一种棉针织物练漂、染色、皂洗全流程低温染整加工工艺

技术领域

本发明是一种棉针织物练漂、染色、皂洗的全流程低温染整加工工艺，属于织物染整加工领域。

背景技术

传统的棉针织染色加工通常先进行95-100℃高温练漂，60℃染色后再进行90-95℃高温皂洗，以达到充分去除棉纤维上的杂质和染后浮色的目的。这种工艺耗能高，织物失重大，排污严重，手感粗糙，布面折痕和擦伤明显，存在严重的能耗和环保问题。

低温工艺是棉针织染整加工的一个很重要的发展方向，例如低温练漂，低温皂洗等，从最初80℃工艺到现在的60℃加工已经有很多的研究，也有比较成熟的工艺，可以取得与传统工艺相当甚至更好的加工效果。通过我们进一步的研究发现，设计应用合适的低温加工过程，除了降低能耗之外，还能减少排污，同时可使棉纤维上天然物质得到充分利用，进而获得优异的手感、较少的失重和理想的布面效果，这种全流程低温加工的作用是常规高温处理过程无法得到的；仅用低温前处理，后续过程高温加工也难以取得。这一结果将会改变棉织物练漂工艺的发展理念。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种棉针织物练漂、染色、皂洗全流程低温染整加工工艺，至少包括工艺流程：低温练漂、低温洗水、低温染色、低温皂洗，其中低温练漂的工艺配方为：

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40～70℃，保温30～120min，排液，40～70℃洗水10min，冷水洗。

所述的染色工艺：

活性染料                  ≤5.0%，（O.W.F,对织物重量百分比）

Na₂SO₄                     10-50.0g/L

Na₂CO₃                     5-20.0g/L

浴比1:5-20，10-30℃入布，1-3℃/min升温到40-70℃，保温30-80min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

所述的低温皂洗工艺为：

低温皂洗剂DM-1542       0.2～2.0g/L

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40～70℃，保温10～30min，排液，冷水洗。

本发明的另一个目的在于提出一种棉针织物练漂、染色、皂洗全流程低温染整加工工艺，至少包括酶精练、低温练漂、低温水洗、低温染色、低温皂洗，其中酶精练、低温练漂的工艺配方为：

A)酶精练

高浓精练剂DM-1361              0.2～1.0g/L

精练酶DM-8654                  0.3～2.0g/L

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40～70℃，保温30～60min，转低温练漂；

B)低温练漂

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40～70℃，保温30～120min，排液，40～70℃洗水10min，冷水洗。

同样，所述的染色工艺为：

活性染料                          ≤5.0%(O.W.F,对织物重量百分比)，

Na₂SO₄                             10-50.0g/L

Na₂CO₃                             5-20.0g/L

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40-70℃，保温30-80min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

所述的低温皂洗工艺为：

低温皂洗剂DM-1542              0.2～2.0g/L

浴比1:5-20，10-30℃入布，2℃/min升温到40～70℃，保温10～30min，排液，冷水洗。

相比现有技术，本发明在染色效果和织物强力方面与传统工艺相当，而在能耗、织物失重、手感、COD排放等方面较传统工艺有明显的优势，具体结果如下：

采用低温练漂工艺，白度值60%以上，无毛效，能耗降低45.8%，织物失重量减少1.8%，手感柔软，COD值减排26.3%；

生物化学法低温练漂工艺，白度值70%以上，毛效5.5cm/30min，能耗降低36.0%，织物失重量减少0.9%，手感柔软，COD值减排12.5%；

低温工艺对整体的布面效果也有改善，布面的毛羽、折痕和擦伤较传统工艺减少，在用水量方面，低温工艺因为无需降温，所以可以节省大量的冷却水。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步的描述，并与传统工艺的效果进行比较。

实验材料

18.3tex精梳纯棉双面针织坯布（克重180g/m²，中国广州美名纺织有限公司织造）

药品

精练酶DM-8654、高浓精练剂DM-1361、双氧水活化剂DM-1430、低温练漂促进剂DM-1372、双氧水稳定剂DM-1404、低温皂洗剂DM-1542、防沾色皂洗剂DM-1572（上述助剂均为广东德美精细化工股份有限公司生产），H₂O₂（AR，含量30%），NaOH（工业级），Na₂SO₄（AR），Na₂CO₃（AR），以上化学品均由广东西陇化工股份有限公司生产

仪器

全能型试色机（厦门瑞比精密机械有限公司）；毛效测试仪（山东省纺织科学研究院），HunterLabultrascan VIS（1307）分光测色仪（美国，HunterLab）；YG026PC型电子织物强力机（温州方圆仪器有限公司）；5B-6（C）型三参数测定仪（连华科技）。

实施例1，

工艺流程：低温练漂→低温洗水→低温染色→低温皂洗

低温练漂：

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到40℃，保温120min，排液，40℃洗水10min，冷水洗。

低温染色：

活性红3BS       2.0%（O.W.F）

Na₂SO₄          50.0g/L

Na₂CO₃          20.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到60℃，保温60min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

低温皂洗：

低温皂洗剂DM-1542           2.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到40℃，保温30min，排液，冷水洗。

实施例2，

工艺流程：低温练漂→低温洗水→低温染色→低温皂洗

低温练漂：

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到70℃，保温30min，排液，70℃洗水10min，冷水洗。

低温染色：

活性黄3RS                   1.5%（O.W.F）

Na₂SO₄                       50.0g/L

Na₂CO₃                       20.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到60℃，保温60min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

低温皂洗：

低温皂洗剂DM-1542           0.2g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到70℃，保温10min，排液，冷水洗。

实施例3，

工艺流程：酶精练→低温练漂→低温洗水→低温染色→低温皂洗

低温练漂：

A>酶精练

高浓精练剂DM-1361           0.2g/L

精练酶DM-8654               0.3g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到70℃，保温30min，转低温练漂。

B>低温练漂

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到70℃，保温30min，排液，70℃洗水10min，冷水洗。

低温染色：

活性翠兰KN-G  1.6%（O.W.F）

Na₂SO₄         50.0g/L

Na₂CO₃         20.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到60℃，保温60min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

低温皂洗：

低温皂洗剂DM-1542            0.2g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到70℃，保温10min，排液，冷水洗。

实施例4，

工艺流程：酶精练→低温练漂→低温洗水→低温染色→低温皂洗

低温练漂：

A>酶精练

高浓精练剂DM-1361             1.0g/L

精练酶DM-8654                 2.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到40℃，保温60min，转低温练漂。

B>低温练漂

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到40℃，保温120min，排液，40℃洗水10min，冷水洗。

低温染色：

活性黑KN-B     1.8%（O.W.F）

Na₂SO₄         50.0g/L

Na₂CO₃         20.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到60℃，保温60min，排液，冷水洗，中和，皂洗。低温皂洗：

低温皂洗剂DM-1542            2.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到40℃，保温30min，排液，冷水洗。

比较实施例及传统工艺之效果

传统工艺加工流程：

98℃练漂→90℃洗水→60℃染色→95℃皂洗

⑴98℃练漂

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到98℃，保温45min，降温到80℃，排液，90℃洗水10min，冷水洗，中和，除氧。

⑵60℃染色

活性红3BS                      2.0%（O.W.F）

Na₂SO₄                         50.0g/L

Na₂CO₃                         20.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到60℃，保温60min，排液，冷水洗，中和，皂洗。

⑶95℃皂洗

防沾色皂洗剂DM-1572             1.0g/L

浴比1:10，30℃入布，2℃/min升温到95℃，保温20min，排液，冷水洗。

主要测试项目及方法

①双氧水含量测试按照标准：GB-1616-88工业过氧化氢

②双氧水分解率（R）按照以下公式计算：

R（%）=（C_初始-C）/C_初始×100%

③白度值，按照CIE标准，用ColorQuest XE分光测色仪在下测定，光源D65/10。

④毛细管效应按照标准：FZ／T01071—2008纺织品毛细效应试验方法（测试时间：30min）。

⑤织物失重测试

用电子分析天平分别称取织物处理前的质量M₁和处理后的质量M₂，称取质量之前先在温度为20℃±2℃、相对湿度为65%±3%的标准大气中调湿24H后再称，失重率按公式（1）计算：

失重率（%）=（M₁-M₂）/M₁×100%......（1）

⑥COD用连华科技5B-6（C）型三参数测定仪测试

该仪器测定化学需氧量（COD）的方法是采用催化快速法。整个的检测分为两大部分，第一部分为水样预处理过程；第二部分为水样比色过程。具体过程如下：取水样、添加D/E试剂、165℃加热10min、冷却、稀释、光度比色检测出值。

⑦蜡质含量测试

按GB/T6504-2008的方法测试，以正已烷为溶剂萃取3小时。

⑧手感测试

5人对布样手感进行评分，分数越高，手感越好，反之，手感越差。

⑨K/S值和△E（CIELAB）用ColorQuest XE分光测色仪测定，光源D65/10。

⑩皂洗牢度按照标准：GB/T3921.3-1997纺织品色牢度试验耐洗色牢度。

干湿摩擦牢度按照标准：GB/T3920—1997纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度。

顶破强力按照标准：GB/T14800-93针织物顶破强力、顶破位移的试验方法测试。

结果与讨论

采用不同工艺流程处理的织物的性能差异及对比分析

分别按照实施例1-4中任意一工艺及传统工艺流程进行练漂加工，然后按照上述相关的检测方法进行测试，结果见表1：

表1、低温工艺和传统工艺练漂后性能指标对比

备注：坯布蜡质含量0.528%

表1的数据分析如下：与传统工艺相比，60℃低温工艺双氧水分解率、白度和毛效相对比较低，织物失重量减少1.9%，蜡质含量保留64.8%，手感比较好，COD值减排35.6%；生物化学法双氧水分解比较低，白度和毛效与传统工艺接近，织物失重量减少0.8%，蜡质含量保留53.4%，手感比较好，COD值减排15.0%。

由此可见，低温工艺在失重率、蜡质含量、处理后手感和COD值排放等方面较传统工艺有明显优势，低温工艺的双氧水分解率明显较传统工艺低，但从白度的数据来看，双氧水的有效利用率要高于传统工艺，生物化学法低温工艺尤为明显，在工艺选用方面，不同的低温工艺可以满足不同染色加工的需要。

将上述练漂后的布样按照实施例中的染色工艺进行处理（不皂洗），然后按照上述相关的检测方法进行测试，结果见表2：

表2、低温工艺和传统工艺染色后（皂洗前）性能指标对比

从表2的数据分析来看：经染色工艺以后，各指标发生了明显的变化，织物的失重量明显减少，棉纤维上的蜡质含量也进一步的降低，手感变差，但整体的趋势没有改变。

低温工艺在练漂阶段蜡质保留量很高，经染色工艺后，洗除的棉蜡比较多，所以其残液的COD值相对比较高，生物化学法低温工艺其次，传统工艺因为练漂阶段大量的杂质均已去除，所以在该阶段其COD值最低。

将上述染后的布样按照上述皂洗工艺进行处理，然后按照上述相关的检测方法对各性能指标进行测试，结果见表3：

表3、低温工艺和传统工艺皂洗后性能指标对比

表3的数据分析如下：与传统工艺相比，低温工艺失重量减少1.8%，蜡质含量保留47.5%，染色效果和顶破强力与传统工艺相当，手感比较好，总COD值减排26.3%；生物化学法低温工艺失重量减少0.9%，蜡质含量保留42.2%，染色效果和顶破强力与传统工艺相当，手感比较好，总COD值减排12.5%。

由此可见，经过低温练漂、低温染色、低温皂洗的全低温流程处理的棉针织物，虽然在双氧水分解率、白度和毛效等指标可能不及传统工艺，但同样可以获得理想的染色效果，而且在织物的失重、手感、蜡质含量、残液COD值等方面较传统工艺均有明显的优势。

升温能耗分析：

按照实施例与传统工艺流程来核算总的升温能耗，具体数据见表4：

表4、低温工艺与传统工艺升温过程中的总能耗分析

1.棉比热：1.021（千焦/公斤布/℃），水比热：4.184（千焦/公斤布/℃），浴比1:10，加工每公斤织物的能耗(千焦)按公式：（1.021+4.184×10）×（t_目标-t_初始）计算。

每千克标准煤的热值为7000千卡（29288千焦）

在染整加工过程中，能耗主要包括：介质水、织物以及设备在升温过程中所吸收的热能、升温过程中设备损失的热能以及保温过程中维持温度恒定的热能。表4中数据仅分析了介质水和织物在升温过程中的能耗，低温工艺降低能耗45.8%，生物化学法低温工艺降低能耗36.0%，节能作用显著。设备损失的热能以及保温过程中维持温度恒定的热能与加工温度的高低有直接关系，温度越高设备散热以及维持温度恒定所需要的能耗也越大，所以传统工艺在这部分的能耗也要远大于低温工艺。