涤棉混纺前处理技术大探讨

　　编者按：染企在对涤棉针织物和梭织物染色时，会出现相同的棕褐色染疵斑点，大多与前处理不当有关。这种情况涤棉混纺交织针织物前处理大多在喷射溢流染色机上进行，通常在碱性介质中，添加分散剂、精练剂和净洗剂等表面活性剂，传统加工认为，涤棉混纺织物无论配比如何，其前处理比纯棉或纯涤纶织物容易，在新技术应用下其实不然。一般，原棉上含有6％～7％蜡质、脂肪、果胶和半纤维素(即不成熟的纤维)等杂质，若原棉的等级较低，则杂质含量还要高；加之经纱上的浆料，涤纶上3％～5％低聚物，以及纺丝和织造过程中的油剂等，其前处理有一定难度。因此本期话题我们将围绕涤棉前处理技术工艺进行探讨。

　　■ 本期话题

　　■ 前处理之棉籽壳　　

　　低支涤／棉纱线前处理怎样去除棉籽壳

　　低支涤棉纱线如果用常规涤棉纱线煮练、漂白方法难以将棉籽壳去除。因为涤棉纱线按常规是在无压低碱条件下进行的。如果提高碱浓或在高温高压下进行煮练，虽能去籽壳效果，但涤纶不耐强碱，使纤维损伤严重。有经验介绍，采用加压的较低温度条件，加入少量烧碱，使棉籽壳充分膨化后，并在练液中加入亚硫酸钠，与木质素反应生成木质素碳酸钠，转变为钠盐而溶解于烧碱中，再进一步升温充分煮练，这样既可减少涤纶的损伤，棉籽壳的去除也能达到质量要求。且亚硫酸钠对棉纤维的氧化脆损具有防止作用。

　　具体工艺：28tex涤棉纱，单纱强力570g，煮练设备MZ162卧式精练。

　　工艺流程：装纱-进练液-升温排气-练液循环-120℃保温1h内升温至130℃，保温40min-放练液-汽蒸40mln-釜内冲洗-出纱。

　　工艺条件：烧碱7g／L，亚硫酸钠5g／L，泡花碱lg／L，肥皂2g／L，浴比1∶5。

　　该工艺处理后，大部分棉籽壳已溶解去除，有少量残言棉籽壳也已膨化，经水洗可去除。煮练后单纱强力553g，比煮练日下降3%。

　　木聚糖酶在棉织物前处理中的应用

　　棉织物生物酶前处理工艺具有使用条件温和、节能省耗和环境友好的，是目前公认的棉织物碱煮练工艺的理想替代工艺。本文研究了木聚糖酶与纤维素酶结合处理棉籽壳，分析了酶的用量、pH、温度等工艺参数对于棉籽壳处理的效果的影响。木聚糖酶单独去除棉籽壳效果甚微，但是将木聚糖酶配合纤维素酶来处理棉织物上的棉籽壳，能达到很好的处理效果。

　　棉籽壳是棉织物中最为顽固的杂质，与棉纤维中其它杂质相比，它的降解通常需要更为剧烈的处理条件和更长的时间。

　　因此，棉籽壳的去除是实现棉织物酶精练工艺大规模工业化的关键。对于棉籽壳的去除，提出“现在应用于木聚糖酶可能提供一个最终的解决”。纤维素酶能够降解棉籽壳中的半纤维素组分，加速棉籽壳降解。用木聚糖酶对棉籽壳进行预处理，可以大大提高对棉籽壳的降解效果。近些年来以生物酶替代烧碱对棉型织物进行煮练加工一直是国内外研究的热点。酶制剂在棉织物的精练工艺中的应用和研究已经有了很大的进展，市场上也有多种精练酶制剂出售，但至今未实现大规模的工业化应用。

　　不同浓度酶对棉籽壳的处理效果影响

　　温度为60℃，pH=6，时间60min，浴比1∶20，分别采用不同浓度下的（3g/L，2g/L，1g/L）木聚糖酶和纤维素内切酶结合（0.6g/L）对棉坯布水解1h，水洗烘干测试棉籽壳的数量并用公式计算棉籽壳去除率。

　　不同温度酶对棉籽壳的处理效果影响

　　温度为60℃，pH=6，时间60min，浴比1∶20，木聚糖酶的浓度为3g/L，采用不同温度下（30℃、40℃、50℃、60℃）木聚糖酶和纤维素内切酶结合对棉坯布水解，水洗烘干测试棉籽壳的数量并用公式计算棉籽壳去除率。

　　不同pH酶对棉籽壳的处理效果影响

　　温度为55℃，pH=6，时间60min，浴比1∶20，木聚糖酶的浓度为3g/L，采用在不同pH下的（4，6，8）木聚糖酶和木聚糖酶和纤维素内切酶结合对棉坯布水解1h，水洗烘干测试棉籽壳的数量并用公式计算棉籽壳去除率。

　　资料表明，纤维素酶、木聚糖酶对棉籽壳有降解作用。于是用木聚糖酶、纤维素酶分别对棉坯布进行实验。实验结果表明纤维素酶并不单独作用在棉籽壳上，而木聚糖酶单独作用在棉坯布上的棉籽壳处理效果并不显著。

　　不同浓度酶对棉籽壳的处理效果影响

　　处理温度为60℃，pH=6时，采用木聚糖酶和纤维素内切酶结合对棉坯布水解1h，布面上棉籽壳处理率如下表，由表格可见木聚糖酶与纤维素内切酶结合，在3g/L浓度时有相对好的棉籽壳去除率，酶用量越多能够与棉籽壳有效结合的更多，因此发生有效降解作用越大，最终促进了棉籽壳的去除作用。而由于酶用量与强力损伤成正比，因此需要严格控制酶用量，不宜选取再高浓度进行实际应用。

　　不同温度酶对棉籽壳的处理效果影响

　　选取木聚糖酶最高处理浓度为3g/L，pH=6时，采用木聚糖酶和纤维素内切酶结合对棉坯布水解1h，布面上棉籽壳处理率如下表，由表3可知木聚糖酶与纤维素内切酶结合在温度为50℃~60℃有相对好的棉籽壳去除率，远高于30℃和40℃的处理效果，由此也证明温度是影响酶解速率的重要因素，酶在60℃以上酶活会有下降的趋势，所以此木聚糖酶的最佳反应温度范围为50℃~60℃。

　　不同pH酶对棉籽壳的处理效果影响

　　木聚糖酶的浓度为3g/L，pH=6，温度为60℃，采用木聚糖酶和纤维素内切酶结合对棉坯布水解1h。可以看出pH=6时该纤维素内切酶表现力较佳。而大部分纤维素酶的活性受pH值的影响较大，在最适pH值下，酶反应具有最大速度。结合木聚糖酶酶学性质可得pH约在6左右，木聚糖酶具有较佳的棉籽壳处理效果。

　　■ 本期话题

　　■ 前处理之技术　　

　　涤棉混纺低碱短流程前处理工艺技术研究

　　短流程前处理工艺由于须将原来前处理三步工序所要除去的浆料、棉蜡、果胶等杂质，集中在一步或两步中去除，故必须采用强化处理的方法，如提高烧碱和双氧水的用量，并添加各种高效助剂。因此，虽然短流程前处理工艺节约了时间，但是在强碱浴中双氧水的分解速度明显增加，涤棉纤维损伤的可能性增大，工艺条件须严格控制。

　　纺织品短流程前处理工艺在缩短染整加工工艺流程、降低能耗、提高半制品质量和降低成本等方面，发挥了极其重要的作用。但是，短流程前处理工艺由于需将原来前处理三步工序所要除去的浆料、棉蜡、果胶等杂质，集中在一步或两步中去除，故必须采用强化处理的方法，如提高烧碱和双氧水的用量，并添加各种高效助剂。因此，虽然短流程前处理工艺节约了时间，但是在强碱浴中双氧水的分解速度明显增加，涤棉纤维损伤的可能性增大，工艺条件需严格控制。此外短流程前处理后布面pH值高，需要大量水洗，废水量大、含碱量高也不利于环保。多数短流程前处理工艺由于去杂效果差，因此，目前主要用于含棉比例较低的涤棉混纺织物。而低温活化氧化短流程前处理工艺中所需的活化氧化剂存在价格昂贵的问题。

　　针对上述问题，本试验选用自制的高效环保精练剂HB101，以价格低廉的促进剂BF104尿素为主要组分和硫酸亚铁为双氧水分解促进剂，研究开发一种新型的低碱短流程前处理工艺配方和工艺流程，将其应用于涤棉织物，并与传统前处理工艺进行比较。

　　随着环保精练剂HB101用量的增大，织物退浆率和毛效均逐渐增加；精练剂HB101质量浓度6g/L时，织物白度、毛效和断裂强力均较好。精练剂HB101是由表面活性剂AEO-9、SAS40和异辛醇磷酸酯等复配而成，它能使工作液快速润湿并渗透到织物内部，与织物上天然和外来的杂质均匀充分地作用，从而获得良好的前处理效果。精练剂用量越大，织物上浆料以及蜡质等天然杂质去除得越多，退浆率和毛效就越大。但是，当精练剂质量浓度超过6g/L后，继续增加其用量退浆率提高不明显，织物毛效反而有所降低。其原因可能是过高用量的精练剂会消耗一部分双氧水，降低了除杂能力。因此，确定环保精练剂HB101质量浓度为6g/L。

　　双氧水用量

　　随着双氧水用量增加，织物退浆率和白度均逐渐增大，强力和断裂伸长逐渐下降。双氧水质量浓度低于14g/L时，织物毛效随着双氧水用量的增加而增大；双氧水质量浓度超过14g/L后，继续增加双氧水用量，织物毛效反而降低。这可能是因为双氧水用量太高时会氧化破坏精练剂结构，使其表面活性降低，从而降低精练效果；而过高的双氧水质量浓度还会抑制其自身的分解。因此，确定双氧水质量浓度为14g/L。

　　FeSO4用量

　　织物的退浆率、白度和断裂伸长随FeSO4用量的提高而缓慢上升；毛效在质量浓度达到40mg/L之后开始快速增加。FeSO4质量浓度对织物断裂强力影响不大。在低碱前处理条件下，添加少量的FeSO4有利于催化部分双氧水分解产生适量的高活性HO，使浆料等杂质发生自由基降解，水溶性提高，易于去除，从而提高织物前处理后的毛效。但是FeSO4用量过多，分解产生的高活性的游离基过多，会引起纤维的过度损伤以及Fe3+离子的残留而使织物泛黄。综合考虑工艺成本和各项工艺指标，选取FeSO4质量浓度为60mg/L。

　　水玻璃用量

　　织物退浆率和白度均随水玻璃质量浓度的增加而逐渐增大。但当水玻璃质量浓度超过2g/L后，织物毛效和断裂强力下降。其原因可能是随水玻璃质量浓度增加，沉积在织物上的硅垢较多，溶液pH值增大，Fe2+离子对双氧水的催化分解能力提高，分解产生过多的高活性游离基，从而引起纤维素纤维过度损伤。故确定水玻璃质量浓度为2g/L。

　　促进剂BF104用量

　　当促进剂BF104质量浓度小于20g/L，织物毛效、退浆率和断裂强力随着用量的升高而增加；促进剂BF104质量浓度高于20g/L后，织物毛效、断裂强力反而降低。其原因可能是促进剂BF104的主要组分是尿素，碱性条件下，双氧水分解产生的过氧化氢根自由基和尿素相互作用形成络合物，有助于加快双氧水的分解，因此，加人适量促进剂BF104有利于提高处理后织物的各项性能指标。但促进剂质量浓度高于20g/L后，随反应的进行，溶液pH值下降，双氧水和尿素会反应产生高活性的游离基，导致织物毛效和断裂强力下降。尿素用量过高，还会提高水体的氨氮含量，造成水体富营养化。综合考虑，促进剂BF104质量浓度宜为20g/L。

　　综上，涤棉织物短流程低碱前处理较佳工作液配方为：精练剂HB1016g/L，促进剂BF10420g/L，水玻璃2g/L，双氧水(25%)14g/L，FeSO460mg/L。□ 张衡

　　工艺点评：传统前处理和短流程低碱前处理工艺比较：短流程低碱前处理工艺与传统工艺相比，织物退浆率和毛效稍有所下降，断裂强力下降较多，由传统工艺的900N以上降到620N，但是织物白度和断裂伸长高于传统前处理工艺。各项指标综合显示，此短流程低碱前处理如加以适当改进，减小织物损伤后，可以用于涤棉织物的前处理。

　　■ 本期话题

　　■ 前处理之工艺　　

　　涤棉混纺织物前处理工艺与棉织物处理的区别

　　由于目前涤棉混纺织物是在棉织物染整工艺基础上进行，工艺流程及设备安装路线也大体相似，因此带来一些不便之处，因此本文从烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、增白、热定型等各个具体工序进行了详细阐述。

　　聚酯纤维与棉纤维的理化性质不相同，在染整加工时，两者应兼顾，纤维混纺比例不同时应有相应的工艺。由于目前涤棉混纺织物是在棉织物染整工艺基础上进行，工艺流程及设备安装路线也大体相似，因此带来一些不便之处，分述如下。

　　烧毛

　　棉织物前处理工艺是先烧毛后退浆、煮练。涤/棉织物虽然也将烧毛列在退煮之前，但可能带来不利之点，如聚酯纤维没有来得及烧掉，受高热形成小溶珠散布在织物表面，在用某些分散染料染色时会因此产生色点；涤/棉织物常用PVA浆料上浆，经烧毛高温作用后退浆时PVA较难退掉，织物上油污也将会固着，影响织物白度。但由于坯布烧毛的工序顺当，管理方便，烧毛机的清洁要求不高，除了个别漂白涤/棉品种在练漂后烧毛，及个别深色卡其在染后烧毛外，坯布烧毛仍是切实可行的。

　　烧毛时布身温度要求低于180℃，温度过高，则布幅收缩过大，手感发硬粗糙，强力下降甚至脆损。对稀薄、网眼、提花织物更应引起注意。

　　烧毛设备仍以气体烧毛机为好，用于涤/棉织物的烧毛机火口上方有冷流水辊筒，烧毛时织物在辊筒上包绕，可吸去布身热量，降低布身温度。火口还可转动，针对不同织物采取不同的火口角度，如切线烧毛、透烧、直烧等。烧毛后落布时布身温度应在50℃以下，可用冷风或绕经大冷水辊降温或喷雾降温。干落布应加装静电消除器以免落布上齐，或者织物被卷绕到落布架上。

　　退浆

　　涤棉混纺织物多用PVA及其混合浆料上桨，退浆时可采用碱退浆。碱退浆工艺用烧碱5～10g/L，润湿剂适量，80℃轧碱后堆置0.5～1h，热水（80～85℃）冲洗，冷水洗。水洗时水量要充分，防止退下的浆料重新吸附到织物上，影响染色，退浆率要求达到80%。氧化剂退浆可用亚溴酸钠1～2g/L，pH9.5～10.5，室温浸轧后堆15～20min，用3～5g/L烧碱于85～90℃碱洗，再用热水、冷水洗净。也可用烧碱—过氧化氢液退浆。

　　煮练

　　涤棉混纺织物上浆料以PVA为主时，可以退煮一次进行，若是浆料以淀粉为主时，仍应经酶退浆后再煮练。由于聚酯纤维耐碱性较差，煮练工艺应比棉织物煮练温和。目前涤棉混纺织物煮练方法有两种，一种是低浓度碱、高温汽蒸煮练工艺；另一种是碱浓度高、热堆置的工艺。煮练设备以平幅汽蒸设备为主，绳状煮练容易造成折皱，一般不用，但也有少数工厂用绳状煮练处理印花用中薄型坯布。目前生产上趋向用双氧水或亚氯酸钠进行快速煮漂一浴法，已取得初步成功。

　　漂白

　　涤棉混纺织物漂白主要是为了去除棉纤维中的天然色素。氯漂仅用于深色涤/棉卡其的漂白。氯-氧双漂工艺也可用于中、浅色品种的前处理。亚漂去除棉籽壳能力强，对煮练要求不高，但受设备限制。氧漂白度较好，不污染环境，对设备腐蚀小，是目前应用最广泛的漂白方法。氧漂常用碱-氧双漂工艺，即用过氧化氢（100%）5～7g/L，水玻璃(比重1.4)7～10g/L、渗透剂及烧碱适量，pH值10.5～11，在100～102℃时汽蒸40～90min，然后再重漂白一次，两次工艺完全相同。

　　对漂白织物应在热定型前后各漂一次，并结合聚酯纤维与棉纤维的增白加工，棉增白宜放在第二次漂白时同浴进行。

　　丝光

　　丝光是为了改善棉纤维的上染性能，考虑到聚酯纤维不耐高温强碱的作用，冲洗碱液及去碱箱温度不能高于80℃，丝光水洗后，布上带碱量应尽量减少，出布时pH值控制在7左右。丝光设备可用布铗丝光机，也可以用直辊丝光机。

　　增白

　　涤棉漂白织物及白地面积大的印花织物，漂白后均需再用荧光增白剂DT增白，可浸轧、烘干后在热定型时同时固色，定型后棉再用增白剂VBL在氧漂时同浴增白，并可同时除去多余的增白剂DT。

　　热定型

　　热定型是合纤及其混纺织物的特殊工序。涤纶是热塑性纤维，当含涤纶的织物进行湿热加工时，会产生收缩变形和折皱痕，通过热定型工序可以防止上述疵病，并且对织物的光择、手感、强力、抗起毛球等性能都有一定程度的改善。热定型温度要严格掌握，否则将影响织物的染色性能、热稳定性和表面平整性。

　　涤棉混纺织物一般采用干热定型工艺，热定型设备以热风针铗链卧式热定型机应用最广泛。此机由进布装置、超喂装置、针铗链、扩幅装置、热风房、出布冷却装置等组成。机器运转时，织物由超喂装置上针铗链，所谓“超喂”即喂布速度大于针铗链运行速度，如此可降低织物经向张力，有利于扩幅，又可使织物在经向能够有一定的回缩。针铗链的作用类似丝光机布铗链的作用，是两条由针板组成的环形长链，运行时针板上的尖针刺入左右布边，带动织物向前运行进入热风房并逐渐扩幅。热风房中循环流动热空气，温度控制在聚酯纤维的玻璃化温度与软化点之间，以190～210℃较为合适，经过15～30秒作用，织物由针铗链送出热风房，以适当速度将织物冷却，使热定型状态得以固定，落布时，可向布面吹冷风或绕经大冷水辊筒来降温，使织物温度降至50℃以下。

　　热定型工艺顺序有几种。①坯布定型，可消除织物在纺织过程中产生的内应力，染整时不致造成严重变形及消除皱痕、裙子皱等。但由于定型时的高温将造成退浆及去油污困难，此法较少应用。②中间定型，是将定型工序安排在练漂之后、印染之前进行，此法不致影响退浆工序，而且可以消除前处理产生的折皱，减少织物在印染工序时的收缩，避免升华牢度低的染料在定型时升华沾污设备与织物，但要注意控制好定型温度，此法应用较为广泛。③后定型，是在染印后进行，可以提高可溶性还原染料给色量，成品尺寸稳定性及平整度较好，但应注意选用升华牢度高的染料，此法较少应用。