棉织物的高效短流程前处理工艺及探讨DOC.doc

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1、棉织物的高效短流程前处理工艺及探讨摘要：印染加工过程中棉织物的前处理能耗、污染负荷和水耗最大，其主要原因是大量使用烧碱。本文通过分析棉织物上存在的各种杂质和烧碱及酶制剂对这些杂质作用并采用生物技术和化学技术相结合开发无烧碱前处理工艺。生产应用结果说明，无烧碱棉织物前处理工艺流程短，能耗、水耗和废水的COD值大大降低，生产效率高，是低碳时代实现低能耗棉织物前处理的有效途径1。本文通过对纯棉织物传统的烧碱氧漂工艺和新型练漂剂氧浴宝“一浴法工艺进展了比拟 ,重点介绍了练漂剂氧浴宝 “一浴法高效短流程前处理工艺的应用,并进展了工艺原理和技术经济的分析与比拟。生产实践证明练漂剂氧浴宝“一浴法前处理工艺具

2、有节能环保 ,提高生产效率 ,保证产品质量的优势，处理后的织物可以到达传统工艺的白度和毛效 ,撕破强力好于传统工艺2。关键词：短流程 棉织物 氧浴宝 酶1.1前处理简介 纺织纤维不管是天然纤维还是化学纤维，本身或多或少都含有杂质，尤其是天然纤维含杂较多、较复杂，而且纤维在纺织加工过程中添加了各种浆料，沾染了油污。这些杂质的存在，在不同程度上影响了纤维的物理机械性能，降低了织物的润湿性和白度，并使织物手感粗糙，阻碍染色及印花过程中染料的上染，影响色泽鲜艳度和染色牢度。因此，无论是漂白、染色或印花产品，一般都需要进展前处理3。前处理的目的是应用化学和物理机械作用，除去纤维上所含有的天然杂质以及在纺

3、织加工过程中施加的浆料和沾上的油污等，使纤维充分发挥其优良品质，使织物具有洁白的外观、柔软的手感和良好的渗透性，以满足使用要求，并为染色、印花、整理提供合格的半制品。前处理过程一般包括原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光和热定形等工序。其中，除烧毛和热定形必须以平幅加工处理外，其他过程均可以绳状或平幅的形式加工。具体加工形式的选择，应根据原布品种和后续加工的要求而定。就棉而言，前处理的过程主要有原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光。通过这些过程的处理以去除棉纤维中的天然杂质和外加的浆料等，改良织物的外观，提高织物的内在质量。羊毛的前处理主要有洗毛、炭化工序，以去除羊毛纤维中的羊脂、羊汗、土

4、杂及植物性杂质。蚕丝织物的前处理主要是脱胶，以去除生丝中大局部的丝胶及其他杂质。化学纤维较纯洁，不含有天然杂质，只有浆料和油污等，因此，前处理较简单。特种的品种有其特殊的要求，前处理也就有所不同了，如碱减量等3。1.2 棉织物前处理的必要性 棉织物在织造过程中，经纱受到较大的张力和摩擦，常有断经现象发生。为了减少断经，提高织造效率和坯布质量，在织造前，经纱一般都要经上浆处理，使纱线中的纤维黏着抱合起来，并在纱线外表形成一层坚韧的薄膜，增加经纱外表的光滑度，从而提高经纱的断裂强度和耐磨性能。经纱上浆有利于织造的顺利进展，但却给后续的染整加工带来了一定的困难，它不仅影响织物的润湿、渗透性，阻碍染料

5、、化学药品和纤维的接触，增大染化料的耗用量，增加练漂加工的负担，而且还会造成印染疵病，影响印染产品质量。因此，棉织物在煮练、漂白前一般都要进展退浆处理。退浆不仅可以去除织物上的浆料，而且还可以去除棉纤维上的局部天然杂质。棉织物经过退浆后，虽然大局部浆料和局部天然杂质已被去除，但是仍残留有少量的浆料和大局部的天然杂质，这些杂质的存在不仅使布面发黄而影响织物的外观，而且使棉织物的吸湿性降低，润湿渗透性差，有碍后续加工的顺利进展2。因此，棉织物在退浆以后，大都需要进展不同程度的煮练，以去除大局部的天然杂质和残留的浆料，精炼提纯纤维素，从而改良织物的外观，提高织物的吸湿性，以利于印染后加工。棉织物经过

6、煮练后，虽然大局部的杂质已被去除，织物的吸湿性有了很大程度的提高，但天然色素依然存在，这不仅影响织物的白度，而且也影响染色和印花织物的色泽鲜艳度。因此，除少数品种外，一般经退浆、煮练后，还要经过漂白加工。漂白是前处理的主要工序，它不仅能去除织物上的色素，提高织物的白度或色泽鲜艳度；同时也可继续去除织物上残留的杂质如棉籽壳、蜡质等，从而进一步提高棉织物的吸湿性3。1.3 棉织物前处理的开展趋势 传统的棉织物前处理的三道主要工序退浆、煮练、漂白通常是分步进展的，但这三道工序并不是截然无关，而是相互影响、相互补充。如退浆的同时也有去除局部天然杂质的作用，可减轻煮练有进一步去除残浆料的成效，对织物白度

7、也有提高，漂白也有进一步去杂的作用。常规三步法前处理工艺稳妥，重现性好，但机台多，时间长，效率低，能耗高，且印染产品常见的疵病，如皱条、折痕、擦伤、斑渍、白度不匀、降强、泛黄、纬斜等都与前处理三步法工艺较长有关，以及传统棉织物煮漂工艺加工过程中需消耗大量的水、热能、化学助剂,排放出大量含高浓度污染物的废水,严重制约了印染行业的运行和开展。因此，推行环保、缩短工艺流程、简化工艺设备、研究应用能耗低、排放污染物少的节能降耗练漂新工艺替代传统碱氧工艺是棉织物前处理开展的必然方向。1.4 短流程前处理工艺的要点从短流程前处理工艺本身来看主要含有三个环节，即浸轧反响冷轧堆法或汽蒸法洗涤。为了保证前处理高

8、效短流程工艺到达高效率、高质量，必须严格控制三个环节的工艺，分别突出“高、全、净。即浸轧工作液要吃足吸透，带液量要高，以保证加工织物上有充足的反响物质；浸轧后的汽蒸温度要高，时间要足，如果采用冷堆法，堆置后、洗涤前要有一个热处理的过程这是提高毛效的关键之一，以充分发挥助剂的作用，使各类反响完全；洗涤过程要充分，以保证从织物上处理下来的杂质去净3。1.4.1 织物带液量要高无论是汽蒸法还是冷轧堆液法工艺，提高织物带液量是短流程前处理取得好的效果之主要关键。由于生坯棉织物的拒水性，故工作液中必须添加渗透剂润湿剂，并确定其合理用量。又因短流程工艺的工作液是强碱，所以渗透剂的选用要考虑它的耐碱稳定性。

9、但要把织物内部包括纱线间、纤维间及纤维内所含的空气在最短时间内排除，代之以工作液，仅靠渗透剂是难以实现的，尤其是透芯给液效果较好。它主要借助于轧辊加压、真空加压、蒸汽加热驱赶空气等，其中真空加压效果较好。1.4.2 工艺条件要优化合理棉织物短流程前处理工艺所用碱氧量较大，如工艺条件控制不当，那么会影响毛效、白度，甚至使织物的强力下降。因此必须合理选择工艺处方，正确制订工艺条件，特别是烧碱、双氧水的合理用量和加工温度。1.4.3 必须强化水洗强化水洗是短流程工艺能否取得成功的关键，特别是冷轧堆法工艺。在冷堆后，首先必须经高温热碱处理，然后再进展高效强化水洗。对短流程前处理工艺而言，如不采用高效水

10、洗设备，那么很难满足水洗要求，到达处理效果。高效短流程前处理工艺是前处理工序的开展方向，经过过多年的努力，短流程前处理工艺已广泛应用于各种织物品种，并且覆盖面不断扩大，但有一点必须明确，短流程前处理工艺并不是万能的，目前还不能全部取代传统工艺和适应所用品种。短流程前处理工艺有其适用的对象，更不能片面地去追求高效和快速，必须根据品种的特点、加工要求、最终用途，结合织物组织规格、纤维原材料的实际质量，来合理地制定短流程前处理工艺。 表 1 一步法和两步法的比拟适用范围考前须知冷轧堆一步法工艺适用于各种棉织物的退煮漂一步工艺室温应严格控制工艺条件，并选择性能良好的耐碱、耐高温的氧漂稳定剂和螯合分散剂

11、，尽量减少纤维的损伤汽蒸一步法工艺适用于轻浆的中、薄型织物和涤棉混纺织物高温退煮后必须充分水洗退浆+煮漂合一二步法D-SB适用于含浆较重的纯棉厚重严密织物或合纤与棉的混纺织物用高浓度的处理用剂并且还必须延长堆放时间退煮一浴+漂白两步法(DS-B)降低烧碱用量和参加高温强碱的稳定剂冷轧堆法是在室温条件下采用碱氧一浴法工艺，虽然碱浓度较高，但由于温度较低，双氧水的分解速率较慢，故除用高浓度的处理用剂外，还必须延长堆放时间，使反响进展充分，才能到达满意的效果。冷轧堆法由于作用温和，因此对纤维的损伤相对较小，适用于各种棉织物的退煮漂一步工艺。目前，冷轧堆法应用最为广泛的是碱氧法，其一般工艺流程为3：烧

12、毛干落布浸轧碱氧工作液高给液转动堆置1624h转速46r/min热碱洗水洗烘干工艺实例13: 纯棉平布：18tex18tex,268根/10cm268根/10cm(薄织物) 工艺流程：烧毛浸轧碱氧液轧液率85%95%打卷堆置室温，24h,转速56r/min采用汽蒸平洗烘联合机水洗工艺处方：烧碱100%双氧水100%稳定剂水玻璃30%助练剂过硫酸钠3540g/L1820g/L810g/L10g/L8g/L6g/L工艺实例23:纯棉纱卡：29tex29tex,425根/10cm228根/10cm中厚织物 工艺流程：烧毛浸轧碱氧液室温，多浸一轧，轧液率120%130%打卷堆置室温，24h,转速68r

13、/min卷染机碱洗二道加盖95100热水洗二道加盖95100热水洗一道6070下卷工艺处方： 烧碱100%双氧水100%稳定剂水玻璃30%助练剂4045g/L1618g/L68g/L15g/L7g/L碱洗液： 烧碱100%亚硫酸钠净洗剂1619g/L3g/L2g/L通过改变烧碱、双氧水、稳定剂、水玻璃等的用量，得出随着用量的增加使棉织物的白度和毛效提高，强力下降。由于冷轧堆法反响温度低，故需采用延长反响时间和增加助剂用量的方法来保证半制品质量，因而导致印染废水的污染程度加剧。近来来，人们对碱氧一浴汽蒸法前处理的研究越来越多，应用也越来越广泛。印染厂可以充分利用现有的设备条件，减少重复投资，同时

14、促进前处理设备的改良和开展。退煮漂一浴汽蒸法工艺，在高浓度碱和高温情况下，很易引起双氧水的快速分解和加重织物的损伤。这只能通过降低烧碱用量和参加高温强碱的稳定剂来实现。但降低烧碱用量会降低退煮效果，尤其对重浆和含杂量大的纯棉厚重织物。故此工艺适用于轻浆的中、薄型织物和涤棉混纺织物3。工艺实例13: 纯棉厚绒坯布平纹：18tex2(97tex2),173根/10cm181根/10cm(薄织物)工艺流程：浸轧工作液汽蒸8590,80min后处理工艺处方：烧碱100%双氧水100%稳定剂精炼剂16g/L12g/L7g/L8g/L工作实例23: 纯棉卡其：48tex58tex,315根/10cm181

15、根/10cm 工艺流程：烧毛溢流染色机130,5min水洗开轧烘工艺处方：双氧水100%练漂剂A5g/L通过提高汽蒸温度和双氧水的量，大大提高了棉织物的白度和毛效，但强力有所下降。“一浴法前处理工艺与传统碱氧煮漂工艺探讨2.3.1 练漂剂氧浴宝的性能及应用工艺2练漂剂氧浴宝是一种生物酶技术与化学产品相结合的产品,含有外表活性剂、稳定剂,在适宜的条件下能去除棉纤维上的各种杂质,并且对棉织物的强力损伤较小2。练漂剂氧浴宝的物理特性 外观:白色粒状晶体离子型: 阴离子、非离子； pH: 1112 ； 溶解性:易溶于水。试验材料仪器和设备织物规格：2413/ 2413323/ 220130132cm纯

16、棉平布2021/ 202140317/ 260130132cm纯棉平布试验仪器和设备:YG2065 织物强力机ZBD 型白度测试仪SC8025 型小轧车Y802A 型烘箱最正确工艺处方确定在化验室我们屡次对小样进展了试验,调整练漂剂与其它助剂的用量配比,并根据小样的白度、毛效进展了工艺调整。根据棉布半制品的质量要求,最终确定了化验室小样最正确工艺处方,并进展了大车上车试验。表 2 为不同处方处理后的半制品质量指标。表 2 不同处方处理后的半制品质量指标2工程助剂用量(g/L)白度强力(N)毛效(cm/30min)经向纬向经向纬向处方一练漂剂2377489287H2O29处方二练漂剂257854

17、2309H2O210处方三练漂剂2582596 42311 H2O212由表 2 可知:处方三满足半制品质量要求,为最正确工艺处方。根据对半制品质量指标的要求,棉布半成品需到达的指标为:白度78%,强力经向460N ,纬向340N ,毛效纬向10cm/30min 。工艺流程及工作液处方工艺流程:烧毛浸轧练漂液(室温) 蒸箱堆置(10010260min) 三格高效水洗(8590) 冷水洗烘干落布练漂剂工作液处方(g/L)：练漂剂氧浴宝25双氧水(30%)12工艺要求及特点(1) 浸轧工作液轧车压力不超过108MPa，保证轧余率控制在100%左右。(2) 要保证煮漂工艺条件,保证100102堆置6

18、080min ,使浆料和棉籽壳等各种杂质充分膨化,以利于练漂剂进展后续处理。(3) 由于工艺流程较短,对各工序工艺条件要求较为严格,尤其对水洗要求更为严格,水洗前三格的水洗槽要保证90以上的流动热水洗，防止剩余浆料和杂质粘附在织物上,影响半制品质量。(4) 对于厚重织物或配棉较低的织物,要适当增加练漂剂的用量,使织物获得较高的毛细管效应。特点：练漂剂氧浴宝“一浴法前处理工艺具有节能环保 ,提高生产效率 ,保证产品质量的优势。处理后的织物可以到达传统工艺的白度和毛效 ,撕破强力好于传统工艺。2.3.2 传统碱氧工艺传统碱氧煮漂工艺流程如下：烧毛平幅进布浸轧85以上热水洗浸轧煮练工作液蒸箱堆置(1

19、0010260min) 三格高效水洗(9095) 冷水洗浸轧漂白工作液蒸箱堆置(10010230min) 三格高效水洗(9095) 烘干落布传统碱氧工艺处方(1) 煮练工作液处方(g/L) :烧碱(100%)4550煮练剂10(2) 漂白工作液处方(g/L) :双氧水(30%)稳定剂螯合分散剂452323传统碱氧工艺半制品质量指标见表3 表3传统碱氧工艺半制品质量指标2测试工程白度(%)强力(N)毛效(cm/30min)经向纬向经向纬向纯棉平布 烧碱煮漂78542309纯棉平布 烧碱煮漂804652631110.8经传统工艺处理后的半制品,去杂、毛效、白度均较好,但强力也较低,并且工序较多、煮

20、漂时间较长。2.3.3 练漂剂氧浴宝应用效果经上述分析比拟可知：练漂剂短流程工艺路线短方便操作：(1) 该工艺省去了烧碱、各种渗透剂、稳定剂等多种助剂,减少了称料和操作加料的烦琐,简化了操作。(2) 由于不使用烧碱,所以氧漂时pH值控制准确,而且漂后废水pH值低于9 ,只需一遍热水洗就能清洗干净。整个工艺路线比传统工艺缩短一半。减少了用工,提高了生产效率。传统的碱氧工艺路线(两段) 改为了练漂剂短流程工艺(一段)在不增加设备前提下,传统工艺路线需走退煮、漂两段路线,使用练漂剂后,只需一段路线即可完成退煮漂工艺,产量可提升一倍,设备效率大大提升。两种不同工艺条件下的能源消耗比照练漂剂短流程工艺本

21、钱略高于传统碱煮练工艺,但从其综合印染生产本钱和环保本钱来看,能源消耗下降了50% ,综合能耗下降了36%。能耗较低,是前处理和印染行业的开展方向。2.4 清棉师Scolase精炼技术的应用前处理工艺是印染加工中的关键工序之一 ,其目的就是应用化学和物理机械作用除去纤维上所含的天然杂质以及在纺织加工中施加的浆料和粘上的油污等，使纤维充分展现其优良品质，让织物洁白、柔软、渗透性能良好，以满足服用要求，并为织物染色、印花、整理打下良好根底4。就棉纺行业而言，其传统的“退浆煮练漂白工艺，不仅工艺路线长，各种消耗增加，还会给下道工序的生产造成影响。上海市纺织科学研究院纺织化学中心运用现代科技成果改造传

22、统印染加工工艺，研发的清棉师Scolase精炼技术，实现了清洁生产的短流程加工。在节约水、电、汽、人工和减少废水排放方面，均较传统工艺取得了突破性进展，在降低本钱和清洁生产方面为厂家赢得了更大的生存空间。2.4.1 清棉师Scolase精炼技术根本原理运用生物酶对纺织品进展处理已经成为一项常规的技术。纤维素酶用于纤维素织物的抛光和牛仔的水洗，其根本原理是通过酶对纤维的水解使纤维绒毛脱离织物外表而到达光洁、柔软的布面效果和蓝白相间的牛仔磨洗效果。然而，纤维素酶在与纤维作用时，还会破坏纤维素纤维外表的表皮和初生胞壁层的完整性，对纤维细胞表皮及初生胞壁层进展弱化水解。清棉师Scolase就是根据纤维

23、素酶的这一特性研发设计的，可缩短纤维处理时间，提高处理效果4。用于纤维素织物的短流程前处理剂清棉师Scolase，是多种化学品和生物技术的有机结合。它采用一系列技术措施，有效地解决了纤维素酶的耐高温性、耐酸碱性等问题，通过酶的先行作用，在织物温度尚未到达高温以前，纤维素酶组分对纤维素纤维外表的表皮和初生胞壁层的完整性进展破坏，对纤维细胞表皮及初生胞壁层进展弱化水解，同时拆散纤维内部的结晶构造，扩大纤维的不定形区，帮助清棉师Scolase中的化学组分快速渗入纤维内部。在90100时该助剂的化学组分与双氧水共同作用，能有效去除棉纤维上的果胶、蜡质、色素等杂质，在生物酶与化学品的共同作用下，缩短了纤

24、维除杂过程的时间，减少了化学品的用量，到达了简化工艺流程，减少织物损伤，提高织物白度和毛效，减少废水排放量，实现了废水低碱排放且易于处理的效果。2.4.2 清棉师Scolase精炼技术技术特点1在不改变工厂设备的情况下，一步实现退、煮、漂加工，简化了工艺流程；2该工艺的工作液组成非常简单，防止了因称料所造成的人力和时间浪费，降低了人为误差；生产加工时间由原来的23h降至7090min。由于处理时间的缩短，减少了在练漂过程的纤维损伤，提高了练漂后的织物白度和毛效；3简化了工艺流程，大大缩短了工作时间，减少了用工，提高了生产效率；节省了水、电、汽用量，降低了废水处理本钱，综合处理本钱也低于传统工艺

25、；4可以与直接染料进展退、煮、漂、染一浴处理，也可与其他分解剂配合使用，直接与活性染料进展退、煮、漂、染一浴加工4。2.4.3 清棉师Scolase精炼技术环保效果该成果助剂将生物技术与化工技术有机结合，是一种环保产品，不含APEO/NPEO，符合Eco-lable生态标准，可以有效替代传统精练漂白工艺中使用的各种助剂。更为重要的是，作为一项清洁生产工艺，用该成果工艺处理较之传统工艺所需水量少，处理后的废水量各项污染指标均较低。传统工艺排放废水的pH值为1213，色度为64512，总残渣量是105105mg/L,该成果工艺排放废水的PH值为79，色度是1632，总残渣量是105105mg/L,

26、可大大减少废水处理的压力。此外，该成果助剂如果与高效绿色双氧水分解剂Dioxy100L配合使用，可以完全做到与活性染料进展退、煮、漂、染一浴法处理，成果具有明显的社会效益，有利于环境保护。可持续开展已成为21世纪的主题，特别是随着人们对生态和环境问题关注程度的加深，“清洁生产、“绿色产品、“生态纺织品等概念已大范围的进入了国际纺织品贸易领域。随着全球对环保问题的日益重视，各印染厂的传统工艺受到很大挑战。改变传统工艺的繁复过程，降低废水排放，采用将退浆、煮练、漂白工艺合为一步法的新工艺，能为企业提供一个创造更多社会效益、环境效益及经济效益有效方法。目前，该成果产品已在浙江、上海、广东、山东、河北

27、等地推广，并得到了用户的一致好评。该成果助剂现已销售2000t左右，实现销售额两千多万元，推广初期已显现出极好的市场前景4。通过对棉织物高效短流程前处理工艺及探讨：印染加工过程中,天然纤维素纤维如棉、麻及其混纺织物的前处理是水、能消耗和高污染废水产生量最大的工序。据有关资料介绍,棉织物漂白和洗涤耗水量占印染加工总耗水量的75%，但COD值只占5%，污染负荷为8%；退浆和精练工艺产生的COD值和污染负荷占75% ,但耗水量仅为5%；染色工艺产生的废水份额为10%20%,产生的污染负荷为17%1。冷堆工艺除用氧漂稳定剂外，还需配备适当的助练剂和渗透剂，要求尽量提高带液率，如有条件，最好使用保温设备

28、以缩短堆置时间。可采取短时间汽蒸，以提高白度，但织物的聚合度略有下降5。采用碱氧一浴高温汽蒸工艺，要求在进煮漂工作液前有退浆工艺，以提高碱氧一浴效率，提高半制品的白度和毛效5。通过练漂剂氧浴宝“一浴法前处理工艺与传统碱氧煮漂工艺探讨及清棉师Scolase在实际生产中的应用，可以大大减轻印染企业对环境造成的伤害，符合国家对印染行业的要求，为绿色环保事业做出了积极的行动4。探讨了染整短流程前处理在工艺技术、助剂和设备等方面的较大进展。近几年来, 不断涌现出短流程前处理新工艺, 如绿色前处理工艺、对生态有利的过醋酸漂白工艺、间歇式高温高压快速煮漂工艺、棉织物前处理染色一浴二步法工艺及超声波技术在短流

29、程前处理加工中的应用6。随着人们环保意识的增强及ISO14000的实施, 环保型助剂已是近年来国内外助剂行业竞相开发的主攻方向。在前处理助剂中包括精练、净洗、退浆、漂白等助剂, 其中大局部为外表活性剂。目前短流程前处理设备趋于高效节能7。重视短流程前处理新工艺、新技术的开发应用如绿色前处理无碱工艺、高温高压快速煮漂工艺、前处理染色一浴二步法工艺、棉织物电解煮漂工艺、超声波退浆漂白工艺、混合酶退煮工艺、对生态有利的漂白剂过醋酸的应用等。上海王崇明先生提出的超前的前处理工艺是一条新颖的工艺技术路线。设想把染整厂的工作放在纺织厂之前进展(还有一些染整产品必须在纺织厂之后进展),这样改变后新产品的设计可不受限制, 同时可防止各种混纺交织物的加工矛盾, 可配出无限的层次和色泽, 开发出很多花色品种, 纺织厂织出的不是原坯白布, 而是各种色彩的混纺交织的色织布、提花布,各种概念都将改变。随着科学技术的进步，前处理工艺、设备、助剂等不断地开展，棉织物的前处理加工技术发生了很大变化。如棉织物的前处理工艺从传统的退浆、煮练、漂白三步法开展到今天的高效短流程工艺，并从传统的常压前处理工艺开展到高温快速的前处理工艺。新工艺、新技术、新设备的开发，推动了前处理进一步向高速、高效、连续化、自动化、环保、清洁生产方向开展，从而将前处理加工提高到一个更新、更高的水平7。