CN1320199C - 去除大豆蛋白纤维中游离甲醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种去除大豆蛋白纤维中游离甲醛的加工方法，属纺织染整技术领域。先制备去除大豆纤维中游离甲醛的加工液，它由含氮化合物的甲醛捕捉剂、纯碱、精炼剂、渗透剂和水组成；其中，甲醛捕捉剂由二氧化硫脲和尿素组成，精练剂为阴离子型表面活性剂，渗透剂为非离子型聚氧乙烯类表面活性剂，加工液的pH值为9.0～10.0；再按浴比1∶8～40将大豆纤维在加工液中进行去除游离甲醛的处理，最后用醋酸中和、脱水、烘干。处理后的纤维残留甲醛含量低于20mg/kg，能达到国际生态纺织品环保要求，该处理方法对大豆蛋白纤维结构和性能无影响，处理后纤维中蛋白质流失甚少，能保持原纤维所具有的良好服用性能，推广应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除大豆蛋白纤维中游离甲醛的加工方法，属纺织染整技术领域。
背景技术
大豆蛋白纤维是中国唯一自主开发和产业化生产的一种新型化学纤维，是由大豆榨取油脂后的豆渣和聚乙烯醇(PVA)为原料。从豆渣中提取蛋白质，经改性、溶解成一定浓度的蛋白质溶液，按比例与聚乙烯醇溶液接枝共混制成纺丝原液，通过湿法纺丝、凝固、热牵伸、甲醛缩醛化、水洗、烘干、上油、卷曲热定型、切断等工序制成再生大豆蛋白纤维，纤维中含有大豆蛋白质19～30％。纤维具有羊绒般柔软手感、蚕丝被亮丽光泽、棉一样的吸湿导湿性、羊毛被的保暖性、强伸度较高等优良特性。可在棉纺、毛纺、绢纺等设备上与其它纤维混纺，可纺性好。近年来，大豆蛋白纤维纯纺、混纺、交织、色织等新产品已成为纺织印染界开发的热点。
目前，在大豆纤维制造过程中，为了增强蛋白质与聚乙烯醇分子间的结合力，采用甲醛为交联剂进行缩醛化处理，生产的大豆蛋白纤维上残留甲醛含量很高，超过450mg/kg，纤维上存在过量的游离甲醛，挥发出来的甲醛对人眼、鼻、皮肤等有明显的刺激作用，严重污染纺纱车间工作环境。若用常规的染整加工方法，虽能去除部分甲醛，但大豆蛋白纤维上残留的甲醛量仍然较高，达不到纺织品上限定甲醛含量的国家标准和国际生态纺织品环保法规的相关要求，这就严重影响了大豆蛋白纤维纺织品的销售和出口。因此，去除大豆蛋白纤维及其纺织品上残留的甲醛具有十分重要的意义。
采用常规的双氧水或保险粉等漂白剂在高温条件下(100℃)漂白，或采用弱酸性或中性染料在100℃高温条件下染色，纤维上残留的甲醛有可能被进一步除去。但是，仍达不到婴儿服装和床上用品上甲醛限量为20mg/kg以下的要求；同时，由于大豆蛋白纤维耐湿热性较差，在100℃下较长时间处理时，纤维会出现软化、收缩、变硬等问题，将失去纤维原有特性。如果降低常规的漂白和染色温度，如在90℃下进行漂白和染色，则纤维受损伤程度小，但纤维上残留的甲醛含量仍很高，漂白和染色效果不佳。因此，采用一种理想的去除大豆纤维上游离甲醛的方法，促使大豆纤维纺织品尽快推向国内外市场，是各生产企业急需解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种纤维中蛋白质不流失、纤维不泛黄、不受损，环保、成本低的去除大豆纤维中游离甲醛的本方法。
实现本发明目的的技术方案是：先制备一种去除大豆纤维中游离甲醛的处理液，它由含氮化合物的甲醛捕捉剂、纯碱、精炼剂、渗透剂和水组成；其中，所述的甲醛捕捉剂由二氧化硫脲和尿素组成，二氧化硫脲的浓度为2～8g/L，尿素的浓度为1～4g/L；所述的精练剂为阴离子型表面活性剂，浓度为1.0～3.0g/L；所述的渗透剂为非离子型聚氧乙烯类表面活性剂，浓度为0.5～2.0g/L，加工液的pH值为9.0～10.0；
将待处理物加入到浴比为1∶8～40的处理液中进行去除游离甲醛的处理，处理温度为80～95℃，处理时间为30～60min，结束后用热水、温水、冷水洗涤，再用醋酸中和、脱水、烘干。
所述去除大豆纤维中游离甲醛的方法中，所述的阴离子型表面活性剂为胰加漂T、净洗剂209、净洗剂LS；所述的非离子型聚氧乙烯类表面活性剂为渗透剂JFC、分散渗透剂WA。
按本发明提供的去除大豆蛋白纤维中游离甲醛的方法，同样还可应用于去除大豆蛋白纱线和织物中的游离甲醛，大豆蛋白纤维、纱线和织物去除游离甲醛的方法所适用的加工设备为：加工散纤维选用常压或高温散纤维练染机，加工毛条选用毛球练染机，加工纱线选用绞纱染色机或筒子纱染色机，加工针织物用溢流或喷射染色机，加工机织物用卷染机或喷射溢流染色机或经轴染色机。
与现有技术相比，本发明的显著优点有：
(1)由于二氧化硫脲对甲醛具有强烈的还原作用，能将甲醛还原为甲醇，尿素能有效地吸收甲醛，而纯碱和精练剂对洗涤去除甲醛具有促进作用，因此，本发明所采用的组合物能有效地去除大豆蛋白纤维中的游离甲醛，处理后的纤维残留甲醛含量低于20mg/kg，能达到国际生态纺织品环保环保要求。
(2)本发明所采用的技术方案对大豆蛋白纤维结构和性能无影响，纤维中蛋白质流失甚少，处理后的纤维仍能保持原纤维具有的良好服用性能。
(3)本发明所提供的方法工艺简单，操作方便，且适用性强，可用于散纤维、纱线和织物等形式的处理。
(4)本发明所提供的方法无污染，属于环保、节能、清洁生产工艺，具有广阔的推广应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述：
实施例一：
将0.2ml的渗透剂JFC、0.4g的净洗剂209分别加入到150ml软水中，然后加入1.2g的二氧化硫脲和0.6g的尿素，不断搅拌使其充分溶解，随后用50g/L浓度的纯碱(约10～12ml)调节溶液pH为9.5左右，定容到200ml，即制备得处理液。
纤维重量与处理液重量或体积之比(浴比)为1∶40。投入5g大豆蛋白纤维或纱线，在室温下均匀浸泡润湿，以1～2℃/min升温速度升到90～92℃，保温50min后取出试样，分别用80℃和50℃的热水和温水各洗5min，用冷水冲洗，再用2g/L的醋酸水溶液洗5分钟，最后用冷水冲洗到纤维呈中性，脱水后于95℃烘干。
实施例二：
在散纤维练染机上实施本发明所述的技术方案：加工大豆蛋白纤维300kg，按浴比1∶10将软水加入至染机中；将3kg渗透剂JFC、4.5kg精练剂、15kg二氧化硫脲、6kg尿素分别加入至染机的水浴中，开启泵使处理液循环均匀，然后慢慢加入一定量(约4Kg)的纯碱，调节pH 9.5左右；溶液循环均匀后吊入事先装好纤维的园网筒，盖好机盖，开启泵使溶液循环，均匀润湿10min，开蒸汽阀门，以1～2℃/min的速度升温到88～90℃，保温30～50min，然后放掉处理液，加入软水，分别以80℃热水、60℃温水、冷水各洗涤10min，用2ml/L浓度的醋酸(约6Kg冰醋酸)进行酸中和20min，脱水后于90℃烘干。
表1是部分国家生态纺织品标准中甲醛含量规定和按本发明技术方案处理前(原样)、后(处理样)大豆蛋白纤维中游离甲醛含量测试值的对比表。
参见表1，其中，试样1和3为采用实施例一的方法处理前、后的甲醛含量测试结果，试样2和4为采用实施例二的方法处理前、后的甲醛含量测试结果；试样1和4的甲醛含量按JIS L1041标准检测，试样2和3的甲醛含量按GB18401-2001标准检测。表1中的测试结果表明，经本发明技术方案处理后的大豆蛋白纤维残留甲醛量低于20mg/kg，基本不含甲醛。同时，从结果可看出，用不同方法测定的不同规格的大豆蛋白纤维游离甲醛残留含量都在20mg/kg以下。
表2为采用实施例二的方法处理前、后测定的大豆纤维蛋白的含量。
参见表2，从表中氨基酸含量变化情况可看出，处理前氨基酸总量为19.43％，而处理后为18.93％，仅下降0.5％，这说明大豆蛋白基本未流失。
表3为采用本发明实施例二方法处理的大豆蛋白纤维蛋白质含量以及光泽、白度、强伸度、吸湿性等物理机械性能指标。
参见表3，测试结果表明，本发明技术方案在去除大豆蛋白纤维中游离甲醛的同时，并未使大豆蛋白纤维结构受到损伤，并未使大豆蛋白纤维的性能受到影响，因此，本发明的技术方案具有很好的实用性。
表1
| 标准及实测值 | 用途分类 甲醛含量规定(mg/kg) | |||
| 婴幼儿类 | 直接接触皮肤 | 非直接接触皮肤 | 装饰类 | |
| 中国GB18401-200标准德国ke-Tex 200标准欧盟生态纺织品标签日本JIS L1041标准 | ≤20≤20≤30≤15～20 | ≤75≤75≤75≤75 | ≤300≤300≤100≤300 | ≤300≤300≤300≤300 |
| 试样 | 甲醛含量测试值(mg/kg) | |||
| 处理样 | 原样 | |||
| 试样11.22dtex×38mm纤维试样21.65dtex×38mm纤维试样31.65dtex×38mm纤维试样42.2dtex×76mm纤维 | 7.014.612.810.2 | 488586560520 | ||
表2
| 氨基酸名称 | 含量(％) | 氨基酸名称 | 含量(％) | ||
| 原样 | 处理样 | 原样 | 处理样 | ||
| 1.65dtex×38mm | 1.65dtex×38mm | ||||
| 天门冬氨酸Asp苏氨酸Thr丝氨酸Ser谷氨酸Glu脯氨酸Pro乙氨酸Gly丙氨酸Ala胱氨酸Cys缬氨酸Val甲硫氨酸Met | 2.390.670.664.590.630.900.930.071.170.25 | 2.470.670.684.430.660.870.951.190.114 | 异亮氨酸Ihe亮氨酸Leu酪氨酸Tyr苯丙氨酸Phe鸟氨酸ORN赖氨酸Lys氨NH3组氨酸His色氨酸Try精氨酸Arg | 1.131.851.200.950.401.64 | 1.111.831.110.080.810.381.55 |
| 氨基酸含量总计 | 19.43 | 18.93 | |||
表3
| 性能 | 原样 | 处理样 | 性能 | 原样 | 处理样 |
| 1.65dtex×38mm | 1.65dtex×38mm | ||||
| 线密度(dtex)断裂强度(g/d)断裂伸长(％)初始模量(CN/dtex)回潮率(％) | 1.653.8719.920.06.74 | 1.613.9723.016.66.70 | 亨特白度亮度含氮量(％)蛋白质含量(％)热分解温度(℃) | 66.3672.243.16419.78352.8 | 73.5480.273.13719.56343.5 |
Claims (3)
1.一种去除大豆纤维中游离甲醛的方法，其特征在于：
制备去除大豆纤维中游离甲醛的加工液，它由含氮化合物的甲醛捕捉剂、纯碱、精炼剂、渗透剂和水组成；其中，所述的甲醛捕捉剂由二氧化硫脲和尿素组成，二氧化硫脲的浓度为2～8g/L，尿素的浓度为1～4g/L；所述的精练剂为阴离子型表面活性剂，浓度为1.0～3.0g/L；所述的渗透剂为非离子型聚氧乙烯类表面活性剂，浓度为0.5～2.0g/L，加工液的pH值为9.0～10.0；
将待处理物加入到浴比为1∶8～40的加工液中进行去除游离甲醛的处理，处理温度为80～95℃，处理时间为30～60min，结束后用热水、温水、冷水洗涤，再用醋酸中和、脱水、烘干。
2.根据权利要求1所述的一种去除大豆纤维中游离甲醛的方法，其特征在于：所述的阴离子型表面活性剂选自胰加漂T、净洗剂209、净洗剂LS。
3.根据权利要求1所述的一种去除大豆纤维中游离甲醛的方法，其特征在于：所述的非离子型聚氧乙烯类表面活性剂选自渗透剂JFC、分散渗透剂WA。
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