染整-前处理

第一章前处理未经染整加工的织物统称为原布或坯布。前处理的目的：在使坯布受损很小的条件下，除去织物上的各类杂质，使坯织物成为洁白、柔软并有良好润湿性能的染印半制品。前处理是印染加工的准备工序，也称为练漂，对于棉及棉型织物的前处理有准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等工序。第一节前处理用水与主要助剂一、前处理用水（一）水质要求印染厂是用蒸汽、水量较大的企业，而前处理工序用水量在整个印染过程中所占比例又较大，据统计，印染厂每生产1km棉印染织物，耗水量近20t，其中前处理用水约占50%。水的质量不仅对前处理及其他工序制品质量影响很大，而且还影响到染化料、助剂的消耗。（二）硬水及其软化方法通常将含有钙、镁盐类的水称为硬水（硬水中钙镁盐类含量用硬度表示），钙镁盐类含量低的水称为软水。从天然水中除去钙镁盐类，称为硬水的软化。常用的化学软水方法有下列几种1.纯碱—石灰法2.磷酸三钠与六偏磷酸钠法离子交换法需用专门设备，并耗费动力及化学药剂，成本较高。锅炉用水对水质要求高，目前都用阳离子交换树脂除去水中钙镁离子，以供使用。二、前处理用助剂前处理用剂常用的有碱类、酸类，以氧化型为主的漂白剂，表面活性剂，用于淀粉浆退浆的酶制剂等。(一)碱和酸1.碱类以烧碱（NaOH）为常用。烧碱在棉及棉型织物印染厂中是重要化学用剂，在前处理工序中常用于织物退浆、煮练、丝光等。每百米织物标准碱耗为0.8～1.2kg。纯碱(Na2CO3)——在化学分类上属于盐类，在水溶液中水解后呈碱性，碱性较弱，不能代替烧碱，一般用作软水剂、色织物的煮练剂及蛋白质纤维的精练剂。其他尚有泡花碱（Na2SiO3又名水玻璃），是煮练及双氧水漂白时的助剂。2.酸类以硫酸为常用。用于退浆、煮练及漂白的酸洗，丝光后的中和等。盐酸作用与硫酸作用相同，也可用于中和碱剂。但硫酸价格较廉，含酸量高，中和能力强，工业盐酸浓度低，中和能力不如浓硫酸，所以在前处理时仍以使用硫酸为主。(二)漂白剂棉及棉型织物都用氧化型漂白剂进行漂白，常用氧化型漂白剂有下列数种。1.过氧化氢（H2O2）过氧化氢俗称双氧水，用于棉织物及涤棉混纺织物的漂白，效果较好。工业用双氧水含过氧化氢30%，并含有少量作为稳定剂的硫酸。2.次氯酸盐由氯气与碱反应而成。与石灰反应的产物称为漂白粉（是次氯酸钙与氯化钙的复盐,一般用CaOC12来表示它的分子式），优良的漂白粉含有效氯约30%～35%。含有效氯比普通漂白粉高的通称漂粉精（有效氯是指漂白粉的有效成分，即一定量的漂白粉与酸作用后生成的氯气量，用百分率来表示）。由于漂白粉是钙盐,使用不甚方便，除小厂仍有应用外，目前几乎使用次氯酸钠。市售次氯酸钠为无色或淡黄色液体，含有效氯100～140mg/L。次氯酸钠的性能与用途与漂白粉相同，一般用于低档棉织物、维棉混纺织物漂白。（三）表面活性剂印染加工几乎是在水溶液中进行，由于水具有较大的表面张力，使水溶液不能迅速良好地对纤维润湿、渗透，不利于印染加工的进行。为此，常在水中加入一种能降低水表面张力的物质，这种物质叫做表面活性剂。1.阴离子型表面活性剂：拉开粉：是良好的润湿剂。红油：通常用蓖麻油与硫酸作用制成，有良好的润湿性能，常用于织物煮练。肥皂：是高级脂肪酸钠盐，性能优良。但在硬水中容易生成脂肪酸钙镁盐沉淀，在酸性溶液中易分解析出脂肪酸，从而失去洗涤能力，并使布身变硬。若黏着在设备导辊上难以去除。烷基苯磺酸钠（ABS）：是家用洗涤剂主要成分，耐酸及硬水，去污能力也较好。扩散剂NN0：多用作染色时染料的分散剂。2.非离子型表面活性剂：渗透剂JFC（又名润湿剂EA）：耐酸、耐碱，对硬水稳定，练漂中用于退浆助剂、酸洗、漂白等。平平加O：有很强的扩散能力，都用于染色、印花。第二节前处理工艺及设备一、棉及其混纺织物前处理（一）棉织物的前处理在棉织物加工中，烧毛与丝光必须以平幅状态进行，其他过程用平幅或绳状均可，但厚织物及涤棉混纺织物仍以平幅加工为宜，以免生成折皱，影响染色加工。各工序加工要求及有关设备分述于下。1．坯布准备与烧毛（1）坯布准备：包括坯布检验、翻布(分批、分箱、打印)、缝头。坯布准备工作在原布间进行，经分箱缝头后的坯布送往烧毛间。坯布检验率一般在10%左右，也可根据工厂具体条件增减。检验内容为物理指标和外观疵点，物理指标如匹长、幅宽、重量、经纬纱密度和强度等；外观疵点如缺经、断纬、斑渍、油污、破损等。经检验查出的疵点可修整者应及时处理。（2）烧毛纱线纺成后，虽然经过加捻并合，仍然有很多松散的纤维末端露出在纱线表面，织成布匹后，在织物表面形成长短不一的绒毛。布面上绒毛影响织物表面光洁，且易沾染尘污，合成纤维织物上的绒毛在使用过程中还会团积成球。绒毛又易从布面上脱落、积聚，给印染加工带来不利因素，如产生染色、印花疵病和堵塞管道等。因此，在棉织物前处理加工时必须首先除去绒毛，现一般均采用烧除的方法。烧毛方法有两种，即燃气烧毛与赤热金属表面烧毛。前者利用可燃性气体燃烧直接燃去织物表面绒毛；后者为间接烧毛，即将金属板或圆筒烧至赤热，再引导织物擦过金属表面烧去绒毛。与这两种方法相应的烧毛设备，有气体烧毛机（无接触式烧毛）、铜板烧毛机和圆筒烧毛机。气体烧毛机操作方便，适应性广。垂直火焰烧毛相切火焰烧毛烧毛质量评定：将已烧毛织物折叠，迎着光线观察凸边处绒毛分布情况，根据下列情况评级：1级原坯未经烧毛。2级长毛较少。3级长毛基本没有。4级仅有短毛，且较整齐。5级烧毛净。一般烧毛质量应达3～4级，稀薄织物达3级即可。2．退浆以纱为经线的织物，在织造前都必须经过上浆处理，以提高经纱的强力、耐磨性及光滑程度，从而减少经纱断头，保证织布顺利进行。经纱上浆所用浆料有天然浆料如淀粉、野生淀粉，化学浆料如聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸（PAA），纤维素制剂如羧甲基纤维素（CMC）等。上浆液中还加入其他成分如防腐剂、柔软剂、吸湿剂、减磨剂等。经纱上浆率的高低和纤维的质量、纱支、密度等有关，纱支细、密度大的织物，经纱上浆率高些，一般织物上浆率4%～8%。（1）酶退浆酶的本质是蛋白质，是一种生物催化剂。酶的作用效率高，作用条件缓和，不需要高温高压等剧烈条件，作用快速。但酶具有作用专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学物质。例如淀粉酶只能催化淀粉水解成糊精和低聚糖。（2）碱及碱酸退浆热的稀烧碱溶液可以使各类浆料发生溶胀，还能增加一些浆料的溶解性，使浆料与纤维的黏着变松，在机械作用下较易洗除大部分浆料，碱退浆率达50%～70%。碱退浆操作是在烧毛后灭火槽内浸轧碱液，槽内碱液浓度3～5g/L，温度80～85℃。轧去多余碱液后的织物进入导布圈成为绳状，再在绳状轧洗机上第二次轧碱，碱液浓度5～10g/L，温度70～80℃，并含少量润湿剂。然后堆在退浆池内，保温保湿堆置6～12h。碱退浆后必须经热水、冷水充分洗涤，尤其PVA浆更宜勤换洗液，避免PVA浓度增加再黏附在织物上。碱退浆后经过水洗，再浸轧5g/L硫酸液，然后堆置约lh，充分水洗净。此法称为碱酸退浆法，用于含杂质较多的低级棉布及紧密织物如府绸等棉织物。碱酸退浆对去除棉纤维杂质及矿物质效果较好，并能提高半制品白度及吸水性。碱酸法退浆率达60%～80%。3．煮练退浆洗净后的织物即可进入煮练工序。煮练是棉及棉型织物前处理工艺中主要工序，因为棉纤维伴生物、棉籽壳及退浆后残余浆料都必须通过煮练除去。使织物获得良好的润湿性及外观，以利后加工顺利进行。（1）煮练液成分及其作用●烧碱是棉及棉型织物煮练的主要用剂，在较长时间热作用下，可与织物上各类杂质作用，如脂肪蜡质被碱及其生成物皂化乳化，果胶质生成果胶酸纳盐，含氮物质水解为可溶性物，棉籽壳膨化容易洗掉，残余浆料进一步溶胀除去。为了加强烧碱的作用，在练液中还需加入亚硫酸氢钠、水玻璃、磷酸三钠和润湿剂。亚硫酸氢钠作用是防止煮练时纤维素被空气氧化，还可协助烧碱除去木质素。水玻璃能吸附和凝集练液中铁质及杂质，避免在织物上产生钙渍及防止杂质重新吸附在织物上，还能增加织物的白度和润湿性；水玻璃用量不能过多，否则将影响织物的手感。磷酸三钠是软水剂。润湿剂能使织物煮练匀透，可选用耐碱、耐酸、耐硬水、耐高温作用的表面活性剂，如红油、渗透剂ABS，平平加等。如将非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂拼混应用（如渗透剂JFC与ABS拼混），有较好协同效果。（2）煮练设备与工艺棉布煮练依织物加工形式不同有绳状与平幅两种。两种加工形式中又有间歇式和连续式之分。间歇式加工中绳状加工以煮布锅为代表，平幅加工以轧卷式练漂机为代表，连续式加工中绳状可以绳状汽蒸连续煮练机为代表，平幅以履带式平幅汽蒸煮练机为代表。此外，煮练设备还可分为高温高压式与常压式两种。煮布锅属于高温高压式，其余设备大都为常压式。高温高压式煮练效果较好，目前平幅连续式高温高压设备尚不成熟。①煮布锅煮练：煮布锅是使用较早的一种间歇式煮练设备，目前已逐渐被较新型的煮练设备取代，但因煮练效果较好，仍被一些工厂用于纯棉及维棉混纺织物的煮练。煮布锅煮练的工艺流程如下：轧碱→进锅堆布→煮练→水洗→出布。煮布锅的缺点是生产周期长，操作繁复，劳动强度大，生产率低，虽然煮练质量较好，但因上述缺点难以克服，目前新建印染厂很少采用。②绳状汽蒸连续煮练机：是一组联合机，由多台绳状轧洗机、绳状汽蒸容布器等组成。汽蒸容布器箱体由上部直箱与下部弯箱组成。容布量应考虑能堆放汽蒸1.5h左右。直箱顶部布一对六角轮，牵引织物落入箱中，六角轮下部有一对摆布斗，使织物按纵向均匀堆放。箱外还有一能往复摆动的导布瓷圈，使织物按横向均匀堆放。J形箱示总图织物在容布器前的管形加热器中用饱和蒸汽喷射加热，加热后织物温度迅速提高，并带有饱和蒸汽进入容布箱体进行汽蒸堆置。绳状连续汽蒸煮练工艺流程如下：轧喊→汽蒸→轧碱→汽蒸→水洗。绳状汽蒸煮练的优点是能够连续生产，生产周期短，生产率高，劳动强度低，用汽量较省，适用于6m2/kg以下的中薄棉织物。该机生产能力高达6000万米/年，一般用于印花布生产量大的大型印染厂。因为是绳状加工，对厚重织物不适用，煮练去杂效果也不如煮布锅，而且整机占地面积较大。③履带式汽蒸煮练机：履带式汽蒸煮练机有导辊履带式及平板履带式两种机型，以后者使用较广泛。此机结构简单，操作方便，织物不易擦伤。由于堆积布层较薄，折痕程度轻，张力也小，汽蒸效果较好。全机由浸轧槽、履带式汽蒸箱及平洗槽等组成。织物浸轧煮练液后进入汽蒸箱，先在上下导辊间运行，受饱和蒸汽汽蒸，使织物温度升高，最后由履带运到出布口处，由出布辊牵引出蒸箱，完成煮练。平板式履带由多孔或多缝的不锈钢长条形薄板连成履带，围绕在箱底的一排辊筒上，辊筒缓缓转动，带动履带低速向前移动，堆在履带上的织物也随之向前移动。此机对于厚薄织物都适用，是目前棉印染厂中较为广泛使用的一种煮练设备。平幅汽蒸连续煮练机工艺流程如下：轧碱→（湿蒸）→堆置履带上汽蒸→水洗。为适应前处理高速、高效的要求，履带式煮练机仍在发展中，目前有多导辊汽蒸加双层履带式，车速可达159m/min。还有蒸煮结合的液下履带式。延长织物汽蒸时间并结合煮练，可以提高煮练效果。棉布的煮练效果可用毛细管效应（简称毛效）来衡量。测试时将煮练后洗净干燥的织物一端垂直浸在水中，测量30min后水在织物上上升高度，即为毛效。一般要求达到8～10cm/30min。4．漂白经过煮练，织物上大部分天然及人为杂质已经除去，毛细管效应显著提高，已能满足一些品种的加工要求。但对漂白织物及色泽鲜艳的浅色花布、色布类，还需要提高白度，因此需进一步除去织物上的色素，使织物更加洁白。再就是织物虽经过煮练，尤其是常压汽蒸煮练，仍有部分杂质如棉籽壳未能全除去，通过漂白剂的作用，这些杂质可以完全去掉。棉印染厂广泛使用次氯酸盐、过氧化氢等氧化性漂白剂。对棉及棉型织物漂白，过酸类化合物如过硼酸钠、过醋酸、过碳酸钠等也偶有应用，亚氯酸钠多用于合成纤维及其混纺织物的漂白。通常将次氯酸盐漂白简称为氯漂，过氧化氢漂白简称为氧漂，亚氯酸钠漂白简称为亚漂。（1）次氯酸盐漂白①常用次氯酸盐有漂白粉和次氯酸