棉針織物快速冷軋堆前處理技術(shù)

棉針織物快速冷軋堆前處理技術(shù)純棉機織物的冷軋堆前處理工藝已經(jīng)推行了數(shù)十年，由于織物組織結(jié)構(gòu)不同，織物上含油或含漿的成份不同以及加工設(shè)備不同，所以針織物的冷軋堆前處理領(lǐng)域仍是一個空白點。同時由于冷軋堆前處理堆置時間一般要18~24小時，一定程度上又制約了冷堆的推廣普及.如何將棉機織物的練漂機理運用到針織物上，使針織物既能采用冷堆方法達到節(jié)能、降耗、減排又能快速地完成前處理工藝的目的，是我們研究的最終目標，這其中包括工藝的適用性，設(shè)備的研發(fā)制造，助劑的功能合成三大方面，工藝的合理制定更由為關(guān)鍵.-棉針織物雙氧水冷堆工藝是在室溫下采用堿劑與雙氧水同浴浸軋，經(jīng)過相應(yīng)時間的反應(yīng)，達到除油、煮練、漂白的目的，達到工藝所要求的白度與毛效。（一）織物的含雜情況果膠質(zhì)果膠物質(zhì)的主要成份是果膠酸的衍生物，而果膠酸本身是聚一D—1.半乳糖酸，它在原棉中并非以游離狀態(tài)存在的，它的部分羧基與鈣鎂離子結(jié)合成消解度很小的鹽，部分羧基以甲酯形式存在，部分也可能與纖維素以酯鍵形式結(jié)合在一起，使果酸物質(zhì)失去了親水性。果膠物質(zhì)主要存在于棉纖維的初生胞壁中，它們將纖維素大分子間的空隙完全堵塞。因此果膠物質(zhì)的非親水性和空隙阻礙作用而影響了纖維的毛效。2.棉蠟棉蠟主要存在與棉纖維外層的角皮層里，它的含量約占棉纖維的0.5%-1.2%，它在纖維表面形成了一層連續(xù)的覆蓋層。其組織十分復(fù)雜，大體可分為兩大類:第一類是不能被皂化的物質(zhì)，主要是高級脂肪醇，第二類為分子量較高脂肪的酯類。棉蠟的拒水性不僅取決于其含量還取決于其分布狀態(tài)，有時大部分棉蠟被去除，在干燥的過程中仍然會有部分棉蠟均勻地涂布在初生胞壁的外面，猶如一層連續(xù)的薄膜，而影響纖維的毛效。3.油劑針織物織造時為提高針線的強力與潤滑力，不造成織造斷紗現(xiàn)象多施加一些油劑，其含量約占總纖維重量的2%左右，主要分陰離子與非離子兩大類，一般是磷酸酯、硫酸酯、聚氧乙烯醚、多元醇與烷基酰胺類，油劑的存在大大降低了織物的潤濕性能，必須要加以去除。4.色素：棉纖維的棕色素主要是黃柏素與棉色素，它們具有酸性染料的性質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)中具有共軌雙鍵，它的存在直接影響織物的白度和染色鮮艷度。5.棉籽殼：籽棉經(jīng)軋花后，大部分棉籽殼與棉纖維分離，只有少量是殘皮附在纖維上，纖維經(jīng)紡紗后，這些殘屑便嵌在紗線中這樣就嚴重影響了織物的外觀與手感。（二）雜質(zhì)的去除原理1.果膠質(zhì)的去除，在冷置工藝中織物浸軋?zhí)幚硪汉竺芊舛阎靡欢ǖ臅r間，處理液中的堿性物質(zhì)長時間室溫條件下與果膠酸中鈣鹽、鎂鹽及果膠酸的甲酸成份反應(yīng)，并令其水解為果膠酸鈉鹽，使其分子鏈斷裂解于水而被去除。2.棉蠟的去除：棉蠟中分子量較高的酯肪族的脂類，通過長時間被堿劑皂化生成酯肪酸鈉鹽，由不溶性轉(zhuǎn)為水溶性，而被去除。3.油劑的去除：酯肪酸在堿劑的作用下可生成酯肪酸鹽而溶解與水，直鏈烷基或芳基在表面活性劑的作用下生成水包油的乳化體系，而從織物上去除。4.棉籽殼的去除:棉籽殼中的油質(zhì)、蛋白質(zhì)、單寧和一些多糖物質(zhì)很容易被去除，但木質(zhì)素則通過堿劑的潤濕溶脹變得松軟，對織物的附著力降低，經(jīng)后道的水洗沖刷摩擦而脫落。5.色素的去除:色素分子結(jié)構(gòu)中的共軛雙鍵通過雙氧水的循序常溫處理而斷鍵消色，而達到色素去除的目的。二.工藝流程的設(shè)計一般將工藝流程分為三個階段，第一階段完成織物對處理液的吸附擴散，第二階段處理液對織物上的雜質(zhì)，色素進行溶脹、乳化、分解、氧化、增溶，第三階段對已經(jīng)降能、水解、乳化雜質(zhì)與氧化殘留物的清洗。以這三階段的理念建立了二種工藝流程：A.浸軋 蒸布 包覆 堆置 水洗B.浸軋 蒸布 包覆 堆置 汽蒸——水洗現(xiàn)將各工藝的目的性加以詳細說明：1浸軋:通過浸漬與施加一定的壓力使處理液均勻充分地、快速地進入纖維內(nèi)部，使織物軋余率能達到120%-150%，并保證織物浸軋時無軋皺、無軋印，為有利于控制雙氧水的分解我們將軋液溫度與布身溫度設(shè)定相仿。在這個步驟中以最大程度短時間完成織物對處理液的吸附與均勻擴散，不致于帶液不勻造成處理織物白度與毛效不均一，影響染色的均勻性。2.蒸布包覆:充分帶液的織物需平整有序地落在裝有塑料袋的布中，堆疊要整齊，否則會造成不必要的折痕，待配缸數(shù)量達到以后要扎緊口袋，使處理物全部密封包在塑料袋中充分保濕以免干，造成堿斑、印。3.堆置:將密封包扎織物的布車放在設(shè)定好的堆放場地，有序進行排列堆放2-8小時，在這段時間里令處理液中的堿劑與表面活性劑、雙氧水緩慢地與織物上的雜質(zhì)色素反應(yīng)，達到增溶、乳化、皂化、分解、氧化、溶脹的作用。4.汽蒸:這是一個快速催化的工序，在汽蒸的過程中，加速了雙氧水的分解活性，也加大了表面活性劑堿劑對油質(zhì)及果膠物質(zhì)等雜質(zhì)的快速分解乳化，可以令堆置時間大幅縮短，提高生產(chǎn)效率。5.堆置或汽蒸后水洗:這個過程是將已經(jīng)分解降解、乳化后的雜質(zhì)通過連續(xù)的逆流清洗擠壓分散在水中，并將布身上的殘留物全部洗凈，達到毛效8cm/30min的半制品要求。三.主要工藝因素對工藝效果的影響1.工藝時間的影響探討工藝時間對冷軋堆工藝的實際效果影響，我們做了許多對比試驗研究堆置時間與汽蒸時間對織物白度、毛效、織物指標的影響，從而確定最佳的工藝條件。列表所示：冷來幫20g/lHO40g冷透強5g/l22O軋余率130%50C水洗2/s常規(guī)堆置方法：堆置時間(h)1234681012141618202224白度51.375.880.382.784.385.885.885.785.885.885.885.885.885.8毛效2.93.74.85.06.07.57.97.97.97.87.97.98.08.1爆破力145.6144.8144.8142.9141.7141.6140.8141.1139.9139.8138.5138.3138.3138.2以上表分析，堆置時間在小時左右白度發(fā)生了比較大的變化，隨著堆量時間的延長白度逐漸上升，但上升比較緩和，直至8小時后白度達到正常值，8小時以后白度基本穩(wěn)定，處理液中的堿性物質(zhì)與表面活性劑才對織物上的雜質(zhì)產(chǎn)生作用，表現(xiàn)出毛效，至8小時后毛效為8cm/30min左右，強力至始至終變化不大，說明冷處理方式對纖維的損傷很小。綜合考慮將常規(guī)浸軋堆置方法的時間定為8小時~10小時，處理織物的白度、毛效達到半制品的要求而且變化不大了，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性較高，批量生產(chǎn)的重演性好。堆置時間對汽蒸處理的影響堆置時間的長短直接會影響處理物汽蒸的最終效果，我們采取恒定汽蒸時間改變堆置時間的對比試驗來確定恰當?shù)亩阎脮r間。冷來幫20g/lHO40g/l冷透強5g/l22O0軋余率130%90C水洗汽蒸溫度97C，汽蒸時間10分鐘堆置時間(h)0123456789101112白度71.473.886.586.386.486.786.386.786.486.486.686.686.5毛效3.06.58.48.38.79.28.99.08.88.68.88.98.2爆破力7087130129132.5133.1132.4133.3132.9139.4137.8132.9137.1列表：從上表數(shù)據(jù)分析，軋液不堆置馬上汽蒸強力損傷十分嚴重，白度與毛效都不理想，堆置時間延長強力損傷變得小了，2小時以前各項指標都達到工藝要求，但堆置2小時以后汽蒸白度大副上升，強力損傷程度比常規(guī)堆置方法略低，但高于傳統(tǒng)熱漂工藝的指標，毛效表現(xiàn)亦十分優(yōu)越，達到了半制品的規(guī)定毛效水平。隨著時間的延長各項指標變化不大，所以了、可以確定織物浸軋后必須堆置2小時以上再進行汽蒸比較合理。汽蒸時間對處理織物的影響工藝條件:冷來幫20g/lHO40g/l冷透強5g/l22O軋余率130%90C水洗堆置時間2小時從表中各項數(shù)據(jù)比較來看，汽蒸時間9分鐘以下白度離目標值尚有欠缺，汽蒸時間578910111213151720(min)毛效6.16.97.27.78.68.78.89.210.510.911.3白度74.777.379.281.887.086.987.286.887.18787.2爆破力140.1137.5135.3134.8133132.5132.7131.6129.5128.1126.8毛效也略低。汽蒸10?13分鐘白度、毛效、強力都比較理想。汽蒸13分鐘以上時毛效繼續(xù)提高，但強力逐漸遞減。所以汽蒸時間應(yīng)設(shè)定在9~13分鐘之間為宜。(4)溫度對工藝效果的影響堆置的溫度十分重要，通過試驗對比可以了解織物浸軋?zhí)幚硪汉筮m宜的工藝溫度。工藝條件：冷來幫22g/lHO40g/l冷透強5g/l22O汽蒸時間10分鐘90C水洗堆置時間2小時溫度151822242628303234363840白度77.679.482.184.387.087.487.487.786.987.584.383.7OOO溫度低于20C，白度欠佳，在22C-36C之間織物的白度比較好，溫度災(zāi)O38C以上白度會多一些影響。分析來看，溫度較低HO的分解速度慢，溫度22過高HO分解速度快，造成部分的無效分解這兩種情況不利于HO有序分2222OO解，對白度的正?；遣焕模宰钸m當?shù)墓に嚩阎脳l件為20C-36C，有一定的寬高度，利于工藝的掌握控制與重演性。軋液中冷來幫助劑濃度對織物處理效果的影響工藝條件：冷透強5g/l汽蒸時間10分鐘堆置時間2小時HO40g/l22列表所示：冷來幫15g/l17g/l18g/l20g/l22g/l25g/l28g/l白度76.580.182.387.587.988.880.3毛效5.96.57.38.48.79.69.7在17g/1用量以下其堿劑含量對雜質(zhì)的皂化、乳化效果不好，有果膠質(zhì)殘留，影響了織物的毛效HO穩(wěn)定成份含量少，會造成HO分解過快，使織物的白度達2222不到理想狀況。但隨著冷來幫濃度提高28g/1后，白度會有所降低，因為HO穩(wěn)22定劑成份太高不利于HO正常有序分解而影響了白度，所以選擇冷來幫濃度應(yīng)在2218g/l-25g/l之間，20-22g/l時綜合效果最為良好。冷透強的添加量對織物處理效果的影響工藝條件:冷來幫22g/lHO40g/l22O汽蒸時間10分鐘堆置時間2小時90C水洗冷透強g/l023456789101112沉降速度無50.430.315.68.77.96.85.14.43.62.31.2毛效2.24.16.37.18.38.68.78.88.79.510.410.9冷透強是一只耐堿性很強的滲透精練產(chǎn)品，它的性能優(yōu)良與否直接影響到織物是否帶液均勻迅速，通過試驗結(jié)果來看要滿足快速滲透的要求，它的添加量為5-8g/1比較可能達到工藝的目標。HO濃度對織物的影響22HO起到對織物色素漂白的作用，而且有一定的降雜能力。它在酸性條件下22是比較穩(wěn)定的，在堿性條件下會進行分解，探討HO的用量問題，直接會影響22到織物的白度與強力。工藝條件：雙氧水27.5%2025303540455055白度63.368.572.779.887.287.988.388.9毛效5.96.26.97.48.48.98.88.9爆破力139.4136.8136.2135.7133.4132.9130.1130.2如表所示，HO的濃度越高其漂白程度也越高，毛效也越好，但強力至50g/l22以上有所降低，這應(yīng)該是HO濃度太高對織物造成過度氧化所致，所以恰當?shù)腍O2222使用量為40g/l-45g/l之間，如果要求白底再高，只能以犧牲強力為代價大量增加雙氧水的用量。三.棉針織物冷軋堆置工藝方案設(shè)計(1)通過各項小樣試驗與中大樣試驗。平衡相關(guān)因素對織物處理效果的影響，我們分幾方面來制定工藝方案。,處理液的合理配制綜合考慮分析各項試驗數(shù)據(jù)，適當?shù)墓に嚺浞皆谔囟ǖ墓に嚄l件下可以發(fā)揮出最佳的性、，表現(xiàn)為良好的滲透、乳化、分散、皂化、清洗、溶脹等功效。工藝配方如下：冷來幫20-25g/l冷透強5-8g/lHO40-80g/l22，堆置時間與堆置條件設(shè)定堆置溫度的適宜情況對處理物的白度有直接的影響因素，良好地保證布身浸軋液后布身的溫度要與空間溫度要相對一致。我們專門設(shè)計了冷堆的房間，將軋車置于這個房間中，整個房間相對密閉，頂部“S”型排列蒸汽管，如果房間溫度O低于22C以下可以升溫加熱房間，而且房間的溫度可以自引設(shè)定，最高溫度不超O過36C。為利于熱空氣循環(huán)，房間墻壁安裝風扇，使房間各處溫度均一，這樣就有利于織物最終白度的一致性。堆置的時間以塑料袋密封包扎后計算堆置2~4小時。,汽蒸箱汽蒸時間與汽蒸溫度的設(shè)定浸軋后的織物不能馬上進入汽蒸箱否則降強十分嚴重。堆置2~4小時后HO22分解一部份后才能進入汽蒸箱。汽蒸箱底部為水，水被加熱沸騰后即產(chǎn)生蒸汽，O這時的蒸汽溫度為97C左右，被蒸織物