針織面料節(jié)能減排工藝技術(shù)

黃廷盛

福建福能南紡衛(wèi)生材料有限公司(南平)

針織面料質(zhì)地柔軟、吸濕性和透氣性好，具有良好的彈性與延伸性。針織服飾穿著舒適，貼身合體，無束縛感。隨著生活水平的提高，人們對(duì)針織面料的要求也越來越高，不僅要求其舒適性好，而且對(duì)其功能性方面也提出較多要求，尤其是女性在塑型方面，既要顯出身材曲線，又要能保持體形。目前，針織服裝常用的材料有純棉面料和滌/棉混紡面料等，純棉針織面料是使用純棉紗線編織而成的針織物；滌/棉針織面料以滌綸為主要成份，通常采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51%～95%的滌綸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～49%的棉混紡紗線織制。采用高支紗制作針織面料或在原料中添加氨綸絲，可改變或提升針織面料的性能。

1 棉、滌/棉針織面料染整工藝現(xiàn)狀與存在的問題

目前，中國國內(nèi)棉、滌/棉混紡織物面料的傳統(tǒng)染整加工普遍需經(jīng)過前處理煮練或氧漂、拋光蝕毛工序后，再進(jìn)行染色，生產(chǎn)中大多采用高溫汽蒸退漿、煮練、氧漂、燒毛、蝕毛等多步驟多流程工藝[1]；棉織物的染整加工則需進(jìn)行退漿煮練，完全洗水干凈后，再經(jīng)一浴氧漂、一浴拋光、一浴染色。采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行織物的染色整理時(shí)，具有工藝耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、能耗成本較高等問題，不符合綠色環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)。

針織面料的染色必須使用高溫溢流染色機(jī)等設(shè)備，這些設(shè)備投資成本高，占地面積大。若能優(yōu)化改進(jìn)生產(chǎn)工藝，則可提高染色生產(chǎn)效率，大幅減少企業(yè)的投資成本。傳統(tǒng)染色工藝需要耗費(fèi)大量的蒸汽、水、電等。而在染色后處理階段，為了達(dá)到各項(xiàng)牢度指標(biāo)要求，還需加大高溫皂洗、清水洗、染滌后水洗、固色水洗等工序的水洗量。這些使得傳統(tǒng)染整工藝能耗高、效率低，同時(shí)增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保投入。傳統(tǒng)染整工藝高成本、高能耗、低效率等問題，已成為紡織染整業(yè)的難題。

2 棉、滌/棉針織面料染整工藝改進(jìn)

為解決針織面料染整工藝成本高、能耗高、效率低的問題，開發(fā)滌/棉前處理-拋光-染色一浴工藝，以及染色后的皂洗-固色短流程工藝是主要的研究思路。

2.1 前處理-拋光-染色一浴工藝

本文利用生物酶[2]的生態(tài)環(huán)保性，綜合工藝的互補(bǔ)性整合工藝，對(duì)前處理、拋光、染色等工藝方案進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出棉、滌/棉棉針織面料前處理氧漂-煮練-拋光一浴新工藝，將傳統(tǒng)的前處理氧漂與拋光兩個(gè)獨(dú)立的工藝合二為一。傳統(tǒng)工藝在滌/棉針織面料的氧漂工序結(jié)束后，需先水洗后再進(jìn)行單獨(dú)拋光(55 ℃)，然后進(jìn)入染色階段。利用工藝的互補(bǔ)性，將滌/棉織面料的前處理煮練-拋光-染色三個(gè)工藝合并為一個(gè)工藝：滌/棉針織面料于40 ℃下加入助劑，升溫至55 ℃后，加入中性拋光酶進(jìn)行拋光，再加入染料染色；純棉針織面料于55 ℃下加入拋光酶、元明粉，通過加入堿劑對(duì)酶進(jìn)行滅活。上述工藝已分別在實(shí)驗(yàn)室和工廠實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)估。一浴工藝的可行性得以證實(shí)。

2.2 染色后的皂洗-固色短流程新工藝

傳統(tǒng)的棉、滌/棉針織面料染整需經(jīng)多次高溫皂洗與多次洗水。利用助劑的化學(xué)皂洗特性，結(jié)合工藝的物理作用，可減少皂洗工藝次數(shù)。棉針織面料染中、深色原先需在98 ℃下皂洗2次，新工藝將其減少為98 ℃下皂洗1次。滌/棉針織面料的皂洗工藝同此。結(jié)合小樣、中樣、大貨的試驗(yàn)跟蹤，進(jìn)行浮色皂洗和固色，并測(cè)試比較染色織物各項(xiàng)牢度指標(biāo)，開發(fā)出優(yōu)化的皂洗-固色工藝方案。新開發(fā)的皂洗-固色工藝流程與傳統(tǒng)工藝[3]相比，工藝流程縮短、洗水次數(shù)減少，皂洗后織物的各項(xiàng)牢度達(dá)標(biāo)。新開發(fā)的工藝不僅流程短、能耗低、效率高、成本低，而且減少了污水處理量，符合可持續(xù)發(fā)展[4]的要求。

3 棉、滌/棉針織面料染整新舊工藝對(duì)比

為更直觀地了解工藝改進(jìn)后的效果，從工藝曲線、染色成品的色牢度，以及水、電、汽等能源的消耗與綜合成本性價(jià)3個(gè)方面，對(duì)棉、滌/棉針織面料傳統(tǒng)染整工藝(舊工藝)與新工藝進(jìn)行對(duì)比。

3.1 工藝曲線

棉、滌/棉針織面料傳統(tǒng)染整工藝與新工藝的工藝曲線對(duì)比如表1所示。由表1可以看出：傳統(tǒng)工藝染色流程長(zhǎng)、時(shí)間長(zhǎng)、用水量和耗能大，采用前處理-拋光-染色一浴及后處理短流程新工藝后，工藝流程大幅縮短，生產(chǎn)效率顯著提高，減少了設(shè)備投資，降低了運(yùn)行成本，并且節(jié)能節(jié)水、綠色環(huán)保。

表1 傳統(tǒng)染整工藝與新工藝的工藝曲線對(duì)比

續(xù)表

3.2 染色成品的色牢度

傳統(tǒng)工藝與新工藝染色成品的色牢度測(cè)試結(jié)果對(duì)比如表2所示。由表2可以看出：采用前處理-拋光-染色一浴及后處理短流程新工藝后，大貨生產(chǎn)的滌/棉中、深色成品，其耐皂洗色牢度為4-5級(jí)、干態(tài)耐摩擦色牢度為4-5級(jí)、濕態(tài)耐摩擦色牢度為3-4級(jí)，各項(xiàng)牢度指標(biāo)合格，新工藝染色成品的色牢度與傳統(tǒng)工藝相當(dāng)。

表2 傳統(tǒng)工藝與新工藝染色成品的色牢度測(cè)試結(jié)果對(duì)比

3.3 能源消耗與綜合成本性價(jià)對(duì)比

以生產(chǎn)1 t滌/棉針織物為例,浴比按1∶5計(jì),對(duì)比前處理-拋光-染色一浴及后處理短流程新工藝與傳統(tǒng)工藝的水、電、汽能源消耗與綜合成本性價(jià),結(jié)果如表3所示。

由表3可知：與傳統(tǒng)工藝相比，采用新工藝生產(chǎn)1 t滌/棉針織物，可縮短工藝時(shí)間3.99 h,節(jié)約用水35 t，節(jié)約用電159.47 kW·h,節(jié)省蒸汽1.45 t。

表3 1 t滌/棉針織物采用傳統(tǒng)工藝與新工藝的水、電、汽能源消耗及綜合成本性價(jià)對(duì)比

4 結(jié)論

本文對(duì)傳統(tǒng)的棉、滌/棉針織面料的染整工藝進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出前處理-拋光-染色一浴及染色后的皂洗-固色短流程新工藝，并淘汰了傳統(tǒng)的前處理-拋光-氧漂工藝配方，開發(fā)出新型環(huán)保染整工藝配方。經(jīng)復(fù)合酶工藝處理，結(jié)合低浴比染機(jī)洗水染色等工藝整改，使棉、滌/棉針織面料的染整工藝流程大幅縮短，設(shè)備投資減少，運(yùn)行成本降低，并且新工藝節(jié)能節(jié)水、綠色環(huán)保。隨著新工藝技術(shù)的大貨生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，棉、滌/棉針織面料染整工藝效率顯著提高，產(chǎn)品品質(zhì)有較大幅度的提升。此外，新工藝符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有良好的應(yīng)用前景。