一種利用臭氧對麻織物進行液相漂白的方法與流程

2023-07-16 01:37:56

本發明涉及一種利用臭氧對麻織物進行液相漂白的方法，屬於紡織技術領域。

背景技術：

麻織物漂白常用的漂白劑有次氯酸鈉，雙氧水和亞氯酸鈉。在他們單獨使用時，由於麻纖維雜質含量特別是木質素含量高，漂白達不到很好的效果。現有的麻織物漂白主要使用亞氧聯合漂白工藝。這種漂白工藝需要經過兩次漂白，在亞氯酸鈉漂白階段，需要在強酸性、50℃、助劑的條件下加入亞氯酸鈉進行漂白，漂白完成後充分水洗，烘乾。在雙氧水漂白階段，漂白需要在強鹼(pH為10-11)，高溫(95℃)，助劑條件下加入雙氧水進行漂白。

目前的亞氧雙漂方法存在如下缺點：

(1)亞漂階段使用的亞氯酸鈉易分解產生二氧化氯，對工作人員健康具有嚴重的損害。

(2)亞漂階段的強酸環境對設備腐蝕嚴重。

(3)氧漂階段需要在高溫下進行，漂白過程能耗高。

(4)亞氧漂白階段都需要使用大量的助劑及其他化學試劑，加大了漂白廢水處理難度。

(5)漂白過程需要使用大量水。

臭氧在造紙行業中的應用比較廣泛，被當做一種新型的紙漿漂白劑而被應用到TCF漂白工序中。雖然也有少量報導利用臭氧或者臭氧聯合雙氧水漂白織物，但主要是棉織物方面，而且還存在漂白效果欠佳、成本高、漂白後織物易返黃和發生脆損等問題。

因此，有必要開發新的更合適的麻織物漂白方法以及防止漂白織物泛黃的方法。

技術實現要素：

為了解決現有麻織物漂白工藝存在的高能耗、高用水量、高汙染、高排放以及人員、設備保護問題，為了解決漂白麻織物白度不佳、漂白後織物易返黃和發生脆損等問題，本發明提供了一種更合適的麻織物漂白方法以及防止漂白織物泛黃的方法。

本發明的麻織物漂白方法，是利用臭氧對麻織物進行液相漂白；本發明方法是先在反應器中加入適量的水，臭氧由臭氧發生器產生，經導氣管，曝氣裝置由底部持續通入反應器的水溶液中。同時麻織物以連續或間歇方式輸入含臭氧的水溶液中，兩者接觸，反應，麻織物被漂白，反應殘餘臭氧被導入尾氣處理裝置中。漂白後的織物經過熱水洗、冷水洗等後處理能具有較好的白度和較低的返黃值。

本發明的利用臭氧對麻織物進行液相漂白的方法，包括如下步驟：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合氣體進氣速率為1-200L/min，臭氧產率為5-1000g/h；產生的臭氧被持續通入反應器水溶液中，形成臭氧濃度為1-10mg/L的臭氧水溶液；

(2)潤溼過程：將待漂白布樣浸沒水中，徹底潤溼；

(3)漂白過程：將潤溼後的麻織物以連續或間歇的方式輸入到反應器內的臭氧水中，反應pH＝5-6，反應時間為60min-180min，反應溫度為15-25℃，浴比1:10-1:50；

(4)後處理：漂白完成後取出織物，浸漬、水洗、烘乾。

在本發明的一種實施方式中，所述麻織物包括亞麻，大麻，薴麻，黃麻等麻類織物。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(2)的漂白過程可以是連續進布或者間歇進布。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(4)是先用50-60℃熱水洗，再用冷水洗，烘乾。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(4)是先將經過臭氧處理的麻織物浸漬到自由基清除劑溶液中反應一段時間，然後將經過淨洗的織物浸漬到熱水中處理一段時間，最後再冷水洗，烘乾。利用自由基清除劑對經臭氧處理的織物進行淨洗處理，去除織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等，防止了織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等導致纖維在以後存儲過程中發生脆損和泛黃和織物力學性能降低。

在本發明的一種實施方式中，所述自由基清除劑為油溶性抗氧劑的鏈狀的沒食子酸烷醇酯、帶有環狀結構的沒食子酸環烷醇酯、帶有芳香結構的沒食子酸芳醇酯、水溶性的沒食子酸胺基酯等。

在本發明的一種實施方式中，所述自由基清除劑為沒食子酸胺基酯。

在本發明的一種實施方式中，所述沒食子酸胺基酯的結構式(1)如下：

其中R為或者

在本發明的一種實施方式中，所述自由基清除劑的濃度為1-5％(m/v)。

在本發明的一種實施方式中，所述反應的時間為10-30min。

在本發明的一種實施方式中，所述熱水的溫度為40-60℃。

在本發明的一種實施方式中，所述方法具體是：

(1)臭氧控制：產生的臭氧被持續通入反應器水溶液中，形成臭氧濃度為1-10mg/L的臭氧水溶液；

(2)潤溼過程：將待漂白布樣浸沒水中，徹底潤溼；

(3)漂白過程：將潤溼後的麻織物以連續或間歇的方式輸入到反應器內的臭氧水中，反應pH為5-6，反應時間為120min-180min，反應溫度為15-25℃，浴比1:10-1:50；

(4)後處理過程：經過臭氧處理的麻織物浸漬到濃度為1-5％的自由基清除劑溶液中，保持浸漬10-30min；將經過淨洗的麻織物置於40-60℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將織物置於冷水浴中，充分洗滌織物；將以上經過洗滌的織物置於一定溫度的烘箱中，放置一定時間。

在本發明的一種實施方式中，所述烘乾是在60-80℃下進行。

本發明的優點和效果：

(1)本發明利用高的氧化還原性質的臭氧進行麻織物液相漂白，使色素中的發色基團木質素等被破壞而達到漂白消色的目的；相對於亞氯酸鈉而言，本發明方法對人體傷害小，對人員的人身保護要求低；臭氧液相漂白殘夜COD值低，可以循環使用，用水量少；臭氧漂白在中性條件下進行，對設備要求低；漂白過程在常溫下進行，所需能耗低；漂白過程不需要使用額外化學試劑；臭氧液相漂白只需要織物以一定帶液率，用水量小；臭氧漂白效率高，短時間就能達到較好的效果。

(2)本發明對麻織物白度提升效果顯著，能達到已有報導的漂白效果，且漂白後，麻織物潤溼性提高，果膠，蠟質含量降低，染色性能得到改善。

(3)本發明還通過經過臭氧處理的織物進行自由基清除劑溶液淨洗處理，去除織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等，保證織物在後續放置過程中白度值、聚合度等性能指標穩定。

具體實施方案

帶液率：帶液率＝(浸軋溶液後織物質量-浸軋溶液前織物質量)/浸軋溶液前織物質量。

白度：表徵物體白色程度的量。通過顏色三刺激值(L，a，b)，由亨特，或CIE等白度公式計算出相應的白度值。

返黃值：返黃指試樣經過一定時間的儲存後，在環境或其他因素的影響下，出現白度下降的現象。而返黃的程度由返黃值來確定。

聚合度(DP)(Degree ofPolymerization)：衡量聚合物分子大小的指標。以重複單元數為基準，即聚合物大分子鏈上所含重複單元數目的平均值，以n表示；以結構單元數為基準，即聚合物大分子鏈上所含單個結構單元數目。

下面是對本發明進行具體描述。

實施例1：麻織物的臭氧漂白

麻織物原料：亞麻平紋織物。

採用以下方法對麻織物進行臭氧液相漂白：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合氣體進氣速率為1L/min，臭氧產率為5g/h；產生的臭氧被持續通入反應器水溶液中，形成濃度5mg/L的臭氧水溶液；

(2)潤溼過程：將待漂白布樣浸沒水中，徹底潤溼；

(3)漂白過程：將潤溼後的麻織物以連續或間歇的方式輸入到反應器內的臭氧水中，反應pH＝5，反應時間為180min，反應溫度為15℃，浴比1:10；

(4)後處理：漂白完成後取出織物，先用50-60℃熱水洗，再用冷水洗，烘乾。

按本方法處理的麻織物，白度從原布的-10提高到了64；在真空條件下放置2周後白度下降3；潤溼性：毛效由7.3cm到8.1cm；染色性能：染色均勻性提高；強力：下降15％；聚合度：由1618下降到953。

實施例2：麻織物的臭氧漂白

麻織物原料：亞麻平紋織物。

採用以下方法對麻織物進行臭氧液相漂白：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合氣體進氣速率為5L/min，臭氧產率為20g/h；產生的臭氧被持續通入反應器水溶液中，形成5mg/L的臭氧水；

(2)潤溼過程：將待漂白布樣浸沒水中，徹底潤溼；

(3)漂白過程：將潤溼後的麻織物以連續或間歇的方式輸入到反應器內的臭氧水中，反應pH＝6，反應時間為120min，反應溫度為25℃，浴比1:50；

(4)後處理：漂白完成後取出織物，先用50-60℃熱水洗，再用冷水洗，烘乾。

按本方法處理的麻織物，白度從原布的-10提高到了53；真空條件下放置2周後白度下降2；潤溼性：毛效由7.3cm到7.7cm；染色性能：染色均勻性提高；強力：下降10％；聚合度：由1677下降到1177。

實施例3：麻織物的臭氧漂白

麻織物原料：亞麻平紋織物。

採用以下方法對麻織物進行臭氧液相漂白：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合氣體進氣速率為2L/min，臭氧產率為10g/h；產生的臭氧被持續通入反應器水溶液中，形成5mg/L的臭氧水；

(2)潤溼過程：將待漂白布樣浸沒水中，徹底潤溼；

(3)漂白過程：將潤溼後的麻織物以連續或間歇的方式輸入到反應器內的臭氧水中，反應pH＝5.5，反應時間為150min，反應溫度為10℃，浴比1:20；

(4)後處理：漂白完成後取出織物，先用50-60℃熱水洗，再用冷水洗，烘乾。

按本方法處理的麻織物，白度從原布的-10提高到了57；真空條件下放置2周後白度下降3；潤溼性：毛效由7.3cm到7.9cm；染色性能：染色均勻性提高；強力：下降12％；聚合度：由1677下降到1035。

實施例4：臭氧漂白織物的防泛黃處理

分別採用以下方法對經實施例1的步驟(1)、(2)、(3)處理的漂白織物進行後處理：

方案1：

經過臭氧處理的麻織物浸漬到3％的自由基清除劑溶液中，保持浸漬20min。將經過淨洗的麻織物置於一定溫度50℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將織物置於冷水浴中，充分洗滌織物。將以上經過洗滌的織物置於一定溫度70℃的烘箱中，放置3h烘乾。

其中自由基清除劑分別實驗了：沒食子酸環烷醇酯、沒食子酸胺基酯A、沒食子酸胺基酯B、沒食子酸胺基酯C；其中沒食子酸胺基酯結構式如式(1)，A、B、C的R基團分別為

方案2：

(1)經過臭氧處理的麻纖維浸漬到3％的亞硫酸氫鈉溶液中，保持浸漬20min。

(2)將經過淨洗的麻纖維置於50℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將麻纖維置於冷水浴中，充分洗滌麻纖維。

(3)將以上經過洗滌的麻纖維置於70℃的烘箱中，放置3h烘乾。

方案3：

(1)經過臭氧處理的麻纖維浸漬到3％的過氧化氫酶溶液中，保持浸漬20min。

(2)將經過淨洗的麻纖維置於50℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將麻纖維置於冷水浴中，充分洗滌麻纖維。

(3)將以上經過洗滌的麻纖維置於70℃的烘箱中，放置3h烘乾。

方案4：

(1)將經過漂白的麻纖維置於50℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將麻纖維置於冷水浴中，充分洗滌麻纖維。

(2)將以上經過洗滌的麻纖維置於70℃的烘箱中，放置3h烘乾。

實施例5

採用以下方法對經實施例1的步驟(1)、(2)、(3)處理的漂白織物進行後處理：

經過臭氧處理的麻織物浸漬到濃度為1％的沒食子酸胺基酯A溶液中，保持浸漬30min；將經過淨洗的麻織物置於60℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將織物置於冷水浴中，充分洗滌織物；將以上經過洗滌的織物置於80℃下的烘箱中，放置一定時間烘乾。

實施例6

採用以下方法對經實施例1的步驟(1)、(2)、(3)處理的漂白織物進行後處理：

經過臭氧處理的麻織物浸漬到濃度為5％的沒食子酸胺基酯A溶液中，保持浸漬10min；將經過淨洗的麻織物置於40℃的熱水中，保持接觸一定時間，然後再將織物置於冷水浴中，充分洗滌織物；將以上經過洗滌的織物置於60℃下的烘箱中，放置一定時間烘乾。

對實施例4-6處理前後麻織物進行白度和聚合度測定，並分別在真空條件下和大氣條件下放置，測定放置2周後的織物的白度和聚合度等，如表1所示。

表1臭氧漂白織物的白度和聚合度變化

註：原布是指臭氧處理前的麻織物；臭氧處理麻織物是指經臭氧處理後未經其他處理的麻織物。

結果顯示：採用沒食子酸胺基酯的方案，有效去除了織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等，防止了織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等導致纖維在以後存儲過程中發生脆損和泛黃和力學性能降低；採用沒食子酸胺基酯的方案得到的織物，在大氣條件下放置兩周後的白度和聚合度比實施例4的方案4顯著提高，而且明顯強於傳統的亞硫酸氫鈉或者過氧化氫酶處理方法。

綜上，本發明利用高的氧化還原性質的臭氧進行麻織物液相漂白，使色素中的發色基團木質素等被破壞而達到漂白消色的目的；本發明對麻織物白度提升效果顯著，能達到已有報導的漂白效果，且漂白後，麻織物潤溼性提高，果膠，蠟質含量降低，染色性能得到改善。本發明還通過經過臭氧處理的織物進行特定自由基清除劑溶液淨洗處理，去除織物上殘留的羥基自由基、活性氧原子等，保證織物在後續放置過程中白度值、聚合度等性能指標穩定。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其並非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和範圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護範圍應該以權利要求書所界定的為準。