低温皂洗剂节能节水的应用探索

广州庄杰化工有限公司产品技术应用：13829707775黄生1低温皂洗剂节能节水的应用研究文水平1田新阶21广东纺织职业技术学院轻化工程系佛山5280412广州庄杰化工有限公司广州511363摘要：在实际大生产中，对比了低温皂洗剂ZJ-RH18低温皂洗工艺与传统高温皂洗工艺的应用效果，其皂洗、干湿擦、汗渍及淹水牢度相当，但环保皂洗粉的残液颜色要浅，对布面色光影响不大。更为主要的是缩短工艺时间，节水的同时减少污水排放，因低温皂洗可以降低蒸汽用量，具有节能减排的优势，能带来显著的经济效益和社会效益。关键词：低温皂洗剂；节能节水；无泡；皂洗粉；在纤维素纤维的活性染料染色或印花过程中，因上染后的纯碱固色或汽蒸时，部分染料同时发生水解而只能吸附在纤维表面形成浮色，严重影响染色和印花织物的色牢度。为得到色牢度和品质优良的印染制品，活性染料染色或印花后必须皂洗，故选择适当的皂洗剂是提高产品质量和和降低能耗的行之有效的方法[1-3]。目前市售的皂洗剂有碱性含磷皂洗剂，多种表面活性剂复配成的皂洗剂，或马丙共聚物类皂洗剂，他们都是水溶液的液体类产品，包装运输不便且成本高，有的皂洗温度高达98～100℃，能耗大，另泡沫多，需消耗大量的水，甚至废液中还含有会对环境产生不良影响的APEO或磷酸酯（盐）类表面活性剂，不利于环保[4-6]。本文介绍的是一种通过大量试验研究，最终确定好的由特种酶制剂与辅助用剂等复配而成的一种具有洗涤、分散、乳化、螯合性能的无泡高效低温皂洗粉。这里主要探讨是在工厂大生产过程中与传统皂洗剂的应用工艺及效果进行对比，确定本产品的优势。1实验部分1.1材料、试剂及主要仪器织物：纯棉针织色布（深蓝色、湖蓝色、拔印草莓红）试剂：自制环保皂洗粉、常规皂洗剂仪器：电子分析天平（BT125D型，赛多利斯科学仪器北京有限公司），常温摇摆式小样染色机（AS-12型，鹤山精湛染整没备厂有限公司），电脑测色仪（Datacolor600），紫外可见分光光度计（UV756CRT型，上海佑科仪器仪表有限公司），恒温鼓风烘箱（9053A型，上海森信实验仪器有限公司），洗水牢度测试仪（LM型）、汗渍牢度测试仪（PSP型）、色牢度摩擦仪（CFT型）均为KMSColortechServiceCo.Ltd制造。1.2皂洗后处理工艺广州庄杰化工有限公司产品技术应用：13829707775黄生2为了测试本皂洗剂的效果，工厂先按照的原来正常的染色方法得到不同颜色的纯棉针织色布，随后分别在同个色号中选取其中一缸用环保皂洗粉ZJ-RH18做低温皂洗后处理﹐另一缸做传统高温皂洗后处理﹐后处理过程中，将皂洗和最后一道水洗的残液取样，用分光光度计测试吸光度，从而判断残液颜色深浅。A.传统高温皂洗后处理工艺：染色排液→冷水洗（2道）→加酸中和（80℃）→冷水洗→皂洗（95℃×20min，常规皂洗剂1.5g/L）→冷水洗→热水洗（80℃）→冷洗（2～3道）；B.皂洗粉低温皂洗后处理工艺：染色排液→冷水洗→热水洗（50～60℃）→皂洗（80℃×20min，环保皂洗粉ZJ-RH180.5g/L）→过酸0.3g/L→热水洗（60℃，1～2道）。1.3测试方法（1）洗水牢度：按AATCC61-2008纺织品耐洗涤色牢度试验中的1A方法在40℃皂洗，最后用沾色样卡分别评价多纤维测试布中沾色情况。（2）淹水牢度：按AATCC107-2008耐水色牢度测试方法，将色布板连同沾色布泡在一定温度的水中一段时间,然后取出样板并放置在两块塑料片中间，加适当的压力后放进38+1℃的焗炉里一定的时间,取出干板后评估样板的色变与多种纤维布的沾色。（3）汗水牢度:按AATCC15-2009耐汗渍色牢度测试方法，检测在酸性汗液的作用下皂洗后色织物的色牢度，对其它纤维做颜色的沾色深浅的评价。（4）摩擦牢度：按AATCC8-2007耐摩擦色牢度测试方法，测定皂洗后染色织物的干、湿摩擦牢度。并对白布沾色情况进行等级评价。（5）色光测试：将传统高温皂洗工艺洗过的色布作为标准板﹐以环保皂洗粉低温皂洗处理过色布板为样品，在D65灯为光源情况下，用电脑测色仪测试样品与标准板的色差。（6）吸光度测试：用紫外可见分光光度计扫描染色液的最大吸收波长，然后在最大吸收波长下直接测试皂洗残液的吸光度值。2结果与讨论2.1环保皂洗粉对各项牢度的影响按照AATCC的系列方法，分别对两种采用不同皂洗工艺完成整个后处理的色布进行洗水牢度、淹水牢度、汗水牢度、摩擦牢度的测试，其测试结果见如下表1-4。表1洗水牢度洗水牢度(AATCC61)醋纤棉尼龙涤纶晴纶羊毛色变深蓝色传统后处理4-544-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-544-54-54-54-54-5湖蓝色传统后处理4-544-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-544-54-54-54-54广州庄杰化工有限公司产品技术应用：13829707775黄生3拔印草莓红传统后处理4-54-54-54-54-544-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-544-5表2淹水牢度淹水牢度(AATCC107)醋纤棉尼龙涤纶晴纶羊毛色变深蓝色传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5湖蓝色传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5拔印草莓红传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5表3汗水牢度汗水牢度(AATCC51)醋纤棉尼龙涤纶晴纶羊毛色变深蓝色传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5湖蓝色传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5拔印草莓红传统后处理4-54-54-54-54-54-54-5低温皂洗后处理4-54-54-54-54-54-54-5表4摩擦牢度摩擦牢度(AATCC8)干擦湿擦深蓝色传统后处理4-53低温皂洗后处理4-53湖蓝色传统后处理4-54低温皂洗后处理4-54拔印草莓红传统后处理4-53-4低温皂洗后处理4-53-4从以上干摩擦牢度及湿摩擦牢度的测试结果来看，尽管环保皂洗粉采用低温80℃皂洗，但该产品中复配的辅助用剂具有良好洗涤、分散能力，可将浮色尽可能的洗下来，完全可以达到与传统高温皂洗后处理工艺的效果。广州庄杰化工有限公司产品技术应用：13829707775黄生42.2环保皂洗粉对布样色光的影响本结果是以传统后处理工艺的布样作为标准板﹐以环保皂洗粉ZJ-RH18低温皂洗处理过的三个颜色布板为样品，在D65灯为光源情况下，用测色仪测试样品与标准板的色差。其结果如下表5。表5色差测试结果色号DLDaDbDcDhDeCMCDE深蓝色0.520.04-0.510.50-0.080.730.55湖蓝色-0.670.460.14-0.430.210.820.35拔印草莓红-0.210.210.670.240.660.730.42从以上数据可以发现，不论是那种颜色的布样，经过环保皂洗粉低温皂洗后布样的色光与传统高温皂洗布样的色光差别不大，均在允许范围内。所以尽管环保皂洗粉ZJ-RH18中含有能破坏未固着染料及水解染料分子中的发色基团的特种皂洗酶，但在用量适当情况下，皂洗时对布样的颜色影响甚微。2.3环保皂洗粉对皂洗残液颜色的影响直接将两种不同工艺中皂洗环节以及最后一道水洗环节时的残液进行取样，然后用肉眼观察皂洗残液颜色的深浅，并用分光光度计测试残液的吸光度。结果如下表6。表6皂洗残液测试结果皂洗环节残液吸光度最后洗水环节残液吸光度深蓝色传统后处理0.4180.102低温皂洗后处理0.2980.074湖蓝色传统后处理0.2740.089低温皂洗后处理0.2050.061拔印草莓红传统后处理0.1540.073低温皂洗后处理0.1060.058在三种不同颜色织物的皂洗环节以及最后一道洗水环节残液的吸光度对比来看，都是采用环保皂洗粉ZJ-RH18的残液吸光度低，尤其是深蓝色织物的皂洗残液吸光度差异明显，也就是说采用环保皂洗粉低温皂洗工艺的残液颜色要浅。这是由于环保皂洗粉能破坏皂洗残液中染料的结构，使其不显示颜色。所以环保皂洗粉ZJ-RH18能降低皂洗废水的色度，有利于减轻后续废水处理的压力。3工艺成本分析按照工厂实际生产工艺情况进行成本对比分析，以生产1吨布、浴比1:10来计算，成广州庄杰化工有限公司产品技术应用：13829707775黄生5本分别如下：表7工艺成本对比传统高温工艺低温皂洗工艺新老工艺对比结果助剂用量/kg155省5kg助剂耗时/min13975每缸加工耗时少60min耗电/kw.h8144用电减少37度耗水/m38050减少用水30吨用汽/kg25921080节约蒸汽1512kg由于采用环保皂洗粉ZJ-RH18的低温皂洗工艺至少可以减少两道工序，在保持相同色牢度甚至有所提高的情况下，每吨布可节水约30吨，减少了污水处理负担，节省时间60min以上，如果是浅色织物，皂洗道数相应的都可以减少，但是新的低温皂洗工艺至少也比传统高温皂洗工艺短15min以上。另皂洗温度由传统的95℃左右降低15℃，减少耗电37度，每吨布降低蒸汽用量约1.5吨，节省能耗和提高工作效率。4结论（1）在工厂不同颜色深度的活性染料染色织物的皂洗后处理工艺中，采用自制环保皂洗粉ZJ-RH18低温皂洗工艺条件下能获得与传统高温皂洗工艺相当的皂洗效果，且皂洗残液颜色要浅，皂洗后的布面色光也变化不大，完全可取代目前市场上使用的传统皂洗剂。（2）自制环保皂洗粉ZJ-RH18较常规皂洗剂的传统高温工艺减少两道工序，在缩短工艺时间和节水的同时减少污水排放，另因低温皂洗可以降低蒸汽用量，大大节约能源，降低生产成本，提高了工作效益。具有节能减排的优势，能带来显著的经济效益和社会效益，且本品不含APEO类表面活性剂，属环保产品。