棉針織物除油、前處理一浴工藝研究

陳　鎮(zhèn)，楊　軍，周文常，彭志鵬

(1.湖南工程學院 化學化工學院 生態(tài)紡織材料及染整新技術(shù)湖南省高校重點實驗室，湘潭 411104；2.廣東德美精細化工股份有限公司，順德 528305)

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棉針織物除油、前處理一浴工藝研究

陳鎮(zhèn)1，楊軍1，周文常1，彭志鵬2

(1.湖南工程學院 化學化工學院 生態(tài)紡織材料及染整新技術(shù)湖南省高校重點實驗室，湘潭 411104；2.廣東德美精細化工股份有限公司，順德 528305)

采用多功能除油劑DM-1141與氫氧化鈉、過氧化氫等組成前處理液，對棉針織物油污坯布進行了除油、前處理一浴法處理，探討了NaOH濃度、除油劑濃度、H2O2濃度、作用溫度及作用時間對處理效果的影響，并對比了油污坯布處理前后的性能.結(jié)果表明，在優(yōu)化工藝條件下，采用該除油、前處理一浴法工藝后，織物毛效12.2 cm，白度為85.1，手感評級4～5級，僅斷裂強力有少量下降.

棉針織物；除油；前處理；毛效；白度

棉針織物具有吸濕、透氣性好，穿著柔軟、舒適，染色、服用性能優(yōu)良等優(yōu)點，是各種內(nèi)衣、嬰兒服、便服、運動服及夏季外衣的良好材料[1，2].

棉針織物在紡紗織造、染整加工及運輸貯存中由于機械或人為的因素，難免會使織物沾上油性物質(zhì)，如錠子油、黑機油、齒輪油、白礦油、潤滑油等[3，4]，考慮到由于機油是從石油中分離出來的具脂肪烴或脂環(huán)烴、芳烴的衍生物，根據(jù)相似相溶原理，相比合成纖維，其與天然纖維(親水性纖維)的親和力較低，一般只浮在纖維的表面，難以滲透到纖維內(nèi)部，要相對容易去除[5，6].多功能除油劑DM-1141是一種以表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚、吸附劑尿素、助溶劑四氯乙烯為主要成分的復配物，還可作為精練劑、洗滌劑、乳化劑和去浮色劑使用，因此，本次研究主要探索將除油工藝與前處理工藝采用一浴法同時進行，旨在同步達到除油、前處理的目的，縮短工藝流程.

1　實驗部分

1.1實驗材料、藥品、儀器

1.1.1實驗材料

純棉針織汗布毛坯：細度為18 tex，克重為105 g/m2.

1.1.2實驗藥品

主要藥品：多功能除油劑DM-1141、除油滲透劑DM-1201、雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403、除氧酶DM-8697：廣東德美精細化工股份公司，NaOH、冰醋酸、30%H2O2：天津科密歐化學試劑有限公司.

1.1.3實驗儀器

主要儀器：YG026B電子織物強力機、WSD-Ⅲ白度儀、YG81型毛效測定儀、恒溫水浴鍋、Y101-2電熱干燥箱：寧波紡織儀器廠；YLD-2000電熱鼓風干燥箱、LSA-400熱定型機：佛山市南海區(qū)宏信機械設備有限公司.

1.2工藝流程

1.2.1織物準備

油污布準備：將黑機油、齒輪油和白礦油按一定比例(1∶3∶6)混合，用膠頭滴管均勻滴加在水平掛于針板架的織物上，待油滴擴散后，150 ℃焙烘 60 s 待用.

1.2.2處理液初始配方

NaOH30 g/L

30%H2O215 ml/L

多功能除油劑DM-11416 ml/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-14033 ml/L

除油滲透劑DM-12011 ml/L

浴比1∶30

1.2.3工藝路線

圖1　棉針織物除油、前處理一浴工藝路線

1.3實驗內(nèi)容

從1.2.2處理液配方和1.2.3工藝曲線可以看出，影響本實驗結(jié)果的因素主要有NaOH濃度、30%H2O2和除油劑DM-1141用量及保溫溫度和時間，因此，將對以上主要影響因素進行分析和討論.各因素所選取的考察梯度范圍如表1所示.

表1　各因素所選取的梯度范圍

1.4測試方法

1.4.1毛效

參照 FZ /T 01071-2008《紡織品毛細效應測試方法》測定.

1.4.2白度

參照 GB /T 8424.2-2001《紡織品色牢度試驗 相對白度的儀器評定方法》測定.

1.4.3斷裂強力

按照GB/T2379-1997《紡織品織物拉伸性能，第1部分：斷裂強力和斷裂伸長的測定條樣法》.

1.4.4手感

采用主觀評價方法[7]，即“捏、摸、抓、看”，評定織物的滑爽、軟糯、豐滿、彈性、挺括、身骨和活絡等手感特征，采用5級評級，以未處理的油污坯布為1級——最差，以未油污的經(jīng)前處理的棉針織物為5級——最好.

2　結(jié)果與討論

2.1NaOH濃度對處理效果的影響

根據(jù)1.2.2處理液初始配方、1.2.3工藝路線及1.3實驗內(nèi)容中設計的NaOH濃度梯度，保持其它因素不變，測定NaOH濃度對織物的毛效、白度、斷裂強力和手感的影響，如圖2和圖3所示.

圖2　NaOH濃度對織物毛效和白度的影響

圖3　NaOH濃度對織物的斷裂強力和手感的影響

由圖2可以看出，織物的毛效值和白度值隨著NaOH濃度的增加而增大，尤其是在30 g/L前增速明顯，說明NaOH對織物白度，尤其是毛效有著重要的積極影響；從圖3可以看出，織物的斷裂強力隨NaOH濃度的增加急速下降，手感評級先快速上升，在30～40 g/L手感較好，達到4級，然后手感有少量下降.產(chǎn)生這一變化的原因：在熱堿液中，坯布所含的油漬、蠟質(zhì)、色素等，或部分發(fā)生溶脹，與纖維的黏附變松、脫落；或部分生成水溶性較高的鈉鹽，溶解度增大，進入溶液中；或經(jīng)皂化，再乳化成高級醇，與水互溶，雜質(zhì)脫落，故經(jīng)處理后織物變得潔凈，柔軟，吸水性提高，毛效和白度增加明顯，手感變好.雖然纖維素對堿穩(wěn)定，但當棉纖維上有堿存在時，在游離氧的存在下，能對纖維素起強烈的氧化作用，使纖維受到損傷，強力受到破壞，因此，隨著NaOH濃度的增加，織物的斷裂強力呈明顯下降趨勢.

綜上，選擇NaOH濃度為30 g/L.

2.2H2O2用量對處理效果的影響

固定NaOH濃度為30 g/L，根據(jù)1.2.2處理液初始配方、1.2.3工藝路線及1.3實驗內(nèi)容中設計的30%H2O2用量梯度范圍，保持其它因素不變，測定H2O2用量對織物的毛效、白度、斷裂強力和手感的影響，如圖4、圖5所示.

圖4　H2O2用量對織物毛效和白度的影響

圖5　H2O2用量對織物斷裂強力和手感的影響

綜上，選擇H2O2濃度為20 ml/L.

2.3除油劑用量對處理效果的影響

固定NaOH濃度為30 g/L，30%H2O220 ml/L，根據(jù)1.2.2處理液初始配方、1.2.3工藝路線及1.3實驗內(nèi)容中設計的除油劑用量梯度范圍，保持其它因素不變，測定除油劑用量對織物的毛效、白度、斷裂強力和手感的影響，如圖6、圖7所示.

圖6　除油劑用量對織物毛效和白度的影響

圖7　除油劑用量對織物斷裂強力和手感的影響

由圖6可以看出，織物的毛效值和白度值在除油劑用量0～4 ml/L時急速增加，4 ml/L后增速減緩；由圖7可以看出，織物的手感評級在4～6 ml/L時有較高值，之后有降低，而除油劑用量的增加對織物斷裂強力的影響很小.產(chǎn)生這一變化的原因：多功能除油劑DM- 1141除了其本身的除油功能，還具有精練、洗滌、乳化等性能，不僅能與外界油漬，也能與棉坯布本身所含的油脂、蠟質(zhì)反生乳化作用，減弱油污與織物表面的粘附作用，與織物分離，均勻分散于整個處理液中[8].因此，隨著除油劑用量的增加，油污乳化程度增加，除油效果愈發(fā)明顯，毛效、白度、手感增加明顯，但隨著織物上的油漬基本除凈，除油劑濃度再增加時，對前處理效果已無明顯影響.同時，由于多功能除油劑DM-1141并沒有與纖維素之間發(fā)生明顯物理化學反應，故織物的斷裂強力沒有明顯損失.

綜上，選擇低溫除油劑DM-1411為4 ml/L.

2.4保溫溫度對處理效果的影響

固定NaOH濃度為30 g/L，30%H2O2濃度20 ml/L，除油劑DM-1141為4 ml/L，根據(jù)1.2.2處理液初始配方、1.2.3工藝路線及1.3實驗內(nèi)容中設計的保溫溫度梯度范圍，保持其它因素不變，測定保溫溫度對織物的毛效、白度、斷裂強力和手感的影響，如圖8、圖9所示.

圖8　保溫溫度對織物毛效和白度的影響

圖9　保溫溫度對織物的斷裂強力和手感的影響

由圖8可以看出，織物的毛效和白度隨著保溫溫度的增加而逐步增加，毛效在95 ℃有較大值，達12.2 cm；由圖9可以看出，織物的手感評級在85～95 ℃有較高值，而斷裂強力隨保溫溫度的增加微弱下降，在100 ℃時下降明顯.產(chǎn)生這一趨勢的原因：根據(jù)布朗運動規(guī)律，隨著溶液體系溫度的升高，分子熱運動加速，有利于坯布本身所含的果膠、蠟質(zhì)、棉籽殼及外部油漬等雜質(zhì)大分子分解成小分子、大顆粒溶解成小顆粒，同時，溫度的升高有利于促進NaOH、H2O2、除油劑與上述雜質(zhì)反應的加速，提高反應效率.棉纖維雖然具有一定的耐熱性，但在濕熱條件下對棉纖維強力還是具有一定的損失.

綜上，選擇作用溫度為95 ℃.

2.5保溫時間對處理效果的影響

固定NaOH濃度為30 g/L，H2O2濃度20 ml/L，除油劑DM-1141為4 ml /L，保溫溫度為95 ℃，根據(jù)1.2.2處理液初始配方、1.2.3工藝路線及1.3實驗內(nèi)容中設計的保溫時間梯度范圍，保持其它因素不變，測定保溫時間對織物的毛效、白度、斷裂強力和手感的影響，如圖10、圖11所示.

由圖10可以看出，在50 min前，織物的毛效和白度隨著作用時間的增加而增加，而后趨向平衡；由圖11可以看出，織物的手感評級在50～70 min有較高值，而斷裂強力隨作用時間的增加而緩緩下降.產(chǎn)生這一變化的原因：隨著織物在前處理液體中完全浸漬，各主要試劑充分進入纖維內(nèi)部，在反應物質(zhì)間完全接觸、相互作用，促進反應的引發(fā)、增速，隨時間的推移和累積，試劑與坯布本身所含的雜質(zhì)、油漬充分反應，雜質(zhì)和污漬被不斷分離、去除，毛效、白度、手感均增加；反應一定時間后，雜質(zhì)和污漬被大部分去除，有效反應減少，反應速率降低.而隨著時間的推移和累積，NaOH、H2O2會持續(xù)對棉纖維強力產(chǎn)生損傷，故，對棉織物的斷裂強度力是逐漸降低的.

圖10　保溫時間對織物毛效和白度的影響

圖11　保溫時間對織物的斷裂強力和手感的影響

綜上，選擇保溫時間為50 min.

2.6最佳工藝

綜上所述，棉針織油污坯布除油、前處理一浴法的最佳處理液配方是：

NaOH30 g/L

30%H2O220 ml/L

多功能除油劑DM-11414 ml/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-14033 ml/L

除油滲透劑DM-12011 ml/L

浴比1∶30

棉針織油污坯布除油、前處理一浴法的最佳工藝路線是：

圖12　棉針織物除油、前處理一浴最佳工藝路線

將油污坯布在最佳工藝條件下進行除油和前處理一浴處理，并與未經(jīng)處理的油污坯布對比，其結(jié)果如下：

表2　最佳工藝條件下的處理效果

從表2可以看出：在最佳工藝下，油污坯布經(jīng)除油、前處理一浴處理后，毛效、白度及手感提升明顯，僅織物的斷裂強力的少量下降(﹤15%，能滿足生產(chǎn)要求)，說明該工藝能有效用于棉針織物除油、前處理復合處理.

3　結(jié)　論

(1)棉針織油污坯布除油、前處理一浴法的最佳工藝：NaOH 30 g/L，30%H2O220 ml/L，多功能除油劑DM-1141為4 ml/L，保溫溫度為95 ℃，保溫

時間50 min，經(jīng)處理后的棉針織物的毛效12.2 cm，白度為85.1，手感評級4～5級，效果較好.

(2)棉針織油污坯布采用除油、前處理一浴法工藝有以下優(yōu)點：①除油、前處理效果均較好，且對織物其他服用性能影響小.②縮短了工藝流程，且工藝過程簡單，節(jié)約了能源和資源.

[1] 沈細周，何麗清，陳自義.吸濕排汗針織面料的纖維素酶柔軟整理[J]. 化纖與紡織技術(shù)，2012，41(2):7-11.

[2] 盧華山，張繼紅.純棉針織物拒水拒油整理工藝探討[J]. 成都紡織高等?？茖W校學報，2007，24(4):23-25.

[3] 姬海濤，馬成斌，姚慶才，等. 除油劑XP[J]. 印染，2012，38(21)：37-39.

[4] 姬海濤，姚慶才，林峰，于勝華. 高效除油劑HS-101D 的應用研究[J]. 印染助劑，2011，28(2)：51-52.

[5] 趙瑩，王深喜，周光勇，等. 多功能除油劑DM-1112在針織物上的應用工藝探討[J]. 針織工業(yè)，2009(3)：61-63.

[6] 潘蔭縫. 高效除油劑DK808 在針織物染整中的應用[J]. 廣西紡織科技，2006，35(3)：21-23.

[7] 陳鎮(zhèn)，趙雪蓮. 棉坯布前處理效果的測試方法綜述[J].中國纖檢，2015(19)：62-67.

[8] 陳鎮(zhèn)，潘璞，張帆，柳超. 超細滌綸織物低溫除油工藝研究[J].絲綢，2015，52(2)：19-24.

Study on One-bath Process of Degreasing and Pretreatment of Cotton Knitted Fabric

CHEN Zhen1,YANG Jun1,ZHOU Wen-chang1,PENG Zhi-peng2

(1. Key Laboratory of Ecological Textile Materials & Novel Dyeing and Finishing Technology, Hunan Provincial Education Department, School of Chemistry & Chemical Engineering, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104， China；2. DYMATIC Chemicals, Inc., Shunde 528305, China)

The oiled cotton knitted grey fabrics is treated by one-bath process of degreasing and pretreatment in a solution which is mixed multi-functional deoiling agent DM-1141, NaOH, H2O2and other components. And the influences of main factors on treatment effect are discussed, including NaOH, deoiling agent and H2O2concentration, processing temperature and time. Then the performance of oiled fabric before and after treating is compared. The results is show that the capillary effect of cotton knitted fabric is 12.2 cm; its whiteness is 85.1, the fabric handle is 4～5 level under the optimized process conditions, and breaking strength is decreased a little.

cotton knitted fabric；degreasing；pretreatment；capillary effect；whiteness

2016-03-03

陳鎮(zhèn)(1981—)，男，博士研究生，講師，研究方向：環(huán)境友好型染整技術(shù)及印染廢水處理.

TS192.2

A

1671-119X(2016)03-0064-05