去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的方法
2023-09-18 19:02:25
專利名稱：去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的方法
技術領域：
本發明涉及一種去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的加工方法，屬紡織染整技術領域。
背景技術：
大豆蛋白纖維是中國唯一自主開發和產業化生產的一種新型化學纖維，是由大豆榨取油脂後的豆渣和聚乙烯醇(PVA)為原料。從豆渣中提取蛋白質，經改性、溶解成一定濃度的蛋白質溶液，按比例與聚乙烯醇溶液接枝共混製成紡絲原液，通過溼法紡絲、凝固、熱牽伸、甲醛縮醛化、水洗、烘乾、上油、捲曲熱定型、切斷等工序製成再生大豆蛋白纖維，纖維中含有大豆蛋白質19～30％。纖維具有羊絨般柔軟手感、蠶絲被亮麗光澤、棉一樣的吸溼導溼性、羊毛被的保暖性、強伸度較高等優良特性。可在棉紡、毛紡、絹紡等設備上與其它纖維混紡，可紡性好。近年來，大豆蛋白纖維純紡、混紡、交織、色織等新產品已成為紡織印染界開發的熱點。
目前，在大豆纖維製造過程中，為了增強蛋白質與聚乙烯醇分子間的結合力，採用甲醛為交聯劑進行縮醛化處理，生產的大豆蛋白纖維上殘留甲醛含量很高，超過450mg/kg，纖維上存在過量的游離甲醛，揮發出來的甲醛對人眼、鼻、皮膚等有明顯的刺激作用，嚴重汙染紡紗車間工作環境。若用常規的染整加工方法，雖能去除部分甲醛，但大豆蛋白纖維上殘留的甲醛量仍然較高，達不到紡織品上限定甲醛含量的國家標準和國際生態紡織品環保法規的相關要求，這就嚴重影響了大豆蛋白纖維紡織品的銷售和出口。因此，去除大豆蛋白纖維及其紡織品上殘留的甲醛具有十分重要的意義。
採用常規的雙氧水或保險粉等漂白劑在高溫條件下(100℃)漂白，或採用弱酸性或中性染料在100℃高溫條件下染色，纖維上殘留的甲醛有可能被進一步除去。但是，仍達不到嬰兒服裝和床上用品上甲醛限量為20mg/kg以下的要求；同時，由於大豆蛋白纖維耐溼熱性較差，在100℃下較長時間處理時，纖維會出現軟化、收縮、變硬等問題，將失去纖維原有特性。如果降低常規的漂白和染色溫度，如在90℃下進行漂白和染色，則纖維受損傷程度小，但纖維上殘留的甲醛含量仍很高，漂白和染色效果不佳。因此，採用一種理想的去除大豆纖維上游離甲醛的方法，促使大豆纖維紡織品儘快推向國內外市場，是各生產企業急需解決的關鍵問題。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，提供一種纖維中蛋白質不流失、纖維不泛黃、不受損，環保、成本低的去除大豆纖維中游離甲醛的本方法。
實現本發明目的的技術方案是先製備一種去除大豆纖維中游離甲醛的處理液，它由含氮化合物的甲醛捕捉劑、純鹼、精煉劑、滲透劑和水組成；其中，所述的甲醛捕捉劑由二氧化硫脲和尿素組成，二氧化硫脲的濃度為2～8g/L，尿素的濃度為1～4g/L；所述的精練劑為陰離子型表面活性劑，濃度為1.0～3.0g/L；所述的滲透劑為非離子型聚氧乙烯類表面活性劑，濃度為0.5～2.0g/L，加工液的pH值為9.0～10.0；將待處理物加入到浴比為1∶8～40的處理液中進行去除游離甲醛的處理，處理溫度為80～95℃，處理時間為30～60min，結束後用熱水、溫水、冷水洗滌，再用醋酸中和、脫水、烘乾。
所述去除大豆纖維中游離甲醛的方法中，所述的陰離子型表面活性劑為胰加漂T、淨洗劑209、淨洗劑LS；所述的非離子型聚氧乙烯類表面活性劑為滲透劑JFC、分散滲透劑WA。
按本發明提供的去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的方法，同樣還可應用於去除大豆蛋白紗線和織物中的游離甲醛，大豆蛋白纖維、紗線和織物去除游離甲醛的方法所適用的加工設備為加工散纖維選用常壓或高溫散纖維練染機，加工毛條選用毛球練染機，加工紗線選用絞紗染色機或筒子紗染色機，加工針織物用溢流或噴射染色機，加工機織物用卷染機或噴射溢流染色機或經軸染色機。
與現有技術相比，本發明的顯著優點有(1)由於二氧化硫脲對甲醛具有強烈的還原作用，能將甲醛還原為甲醇，尿素能有效地吸收甲醛，而純鹼和精練劑對洗滌去除甲醛具有促進作用，因此，本發明所採用的組合物能有效地去除大豆蛋白纖維中的游離甲醛，處理後的纖維殘留甲醛含量低於20mg/kg，能達到國際生態紡織品環保環保要求。
(2)本發明所採用的技術方案對大豆蛋白纖維結構和性能無影響，纖維中蛋白質流失甚少，處理後的纖維仍能保持原纖維具有的良好服用性能。
(3)本發明所提供的方法工藝簡單，操作方便，且適用性強，可用於散纖維、紗線和織物等形式的處理。
(4)本發明所提供的方法無汙染，屬於環保、節能、清潔生產工藝，具有廣闊的推廣應用前景。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明的技術方案作進一步的描述實施例一將0.2ml的滲透劑JFC、0.4g的淨洗劑209分別加入到150ml軟水中，然後加入1.2g的二氧化硫脲和0.6g的尿素，不斷攪拌使其充分溶解，隨後用50g/L濃度的純鹼(約10～12ml)調節溶液pH為9.5左右，定容到200ml，即製備得處理液。
纖維重量與處理液重量或體積之比(浴比)為1∶40。投入5g大豆蛋白纖維或紗線，在室溫下均勻浸泡潤溼，以1～2℃/min升溫速度升到90～92℃，保溫50min後取出試樣，分別用80℃和50℃的熱水和溫水各洗5min，用冷水衝洗，再用2g/L的醋酸水溶液洗5分鐘，最後用冷水衝洗到纖維呈中性，脫水後於95℃烘乾。
實施例二在散纖維練染機上實施本發明所述的技術方案加工大豆蛋白纖維300kg，按浴比1∶10將軟水加入至染機中；將3kg滲透劑JFC、4.5kg精練劑、15kg二氧化硫脲、6kg尿素分別加入至染機的水浴中，開啟泵使處理液循環均勻，然後慢慢加入一定量(約4Kg)的純鹼，調節pH 9.5左右；溶液循環均勻後吊入事先裝好纖維的園網筒，蓋好機蓋，開啟泵使溶液循環，均勻潤溼10min，開蒸汽閥門，以1～2℃/min的速度升溫到88～90℃，保溫30～50min，然後放掉處理液，加入軟水，分別以80℃熱水、60℃溫水、冷水各洗滌10min，用2ml/L濃度的醋酸(約6Kg冰醋酸)進行酸中和20min，脫水後於90℃烘乾。
表1是部分國家生態紡織品標準中甲醛含量規定和按本發明技術方案處理前(原樣)、後(處理樣)大豆蛋白纖維中游離甲醛含量測試值的對比表。
參見表1，其中，試樣1和3為採用實施例一的方法處理前、後的甲醛含量測試結果，試樣2和4為採用實施例二的方法處理前、後的甲醛含量測試結果；試樣1和4的甲醛含量按JIS L1041標準檢測，試樣2和3的甲醛含量按GB18401-2001標準檢測。表1中的測試結果表明，經本發明技術方案處理後的大豆蛋白纖維殘留甲醛量低於20mg/kg，基本不含甲醛。同時，從結果可看出，用不同方法測定的不同規格的大豆蛋白纖維游離甲醛殘留含量都在20mg/kg以下。
表2為採用實施例二的方法處理前、後測定的大豆纖維蛋白的含量。
參見表2，從表中胺基酸含量變化情況可看出，處理前胺基酸總量為19.43％，而處理後為18.93％，僅下降0.5％，這說明大豆蛋白基本未流失。
表3為採用本發明實施例二方法處理的大豆蛋白纖維蛋白質含量以及光澤、白度、強伸度、吸溼性等物理機械性能指標。
參見表3，測試結果表明，本發明技術方案在去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的同時，並未使大豆蛋白纖維結構受到損傷，並未使大豆蛋白纖維的性能受到影響，因此，本發明的技術方案具有很好的實用性。
表1
表2
表3
權利要求
1.一種去除大豆纖維中游離甲醛的方法，其特徵在於製備去除大豆纖維中游離甲醛的加工液，它由含氮化合物的甲醛捕捉劑、純鹼、精煉劑、滲透劑和水組成；其中，所述的甲醛捕捉劑由二氧化硫脲和尿素組成，二氧化硫脲的濃度為2～8g/L，尿素的濃度為1～4g/L；所述的精練劑為陰離子型表面活性劑，濃度為1.0～3.0g/L；所述的滲透劑為非離子型聚氧乙烯類表面活性劑，濃度為0.5～2.0g/L，加工液的pH值為9.0～10.0；將待處理物加入到浴比為1∶8～40的加工液中進行去除游離甲醛的處理，處理溫度為80～95℃，處理時間為30～60min，結束後用熱水、溫水、冷水洗滌，再用醋酸中和、脫水、烘乾。
2.根據權利要求1所述的一種去除大豆纖維中游離甲醛的方法，其特徵在於所述的陰離子型表面活性劑選自胰加漂T、淨洗劑209、淨洗劑LS。
3.根據權利要求1所述的一種去除大豆纖維中游離甲醛的方法，其特徵在於所述的非離子型聚氧乙烯類表面活性劑選自滲透劑JFC、分散滲透劑WA。
全文摘要
本發明涉及一種去除大豆蛋白纖維中游離甲醛的加工方法，屬紡織染整技術領域。先製備去除大豆纖維中游離甲醛的加工液，它由含氮化合物的甲醛捕捉劑、純鹼、精煉劑、滲透劑和水組成；其中，甲醛捕捉劑由二氧化硫脲和尿素組成，精練劑為陰離子型表面活性劑，滲透劑為非離子型聚氧乙烯類表面活性劑，加工液的pH值為9.0～10.0；再按浴比1∶8～40將大豆纖維在加工液中進行去除游離甲醛的處理，最後用醋酸中和、脫水、烘乾。處理後的纖維殘留甲醛含量低於20mg/kg，能達到國際生態紡織品環保環保要求，該處理方法對大豆蛋白纖維結構和性能無影響，處理後纖維中蛋白質流失甚少，能保持原纖維所具有的良好服用性能，推廣應用前景廣闊。
文檔編號D06M101/00GK1773010SQ20051003099
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月3日 優先權日2005年11月3日
發明者梅士英, 王華傑, 唐人成 申請人:蘇州大學