低溫皂洗劑
低溫皂洗劑
皂洗主要是指印染后處理工序。
活性染料色譜齊全,色澤鮮艷,成本低,染色工藝成熟,因此,80%以上的纖維素纖維染色和印花均採用活性染料。活性染料種類繁多,化學結構多樣,其反應效率也各有差異,但是它們都不能與纖維素纖維完全反應,此外,在上染固著纖維的同時,染料還會發生水解,即活性染料中的活性基被羥基所取代而形成水解染料。這些未固著的染料和水解染料,其擴散和吸附性能與原來的活性染料非常相似,因此容易吸附在纖維表面,並擴散進入纖維。在鹼劑和溫度壓力的情況下,這些未固著的染料和水解染料(浮色)又部分於纖維結合,容易導致滲色和再沾污,濕摩擦牢度,干摩擦牢度,水洗牢度牢度,防沾色性能均不理想。皂洗的主要目的就是去除浮色,提高產品的質量。
隨著染色和印花皂洗設備的不同、工藝的更新,織物染料各異,因此要適應其皂洗工藝要求的皂洗劑類型和品種也各不相同。目前使用的皂洗劑可分為一般皂洗劑、酸性皂洗劑和防沾污皂洗劑三大類,它們使用的工藝條件和要求都不一樣,因此要評估皂洗劑的應用性能的檢測方法也各不相同,本文根據目前大多數印染廠對各類皂洗劑使用的工藝、條件以及參考國家標準的檢測方法,匯總下面的可行性檢測方法供助劑廠和印染廠試用。
一。皂洗染色織物的試驗方法:
1.染色織物的準備(可選擇下面三種染料的任何一種)活性紅B-4BD 6% 元明粉/純鹼=80/30 60℃×60min 活性翠蘭B-G 6% 元明粉/純鹼=80/30 80℃×60min 活性黑B-GFF 7% 元明粉/純鹼=80/30 60℃×60min
2.皂洗方法:配製皂洗液1.0g/L,加入到不鏽鋼或玻璃容器內,再將上面染色布投入到皂洗浴中,保持浴比為1:20.開啟機器,於98℃皂洗20min,取出試驗用布,再用冷水漂洗一次,在60℃以下烘乾,待測其耐洗染色牢度和摩擦色牢度,來評定皂洗劑的皂洗效果。
3.皂洗效果評定 把上述皂洗后的織物按照耐洗色牢度試驗方法GB/3921和摩擦色牢度試驗方法GB/T3920,測試其皂洗效果;並觀察皂洗後腳水的深淺,做參考評估。
二。洗滌油污呢絨的實驗方法(參照GB/T 6371)
1.標準布樣製備 浸軋碳素墨水 在2000ML燒杯內加入100ML 95%乙醇,置於磁力加熱攪拌器上,在攪拌情況下滴加100g碳素墨水,混勻后再加入815ML 95%乙醇,充分攪拌,直至混合均勻,浸軋全毛64支女式呢。
工藝條件:二浸二軋,軋液率:85%,將浸軋后全毛女式呢在60℃以下烘乾備用。浸軋油脂 在1000ML搪瓷燒杯中加入
20g牛油和500ML乙二醇乙醚,於水浴上加熱至60℃,使之充分溶解,冷卻至30℃,用乙二醇乙醚稀釋至1000ML,將上述經過浸軋碳素墨水的羊毛織物浸軋油脂。工藝條件:二浸二軋,浸軋溫度50℃,軋液率85%,
乾燥條件:將浸軋油脂溶液的全毛女式呢在60℃以下烘乾,即為標準污布,裁成直徑5.4cm的圓片備用。
2.試驗方法 配製皂洗劑3g/L.置於耐洗色牢度試驗機內的具蓋不鏽鋼燒杯中,放入上述製備的標準污布一塊和不鏽鋼珠(直徑6mm)15粒。不鏽鋼燒杯加蓋密封后,裝入耐洗色牢度試驗機內,於50℃攪拌洗滌30min,取出,冷水沖洗一次,在小於60℃烘乾。
3.洗滌力評定 目測經過洗滌試驗后的標準污布的色澤深淺,評出相對洗滌力。
印染廠為了去掉紡織品上所沾污物及紡絲紡紗財時所施加的油劑,經常用洗刷劑進行洗刷,另外在染色或印花後為了去掉未上染的染料,也有必要進行洗刷劑皂洗。以保證染物抵達一定的染色牢度。皂洗都在95-100℃進行。溫度降低,染色牢度不合格。為了節能,工廠提出最佳用低溫皂洗,而且需要快速,於是就研製出低溫皂洗劑。
為什麼皂洗有必要在高溫時進行,查閱各類書本,都沒有這方面的描寫。經查閱洗衣粉方面的文獻,也找不到理論性的論文,僅從文章的敘說中把洗刷劑之不能低溫運用歸咎於三個緣由,一是低溫時溶解度不可,二是臨界膠束濃度(c.m.c.)較高,三是鬆散性不可。
研討低溫皂洗劑從幾方面著手:一是選用溶解度大、臨界膠束濃度小和鬆散能力強的表面活性劑,二是參與能前進溶解度的溶劑,三是參與能降低臨界膠束濃度的助劑。如今己初見端倪。可把皂洗溫度降到70-80℃。
首先找可以低溫皂洗的表面活性劑,合成了雙烷基聯苯謎二磺酸鈉,是由聯苯醚二個苯環上分別接上8-12碳的直鏈或支鏈烷基,最佳是叔丁基,然後磺化,分別接上一個磺酸基而成。從分子結構上看,類:似於兩個烷基苯磺酸納由一個氧原子聯接的雙子型(Gemmi type)表面活性劑,其所以能降低皂洗溫度至70-80℃的緣由主要是c.m.c.較低,後來發現雙子型表面活性劑或多或少都能降低皂洗溫度,所以大約從雙子型表面活性中尋找適合的商品。有人把苯基苯酚作為骨架,接上烷基後進行硫酸酯化,或與環氧乙烷、環氧丙烷縮合製成皂:洗劑,其皂洗溫度也可以降低。
在陰離子皂洗劑中參與陽荷性表面活性劑也能降低c.m.c.,就可以降低皂洗溫度,文獻報導,在十二烷基苯磺酸鈉液中參與哌啶類化合物,特別是季銨化往後,c.m.c.降低,表面活性增大,去污力前進,可在較低溫度下皂洗。接有季銨基的葡糖苷參與到陰離子洗刷劑中也一樣能降低皂洗溫度。
在洗刷劑中參與助溶劑也能降低皂洗溫度,例如參與N-乙基吡咯烷酮作溶劑,使洗刷劑溶解度前進,就能在70℃左右皂洗。
在實際大生產中,對比了低溫皂洗劑ZJ-RH18低溫皂洗工藝與傳統高溫皂洗工藝的應用效果,其皂洗、乾濕擦、汗漬及淹水牢度相當,但環保皂洗粉的殘液顏色要淺,對布面色光影響不大。更為主要的是縮短工藝時間,節水的同時減少污水排放,因低溫皂洗可以降低蒸汽用量,具有節能減排的優勢,能帶來顯著的經濟效益和社會效益。以下是對於低溫皂洗劑節能節水的應用研究:
關鍵詞:低溫皂洗劑;節能節水;無泡;皂洗粉;
在纖維素纖維的活性染料染色或印花過程中,因上染后的純鹼固色或汽蒸時,部分染料同時發生水解而只能吸附在纖維表面形成浮色,嚴重影響染色和印花織物的色牢度。為得到色牢度和品質優良的印染製品,活性染料染色或印花后必須皂洗,故選擇適當的皂洗劑是提高產品質量和和降低能耗的行之有效的方法[1-3]。市場上銷售的皂洗劑多數有鹼性含磷皂洗劑,多種表面活性劑復配成的皂洗劑,或馬丙共聚物類皂洗劑,他們都是水溶液的液體類產品,包裝運輸不便且成本高,有的皂洗溫度高達98~100℃,能耗大,另泡沫多,需消耗大量的水,甚至廢液中還含有會對環境產生不良影響的APEO或磷酸酯(鹽)類表面活性劑,不利於環保[4-6]。
本文介紹的是一種通過大量試驗研究,最終確定好的由特種酶製劑與輔助用劑等復配而成的一種具有洗滌、分散、乳化、螯合性能的無泡高效低溫皂洗粉。這裡主要探討是在工廠大生產過程中與傳統皂洗劑的應用工藝及效果進行對比,確定本產品的優勢。
1.1 材料、試劑及主要儀器
織物:純棉針織色布(深藍色、湖藍色、拔印草莓紅)
試劑:自製環保皂洗粉、常規皂洗劑
儀器:電子分析天平(BT 125D型,賽多利斯科學儀器北京有限公司),常溫搖擺式小樣染色機(AS-12型,鶴山精湛染整沒備廠有限公司),電腦測色儀(Datacolor 600),紫外可見分光光度計(UV756CRT型,上海佑科儀器儀錶有限公司),恆溫鼓風烘箱(<9053A> 型,上海森信實驗儀器有限公司),洗水牢度測試儀(LM型)、汗漬牢度測試儀(PSP型)、色牢度摩擦儀(CFT型)均為KMS Colortech Service Co. Ltd製造。
1.2皂洗后處理工藝
為了測試本皂洗劑的效果,工廠先按照的原來正常的染色方法得到不同顏色的純棉針織色布,隨後分別在同個色號中選取其中一缸用環保皂洗粉ZJ-RH18做低溫皂洗后處理﹐另一缸做傳統高溫皂洗后處理﹐后處理過程中,將皂洗和最後一道水洗的殘液取樣,用分光光度計測試吸光度,從而判斷殘液顏色深淺。
A.傳統高溫皂洗后處理工序:染色排液→冷水洗(2道)→加酸中和(80℃)→冷水洗→皂洗(95℃×20min,常規皂洗劑1.5g/L)→冷水洗→熱水洗(80℃)→冷洗(2~3道);
B.皂洗粉低溫皂洗后處理工藝:染色排液→冷水洗→熱水洗(50~60℃)→皂洗(80℃×20min,環保皂洗粉ZJ-RH18 0.5g/L)→過酸0.3g/L→熱水洗(60℃,1~2道)。
對比結論:採用ZJ-RH18皂洗劑對中深色的低溫皂洗工藝至少能減少2道工序,在保持相同的牢度甚至提高的情況下,每噸布可節水30噸,減少污水處理負擔,節省時間77min以上,傳統溫度95℃降低到60℃,減少耗電56.5度,每噸布降低蒸汽用量約2.112噸,節省耗能提高工作效率。
1.3 測試方法
(1)洗水牢度:按AATCC 61-2008紡織品耐洗滌色牢度試驗中的1A方法在40℃皂洗,最後用沾色樣卡分別評價多纖維測試布中沾色情況。
(2)淹水牢度:按AATCC 107-2008 耐水色牢度測試方法,將色布板連同沾色布泡在一定溫度的水中一段時間,然後取出樣板並放置在兩塊塑料片中間,加適當的壓力後放進38+1℃的焗爐里一定的時間,取出干板后評估樣板的色變與多種纖維布的沾色。
(3)汗水牢度:按AATCC 15-2009耐汗漬色牢度測試方法,檢測在酸性汗液的作用下皂洗后色織物的色牢度,對其它纖維做顏色的沾色深淺的評價。
(4)摩擦牢度:按AATCC 8-2007耐摩擦色牢度測試方法,測定皂洗后染色織物的干、濕摩擦牢度。並對白布沾色情況進行等級評價。
(5)色光測試:將傳統高溫皂洗工藝洗過的色布作為標準板﹐以環保皂洗粉低溫皂洗處理過色布板為樣品,在D65燈為光源情況下,用電腦測色儀測試樣品與標準板的色差。
(6)吸光度測試:用紫外可見分光光度計掃描染色液的最大吸收波長,然後在最大吸收波長下直接測試皂洗殘液的吸光度值。
2結果與討論
2.1 環保皂洗粉對各項牢度的影響
按照AATCC的系列方法,分別對兩種採用不同皂洗工藝完成整個后處理的色布進行洗水牢度、淹水牢度、汗水牢度、摩擦牢度的測試,其測試結果見如下表1-4。
表1洗水牢度
洗水牢度 (AATCC61)醋纖棉尼龍滌綸晴綸羊毛色變深藍色傳統后處理4-544-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-544-54-54-54-54-5湖藍色傳統后處理4-544-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-544-54-54-54-54拔印草莓紅傳統后處理4-54-54-54-54-544-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-544-5
表2淹水牢度
淹水牢度 (AATCC107)醋纖棉尼龍滌綸晴綸羊毛色變深藍色傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5湖藍色傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5拔印草莓紅傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5
表3汗水牢度
汗水牢度 (AATCC51)醋纖棉尼龍滌綸晴綸羊毛色變深藍色傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5湖藍色傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5拔印草莓紅傳統后處理4-54-54-54-54-54-54-5低溫皂洗后處理4-54-54-54-54-54-54-5
表4摩擦牢度
摩擦牢度(AATCC8)乾擦濕擦深藍色傳統后處理4-53低溫皂洗后處理4-53湖藍色傳統后處理4-54低溫皂洗后處理4-54拔印草莓紅傳統后處理4-53-4低溫皂洗后處理4-53-4
從以上干摩擦牢度及濕摩擦牢度的測試結果來看,儘管環保皂洗粉採用低溫80℃皂洗,但該產品中復配的輔助用劑具有良好洗滌、分散能力,可將浮色儘可能的洗下來,完全可以達到與傳統高溫皂洗后處理工藝的效果。
環保皂洗粉對布樣色光的影響
本結果是以傳統后處理工藝的布樣作為標準板﹐以庄傑環保皂洗粉ZJ-RH18低溫皂洗處理過的三個顏色布板為樣品,在D65燈為光源情況下,用測色儀測試樣品與標準板的色差。其結果如下表5。
表5 色差測試結果
色號DLDaDbDcDhDeCMC DE深藍色0.520.04-0.510.50-0.080.730.55湖藍色-0.670.460.14-0.430.210.820.35拔印草莓紅-0.210.210.670.240.660.730.42
從以上數據可以發現,不論是那種顏色的布樣,經過環保皂洗粉低溫皂洗后布樣的色光與傳統高溫皂洗布樣的色光差別不大,均在允許範圍內。所以儘管環保皂洗粉ZJ-RH18中含有能破壞未固著染料及水解染料分子中的發色基團的特種皂洗酶,但在用量適當情況下,皂洗時對布樣的顏色影響甚微。
2.3環保皂洗粉對皂洗殘液顏色的影響
直接將兩種不同工藝中皂洗環節以及最後一道水洗環節時的殘液進行取樣,然後用肉眼觀察皂洗殘液顏色的深淺,並用分光光度計測試殘液的吸光度。結果如下表6。
表6 皂洗殘液測試結果
皂洗環節殘液吸光度 | 最後洗水環節殘液吸光度 | ||
深藍色 | 傳統后處理 | 0.418 | 0.102 |
低溫皂洗后處理 | 0.298 | 0.074 | |
湖藍色 | 傳統后處理 | 0.274 | 0.089 |
低溫皂洗后處理 | 0.205 | 0.061 | |
拔印草莓紅 | 傳統后處理 | 0.154 | 0.073 |
低溫皂洗后處理 | 0.106 | 0.058 |
在三種不同顏色織物的皂洗環節以及最後一道洗水環節殘液的吸光度對比來看,都是採用環保皂洗粉ZJ-RH18的殘液吸光度低,尤其是深藍色織物的皂洗殘液吸光度差異明顯,也就是說採用環保皂洗粉低溫皂洗工藝的殘液顏色要淺。這是由於環保皂洗粉能破壞皂洗殘液中染料的結構,使其不顯示顏色。所以環保皂洗粉ZJ-RH18能降低皂洗廢水的色度,有利於減輕後續廢水處理的壓力。
3工藝成本分析
按照工廠實際生產工藝情況進行成本對比分析,以生產1噸布、浴比1:10來計算,成本分別如下:
表7 工藝成本對比
傳統高溫工藝 | 低溫皂洗工藝 | 新老工藝對比結果 | |
助劑用量/kg | 15 | 5 | 省5kg助劑 |
耗時/min | 139 | 75 | 每缸加工耗時少60min |
耗電/kw.h | 81 | 44 | 用電減少37度 |
耗水/m3 | 80 | 50 | 減少用水30噸 |
用汽/kg | 2592 | 1080 | 節約蒸汽1512kg |
由於採用環保皂洗粉ZJ-RH18的低溫皂洗工藝至少可以減少兩道工序,在保持相同色牢度甚至有所提高的情況下,每噸布可節水約30噸,減少了污水處理負擔,節省時間60min以上,如果是淺色織物,皂洗道數相應的都可以減少,但是新的低溫皂洗工藝至少也比傳統高溫皂洗工藝短15min以上。另皂洗溫度由傳統的95℃左右降低15℃,減少耗電37度,每噸布降低蒸汽用量約1.5噸,節省能耗和提高工作效率。
4 結論
(1)在工廠不同顏色深度的活性染料染色織物的皂洗后處理工藝中,採用自製環保皂洗粉ZJ-RH18低溫皂洗工藝條件下能獲得與傳統高溫皂洗工藝相當的皂洗效果,且皂洗殘液顏色要淺,皂洗后的布面色光也變化不大,完全可取代市場上使用的傳統皂洗劑。
(2)自製環保皂洗粉ZJ-RH18較常規皂洗劑的傳統高溫工藝減少兩道工序,在縮短工藝時間和節水的同時減少污水排放,另因低溫皂洗可以降低蒸汽用量,大大節約能源,降低生產成本,提高了工作效益。具有節能減排的優勢,能帶來顯著的經濟效益和社會效益,且本品不含APEO類表面活性劑,屬環保產品。
ZJ-RH18皂洗粉是精心研發製成的一種高效低溫無泡皂洗劑,已經投入各大印染廠家使用,效果顯著,真正意義上實現低溫環保節能。
低溫皂洗粉由特種過氧化酶劑與高效輔助用劑復配而成,其神奇作用在於過氧化酶的高效專一性,在低溫下能發揮其活化性能,過氧化酶基團可選擇性破壞染料發色基團,然而,棉纖維上已經發生鍵合的染料分子不會受到酶素的影響,實現了有效破壞染料浮色,真正意義上去除浮色,不存在沾污問題。
【物化性能】
外 觀:白色固體顆粒
含 量:99%
離子性:陰/非離子
pH 值:6±1(1%水溶液)
溶解性:可與水任比混溶
組 成:特種高溫漆酶與輔助用劑的複合物
同市面常規活性染料皂洗劑相比,低溫皂洗劑皂洗劑ZJ-RH18屬新一代環保型高濃皂洗王。有如下突出特色:
1、可以實現低溫皂洗(60 度),節省能耗,同時減少織物摺痕
2、完全破壞未反應染料及水解染料,去除浮色,無色可沾
3、減少染色后水洗次數(至少2道),縮短工藝流程(節省60min以上),從而提高生產效率;
4、ZJ-RH18特別適用於深色或敏感色活性染料的皂洗(如翠藍,湖藍,大紅等);
5、經過ZJ-RH18 皂洗,能得到優異的乾濕摩擦牢度,色彩鮮明,賦予織物的高品質效果;
6、通過ZJ-RH18皂洗后的殘液為無色或極淡透明液體,減少印染企業的污水排放。
ZJ-RH18參考用量:
1.對活性染料:淺色:0.05g/L 中色0.1~02g/L 深色0.3~0.5g/L (註:一次性用量不要超過0.5g/L) 2.溫度:60度 3.時間:15~20分鐘