棉織物的低溫前處理與耐久碳六三防整理應(yīng)用探討

1、棉織物的低溫前處理與耐久碳六三防整理應(yīng)用探討王友明1 魏文麗1 侯立山1 楊曉琳2（1. 河北寧紡集團(tuán)，河北 寧晉，055550）（2. 廣州聯(lián)莊科技有限公司，廣州，510663）摘要：本文分析了低溫精練劑ZJ-CH58對純棉及其混紡織物煮漂的具體工藝，介紹了德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑的基本性狀并結(jié)合實踐具體分析了影響拒水拒油效果的因素。結(jié)果表明：使用低溫精煉劑ZJ-CH58做前處理，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，節(jié)能效果明顯，半制品達(dá)到了染色要求；德科納米Texnology®FCB060拒水拒油劑適合棉、錦等織物的高防油整理，對布面殘留的電解質(zhì)、染色載體等物

2、質(zhì)不敏感，耐水洗達(dá)到20次以上，具有較高的性價比。關(guān)鍵詞： 德科納米 低溫精練劑 拒水拒油 耐水洗0.前言前處理是染整的基礎(chǔ)工序，長期以來前處理都采用傳統(tǒng)的退煮漂工藝。練漂的關(guān)鍵是半制品要勻、透、凈(毛效8cm/30min、白度75%、退漿率6級)。近幾年印染行業(yè)遇到了前所未有的能源、水、排污等問題，出現(xiàn)成本急劇上升，渴望采用節(jié)能減排的新工藝。而隨著人們生活水平的提高和工作節(jié)奏的加快，對于服裝防護(hù)功能的要求越來越高，并因其優(yōu)良的性能正越來越受到人們的關(guān)注和喜愛。本文結(jié)合生產(chǎn)實際,就低溫精煉劑ZJ-CH58和德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑的具體工藝予以分析介紹。

3、1 試驗部分1.1 織物、藥品與儀器 織物 26s棉 ，2×2拉架羅紋坯布，16×12 108×56 43/44 紗卡,16×16 6×128 43/44燈芯絨11條藥品 精煉劑ZJ-CH58（莊杰化工），滲透劑ZJ-C302（莊杰化工），H2O2分析純（西隴化工），燒堿分析純（西隴化工），德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑（廣州聯(lián)莊科技），除油劑ZJ-CH48A （莊杰化工），除油劑DA （亨斯邁公司），德科納米Texnology®XFF交聯(lián)劑（廣州聯(lián)莊科技），增效劑FCZ-013（廣州聯(lián)莊科技）儀器

4、威萊爾AS常溫小樣機(jī)，ZLQZR 991-180汽蒸染色機(jī)，ZLMD 991熱風(fēng)拉幅寬型機(jī)，LMA 451B 預(yù)縮機(jī)，MONFONGS-328 熱風(fēng)拉幅寬型機(jī)1.2 染整工藝1.2.1 精練劑ZJ-CH58針織前處理工藝浴比1：10，40入染，以2/min的速率升溫至80，保溫60min后再以3/min的速率降溫到60出缸，充分水洗，過酸、80以下烘干待評。工藝曲線：圖-1 精練劑CH-58低溫工藝曲線圖1.2.2 針織傳統(tǒng)前處理工藝圖-2 傳統(tǒng)前處理工藝曲線圖1.2.3 精練劑ZJ-CH58連續(xù)煮漂工藝1酶退漿熱水洗冷水洗浸軋精練劑、氧工作液(2軋余率90%)3汽蒸(溫度100-102，時間

5、60min）4熱水洗冷水洗烘干。1.2.4 傳統(tǒng)連續(xù)煮漂工藝酶退漿（退漿酶6g/L 、室溫、PH 6-7、滲透劑5g/L）冷水洗熱水洗浸軋煮練液（55,帶液70%-80%）汽蒸（60min 、102）90熱水洗80熱水洗浸軋漂白液汽蒸（40min 、102）熱水洗冷水洗烘干。1.3 性能測試白度：按GB/T 8424.2-2001紡織品 色牢度試驗 相對白度的儀器評定方法測定。試樣折疊8層，用Datacolor 650型電腦測色儀測4次，取平均值。毛效：將試樣剪成25cm×4cm布條，在恒溫恒濕箱（溫度20、濕度65%）內(nèi)平衡2h，在距離一端1cm處劃橫線，置于毛效測試儀上，記錄30

6、min內(nèi)水沿織物上升的高度，如果液面參差不齊，取最低值。拒水：依據(jù)AATCC 22-2000進(jìn)行測試?？顾?乙醇：依據(jù)AATCC 193-2004進(jìn)行測試。 拒油：依據(jù)AATCC 118-2001進(jìn)行測試。 水洗方法：參考AATCC-135進(jìn)行測試2 結(jié)果與討論2.1.1 精練劑ZJ-CH58針織前處理試驗處方：表-1精練劑ZJ-CH58針織前處理試驗處方編碼助劑ZJ-CH58222222C30212/1/NaOH1/2/1/H2O2666666表-2精練劑ZJ-CH58針織前處理試驗結(jié)果編碼項目白度(%)77.473.877.47377.972.5毛效（cm/30min）113101110試

7、驗結(jié)論：當(dāng)練漂液中添加的燒堿量為1g/l時，處理后織物的白度為77%以上、30min毛效為10cm以上，完全可以滿足后續(xù)染色的要求，故大生產(chǎn)時可以參考按ZJ-CH58精煉劑 2g/l,燒堿 1g/l,雙氧水6g/l進(jìn)行。2.1.2 精練劑ZJ-CH58與傳統(tǒng)針織前處理成本對比表-3 ZJ-CH58與傳統(tǒng)工藝成本對比分析表工藝名稱傳統(tǒng)前處理工藝ZJ-CH58低溫前處理工藝工 藝 處 方傳統(tǒng)工藝燒堿（99%）3g/l3.8元/Kg精練劑工藝ZJ-CH582g/l10元/Kg雙氧水（27.5%）6g/l1.9元/Kg燒堿1g/l3.8元/Kg滲透劑1g/l7元/Kg雙氧水（27.5%）6g/l1.9

8、元/Kg98×60min80×60min助劑成本298元/噸布352元/噸布耗時118分鐘89分鐘耗水（5）多一道降溫水耗水（8）68.8度/噸布51.9度/噸布耗蒸汽2201632公斤/噸布1200公斤/噸布綜合成本712.8657.52精練效果對比白度77%77.9%毛效13cm11cm結(jié)果與分析：處理后的棉針織物毛效為11.2cm/30min以上、白度為77%以上、強(qiáng)力損傷5%，與傳統(tǒng)氧漂煮練工藝的效果相當(dāng)，并且漂白后不必除氧從而省去了傳統(tǒng)工藝中的中和工序，水洗后可以直接染色，經(jīng)工廠大生產(chǎn)試驗染色的勻染性很好，同時大大節(jié)約能耗；ZL-CH58總成本比傳統(tǒng)工藝低出55.

9、28元/噸，省時間約為29min，煮布后手感比傳統(tǒng)工藝要軟，后整理可適當(dāng)減少柔軟劑用量，且布面不會造成折痕，另外空壓機(jī)耗電量可省25%左右。2.2.1 精練劑ZJ-CH58與傳統(tǒng)連續(xù)煮漂工藝表-4 精練劑CH-58與傳統(tǒng)工藝前處理處理效果對比燈芯絨紗卡傳統(tǒng)工藝精練劑工藝傳統(tǒng)工藝精練劑工藝?yán)?NJ7576277141089W12531179511596撕力/NJ18.4251614.4W21.623.213.621.6瞬時毛效/sec2.52.53530min毛效/cm17121410備注：試驗織物 16*12 108*56 紗卡，12*16 64*128 11條從上述檢測結(jié)果可知：兩種工藝的

10、瞬時毛效基本相當(dāng)，使用精練劑煮漂的30分鐘稍次于傳統(tǒng)工藝，但差別不大，完全能夠滿足后續(xù)染色的工藝要求。2.2.2加工成本對比（1）助劑成本對比表-5 精練劑CH-58與傳統(tǒng)工藝處方及成本對比傳統(tǒng)工藝精練劑工藝工段處方（g/L）單價（元/kg）處方（g/L）單價（元/kg）煮練精練劑：1010精練劑：309.83鰲合分散劑：55.5雙氧水：130.9液堿：550.5合計成本0.153漂白液堿：30.5水玻璃：61.15鰲合分散劑：55.5精練劑：1010穩(wěn)定劑：22.3雙氧水：5.50.9合計成本0.096總成本0.2490.3075由上表可知：傳統(tǒng)工藝每缸料的成本是372元，精練劑工藝每缸料的

11、成本是461元。精練劑工藝成本高于傳統(tǒng)工藝89元。（2）耗能成本對比表表-6 精練劑CH-58與傳統(tǒng)工藝蒸汽消耗對比傳統(tǒng)工藝煮練酶工藝煮練氣蒸60min氣蒸60min漂白氣蒸40min由上表可知：應(yīng)用精練劑工藝可以節(jié)約40%的蒸汽?？椢锏暮癖〔煌瑢φ羝南牧恳膊煌话銈鹘y(tǒng)工藝每萬米消耗蒸汽5.6噸，蒸汽的價格為175元/噸，則使用ZJ-CH58精練劑每萬米蒸汽可節(jié)約成本329元。（3）綜合成本：精練劑CH-58連續(xù)煮漂比傳統(tǒng)工藝每萬米節(jié)約240元。2.2.3精練劑ZJ-CH58用于連續(xù)煮漂的注意事項對于厚重織物或含漿較重的織物，需要預(yù)先用生物酶進(jìn)行退漿，以減少后道加工的負(fù)擔(dān)，取得較好的前

12、處理效果；浸軋酶氧工作液時盡可能保證較高的軋余率，有條件的要選用高給液設(shè)備。生產(chǎn)實踐表明，軋余率對前處理效果的影響比較明顯；汽蒸時，首先要保證汽蒸溫度，最低汽蒸溫度不能低于98，汽蒸溫度低于98處理后織物的毛效和白度就會下降甚至達(dá)不到染色工藝的的要求；其次是在正式氣蒸之前盡量保證1min以上的預(yù)蒸，這樣不但有利于提高煮漂效果還能有效防止堆置印的產(chǎn)生；汽蒸之后的第一個水洗槽溫度一定要保證在95，生產(chǎn)實踐表明水洗溫度越高對漿料和雜質(zhì)的去處越徹底；同時保證在水洗槽中含有4g/L的純堿、1g/L的螯合分散劑、2-4g/L的精練劑，這樣更有利于凈洗、去雜。2.3 染色2.3.1纖維的分類纖維按大類分，可

13、以分為陰性纖維和兩性纖維。陰性纖維主要以棉和滌綸為代表：雖然棉屬于纖維素纖維，但由于被漂白和空氣氧化會產(chǎn)生羥基；滌綸是由鄰苯二甲酸和乙二醇制造而成的，同樣包含羥基。這些纖維在水中時帶電荷。兩性纖維包括羊毛、蠶絲和尼龍等。這些纖維因為既帶有酸性基團(tuán)（羥基），又帶有堿性基團(tuán)（氨基），所以隨著PH值的變化，纖維表面的電荷也會發(fā)生變化。如下圖-3所示。圖-3 各種纖維的Zeta電位和PH值的關(guān)系下面將對拒水拒油劑乳液的表面電位（zeta電位）和拒水拒油劑性能之間的關(guān)系進(jìn)行說明。比如說棉：因為棉纖維的zeta電位呈負(fù)電荷，當(dāng)防水劑粒子呈陽離子性時，會通過離子吸附產(chǎn)生均勻吸收（在處理液中），在纖維表面形成

14、均一的薄膜，從而產(chǎn)生高性能的拒水拒油效果。正是由于這樣，在紡織品后整理加工中一般都使用陽離子型的拒水拒油劑。表-7 不同離子型的防水劑粒子對纖維的附著性和防水性（棉）陽離子性非離子性陰離子性拒水拒油劑的zeta電位+40mV-13mV-35mV拒水/拒油性100/50/00/0布料的含氟量/mass%0.280.270.23另外，尼龍雖然是兩性纖維，但是不同的前處理會對尼龍織物的zeta電位和防水效果有所影響（詳見表-8）表-8 布料的zeta電位和防水效果PH:4.0PH:5.1PH:7.0zeta電位/mV防水/分zeta電位/mV防水/分zeta電位/mV防水/分綠色+970-880-3

15、5100墨水+770-1480-48100咖啡-29100-36100-46100紅色-27100-56100-641002.3.2染色殘留助劑的去除我們在對客戶提供的精紡毛織物和動車專用座套色織化纖布進(jìn)行拒水拒油整理時發(fā)現(xiàn),這兩種織物的拒油效果很差 。經(jīng)分析實驗如下：羊毛上有很多油脂，在紡紗及織造過程中又會添加和毛油以消除靜電等不利因素，羊毛本身獨特的鱗片結(jié)構(gòu)會對去除這些雜質(zhì)增加很大的困難。動車座套色織化纖布，其經(jīng)向是滌綸紗緯向是尼龍紗，共有四種不同顏色：深藍(lán)色、淺藍(lán)色、淺灰色、大紅色，顏色越深的部分拒油效果越差，這是在染色時加入的環(huán)保載體影響所致。去除這些雜質(zhì)必須選擇乳化性能很好的除油劑，

16、如莊杰化工自主生產(chǎn)的ZJ-CH48A除油劑、亨斯邁公司生產(chǎn)的DA除油劑等。這些除油劑在使用時處理浴的溫度一定要達(dá)到90以上，否則對于深色織物上殘留的油脂或載體去除不凈。精紡毛面料在除油時用ZJ-CH48A 3g/L、純堿1 g/L，按不同溫度處理20min后做的防油測試。表-9 溫度對防油效果的影響85×20min90×20min防油/級初始66干洗1次45干洗2次34干洗3次2-33-4備注：試驗條件為Texnology® FCB060 40g/L、FCZ-013 10g/L，165×2.5min焙烘從表-9 可以看出，在同一個除油配方下溫度的不同也會

17、對除油效果造成很大的影響，直至影響最終的拒水拒油效果。這一點在大生產(chǎn)中一定要引起足夠的注意。2.3.3布面PH值的控制布面PH值對拒水拒油效果的影響，如下表所示。表-10  布面pH值對拒水拒油整理效果的影響整理液pH值4.255.045.766.788.139.58水洗前拒水性AATCC193666665AATCC2290+10010090+9080拒油性AATCC11866665420次水洗拒水性AATCC193666654AATCC227070+70+705050拒油性AATCC118555553<2備注：試驗條件為Texnology® FCB060 40g/L

18、、Texnology® XFF 10g/L，165×2.5min焙烘從表-10可以看出，整理液的pH值會影響整理效果。偏堿性時，整理效果大大降低，酸性狀況下，整理效果變化不大，但過低的pH值對整理效果也有不良影響。綜合考慮，布面的pH值控制在5-6較好。2.3.4 落布含潮和溫度的控制染色下機(jī)布的含潮率通常控制在5%?？椢锖甭蔬^大，降低軋余率并影響浸軋的均一性;含潮率過小，浪費蒸汽，還會使落布的溫度升高。落布的溫度必須低于40°C。這是因為在后道浸軋三防液時，隨著加工數(shù)量的增加，布面的熱量會不斷傳遞給整理液，使整理液由原來常溫升高到40°C以上。這時，

19、整理液就會出現(xiàn)團(tuán)聚、破乳、粘輥粘軸等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在夏季是最容易出現(xiàn)的，特別是使用的拒水拒油劑的用量較大時，解決的方法就是給浸軋槽通冷流水降溫或是在料缸中加入冰塊（要適當(dāng)提高防水防油劑用量的百分比）。2.3.5 德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑用量的控制德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑在布面的含量達(dá)到3%（O.W.f）以上才能達(dá)到耐久的防水防油效果，在浸軋工藝中用量控制在4050g/L。另外，該整理劑對織物的手感影響很小，不用另外添加其它柔軟劑。如果要添加柔軟劑，就要選擇改性的聚硅氧烷類柔軟劑，其用量控制在1020g/L。表-11

20、  拒水拒油整理劑用量對拒水拒油整理效果的影響Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑（g/L）20406080水洗前拒水性AATCC1936666AATCC2290100100100拒油性AATCC118356620次水洗拒水性AATCC1935666AATCC2250708080拒油性AATCC1181-23-445備注：試驗條件為Texnology® FCB060 40g/L、Texnology® XFF 10g/L，165×2.5min焙烘從表-11可以看出，含氟樹脂的使用濃度直接影響整理質(zhì)量，通常情況下，使用濃度與整理效果成正比

21、，但由于整理劑本身所固有的性能，當(dāng)使用濃度超過一定限度時，即使?jié)舛仍僭黾?，對其性能影響不大。從?11也可以看出，Texnology®FCB060用量在40 g/L時已有較好的效果。2.3.6 拒水交聯(lián)劑對耐久性的影響要提高氟系防水劑的拒水性，需加入交聯(lián)劑，使它與拒水拒油劑和纖維發(fā)生反應(yīng)，在纖維上形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而防止拒水拒油劑脫落。目前市場上使用的交聯(lián)劑類別大概有以下3種-三羥甲基三聚氰胺、封端異氰酸酯和乙烯亞胺，不同織物應(yīng)使用不同的交聯(lián)劑。交聯(lián)劑Texnology® XFF屬于乙烯亞胺類。表-12 交聯(lián)劑Texnology® XFF對拒水拒油整理效果的影響

22、Texnology® XFF用量（g/L）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC118010066504310100666053201006670-8053-43010066806440100668064-5備注：試驗條件為Texnology®FCB060 40g/L，165×2.5min焙烘從表-12可以看出，交聯(lián)劑Texnology® XFF可以提高拒水拒油的耐洗效果，但過低及過高的用量都不理想。這可能是交聯(lián)劑Texnology® XFF能促進(jìn)氟聚合物間以 及聚合物與纖維間的結(jié)

23、合，提高皮膜的強(qiáng)度和粘著性。同時，過高用量的交聯(lián)劑Texnology® XFF會促使氟聚合物之間過快反應(yīng)，從而影響其在織物表面的成膜，從而會削弱了整理效果。從表-7可以看出，交聯(lián)劑Texnology® XFF的用量在10g/L（相對于整理劑）時較好。2.3.7 焙烘織物均勻浸軋德科納米Texnology®FCB060整理液烘干后，尚需通過熱處理-焙烘才能獲得耐久的效果。焙烘可采用如下兩種工藝：160°C×3min或170°C×4560sec。 焙烘不充分會降低拒水拒油的持久性，其原因有：一、反應(yīng)性官能團(tuán)的鍵合不充分;二、德科

24、納米Texnology®FCB060高分子的熱運動受到影響而未能在織物表面充分?jǐn)U散，與織物結(jié)構(gòu)之間不能充分交聯(lián)，以致在纖維表面附著不牢;三、未能使功能基團(tuán)密集定向排列。同時也要注意，焙烘溫度不要超過德科納米Texnology®FCB060整理劑的熔融溫度，以免引起熱分解。4焙烘溫度和時間對德科納米Texnology®FCB060碳六拒水拒油劑效果的影響見下表。表-13  焙烘溫度對拒水拒油整理效果的影響焙烘溫度（）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC11814010064.55053150

25、100666064160100667065170100667065180100667065190100665054備注：試驗條件為Texnology®FCB060 40g/L、Texnology®XFF 10g/L ，焙烘時間2.5min從表-13可以看出，升高焙烘溫度可以提高拒水拒油整理效果，但超過180后作用不明顯，而且過高的焙烘溫度反而會使整理的耐洗性下降，綜合考慮，焙烘溫度控制在160-180較好。表-14焙烘時間對拒水拒油整理效果的影響時間（min）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC1182100645043-4310065.57054.54100667065510066706