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棉及其混紡織物印染加工工藝

來源:印染學習與交流 | 作者:印染學習與交流 | 時間:2020-01-09 09:56:39 | 訂閱《東方紡織》周刊

棉紡織及其印染行業是我國紡織工業中規模最大、基礎較好、歷史悠久的主要行業,在我國已有近百年的發展歷史。棉印染行業使用的染化料品種和數量最多。由于棉花纖維含有的大量天然雜質會影響后續加工過程和產品的質量,需要采用化學方法加以去除。棉纖維與染料的結合力主要靠范德華力和氫鍵,其使用的染料主要為活性、還原、直接、硫化等類,這些染料價格較便宜,上染率卻不太高,尤其是硫化染料,上染率只有左右,其余均殘留在水中,造成廢水中污染物濃度較高。

棉的混紡織物中的化學纖維主要是滌綸,這種纖維的染色主要采用分散染料,和上述適宜棉織物的染料相比,分散染料上染率較高,但染料中填充劑較多,也給廢水治理帶來困難。棉及其混紡織物印染加工的一般工藝流程如下圖所示。

 

 

1.燒毛

在紡紗時,有很多短而松散的纖維露于紗線的表面,再加上織機的摩擦,使織物表面聳立著一層短纖維,這層絨毛不僅影響織物的光潔度和容易沾染灰塵,而且在印染加工中還會產生各種疵病。燒毛的目的在于燒去布面上的絨毛,使布面光潔美觀,并防止在染色印花時,因絨毛的存在而產生染色不勻及印花疵病。

燒毛是將坯布迅速地通過火焰或擦過赤熱的金屬表面,這時布面上存在的絨毛很快升溫而燃燒,而坯布因為比較緊密,升溫較慢,在未升到著火點時已離開了火焰或赤熱的金屬表面,從而達到既燒去絨毛,又不使織物受到損傷的目的。

織物燒毛是物理的干態加工過程,無廢水產生。

 

2.退漿

在織造時,經紗由于開口和投梭作用受到較大的張力和摩擦,常發生斷經現象,為了減少斷經,提高經紗的強力、耐磨性及光滑程度,保證織布的順利進行,在織造前經紗一般都要經過上漿處理。

經紗上漿方便織造,但給印染加工帶來許多困難,它不僅影響織物的滲透性,阻礙化學藥劑和染料與纖維的接觸,多耗用染化藥品,還會影響產品質量。所以在棉布練漂前要進行退漿。退漿不僅可去除棉布上的漿料,而且還能去除棉纖維上的部分天然雜質。退漿的方法主要有酶、堿、氧化劑退漿等。織物上的漿料主要有天然漿料(如淀粉等)、合成漿料〔如聚乙烯醇(PVA )〕及纖維素漿料〔如羧甲基纖維素(CMC)等〕。

酶是某些動植物或微生物所分泌的一種蛋白質,對某些物質的分解有特定的催化作用。用于退漿中的酶最常用的為淀粉酶,它只對淀粉的分解有催化作用。

在熱燒堿(氫氧化鈉)的作用下,淀粉或化學漿料都會發生劇烈的溶脹,溶解度提高,然后用熱水洗去,可去掉漿料。

在氧化劑的作用下,淀粉等漿料發生氧化、降解直至分子鏈斷裂,溶解度增大,經水洗后容易去除。用于退漿的氧化劑有雙氧水、亞溴酸鈉、過硫酸鹽等。

由于織物上漿料品種的不同,因而需采用不同的退漿方法和工藝,所產生的廢水水質存在著較大差異,特別是隨著 聚乙烯醇(PVA)漿料使用量的增加,廢水處理的難度也隨之加大。

 

3.煮練

棉布經過退漿后,雖然大部分漿料和小部分天然雜質已經去除,但是仍然存在著大部分天然雜質,如蠟狀物質、果膠物質、含氮物質、棉籽殼及部分油劑和少量漿料等,這些雜質的存在使棉織物布面較黃、滲透性差,不能滿足染色、印花、整理等后續加工的要求,因此,退漿后要進行煮練。煮練就是用化學方法去除棉布上的天然雜質,精練提純纖維素的過程。

煮練的主要用劑是燒堿(氫氧化鈉),此外,常用的助練劑有表面活性劑、硅酸鈉和亞硫酸氫鈉等。燒堿能使蠟狀物質中的脂肪酸酯皂化,脂肪酸生成鈉鹽,轉化成乳化劑,能使不易皂化的蠟質乳化去除。另外,燒堿能使果膠物質和含氮物質水解成可溶性的物質而去除。棉籽殼在堿煮的過程中發生溶脹,變得松軟,再經水洗和搓擦,棉籽殼解體而脫落下來。表面活性劑能降低表面張力,起潤濕、凈洗和乳化等作用。在表面活性劑的作用下,煮練液潤濕織物,并滲透到織物內部,有助于雜質的去除,提高煮練效果。亞硫酸鈉能使棉籽殼中的木質素變成可溶性的木質素磺酸鈉而有助于棉籽殼的去除。硅酸鈉具有吸附煮練液中鐵質和棉纖維中雜質分解產物的能力,可防止在棉織物上產生銹斑或雜質分解產物的再沉積,有助于提高棉織物的吸水性和白度。

由于煮練液中大量使用了燒堿、表面活性劑和其他助劑,因而其殘液中的pH 值高,有機污染物濃度高。

 

4.漂白

棉布經過煮練后,雖然在一定程度上去除了雜質,但仍然殘留色素,外觀不潔白,影響染色和印花織物的色澤鮮艷度,因此需進行漂白。

漂白的目的主要是去除天然色素,賦予棉布以必要的白度,同時也可以進一步去除棉布上殘留的其他雜質,提高其潤濕性能。

棉布漂白時所用的漂白劑有還原型和氧化型兩大類。還原型漂白劑通過還原作用破壞色素,但效果不穩定,漂白后的織物在空氣中長久放置后,已被破壞的色素會重新氧化而復色,所以很少使用還原型漂白劑。常用的氧化型漂白劑主要有次氯酸鈉、過氧化氫、亞氯酸鈉等。它們均能在一定條件下,分解產生具有氧化作用的基團,破壞織物色素中的發色基團,使其失去顏色而起到漂白作用。

由于漂白所需的化學藥劑和去除的雜質較少,因而其排放的廢水中污染物含量及色度均較低。

 

5.絲光

絲光是棉織物在一定張力狀態下,浸軋濃堿的加工工序。織物經過絲光后,尺寸穩定性提高,縮水率下降;斷裂強度提高,斷裂延伸度下降;對染料、水分的吸附能力提高;具有良好的光澤。

絲光液中燒堿的濃度非常高,一般不直接排放,回收后再循環使用。

 

6.染色

所謂染色是使染料與纖維發生化學或物理化學的結合,或者用化學方法直接在纖維上合成顏料,并使紡織品具有顏色的加工過程。染色是在一定溫度、時間、值和染色助劑等條件下進行的。各種纖維織物的染色都有其對應的染料,在整個染色過程中,染料是最基本的原料,它能上染纖維,且使纖維材料染上鮮艷堅牢的顏色。

染料是有色的有機化合物,用于棉及棉型織物染色的染料主要有直接染料、活性染料、還原染料、不溶性偶氮染料、硫化染料等,它們的結構中大多存在著偶氮基、蒽醌結構、苯環等復雜的基團,是難降解的有機化合物。對于棉的混紡織物,根據混紡的化學纖維種類,可選用分散染料等。

目前,染色過程均是在水中進行的,染色所排放的廢液中含有一定量的染料及其他有機污染物,呈現出不同的顏色。

 

7.印花

印花和染色一樣,也是染料在纖維上發生染著的過程。但印花是局部著色,為了防止染液的滲化、保證花紋的清晰精細,必須采用色漿印制,即紡織品印花是將各種染料或顏料調制成印花色漿,局部施加在紡織品上,使之獲得各色花紋圖案的加工過程。印花色漿一般由染料或顏料、糊料、助溶劑、吸濕劑等組成。

和染色相比,印花廢水量較少,水中污染物的濃度較低。

 

8.后整理

織物經過染色或印花后一般需進行整理,以使產品更具有挺括、光滑感或其他特性。整理過程基本不用水或用水量很少,基本無廢水產生。

因此,印染廢水通常包括前處理廢水和染色、印花廢水。對純棉織物而言,前處理廢水和染色、印花廢水中的污染物總量相近,對混紡織物而言,前者的濃度低于后者。印染廢水為有機廢水,廢水主要成分為人工合成的有機物(染料、助劑等)及部分天然有機物,并含有一定量的難生物降解物質。

 

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責任編輯:任萍

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