褚維發(fā) ,丁文俊,汪宏玲,朱守誠,劉國慶,徐慶林,廖雅麗,倪鑫宇
(1.合肥市東方美捷分子材料技術(shù)有限公司,安徽合肥 230088;2.安徽藍(lán)天巾被有限公司,安徽合肥 230011)
毛巾織物主要由棉紗經(jīng)織造、漂染、印花、整理制成,棉纖維為天然纖維素纖維,吸濕、保濕性好,手感柔軟,印花或染色產(chǎn)品色澤鮮艷,深受人們青睞。傳統(tǒng)的毛巾織物前處理工藝一般有退漿、煮煉、漂白等多道工序,工藝流程長,耗時長,能耗大,污染大[1]。20 世紀(jì)90 年代初,毛巾織物前處理逐步采用退煮漂一浴法,主要前處理設(shè)備有高溫高壓煮紗鍋、卷染機、溢流機等。這些設(shè)備處理毛巾織物的特點:間歇式生產(chǎn)、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、重演性差,常出現(xiàn)煮煉不透,白度、毛效不均勻的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響后道工序的生產(chǎn)。隨著染整技術(shù)的進(jìn)步,毛巾織物前處理逐步采用連續(xù)軋蒸退煮漂一步法工藝。該工藝節(jié)能節(jié)水,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低[2],產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的[3],是實現(xiàn)毛巾織物前處理工藝高效、節(jié)能和環(huán)保的有效途徑[4]。
隨著環(huán)保意識的增強,消費者對毛巾織物等日用品的健康環(huán)保要求越來越高。毛巾織物在用化學(xué)方法處理時不用或少用熒光增白劑,既降低生產(chǎn)成本,也符合環(huán)保要求,使用更安全。這需要對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行系統(tǒng)升級,其中,開發(fā)高白度前處理劑尤為重要。為了滿足市場需求,合肥市東方美捷分子材料技術(shù)有限公司成功研發(fā)了一種高白度前處理劑。該產(chǎn)品為粉體,具有精煉滲透、氧漂、螯合分散、乳化凈洗、防止再沾污性好等優(yōu)點,能有效提高織物白度,是一種環(huán)保型前處理劑[5]??蓪崿F(xiàn)毛巾織物高白度短流程前處理,達(dá)到理想的前處理效果。本實驗就短流程前處理工藝的制定、各種助劑用量的選擇、工藝條件的控制等問題進(jìn)行研究[6]。
織物:21 支純棉毛巾坯布(安徽藍(lán)天巾被有限公司)。藥品:氫氧化鈉、過氧化氫、高白度前處理劑(合肥市東方美捷分子材料技術(shù)有限公司)。
設(shè)備:壓染樹脂機(南通寶來紡織設(shè)備有限公司),JC101 型電熱鼓風(fēng)干燥箱(南通嘉程儀器有限公司),CMT4000 系列微機控制電子萬能試驗機(深圳市新三思材料檢測有限公司),XT-48B 白度儀(杭州研特儀器有限公司),YG(B)871 型毛細(xì)管效應(yīng)測定儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)。
本實驗采用連續(xù)軋蒸工藝。
工藝配方:高白度前處理劑6~10 g/L,27.5%雙氧水50~70 g/L,堿4~8 g/L,軋余率100%~120%,汽蒸溫度102 ℃,汽蒸時間20~60 min,80~90 ℃熱水洗。
工藝流程:準(zhǔn)備→浸軋工作液(多浸一軋)→汽蒸→熱水洗→冷水洗→烘干→檢測。
白度:將漂白后的毛巾織物折疊4 層,按照GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》測試。在不同位置檢測4個點,取平均值。
吸濕性能:棉布的吸濕性常用毛效來衡量。參照FZ/T 01071—1999《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗方法》測試。將待測織物剪成經(jīng)向30 cm、緯向5 cm 的布條,將布條懸垂在支架上,下端浸入0.5%的重鉻酸鉀水溶液中,在恒溫條件下測定30 min 內(nèi)液體沿布條上升的高度,測4次取平均值。
斷裂強力:將漂白后的織物剪成經(jīng)向30 cm、緯向5 cm 的布條,按照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1 部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》測試。
2.1.1 高白度前處理劑用量
棉纖維中的棉籽殼、木質(zhì)素、色素等都是影響毛巾織物白度的主要因素,高白度前處理劑具有良好的精煉、滲透、乳化、凈洗性能,對雙氧水穩(wěn)定,能有效去除毛巾織物上的雜質(zhì),同時具有防沾污性,能有效提升織物白度。由表1 可知,隨著高白度前處理劑用量的增加,毛巾織物半成品白度逐漸增大,當(dāng)用量增加到9 g/L 時,白度最高,再增加用量,白度沒有變化;毛效逐漸增大,經(jīng)向斷裂強力逐漸下降,纖維損傷增大。當(dāng)高白度前處理劑用量為9 g/L 時,白度最高且毛效和經(jīng)向斷裂強力均達(dá)到生產(chǎn)需求,同時生產(chǎn)成本較低,故確定高白度前處理劑用量為9 g/L。
表1 高白度前處理劑用量對毛巾織物半成品性能的影響
2.1.2 雙氧水用量
雙氧水能破壞色素漂白棉織物,提高織物白度。但在堿性、高溫條件下,雙氧水分解劇烈,無效分解將造成浪費。若在工作液中添加氧漂穩(wěn)定劑,可使雙氧水緩慢分解,提高利用率,達(dá)到漂白毛巾織物半成品的目的。高白度前處理劑中含有氧漂穩(wěn)定劑,具有控制雙氧水分解速率的作用,能顯著提高毛巾織物半成品的白度。由表2 可知,隨著雙氧水用量的增加,毛巾織物半成品白度逐漸增大,當(dāng)用量為65 g/L 時,白度最高,再增加用量,白度不再增加;毛效逐漸增大,達(dá)到最大值12.5 cm 后不再增加;經(jīng)向斷裂強力逐漸下降。綜合考慮白度、毛效、經(jīng)向斷裂強力、生產(chǎn)成本,確定27.5%雙氧水用量為65 g/L。
表2 雙氧水用量對毛巾織物半成品性能的影響
2.1.3 燒堿用量
在高溫條件下,燒堿能使織物上的漿料、棉籽殼等發(fā)生溶脹,溶脹物通過水洗即可去除,從而提高織物白度和毛效。由表3 可知,隨著燒堿用量的增加,毛巾織物半成品白度提高,增加到7 g/L 時白度達(dá)到最高,再增加用量,白度基本不變;毛效逐漸增加;經(jīng)向斷裂強力逐漸下降。在燒堿用量為7 g/L 時,白度達(dá)到最高,毛效和經(jīng)向斷裂強力達(dá)到生產(chǎn)需求,故確定燒堿用量為7 g/L。
表3 燒堿用量對毛巾織物半成品性能的影響
2.1.4 汽蒸時間
由表4 可知,隨著汽蒸時間的延長,白度增大到一定值后不變,毛效逐漸增加,經(jīng)向斷裂強力逐漸下降。汽蒸時間太短,雙氧水反應(yīng)不充分,毛巾織物半成品白度差、毛效低,對纖維的強力損傷不大;汽蒸時間過長,雙氧水已充分分解,對織物白度影響不大,毛效增加,但對強力損傷較大,還會增加生產(chǎn)成本。綜合考慮,汽蒸時間選擇50 min。
表4 汽蒸時間對毛巾織物半成品性能的影響
由表5 可知,前處理助劑直接影響毛巾織物半成品的物理指標(biāo)。通過白度、毛效、經(jīng)向斷裂強力的對比,東方美捷公司的前處理劑相對較好,適用于高白度毛巾織物退煮漂連續(xù)軋蒸加工。高白度前處理劑及其工藝在很多毛巾生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了小試、中試、大試,都獲得了理想的白度效果,能滿足客戶對毛巾高白度的需求。目前,高白度前處理劑及其工藝已在安徽、江蘇、山東、湖北、湖南等地毛巾企業(yè)成功應(yīng)用。
表5 不同廠家前處理對毛巾織物半成品性能的影響
(1)在高白度前處理劑9 g/L、燒堿7 g/L、27.5%雙氧水65 g/L、汽蒸溫度102 ℃、汽蒸時間50 min的條件下,毛巾織物半成品白度最佳,毛效、經(jīng)向斷裂強力均滿足生產(chǎn)需求。
(2)高白度前處理劑在實際生產(chǎn)中能顯著提高毛巾織物半成品的白度,處理后的織物毛效佳,經(jīng)向斷裂強力損傷少,適合對白度有更高要求的毛巾織物前處理工藝。與市場同類產(chǎn)品相比,該產(chǎn)品處理后的織物白度高,毛效佳,斷裂強力損傷小。