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涤棉织物前处理技巧

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:制订涤/棉织物每道印染生产工序时,必须注意兼顾涤纶和棉的作用与影响,尽量减少纤维损伤,不能顾此失彼。为此,涤/棉织物仍然需要保留纯棉织物全部的前处理工序。涤/棉织物的烧毛除了使布面光洁、避免造成印染疵点外,也是防止涤纶起毛起球的重要措施之一。涤/棉织物使用的烧毛设备以气体烧毛机比较适宜。涤/棉织物烧毛后,要求达到3~4级质量标准,门幅收缩不得超过2%。涤/棉织物的退浆十分重要。

涤棉织物前处理技巧

(一)涤/棉的特性

涤/棉织物的印染加工比纯纺织物困难,关键在于两种纤维之间的化学物理性能相差太大。表5-1为两者的差异。

表5-1 涤纶和棉的物理与化学性质的比较

由表5-1可以看到,涤/棉织物的印染加工不仅比由单一纤维构成的织物复杂,而且也比一般二元纤维织物如维/棉、黏/棉等困难。涤/棉织物中的涤纶与棉纤维混合在一起。因此在印染加工时只能在一个条件下进行反应,虽然有时这种反应对另一种纤维并不需要。制订涤/棉织物每道印染生产工序时,必须注意兼顾涤纶和棉的作用与影响,尽量减少纤维损伤,不能顾此失彼。如表5-2所示。

涤纶是合成纤维,品质比较纯净。棉纤维是天然产物,成分复杂。为此,涤/棉织物仍然需要保留纯棉织物全部的前处理工序。由于涤纶不耐高压高温及强碱,所以只能采取常压高温低碱的条件,这对棉纤维来说不能满足前处理的要求。因此,目前只能依赖氧化剂(如过氧化氢和亚氯酸钠等)来弥补不足。对于氧化剂的使用也必须控制适当,否则会损伤棉纤维。

表5-2 各印染工序与涤纶和棉的关系

注“√”表示需要;“—”表示不需要。

传统纯棉织物的印染生产工艺已不适用于涤/棉织物,因此必须另行制订适合涤纶和棉两种纤维在同一条件下生产的工艺。这种工艺必须处理好两者之间的矛盾,可遵循下列三条原则。

(1)两种纤维都需要而又能使用同一条件的就合并进行。如高温烧毛、退浆等。

(2)两种纤维中只有一方需要,只能采取对一方有用而对另一方无害(或少害)的条件。如碱丝光后不用高温去碱。

(3)两种纤维都需要但又不能使用同一条件的,只能先进行对一方有用而对另一方影响较小的工艺,然后再进行对另一方有用而对这一方影响较小的工艺。如增白、染色等。

由于涤纶和棉的化学属性差异较大,所以很难制订出理想的生产工艺。有些工艺只能做到大体上对另一方无害或危害较小。

(二)涤/棉织物的各种印染工艺过程

1.漂白品种

(1)退浆→过氧化氢练漂→涤纶漂白→定形(兼增白发色)→烧毛→丝光→过氧化氢漂白(兼棉增白)→整理

(2)烧毛→退浆→氢氧化钠煮练→过氧化氢(亚氯酸钠)漂白→丝光→涤纶漂白→定形(兼发色)→过氧化氢漂白(兼棉增白)→整理

(3)烧毛→退浆→过氧化氢(亚氯酸钠)漂白→丝光→漂白(兼棉增白)→涤纶增白→定形(兼发色)→整理

(4)烧毛→退浆→氢氧化钠煮练→过氧化氢漂白→丝光→涤纶增白→定形(兼发色)→过氧化氢漂白(兼棉增白)→整理

2.什色[1]品种

烧毛→退浆→过氧化氢练漂→丝光→定形→染色→整理

3.深色品种

烧毛→退浆(无浆品种可不进行此工序)→氢氧化钠煮练→过氧化氢漂白→丝光→定形(或定形→丝光)→染色→整理

4.印花品种

退浆→过氧化氢漂白→涤纶增白→定形(兼发色)→烧毛→丝光→过氧化氢漂白(兼棉增白)→印花→热固→(汽蒸)→整理

考虑到环保因素,漂白一般推荐用双氧水代替亚氯酸钠练漂。

(三)涤/棉织物的前处理

1.烧毛

烧毛的原则是只烧去织物表面的绒毛而不能使织物本身受到损伤。

涤/棉织物的烧毛除了使布面光洁、避免造成印染疵点外,也是防止涤纶起毛起球的重要措施之一。

涤/棉织物使用的烧毛设备以气体烧毛机比较适宜。凡是接触式烧毛机(如铜板和圆筒式烧毛机)均不宜采用,因为涤纶容易熔融和燃烧而产生黑色胶状斑点。

对于涤/棉织物而言,不一定进行坯布烧毛,有时可放在退浆或染色之后进行,如对布面光洁度和白度要求较高的品种。其原因是,若将烧毛放在退浆之前,涤/棉织物在烧毛过程中烧去了棉纤维的绒毛,涤纶表面的绒毛除部分被烧掉外,其他部分受热收缩。涤纶表面的某些长绒毛收缩成球状物,浮于织物表面,在分散染料高温染色时,就会形成带色点的疵布。同时,涤/棉织物经过烧毛的高温作用后,浆料不易退去,织物上油污也将会固着,影响织物白度。

织物经烧毛后,只有不同程度的起毛,而较少起球。烧毛条件越是剧烈,起毛现象就越轻微,但织物手感也就越硬,织物门幅收缩也越剧烈。但织物手感变硬的现象可以在以后的湿加工中得到一部分改善。由于坯布烧毛的工序顺当,管理方便,烧毛机的清洁要求不高,所以对于涤/棉织物而言,除个别品种外,很多印染厂依然会将烧毛放在第一道工序。

当织物通过烧毛的火口时,涤纶受到高温的作用,分子链间的排列变得更为紧密,线密度也相应增加,从而提高了纤维的刚性,弹性也有所提高。所以,涤/棉织物的烧毛操作不仅可除去织物表面的绒毛,而且还能赋予织物一定的身骨。

涤/棉薄织物采用弱烧方式,强烧方式主要用于有绒毛的厚重织物。此外,火焰幅度和火口与冷却辊筒之间的距离均能调节。

涤/棉织物在烧毛前必须保持平整、干燥、无油污斑渍,否则烧毛不尽或是油污在高温时进入涤纶内部,会造成疵点。涤/棉织物烧毛后,要求达到3~4级质量标准,门幅收缩不得超过2%。收缩过多,则织物的撕破强度会明显下降。为了防止涤/棉织物在高温烧毛时手感变硬、刚性增加和静电积聚,可在火口上端的导布辊中通水或使织物通过三只冷却辊筒。烧毛时可采用强烈炽热的火焰,车速宜快,采用二正二反烧毛工艺。烧毛后干落布温度必须保持在50℃以下,干落布应加装静电消除器以免落布不齐,或者织物被卷绕到落布架上。在生产运行中应经常注意落布质量,以便随时调整车速、火口角度及其他工艺参数,防止烧毛不匀、烧毛过度、手感发硬。

涤/棉织物一般不再进行后刷毛。但仿毛织物必须进行烧后刷毛。

2.退浆

涤/棉织物上浆剂,我国主要采用聚乙烯醇和淀粉的混合浆料,两者比例不等,上浆率控制在12%左右。聚乙烯醇和淀粉混合浆的退除比纯淀粉困难,尤其是使用纤维品级的聚乙烯醇,由于它的聚合度和醇解度均高,水溶性差,所以退浆更为困难。

涤/棉织物的退浆十分重要。因为退浆不净,将影响以后的练漂、丝光、染色、印花和整理,要求其退浆率在80%以上,布上残浆必须控制在1%(owf)之下。

(1)淀粉酶退浆。凡是涤/棉织物上的浆料中,淀粉比例大于聚乙烯醇浆料的,可采用淀粉酶退浆。淀粉酶去除混合浆料的机理为:在一般情况下,分子较小的物质往往包围较大分子物质,也就是聚乙烯醇包裹淀粉,淀粉酶可以从聚乙烯醇的孔隙中进入,与淀粉作用。当淀粉水解后外层聚乙烯醇随之破裂、变形,并从织物上脱落。涤/棉织物采用BF-7658酶退浆的工艺如下。

退浆液组成:

BF-7658酶(2000倍) 1~2g/L

NaCl 1~2g/L

非离子渗透剂 1g/L

织物浸轧50~60℃的退浆液后,堆置30~60min,在90~95℃汽蒸或热水浴浸渍,然后进行充分水洗。

用BF-7658酶退浆的特点是作用快速,退浆(淀粉)率高,对纤维损伤少。

(2)碱退浆。凡是以聚乙烯醇为主的混合型浆料均可以采用碱退浆。

淀粉在热碱液的作用下,可发生强烈膨化。充分膨化后的淀粉,可以用热水洗除。

碱退浆的退浆效率虽不算很高,但由于它有助于棉籽壳的去除,也能去除纤维中的果胶、含氮物质及色素等纤维素共生物,所以退浆后白度和渗透性均较好。

退浆液组成:

氢氧化钠 5~10g/L

渗透剂 1~2g/L

织物浸轧80℃氢氧化钠退浆液后,轧后堆置30~60min,然后用热水洗、冷水洗。采用碱退浆要注意控制工艺条件,并且水洗要充分,以防止退下的浆料重新吸附到织物上,减轻后续精练加工的负担。必须注意的是,洗后织物上的pH值不能超过8,否则有损产品质量。

由于受到聚乙烯醇化学性质的限制,用碱去除聚乙烯醇和淀粉的混合浆料,效果总是不那么理想。聚乙烯醇在碱的作用下,虽能溶解,但黏度很高,如不用大量热水洗涤即形成凝胶。另外,已溶在水中的聚乙烯醇又能逐渐累积重新沉淀在织物上,必须用大量的溢流水来冲洗。如用过氧化氢协同碱退浆,则效果较好。因为过氧化氢能够分解聚乙烯醇,形成相对分子质量较低的聚合物,使聚乙烯醇凝胶趋势降低,水溶性增大。所以,在碱法退浆的基础上发展为碱—过氧化氢退浆,对涤/棉织物更为有利。

过氧化氢和氢氧化钠二浴法退浆,是织物先通过pH值为6.5的过氧化氢溶液,然后再通过氢氧化钠溶液,使过氧化氢与聚乙烯醇同时分解,退浆后水洗温度在80℃以上较为合适。实践证明,这种退浆方法无论是退浆效果、生产成本,还是实际操作性和可行性都比较令人满意。

当涤/棉织物上的浆料为丙烯酸酯类水溶性浆料时,也可用碱法退浆,这样可以加快退浆速度。退浆工艺为:

氢氧化钠 5g/L

退浆精练剂 2~3g/L

退浆操作可在五格平洗机上完成。

(3)氧化剂退浆。由于涤/棉织物的浆料日趋复杂,为了高速度、高效率退除浆料,可采用氧化剂退浆。其主要优点是不仅能分解淀粉,还能分解合成浆料。缺点是条件控制不当会损伤棉纤维。

用于氧化剂退浆的氧化剂有过硫酸盐、过氧化氢、亚溴酸盐等。过硫酸盐的退浆工艺举例如下。

退浆液组成:

过硫酸盐 5g/L

非离子渗透精练剂 5~10g/L

氢氧化钠 5g/L

在室温浸轧退浆液后,在102℃下汽蒸45~60min,然后用热水洗和冷水洗即可。

3.煮练

涤/棉织物的煮练主要是针对棉纤维而言,煮练的目的也是去除纤维素共生物及棉籽壳。由于涤/棉织物中一般含棉较少,品质又较好,因此煮练工艺的负担较轻;又由于涤纶耐碱性较差,所以不能采取传统的煮练方法,煮练工艺应比棉织物温和,并严格控制工艺条件,以防涤纶在煮练过程中产生过度损伤。实际生产中一般将煮练和漂白合并进行。

(1)碱煮练。涤/棉织物的煮练主要是去除棉纤维共生物以及膨化和脱除棉籽壳,其次也可以去除涤纶上的一些沾污及低聚物,使织物具有良好的润湿性。

煮练主要采用碱剂及精练剂,碱剂中以氢氧化钠最常用,但超过一定条件时,对涤纶有损伤,所以,需严格掌握氢氧化钠的用量及反应温度,使涤纶的损伤降到最小,又能使棉纤维获得较好的煮练效果。涤/棉织物经过碱煮练虽对涤纶有轻微的损伤,但后加工中可减少氧化剂的用量,从而降低氧化程度,减少对棉纤维的损伤,从综合平衡因素中得到补偿。退浆后织物上残存的浆料,也能在煮练过程中进一步除去。煮练工艺如下。

煮练液组成:

氢氧化钠 15~20g/L

精练剂 10~15g/L

防氧化剂Lufibrol KB 1~3g/L

涤/棉织物浸轧以上煮练液,轧液率为70%,在85~98℃作用1h后水洗。

在无保护助剂(如防氧化剂Lufibrol KB)的条件下,涤/棉织物的碱煮练液中的氢氧化钠用量不宜超过10g/L(95~100℃)或15g/L(60~70℃),工艺举例如下。

煮练液组成:

氢氧化钠 8~10g/L

精练剂 2~5g/L

织物浸轧煮练液后,在95~100℃条件下作用1h后水洗。

(2)生物酶煮练。即利用各种分解酶或氧化酶的协同作用去除棉纤维共生物及棉籽壳。

酶作用的特点是作用专一,它不会损伤棉纤维,也无损于涤纶。另外,酶的催化反应效率比一般化学催化剂高上万倍,而且可以在常温常压下进行。采用生物化学的反应工艺既有助于劳动环境的改善,也不会产生设备腐蚀的问题,同时生化煮练也不需要特种材料制成的设备。

生物酶煮练主要采用果胶酶、色素酶、纤维素酶等几种酶的复合体,目的是去除棉纤维上的果胶质和残留在织物上的棉籽壳外色素层和表皮层的色素。生物酶煮练可以加入经过乳化的溶剂来协同作用。溶剂可以去除棉纤维上的油脂蜡质、织物上的油性沾污物和涤纶上的低聚物。乳化溶剂的乳化剂可采用非离子表面活性剂,这种活性剂不仅无碍于酶的催化作用,而且还可以增大酶的作用面积。

生物酶煮练方法已开始用于生产,并随着生物化学领域科学水平的提高,印染工业必将越来越多地采用生物化学法。

4.漂白

涤/棉织物的前处理工艺目前并存两种流程:一种是煮练与漂白两步法;另一种是煮练与漂白一步法。适应一步法工艺的试剂主要有过氧化氢和亚氯酸钠。

根据棉织物前处理中所述,亚氯酸钠漂白不是一种理想的环保型生产工艺,所以很少使用。过氧化氢练漂的产品虽然白度比亚氯酸钠练漂稍差,除杂较少,对棉纤维损伤也多,但从劳动保护、环保和设备腐蚀方面来说,过氧化氢练漂远比亚氯酸钠练漂有优势,因此得到广泛的应用。涤/棉织物采用过氧化氢漂白时,其浓度根据布面含杂情况和漂白要求而定,通常漂白布和中、浅色布浓度较高,复漂和深色布浓度稍低。

过氧化氢练漂如先用低碱煮练一次,可以弥补去杂效果较差的缺点,也可以节省过氧化氢的用量。

采用过氧化氢连续练漂的方法主要有两种;一种是常压高温汽蒸法,另一种是高温高压汽蒸法。另外,还有采用冷堆法的。

(1)常压高温汽蒸法。采用平幅练漂设备生产。

工艺处方及工艺条件:

过氧化氢(100%) (5±2)g/L

硅酸钠(40°Bé)或无硅氧漂稳定剂 (7±3)g/L(www.xing528.com)

渗透精练剂 1~2g/L

氢氧化钠 适量(调节pH值为10.5~11)

温度 100~102℃

时间 60~90min

生产漂白品种时,过氧化氢漂前先经轻度碱煮,可以提高去杂效果,然后进行过氧化氢两次练漂。复漂时过氧化氢浓度可适当降低,对于白度要求较高的品种,可在工作液中加入1g/L棉用荧光增白剂,以增加织物白度。

过氧化氢练漂也可以与亚氯酸钠练漂联合进行,即先进行亚氯酸钠练漂,然后再进行过氧化氢练漂,兼顾两者优点,还可以去净亚氯酸钠练漂后在织物上残存的余氯。此外,也可以与次氯酸钠漂白联合进行,即先经次氯酸钠漂白,然后再经过氧化氢练漂,兼顾两者优点,而且生产成本较低,除氯较净。

次氯酸钠漂白:

次氯酸钠(有效氯) 2~3g/L

漂液pH值 9.5~10.5

温度 25~35℃

堆置时间 55~65min

大苏打(脱氯) 1.5~2g/L

过氧化氢漂白:

过氧化氢(100%) 6~8g/L

硅酸钠(40°Bé)或无硅氧漂稳定剂 5~8g/L

渗透精练剂 1~2g/L

氢氧化钠 适量(调节pH值为10.5~11)

温度 100~102℃

时间 40~60min

(2)高温高压汽蒸法。采用特殊高温高压设备进行生产。

过氧化氢(100%) 3.5~3.7g/L

35%硅酸钠(40°Bé)或无硅氧漂稳定剂 10~15g/L

氧漂稳定剂 1~4g/L

渗透精练剂 2~3g/L

螯合分散剂 1~4g/L

氢氧化钠 3~5g/L

温度 130~142℃

压力 203~304kPa

时间 30~120s

为了缩短工序,便于连续生产,退浆、煮练、漂白可合并进行。

三合一工作液配制:

过氧化氢(100%) 7~14g/L

35%(40°Bé)硅酸钠或无硅氧漂稳定剂 20~30g/L

螯合分散剂 0.5~2g/L

渗透精练剂(阴/非) 4~10g/L

氢氧化钠 10~15g/L

涤/棉(65/35)织物在30℃浸轧以上工作液,轧液率为80%~90%(补充液为上述配制浓度的5~8倍)。然后在304kPa(3个大气压)和142℃高温条件下汽蒸60s,再冲淋平洗。

(3)冷堆法。采用冷堆法生产的织物手感良好,纤维损伤少,热能消耗降到最低程度,而且漂白均匀。

工艺流程:

浸轧工作液→打卷堆置(16~24h)→水洗

工艺处方:

过氧化氢(100%) 10~20g/L

氧漂稳定剂 20~25g/L

耐碱渗透剂 3~5g/L

螯合分散剂 1~2g/L

氢氧化钠 8~10g/L

织物浸轧工作液后打卷,用塑料薄膜包扎好,不使其风干。在A字架上保持慢速旋转,不能太快,目的是防止工作液积聚布卷下层而造成的漂白不匀,同时也不因离心力作用使内部工作液甩出。反应16~24h后水洗。

这种生产方法的缺点是白度和渗透性较差,主要原因是在低温时,过氧化氢分解极慢,即使反应16h后,织物上仍有一部分过氧化氢未分解。如果能将温度提高到40℃,效果则较好。如能堆后在100℃蒸1~3min,再加强水洗,提高白度和毛效很明显。此外,加入5~10g/L的过硫酸铵,可帮助提高效果。过硫酸铵是强氧化剂,在碱浴中与过氧化氢一样,也能与果胶、蜡质、含氮物质发生反应,有助于去杂,同时还可引发过氧化氢生成过氧游离基。该游离基既可破坏色素的发色系统而消色,也会引起漂液的催化损失和纤维的氧化损伤。所以,在使用时用量不能太多,需严格控制。

以上各类工作液配制中应用的渗透精练剂,主要采用耐碱耐高温的非离子型精练剂。

5.定形

定形是涤/棉织物印染加工的必要工序。通过热定形可使织物具有良好的形态稳定性、平挺度、弹性手感,改善起毛和起球现象,同时染色性能也产生一定的变化。

涤/棉织物热定形工序的安排及其比较见表5-3。

表5-3 涤/棉织物热定形的不同安排及其比较

在实际生产中,定形工序的排列必须根据不同情况而加以变化。例如,用翻板式汽蒸机练漂常常造成织物平整度差,所以定形工序必须放在练漂之后或热熔染色之前进行。通过定形可以消除织物皱痕并控制幅宽,以防止织物在热熔染色时发生收缩,从而降低纬向缩水率。如果织造时使用了定捻不匀的纬纱,则采用烧毛前定形为宜。如使用轧卷式汽蒸机练漂,则织物比较平整,定形工序放在染色前的退浆工序后或漂白工序前都可以。有些工厂采用布铗式热熔机染色,不会造成织物门幅的收缩,所以也无须考虑定形的伸幅作用。有时为了保证质量,在染色前后需要进行两次定形。

涤/棉织物须在2%~4%的超喂条件下进入布铗定形机。而且必须通过控制布铗链间距来调节织物幅宽。一般情况是,在定形机上拉幅的幅宽要比成品大2~3cm。定形温度控制在180~210℃,时间控制在15~60s。如果涤纶含量较高,时间可较长些;如果涤纶含量较低,则时间较短些。

织物各部分的定形温度应保持一致,相差不应超过1~2℃,否则会造成定形色差。若将热定形工序安排在涤/棉织物棉增白后或者与涤纶增白结合进行,则必须考虑增白剂的耐热性。

织物经过热定形后,必须迅速冷却以固定形态,通常要求降到50℃以下,否则织物落入布车后,会收缩并产生难易消除的折痕。

6.丝光

涤/棉织物的丝光主要针对棉纤维而言,故其工艺与棉织物丝光基本相同,可参考棉织物丝光,但由于涤纶对碱较为敏感,因此工艺条件需要做适当的调整。

丝光工艺的基本条件有氢氧化钠溶液的浓度、温度、作用时间、张力和去碱五个方面。其中碱液浓度是丝光最主要的条件,碱液浓度对丝光效果的影响见表5-4。

表5-4 碱液浓度对丝光效果的影响

浓度、温度和时间三者与丝光效果的关系为:

①浓度和时间在一定条件下与光泽成正比;

②温度与光泽成反比;

③浓度与时间成反比,低浓度需要较长时间,高浓度可以缩短反应时间;

④温度与浓度也成反比,如240g/L碱液在低温时丝光,相当于280g/L碱液在室温下丝光。

丝光效果主要指织物的光泽和对染料的吸收能力。

丝光时,张力的作用是防止收缩并产生光泽。在一般情况下,张力与光泽成正比,与染料吸收能力成反比。

织物丝光后的去碱也十分重要。因为减小纬向张力后,如果织物上仍然有很多的碱存在,则织物将会收缩,这样有碍光泽和扩幅,影响纬向缩水率。

涤/棉织物的丝光工序一般安排在练漂后进行,可以获得较好的丝光效果并消除皱痕。漂白织物由于丝光碱液含有杂质和色泽,常常因此降低了织物的白度,所以一般需再用过氧化氢漂白一次。深色织物有时为了提高织物表面效果及染色牢度,也有采用染后丝光的。

涤/棉织物的丝光设备一般采用布铗丝光机,也可采用直辊丝光机。

7.增白

涤/棉织物的漂白产品以及印花中白地面积较大的品种,都必须在漂白的基础上进行增白,以进一步提高织物的白度。增白概念包括荧光增白和上蓝增白。

由于两种纤维性质不同,涤/棉织物的荧光增白必须采用不同的荧光增白剂分别进行处理。为了节省工序,两次荧光增白处理(包括上蓝增白)可以分别安排在涤纶热定形和棉纤维过氧化氢漂白工序中合并进行。

涤纶增白常与热定形结合进行,即先浸轧上蓝或荧光增白液,然后利用热定形使其受高温发色。增白工艺举例如下。

工艺处方:

荧光增白剂DT 20~25g/L

分散染料(蓝紫混合品) 0.06~0.1g/L

渗透剂JFC 1~2g/L

工艺流程:

干布在室温时二浸二轧或二浸一轧增白液→烘干→发色(与热定形合并)

实际生产时的工艺需兼顾定形效果和良好的白度。涤纶增白后,沾污在棉纤维上的涤纶增白剂必须清洗干净。

涤/棉织物中漂白品种的棉纤维部分的荧光增白一般安排在丝光后与过氧化氢漂白合并进行,这样可以节省工序。

过氧化氢漂白与荧光增白混合液组成:

100%过氧化氢 5~7g/L

35%(40°Bé)硅酸钠或无硅氧漂稳定剂 3~4g/L

磷酸三钠 3~4g/L

荧光增白剂VBL 1.0~2.5g/L

精练剂 3~6g/L

pH值 10~11

工艺流程:

干布浸轧增白液→汽蒸(100℃,80~90min)→皂洗→热水洗→冷水洗

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