全棉水刺非织造布超临界CO2流体静态膨胀漂白方法

文档序号:37549102发布日期:2024-04-08 13:56阅读:21来源:国知局

本发明涉及一种全棉水刺非织造布的漂白工艺,属于脱漂领域,尤其涉及一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法。


背景技术:

1、目前,全棉水刺非织造布在进行脱漂时(脱漂包括脱脂、漂白两个效果,其中,脱脂是指去除棉蜡、果胶等杂质,而漂白是指去除色素,棉纤维中含有天然色素,其成分为檞皮素、棉花皮素等黄酮类化合物),先需要在漂白剂水溶液中进行高温漂白,再在高温漂白之后,对全棉水刺非织造布进行多次水洗,最后经过高温烘干,才能完成对全棉水刺非织造布的脱漂处理。整个脱漂过程,不仅会消耗大量的水资源与电能资源,资源消耗大,且废水排放量大。

2、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的需要消耗大量水资源,且废水较多的缺陷与问题,提供一种基本不消耗水资源,且不生成废水的全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法。

2、为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法,所述静态膨胀漂白方法依次包括以下步骤;

3、第一步,先将待处理的全棉水刺非织造布放入超临界co2装置中的反应釜内,再关闭反应釜的盖子,然后向反应釜内输入超临界co2流体,直至非织造布浸泡在流体中,然后保温保压等待30min—2h,再打开超临界co2流体装置上的排气阀,以降低装置内的压强,并排出气态的co2,直至排尽气态的co2;

4、第二步,先打开反应釜的盖子,再将混合液放入反应釜中,然后关闭反应釜的盖子,再向反应釜内输入超临界co2流体,直至非织造布浸泡在流体中,以获得混合体系,然后保温保压等待3—6小时,再打开超临界co2流体装置上的排气阀,以降低装置内的压强,并排出气态的co2,直至排尽气态的co2;

5、所述混合液包括水、漂白剂与表面活性剂,所述水的用量占混合体系的体积比为10%—20%,所述漂白剂、表面活性剂在混合体系中的对应含量分别为5—15g/l、2—6g/l,l是指反应釜的容积;

6、第三步,对第二步获得的全棉水刺非织造布重复进行多次清洗操作,以获得产品;

7、所述清洗操作是指:先关闭排气阀,再向反应釜内输入超临界co2流体,直至非织造布浸泡在流体中,然后保温保压等待2—4分钟,再打开超临界co2流体装置上的排气阀,以降低装置内的压强,并排出气态的co2,直至排尽气态的co2。

8、所述第一步、第二步中:所述向反应釜内输入超临界co2流体,直至非织造布浸泡在流体中都是指:先由外界的co2气源向超临界co2装置中的前端管路持续输入气态的co2,同时,控制前端管路的温度与压强,以使气态的co2在前端管路中变成超临界co2流体,再将生成的流体持续输入反应釜内,直至非织造布浸泡在流体中,然后断开co2气源、前端管路之间的连通;

9、所述第一步中,控制前端管路的温度、压强的最终结果与保温保压中的温度、压强一致;

10、所述第二步中,控制前端管路的温度、压强的最终结果与保温保压中的温度、压强一致。

11、所述第一步中需要控制的温度与压强为:温度为50—60℃,压强为15—20mpa;

12、所述第二步中需要控制的温度与压强为:温度为32—37℃,压强为8—10mpa。

13、所述第二步中,所述漂白剂是过氧化氢、次氯酸盐、二氧化氯、过氧酸类、臭氧、有氧化性的酶中的任意一种或任意组合;

14、所述表面活性剂是平平加o—3、平平加o—8、平平加o—9、平平加o—10、平平加o—15、平平加o—20、平平加o—25、平平加o—30、平平加o—35中的任意一种或任意组合。

15、所述漂白剂是过氧化氢,所述表面活性剂是平平加o—10或平平加o—15。

16、所述第二步中,所述混合液中还包括双氧水活化剂,该双氧水活化剂在混合体系中的含量为2—4g/l。

17、所述第二步中,所述双氧水活化剂为酰胺类漂白活化剂、烷酰氧基类漂白活化剂、阳离子类漂白活化剂、糖类漂白活化剂、腈类漂白活化剂、肌类衍生物漂白活化剂、仿酶类催化剂中的任意一种或任意混合物。

18、所述第三步中,所述清洗操作中保温保压对应的温度、压强小于第二步中保温保压对应的温度、压强。

19、所述第三步中,后一个清洗操作中保温保压对应的温度、压强小于前一个清洗操作中保温保压对应的温度、压强,且第一个清洗操作中保温保压对应的温度、压强小于第二步中保温保压对应的温度、压强。

20、所述第三步中,所述多次清洗操作是指3—5次清洗。

21、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

22、1、本发明一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法中,先通过超临界co2流体对待处理的全棉水刺非织造布进行静态膨胀(先浸泡,再快速泄压以气化),以实现预处理,再将全棉水刺非织造布放入混合体系进行漂白,该混合体系包括混合液与超临界co2流体,然后泄压以排出气态的co2,最后通过超临界co2流体进行多次清洗操作,以完成整个漂白操作,从而获得产品,即漂白后的全棉水刺非织造布。整个操作过程中采用的物质主要包括超临界co2流体与混合液,其中,只有混合液中会涉及很少的水,其余都为气体液化后的使用,不仅大大降低了水资源的使用,而且也避免了废水的产生(混合液中水很少,也不会导致废水的产生)。因此,本发明不仅基本不消耗水资源,而且不生成废水。

23、2、本发明一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法中,在第一步、第二步、第三步操作时,都需要对co2进行压强控制以获得“气态——液态——气态”的变化,其内只会涉及温度与压强控制,其中,温度控制的要求较低,整个操作过程都不涉及高温,不会消耗较多的电能,而压强控制也都立足于超临界co2流体装置自带的控制结构,也不会消耗较多的电能。因此,本发明对电能资源的消耗很少。

24、3、本发明一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法中,在第二步中,采用混合体系对第一步处理后的全棉水刺非织造布进行漂白,其优点包括:

25、第一点,混合体系中的超临界co2流体同时具有气体的低黏度与良好的扩散性能,利于将其负载的漂白剂送入棉纤维的内外,广泛分布,以提升漂白剂对棉纤维中色素的去除效果,从而去除绝大部分色素,实现全棉水刺非织造布的高效果漂白;

26、第二点,混合体系中的表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为极性的亲水基团,另一端为非极性的疏水基团,该结构能使两个相(超临界co2流体、漂白剂)与表面活性剂分子都没有形成界面,就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界面,降低了表面张力和表面自由能,使得超临界co2流体能够负载漂白剂,以发挥超临界co2流体良好的扩散性能,从而将漂白剂送入棉纤维的内外各个方面,提升漂白效果;

27、第三点,混合体系中的超临界co2流体属于非极性介质,具有类似于液体对溶质的溶解性能,根据相似相容原理,超临界co2流体可以溶解非极性和极性较低的溶质,以去除溶解棉纤维上的杂质(如棉蜡、果胶等非极性物质),起到一定的精炼效果,以将棉纤维暴露出来,而棉纤维中纯净的纤维素链上有丰富的羟基存在,再加上非织造布结构形成的毛细效应,最终就会达到良好的吸水效果,保证脱漂后的全棉水刺非织造布具有良好的吸湿性;

28、因此,本发明不仅能实现超临界co2流体对漂白剂的负载,扩大漂白剂的分布程度,以增强去色素效果,而且能通过超临界co2流体去除杂质,以提升整体的漂白效果。

29、4、本发明一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法中,在第二步漂白之前,通过第一步对待处理的全棉水刺非织造布进行预处理,其优点包括:

30、第一点,分散处理:先浸泡时,棉纤维的空腔发生膨胀,横截面变得丰满充实,再快速气化时,co2分子气流在棉纤维分子内晶胞之间产生摩擦,使得分子内晶区分裂变小,使得纤维分子内氢键和无定型区发生断裂重排,打开大分子链段,使分子间作用力减弱,同时使纤维内空隙增多,孔径增大,使得超临界co2流体更易渗透进入纤维的内部,便于提高第二步中漂白剂与棉纤维的接触效率,提高脱漂效果;

31、第二点,机械梳理:当超临界co2流体的压强突然降低时,它会迅速膨胀并转变为气态,这种膨胀过程会释放大量的能量,形成冲击波,以对棉纤维起到机械梳理作用,从而对棉纤维表面的果胶、蜡质、半纤维素及木质素起去除作用;

32、第三点,非极性溶解:由于棉纤维表面的非纤维素杂质多为非极性物质,在超临界co2流体中有较好的溶解性,除了快速泄压发生瞬间的机械梳理作用可以除去非纤维素杂质之外,在之前的浸泡过程中,超临界co2流体对非纤维素杂质的溶解作用,也会辅助去除一部分杂质,该种非极性溶解与之前的机械梳理作用相互协同,可提高脱脂脱胶效率,提高脱漂前处理后棉纤维的吸湿性;

33、因此,本发明不仅能通过静态膨胀预处理为后续漂白做好铺垫,而且能去除杂质,提升处理后非织造布的吸湿性。

34、5、本发明一种全棉水刺非织造布超临界co2流体静态膨胀漂白方法中,从第一步预处理开始,直至第三步清洗完结,所有操作都在同一个超临界co2流体装置中进行,只需对压强、温度进行调整即可,一台设备就可以完成全部操作,大大简化了操作工艺,而且漂白结束后无需水洗,无需烘干,既进一步降低操作难度,又不产生废水污染,具有绿色、环保、高效等特点。因此,本发明不仅易于操作,而且环保性较强。

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