棉及滌棉混紡織物高效短流程前處理工藝

摘要：本文介紹了棉及滌棉混紡織物高效短流程前處理工藝的方法與分類，從工藝過(guò)程分析、設(shè)備的選擇、助劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，對(duì)棉及滌棉混紡織物高效短流程工藝進(jìn)行了討論，指出了該工藝的推廣方法與應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：棉織物；滌棉織物；前處理；短流程

中圖分類號(hào)：TS192 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

High Efficient and Short Process of Pre-treatment Process of Cotton and T/C Fabric

Abstract： This paper introduced the method and classification of high efficient short pretreatment process of cotton and T/C fabric. The selection of equipment， development and application of related agents were discussed. The promotion method and application prospect of the technology were also given.

Key words： cotton fabric； T/C fabric； pretreatment； short process

棉及滌棉混紡織物前處理中的退漿、精練、漂白 3 道工序，采用常規(guī)的三步法工藝穩(wěn)妥成熟，重現(xiàn)性好，但加工機(jī)臺(tái)多，時(shí)間長(zhǎng)，效率低，能耗高。高效短流程前處理工藝是在棉及滌棉混紡織物染整前處理過(guò)程中將傳統(tǒng)的退漿、精練、漂白 3 道工序合并為兩道或 1 道工序，根據(jù)合并工序的方式不同，可以分為二步法工藝和一步法工藝。從工藝實(shí)施過(guò)程來(lái)看，高效短流程前處理工藝過(guò)程主要有浸軋工作液→反應(yīng)（冷堆法或汽蒸法）→水洗 3 個(gè)重要環(huán)節(jié)，為保證前處理高效短流程工藝達(dá)到高效率、高質(zhì)量的處理水平，必須從這 3 個(gè)環(huán)節(jié)入手，選用高效的配套助劑，合理設(shè)計(jì)工藝處方，優(yōu)選出最佳的工藝條件。

1 二步法工藝

1.1 退漿 — 精練、漂白合一工藝

常用的工藝是將棉及滌棉混紡織物先進(jìn)行退漿，再進(jìn)行精練、漂白一浴處理。這一工藝的關(guān)鍵是：退漿要凈，最大限度地去除漿料和部分雜質(zhì)，以減輕精練、漂白一浴處理工序的壓力；要選擇優(yōu)良的精練、漂白用劑，在去除棉纖維上雜質(zhì)的同時(shí)，使精練、漂白浴中得雙氧水穩(wěn)定地分解，以取得良好的精練、漂白效果。退漿可采用酶退漿、氧化劑退漿等常用的退漿方法。精練、漂白可以是堿氧一浴或酶氧一浴工藝。

以淀粉上漿為主的棉織物為例，可以選擇酶退漿工藝。常用的浸軋法工藝流程為：浸軋熱水→浸軋酶液→堆置或汽蒸→水洗。浸軋熱水可以加快漿膜溶脹，促使酶液能較好地滲透到漿膜中去。浸軋酶液時(shí)，織物的軋余率控制在100%左右，在酶液中加入適量的活化劑效果更佳。對(duì)于高溫酶，則可以采用連續(xù)化軋蒸工藝。漿料水解后，需要經(jīng)過(guò)熱水水洗才能在織物上去除下來(lái)，可以在熱水中加入洗滌劑或燒堿提高洗滌效果。

精練、漂白堿氧一浴是將退漿后的織物浸軋含有NaOH、H2O2及表面活性劑的堿氧液后進(jìn)入汽蒸箱進(jìn)行汽蒸，按設(shè)備不同主要有液下履帶汽蒸箱工藝和履帶汽蒸工藝兩種。液下履帶汽蒸箱工藝的特點(diǎn)是：織物進(jìn)入液下履帶汽蒸箱浸漬時(shí)，采用較低的溫度、較短的時(shí)間，保持H2O2在浸漂中穩(wěn)定性，對(duì)纖維損傷較小；加工過(guò)程中織物松弛，布面無(wú)折痕、擦傷等疵病，處理后半制品手感較好，白度、毛效較高。但此工藝需要具備自動(dòng)化程度較高的液下履帶汽蒸箱，設(shè)備成本投入大，雙氧水和堿的消耗也較大。在通常的履帶汽蒸工藝中織物的帶液量受到限制（軋余率只有60% ～ 80%），燒堿的用量高，H2O2在濃堿高溫的條件下很難保持穩(wěn)定。處理后半制品的白度、毛效往往難以達(dá)到后加工的要求，織物強(qiáng)度損傷也較大。

精練、漂白酶氧一浴工藝是在低堿或無(wú)堿的條件下，織物采用精練酶與H2O2同浴處理后堆置，精練酶可以用果膠酶或果膠酶與纖維素酶的混合酶，經(jīng)過(guò)優(yōu)選處方和工藝條件，處理后的織物毛效高、白度好、強(qiáng)力損失較低，能符合后續(xù)染色加工的要求。

1.2 退漿、精練合一 — 漂白工藝

將退漿與精練合并，然后進(jìn)行常規(guī)漂白。在退漿、精練合一的處理過(guò)程中應(yīng)使用高效的精練劑，在堿和高效精練劑的協(xié)同作用下，以取得良好的處理效果。此工藝由于堿的濃度較低，對(duì)纖維損傷較小，工藝安全系數(shù)較高，用H2O2漂白時(shí)，一般氧漂穩(wěn)定劑均可使用。但退漿與精練合一后，漿料不易洗凈，為此退漿、精練后必須加強(qiáng)水洗，從而提高退漿與精練的效果。

采用生物酶進(jìn)行退漿、精練合一處理也取得了良好的效果?？椢锵冉n淀粉酶和果膠酶的混合酶，再用特定的凈洗劑等表面活性劑處理，水洗后立即進(jìn)行漂白，漂白采用常規(guī)工藝。采用生物酶技術(shù)進(jìn)行處理，節(jié)約了水和能源，同時(shí)減少了堿的用量，對(duì)保護(hù)環(huán)境有利。

退漿、精練合一 — 漂白二步法工藝中，在堿和高效精練劑或生物酶及特定的凈洗劑等表面活性劑的協(xié)同作用下，通過(guò)強(qiáng)化水洗條件，可取得良好的處理效果，織物半制品的毛效、白度都能滿足后加工的要求。與常規(guī)三步法相比，降低了能耗和生產(chǎn)成本。

2 一步法工藝

將棉及滌棉織物前處理中退漿、精練、漂白 3 道工序合而為一，與傳統(tǒng)的前處理工藝比較，其最大的特點(diǎn)是工藝流程短，可以減少設(shè)備投資，降低能耗。由于純棉坯布含雜質(zhì)多，尤其對(duì)一些上漿率高的厚重織物要達(dá)到良好的處理效果，就必須加大化學(xué)劑的用量、強(qiáng)化工藝條件。但在高濃度化學(xué)劑和高溫等劇烈條件下會(huì)造成織物的損傷，且由于工作液中化學(xué)劑用量增加，導(dǎo)致印染廢水處理負(fù)擔(dān)加重。目前純棉織物的退漿、精練、漂白一步法前處理工藝，雖有一些企業(yè)進(jìn)行嘗試，但還存在著較高的風(fēng)險(xiǎn)。在滌棉織物前處理退漿、精練、漂白一步法工藝方面卻有較多的應(yīng)用。棉及滌棉織物退漿、精練、漂白一步法工藝可以分為汽蒸法和冷軋堆法。

2.1 浸軋 — 汽蒸法

浸軋 — 汽蒸法是將燒毛后的織物浸軋較高濃度的堿、氧化劑、穩(wěn)定劑、高效精練劑以及生物酶制劑等配制而成的工作液后，在高溫汽蒸條件下進(jìn)行的一步法工藝。由于該工藝可以利用印染廠已有的設(shè)備進(jìn)行處理，因此頗受企業(yè)歡迎。

此工藝的在履帶汽蒸箱上實(shí)施時(shí)，織物的帶液量不高，只適合于一些含雜少的純棉輕漿織物和滌棉混紡織物。若在R型汽蒸箱或液下履帶式汽蒸箱上進(jìn)行時(shí)，織物通過(guò)汽蒸箱上部的汽蒸和下部液下浸漬，可以提高處理效果。

2.2 冷軋堆法

冷軋堆法是在室溫條件下進(jìn)行的一步法工藝。在室溫下，盡管化學(xué)劑濃度較高，但化學(xué)劑的反應(yīng)速率低，必須延長(zhǎng)作用時(shí)間，才能達(dá)到滿意的效果。由于冷軋堆法處理?xiàng)l件溫和，對(duì)纖維的損傷相對(duì)較小，適用于一般棉織物的退漿、精練、漂白一步法處理。

3 高效短流程前處理工藝分析

3.1 浸軋工作液

3.1.1 工作液的配制

高效短流程前處理是把常規(guī)的退漿、精練、漂白三步工藝要去除的雜質(zhì)，合并在一步或兩步中完成，根據(jù)二步法或一步法的處理要求，必須對(duì)工作液的組成進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。如在棉織物退漿、精練合一的工藝中，堿既為退漿劑又是精練劑，這是因?yàn)閴A退漿和堿精練是棉織物最為普遍的退漿、精練方法，雖然在常規(guī)的前處理中是兩個(gè)獨(dú)立的加工過(guò)程，但又是相互滲透和相互聯(lián)系的，即在堿退漿的同時(shí)，棉纖維上的天然雜質(zhì)也在發(fā)生分解作用；而在堿精練時(shí)，退漿后織物上殘余的漿料也可以進(jìn)一步被去除。若將堿退漿和堿精練合二為一，使棉織物上的漿料和油蠟、果膠等天然雜質(zhì)的去除在一個(gè)工序中完成，則在工作液的組成中必須選擇滲透劑、高效精練劑等助劑來(lái)滿足加工要求。

又如在精練、漂白堿氧一浴工藝中，堿劑必須達(dá)到足夠的濃度才有可能獲得良好的精練效果，但眾所周知，過(guò)氧化氫漂白在弱堿性（pH值10.5 ～ 11）條件下進(jìn)行較為理想，顯然在堿氧同浴中不能滿足這一條件，過(guò)高的堿濃度會(huì)引起過(guò)氧化氫無(wú)效分解，生成的O2和過(guò)氧氫自由基HO2·導(dǎo)致纖維受損。因此在精練、漂白堿氧一浴法工藝中還必須選用耐堿性較強(qiáng)、穩(wěn)定性優(yōu)良的氧漂穩(wěn)定劑才能獲得滿意的處理效果。

3.1.2 浸軋?jiān)O(shè)備與工藝條件

工作液經(jīng)浸軋裝置浸軋后在織物上進(jìn)行吸附、擴(kuò)散和溶脹，這些過(guò)程的進(jìn)行程度都與織物上的帶液量有關(guān)。高效短流程設(shè)備大多采取高給液和透芯給液等措施，如Goller（高樂(lè)）的Dip. Sat. Plus高給液系統(tǒng)，先經(jīng)過(guò)中小輥軋車，軋余率控制在60%，在保證織物不損傷的情況下，最大限度地驅(qū)除織物內(nèi)部的空氣，然后再迅速進(jìn)入高給液槽，原先被空氣占據(jù)的織物內(nèi)部空間被工作液取代。在高給液槽的浸漬槽中，化學(xué)品溶液反復(fù)在織物間穿透，不斷占據(jù)纖維間的空隙?？椢锝?jīng)過(guò) 3 個(gè)浸漬槽的反復(fù)浸漬，滲透時(shí)間延長(zhǎng)，最終使化學(xué)品均勻地滲透到纖維芯部，達(dá)到“透芯”的效果。

一般來(lái)說(shuō)，提高浸軋溫度能降低工作液的粘度，有利于液體向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。但若工作液溫度高于布面溫度，則當(dāng)織物浸入工作液時(shí)，織物空隙中的空氣受熱膨脹而阻礙液體的滲透，因此在實(shí)際生產(chǎn)中還是以室溫下浸軋工作液為宜。

3.2 汽蒸或堆置

3.2.1 汽蒸工藝條件

在純棉織物精練、漂白堿氧一浴的汽蒸法工藝中，為達(dá)到煮練勻透，漂白純凈的要求，汽蒸時(shí)既要考慮堿與蠟質(zhì)、果膠等天然雜質(zhì)的足夠的反應(yīng)時(shí)間，又要兼顧過(guò)氧化氫的分解速率，故常壓汽蒸的時(shí)間一般需要60 ～ 90 min。在用燒堿進(jìn)行純棉織物退漿、精練合一汽蒸法工藝中，常壓汽蒸的時(shí)間一般需要60 min以上，此時(shí)棉織物上的漿料和天然雜質(zhì)得以充分地膨化、分解，織物處理后的效果較好。在純棉織物退漿、精練、漂白一步法工藝中，要去除的雜質(zhì)集中在一道工序中，對(duì)汽蒸條件設(shè)置的要求更高，例如采用瑞士貝寧格公司的平幅退漿、精練、漂白聯(lián)合機(jī)，該機(jī)汽蒸為上層導(dǎo)輥（回形穿布），下層為雙層輥床履帶，使織物在蒸箱中保證有足夠停留時(shí)間。

3.2.2 堆置工藝條件

在純棉織物精練、漂白堿氧一浴的堆置法工藝中，由于在室溫下作用，各化學(xué)劑的反應(yīng)速率低，要達(dá)到加工要求的去雜程度，則需要長(zhǎng)時(shí)間的堆置，一般純棉織物打卷冷堆的時(shí)間要24 h以上。由于作用條件溫和，工作液的擴(kuò)散和滲透又很充分，常能使一般加工過(guò)程中難以去除的雜質(zhì)（如棉籽殼）能被除去。對(duì)滌棉混紡織物退漿、精練、漂白一步法采用冷堆工藝也已取得了良好的效果。也有將浸軋工作液后布卷的堆置溫度提高至40 ～ 60 ℃，可縮短堆置時(shí)間，即所謂的“溫堆工藝”。該工藝的關(guān)鍵和難點(diǎn)是保持堆置過(guò)程中的溫度恒定，否則將會(huì)造成布卷內(nèi)外各片段之間的處理效果差異而影響織物的后加工。

3.3 高效水洗

在短流程前處理工藝中，織物經(jīng)浸軋工作液和汽蒸（堆置）后，織物上大量的雜質(zhì)需要通過(guò)充分的水洗才能被去除，因此，短流程前處理工藝必須經(jīng)過(guò)高效水洗才能達(dá)到處理的要求。高效水洗常采用的是高溫洗液、強(qiáng)力沖洗、逆流振蕩等方法，國(guó)內(nèi)外各公司開(kāi)發(fā)的高效水洗設(shè)備都基以這些方法來(lái)設(shè)計(jì)制造的，如貝寧格公司的Injecta平幅沖洗機(jī)是一種專門用于高效短流程前處理工藝的強(qiáng)力水洗設(shè)備。該水洗聯(lián)合機(jī)除采用全程逆流供水外，由于織物在水洗狹縫通道內(nèi)，提高了水洗傳質(zhì)過(guò)程的濃度梯度，從而提高了洗滌效果。

3.4 新型助劑的應(yīng)用

上世紀(jì)90年代后期，短流程前處理就開(kāi)始應(yīng)用于各種織物，以高效精練劑為代表的與短流程相配套的助劑被不斷地研制出來(lái)。此類助劑既具有良好的滲透、乳化、分散等性能，又具備優(yōu)異的耐堿、耐高溫、和安全環(huán)保等特點(diǎn)的高效精練劑的應(yīng)用是發(fā)展高性能前處理劑的一個(gè)重要方面。

浙江傳化公司的高效精練劑TF-188不僅具有好的耐堿滲透性、耐堿穩(wěn)定性與除雜能力，而且能賦予織物良好的白度和毛效。河北科技大學(xué)新型高效精練劑由于其主要功能成分為脂肪醇聚氧乙烯醚類磷酸酯，和其它類型表面活性劑復(fù)配后，由于協(xié)同效應(yīng)，兼具了良好的乳化分散性及凈洗性能。南通科興化工有限公司以AMESS、APG、脂肪醇醚等表面活性劑為主要成份，制成的精練劑KX301+，具有高效、耐強(qiáng)堿為生物降解?？苿P精細(xì)化工（上海）有限公司采用無(wú)硅多功能液體精練劑PC代替常規(guī)的粉狀精練酶，應(yīng)用于棉織物退煮漂一步法前處理，不僅能夠減少硅垢，改善織物手感，而且明顯降低水電汽消耗，減少?gòu)U水中的含鹽量，有利于廢水處理。西安工程科技學(xué)院合成的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯類精練劑WJ，具有良好的滲透性、耐堿性、生物降解性，安全無(wú)毒，適合于各種冷軋堆短流程工藝。浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)的高效煮練劑ESA-864由四氯乙烯、非離子型乳化劑和陰離子潤(rùn)濕劑組成，與H2O2組成弱堿性體系對(duì)滌棉織物進(jìn)行退煮漂一浴法處理，能避免H2O2強(qiáng)堿浴中分解過(guò)激、損傷纖維，經(jīng)處理后織物半制品質(zhì)量能達(dá)到常規(guī)三步法工藝的水平，可以滿足后加工的要求。

除了高效精練劑以外，用于過(guò)氧化氫低溫漂白的活化劑、過(guò)氧化氫漂白的耐堿穩(wěn)定劑、高效滲透劑、高效螯合分散劑以及茶皂素等其他助劑，也陸續(xù)被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于棉及滌棉混紡織物短流程前處理工藝中。這些與短流程相配套的新型前處理劑研制和開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，對(duì)于提高短流程前處理的效果起到了至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今節(jié)能減排已成為染整行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此高效、低能耗的短流程染整前處理工藝的研究，作為染整加工工藝中的一項(xiàng)重要新技術(shù)在國(guó)內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注與重視。棉及滌棉混紡織物高效、低能耗的短流程前處理，經(jīng)過(guò)多年來(lái)探索與研究，已應(yīng)用于多個(gè)織物品種。但就短流程前處理工藝的推廣應(yīng)用，生廠企業(yè)必須根據(jù)生產(chǎn)品種的特點(diǎn)、纖維原料的組成、織物組織規(guī)格，結(jié)合加工要求、設(shè)備類型、助劑的選用等因素，因地制宜地優(yōu)選出合適的短流程前處理工藝。

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