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毛皮同浴漂白工藝

 ~海龙~ 2010-09-21

程凤侠 杨宗邃 熊蔚

摘 要:一种在酸性、中性浴中实现氧化-还原同浴漂白的新型工艺可应用于毛皮生产中。对比其它工艺,采用新工艺漂白的试样其毛被的白度高、碱溶度低。同时,新工艺还具有耗时短、用料省的特点,有一定先进性和实用性。
关键词:毛皮 同浴 氧化-还原漂白

前言

  在毛皮染整过程中,漂白是一个重要工序。适当的漂白可以使毛色不美和深色的毛皮褪成中等色调或浅色,使杂色毛皮褪成均匀的浅色甚至纯白,提高其使用价值。
  有色素的毛皮一般都采用氧化-还原法漂白。传统做法是采用双氧水在较高温度及pH 9~10的条件下漂白8小时左右,再用硫代硫酸钠进行还原漂白。这种方法是在碱性条件下进行的,虽然可以得到很高的白度,但对毛被损伤严重,碱溶度也很高,以致毛被枯涩,失去原有的光泽和灵活性。若降低pH值或温度,又达不到要求的白度。于是,人们对碱性法漂白进行改进,在酸性、中性条件下氧化漂白,然后用保险粉还原漂白。由于氧化漂白不能采用高温和高pH值,只好延长漂白时间。这两种方法的氧化漂白和还原漂白阶段都是分别进行的,仅漂白工序至少就要分三步进行。如果能将多步操作简化为一步操作,并取得高白度、低碱溶度的效果,无疑是最为理想的事。国外有关资料﹝1~5﹞报道了在羊毛织物漂白中采用氧化-还原同浴进行的新方法。基于毛皮有色毛被的漂白与羊毛漂白有共同性,考虑到现有毛皮漂白工艺的若干不足以及减少重复操作的需要,本文研究了在酸性、中性浴中对毛皮进行同浴氧化-还原漂白的方法,通过多轮正交试验,确定了该方法的最佳工艺方案,并将采用该方案漂白的毛皮试样与传统方法和改进方法漂白的毛皮试样进行了对比试验。结果证明,所试验的新工艺是三种方法中效果最好的。

1 试验及结果

1.1主要试验设备与仪器
  MJD300型台式有机玻璃控温试验转鼓﹔电热自动恒温箱﹔分析天平﹔纤维电子强力仪﹔拉力试验机﹔收缩温度测定仪﹔TC-FG全自动测色色差计﹔其它常规玻璃仪器及器皿等。
1.2主要试剂及材料
  双氧水(30%)﹔焦磷酸钠﹔硫 ﹔硫代硫酸钠﹔冰乙酸﹔保险粉﹔硫酸亚铁﹔氨水等。
  毛皮试样为醛鞣深棕色兔皮,绒毛为黑色。
1.3漂白工艺条件的优化及最佳工艺条件的确定
  漂白正交试验选取的因素有时间t,温度T,双氧水浓度c,pH值,硫 用量。按L9(34)、L9(34)和L4(23)正交表进行三轮正交试验。
  将兔皮按试验要求进行分割,标记后水洗,回软,铁盐媒染,充分水洗后立即进行漂白正交试验。漂白试验工艺如下:
  液比20~25,温度25~,NPS-1/l,焦磷酸钠 /l,双氧水(30%)20~/l,用冰乙酸调pH 4.5~6.5,转动5~12小时,硫 5~/l,转动5~10分钟,用氨水调pH7~8,转动15~45分钟。
  漂白后的试样经水洗、晾干后进行检测。
1.4三个漂白工艺对比试验
  将兔皮分割后标记、水洗、回软、媒染,充分水洗后按3个工艺方案进行漂白。其中方案1为传统的碱性法漂白工艺﹔方案2为改进的氧化-还原漂白工艺(具体条件略)﹔方案3为本试验优化的同浴氧化-还原漂白工艺。
感观检查
  检查毛被的褪色情况、手感及松散程度。
1.4.2仪器检测
  毛被:检测白度(用TC-F
G全自动测色色差计测定)﹔碱溶度(测定方法见参考文献6)﹔单纤维抗张强度(用纤维电子强力仪测定)。
  皮板:检测收缩温度﹔抗张强度等。
1.4.3漂白工艺对比试验结果(见表1)

   表1 漂白工艺对比试验结果

 

对比项目

方案1

方案2

方案3





感观检查

褪色情况

纯白

纯白

纯白

手感

枯涩掉毛

较好

较好

松散程度

灵活

灵活

CIE系统
三刺激值

X

70.52

69.96

70.56

Y

75.19

76.09

75.08

Z

60.85

58.39

58.65

白度TW

56.71

54.42

54.66

黄度YI

29.05

31.45

32.52

碱溶度(%)

43.80

22.06

22.15

针毛单纤维强
力平均值(CN)

漂白前

2.87

2.87

2.87

漂白后

1.69

2.49

2.46

下降百分率

41.1%

13.2%

14.3%





抗张强度
(N/mm2)

漂白前

11.60

8.49

7.62

漂白后

10.01

8.23

7.25

下降百分率

13.7%

3.1%

4.8%

规定负荷
伸长率(%)

漂白前

43.3

37.2

58.9

漂白后

42.0

36.8

56.7

下降百分率

3.0%

1.1%

3.7%

断裂伸长率(%)

漂白前

67.1

62.4

65.1

漂白后

60.6

60.5

62.2

下降百分率

9.7%

3.0%

4.4%

收缩温度Ts()

漂白前

87.5

84.0

83.0

漂白后

63.0

66.0

68.0

下降百分率

28.0%

21.4%

18.1%

 

2 讨论

2.1 硫 的作用
  氧化漂白后进行还原漂白中,常用的还原剂是亚硫酸氢钠和连二亚硫酸钠。亚硫酸氢钠碱性相对较强,连二亚硫酸钠使用最普遍。但是,连二亚硫酸钠分解迅速,并同时释放出有毒性的二氧化硫。在寻求连二亚硫酸盐的安全替代品过程中,人们发现用二氧化硫 作为还原漂白剂,漂白后的毛白度高、碱溶度低、废液污染小。在纯态时二氧化硫 既无还原性亦无氧化性,但在水中能迅速地分解而生成还原性物质,反应过程如上:
  SO2-2与毛中的色素作用,色素被还原,SO2-2被氧化成SO2-4。二氧化硫 在溶液的pH值3~6.5之间均能分解,而且在碱性介质中的分解比在酸性介质中显著,在pH 5.5以上,温度以上时分解最明显。
  氧化漂白后,向浴液中加入硫 ,利用氧化漂白剩余的双氧水与硫 反应生成二氧化硫 ,从而达到氧化-还原同浴漂白的目的。反应如下:

2.2影响毛被白度的因素
  通过对试验结果的分析,发现在影响漂白效果的各因素中,温度对毛被白度影响最大,双氧水浓度的影响次之,然后是pH值,而时间和硫 用量则影响很小。
  影响白度的各因素之间存在相互联系,尤其是温度和双氧水浓度这两个因素之间。通过在pH 5.5,氧化漂白8小时的条件下,对双氧水浓度、浴液温度与毛被白度间关系的考察,得出结果如图1所示。

图1 不同浓度下温度对白度的影响

  从图中可看出,当温度相同时,双氧水浓度越大,毛被白度越高﹔当浓度相同时,温度越高,白度越高﹔而且,浓度较高时,温度对白度的影响更加显著。
2.3影响毛被碱溶度的因素
  在影响碱溶度的各因素中,温度的影响最大,双氧水浓度次之,然后是pH值,而时间和硫 用量影响很小。
  同样地,影响碱溶度的各因素间也有相互联系,尤其是温度和双氧水浓度这两个因素。考察在pH 5.5,氧化漂白8小时的条件下,浴液温度和双氧水浓度对碱溶度的影响,结果如图2所示。

图2 不同浓度下温度对碱溶度的影响

  由图可看出,温度相同时,双氧水浓度越大,碱溶度越大﹔浓度相同时,温度越高,碱溶度越大﹔而且,浓度较高时,温度对碱溶度的影响更加显著。
  总的来说,碱溶度和白度之间有一定的联系,白度高的漂样碱溶度也大,但这种关系并不是定量发生的。所以,通过调节各因素量,可以做到在尽量小的碱溶度下达到尽可能高的白度。
  无论对白度还是对碱溶度,温度的影响都是最显著的。因此,应避免采用高温漂白。由于温度和双氧水浓度对白度和碱溶度的影响有相关性,浓度越高时温度的影响越大。既然不能采用高温漂白,那么在较低的温度和较高的浓度下得到的漂白效果应该是比较理想的。
2.4三个漂白工艺的对比

  对比试验结果见表1。从中可以看出,方案1即传统的碱性法漂白工艺的试样,毛被白度高,碱溶度最大,单纤维强度的下降率也最大,相应地其毛被手感枯涩,不灵活,光泽也不好。而方案2即改进的漂白工艺和方案3即本试验的同浴漂白工艺的试样毛被松散、灵活,没有枯涩感。从白度的测定结果看,改进法的试样仅略低于同浴法,但在目测时发现改进法试样的毛被上有部分粗长的针毛毛尖仍为黄棕色,而同浴法试样的针毛褪色比较完全,这与白度仪对分布不均的杂色的敏感度低有关。改进法试样的碱溶度和单纤维强度下降率均略低于同浴法,这是由于工艺条件中的温度控制不同,改进法氧化浴的温度是,而同浴法的温度是。在上述讨论中,已谈及温度对碱溶度的影响在各项因素中是最显著的,温度高自然会使碱溶度增加并降低毛纤维的强度。
  从皮板的物理指标测定结果可以看出,除收缩温度外,三个方案试样的抗张强度和伸长率测定结果均在QB/T1284-91规定值之上,碱性法漂白对皮板的损伤最大,故其抗张强度的下降率最大。经过漂白,三个方案试样的收缩温度均降低,可能是由于氧化剂破坏了醛鞣(本试验采用的是醛鞣后的毛皮)时在胶原 链之间形成的交联键而导致胶原的耐湿热性下降。为此,可在漂白之后对毛皮进行适当的复鞣或将漂白工序安排在鞣制之前进行。
  总之,通过对各试样的毛被和皮板的各项指标的考察可知,同浴法试样与其它两个试样相比,毛被的白度高且碱溶度较低,皮板的物理指标也基本达到要求,即同浴法漂白工艺的综合效果是最好的。

3 结论

  (1)在同浴氧化-还原漂白工艺的各项技朮条件中,温度和双氧水浓度对毛被的白度及碱溶度的影响显著,提高温度和双氧水浓度可得到白度高的漂样。但同时碱溶度也高,不利于保护毛被。可以通过调节各因素水平的高低而做到在尽量低的碱溶度下得到高白度的漂样。
  (2)采用本试验确定的同浴氧化-还原漂白新工艺漂白后的毛被白度高,碱溶度低,松散灵活。
  (3)新工艺控制操作液的pH值在酸性、中性范围内,漂白浴温度较低,从而使毛被及皮板的损伤程度减至最低。
  (4)新工艺减少了重复操作,节省时间,可提高设备的利用率,降低材料消耗,减少废水的污染程度和总排放量。■

作者简介:程凤侠,女,1958年生,副教授
作者单位:程凤侠(西北轻工业学院皮革工程系,咸阳 712081)
     杨宗邃(西北轻工业学院皮革工程系,咸阳 712081)
     熊蔚(南昌大学,南昌 330029)


收稿日期:1998-04-00

编辑:朱晔

校对:王碧

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