案，具有低能耗、短流程、高效、环保等有益效果。
具体实施方式
实施例1：不同配方前处理剂的前处理效果
前处理剂是影响处理效果的一个最基本因素，本实施例以pH为8、浴比10:1、升温速度2℃/min、处理温度55℃、处理时间50min条件下，对不同配方的前处理剂进行测试，前处理剂配方及处理效果对照参见表1所示。
表1不同配方的前处理剂(单位均为g/L)的效果对照表
双氧水、生物酶是前处理的主要作用成分，在本实施例中，双氧水主要起到漂白用，当其含量较低时，由于剂量不足，导致处理效果不佳，具体体现在双氧水用量较低时(具体参见表1中的序号1-2)；当双氧水的添加量增加值4g/L时，该作用增强，尤其是当双氧水添加量在4-10g/L时，这种效用比较明显，具体体现在白度增加明显，处理效果可以满足后道工序要求(具体参见表1中的序号3-6)；继续增加双氧水的添加量，当添加量超过12g/L时，由于过量使用导致的饱和等原因，导致其前处理效果并非随之增加，具体表现为白度的变化不大(具体参见表1中的序号7-8)。而在处理过程中，生物酶主要起到去除棉杂质，提高毛效的作用，当其含量较低时，由于剂量不足以去除棉内杂质，导致处理效果不佳，具体体现在毛效较低(具体参见表1中的序号9-11)；当生物酶的添加量增加值5g/L以上时，该作用增强，具体体现在毛效增加明显(具体参见表1中的序号12-14)；继续增加生物酶的添加量，当添加量超过10g/L时，由于过度分解棉纤维，导致棉纱失重和强度损失过大。(具体参见表1中的序号15-16)。
生物酶可选用碱性果胶酶、胰酶、果胶酶、聚半乳糖醛酸酯、角质酶、淀粉酶、纤维素酶中的任一种或多种的复配物，其与双氧水形成处理剂主成分，起到主要的前处理效果。
双氧水活性剂和渗透剂为染色前处理中的助剂作用成分。在双氧水漂白浴中加入过氧化物活化剂，漂白活化剂能与过氧化氢负离子(HOO-)作用生成漂白能力明显强于双氧水的过氧羧酸，从而产生较好的低温漂白能力，可大大提高双氧水在较低温度和pH值条件下漂白的效果。当双氧水活化剂添加量低于1g/L时，由于产生的过氧羧酸量较低，漂白能力有所不足；而增加双氧水活化剂的添加量至1-3g/L时，过氧羧酸充分满足反应的需求，低温漂白效果显著；继续增加双氧水活化剂，由于其超过了双氧水可转化的实际需求，漂白效果不再增加。
因此，渗透剂选用渗透剂JFC、非离子渗透剂OE-35、平平加O、平平加SA20、平平加A20、平平加O20、平平加O25、平平加OS15中的任一种或多种复配物；双氧水活化剂为四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、四乙酰苷脲、五乙酰葡萄糖、N4-(三乙基铵甲撑)苯酰基己内酰胺氯化物、6N,N,N-三甲基铵甲撑己酰基己内酰胺对甲苯磺酸和甜菜碱氨基腈氯化物中的一种或者几种混合物。渗透剂和双氧水活化剂促进主要作用成分的充分反应。
因此，在处理过程中，前处理剂的配方为：30％双氧水4-12g/L，生物酶5-10g/L，双氧水活性剂1-3g/L，渗透剂1-3g/L，并优选为：30％双氧水4-10g/L，生物酶5-10g/L，双氧水活性剂1-3g/L，渗透剂1-3g/L。采用该前处理剂用于筒子纱的染色处理，既可以降低双氧水的处理温度和pH值，解决可以高温引起的能耗问题和强碱造成的处理废液污染环境等问题，又可以缩短工艺流程，提高生产效率，取得满意的处理效果。
实施例2：不同前处理条件对处理效果的影响
前处理工艺也是影响处理效果的一个关键因素，本实施例以30％双氧水4g/L、生物酶6g/L、双氧水活性剂3g/L、渗透剂2g/L条件下，对不同处理条件下的处理效果进行测试，前处理条件及处理效果对照参见表2所示。
表2不同前处理条件的效果对照表
在前处理过程中，pH和处理温度是本申请有别于常规碱煮练工艺的最大区别点，因在本申请的前处理剂氛围下，由于生物酶的最适pH值接近中性和双氧水在碱性条件下作用效果较明显等原因，pH值过低时，会影响双氧水的发挥，也不宜过高，过高的pH值会导致生物酶作用效果减退，因此本申请将pH控制在7-9，并优选为7.5-8.5之间；处理温度则控制在50-65℃，优选为55-60℃；同时本实施例还对浴比进行了实验，结果表明：当浴比低于5:1时，由于处理液和筒纱接触不充分原因，不利于反应的进行(具体参见表2中的序号12、13)；当浴比增加值5:1以上，尤其是当浴比为10:1-15:1时，由于处理液和筒纱充分接触原因，反应效果良好，具体表现为白度和毛效指标的增加显著(具体参见表2中的序号14-17)，继续增加浴比，白度和毛效指标增加不明显且用水量过大，不利于生产(具体参见表2中的序号18-19)。
因此，前处理工艺可设置为：pH值调节至7-9，浴比5:1-20:1，室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为50-65℃，处理时间40-60分钟；并优选为：pH值调节至7.5-8.5，浴比10:1-15:1，室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为55-60℃，处理时间40-60分钟。
实施例3-8为不同配方、不同处理条件的交叉因素对处理效果的影响。
实施例3
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水4g/L，生物酶6g/L，双氧水活性剂2g/L，渗透剂1g/L；将其pH值调节至8，浴比10:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为50℃，处理时间60分钟。
实施例4
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水6g/L，生物酶5g/L，双氧水活性剂3g/L，渗透剂2g/L；pH值调节至8.5，浴比15:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为60℃，处理时间50分钟。
实施例5
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水10g/L，生物酶8g/L，双氧水活性剂3g/L，渗透剂1g/L；pH值调节至7.5，浴比10:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为60℃，处理时间60分钟。
实施例6
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水8g/L，生物酶10g/L，双氧水活性剂2g/L，渗透剂3g/L；pH值调节至8.5，浴比10:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为55℃，处理时间60分钟。
实施例7
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水4g/L，生物酶6g/L，双氧水活性剂1g/L，渗透剂3g/L；pH值调节至8.5，浴比10:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为55℃，处理时间50分钟。
实施例8
本实施例用于棉筒子纱染色前处理方法，由处理剂配方，处理溶液pH值，处理工艺参数三个部分组合形成，其中：
(1)前处理剂为：30％双氧水10g/L，生物酶10g/L，双氧水活性剂3g/L，渗透剂1g/L；pH值调节至8，浴比15:1。
(2)工艺参数：室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为65℃，处理时间40分钟。
对比例1：传统碱煮练工艺的棉筒子纱染色前处理
棉筒子纱染色前处理常用的传统碱煮练工艺具体为：NaOH2g/L，30％双氧水8g/L，双氧水稳定剂4g/L，双氧水螯合剂2g/L，渗透剂1g/L；浴比6:1。室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为98℃，处理时间60分钟。
对比例2：一种纯棉织物的酶氧一浴前处理方法
以专利2012103181847作为对比例2，对纯棉织物的前处理进行对比说明。
对比例3：一种酶氧一浴棉型织物低温前处理方法
以专利2012104868245作为对比例3，对棉型织物的前处理进行对比说明。
对上述实施例3-8以及对比例1、2、3的处理结果进行对照，参见表3所示。
表3不同实施条件下的处理效果对照表
案例 失重率，％ 白度，％ 毛效，cm 强度损伤率，％
实施例3 3.02 86 9.2 9.2
实施例4 2.95 88 8.9 8.7
实施例5 3.06 85 9.2 9.1
实施例6 3.52 89 9.3 9.3
实施例7 3.27 90 9.1 9.9
实施例8 3.84 88 10.3 8.5
对比例1 6.32 90 10.1 15.5
对比例2 3.94 85 9.8 12.2
对比例3 3.65 86 9.3 10.8
与对比例1相比，本申请的主要区别在于处理剂的选用和工艺方面，相对对比例1的优势在于使用酶代替碱作为处理剂，在处理效果变化不大的情况下，降低了处理废水的pH值，同时使用酶代替碱作为处理剂，可以把处理温度降低至60℃左右，处理能耗大大降低。
与对比例2相比，本申请的主要区别在于处理对象方面，相对对比例2，本申请是针对棉筒子纱染色前处理的研究而非棉织物。
与对比例3相比，本申请的主要区别在于处理对象方面，相对对比例3，本申请是针对棉筒子纱染色前处理的研究而非棉织物。
以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.一种前处理剂，其特征在于：包括生物酶、双氧水、双氧水活化剂和渗透剂，各组分的添加量为：30%双氧水4-12g/L，生物酶5-10 g/L，双氧水活性剂1-3 g/L，渗透剂1-3 g/L。
2.根据权利要求1所述的一种前处理剂，其特征在于：所述的生物酶为碱性果胶酶、胰酶、果胶酶、聚半乳糖醛酸酯、角质酶、淀粉酶、纤维素酶中的任一种或多种的复配物。
3.根据权利要求1所述的一种前处理剂，其特征在于：所述的渗透剂为渗透剂JFC、非离子渗透剂OE-35、平平加O、平平加SA20、平平加A20、平平加O20、平平加O25、平平加OS15中的一种或多种复配使用。
4.根据权利要求1所述的一种前处理剂，其特征在于：所述的双氧水活化剂为四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、四乙酰苷脲、五乙酰葡萄糖、N4-（三乙基铵甲撑）苯酰基己内酰胺氯化物、6N,N,N-三甲基铵甲撑己酰基己内酰胺对甲苯磺酸和甜菜碱氨基腈氯化物中的一种或者几种的混合物。
5.一种棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：处理过程采用一浴法，棉筒子纱采用生物酶、双氧水、双氧水活化剂和助剂进行染色前处理，30%双氧水4-12g/L，生物酶5-10 g/L，双氧水活性剂1-3 g/L，渗透剂1-3 g/L，pH值调节至7-9，浴比5:1-20:1，室温下以2℃/min升温至处理温度，处理温度为50-65℃，处理时间40-60分钟。
6.根据权利要求5所述的棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：所述的生物酶为碱性果胶酶，胰酶，果胶酶，聚半乳糖醛酸酯，角质酶，淀粉酶，纤维素酶中的一种或多种复配使用。
7.根据权利要求1所述的棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：所述的渗透剂为渗透剂JFC、非离子渗透剂OE-35、平平加O、平平加SA20、平平加A20、平平加O20、平平加O25、平平加OS15中的任一种或多种的复配物。
8.根据权利要求1所述的棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：所用双氧水活化剂为四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠、四乙酰苷脲、五乙酰葡萄糖、N4-(三乙基铵甲撑)苯酰基己内酰胺氯化物、6N,N,N-三甲基铵甲撑己酰基己内酰胺对甲苯磺酸和甜菜碱氨基腈氯化物中的一种或者几种混合物。
9.根据权利要求1所述的棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：所用pH值酸碱调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠中的一种或几种混合物。
10.根据权利要求1所述的棉筒子纱染色前处理方法，其特征在于：棉筒子纱包括纯棉纱线和以棉为主要成分的纱线。
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