棉织物的复合茶皂素前处理9-69
刘瑞宁1 刘 阳2 崔淑玲2 1.河北宁纺集团 2.河北科技大学
原载：第九届全国染整前处理学术讨论会论文集；503-507
【摘要】采用复合茶皂素（卜公茶皂素）对棉织物进行前处理，优化的卜公茶皂素汽蒸退煮漂一浴工艺为：茶皂素
【关键词】前处理；茶皂素；一浴法；棉织物
0 前 言
茶皂素是从山茶科植物的种子中提取的一种糖式化合物，属皂素类，是一种天然非离子型表面活性剂。其具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能，并且具有消炎、镇痛，抗渗透等药理作用。茶皂素产品为淡黄色的微细粉末，广泛应用于洗涤，毛纺、针织、医药、日用化工行业等生产。
茶皂素应用于棉织物退煮漂一浴法前处理工艺，可替代常规退煮漂三步法工艺中使用的烧碱和双氧水［1］，具有缩短工艺流程、减少水和能源消耗、降低废水中BOD 和COD 排放等特点，是实现高效、节能、环保棉织物前处理的有效途径，已引起印染行业的广泛关注。
本试验采用复合茶皂素（卜公茶皂素）对棉织物进行退煮漂一浴前处理，分析了复合茶皂素的作用机理、应用效果和可操作性，为茶皂素短流程前处理工艺的推广提供参考。
1 试 验
1.1 材料、药品和仪器
材料 18.2 tex/18.2 tex+19.5 tex，551根/
仪器 均匀小轧车（厦门瑞比公司），WD80 白度仪（东莞市威顿试验设备有限公司），YGB871 型毛细管效应测定仪、YGB026E-250 型电子织物强力仪（温州市大荣纺织仪器）
1.2 前处理工艺
工艺流程 浸轧（多浸多轧，
（1）常规碱氧处方/（g/L）
GJ-101双氧水稳定剂 4
30% 氢氧化钠 30
精练剂YS198 6
渗透剂JFC 5
27.5% 双氧水 12
（2）复合茶皂素处方/（g/L）
双氧水稳定剂 GJ-101 4
精练剂 YS198 6
渗透剂 JFC 5
复合茶皂素（卜公茶皂素） 40
1.3 测试方法
（1）白度 将处理后的棉布折叠成8层（织物纹路方向尽可能一致，并保持平整），测量3个不同部位，取平均值。
（2）毛效 按FZ/T01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》进行。
（3）强力 按GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》进行。
2 结果与讨论
2.1 纯品茶皂素与复合茶皂素的对比
纯品茶皂素［图1（a）］为淡黄色无定形粉末，易飘浮在空气中而刺激鼻黏膜，难溶于冷水，易溶于热水，其水溶液呈茶褐色，pH 值为5～7。复合茶皂素［图1（b）］为白色固体小颗粒，含有过碳酸钠、纳米TiO2、茶皂素和甲壳糖等物质［2］，不溶于冷水，加热后可逐渐溶解，其水溶液呈强碱性，pH 值为13～14。
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图1 纯品茶皂素和复合茶皂素的对比 |
2.1.2 前处理效果
按照1.2节工艺，分别采用两种茶皂素（纯品和复合）进行退煮漂一浴法前处理，结果见表1。
表1 纯品茶皂素与复合茶皂素的前处理效果
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|
白度 |
毛效/（cm/30 min） |
强力/N |
|
纯品茶皂素工艺 |
51.5 |
6.6 |
366 |
|
复合茶皂素工艺 |
85.4 |
8.9 |
406 |
由表1可知，纯品茶皂素处理织物的白度、毛效、强力都远不如复合茶皂素，这说明复合茶皂素中的各类物质分别对织物前处理起到不同的作用。
2.2 复合茶皂素的作用机理
复合茶皂素中含有过碳酸钠、纳米TiO2、茶皂素和甲壳糖等物质，各组分的作用机理如下：
（1）过碳酸钠的作用
过碳酸钠在水中会发生如下反应：
2Na2CO3·3H2O2 = 2Na2CO3 + 3H2O2
H2O2 = H2O + ［O］
因此，过碳酸钠兼有漂白性和碱性双重性质，适用于棉织物的煮漂工艺。
（2）甲壳糖的作用
甲壳糖具有吸附絮凝作用，因而它既可以通过络合吸附前处理液中的金属离子，起到漂白稳定剂的作用，又可以将织物上的浆料等杂质絮凝包覆起来，防止返沾。
（3）纳米TiO2的作用
纳米TiO2具有特殊的催化作用，能清除甲醛等杂质，杀菌抑菌，吸收远红外线、屏蔽紫外线等作用，其在纺织印染领域有着广泛应用。此外，TiO2既具有较高的反射率，又具有较高的不透明度和白度。在前处理过程中加入TiO2，既有助于提高棉织物的白度和光泽度，又有利于杂质的清除。
（4）茶皂素的作用
茶皂素特殊的化学结构，使其在乳化、分散、湿润、发泡、稳泡、去污等方面具有良好的活性，是一种性能优良的天然表面活性剂［3］。所以，茶皂素应用在印染前处理中，可以大大提高棉纤维的吸水能力，去除织物污垢，提高织物光泽和手感。
2.3 复合茶皂素前处理工艺的优化
复合茶皂素用量是影响织物前处理效果的主要因素之一，不同复合茶皂素用量的前处理结果见表2。
表2 复合茶皂素用量对前处理效果的影响
|
茶皂素用量/（g/L） |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
白度 |
78.3 |
79.3 |
82.8 |
83.5 |
83.8 |
|
毛效/（cm/30 min） |
7.3 |
7.4 |
10.1 |
10.0 |
9.7 |
|
强力/N |
397 |
415 |
422 |
431 |
407 |
表2中，随着复合茶皂素用量的增加，处理棉织物的白度、毛效和强力均有所增加，其用量超过
改变汽蒸时间进行前处理，结果见表3。
表3 汽蒸时间对前处理效果的影响
|
汽蒸时间/min |
40 |
50 |
60 |
|
白度 |
82.5 |
83.3 |
83.7 |
|
毛效/（cm/30 min） |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
|
强力/N |
417 |
430 |
428 |
由表3可知，随着汽蒸时间的延长，处理织物的白度、毛效和强力的变化很大。综合考虑，汽蒸时间选择50～60 min。
试验过程中发现，采用复合茶皂素工艺对棉织物进行前处理时，对油污的处理效果不理想，因而考虑在工艺中加入精练剂，以期达到更好的前处理效果。改变精练剂用量进行试验，结果见表4。
表4 精练剂用量对前处理效果的影响
|
精练剂/（g/L） |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
白度 |
83.3 |
83.1 |
82.8 |
83.8 |
|
毛效/（cm/30min） |
9.7 |
9.8 |
11.1 |
11.0 |
|
强力/N |
428 |
419 |
412 |
406 |
表4中，精练剂的加入有助于提高处理织物的毛效，进一步去除残余浆料、油污及棉纤维上的伴生物，获得更好的前处理效果。因此，精练剂用量为
在复合茶皂素工艺中加入双氧水稳定剂，试验结果见表5。
表5 双氧水稳定剂用量对前处理效果的影响
|
稳定剂/（g/L） |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
白度 |
84.3 |
84.3 |
86.8 |
86.6 |
|
毛效/（cm/30min） |
10.9 |
10.6 |
9.9 |
11.2 |
|
强力/N |
420 |
405 |
414 |
397 |
由表5可知，加入双氧水稳定剂可有效提高处理织物的白度，其用量以
综上分析，优化的复合茶皂素汽蒸退煮漂一浴工艺为：复合茶皂素
2.4 复合茶皂素工艺与常规工艺对比
分别采用优化的复合茶皂素工艺与传统烧碱/双氧水一浴工艺对棉织物进行前处理，结果见表6。
表6 复合茶皂素工艺与常规碱氧工艺的对比
|
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白度 |
毛效/（cm/30 min） |
强力/N |
|
复合茶皂素工艺 |
86.0 |
9.2 |
424 |
|
烧碱/双氧水工艺 |
84.1 |
8.9 |
412 |
由表6可知，复合茶皂素棉织物前处理的效果稍好于传统烧碱/双氧水工艺的处理效果。
3 结 论
（1）卜公茶皂素是一种复合茶皂素，其含有过碳酸钠（固体双氧水及碱剂）等多种有效组分，可替代传统的烧碱和双氧水应用于棉织物退煮漂一浴前处理工艺中。试验表明，其前处理效果优于传统碱氧工艺，并可节约烧碱和双氧水的用量，减少纤维损伤，且工艺简单、操作方便，有利于前处理清洁生产。
（2）优化的卜公茶皂素前处理一浴工艺为：茶皂素
（4）卜公茶皂素退煮漂汽蒸一浴工艺属于短流程前处理，实际生产中要注意以下方面操作：工作液对织物要充分渗透，应选用高效渗透剂和专用高给液设备；汽蒸前应对织物进行1 min 以上的预蒸，以利于减少压皱印和提高煮练效果；汽蒸之后要强化水洗，水洗温
度应控制在
参考文献：
［1］刘昭雪，陈光洁，何依利.棉织物茶皂素前处理工艺［J］.印染，2009，35（17）：17-20.
［2］张星海，杨贤强.茶皂素性质及应用研究近况［J］.福建茶叶，2002，（2）：17-19.
［3］尚龙安.固体双氧水［J］.广东化工，1990，（2）：39-41.