棉织物的高效短流程前处理工艺及探讨

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。生产应用结果表明，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”工艺进行了比较 ,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,并进行了工艺原理和技术经济的分析与比较。生产实践证明练漂剂氧浴宝“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，处理后的织物可以达到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.前言 1.1前处理简介 纺织纤维不论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，妨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，一般都需要进行前处理[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，改进织物的外观，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，以去除生丝中大部分的丝胶及其他杂质。化学纤维较纯净，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]。 2

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，并在纱线表面形成一层坚韧的薄膜，增加经纱表面的光滑度，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行，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、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、漂白前一般都要进行退浆处理。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部分天然杂质。 棉织物经过退浆后，虽然大部分浆料和部分天然杂质已被去除，但是仍残留有少量的浆料和大部分的天然杂质，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行[2]。因此，棉织物在退浆以后，大都需要进行不同程度的煮练，以去除大部分的天然杂质和残留的浆料，精炼提纯纤维素，从而改进织物的外观，提高织物的吸湿性，以利于印染后加工。 棉织物经过煮练后，虽然大部分的杂质已被去除，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 棉织物前处理的发展趋势 传统的棉织物前处理的三道主要工序退浆、煮练、漂白通常是分步进行的，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部分天然杂质的作用，可减轻煮练有进一步去除残浆料的功效，对织物白度也有提高，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发展。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发展的必然方向。 3

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→反应（冷轧堆法或汽蒸法）→洗涤。为了保证前处理高效短流程工艺达到高效率、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应物质；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，使各类反应完全；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。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，则会影响毛效、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，然后再进行高效强化水洗。对短流程前处理工艺而言，如不采用高效水洗设备，则很难满足水洗要求，达到处理效果。 高效短流程前处理工艺是前处理工序的发展方向，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较 适用范围 注意事项

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，尽量减少纤维的损伤 汽蒸一步法工艺 适用于轻浆的中、薄型织物和涤退煮后必须充分水洗 4

棉混纺织物（高温） 退浆+煮漂合一二步法（D-SB） 适用于含浆较重的纯棉厚重紧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) 降低烧碱用量和加入高温强碱的稳定剂

2.1冷轧堆一步法工艺 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，使反应进行充分，才能达到满意的效果。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]： 烧毛干落布→浸轧碱氧工作液（高给液）→转动堆置16～24h（转速4～6r/min）→热碱洗→水洗→烘干 工艺实例1[3]: 纯棉平布：18tex×18tex,268根/10cm×268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5～6r/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 35～40g/L 18～20g/L 8～10g/L 10g/L 8g/L 6g/L 工艺实例2[3]:

纯棉纱卡：29tex×29tex,425根/10cm×228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6～8r/min）→卷染机碱洗二道（加盖95～100℃）→热水洗二道（加盖95～100℃）→热水洗一道（60～70℃）→下卷 工艺处方： 烧碱（100%） 双氧水（100%） 稳定剂 水玻璃（30%） 助练剂 40～45g/L 16～18g/L 6～8g/L 15g/L 7g/L 碱洗液： 烧碱（100%） 亚硫酸钠 净洗剂 16～19g/L 3g/L 2g/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。 2.2汽蒸一步法工艺