一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的

本发明属于废旧纺织品的回收再利用，具体涉及一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法。背景技术：1、随着经济发展和生活水平的提高，目前纺织品的消费趋势呈现应用领域广、总需求量高、使用周期短的特点，因此会产生大量的废旧纺织品。据报道，我国每年产生的废旧纺织品达近3000万吨。关于废旧纺织品的回收再利用，目前多采用非环境友好型的掩埋和焚烧方法，或者通过简单加工制成低端的清洁工具用品。如何实现废旧纺织品的高效回收利用已是亟待解决的问题，而废旧纺织品的脱色是实现其高值化利用的关键环节。2、传统的脱色方法是利用保险粉、雕白粉、次氯酸钠、高锰酸钾等物质的强还原性或强氧化性，破环染料的发色体系，以达到脱色的目的。但脱色效果依赖于高浓度的氧化剂和还原剂，这会导致纺织品的物理机械性能损失过大。3、近年来，也有一些研究报道了在有机溶剂体系中进行废旧纺织品脱色的方法。中国专利公开号为cn108951233a，发明名称为一种有色涤纶织物的脱色方法，该申请公开了将待处理有色涤纶织物浸渍于液态冰乙酸中或置于含有冰乙酸饱和蒸汽的密闭反应釜中进行脱色处理，接着将脱色处理后的反应体系冷却至室温，然后将涤纶织物取出，离心分离或轧干后置于溶剂水中进行多次洗涤，最后烘干，得干燥脱色涤纶织物。该方法采用的乙酸为纯冰醋酸或饱和蒸汽，对设备的材质及回收技术要求较高，存在潜在的环境危害及安全风险，而且由于纤维素类纺织品耐酸稳定性差，该方法无法应用于纤维素类纺织品的脱色。中国专利公开号为cn116289167a，发明名称为一种纺织品的脱色方法，该申请公开了将有机溶剂加水稀释，获得脱色溶剂，然后将废旧纺织品浸泡到脱色溶剂中进行脱色，并固液分离，接着再重复上述操作，获得二次脱色纺织品和二次有色脱色溶剂，进而将二次脱色纺织品进行干燥，获得无色纺织品。该方法工艺流程复杂，需要两次浸泡才能完成脱色，且采用的脱色溶剂涉及三氟乙酸、二氯乙酸、六氟异丙醇等有机溶剂，后续需要增加水洗次数去除纺织品上残留的有机溶剂，以免对后续加工过程造成影响。中国专利公开号为cn107587362a，发明名称为一种实现溶剂循环的含涤废旧纺织品脱色工艺，该申请公开了将待处理含涤废旧纺织品置于含有溶剂醇反应釜中进行脱色，反应釜中的溶剂经醇回收回入反应釜中继续完成洗涤脱色。该方法虽然可以实现有机溶剂的循环利用，但其脱色过程需要在100-250℃的高温环境中完成，会带来能耗的增加和纺织品物理机械性能的较大损伤。4、臭氧对色素有着显著的降解作用，可通过直接作用和分解产生的自由基作用，破坏色素的发色和助色基团。目前，臭氧在纸浆漂白及印染废水处理领域有着较为广泛的应用，但在纺织品的脱色方面鲜有报道，尤其未涉及天然染料染色纺织品的脱色方法。技术实现思路1、针对背景技术中所指出的问题及现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于天然染料染色的纤维素及再生纤维素废旧纺织品的低能耗和低助剂用量、脱色率≥90％、强力保留率≥92％的脱色方法。2、为了实现本发明的上述目的，发明人通过大量的实验研究，开发出了一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，所述脱色方法是采用臭氧体系实现天然染料染色废旧纺织品的脱色；所述臭氧体系为双氧水湿短蒸预处理联合臭氧处理。3、具体的，所述的所述的一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，包括如下步骤：4、(1)冷轧堆过程：将天然染料染色废旧纺织品置于含有精练剂的轧槽中进行浸轧，浸轧完毕后，堆置；5、所述的堆置时间不少于12小时，优选的不少于18小时；6、(2)预处理过程：将步骤(1)获得的面料置于预处理液体系中进行浸轧，浸轧完毕后，进入汽蒸箱进行湿短蒸，然后水洗。7、(3)臭氧脱色过程：将步骤(2)获得的经预处理的面料经轧辊后，置于通有臭氧气体的箱体中进行脱色处理，脱色完成后，进行水洗，烘干，得到脱色纺织品。8、步骤(1)中，所述天然染料染色的废旧纺织品为纤维素类纺织品；9、所述纤维素类纺织品包括棉纤维、麻纤维、或纤维素再生纤维；10、所述纤维素再生纤维包括莫代尔、天丝或莱赛尔；11、步骤(1)中，所述天然染料为天然植物染料，所述天然植物染料包括但不局限于苏木、槐米、石榴皮、姜黄、五倍子、茶多酚、贯众、红花、栀子、鸡血藤、板栗壳中的一种或多种。12、步骤(1)中，所述精练剂为阴离子和非离子复配的表面活性剂；13、所述的精炼剂的浓度为1-5g/l；优选的为1-4g/l；更优选的为2g/l；14、步骤(2)中，所述预处理液组成为双氧水、稳定剂、碱剂、水。15、进一步地，所述的双氧水为35％的双氧水；16、需要说明的是，双氧水的规格是多样的，本发明的处理液中双氧水是有效成分之一，在必要时可以根据处理液中双氧水的有效含量，来推算不同规格的双氧水用量，本发明以35％双氧水的的作为其中一优选规格；17、进一步的，所述的稳定剂为硅酸钠；所述的碱剂为碳酸钠；18、进一步的，所述双氧水的浓度为3-5g/l；所述稳定剂浓度为2-3g/l；所述碱剂为调节ph值至10-11之间；19、步骤(2)中，所述预处理液的轧余率为100％-150％。20、步骤(2)中，所述湿短蒸的条件为：温度100℃，汽蒸时间为10-15min。21、步骤(3)中，所述臭氧脱色的纺织品含湿量为50％-100％。22、步骤(3)中，所述臭氧脱色条件为：臭氧流量2-3l/min，臭氧浓度为70mg/l，处理温度为20-40℃，脱色时间为60-90min。23、本发明是利用臭氧对天然色素发色基团的高效氧化性，实现脱色的目的，对天然染料染色的纤维素及再生纤维素废旧纺织品的脱色率均可达到90％以上，且强力保留率为92％以上。24、由于采用了上述技术方案，本发明一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法的有益效果在于：25、1.基于臭氧对天然色素的高效降解性能，天然染料染色纤维素及再生纤维素废旧纺织品的脱色率可以达到≥90％，且脱色条件温和，对纺织品的物理机械性能损伤较小，强力保留率≥92％，因此本发明方法可以实现天然染料染色纺织品的全生产链绿色化。26、2.在臭氧脱色前，通过冷轧堆和预处理，不仅可以去除废旧纺织品表面的污渍，而且对纤维起到膨化作用，为后续的臭氧处理提供了便利条件。27、3.冷轧堆和预处理过程中涉及的助剂用量减少的三分之一，且浸轧预处理液后无需烘干，直接进入湿短蒸，汽蒸时间为常规方法的五分之一，综合成本可降低一半以上。28、4.臭氧脱色过程中无需加入任何助剂，且可在常温环境中完成，因此脱色后只需经两道水洗即可进行烘干，大幅度降低了用水量，同时减少了印染废水的排放量。技术特征：1.一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，包括如下步骤：2.如权利要求1所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，所述的预处理面料通过预处理工艺制备获得；3.如权利要求2所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，双氧水为35％的双氧水；所述的稳定剂为硅酸钠；所述的碱剂为碳酸钠；4.如权利要求2所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，所述的冷轧堆置的面料通过冷轧堆工艺处理获得；5.如权利要求4所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，所述精练剂为阴离子和非离子复配的表面活性剂；6.如权利要求3所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，7.权利要求4所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，8.权利要求1-7任一项所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，9.权利要求1-7任一项所述的基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，其特征在于，天然染料为天然植物染料，所述天然植物染料为苏木、槐米、石榴皮、姜黄、五倍子、茶多酚、贯众、红花、栀子、鸡血藤、板栗壳中的一种或多种。技术总结本发发明公开了一种基于臭氧体系的天然染料染色废旧纺织品的脱色方法，该方法包括如下步骤：冷轧堆→浸轧预处理液→湿短蒸→水洗→臭氧脱色→水洗→烘干，本发明是利用臭氧对天然色素发色基团的高效氧化性，实现脱色的目的，对天然染料染色的纤维素及再生纤维素废旧纺织品的脱色率均可达到90％以上，且强力保留率为92％以上。与常规脱色工艺相比，该脱色方法仅需要经过短流程的湿短蒸，即可进入常温的臭氧处理箱进行脱色处理，且臭氧处理完后，面料并未携带任何化学助剂，只需两道水洗即可进入烘箱。因此采用该脱色方法可以节约水和蒸汽45％‑55％，节省助剂用量50％左右，减少CO2排放量55％左右。技术研发人员：杨应奎,郭庆峰,颜超,冉建华,毕曙光,郑梦杰受保护的技术使用者：武汉纺织大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27