棉及涤棉混纺织物高效短流程前处理工艺

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摘要：本文介绍了棉及涤棉混纺织物高效短流程前处理工艺的方法与分类，从工艺过程分析、设备的选择、助剂的开发与应用，对棉及涤棉混纺织物高效短流程工艺进行了讨论，指出了该工艺的推广方法与应用前景。

关键词：棉织物；涤棉织物；前处理；短流程

中图分类号：TS192 文献标志码：A

High Efficient and Short Process of Pre-treatment Process of Cotton and T/C Fabric

Abstract： This paper introduced the method and classification of high efficient short pretreatment process of cotton and T/C fabric. The selection of equipment， development and application of related agents were discussed. The promotion method and application prospect of the technology were also given.

Key words： cotton fabric； T/C fabric； pretreatment； short process

棉及涤棉混纺织物前处理中的退浆、精练、漂白 3 道工序，采用常规的三步法工艺稳妥成熟，重现性好，但加工机台多，时间长，效率低，能耗高。高效短流程前处理工艺是在棉及涤棉混纺织物染整前处理过程中将传统的退浆、精练、漂白 3 道工序合并为两道或 1 道工序，根据合并工序的方式不同，可以分为二步法工艺和一步法工艺。从工艺实施过程来看，高效短流程前处理工艺过程主要有浸轧工作液反应（冷堆法或汽蒸法）水洗 3 个重要环节，为保证前处理高效短流程工艺达到高效率、高质量的处理水平，必须从这 3 个环节入手，选用高效的配套助剂，合理设计工艺处方，优选出最佳的工艺条件。

1 二步法工艺

1.1 退浆 ― 精练、漂白合一工艺

常用的工艺是将棉及涤棉混纺织物先进行退浆，再进行精练、漂白一浴处理。这一工艺的关键是：退浆要净，最大限度地去除浆料和部分杂质，以减轻精练、漂白一浴处理工序的压力；要选择优良的精练、漂白用剂，在去除棉纤维上杂质的同时，使精练、漂白浴中得双氧水稳定地分解，以取得良好的精练、漂白效果。退浆可采用酶退浆、氧化剂退浆等常用的退浆方法。精练、漂白可以是碱氧一浴或酶氧一浴工艺。

以淀粉上浆为主的棉织物为例，可以选择酶退浆工艺。常用的浸轧法工艺流程为：浸轧热水浸轧酶液堆置或汽蒸水洗。浸轧热水可以加快浆膜溶胀，促使酶液能较好地渗透到浆膜中去。浸轧酶液时，织物的轧余率控制在100%左右，在酶液中加入适量的活化剂效果更佳。对于高温酶，则可以采用连续化轧蒸工艺。浆料水解后，需要经过热水水洗才能在织物上去除下来，可以在热水中加入洗涤剂或烧碱提高洗涤效果。

精练、漂白碱氧一浴是将退浆后的织物浸轧含有NaOH、H2O2及表面活性剂的碱氧液后进入汽蒸箱进行汽蒸，按设备不同主要有液下履带汽蒸箱工艺和履带汽蒸工艺两种。液下履带汽蒸箱工艺的特点是：织物进入液下履带汽蒸箱浸渍时，采用较低的温度、较短的时间，保持H2O2在浸漂中稳定性，对纤维损伤较小；加工过程中织物松弛，布面无折痕、擦伤等疵病，处理后半制品手感较好，白度、毛效较高。但此工艺需要具备自动化程度较高的液下履带汽蒸箱，设备成本投入大，双氧水和碱的消耗也较大。在通常的履带汽蒸工艺中织物的带液量受到限制（轧余率只有60% ～ 80%），烧碱的用量高，H2O2在浓碱高温的条件下很难保持稳定。处理后半制品的白度、毛效往往难以达到后加工的要求，织物强度损伤也较大。

精练、漂白酶氧一浴工艺是在低碱或无碱的条件下，织物采用精练酶与H2O2同浴处理后堆置，精练酶可以用果胶酶或果胶酶与纤维素酶的混合酶，经过优选处方和工艺条件，处理后的织物毛效高、白度好、强力损失较低，能符合后续染色加工的要求。

1.2 退浆、精练合一 ― 漂白工艺

将退浆与精练合并，然后进行常规漂白。在退浆、精练合一的处理过程中应使用高效的精练剂，在碱和高效精练剂的协同作用下，以取得良好的处理效果。此工艺由于碱的浓度较低，对纤维损伤较小，工艺安全系数较高，用H2O2漂白时，一般氧漂稳定剂均可使用。但退浆与精练合一后，浆料不易洗净，为此退浆、精练后必须加强水洗，从而提高退浆与精练的效果。

采用生物酶进行退浆、精练合一处理也取得了良好的效果。织物先浸渍淀粉酶和果胶酶的混合酶，再用特定的净洗剂等表面活性剂处理，水洗后立即进行漂白，漂白采用常规工艺。采用生物酶技术进行处理，节约了水和能源，同时减少了碱的用量，对保护环境有利。

退浆、精练合一 ― 漂白二步法工艺中，在碱和高效精练剂或生物酶及特定的净洗剂等表面活性剂的协同作用下，通过强化水洗条件，可取得良好的处理效果，织物半制品的毛效、白度都能满足后加工的要求。与常规三步法相比，降低了能耗和生产成本。

2 一步法工艺

将棉及涤棉织物前处理中退浆、精练、漂白 3 道工序合而为一，与传统的前处理工艺比较，其最大的特点是工艺流程短，可以减少设备投资，降低能耗。由于纯棉坯布含杂质多，尤其对一些上浆率高的厚重织物要达到良好的处理效果，就必须加大化学剂的用量、强化工艺条件。但在高浓度化学剂和高温等剧烈条件下会造成织物的损伤，且由于工作液中化学剂用量增加，导致印染废水处理负担加重。目前纯棉织物的退浆、精练、漂白一步法前处理工艺，虽有一些企业进行尝试，但还存在着较高的风险。在涤棉织物前处理退浆、精练、漂白一步法工艺方面却有较多的应用。棉及涤棉织物退浆、精练、漂白一步法工艺可以分为汽蒸法和冷轧堆法。

2.1 浸轧 ― 汽蒸法

浸轧 ― 汽蒸法是将烧毛后的织物浸轧较高浓度的碱、氧化剂、稳定剂、高效精练剂以及生物酶制剂等配制而成的工作液后，在高温汽蒸条件下进行的一步法工艺。由于该工艺可以利用印染厂已有的设备进行处理，因此颇受企业欢迎。

此工艺的在履带汽蒸箱上实施时，织物的带液量不高，只适合于一些含杂少的纯棉轻浆织物和涤棉混纺织物。若在R型汽蒸箱或液下履带式汽蒸箱上进行时，织物通过汽蒸箱上部的汽蒸和下部液下浸渍，可以提高处理效果。

2.2 冷轧堆法

冷轧堆法是在室温条件下进行的一步法工艺。在室温下，尽管化学剂浓度较高，但化学剂的反应速率低，必须延长作用时间，才能达到满意的效果。由于冷轧堆法处理条件温和，对纤维的损伤相对较小，适用于一般棉织物的退浆、精练、漂白一步法处理。

3 高效短流程前处理工艺分析

3.1 浸轧工作液

3.1.1 工作液的配制

高效短流程前处理是把常规的退浆、精练、漂白三步工艺要去除的杂质，合并在一步或两步中完成，根据二步法或一步法的处理要求，必须对工作液的组成进行合理的设计。如在棉织物退浆、精练合一的工艺中，碱既为退浆剂又是精练剂，这是因为碱退浆和碱精练是棉织物最为普遍的退浆、精练方法，虽然在常规的前处理中是两个独立的加工过程，但又是相互渗透和相互联系的，即在碱退浆的同时，棉纤维上的天然杂质也在发生分解作用；而在碱精练时，退浆后织物上残余的浆料也可以进一步被去除。若将碱退浆和碱精练合二为一，使棉织物上的浆料和油蜡、果胶等天然杂质的去除在一个工序中完成，则在工作液的组成中必须选择渗透剂、高效精练剂等助剂来满足加工要求。

又如在精练、漂白碱氧一浴工艺中，碱剂必须达到足够的浓度才有可能获得良好的精练效果，但众所周知，过氧化氢漂白在弱碱性（pH值10.5 ～ 11）条件下进行较为理想，显然在碱氧同浴中不能满足这一条件，过高的碱浓度会引起过氧化氢无效分解，生成的O2和过氧氢自由基HO2・导致纤维受损。因此在精练、漂白碱氧一浴法工艺中还必须选用耐碱性较强、稳定性优良的氧漂稳定剂才能获得满意的处理效果。

3.1.2 浸轧设备与工艺条件

工作液经浸轧装置浸轧后在织物上进行吸附、扩散和溶胀，这些过程的进行程度都与织物上的带液量有关。高效短流程设备大多采取高给液和透芯给液等措施，如Goller（高乐）的Dip. Sat. Plus高给液系统，先经过中小辊轧车，轧余率控制在60%，在保证织物不损伤的情况下，最大限度地驱除织物内部的空气，然后再迅速进入高给液槽，原先被空气占据的织物内部空间被工作液取代。在高给液槽的浸渍槽中，化学品溶液反复在织物间穿透，不断占据纤维间的空隙。织物经过 3 个浸渍槽的反复浸渍，渗透时间延长，最终使化学品均匀地渗透到纤维芯部，达到“透芯”的效果。

一般来说，提高浸轧温度能降低工作液的粘度，有利于液体向纤维内部扩散。但若工作液温度高于布面温度，则当织物浸入工作液时，织物空隙中的空气受热膨胀而阻碍液体的渗透，因此在实际生产中还是以室温下浸轧工作液为宜。

3.2 汽蒸或堆置

3.2.1 汽蒸工艺条件

在纯棉织物精练、漂白碱氧一浴的汽蒸法工艺中，为达到煮练匀透，漂白纯净的要求，汽蒸时既要考虑碱与蜡质、果胶等天然杂质的足够的反应时间，又要兼顾过氧化氢的分解速率，故常压汽蒸的时间一般需要60 ～ 90 min。在用烧碱进行纯棉织物退浆、精练合一汽蒸法工艺中，常压汽蒸的时间一般需要60 min以上，此时棉织物上的浆料和天然杂质得以充分地膨化、分解，织物处理后的效果较好。在纯棉织物退浆、精练、漂白一步法工艺中，要去除的杂质集中在一道工序中，对汽蒸条件设置的要求更高，例如采用瑞士贝宁格公司的平幅退浆、精练、漂白联合机，该机汽蒸为上层导辊（回形穿布），下层为双层辊床履带，使织物在蒸箱中保证有足够停留时间。

3.2.2 堆置工艺条件

在纯棉织物精练、漂白碱氧一浴的堆置法工艺中，由于在室温下作用，各化学剂的反应速率低，要达到加工要求的去杂程度，则需要长时间的堆置，一般纯棉织物打卷冷堆的时间要24 h以上。由于作用条件温和，工作液的扩散和渗透又很充分，常能使一般加工过程中难以去除的杂质（如棉籽壳）能被除去。对涤棉混纺织物退浆、精练、漂白一步法采用冷堆工艺也已取得了良好的效果。也有将浸轧工作液后布卷的堆置温度提高至40 ～ 60 ℃，可缩短堆置时间，即所谓的“温堆工艺”。该工艺的关键和难点是保持堆置过程中的温度恒定，否则将会造成布卷内外各片段之间的处理效果差异而影响织物的后加工。

3.3 高效水洗

在短流程前处理工艺中，织物经浸轧工作液和汽蒸（堆置）后，织物上大量的杂质需要通过充分的水洗才能被去除，因此，短流程前处理工艺必须经过高效水洗才能达到处理的要求。高效水洗常采用的是高温洗液、强力冲洗、逆流振荡等方法，国内外各公司开发的高效水洗设备都基以这些方法来设计制造的，如贝宁格公司的Injecta平幅冲洗机是一种专门用于高效短流程前处理工艺的强力水洗设备。该水洗联合机除采用全程逆流供水外，由于织物在水洗狭缝通道内，提高了水洗传质过程的浓度梯度，从而提高了洗涤效果。

3.4 新型助剂的应用

上世纪90年代后期，短流程前处理就开始应用于各种织物，以高效精练剂为代表的与短流程相配套的助剂被不断地研制出来。此类助剂既具有良好的渗透、乳化、分散等性能，又具备优异的耐碱、耐高温、和安全环保等特点的高效精练剂的应用是发展高性能前处理剂的一个重要方面。

浙江传化公司的高效精练剂TF-188不仅具有好的耐碱渗透性、耐碱稳定性与除杂能力，而且能赋予织物良好的白度和毛效。河北科技大学新型高效精练剂由于其主要功能成分为脂肪醇聚氧乙烯醚类磷酸酯，和其它类型表面活性剂复配后，由于协同效应，兼具了良好的乳化分散性及净洗性能。南通科兴化工有限公司以AMESS、APG、脂肪醇醚等表面活性剂为主要成份，制成的精练剂KX301+，具有高效、耐强碱为生物降解。科凯精细化工（上海）有限公司采用无硅多功能液体精练剂PC代替常规的粉状精练酶，应用于棉织物退煮漂一步法前处理，不仅能够减少硅垢，改善织物手感，而且明显降低水电汽消耗，减少废水中的含盐量，有利于废水处理。西安工程科技学院合成的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯类精练剂WJ，具有良好的渗透性、耐碱性、生物降解性，安全无毒，适合于各种冷轧堆短流程工艺。浙江纺织服装职业技术学院开发的高效煮练剂ESA-864由四氯乙烯、非离子型乳化剂和阴离子润湿剂组成，与H2O2组成弱碱性体系对涤棉织物进行退煮漂一浴法处理，能避免H2O2强碱浴中分解过激、损伤纤维，经处理后织物半制品质量能达到常规三步法工艺的水平，可以满足后加工的要求。

除了高效精练剂以外，用于过氧化氢低温漂白的活化剂、过氧化氢漂白的耐碱稳定剂、高效渗透剂、高效螯合分散剂以及茶皂素等其他助剂，也陆续被开发应用于棉及涤棉混纺织物短流程前处理工艺中。这些与短流程相配套的新型前处理剂研制和开发与应用，对于提高短流程前处理的效果起到了至关重要的作用。

4 结语

当今节能减排已成为染整行业转型升级、可持续发展的必然趋势，因此高效、低能耗的短流程染整前处理工艺的研究，作为染整加工工艺中的一项重要新技术在国内外引起了广泛的关注与重视。棉及涤棉混纺织物高效、低能耗的短流程前处理，经过多年来探索与研究，已应用于多个织物品种。但就短流程前处理工艺的推广应用，生厂企业必须根据生产品种的特点、纤维原料的组成、织物组织规格，结合加工要求、设备类型、助剂的选用等因素，因地制宜地优选出合适的短流程前处理工艺。

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