棉織物短流程前處理工藝對(duì)比分析

楊 軍，陳 鎮(zhèn)，汪南方，吳少新

(1.湖南工程學(xué)院，湖南 湘潭 411104；2.廣東德美精細(xì)化工股份有限公司，廣東 佛山 528305)

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棉織物短流程前處理工藝對(duì)比分析

楊 軍1，陳 鎮(zhèn)1，汪南方1，吳少新2

(1.湖南工程學(xué)院，湖南 湘潭 411104；2.廣東德美精細(xì)化工股份有限公司，廣東 佛山 528305)

采用一步法、二步法短流程前處理工藝分別對(duì)棉梭織物坯布和棉毛巾坯巾進(jìn)行前處理，并與傳統(tǒng)三步法前處理進(jìn)行全方位的對(duì)比。結(jié)果表明：短流程前處理的處理效果基本達(dá)到或接近傳統(tǒng)三步法前處理，而在工藝過(guò)程及能耗、排放方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。短流程前處理在印染企業(yè)中的應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)紡織工業(yè)節(jié)能減排，發(fā)展綠色制造，推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

短流程前處理；棉織物；一步法；二步法

棉織物傳統(tǒng)前處理主要包括退漿、精練、漂白三道工序，也稱為三步法前處理，雖然工藝成熟，重現(xiàn)性好，但加工機(jī)臺(tái)多，操作流程長(zhǎng)，能耗高，效率低，廢水量大，污染較重[1-3]，已逐漸被淘汰。

短流程前處理的研究，國(guó)外最早始于20世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)研究始于20世紀(jì)90年代，指的是將傳統(tǒng)前處理中的退漿、煮練、漂白三道工序合并為兩道或一道工序[4]；而根據(jù)合并方式的不同，短流程前處理可分為二步法工藝和一步法工藝[5]；二步法前處理工藝又分為“退煮+漂”兩步法和“退+煮漂”兩步法前處理[6]；一步法前處理工藝就是退煮漂一浴法。本文分別采用三種短流程工藝對(duì)棉坯布進(jìn)行前處理，并與傳統(tǒng)三步法前處理就處理效果、工藝過(guò)程及能耗、排放等方面進(jìn)行對(duì)比分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料 藥品及設(shè)備

主要材料：純棉坯布：①梭織物：29.5/29.5，236/236；②毛巾：毛經(jīng)紗27.8 tex紗，地經(jīng)紗27.8 tex雙紗，緯紗27.8 tex雙紗。

主要藥劑：精煉劑DM-1361、雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403、非離子滲透劑DM-1230、NaOH、30%H2O2、冰醋酸。

主要設(shè)備：BD-48型白度測(cè)定儀、YG81型毛效測(cè)定儀、YG065H型電子織物強(qiáng)力機(jī)、Datacolor 600電腦測(cè)色配色儀、UV-1100紫外分光光度計(jì)、恒溫水浴鍋、電子天平、YLD-2000電熱鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具可比性和客觀性，在前處理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中參考行業(yè)內(nèi)較常規(guī)、簡(jiǎn)捷的加工工藝[7-8]，并使工藝過(guò)程、參數(shù)條件、助劑用量盡量相同或接近，分別對(duì)薄型棉梭織物坯布和厚型棉毛巾坯巾進(jìn)行前處理。

1.2.1 “退煮+漂”兩步法前處理

(1)工藝

工藝路線圖見(jiàn)圖1。

圖1 退煮 漂兩步法前處理工藝曲線

(2)配方

①退煮液配方

NaOH 30 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

精煉劑DM-1361 0.5 g/L

浴比 1∶50

②漂白液配方

30%H2O215 g/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403 3 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶30

NaOH調(diào)節(jié)pH 9～10

圖2 退 煮漂兩步法前處理工藝曲線

1.2.2 “退+煮漂”兩步法前處理

(1)工藝

工藝路線圖見(jiàn)圖2。

(2)配方

①退漿液配方

NaOH 10 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶50

②練漂白液配方

NaOH 20 g/L

精煉劑DM-1361 0.5 g/L

30% H2O215 g/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403 3 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶30

圖3 退煮漂一步法前處理工藝曲線

1.2.3 退煮漂一步法前處理

(1)工藝

工藝路線圖見(jiàn)圖3。

(2)配方

NaOH 30 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

精煉劑DM-1361 0.5 g/L

30% H2O215 g/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403 3 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶50

1.2.4 傳統(tǒng)三步法前處理

(1)工藝

工藝路線圖見(jiàn)圖4。

(2)配方

①退漿液配方

NaOH 10 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶50

②煮練液配方

NaOH 20 g/L

精煉劑DM-1361 0.5 g/L

浴比 1∶30

③漂白液配方

30% H2O215 g/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM-1403 3 g/L

非離子滲透劑DM-1230 1 g/L

浴比 1∶30

NaOH調(diào)節(jié)pH 9～10

圖4 傳統(tǒng)三步法前處理退漿 煮練 漂白工藝曲線

1.3 分析與測(cè)試

毛效：參照FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試方法》測(cè)定。

白度：參照GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》測(cè)定。

強(qiáng)力損失：用強(qiáng)降率來(lái)表示，參照GB/T3923—1997《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定 條樣法》，測(cè)定織物的初始經(jīng)向斷裂強(qiáng)力F0和處理后的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力F1，則：

失重率：將織物處理前恒溫恒濕烘干稱量的質(zhì)量記為G0，處理后恒溫恒濕烘干稱量的質(zhì)量記為G1，則：

手感：采用主觀評(píng)價(jià)方法[9]，即“捏、摸、抓、看”，評(píng)定織物處理前后的滑爽、軟糯、豐滿、彈性、挺括、身骨和活絡(luò)等手感特征，采用5級(jí)評(píng)級(jí)，1級(jí)最差，5級(jí)最好。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理效果對(duì)比分析

根據(jù)1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，測(cè)得棉梭織物坯布前處理后的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，棉毛巾坯巾前處理后的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 棉梭織物前處理效果比較

表2 棉毛巾前處理效果比較

從表1、表2可以看出，采用1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及工藝條件，棉梭織坯布和棉毛巾坯巾均可以達(dá)到棉織物前處理生產(chǎn)的要求。從棉梭織物前處理結(jié)果來(lái)看，除了毛效、手感部分測(cè)試結(jié)果和傳統(tǒng)三步法略有差距(微弱)外，其他方面的效果指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)三步法前處理，這說(shuō)明，在棉梭織物前處理方面，就前處理效果而言，短流程已經(jīng)接近或達(dá)到傳統(tǒng)三步法前處理效果。而對(duì)相對(duì)厚實(shí)的棉毛巾織物，傳統(tǒng)三步法的效果指標(biāo)(毛效、白度、手感)略占優(yōu)勢(shì)(微弱)，究其原因，還是與毛巾織物本身織造的特殊性及其厚實(shí)性有關(guān)，傳統(tǒng)三步法的長(zhǎng)流程和長(zhǎng)時(shí)間的加工過(guò)程增加了助劑的作用時(shí)間，延長(zhǎng)了作用效果，因此，煮練更透，布面白度、毛效更高。

另外，對(duì)比表1和表2也可以看出，經(jīng)相同前處理工藝處理后，毛巾織物的毛效低于棉梭織物，而白度、強(qiáng)力損失及失重卻在同等工藝中基本都高于棉梭織物，究其原因，還是在于兩種織物在組織結(jié)構(gòu)上的差異。毛巾織物由3個(gè)系統(tǒng)紗線(毛經(jīng)、地經(jīng)和緯紗)相互交織而成，具有毛圈結(jié)構(gòu)，而非梭織物的經(jīng)緯紗直線交織，因而不利于毛細(xì)液面的上升；同樣，也正因?yàn)槊砼钏伞⒑駥?shí)的特性，在浸漬前處理液的過(guò)程中，其吸液量也大，且更多的助劑可以進(jìn)入紗線縫隙及纖維內(nèi)部，更有效地發(fā)生反應(yīng)和相互作用，因此其白度更高，強(qiáng)力損失也更大，失重也更高。

綜合表1、表2，短流程前處理在同等助劑用量的前提下，其處理效果基本達(dá)到或接近傳統(tǒng)三步法前處理。

2.2 工藝過(guò)程對(duì)比分析

根據(jù)1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及工藝流程，對(duì)短流程和傳統(tǒng)三步法前處理的工藝過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表3所示。

表3 工藝過(guò)程比較

從表3工藝過(guò)程對(duì)比可以看出，無(wú)論是加工時(shí)間、操作流程還是勞動(dòng)強(qiáng)度，短流程前處理優(yōu)勢(shì)比較明顯，尤其是退煮漂一步法。

2.3 能耗及排放對(duì)比分析

根據(jù)1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及工藝流程，對(duì)短流程前處理和傳統(tǒng)三步法的能耗及排放進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表4所示。

從表4能耗及排放對(duì)比可以看出，短流程前處理更加節(jié)水、節(jié)能，廢水排放更少，能耗及環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。

綜合前處理效果、工藝過(guò)程及能耗、排放，短流程法已完全可以取代傳統(tǒng)三步法，這一點(diǎn)在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)也已得到驗(yàn)證。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，多數(shù)印染企業(yè)也開(kāi)始根據(jù)織物品種、客戶要求來(lái)選取合適的短流程前處理來(lái)取代傳統(tǒng)三步法前處理。

表4 能耗及排放比較

3 結(jié)論

在藥品助劑用量接近的前提下，短流程前處理的處理效果基本達(dá)到或接近傳統(tǒng)三步法前處理，而在工藝過(guò)程及能耗、排放上具有顯著優(yōu)勢(shì)。隨著生態(tài)文明建設(shè)首次納入到國(guó)家“十三五”發(fā)展規(guī)劃，上升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面，短流程前處理技術(shù)必將對(duì)紡織行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用。

[1] 陳鎮(zhèn)，易兵，劉日平，等.提花毛巾坯巾酶氧中溫短流程前處理[J].印染，2014，40(7)：21—23.

[2] 許志忠，申寶平.棉織物堿氧和酶氧一浴前處理比較[J].河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，23(3)：7—12.

[3] 褚維發(fā).毛巾織物連續(xù)軋蒸前處理工藝的研究與應(yīng)用[J].染整技術(shù)，2012，34(5)：20—23.

[4] M Li，D Hinks. An Environmentally Benign Approach to Cotton Preparation: One Bath Enzymatic Desizing，Scouring and Activated Bleaching[D].North Carolina State University，2012.

[5] 陳鎮(zhèn)，汪南方，周輝，等.棉針織物低溫一浴一步法前處理工藝的研究[J].針織工業(yè)，2016，(1)：59—62.

[6] 吳建華.棉及滌棉混紡織物高效短流程前處理工藝[J].化纖與紡織技術(shù)，2015，44(3)：10—13.

[7] 張偉超，邢建偉，徐成書(shū).棉梭織物酶、堿氧短流程前處理工藝研究[J].紡織高?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，29(3)：397—341.

[8] 王超，李俊杏，郭艷麗.滌棉針織物短流程染整工藝[J].針織工業(yè)，2012，(4)：40—43.

[9] 陳鎮(zhèn)，楊軍，周文常，等.棉針織物除油、前處理一浴法工藝研究[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，26(3)：56—60.

Comparative and Analysis of Short Process Pretreatment of Cotton Fabric

YangJun1,ChenZhen1,WangNanfang1,WuShaoxin2

(1.Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China；2.Dymatic Chemicals, Inc., Foshan 528305, China)

Cotton woven and cotton towel grey fabric was carried out by one-step and two-step pretreatment, and then compared with the traditional three-step pretreatment in many ways. The results show that the effect of short process pretreatment is reached or close to the traditional three-step pretreatment, and has obvious advantages in the process, energy consumption and emissions. The application of short process pretreatment in printing and dyeing enterprises has great significance for promoting the energy-saving and emission reduction of textile industry, developing green manufacturing, and promoting the transformation and upgrading of the industry.

short process pretreatment; cotton fabric; one-step process; two-step process

2017-04-15

湖南省教育廳創(chuàng)新平臺(tái)開(kāi)放基金項(xiàng)目(17K026)

楊 軍(1969—)，男，湖南湘鄉(xiāng)人，副教授。

TS192.2

A

1009-3028(2017)03-0001-05