劉紅蕾，梁 冬

[1.科凱精細(xì)化工（上海）有限公司，廣東 廣州 510045；2.廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山528041]

傳統(tǒng)的棉針織物前處理一般采用煮練、漂白一浴法，屬于間歇式生產(chǎn)，耗時長，能耗大，用水多，織物長時間在缸內(nèi)運(yùn)行，處于繩狀褶皺狀態(tài)，易產(chǎn)生褶痕、起毛、起球等質(zhì)量問題[1-2]。近年來隨著印染生產(chǎn)企業(yè)環(huán)保壓力的增大、降低生產(chǎn)成本的需要以及對加工產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，越來越多的企業(yè)使用平幅連續(xù)前處理設(shè)備對棉針織物進(jìn)行前處理[3-4]。平幅連續(xù)前處理工藝可使織物始終處于平幅狀態(tài)，不會產(chǎn)生褶痕，布面光潔，紋路清晰，不起毛、起球，布面質(zhì)量優(yōu)良[5]。目前生產(chǎn)針織物平幅連續(xù)前處理設(shè)備的公司主要有貝寧格紡織機(jī)械有限公司、立信染整機(jī)械（深圳）有限公司、紹興東升數(shù)碼科技有限公司、江蘇川徽科技有限公司、三技精密技術(shù)（廣東）股份有限公司和廣州盛鵬紡織業(yè)專用設(shè)備有限公司等，目前印染企業(yè)使用得較多的有DSLP-220 東升練漂機(jī)和COM10233 高樂針織煮漂機(jī)[6-8]。

本文通過試驗(yàn)測試了常用螯合劑、精練劑、雙氧水穩(wěn)定劑及中和酸等化學(xué)助劑的性能[9-10]，探討了其對棉針織物平幅連續(xù)前處理的影響。在DSLP-220 東升練漂機(jī)和COM10233 高樂針織煮漂機(jī)上進(jìn)行了大生產(chǎn)實(shí)踐，在一定的工作液配方和工藝條件下進(jìn)行運(yùn)行，對處理后的織物性能指標(biāo)進(jìn)行測定，對兩種機(jī)型的特點(diǎn)和適用性進(jìn)行了分析，為針織印染企業(yè)根據(jù)自身的產(chǎn)品需求選擇平幅連續(xù)前處理設(shè)備提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 織物、試劑、儀器和設(shè)備

織物：40S純棉拉架食毛布（幅寬155 cm、克重155 g/m2，英德市實(shí)益長豐紡織有限公司）。

試劑：燒堿（100%，廣州化學(xué)試劑廠），雙氧水（27.5%，廣州化學(xué)試劑廠），多合一前處理劑[FORYL AIO CONC01，非離子型，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，精練劑[FORYL EPD-C，非離子型，F(xiàn)ORYL KCPLF，陰離子型，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，螯合劑[SECURON CD CONC、SECURON AC，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，雙氧水穩(wěn)定劑[STABILOL PHP，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，雙氧水穩(wěn)定劑（HJ-26A，匯江化工），雙氧水穩(wěn)定劑102（北方化工），中和酸[SECURON 6004，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，中和酸（Nirrix NE，昂高公司），專利藍(lán)V 染料（Sigma-Aldrich，UK）。

儀器和設(shè)備：毛細(xì)管測定儀[科凱精細(xì)化工（上海）有限公司]，熒光白度計(jì)WSD-3U（北京康光光學(xué)儀器有限公司），YG026B 織物彈子頂破強(qiáng)力機(jī)（南通三思機(jī)電科技有限公司），COM10233 高樂針織煮漂機(jī)[立信染整機(jī)械（深圳）有限公司]，DSLP-220 東升練漂機(jī)（紹興東升數(shù)碼科技有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 DSLP-220 東升練漂機(jī)

設(shè)備流程：進(jìn)布架→進(jìn)布堆置箱→軋料槽→軋車→汽蒸箱→水密封槽→5 槽水洗箱→落布架。

工藝流程：常溫下浸軋工作液（軋液率：100%，料槽液位：800L，料槽軋車1 壓力：0.06～0.12 MPa，車速：45m/min，工作液配方見表1）→100℃飽和蒸汽汽蒸（16min）→熱水洗→冷水洗→酸中和→冷水洗。

表1 DSLP-220 東升練漂機(jī)前處理工作液配方

開機(jī)前需要滴定燒堿和雙氧水的濃度，符合工藝條件后才開機(jī)，開機(jī)后每隔30 min 滴定燒堿和雙氧水的濃度，若數(shù)值有偏差，需要及時調(diào)整化學(xué)助劑的加入量。濃度相差偏大時可以不停機(jī)及時在循環(huán)泵補(bǔ)料。

水洗槽溫度的設(shè)置：

第一水洗槽溫度：95～98℃

第二水洗槽溫度：80～90℃

第三水洗槽溫度：60～70℃

第四水洗槽不升溫（關(guān)掉溫控開關(guān)）：加酸中和，設(shè)置pH=5

第五水洗槽：關(guān)掉溫控開關(guān)，室溫水洗

1.2.2 COM10233 高樂針織煮漂機(jī)

設(shè)備流程：進(jìn)布架→水洗槽→去金屬離子淋洗槽→工作液槽→高給液軋車→汽蒸箱→水密封槽→水洗箱→5 槽淋洗箱→酸中和水洗箱→落布架。

工藝流程：干進(jìn)布→去除布面金屬離子（工作液溫度：60～70℃，浸泡時間：4 min，工作液配方見表2）→水洗→室溫下浸軋工作液（注料微調(diào)系數(shù)1∶110%，注料微調(diào)系數(shù)2∶105%，工作液配方見表3）→100℃飽和蒸汽汽蒸（汽蒸時間：16～18min）→熱水洗→冷水洗→酸中和→冷水洗。

表2 COM10233 高樂針織煮漂機(jī)脫金屬離子工作液配方

表3 COM10233 高樂針織煮漂機(jī)精練漂白工作液配方

開機(jī)前滴定燒堿和雙氧水的濃度，符合工藝條件后才開機(jī)，開機(jī)后每隔20min 需滴定燒堿和雙氧水的濃度，如果數(shù)值有偏差，需要及時調(diào)整注料微調(diào)系數(shù)1和注料微調(diào)系數(shù)2 這兩個參數(shù)值。

水洗槽溫度的設(shè)置：

第一水洗槽溫度：95℃

第二水洗槽溫度：95℃

第三水洗槽溫度：95℃

第四水洗槽溫度：85℃

第五水洗槽溫度：25℃

酸中和水洗箱溫度：25℃，加酸中和，設(shè)置pH=5.5

1.3 測試方法

1.3.1 化學(xué)助劑測試方法

1.3.1.1 螯合劑螯合能力的測試

室溫測試方法：將0.8g 螯合劑加入到750mL 的去離子水中稀釋、溶解。用NaOH 將溶液pH 值調(diào)節(jié)到10到11 之間。逐滴加入0.25mol/L 的FeCl3溶液，直到燒杯中的溶液剛剛出現(xiàn)渾濁，在此過程中，用NaOH 使溶液pH 值始終處于10 到11 之間，記錄FeCl3溶液的消耗量。為了確定準(zhǔn)確的消耗點(diǎn)，需要在減少FeCl3溶液量的情況下做2～3 次實(shí)驗(yàn)。靜置3h 后，燒杯中如果可以觀察到棕色的痕跡，則記錄下此時FeCl3的消耗量V1，溶液的滴定終點(diǎn)為“V1-2”。

高溫測試方法：將室溫終點(diǎn)溶液的消耗量減少2mL，操作過程與上述室溫測試方法一致。在水浴鍋中回流加熱澄清溶液1h，如果溶液剛剛出現(xiàn)棕色沉淀的痕跡，記錄FeCl3溶液的消耗量，溶液的滴定終點(diǎn)為“V2-2”。

螯合能力：Fe3+的毫克/克產(chǎn)品=FeCl3溶液毫升數(shù)×13.6/0.8

1.3.1.2 潤濕性能測試方法

在中性和堿性條件（5g/L 的NaOH 溶液）下，用去離子水配制1g/L、2 g/L 的產(chǎn)品溶液，在室溫（20℃）下，用夾布器將測試用圓布固定好。在圓布接觸水面的瞬間用秒表開始計(jì)時，到圓布開始下沉?xí)r停止計(jì)時，則下沉?xí)r間即為待測產(chǎn)品的潤濕性能。

1.3.1.3 殘余雙氧水測試方法（標(biāo)準(zhǔn)卡Scale T）

向漂白后（洗滌前）的織物上滴2～3 滴殘余雙氧水測試溶液，15～20s 后看有無顏色變化，若滴定處沒有顏色變化，則表示織物上沒有殘余雙氧水；若滴定處為黃-橙色出現(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)卡Scale T 作對比，可估計(jì)織物上的雙氧水含量。

1.3.2 織物性能測試方法

1.3.2.1 白度

用熒光白度計(jì)WSD-3U 對前處理后的織物進(jìn)行白度測定，一般選取3 個部位測試，求得平均值，數(shù)值越高則說明白度越好。

1.3.2.2 毛效

測試爬高的毛效，沿著徑向從待測織物的左邊、中間和右邊各剪下長25cm，寬2cm 的布樣，備用，將布樣固定在毛細(xì)管測定儀上，將1g/L 專利藍(lán)V 染料溶液倒入盛液槽內(nèi)，調(diào)節(jié)固定架的高度，使標(biāo)尺的零刻度線和液面平行，用秒表記錄15s、30s、60s 和30min時布面上液體上升的高度。

TEGEWA 點(diǎn)滴法毛效，需要用到的儀器有樣品張力儀，膠頭滴管（0.050±0.005mL/滴），玻璃漏斗（保證液滴高度離布面40mm），秒表，0.2% 專利藍(lán)V 染料溶液。將待測布樣固定在張力儀上，滴一滴0.2%專利藍(lán)V 染料溶液，當(dāng)染料溶液落到布面時，用秒表開始計(jì)時，到染液完全滲透進(jìn)入織物，停止計(jì)時，并記錄下徑向和緯向擴(kuò)散半徑。

1.3.2.3 頂破強(qiáng)力

采用YG026B 織物彈子頂破強(qiáng)力機(jī)，測試左、中、右3 個點(diǎn)，求得平均值。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 化學(xué)助劑測試結(jié)果分析

2.1.1 螯合劑

棉針織物上含有的鐵、鈣等金屬離子雜質(zhì)，在雙氧水漂白過程中容易造成雙氧水的過度分解，特別是鐵離子會使雙氧水的有效分解減少，織物的白度差，另外也容易造成織物局部強(qiáng)力損傷過大。因此，應(yīng)選擇絡(luò)合鐵離子能力強(qiáng)的螯合劑。

由表4 可知，“SECURON CD CONC”和“SECURON AC”在高溫的情況下都有非常好的絡(luò)合鐵離子的能力。低溫時“SECURON AC”的絡(luò)合能力較強(qiáng)，高溫時“SECURON CD CONC”的絡(luò)合能力稍強(qiáng)。

表4 常用的兩種螯合劑的螯合能力對比

2.1.2 精練劑

精練劑的選擇對棉針織物前處理影響很大，良好的滲透除油功能是精練劑的最基本要求。由于連續(xù)化生產(chǎn)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，多數(shù)設(shè)備的加料控制是通過探測液位反饋信號來調(diào)控的，因此要求前處理過程中使用的精練劑產(chǎn)生的泡沫要很少，另外連續(xù)化生產(chǎn)也要求精練劑的乳化分散能力強(qiáng)，不能讓其結(jié)合布面上的油污、灰毛后產(chǎn)生膠狀物質(zhì)再粘附在設(shè)備或者返沾在織物上。精練劑的滲透能力用潤濕時間的長短來表示。常用精練劑性能對比見表5。

表5 常用的3 種精練劑性能對比

由表5 可知，非離子精練劑泡沫要比陰離子精練劑泡沫少，陰離子產(chǎn)品相比非離子產(chǎn)品不容易產(chǎn)生膠狀物質(zhì)。3 種精練劑各有特點(diǎn)，需要根據(jù)設(shè)備和加工的工藝來合理選擇多合一精練劑（同時具備滲透、乳化、除油、絡(luò)合分散和雙氧水穩(wěn)定功能）還是單一功能精練劑（只具備滲透、乳化、除油功能），需選用陰離子還是非離子精練劑。

2.1.3 雙氧水穩(wěn)定劑

雙氧水的作用是去除天然色素，增加布面的白度，同時去除棉籽殼，除了染深色的織物外，都需要使用雙氧水。生產(chǎn)實(shí)踐表明，雙氧水的用量須嚴(yán)格控制，用量過多容易造成織物強(qiáng)力的過度損失，嚴(yán)重的還會造成織物的破洞。雙氧水穩(wěn)定劑在針織布平幅連續(xù)漂白過程中起著重要的作用，能使布面的白度好，織物的強(qiáng)力損傷少。好的雙氧水穩(wěn)定劑必須有較強(qiáng)的絡(luò)合鐵離子能力，良好的穩(wěn)定雙氧水分解能力。目前印染廠常應(yīng)用的雙氧水穩(wěn)定劑有3 種，其性能對比見表6。

表6 雙氧水穩(wěn)定劑的性能對比

由表6 可知，3 種雙氧水穩(wěn)定劑都有很好的穩(wěn)定雙氧水的能力，“STABILOL PHP”在有鐵離子存在的情況下仍有很好的穩(wěn)定作用。

2.1.4 中和酸

中和工序需要使用冰醋酸或者選用不容易產(chǎn)生黃變和低COD 值的酸，其目的是中和煮漂后織物上殘留的堿，為后道染色創(chuàng)造條件。目前印染廠常應(yīng)用的中和酸有3 種，其性能對比見表7。

表7 中和酸性能對比表

由表7 可知，SECURON 6004 有很好的中和能力，面料白度高，COD 值低并且不會產(chǎn)生黃變。

2.2 大生產(chǎn)工藝試驗(yàn)分析

2.2.1 DSLP-220 東升練漂機(jī)試驗(yàn)結(jié)果分析

用DSLP-220 東升練漂機(jī)連續(xù)前處理設(shè)備大生產(chǎn)后，半成品布白度、毛效、強(qiáng)力和布面棉籽殼效果以及織物出汽蒸箱后殘留雙氧水的含量的指標(biāo)如表8 所示。布上殘留的雙氧水含量可以判斷大生產(chǎn)工藝的合理性，若沒有雙氧水殘留，織物破洞的風(fēng)險非常高，雙氧水殘留過多，則雙氧水穩(wěn)定劑用量過多，需要減少。每千克織物對應(yīng)的雙氧水含量在0.396～0.990g 是合適的。

表8 DSLP-220 東升練漂機(jī)試驗(yàn)配方及處理后織物指標(biāo)

從表8 的結(jié)果來看，前處理后織物的各項(xiàng)指標(biāo)都滿足了大生產(chǎn)對半成品布的要求。大生產(chǎn)試驗(yàn)了3 種精練劑，從試驗(yàn)的結(jié)果可知，配方3 的“出汽蒸箱后布面殘留雙氧水含量”較小，但在合理區(qū)間內(nèi)；配方1 的織物頂破強(qiáng)力稍大于配方2 和配方3，3 種精練劑的應(yīng)用效果接近。實(shí)踐表明，非離子和陰離子精練劑都能適合平幅連續(xù)前處理，在生產(chǎn)實(shí)踐中每個企業(yè)可根據(jù)各自的實(shí)際情況選用合適的精練劑。東升練漂機(jī)沒有單獨(dú)的脫金屬離子單元，是直接浸軋精練漂白液后汽蒸，操作簡單，使用方便。若在配料系統(tǒng)中增加自動稱料，可降低工人的勞動強(qiáng)度。

2.2.2 COM10233 高樂針織煮漂機(jī)試驗(yàn)結(jié)果分析

COM10233 高樂針織煮漂機(jī)試驗(yàn)配方及處理后織物指標(biāo)見表9，從表9 的結(jié)果來看，在燒堿和雙氧水的用量相同時，用3 種配方加工相同的織物，前處理后的各項(xiàng)指標(biāo)均較好，都可獲得良好的精練漂白效果。COM10233 高樂針織煮漂機(jī)有單獨(dú)的脫金屬離子單元，要加工的針織布先在較高的溫度下脫金屬離子、洗滌，再浸軋漂白液后汽蒸，能達(dá)到更高的白度要求。COM10233 高樂針織煮漂機(jī)自動化程度高，同步單元多，對操作工的培訓(xùn)時間較長，操作工熟練后才能發(fā)揮設(shè)備的優(yōu)勢。

表9 COM10233 高樂針織煮漂機(jī)試驗(yàn)配方及處理后織物指標(biāo)

2.2.3 生產(chǎn)實(shí)踐注意事項(xiàng)

第一，兩種機(jī)型在開機(jī)前都要滴定燒堿和雙氧水濃度符合工藝要求后才能開機(jī)，開機(jī)后也要定時監(jiān)控這兩個參數(shù)，燒堿和雙氧水濃度有偏差會直接影響所加工織物的毛效和白度。

第二，剛開機(jī)時要觀察機(jī)器前后的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，留意布是否跑偏，隨時留意布的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時開啟和關(guān)停擴(kuò)幅輥，待到加工的織物開始從機(jī)器尾部出來后才可以正常巡視。

第三，若同一天有做不同顏色的布，一般是先加工白布，再加工深顏色的布，這樣雙氧水的用量容易控制，可以不停機(jī)切換，節(jié)省時間和換料成本，提高生產(chǎn)效率。

第四，每次停機(jī)時都要及時清潔設(shè)備，特別是噴淋狀置，轉(zhuǎn)鼓的位置，織物上精練下來的蠟質(zhì)、雜質(zhì)和織物上掉下來的毛頭很容易粘附在設(shè)備上，容易返沾在布上，造成前處理的不均勻和疵品。

第五，出汽蒸箱后的水洗溫度一定要高，最好能控制在95℃以上，溫度低了會直接影響織物的毛效。

第六，酸中和前的水洗溫度不能過高，否則在中和水洗槽中會產(chǎn)生很多泡沫。

3 結(jié)語

3.1 針織布平幅連續(xù)前處理工藝相對于傳統(tǒng)染缸前處理工藝省水、省電、省蒸汽，織物白度、毛效穩(wěn)定一致，減少缸差，提高產(chǎn)能。

3.2 平幅連續(xù)前處理需要選擇低泡且滲透好的精練劑；絡(luò)合鐵離子能力強(qiáng)的螯合劑防止產(chǎn)生水垢、膠狀物質(zhì)；良好的雙氧穩(wěn)定能力的雙氧水穩(wěn)定劑，保證織物的強(qiáng)力并防止破洞。

3.3 前處理工藝中嚴(yán)格控制燒堿和雙氧水的用量，純棉針織布燒堿的用量控制在7～8 g/L,滌棉或者含有化纖的棉織物，燒堿的用量控制在5 g/L 以下。雙氧水的用量根據(jù)所要加工布的顏色深淺而定，白色織物雙氧水用量高，深色織物雙氧水用量少。

3.4 DSLP-220 東升練漂機(jī)沒有單獨(dú)的脫金屬離子單元，直接浸軋精練漂白液后汽蒸，操作簡單，使用方便。COM10233 高樂針織煮漂機(jī)有單獨(dú)的脫金屬離子單元，棉針織布先在較高的溫度下脫金屬離子、洗滌，再浸軋漂白液后汽蒸，能達(dá)到更高要求的白度，同步單元多，對操作員工的培訓(xùn)時間較長。兩種機(jī)型在合理的工藝條件下，均能使棉針織物前處理后的各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良。