专利名称：一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法
技术领域：
本发明属于纺织材料领域，涉及一种对大豆蛋白纤维增加白度、去除大豆黄色素、降低交联过程游离甲醛的工艺方法。
背景技术：
大豆蛋白纤维是我国原创纤维，以低温法浸出油后的大豆豆粕为原料，采用生物化工工程技术提取球状蛋白，经助剂和羟基高聚物接枝共混共聚制成一定浓度的蛋白质纺丝液，再经湿法纺丝而成。这种纤维具有羊绒般的手感，真丝般的光泽，导湿透气，亲肤性和抑菌性好等优良性能，是一种新型健康舒适的纺织原材料。
用于制造上述大豆蛋白纤维的现有生产程序主要是纺丝原液的制备，其包括将豆粕浸泡经酸沉和碱溶分离得到蛋白质，经接枝配成一定浓度的蛋白质溶液，再和经溶解后的聚乙烯醇高分子聚合物(PVA)溶液按比例共混共聚，制成15～16％(重量百分比浓度)的纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝，纺丝采用湿法纺丝，喷丝速度为10～14米/分，进入凝固浴凝固成形，初生纤维经湿浴牵伸、烘干、干热牵伸和热定型后，得到具有一定物理机械性能的半成品，再经缩醛化、水洗、上油、卷曲、烘干定型和切断等程序得到可供织造用的大豆蛋白纤维。
大豆蛋白纤维因其采用大豆豆粕为原料，所以产品色泽具有自然的大豆黄色素，而其采用与PVA共混共聚后的溶液纺丝，为达到服用性能，必须经过缩醛化处理，成品中必然含有一定量的游离甲醛。由于这二个因素，而使市场推广受到一定的限制，从而影响到这一纺织新材料的实际应用。
目前，在国内外专利文献及公开出版刊物中均未报导过对大豆纤维的生产采用连续化脱色降甲醛的生产方式。而国内大豆纤维现有增白和脱甲醛一般采用短纤维漂白和纱线漂白等路线，采用常规的处理方法可以达到一定的白度，甲醛指标也可以达到环保的要求，但是尚存在如下缺陷1、白度不够均匀，在1～1.5亨特白度之间波动；2、因是散纤维漂白，所以，经过多次加水、烘干、损耗较大；流程长，能耗很大；3、采用高温加压运行，并采用强氧化剂，蛋白质流失量较大；4、因填棉，强制加压水洗，纤维流失量较大。
所以目前国内对大豆蛋白纤维的脱色降甲醛处理方法，成本高，白度不稳定，且环保性差。
发明内容
本发明采用一种在连续生产工艺的交联过程中增加脱色和净化步骤，来达到增加大豆蛋白纤维的白度和降低甲醛含量的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于包括以下步骤1)、原料的制备及纺丝制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2)、交联及后回收在长丝束交联机中使纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束再经回收从交联槽中带出的硫酸和甲醛，之后被带入水洗槽；此时它的组分为大豆蛋白质和聚乙烯醇高分子聚合物，其中大豆蛋白质占纤维总重量的23～55％，聚乙烯醇占45～57％，还含有约800ppm左右的甲醛；3)、热水洗在水洗槽中对纤维束进行热水洗，水洗温度为70℃～90℃，水洗时间为3～5分钟；4)、还原洗在还原水洗槽中用还原剂对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，还原剂可以是硫脲，其浓度为3.4～4％(重量比)，浴比控制在1∶160～1∶200，还原温度为70～90℃，处理时间为2～3分钟；5)、清洗采用水洗洗清纤维束上的还原剂；6)、氧漂将水洗后的纤维束在脱色槽使用双氧水进行氧漂；在氧漂过程中，调节并保持脱色槽内双氧水的浓度在3～5％(重量比)，浴比控制在280～380∶1，温度为75～95℃，溶液的PH值维持在11～12；在双氧水溶液中，以泡化碱作为缓释剂在调配罐内先溶解并控制比例，使泡化碱占双氧水的比例是5～20％；
7)、清洗并加入甲醛捕捉剂在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入甲醛捕捉剂(尿素)以去除余留的甲醛，水洗时间为1～1.5分钟，甲醛捕捉剂浓度0.4～2％(重量比)，水洗水量为30～40吨/小时；其中的甲醛捕捉剂可以是尿素；8)、醋酸中和将上一步骤水洗后的纤维束经挤压脱水，后用醋酸中和并控制纤维束的PH值呈弱酸性；9)、后续工序将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。此时大豆蛋白纤维的白度增加至64～66亨特，游离甲醛由800ppm降低至75ppm左右。
在步骤5)中的水洗温度为70～80℃，水量为20～30吨/小时。
在步骤8)的醋酸中和过程中，水温控制在80～90℃，水洗水量在20～25吨/小时。
本发明采用在原有工艺基础上增加新的工艺步骤及配方，在交联过程后增加热水洗、还原洗、氧漂及醋酸中和等过程，生产出的大豆蛋白纤维达到了去除原有本色、净化甲醛的目的，提高了产品质量；不仅使白度均匀，而且在漂白过程中无需多次加水再烘干，而现有技术的增白处理是在纤维加工成成品后再进行，能源耗费和生产成本都大大降低，由于工艺工程没有采用高温加压运行，并且无需加入强氧化剂，所以纤维中的蛋白质流失量小；没有采用强制加压水洗，故纤维的流失量也很小。采用本发明生产出大豆蛋白纤维去除了纤维上的色素和大部份游离甲醛，达到服用纤维所要求的白度和游离甲醛指标，解决了在染整上出现的匀染性、鲜艳度、服用环保性等问题，使纤维完善，并降低了漂白纤维的成本。
四
图1是本发明的工艺流程图。
五具体实施例方式
实施例1一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，如图1所示包括以下步骤1、制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2、在长丝束交联机中使大豆蛋白纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束再经回收硫酸和甲醛，之后被带入水洗槽；3、在水洗槽中对纤维束进行热水洗，热水洗温度为70℃，处理时间为5分钟，其目的主要是对纤维进一步清洗，减少硫酸对后道工艺的影响；4、用还原剂硫脲对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，硫脲浓度为3.4％(重量比)，浴比控制在1∶160，还原温度为70℃，处理时间为5分钟；5、采用水洗洗清还原剂，水温为70℃，水量为30吨/小时，使下一步氧漂时可以尽量降低双氧水耗量，并使温度逐渐达到氧漂温度。
6、在脱色槽使用双氧水对纤维束进行氧漂，此过程的工艺要求是通过补正槽，预先调节脱色槽内双氧水的有效浓度为4％(重量比)，浴比380∶1，温度在75℃，在双氧水溶液中，泡化碱作为缓释剂在调配罐内先溶解并控制其占双氧水的比例是5％；在氧漂过程中，通过补正槽控制液位，并根据测定的溶液密度调节补正泵的速度，控制其流量输出以均匀反应条件，槽内排放根据残液有害成分浓度控制排放量，以确保溶液更新，同时调节溶液的PH值始终保持在11～12之间；7、在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入甲醛捕捉剂尿素以去除余留的甲醛，尿素溶液的重量浓度是0.4％，水洗时间为1分钟，水洗水量按30吨/小时；8、将水洗后的纤维束经挤压脱水后用醋酸中和，控制纤维束的PH值为微酸性，达到服用时与皮肤的亲密性要求，酸浴水洗温度控制在90℃，水洗水量20吨/小时；9、将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。此实施例大豆蛋白纤维的白度增加至64亨特，游离甲醛由800ppm降低至70ppm。
实施例2一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，如图1所示包括以下步骤1、制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2、在长丝束交联机中使大豆蛋白纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束再经回收从交联槽中带出的硫酸和甲醛，之后被带入水洗槽；3、在水洗槽中对纤维束进行热水洗，热水洗温度为75℃，处理时间为4分钟，其目的主要是对纤维进一步清洗，减少硫酸对后道工艺的影响；4、用还原剂硫脲对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，硫脲浓度为3.6％(重量比)，浴比控制在1∶180，还原温度为90℃，处理时间为2.5分钟；5、采用水洗洗清还原剂，水温为75℃，水量为25吨/小时，其使下一步氧漂时可以尽量降低双氧水耗量，并使温度逐渐达到氧漂温度；6、在脱色槽使用双氧水对纤维束进行氧漂，此过程的工艺要求是通过补正槽，预先调节脱色槽内的双氧水的有效浓度是4.5％(重量比)，浴比300∶1，温度是95℃，双氧水溶液中，以泡化碱作为缓释剂在调配罐内先溶解并控制其占双氧水的比例是10％；在氧漂过程中，通过补正槽控制液位，根据测定的溶液密度自动调节补正泵速度，控制其流量输出以均匀反应条件，槽内排放根据残液有害成分浓度控制排放量，确保溶液更新，同时调节溶液的PH值一直保持在11～12之间。
7、在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入尿素，尿素溶液的重量浓度1％，水洗时间为1.5分钟，水洗水量按35吨/小时。
8、将水洗后的纤维束经挤压脱水后用醋酸中和，控制纤维束的PH值为微酸性，达到服用时与皮肤的亲密性，酸浴水洗温度控制在80℃，水洗水量25吨/小时；9、将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。此实施例大豆蛋白纤维的白度增加至66亨特，游离甲醛由800ppm降低至65ppm。
实施例3一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，如图1所示包括以下步骤1、制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2、在长丝束交联机中使大豆蛋白纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束再经回收从交联槽中带出的硫酸和甲醛，之后被带入水洗槽；3、在水洗槽中对纤维束进行热水洗，热水洗温度为80℃，处理时间为3分钟；4、用还原剂硫脲对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，硫脲浓度为3.8％(重量比)，浴比控制在1∶200，还原温度为85℃，处理时间为3分钟；5、采用水洗洗清还原剂，水温为80℃，水量为30吨/小时，使下一步氧漂时可以尽量降低双氧水耗量，并使温度逐渐达到氧漂温度；6、在脱色槽中使用双氧水对纤维束进行氧漂，此过程的工艺要求是通过补正槽预先调节槽内双氧水的有效浓度为5％(重量比)，浴比320∶1，温度在90℃，在双氧水溶液中，以泡化碱作为缓释剂在调配罐内先溶解并控制其占双氧水的比例是15％；在氧漂过程中，通过补正槽控制液位，根据测定的溶液密度自动调节补正泵的速度，控制其流量输出以均匀反应条件，槽内排放根据残液有害成分浓度控制排放量，确保溶液更新，同时调节溶液的PH值一直保持在11～12之间；7、在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入尿素，尿素溶液的重量浓度为1.5％，水洗时间为1.5分钟，水洗水量按30吨/小时；8、将水洗后的纤维束经挤压脱水后用醋酸中和，控制纤维束的PH值为微酸性，达到服用时与皮肤的亲密性，控制酸浴水洗温度为85℃，水洗水量25吨/小时；9、将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。此实施例大豆蛋白纤维的白度增加至65亨特，游离甲醛由800ppm降低至56ppm。
实施例4一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，如图1所示包括以下步骤1、制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2、在长丝束交联机中使大豆蛋白纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束再经回收从交联槽中带出的硫酸和甲醛，之后被带入水洗槽；3、在水洗槽中对纤维束进行热水洗，热水洗温度为90℃，处理时间为3分钟，其目的主要是对纤维进一步清洗，减少硫酸对后道工艺的影响；4、用还原剂硫脲对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，硫脲浓度为4％(重量比)，浴比控制在1∶180，还原温度为80℃，处理时间为2.5分钟；5、采用水洗洗清还原剂，水温为80℃，水量为20吨/小时，其使下一步氧漂时可以尽量降低双氧水耗量，并使温度逐渐达到氧漂温度；6、在脱色槽使用双氧水对纤维束进行氧漂，此过程的工艺要求是通过补正槽预先调节槽内双氧水的有效浓度为4％，浴比280∶1，温度在80℃；在双氧水溶液中，以泡化碱作为缓释剂在调配罐内先溶解并控制其占双氧水的比例是20％；在氧漂过程中，通过补正槽控制液位，根据测定的溶液密度自动调节补正泵速度，控制流量输出量并均匀反应条件槽内排放根据残液有害成分浓度控制排放量，确保溶液更新，同时调节溶液的PH值一直保持在11～12之间；7、在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入尿素，尿素溶液的重量浓度为2％，水洗时间为1.2分钟，水洗水量按40吨/小时。
8、将水洗后的纤维束经挤压脱水后用醋酸中和，控制纤维束的PH值为微酸性，达到服用时与皮肤的亲密性要求，控制酸浴水洗温度为90℃，水洗水量20吨/小时。
9、将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。此实施例大豆蛋白纤维的白度增加至66.5亨特，游离甲醛由800ppm降低至72ppm。
权利要求
1.一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于包括以下步骤1)、制备大豆蛋白纤维纺丝原液，经脱泡过滤再纺丝成为大豆蛋白纤维束；2)、在长丝束交联机中使大豆蛋白纤维束进入交联槽进行缩醛化交联，交联后的纤维束经回收从交联槽中带出的硫酸和甲醛，再被带入水洗槽；3)、在水洗槽中对纤维束进行热水洗，水洗温度为70℃～90℃，水洗时间为3～5分钟；4)、在还原水洗槽中用还原剂对纤维束进行初步的还原反应以去除较多的甲醛，浴比控制在1∶160～1∶200，还原温度为70℃～90℃，处理时间为2～3分钟；5)、采用水洗洗清纤维束上的还原剂；6)、将水洗后的纤维束在脱色槽使用双氧水进行氧漂；7)、在净化槽中对氧漂后的纤维束进行再次水洗，并加入甲醛捕捉剂去除余留的甲醛，水洗时间为1～1.5分钟，水洗水量为30～40吨/小时；8)、水洗后的纤维束经挤压脱水，后用醋酸中和并控制纤维束的PH值呈弱酸性；9)、将中和后的纤维束进行卷曲、上油、烘干定型、切断、打包制得大豆蛋白纤维成品。
2.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于步骤4)中的还原剂为硫脲，硫脲浓度为3.4～4％(重量比)，
3.根据权利要求1或2所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于步骤5)中的水洗温度为70～80℃，水量为20～30吨/小时。
4.根据权利要求1或2所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于步骤6)的氧漂过程中，调节并保持脱色槽内双氧水的浓度在4～5％(重量比)，浴比控制在280∶1～380∶1，温度为75～95℃，溶液的PH值维持在11～12。
5.根据权利要求4所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于在双氧水溶液中，以泡化碱作为缓释剂预先溶解在双氧水中，泡化碱占双氧水的比例是5～20％。
6.根据权利要求1或2所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于步骤7)中的甲醛捕捉剂是尿素，其浓度为0.4～2％(重量比)。
7.根据权利要求1或2所述的大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，其特征在于步骤8)的醋酸中和过程中，酸浴水洗温度控制在80～90℃，水洗水量在20～25吨/小时。
全文摘要
本发明公开了一种大豆蛋白纤维连续生产过程中增白降甲醛的方法，在交联过程后增加热水洗、还原洗、氧漂及醋酸中和过程，生产出的大豆蛋白纤维达到了去除原有本色、净化甲醛的目的，提高了产品质量；不仅使白度均匀，而且在漂白过程中无需多次加水再烘干，而现有技术的增白处理是在纤维加工成成品后再进行，能源耗费和生产成本都大大降低，由于工艺工程没有采用高温加压运行，并且无需加入强氧化剂，所以纤维中的蛋白质流失量小；没有采用强制加压水洗，故纤维的流失量也很小。
文档编号D06L3/02GK1920130SQ20061004151
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月11日 优先权日2006年9月11日
发明者丁洪, 黄文庆, 谷晓海 申请人:常熟市江河天绒丝纤维有限责任公司