專利名稱：大豆蛋白纖維的增白工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大豆蛋白纖維的增白工藝，屬于紡織材料的漂白加工技術領域。
背景技術：
大豆蛋白纖維是我國原創纖維，以出油后的大豆豆粕為原料，采用生物化工工程技術提取球蛋白，經助劑與羥基高聚物接枝，共聚、共混制成一定濃度的蛋白質紡絲液，再經濕法紡絲法紡絲而成。這種纖維具有羊絨般的手感、真絲般的光澤、導濕透氣、親膚性和抑菌性好等的優良性能，是一種綠色環保織物原料。
大豆蛋白纖維雖然具有前述的諸多優良性能，但也存在不足之處，其纖維本身呈現米黃色，且由于對其有色成分及形成原因尚未充分搞清，加上纖維吸濕放濕快，因此采用常規的步驟依次為纖維稱重、填棉、壓棉、漂白、脫水、喂毛、烘干工藝很難獲得理想的白度，給織物的染整帶來均染性、鮮艷度差的問題，從而制約了這種纖維織物的推廣應用。
目前，在國內、外專利文獻中未見諸有對大豆蛋白纖維本身進行增白的工藝技術介紹。例如文獻CN1350077A公開了生態蛋白纖維與天然纖維精紡產品及其制備技術，其中制備工藝包括紡紗、織造、染色和后整理工藝。染色工藝中采用中性染料，促進劑為弱酸性、勻染料為酸性、消泡劑為增深劑、柔軟劑為中性、保護劑和增白劑均為弱酸性、弱酸性染化料為助劑、漂白，常溫常壓一浴法或二浴法作染色工藝(見該文獻第2頁第二段)，該技術方案所涉染色、漂白是針對著大豆蛋白纖維同天然纖維精紡后的混紡纖維產品而言的，未對大豆蛋白纖維本身的漂白、增白予啟示。
文獻CN1376817A和文獻CN1429838A分別針對的是脫去蛋白纖維在縮醛化工藝中殘留下的甲醛和從大豆中分離蛋白，同樣未涉對大豆蛋白纖維進行漂白、增白的技術啟示。
在非專利文獻中已有所報道，采用常規的氧漂和氧漂還原漂等方法來達到一定的白度，然而這種漂白方法對纖維的性能如強力、蛋白質含量有一定的降低性影響，致使纖維的柔軟性、光澤度不夠理想。生態紡織品加工技術一文(紡織導報2002年第6期第82-84頁)提及了大豆蛋白纖維織物的染整工藝特點(見該文3.3.1-3.3.3)，3.3.1指出了大豆蛋白纖維的耐堿性和耐氧化性的化學性能；3.3.2指出了大豆蛋白纖維的耐熱性和抗皺性的物理性能；3.3.3敘述了大豆蛋白纖維織物的染色和印花中應注意的三個方面，即對暖色調淺中色染色推崇采用活性染料、對深色染色推薦采用酸性和金屬絡合染料、對冷色中色染色建議采用酸性染料。這些技術啟示似乎無助于對大豆蛋白纖維本身的增白帶來任何技術借鑒。西安工程科技學院學報第17卷第3期(2003年9月)第236-238頁“大豆蛋白纖維紗線的漂白處理”一文介紹了絞紗通過氧化漂白和氧化——還原漂法漂白處理，使纖維增白，其推崇的較好的方法為氧化—還原漂白。工藝條件為H2O2(27％)20-26、純堿3g/L、精練劑2g/L、穩定劑2-3g/L、浴比20∶1、溫度90℃、時間60分鐘，處理后的白度可達80。但上述方法忽視了對絞紗漂白所帶來的諸多麻煩，一是要增加倒絞和絡筒工序，致漂白的成本增加；二是絞紗漂白工藝中如果操作不當極易引起亂紗，影響倒筒；三是此法會致蛋白質在漂白后受到損失，影響纖維的性能。
西安工程技術學院學報第16卷第三期(2002年9月)第218-221頁“大豆蛋白織物的催化漂白”一文，探討了漂白預處理工藝條件，清洗助劑及氧漂工藝條件對大豆蛋白織物漂白效果的影響，得出預處理工藝FeSO415％(O.W.F)、PH值4-5、70℃處理35分鐘；清洗條件0.5g/L的次亞磷酸鈉、70℃清洗；漂白條件穩定劑5g/L、PH值7-8.85℃漂白50分鐘。此法未考慮到大豆蛋白纖維具有較好的吸濕性，硫酸亞鐵預處理后被吸附在纖維上，很難清理干凈，導致纖維上出現褐色斑點，二是用亞磷酸鈉清洗劑，又將存在排出含磷廢水污染環境的問題。
發明內容
本發明的目的是要提供一種大豆蛋白纖維的漂白工藝，該工藝能有效地避免前述絞紗漂白所存在的工藝繁瑣、漂白成本大、易發生亂紗、損及纖維強力并導致蛋白質降低的弊端和避免前述織物催化漂白造成排放水對環境影響的問題以及以獲得理想的白度來滿足均染性、鮮艷度要求。
本發明的目的是這樣來達到的，一種大豆蛋白纖維的增白工藝，它包括纖維稱重、填棉、壓棉、漂白、脫水、喂毛、烘干，特點是所述的漂白包括以下步驟
(1)水洗，將填入于填棉裝置內的并經壓實后的大豆蛋白纖維浸置于溫水中，以2-5℃/min的升溫速度升至35-45℃，保溫5-10分鐘后排水，再通入常溫水清洗5-10分鐘后排水；(2)還原漂白，依次加入并在4-10分鐘內加完按纖維重量百分計的分散劑0.3-0.8％、精練劑0.3-0.8％、純堿2.5-4％、還原劑2.0-4％，控制浴比1∶15-20，然后以2-5℃/min的升溫速度升至80-95℃；保溫25-40分鐘，再降溫至80-70℃后排水；(3)三道水洗，第一道水洗為將常溫水按2-5℃/min的升溫速度升至60-75℃，保溫5-20分鐘后排水、第二道水洗為將常溫水按2-5℃的升溫速度升至40-60℃，保溫5-10分鐘后排水、第三道水洗則用室溫水水洗5-10分鐘后排水；(4)氧化漂白，漂白容器中的壓力控制為0.2-0.4MPa/cm2，依次加入并在3-10分鐘內加完按纖維重量百分計的穩定劑4-7％、純堿2-5％、精練劑0.2-1％、雙氧水20-40％，控制浴比1∶20，然后以2-5℃/min的升溫速度升至85-95℃；保溫50-70分鐘，再降溫至75℃以下排水；(5)熱水洗及室溫水洗，熱水洗是將水按2-5℃/min的升溫速度升至60-75℃后保溫10-20分鐘，再予排水，室溫水洗是用室溫水洗5-10分鐘后排水；(6)中和，控制PH6.5-7.5，按1-5℃/min的升溫速度升至35-45℃，保溫10-20分鐘后排水，當用冰醋酸中和結束后，再用室溫水洗5-10分鐘，排水；(7)上油，加入按纖維重量百分比計的柔軟劑3-5％、有機硅整理劑0.5-2％，對纖維增潤、增柔。
本發明在氧化漂白步驟中所述的穩定劑為硅酸鈉。
本發明增白工藝的優點由于其是直接對纖維進行增白處理，避免了已有技術對由纖維絞合成的絞紗和織成的織物的進行處理所帶來的工藝繁瑣、大化成本、出現亂紗、損及并降低纖維強力及蛋白質以及排放水對環境的污染的問題；由于所得到的纖維白度能達到70-82亨特白度，能滿足織物成品的均染度、鮮艷度要求。
圖1為本發明的工藝流程圖。
圖2為本發明第一實施例在還原漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
圖3為本發明第一實施例在氧化漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
圖4為本發明第二實施例在還原漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
圖5為本發明第二實施例在氧化漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
圖6為本發明第三實施例在還原漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
圖7為本發明第三實施例在氧化漂白中各助劑加入時間、升溫速度、保溫時間、降溫排水示意圖。
具體實施例方式
實施例1以對由纖維中大豆蛋白質占纖維總重量的25-55％，聚乙烯醇高分子聚合物占45-75％所合成的2D、3D中旦大豆蛋白纖維的增白工藝為例將稱好的500公斤的大豆蛋白纖維均勻地裝入填棉裝置內，然后進行壓棉，控制壓棉的壓力為3-4MPa/cm2，然后付諸漂白，漂白包括以下具體步驟(1)對填入于填棉裝置內并經壓實后的大豆蛋白纖維溫水洗和室溫水洗，其中溫水洗的溫度和水洗時間為按2℃/min升溫速度升至35℃，保溫5分鐘后排水，再通入室溫水水洗5-10分鐘，排水，目的是將纖維上表層所附帶的油劑、抗靜電劑洗除；(2)還原漂白，依次加入并在4-5分鐘內全部加完按纖維重量百分計的由德國BASF公司生產的SN-S螯合分散劑0.3-0.4％、由中國上海嘉得化工有限公司生產的D-004精練劑0.3-0.4％、純堿2.5-3％、由中國江蘇昆山化工廠生產的牌號為A的還原劑2.0-3％，控制浴比1∶20(重量)，上述各助劑的加入時間和升溫速度以及保溫時間、降溫排水見圖2所示。
(3)分別用熱水、溫水、室溫水對經還原漂白后的纖維作三道水洗，三道水洗的控制條件分別為將常溫水按升溫速度2℃/min升至60-75℃，保溫5-10分鐘，排水后進行第二道的溫水洗，按升溫速度2℃升至40-45℃.保溫5分鐘后排水，作第三道的室溫水洗，用常溫水洗5-6分鐘后排水；(4)對經過三道水洗后的纖維進行氧化漂白，依次加入并且在3-4分鐘內全部加完按纖維重量百分計的硅酸鈉4-5％、純堿2-3％、步驟(1)所述的精練劑0.2-0.3％、雙氧水20-25％，漂白缸內的壓力控制在0.2MPa/cm2、浴比1∶20(重量)，上述諸助劑的加入時間和升溫速度以及保溫時間、降溫排水見圖3所示。
(5)熱水-室溫水洗，按2-4℃/min的升溫速度升至60-65℃后保溫10分鐘，再排水，然后用室溫水洗5分鐘后排水；(6)在常溫下加入冰醋酸中和，控制PH6.5，按1-2℃/min的升溫速度升至35℃，保溫10分鐘后進行排水，當中和結束后，再用室溫水洗5分鐘，排水；(7)向中和后的纖維中分別加入按纖維重量百分計的由中國上海大祥化工有限公司生成的UK-100牌號的柔軟劑3％、由中國上海大祥化工有限公司生成的AS-88牌號的有機硅整理劑0.5-0.7％進行去色后的上油整理，使纖維的潤滑性、柔軟性得到增加，最后經脫水、喂毛、烘干，獲得亨特白度70-73的大豆蛋白纖維。
實施例2取1.5D棉型大豆蛋白纖維，在漂白步驟中(1)溫水洗的溫度和水洗時間為按3℃/min升溫速度升至37℃，保溫7分鐘后排水，再用室溫水水洗7分鐘；(2)還原漂白中依次加入并在5-6分鐘內全部加完按纖維重量百分計的同實施例1中的分散劑0.4-0.5％、同實施例1中的精練劑0.4-0.5％、純堿3-3.5％、同實施例1中的還原劑3-3.5％，控制浴比1∶18(重量)，上述各助劑的加入時間和升溫速度以及保溫時間、降溫排水見圖4所示。
(3)第一道的熱水洗按3℃/min，升至65-70℃，保溫10-15分鐘，排水，第二道的溫水洗按3℃，升至50℃.保溫7分鐘，排水，第三道的室溫水洗用常溫水水洗8分鐘后排水；(4)依次加入并且在5-6分鐘內全部加完按纖維重量百分計的同實施例1中的穩定劑5-6％、純堿3-4％、同實施例1中的精練劑0.5-0.6％、雙氧水30-35％，漂白缸內的壓力控制在0.3MPa/cm2、浴比1∶18(重量)，上述諸助劑的加入時間及升溫速度見圖5所示。
(5)按3℃/min的升溫速度升至65-70℃后保溫15分鐘，再排水，然后用室溫水洗7分鐘后排水；(6)用冰醋酸中和，控制PH7.0，按2-3℃/min的升溫速度升至40℃，保溫15分鐘后進行排水，再用室溫水洗7分鐘，排水；(7)柔軟劑及有機硅整理劑的用量分別為3.5-4％、0.7-1％，其余同實施例1，所得纖維的亨特白度73-76。
實施例3取1.15D細旦大豆蛋白纖維，在漂白步驟中(1)溫水洗的溫度和水洗時間為按5℃/min升溫速度升至45℃，保溫10分鐘后排水，再用室溫水水洗10分鐘；(2)還原漂白中依次加入并在9-10分鐘內全部加完按纖維重量百分計的分散劑0.6-0.8％、精練劑0.6-0.8％、純堿3.5-4％、還原劑3.5-4％，控制浴比1∶16(重量)，上述各助劑的加入時間和升溫速度以及保溫時間、降溫排水見圖6所示。
(3)第一道的熱水洗按5℃/min，升至70-75℃，保溫15-20分鐘，排水，第二道的溫水洗按5℃，升至55-60℃.保溫10分鐘，排水，第三道的室溫水洗用常溫水水洗10分鐘后排水；(4)依次加入并且在9-10分鐘內全部加完按纖維重量百分計的穩定劑6-7％、純堿4-5％、精練劑0.9-1.0％、雙氧水35-40％，壓力控制在0.4MPa/cm2、浴比1∶16(重量)，上述諸助劑的加入時間和升溫速度以及保溫時間、降溫排水見圖7。
(5)按5℃/min的升溫速度升至70-75℃后保溫20分鐘，再排水，然后用室溫水洗10分鐘后排水；(6)中和中，控制PH7.5，按5℃/min的升溫速度升至45℃，保溫20分鐘后進行排水，再用室溫水洗10分鐘，排水；(7)柔軟劑及有機硅整理劑的用量分別為4-4.5％、1-1.5％。其余同實施例1，所得纖維的亨特白度78-80。
實施例4本實施例是對1D細旦大豆蛋白纖維增白，其與實施例1、實施例2、實施例3相同，需要說明的區別如下(1)溫水洗的溫度和水洗時間為按4℃/min升溫速度至40～42℃，保溫8～9分鐘后排水，再用常(室)溫水水洗8～9分鐘后排水；(2)還原漂白，分散劑0.6-0.8％、精練劑0.6-0.8％、純堿3.0-4.0％、還原劑3.5-3.8％，在7～8分鐘內加完，控制浴比1∶17(重量)，按4℃/min的升溫速度至90～92℃，保溫35分鐘再降至70℃排水；(3)第一道熱水洗按4℃/min的升溫速度至72～73℃，保溫16～18分鐘后排水，第二道熱水洗按4℃/min的升溫速度至50～55℃，保溫7～8分鐘后排水，第三道為室溫水洗8～9分鐘后排水；(4)氧化漂白，依次加入穩定劑5.5～6.5％，純堿3.5～4.5％，精練劑0.8-0.9％和雙氧水35-38％，并在7-8分鐘內加完，壓力控制在0.35-0.4MPa/cm2，控制浴比1∶17(重量)，按4℃/min的升溫速度至90～92℃，保溫65分鐘再降至75℃排水；(5)按4℃/min的升溫速度升至70-72℃后保溫15分鐘，再排水，然后用常溫水(又稱室溫水)洗8分鐘后排水；(6)中和至PH7-7.2，并以按3-4℃/min的升溫速度至40℃，保溫18分鐘后排水，再以室溫水洗10分鐘后排水；(7)采用柔軟劑4.5-5％、有機硅整理劑1.6-2％進行去色后的上油整理，使纖維的潤滑性、柔軟性得到增加，最后經脫水、喂毛、烘干，獲得的纖維的白度達到亨特白度80-82。
權利要求
1.一種大豆蛋白纖維的增白工藝，它包括纖維稱重、填棉、壓棉、漂白、脫水、喂毛、烘干，其特征在于所述的漂白包括以下步驟(1)水洗，將填入于填棉裝置內的并經壓實后的大豆蛋白纖維浸置于溫水中，以2-5℃/min的升溫速度升至35-45℃，保溫5-10分鐘后排水，再通入常溫水清洗5-10分鐘后排水；(2)還原漂白，依次加入并在4-10分鐘內加完按纖維重量百分計的分散劑0.3-0.8％、精練劑0.3-0.8％、純堿2.5-4％、還原劑2.0-4％，控制浴比1∶15-20，然后以2-5℃/min的升溫速度升至80-95℃；保溫25-40分鐘，再降溫至80-70℃后排水；(3)三道水洗，第一道水洗為將常溫水按2-5℃/min的升溫速度升至60-75℃，保溫5-20分鐘后排水、第二道水洗為將常溫水按2-5℃的升溫速度升至40-60℃，保溫5-10分鐘后排水、第三道水洗則用室溫水水洗5-10分鐘后排水；(4)氧化漂白，漂白容器中的壓力控制為0.2-0.4MPa/cm2，依次加入并在3-10分鐘內加完按纖維重量百分計的穩定劑4-7％、純堿2-5％、精練劑0.2-1％、雙氧水20-40％，控制浴比1∶20，然后以2-5℃/min的升溫速度升至85-95℃；保溫50-70分鐘，再降溫至75℃以下排水；(5)熱水洗及室溫水洗，熱水洗是將水按2-5℃/min的升溫速度升至60-75℃后保溫10-20分鐘，再予排水，室溫水洗是用室溫水洗5-10分鐘后排水；(6)中和，控制PH6.5-7.5，按1-5℃/min的升溫速度升至35-45℃，保溫10-20分鐘后排水，當用冰醋酸中和結束后，再用室溫水洗5-10分鐘，排水；(7)上油，加入按纖維重量百分計的柔軟劑3-5％、有機硅整理劑0.5-2％，對纖維增潤、增柔。
2.根據權利要求1所述的大豆蛋白纖維的增白工藝，其特征在于在氧化漂白步驟中所述的穩定劑為硅酸鈉。
全文摘要
一種大豆蛋白纖維的增白工藝，屬于紡織材料的漂白加工技術領域。它包括纖維稱重、填棉、壓棉、漂白、脫水、喂毛、烘干，特點是所述的漂白包括以下步驟(1)水洗；(2)還原漂白；(3)三道水洗；(4)氧化漂白；(5)熱水洗及室溫水洗；(6)中和；(7)上油。本發明增白工藝的優點由于其是直接對纖維進行增白處理，避免了已有技術對由纖維絞合成的絞紗和織成的織物的進行處理所帶來的工藝繁瑣、大化成本、出現亂紗、損及并降低纖維強力及蛋白質以及排放水對環境的污染的問題；由于所得到的纖維白度能達到70－82亨特白度，能滿足織物成品的均染度、鮮艷度要求。
文檔編號D06L3/00GK1667180SQ20051003837
公開日2005年9月14日 申請日期2005年2月17日 優先權日2005年2月17日
發明者李征, 丁洪昌, 蔡端生, 張正一 申請人:常熟市江河天絨絲纖維有限責任公司