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前处理
简化的棉织物一浴连续前处理工艺
佚名
2015/8/1
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简化的棉织物一浴连续前处理工艺

O前言

传统的棉织物前处理均采用以烧碱为主体的退煮漂三步法或者退煮一浴单独漂白、退煮一浴单独退浆等二步法的高温加工工艺,不仅造成前处理废水的有害物质含量较高,而且还导致了传统工艺的高能耗和高生产成本。为此,人们不断地研究和开发各种高效节能环保的前处理工艺,在不同程度上解决了上述问题。

本试验采用自制的配套助剂KX10代替烧碱对纯棉厚重织物进行退煮漂一浴连续轧蒸前处理工艺,使前处理完全脱离了传统的碱氧工艺,减轻了污水处理的负担,缩短了工艺流程和时间,简化了前处理操作,其效果与传统工艺相近。

1试验

11材料与仪器

织物49 tex X 58 tex331根/10 cm x 181根/10 cm纯棉厚重织物,坯布(未经前处理)白度为588%,经向断裂强力为1 042 N化学试剂30%双氧水、精练剂vj(自制)、配套

助剂KX10(自制)、烧碱、硅酸钠、螯合分散剂L1000、高氯酸、碘化钾、碘酸钾、醋酸、硫酸、硫酸钠铜、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸铁铵、硫酸铈铵等

仪器设备JM20001电子天平(余姚纪铭称量校验设备有限企业)HHS12电热恒温水浴锅(上海东

星建材试验设备有限企业)722光栅分光光度计(上海第三分析仪器厂)DSBD1型数字白度仪(温州鹿

东仪器厂)YG871毛细效应测定仪(上海精密科学仪器有限企业)HDO26N型电子织物强力仪(南通宏

大实验有限企业)MU505T型台式小轧车(北京纺织机械器材研究所)DZ~Z系列.全自动蒸汽发生器(

海奉贤协新机电制造厂)SF 300型思维士电脑测色仪(思维士颜色科技有限企业)Y57113型纺织品耐摩

擦色牢度测试仪(温州纺织仪器厂)SW212A型纺织品耐洗色牢度测试仪(无锡纺织仪器厂)

12试验方法

121传统前处理工艺

工艺处方/(g·L)

第一浴

NaOH 60

精练剂YJ 10

Na2SO3 12

螯合分散剂L1 000 8

第二浴

双氧水(30)15

Na2SiO3 3

螯合分散剂L-1 000 3

精练剂YJ 5

工艺流程配置工作液一浸轧第一浴(室温,二浸二轧,轧余率70%~80)一汽蒸(98100℃60 min)一水洗(95℃5 min)一水洗(85℃5 min)一水洗(65℃5 rain)一冷水洗一浸轧第二浴(室温,二浸二轧,轧余率70%一80)一汽蒸(98100℃45 min)一水洗(95℃5 min)水洗(85℃5 min)一水洗(65℃5 min)一冷水洗一烘干

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122一浴轧蒸工艺

工艺处方/(g·L-1)

双氧水(30)x

精练剂YJ Y

配套助剂KX10 z

工艺流程浸轧工作液(室温,二浸二轧)一汽蒸(98℃—100℃)热水洗(95℃5 min)一热水洗(85℃5 min)热水洗(65℃5 min)一冷水洗烘干

123染色工艺

工艺处方/(g·L)

染液

单色:活性蓝30

拼色:活性红3BSN 15

活性黄3RS 15

固色液

Na2CO3 20

Na2SO4 200

NaOH 15

工艺流程分别配置染液和固色液一浸轧染液(室温,二浸二轧,轧余率65%~70)一预烘(6570℃5O60 S)_÷烘干一浸轧固色液(室温,二浸二轧,轧余率65%一70)一汽蒸(98—100℃60~180 s)一冷水洗一皂洗(平平加O 1 g/L85℃5 min)一冷水冲洗烘干

124前处理试样性能测试

(1)退浆率采用高氯酸法测定试样退浆率。

(2)毛效将试样沿经向方向剪成25 cm x 5 cm的布条,在YG871型毛细效应测定仪上测试,记录水在30 min内沿织物上升的高度,取最低点,测定2次,取平均值。

(3)白度用DSBD-1数字白度仪测定,织物折叠4层,各测定3次,取平均值。

(4)经向断裂强力将试样沿经向方向剪成25 cm X 5 cm(为拆除边纱后的尺寸)长条,按GBT 39321l997《织物断裂强力和断裂伸长率》标准,在HD026N型电子织物强力仪上测定。

(5)织物潜在损伤及铜值测定刮织物的断裂强力是表征纤维损伤程度的一种比较直观的方法,但有时强力并不能完全反应纤维的损伤,如织物经漂白后有潜在损伤。这种潜在损伤需经碱处理后才能表现出来,故可通过测定织物经碱煮后的强力变化来表征。氧化漂白时,纤维素纤维被氧化生成氧化纤维素,其含有较多的醛基,因此可利用醛基的还原性来测定纤维氧化损伤程度,本试验采用铜值法测定试样的铜值以表征棉纤维的氧化损伤程度。

125染色试样性能测试

(1)表观颜色深度用电脑测色仪钡4定传统工艺和新工艺处理后织物染色后的表观颜色深度(us)

(2)染色牢度耐摩擦色牢度采用GBT 3920-1997(纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测

定。耐皂洗色牢度采用GBT 39211l997GBT 39215—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验l~试验5》测定。

2结果与讨论

21双氧水质量浓度的确定

本试验中,精练剂YJ和配套助剂KX-10都是自制的,其建议用量分别为10 gL37 gL,按照122节方法(轧余率暂定为70%,汽蒸时间暂定为50 min)改变双氧水质量浓度对织物进行前处理,测定处理后织物的各项性能指标,结果见表1

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从表1看出,双氧水质量浓度在40 gL时,织物白度可达到80%以上,退浆率可达到90%以上;毛效随双氧水质量浓度的增加变化不大,可以满足印染加工要求;铜值在双氧水质量浓度为40L50 gL时差距较大,有一个突然增大的趋势。织物经向断裂强力在碱煮前后都随双氧水质量浓度的增大而下降,特别是双氧水质量浓度大于40 gL后下降趋势突然增大,而且碱煮后的经向断裂强力下降更为显著,说明双氧水质量浓度大于40 L以后,织物潜在损伤增大,故初步确定双氧水质量浓度为40L

22各助剂质量浓度的确定

221正交试验设计

设计L16(4 3)正交表,对双氧水质量浓度、配套助剂KX10质量浓度和精练剂YJ质量浓度进行优化试验,确定各助剂的最佳用量以及最佳组合,见表2

222正交试验结果及分析

按照122节所示方法(轧余率暂定为70%,汽蒸时间暂定为50 min)对织物进行处理,测试处理后织物的各项性能指标,结果见表3和表4

从表4的极差分析可以看出,双氧水质量浓度对白度的影响比较显著,在水平235gL时白度最高;对毛效影响最大的因素是精练剂YJ的质量浓度,在水

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3 15 gL时毛效较好;在强力方面,碱煮前后织物的经向断裂强力受双氧水质量浓度的影响最大,其中前

者在其为30 L时最大,而后者在其为35 gL时最大,说明在双氧水质量浓度为35 L时潜在损伤最小,所以应选择水平2;影响退浆率的最显著因素为配套助剂KX10的质量浓度,退浆率越高越好,应选择水平2;配套助剂KX10的质量浓度对铜值的影响也最大,

铜值越小越好,所以应选择水平2。综合以上分析,此正交试验的最佳组合应为A2B3C2,即30%双氧水质量浓度35 gL,精练剂YJ质量浓度15 gL,配套助剂KX10质量浓度42 gL

23轧余率的优化

根据22节得到的优化工艺处方,将轧余率作为变量,按122节中的一浴轧蒸工艺方法(汽蒸时间暂定为50min)对织物进行处理,轧余率对前处理效果的影响见表5

从表5可以看出,随着轧余率的增大,试样白度随之增大,但轧余率在80%和90%时差别不大,在100%时反而有所下降,可能是由于工作液在织物表面发生泳移现象,导致处理不匀的原因;毛效也随轧余率的增大而增大,轧余率80%以上后增加幅度不大;碱煮前后的经向断裂强力随轧余率的增大而下降,在轧余率为90%时下降趋势明显,潜在损伤也较为严重;轧余率为70%时,退浆率就达到80%以上,可以满足印染加工的要求;铜值随轧余率增大稍有增加,但变化不很明显。综合以上分析,将织物轧余率确定为80%。

24汽蒸时间

根据上述优化工艺处方,将汽蒸时间作为变量对织物进行处理,测定处理后织物的各项性能指标,结果见表6

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从表6看出,随着汽蒸时间延长,织物白度、毛效和退浆率都在增大,汽蒸20 min时,各指标基本达到最大值,其中织物白度可达到80%以上,退浆率也可达到90%以上,均可满足印染加工的要求。之后再延长汽蒸时间,织物的白度、毛效和退浆率的增加幅度不明显;织物经向断裂强力和铜值随之变化不大。结合生产成本综合考虑,汽蒸时间确定为20 min

25前处理工艺对比

251前处理结果对比根据以上优化得出的优化工艺条件,按照12中所述传统前处理工艺和轧蒸一浴前处理工艺分别对棉织物进行处理,并对处理后织物进行性能测试,结果见表7

从表7可以看出,织物经新工艺处理后,其经向断裂强力损失约13%,传统工艺约4%;新工艺处理后的织物铜值较大,说明棉纤维氧化损伤程度较严重;在白度、毛效、退浆率等方面两者基本相近,可以满足印染加工的要求;但是新工艺在完全脱离烧碱的前提下,简化了工艺流程,缩短处理时间,有效地节省了能源,所以此工艺有进一步研究和优化的价值及可行性。

252染色结果对比按照123节对处理后的织物进行染色,并测定染色试样各项性能,结果见表8

从表8看出,经新的一浴轧蒸前处理工艺处理后,染色织物的表观颜色深度与传统前处理工艺处理后的相近,在拼色时甚至还有所提高;在耐摩擦色牢度方面,新工艺处理织物染色后的干摩擦牢度在拼色时一样,但单色稍不及,湿摩擦牢度无论单色还是拼色都有所增加;在耐皂洗色牢度方面,新工艺处理后织物的沾色和变色牢度在单色或是拼色时都稍优于传统工艺。

3结论

(1)纯棉厚重织物退煮漂一浴连续轧蒸前处理工艺优化工艺条件为:30%双氧水35 gL、精练剂YJ 15gL、配套助剂KX10 42 gL、轧余率80%、汽蒸时间20 min

(2)经该前处理工艺处理后织物的各项性能指标及染色性能与传统工艺相近,该工艺完全不用烧碱,可将处理时间缩短至20 min,缩短工艺流程,提高生产效率,有效地节省了能源。

(3)新工艺在织物强力损失方面不及传统工艺,有待进一步改进。

参考文献:

1]房宽峻.棉织物高效节能环保前处理工艺研究与开发[].康地恩杯第八届全国染整前处理学术研讨会论文集.2009

[2]周疆.棉织物退煮漂轧蒸一浴法技术研究[J].现代纺织技术.200644G

[3]陈英主编.染整工艺实验教程[M].北京:中国纺织出版社.2004

[4]蔡苏英.染整技术实验[M].北京:中国纺织出版社.2005


              

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