一种清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶练漂方法与流程

本发明涉及麻纤维或麻纺织品染整技术领域，尤其是涉及一种清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶练漂方法。

背景技术：

以亚麻为代表的各类麻纤维的主要化学成分是纤维素，但含有较多的果胶质、半纤维素和木质素等伴生物质，因此以去除非纤维类成分、提取优质可纺纤维为目的脱胶处理是麻类纺织品的生产和开发的关键。

目前，应用最普遍的麻脱胶方法有化学脱胶法、生物酶脱胶法和微生物处理法等。其中，化学脱胶法是以强酸、强碱、强氧化剂等化学品对麻纤维或纺织品长时间煮练处理为特征。以原麻脱胶为例，化学脱胶方法一般是以强酸浸渍之后经烧碱两次煮练，并经过多次水洗，其主要流程为：原麻扎把→装笼→浸酸→水洗→一道碱煮→水洗→二道碱煮练→水洗→打麻→酸洗→水洗→烘干。化学脱胶方法工艺流程长，效率低，能源及水资源消耗大，还大量使用苛刻化学品如硫酸和氢氧化钠，产生的废水属于高浓度的碱性有机废水。而生物酶脱胶和微生物处理的脱胶均属于基于生物化学技术的生物脱胶法，存在脱胶不彻底、脱胶的质量不稳定以及耗时长、效率低等不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶练漂方法，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶练漂方法，包括步骤：

s10.制备活性水；

s20.对麻纤维或麻纺织品进行脱胶、练漂处理；

其中，步骤s10具体包括如下步骤：

s11.配置无机盐溶液；

s12.利用磁极组件向无机盐溶液施加定向磁场，对无机盐溶液进行磁化处理；利用电极组件对无机盐溶液进行电离处理；进而获得氧化性活性水(即前处理时的工作液)；

步骤s20具体包括如下步骤：

s21.将麻纤维或麻纺织品浸入清水或无机盐(例如无机钠盐或钾盐)水溶液中对麻纤维或麻纺织品进行溶胀预处理，浸泡温度20～100℃，浸泡时间10～90min，浸泡浴比1：10～1：100；

s22.将溶胀预处理后麻纤维或麻纺织品浸入活性水中，活性水的温度为20～100℃，浸泡时间10～90min。

期间，可对纤维或织物进行必要的翻动或搅动。

s23.取出麻纤维或麻纺织品并对其进行清水漂洗、开松、柔软和干燥等水洗后处理。

进一步地，步骤s11中无机盐溶液中的无机盐为无机钠盐或/和钾盐的一种或几种；其中，无机钠盐为硫酸钠、次氯酸钠、硫酸氢钠、碳酸钠、氯化钠、高氯酸钠中的一种或若干种；无机钾盐为氯化钾、碳酸钾、硫酸钾中的一种或若干种。

进一步地，步骤s11中无机盐溶液的浓度为5～60克/升。

更为优选地，s11配置无机盐溶液后静置0-24小时。

进一步地，步骤s12中，磁场强度为0～3t，磁化处理时间为0～40min；无机盐溶液温度为20～60℃的恒温。

进一步地，步骤s21中的无机盐为无机钠盐或钾盐中的一种或几种；更进一步的，无机钠盐为硫酸钠、亚硫酸钠、次氯酸钠、硫酸钠、碳酸钠、氯化钠中的一种或多种；无机钾盐为氯化钾、碳酸钾、硫酸钾中的一种或几种；无机盐水溶液的溶质浓度为0–60克/升。

进一步地，所述电极组件包括一对或多对间隔设置的正电极和负电极。

进一步地，相邻两个所述正电极和负电极之间的电压可调，优选地，相邻两个所述正电极和负电极之间的电压的调整范围为：0—40v。

进一步地，相邻两个所述正电极和负电极之间间距为5毫米—1.5米。

进一步地，相邻两个所述正电极和负电极之间的工作电流不超过30a；电场处理时长为10–90分钟。

优选地，步骤s12还包括步骤：

s12a.在向无机盐溶液施加定向磁场和电场的过程中，利用臭氧发生装置以及管路向无机盐溶液内输送臭氧。

臭氧的输入量根据臭氧在无机盐溶液中的饱和度设定，避免大量臭氧溢出。

优选地，步骤s12还包括步骤：

s12b.在向无机盐溶液施加定向磁场和电场的过程中，利用超声波发生装置向无机盐溶液输入超声波。超声波的输入可有效进一步活跃或激活工作液分子，加速工作液的氧化或活性化。

本发明不需要使用强碱以及各种有机助剂，只需要对无机盐溶液施加电场和磁场协同作用下，无机盐溶液中的无机电解质、水分子、氧原子等简单化学物质通过分解、电离、气化及等离子体作用而产生多种具有强氧化性的离子、自由基，进而获得活性水；由于这些强氧化性的离子、自由基一旦生成即被水分子包裹，不易湮灭，因此所得到活性水可长时间存放而维持其高的氧化电位，是一种准凝聚态的、并可长时间存放的高化学活性的水溶液(活性水)；以此活性水对麻纤维或纺织品进行脱胶、练漂处理，由于水中的多种具有强氧化性的离子、自由基可被麻纤维上的果胶、木质素、半纤维素以及天然色素等成分瞬间捕捉并发生反应，导致果胶、木质素、半纤维素被氧化而溶解度提高，天然色素化学结构被破坏，因此产生脱胶、练漂作用。在脱胶、练漂过程中，活性水的准凝聚态的相对稳定的状态被破坏，活性物质可连续的释放及利用，使麻纤维的脱胶可持续、有效的进行。本方法适用于各种麻类的纤维、纱线、织物或产品，用于去除果胶、木质素、半纤维素等伴生物质的脱胶处理，也包括去除天然伴生色素物质达到白度提高、芯吸效应提高的漂白、煮练等加工的前处理。经活性水处理后的麻纤维或纺织品经过简单水洗即可完成整个脱胶处理，并直接进行后续的纺织加工如染色、印花等。处理后的麻纤维具有传统化学脱胶法一样的裂度和白度，但强力损失更小，可纺性明显优于传统处理方法，且处理工艺条件温和，表现为低温、近中性、时间较短，还具有能耗低，排放少，产生的少量废液经过简单过滤后即可排放或重复利用，是一种高效、清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为实施例9中脱胶处理前样品的照片；

图1b为实施例9中脱胶处理后样品的照片；

图2a为实施例10中脱胶处理前样品的sem照片；

图2b为实施例10中脱胶处理后样品的sem照片；

图3为实施例12中的前处理装置的结构示意图；

图4为实施例12中的中套管的结构示意图；

图5为实施例13中前处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1：

本实施例公开了一种清洁的麻纤维或麻纺织品的脱胶练漂方法，其工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理。

1)活性水的制备

a.室温下配置30g/l的氯化钠水溶液，并置于活性水制备装置中，随即将对电极浸入水体中,电极通电施加电场，进行电处理。其中以热解石墨电极和石墨烯涂层复合石墨电极分别作为对电极的阴极和阳极,电极间电压为9v，调整电极距离使水体中的电流为2.1a。

b.电处理50分钟后得到成品活性水，放入绝缘容器如玻璃容器中，准备使用。

2)溶胀预处理

取适量亚麻纤维浸入清性水中，浴比为1：40，常温常压下浸泡并适当翻动纤维，60分钟后取出麻纤维，挤干水分待用。

3)活性水的脱胶处理

将经步骤2)处理的麻纤维浸入活性水中，浴比为1：60，常温下浸泡60min，浸泡期间适当搅拌。

4)水洗后处理

从活性水中取出麻纤维，并对该麻纤维进行清水漂洗，然后脱水、手工撕扯开松，最后室温下自然干燥。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

1)活性水的制备

a.将30g/l的碳酸钠及氯化钠混合水溶液(两组分质量比为1:1)置于活性水制备装置中，周边均匀施加0.8t的稳定磁场，体系温度为35℃。

b.将对电极浸入磁化后的水体中,通电施加电场，进行电处理。其中以热解石墨电极和石墨烯涂层复合石墨电极分别作为对电极的阴极和阳极,电极间电压为8v，调节电极间距离使水体中的电流为1.9a。

c.电处理60分钟后得到成品活性水，放入绝缘容器如玻璃容器中备用。

2)溶胀预处理

将一定质量的未脱胶的亚麻纤维浸入15g/l的碳酸钠及氯化钠混合水溶液(两组分质量比为1:1)中，浸泡浴比1：30。浸泡4小时后，将麻纤维取出并挤除多余水分。

3)活性水的脱胶处理

将经过溶胀预处理的亚麻纤维浸入成品活性水中，浴比为1：100，常温常压下浸泡60min，浸泡期间适当搅拌。

4)水洗后处理

从活性水中取出麻纤维，并对该麻纤维进行清水漂洗，然后脱水、手工撕扯开松，最后于烘箱中在85℃烘至干燥。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

1)活性水的制备:同实施例1的活性水的制备部分。

2)溶胀预处理

将一定量的亚麻纤维浸入20g/l的碳酸钠水溶液中浸泡，浸泡浴比1：30，浸泡4小时后，将亚麻纤维取出并挤除多余水分。

3)活性水的脱胶处理

将制备好的活性水放置15天后，再将经过溶胀预处理的亚麻纤维浸入成品活性水中，浴比为1：60，常温常压下浸泡90min，浸泡期间适当搅拌。

4)水洗后处理：同实施例2中的脱胶后处理部分。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

1)活性水的制备

a.将20g/l的碳酸钠及氯化钠混合水溶液(两组分质量比为1:1)置于活性水制备装置中，周边均匀施加0.8t的稳定磁场，体系温度为75℃。

b.向工作液中施加电场，其对电极材料选用热解石墨电极和石墨烯涂层复合石墨电极分别作为阴极和阳极。对电极间电压为10v，并维持其工作液中的电流不超过3a。

c.在施加电场的同时，通过超声波发生器向体系中施加稳定的超声波。

d.电处理过程中每间隔3分钟，通入15秒臭氧气体，每升工作液中在臭氧发生器启动的15秒内臭氧通入速度约2000毫克/小时。整体处理时间为50分钟，将得到的成品活性水放入塑料桶中备用。

2)溶胀预处理：同实施例3的溶胀预处理，仅将处理时间改为30分钟。

3)活性水处理：同实施例2中的活性水处理部分。

水洗后处理：同实施例2中的水洗后处理部分。

实施例5：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

1)活性水的制备：同实施例1活性水的制备部分。

2)溶胀预处理：同实施例2中的溶胀预处理部分，仅将实施例2中所用15g/l的碳酸钠及氯化钠混合水溶液改为20g/l的氯化钠水溶液.

3)活性水的脱胶：同实施例2中的活性水脱胶部分。

4)水洗胶后处理：同实施例2中的水洗后处理部分。

为研究脱胶及练漂效果，测试了未脱胶的麻纤维以及实施例1—5脱胶后样品cie白度、果胶质和木质素的含量百分比，结果列于表1中。从表1可以看出，五种实施例纤维样品中的果胶质含量以及木质素含量均明显小于未经处理的原麻样品，而脱胶处理后样品的白度均较未脱胶处理的原麻有显著提高。

表1不同脱胶方案的脱胶效果的测试结果

实施例6：活性水对亚麻梭织物的脱胶练漂处理

工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理

将实施例3中被脱胶处理的亚麻纤维改为未脱胶的亚麻梭织物，其余同实施例3。处理后的纺织品性能通过cie白度、果胶质含量、由木质素含量、毛效测试值进行表征。未经处理的麻纤维纺织品坯布cie白度为–33.5，果胶质含量为3.96％，木质素含量为5.87％，毛效值为3.5；经脱胶处理后的实施例6样品cie白度为64，果胶质含量为1.76％，木质素含量为2.16％，毛效值为10.1。

实施例7：活性水对亚麻粗纱的脱胶

工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理

将实施例1中被脱胶处理的亚麻纤维改为未脱胶的亚麻粗纱，其余同实施例1。未经处理的亚麻粗纱的cie白度为–13.5，果胶质含量为3.16％，木质素含量为5.19％；经脱胶处理后的亚麻粗纱的cie白度为48，果胶质含量为1.36％，木质素含量为2.53％。

实施例8：活性水与传统化学脱胶方法对工业大麻纤维的脱胶效果的对比

分别采用企业常用的碱氧二浴法、碱氧一浴法和本发明的活性水对工业大麻原麻纤维进行脱胶及漂练处理，处理方法和结果如下。

1)工业大麻纤维的碱氧二浴法脱胶

a.工艺流程：试样准备→过氧化氢预处理→水洗→一头道煮→清水洗→二道煮→清水水洗→纤→酸洗→水洗→脱水一开松→干燥；

b.工艺处方

过氧化氢预处理：h2o25g/l,浴比1:20，温度25℃处理时间25min

头道碱煮：naoh10g/l,naso31.5g/l,nasio31.5g/l,,浴比1；20，温度100℃,处理时间60min

二道碱煮：naoh10g/l,naso31.5g/l,nasio31.5g/l,,浴比1:20，100℃,处理时间120min

酸洗：h2so41g/l,浴比1；20，处理时间2min

2)工业大麻纤维的碱氧一浴法脱胶

a.工艺流程：工业大麻原麻→浸酸预处理→清水水洗→碱氧一浴处理→打纤→水洗→酸洗→清水水洗。

b.工艺处方:

浸酸预处理：h2so41g/l,45℃,时间45min,浴比1:20

碱氧一浴处理：naoh10g/l,h2o28g/l,nasio31.5g/l,,浴比1:30，65℃,120min

酸洗：h2so41g/l,浴比1：20，2min

3)活性水对工业大麻纤维的脱胶:

工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理

仅将实施例5中的待脱胶底物由亚麻纤维改为工业大麻的纤维，除此之外，其余部分完全同实施例5。如下表2显示三种不同脱胶方法的脱胶效果。

表2不同脱胶方法的脱胶效果对比

实施例9：脱胶废水的再活化及其对亚麻纤维的脱胶

工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理

1)活性水的制备：将实施例2中各步骤产生的废水全部收集，过滤去除固体性杂质。用盐度计测试过滤后废水的盐度，加入氯化钠使过滤后废水的盐度达到30g/l，并以此水为工作液进行活性水的制备。其中，以热解石墨电极作为阴极和阳极，电极间电压为9v，调整电极间距离使水体电流为2.8a，电解处理60分钟，得到成品活性水，置入玻璃容器中备用。

2)溶胀预处理:同实施例2溶胀预处理部分。

3)活性水的脱胶：按浴比1：90将适量亚麻纤维浸入装有活性水的容器中。浸泡时间为1h,期间适当搅拌。

4)脱胶后处理：同实施例2的脱胶后处理部分。

图1a和图1b分别是亚麻纤维原样和活性水脱胶后的纤维的数码照片。照片显示，脱胶后亚麻纤维白度显著提高。果胶和木质素含量测试结果显示，活性水的脱胶处理的亚麻纤维的果胶质含量由处理前的4.16％下降为处理后的2.51％，木质素含量由处理前5.18％下降为2.75％。实施例9表明，本发明的脱胶练漂技术产生的废水可回收并再利用。

实施例10：脱胶废水的再活化及其对工业大麻纤维的脱胶

工艺流程为：活性水的制备→溶胀预处理→活性水处理→水洗后处理方法同实施例9，仅将待脱胶底物由亚麻纤维改为工业大麻纤维。

图2a和图2b分别是未处理的工业大麻原麻纤维与回收废水再利用制备的活性水的脱胶处理的工业大麻纤维的电镜照片。图2显示处理后的麻纤维分离较好，且纤维表面干净光洁，表明较好的脱胶效果。实施例10显示本发明的脱胶技术产生的废水可回收并再利用。

另外，本申请还采用不同技术方案对同一批次的亚麻纤维进行了对比试验，不同技术方案中的工艺参数(如相同的电场强度、磁场强度以及相同的工作液温度、处理时长，)基本相同，具体为：在活性水制备中，配置30g/l的氯化钠水溶液为工作液；采用热解石墨电极和石墨烯涂层复合石墨电极分别为对电极的阴极和阳极，对电极的阴极和阳极对电极间电压为12v，调整对电极间的距离使工作液中的电流不超过3a；磁场处理是通过工作液周边均匀施加0.8t的稳定磁场实现；臭氧处理是在电解过程中每间隔3分钟，启动臭氧发生器15秒使工作液被通入臭氧气体，臭氧通入速度为每升工作液2000毫克/小时；设置体系温度为75℃，整体处理时间为50分钟。溶胀预处理和活性水处理以及水洗后处理方法与实施例1的处理方法相同。

试验结果比较如下表。

通过上述实验比较，发明采用的“电+磁+臭氧+超声”四者的结合制得的活性水，在用于亚麻纤维的脱胶处理时，麻纤维的木质素去除和白度两个主要指标明显提高，完全满足后续纺织加工要求，具有优异的技术效果；“电+磁+臭氧”的组合方式，处理的麻纤维木质素去除和白度指标效果良好，能够满足常规亚麻织物的纺织加工要求；对于“电+磁”组合，其毛效和白度能够满足一般要求的织物需要，对于高端成品的纺织品还需要进一步处理；单独的电处理效果尚可，基本满足后续加工要求，但为使终端产品的手感、风格、颜色满足客户的要求，仍需进一步加工。单独的磁处理，不能满足后续加工要求，不推荐使用。

实施例12

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例在步骤s22中，采用前处理装置利用压力迫使活性水从麻纤维或麻纺织品的一侧浸入，然后从麻纤维或麻纺织品相对的另一侧渗出，从而提高麻纤维或麻纺织品的浸透性和处理效率，大大缩短处理时间。

前处理装置100与氧化性活性水制备装置连接，利用氧化性活性水制备装置制备的活性水对天然纤维进行前处理。如图3和4所示，前处理装置100包括：中套管110、外套筒120和泵体130；麻纤维或麻纺织品(未示出)缠绕在中套管110上，外套筒120套装在中套管110外；中套管110和外套筒120之间形成一个用于容纳麻纤维或麻纺织品的环形工作腔；中套管110外圆侧面上设置有多个连通中套管110管腔内外的通孔111；外套筒120的外圆侧面上设置有连通环形工作腔内外的排液孔121；泵体130通过输入管路与中套管110的管腔连通，用于向管腔内注入活性水，并利用压力迫使活性水依次通过通孔111、环形工作腔以及排液孔121，实现对环形工作腔内的麻纤维或麻纺织品的浸泡。

其中更为优选地，中套管110的周向上，多个通孔111的孔径相同且均匀间隔布设。在中套管110的轴向上，单位长度上通孔111的截面积之和为单位孔面积；中套管110的一端设置有工作液进口，在中套管110的轴向上以及逐步远离工作液进口的方向上，单位孔面积逐渐增大。或者，中套管110的两端有工作液进口，工作液进口通过管路与泵体130的出口连接；管路上设置有控制阀131，控制阀131包括一个与氧化性活性水制备装置的水槽4连接的进口，以及两个出液口，两个出液口通过管路分别与中套管110的两端的工作液进口连接，控制阀131可控制工作液交替通过两个工作液进口中套管110的管腔内。其中，控制阀131为现有技术，在此不再赘述。氧化性活性水制备装置的水槽4内容纳有制备完成的活性水。

采用从两端的工作液进口交替地输入工作液，中套管110等管路阻力等因素会导致的中套管110内在轴向上的压力不均；而交替式输入工作液，则可较小由此导致的天然纤维的浸泡压力不均匀的问题。

在上述技术方案中更优选地，外套筒120上所有排液孔121的截面积之总和是中套管110上所有通孔111的截面积之总和的1/4到2/3，用于保持环形工作腔内工作液的处于一个正压状态，进而维持环形工作腔内工作液在一个正压环境内对麻纤维或纺织品进行前处理。

外套筒120外部设置有外套筒120底部设置有工作液收集槽等集液装置140(或者采用较为密封的工作液收集罩形式)，工作液收集槽通回收管路与氧化性活性水制备装置的水槽连接，用于回收再利用工作液。

实施例13

本实施例与实施例12结构基本相同，不同之处在于：

如图5所示，本实施例中前处理装置的中套管110由导电材料制成，中套管110外圆侧面上设置有多个连通中套管110管腔内外的通孔111；中套管110至少一端设置有工作液入口；中套管110外可设可不设外套筒。

通孔111和工作液入口通过循环系统30与集液装置140连接，循环系统30用于迫使工作液在集液装置140与中套管110之间循环；具体而言，而循环系统30包括泵体31、输送管路和控制阀等。用于促使工作液在集液装置140、中套管110内腔之间循环流动。

中套管110内沿其中心轴线方向插装有管芯电极20，管芯电极20和直流电源21连接；管芯电极20作为正电极与直流电源21的正极输出端连接,中套管110作为负电极与直流电源21负极输出端连接，两者之间形成设定电压的电场用于对中套管110管腔内的工作液进行电场处理。在实施过程中更为简单和安全地，中套管110直接接地，中套管110作为负电极间接与直流电源21连接。

在上述方案中更为优选地，中套管110外相对设置的正磁极41和负磁极42，用于对中套管110管腔内的工作液进行磁化处理。正磁极41和负磁极42与中套管110之间优选地绝缘设置。

其中，本实施例包括多对正磁极41和负磁极42；相邻两个通孔111之间设置有至少一对正磁极41和负磁极42。正磁极41和负磁极42为半包围式磁极，即正磁极41和负磁极42的水平截面分别为半环状，分别自中套管110相对的两端或两侧尽可能多地包围住中套管110，从而有效增加中套管110内磁场强度。

天然纤维缠绕在中套管110外，中套管110管腔内经电场和磁场处理后的工作液通过通孔111输出、对天然纤维进行前处理。

本实施例在上述技术方案上更为优选地，中套管110以及磁极组件40外可套装有保护套筒50，保护套筒50上设置有便于工作液通过的过孔。更为优选地，保护套筒50为由网格材料或栅格材料维成的筒体。

保护套筒50和中套管110以及磁极组件40之间绝缘设置。更优选地，保护套筒50由导磁材料制成。从而有利于形成一个封闭的导磁通道，从而减少磁场泄漏，同时增加磁场强度。

与实施例12相比，本实施例更加紧凑，可以在前处理过程中继续对工作液进行磁化和电离处理，维持和进一步提升工作液的活性和氧化性。另外，也可以兼做氧化性活性工作液的制备和前处理设备，降低生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。