低温氧漂前处理技术9-40

罗维新  李春光  刘跃霞  王力民  尹冲

华纺股份有限公司技术中心 

原载：第九届全国染整前处理学术讨论会论文集；344-349

 

【摘要】本文简要介绍了低温氧漂关键技术中冷堆工艺的优化，活化剂用量与双氧水用量对于织物漂白白度的影响，从而得出大车冷堆加低温氧漂、低温煮练加低温氧漂的最佳工艺参数，将双氧水的漂白温度从98-100℃降低到80℃漂白，节能减排，实现纺织品加工技术的提升。

【关键词】复合酶；冷堆；活化剂；低温煮练；低温氧漂

 

前  言

传统前处理工艺（高温退煮漂）前煮后漂，煮练漂白工序在温度102℃的蒸箱中处理50分钟，需要大量的蒸汽，能耗高，污水排放量大同时织物强力损失大且存在氧漂破洞的风险。低温氧漂前处理工艺突破了双氧水活化剂的低温制备关键技术，解决双氧水低温条件下分解速率慢，漂白效率低的问题，将双氧水的漂白温度从98-100℃降低到80℃漂白，避免了漂白过程中保温100℃需要的大量蒸汽，节能减排，低碳经济。低温漂白技术的研发及产业化推广符合国家十一五规划《纺织工业调整和振兴规划》中提出的印染行业节能减排要取得明显成效，实现单位增加值能耗年均降低5%，水耗降低7%，废水排放量年均降低7%，为印染行业的技术提升和可持续发展起到了积极地推动作用。

低温漂白关键技术对于较易处理织物采用生物酶冷堆退浆技术，通过复配、增效达到对棉籽壳的有效破坏，实现纺织品的煮练漂白一浴法加工技术，在保证织物白度和棉籽壳去除的基础上，达到织物的低温漂白；对于较难处理的厚重织物采用化学法低温煮练和低温漂白技术，达到织物退浆漂白的目的。低温漂白技术降低纺织品漂白过程中的能耗和污染物排放，达到少碳低能耗、低排放、低污染的工艺标准，避免了传统煮练工艺中对蒸汽的高要求，节能效果明显，单位产品能耗降低30%以上，节水10%，减少废水排放10%。现对低温漂白关键技术进行阐述。

1  实验部分

1.1  实验织物：C40X40  120X90  105〞

C60X40  173X120   102〞

1.2  实验助剂：冷堆复合酶001  增效助剂  高效渗透剂  稳定剂DTP  精练剂  活化剂DZ-1  去蜡剂A  亚硫酸钠  双氧水（27.5%）烧碱

1.3 指标测试

断裂强力：参照ASTMD5034-95（2001）《纺织品  断裂及延伸性测试》

撕破强力：参照ASTMD1424-96（2001）《纺织品  冲击摆钟法测定织物的撕破强力》

白    度：参照DATACOLOR  测试仪CIE 的白度测定

毛    效： 取2×20cm布条订在毛效架上，布的一端垂直侵入水中1cm，水沿着布条方向向上爬升，记录1分钟、5分钟和30分钟后水位上升的高度取最低值

干/湿摩牢度：参照AATCC8-2005《纺织品  色牢度实验  耐摩擦色牢度》

原变/白沾牢度：参照AATCC61-2005《纺织品  色牢度实验  耐洗色牢度》

1.4  工艺流程：

① 冷堆+低温氧漂：

坯布浸轧复合酶工作液（100%轧余率）→冷堆（40℃打卷，堆置4小时）→三格热水洗（90℃）→冷水洗→轧水（75%轧余率）→浸轧氧漂工作液（100%轧余率）→汽蒸（80℃，30分钟）→三格热水洗（90℃）→冷水洗→烘干→测试指标

② 低温煮练+低温氧漂

坯布三格热水洗（60-70℃）→冷水洗→轧水（75%轧余率）→浸轧煮练工作液（100%轧余率）→温堆（80℃，40min）→三格热水洗（90℃）→冷水洗→轧水（75%轧余率）→浸轧氧漂工作液（100%轧余率）→汽蒸（80℃，30min）→三格热水洗（90℃）→冷水洗→烘干→测试指标

1.5  冷堆工艺处方的优化

选择不同复合酶用量对于C40X40  120X90冷堆处理4小时，进行80℃低温漂白后测试半成品物理指标见表1.

表1  复合酶用量对织物处理效果的影响

复合酶（g/L）

2

4

6

8

增效助剂（g/L）

3

3

3

3

白度（CIE）

75

78

77.5

78.2

毛效（cm/30min）

8.5/7.3

10.4/9.1

10.5/9.3

10.4/9.5

退浆级别

3

5

5

5

棉籽壳

少量

通过

通过

通过

复合酶001包含去除淀粉浆的淀粉酶，去除油蜡质的脂肪酶，去除棉纤维绒毛的纤维素酶，去除果胶质的果胶酶，以及对于棉籽壳具有膨化、松散、去除功能的角质酶，其中果胶酶与角质酶的复配增加了棉纤维素纤维的润湿性能，使织物在瞬时间内“吸取”工作液，达到处理的目的。分析表1可知，随着复合酶用量的增加，半成品物理指标白度、毛效、退浆级别、布面洁净程度均有改善，在复合酶用量达到4g/L时，织物白度达到78，30分钟毛效达到10.4/9.1cm，退浆级别达到5级，布面棉籽壳达到染色要求，继续增加复合酶用量半成品物理指标提高不大，因此，综合考虑半成品物理指标及成本因素，选择复合酶用量4g/L。

1.6  氧漂工艺活化剂用量的优化

使用复合酶冷堆后的半成品进行活化剂用量实验，选择不同用量活化剂DZ-1，稳定剂2 g/L，渗透剂3 g/L，双氧水（30%）30g/L，pH=11，二浸二轧，带液率100%，80℃温堆40分钟测试半成品物理指标见表2。

表2  不同活化剂用量对半成品白度的影响

活化剂用量g/L

0

0.5

1.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10

织物白度（CIE）

60.3

65.7

69.8

74.3

77.5

76.2

77

77.8

双氧水残余率%

35%

30%

20%

15%

13%

13.5%

12%

10%

通过分析表2可知：随活化剂DZ-1用量的不断增加，织物的白度逐渐上升，当用量超过2g/L后，织物白度增加的趋势变缓，用量达到4g/L时，织物白度达到77.5，且双氧水分解在允许的范围内（10-15%），继续增加用量，织物白度变化不大。结合成本考虑，活化剂DZ-1用量为2-4g/L，能基本满足漂白需求。对于漂白要求较高的织物，可适当增加活化剂的用量。

1.7  氧漂工艺双氧水用量的优化

使用复合酶冷堆后的半成品进行双氧水优化用量实验，选择不同用量双氧水，稳定剂2 g/L，渗透剂3 g/L，活化剂4g/L，pH=11，二浸二轧，带液率100%，80℃温堆40分钟测试半成品物理指标见表3。

表3  双氧水用量对织物白度的影响

双氧水用量（100%）g/L

5

7

9

11

13

织物白度（CIE）

69.8

73.1

77.8

78.2

83.5

通过分析表3可知：随着双氧水用量的不断增加，织物的白度逐渐上升，当用量超过7g/L后，织物白度增加的趋势变缓，用量达到9g/L时，织物白度达到77.8，继续增加用量，织物白度变化不大，并且双氧水用量太大时存在氧漂破洞的潜在风险，因此，本实验中选择双氧水用量7-9g/L。

1.8  低温氧漂温度的优化

活化剂DZ-1用量2 g/L，稳定剂2 g/L，渗透剂3 g/L，双氧水（30%）30 g/L，pH=11，二浸二轧，带液率100%，堆置时间40分钟，堆置温度分别为：60℃、65℃、70℃、75℃、80℃和85℃，测试半成品白度见表4。

表4  蒸箱温堆温度对半成品白度的影响

温度℃

60

65

70

75

80

85

织物白度（CIE）

62.6

64.3

66.7

68.1

72.5

72.8

通过分析表4可知：随堆置温度的提高，织物的白度逐渐增加，但80℃和85℃时获得的白度数据基本近似。综合考虑能耗和织物白度指标，优选80℃作为漂白温度

1.8  大车低温氧漂工艺

根据以上实验数据制定大车低温氧漂工艺处方及汽蒸温度和时间见表5.

表5：大车低温氧漂工艺处方

工艺

冷堆+低温氧漂

低温煮练+低温氧漂

织物

C40X40 120X90

C60X40 173X120

工艺

处方

炼

复合酶冷堆工艺：

低温煮练工艺：

复合酶001     4g/L

增效助剂      3g/L

40℃，堆置4h

烧碱          40g/L

去蜡剂A      6g/L

精练剂        4g/L

高效渗透剂    2g/L

亚硫酸钠      4g/L

80℃汽蒸40min。

漂

低温氧漂工艺：

低温漂白工艺：

高效渗透剂    4g/L

稳定剂DTP    3g/L

活化剂DZ-1   3g/L

精练剂        15g/L

双氧水（30%）30g/L

80℃，汽蒸30min。

高效渗透剂    4g/L

稳定剂DTP     3g/L

活化剂DZ-1    4g/L

精练剂         15g/L

双氧水（30%） 30g/L

80℃，汽蒸30min。

白度（CIE）

78

78.5

毛效cm/30min

10.2/9.2

11/9.5

强力损失%

11.1

10.8

退浆级别

6-7

6-7

棉籽壳

无

无

万米COD（Kg）

187

235

对于纯棉高支高密织物，由于经纬密度大，传统前处理（退煮漂）高温汽蒸工艺中纤维溶胀剧烈容易形成细折子及履带印，低温氧漂工艺缓和了纤维溶胀剧烈的问题，杜绝了织物的细折子及履带印问题，有利于产品质量的提升。

本实验中提供的双氧水活化剂DZ-1主要考虑双氧水的有效分解效率和织物实际漂白白度以及对织物强力损失的平衡关系，提供了双氧水的活化反应达到最佳状态的作用环境。在低温条件下双氧水缓慢、有效分解，从而双氧水不会对纤维形成潜在损伤，杜绝了令技术人员头疼的氧化破洞问题。由于双氧水浓度的提高最大化的增加了织物的白度，有利于浅色品种及鲜亮颜色的染整。 低温练漂工艺中加入去蜡剂A，其出色的分解乳化性能避免了低温状态下出现织物防染的现象。低温练漂工艺使整个工序有了较低的操作要求，使整个工序具备更高的吸光度和产生最大化的漂白效果，从而最低限度的降低对纤维的损伤，降低了履带箱中横向起皱的危险性，减少了对水、能源、化学助剂的消耗，降低了成本，减少煮练工序缩短加工时间，降低了残留的液体数量，减少了废水的生成量和对环境的污染。分析表5中的数据可知，织物白度在78以上，毛效较好，符合中浅色织物的染色要求；强力损失保持在11%以内，远低于传统前处理工艺中15-20%的强力损失；退浆级别6-7级，布面棉籽壳不明显，达到浅色织物染色要求，COD排放低于传统前处理工艺的250Kg/万米指标。

1.9  染色效果对比

取两种退浆工艺处理的半成品进行同一条件下的丝光整理，在化验室仿染小样测试色牢度和利用Datacolor电脑测配色测试色样表观深度、色相见表2。

小样工艺流程：浸轧染液→烘干→浸轧汽蒸固色液→汽蒸（100℃X60秒）→水洗→皂洗→水洗→烘干

活性染料染色小样工艺：蓝色、咖啡、深蓝工艺：

         活性染料           X g/L

         尿素               30 g/L

         匀染剂             2 g/L

         防泳移剂           10 g/L

汽蒸工艺处方：    

         食盐            200 g/L

         纯碱            20 g/L

         烧碱            3 g/L

还原染料染色小样工艺：绿色

     还原染料        X g/L

     防泳移剂        10 g/L

    汽蒸工艺处方：  

保险粉          30 g/L

     烧碱（100%）30 g/L                                    

表2  两种工艺的半成品染色指标对比（色牢度：级）

 

 

 

原变

白沾

干摩

湿摩

L值

a值

b值

C40X40

蓝色

传统工艺

3.5

4（棉）

4

2

20.18

2.44

-11.00

低温工艺

3.5

4（棉）

4

2

19.01

2.49

120X90

咖啡

传统工艺

3

4（棉）

3

3

27.73

7.64

8.95

低温工艺

3.5

4（棉）

4.5

3

25.30

7.81

8.26

C60X40

绿色

传统工艺

3.5

4（均）

4.5

4

56.02

-28.93

0.76

低温工艺

3.5

4（均）

4.5

4

55.25

-29.47

0.71

173X120

深蓝

传统工艺

3.5

4（棉）

4

2

18.22

1.98

-10.23

低温工艺

3.5

4（均）

4

2

16.45

2.01

-10.0

（L值：深浅值即得色量，0为黑100为白，越大越浅；a值：红绿值，正值为红负值为绿；b值：黄蓝值，正值为黄负值为蓝）

通过分析表2可知：低温练漂前处理工艺处理的织物半成品染色后其色牢度与传统前处理工艺处理的半成品染色后织物的色牢度基本相当，其中某些颜色的色牢度表现的稍高一点，例如咖啡色的原样变色牢度高了0.5级，还原染料染色的蓝绿色的沾色牢度高了0.5级。低温练漂工艺增加了织物的毛效，有利于染料的吸附和扩散，使得得色量提高，同一工艺染色低温练漂工艺后的半成品染色深度提高5-10%，色相基本一致，有利于染料成本的降低。

2  结  语

2.1  棉型织物低温漂白关键技术采用复合酶冷堆及突破了双氧水活化剂的低温制备关键技术，解决双氧水低温条件下有效地分解速率，平衡织物的漂白白度与强力损失关系，有效解决双氧水的漂白温度从98-100℃降低到80℃漂白，避免了漂白过程中保温100℃需要的大量蒸汽，节能减排，低碳经济。

2.2  低温漂白关键技术根据织物形态不同设计不同的工艺流程和工艺参数，最大化的节能减排，同时消除了高温下高支高密织物容易形成履带印的可能性，消除了碱斑的发生，消除了浓度较高的碱氧在高温下对纤维的损伤，最大化的保持了织物的强力，强力损失保持在11%以内；同时增加了织物的毛效，有利于染料的得色量提升，实现特深色的染整。