练漂第5章-羊毛纤维及其织物的前处理.ppt

第五章羊毛纤维及其织物的前处理 羊毛是一种性能优良的天然纺织材料 用于各类精梳和粗梳毛纺织品 其品种繁多 用途广泛 选毛和开松主要采用机械或人工的方法 将原毛分类 分等 并去除羊毛中携带的大部分沙土类机械性杂质 使羊毛以一种较好的分散状态进入下一道工序 洗毛 炭化和漂白 是以化学方法和机械方法相结合 除去羊毛上存在的大部分动物性杂质 植物性杂质和少量色素 使其成为具有一定强度 洁净度 白度 松散度 柔软度的合格净毛 可用于后续的成条 纺纱 纺织 染整等一系列成品加工 第一节洗毛 目的 去除羊毛纤维上的大部分羊毛脂 羊汗和土杂 原毛污垢的三大组成部分 洗毛质量 二 乳化洗毛法洗毛方法有溶剂法 冷冻法 乳化法 实际应用中以乳化法应用最为普遍 乳化洗毛法 利用以表面活性剂为主要成分的洗涤剂 利用其润湿 乳化 分散 增溶 悬浮等作用将羊毛脂从羊毛纤维上洗除的方法 在羊毛脂被乳化去除的同时 羊汗和土杂等杂质也一同被洗除 一 乳化法工艺影响因素影响乳化法洗毛效果的主要因素有 洗毛用剂 洗毛温度 pH值 洗涤剂用量 原毛投入量 1 洗毛用剂洗毛用剂主要包括洗涤剂和助洗剂 加纯碱 2 洗毛温度洗毛温度高 1 洗涤效果好 可降低水的表面张力 有利于洗涤剂的吸附 渗透 减小羊脂与纤维的亲和力 并促进土杂脱离纤维 加快沉降 同时有利于洗涤剂与羊毛脂中的脂肪酸发生皂化反应 还可促进羊汗的溶解 2 高温会影响羊毛的弹性和强度 尤其是在碱性溶液中羊毛更易受损伤 并易毡缩 一般洗毛槽的温度控制在50 60 以不超过70 为宜 3 洗毛液的pH值洗毛液的pH值对洗毛质量影响较大 一般 pH值较高时 洗毛效果较好 但羊毛的强度会随之下降 同时pH值对洗毛质量的影响又与洗毛温度和洗液浓度密切相关 pH值在8以下时 羊毛强度损伤很小 当pH值在8 11 羊毛的强度随洗毛液浓度的增加而降低 当洗毛液温度低于50 pH值在10以下时 羊毛基本无严重损伤 当超过这一温度和pH值 则羊毛受损程度明显增加 因此采用皂 碱法洗毛时 洗毛液的pH值应控制在10以下 4 洗毛剂用量依据羊毛脂的性能和羊毛脂的含量 1 羊毛脂的性能 含脂肪醇类多的羊毛脂较难洗 洗毛液中应增加洗涤剂的用量 含脂肪酸较多的羊毛脂 由于脂肪酸可与被碱皂化而去除一部分 故洗液中可增加纯碱的用量 2 羊毛脂的含量 含量高 洗液浓度应增加 5 原毛投入量原毛投入量在生产上也称原毛喂入量 原毛投入量直接关系到洗净毛的产量和质量 投入量的多少根据羊毛脂的难洗程度 含脂率和含杂率而定 易洗的投入量多 难洗的投入量少 原毛投入量一般在400 700kg h 二 乳化洗毛法分类根据洗毛液pH值的不同 乳化洗毛法可分成碱性洗毛法 中性和酸性洗毛法三大类 1 碱性洗毛 在pH 8 10的洗液中洗涤原毛的方法 适合于含脂高 尤其是羊毛脂中脂肪酸含量高的原毛 碱性洗毛法应用较广 根据洗液中使用的洗涤剂和助洗剂种类的不同 还可在分为如下三种洗毛法 1 皂碱洗毛法 即用肥皂作洗涤剂 用纯碱作助洗剂的洗毛方法 第一洗涤槽 碱多皂少 第二洗涤槽 皂多碱少 皂液和纯碱用量一般为0 2 皂液浓度超过0 2 时 其乳化能力不但不会显著增加 还会影响洗涤效果 产生泡沫 纯碱用量超过0 2 时 pH值过高而损伤羊毛 皂碱法洗毛时 洗液温度在50 以下 洗涤槽的pH值为9 10 漂洗槽的pH值宜逐渐接近中性 以免洗净毛烘干后含碱过量而损伤羊毛 皂碱法因肥皂不耐硬水和对羊毛纤维强度损伤较大目前已逐渐少用 2 轻碱洗毛法 用合成洗涤剂作为洗涤剂 以少量纯碱作为助洗剂的洗毛方法 合成洗涤剂碱性弱 羊毛纤维的损伤减小 较耐硬水 目前使用较普遍 3 铵碱洗毛法 采用轻碱法洗毛时 残留的碱在烘干和贮放过程中 会加速羊毛纤维的氧化作用而使羊毛脆损 为克服这一缺点 可采用铵碱洗毛法 在两个洗涤槽中的后一个洗涤槽中加入硫酸铵来代替纯碱而形成的合成洗涤剂 纯碱 合成洗涤剂 硫酸铵共同洗毛方法 由于硫酸铵呈酸性 可消除羊毛纤维上残留的纯碱 防止羊毛的损伤 而且反应过程中形成的硫酸钠具有助洗作用 生成的二氧化碳还可以使羊毛松散 并防止羊毛纤维下沉 因此铵碱洗毛法是一种工艺较合理的洗毛方法 目前很受重视 4 羊汗洗毛法 使用净化过的羊汗溶液来代替一部分肥皂再与皂碱相结合的洗毛方法 羊汗中含有一定数量的碳酸钾 碳酸钾在洗毛液中水解后可与脂肪酸作用生成脂肪酸钾皂 而脂肪酸钾皂是一种软肥皂 可作为洗涤剂使用 在洗涤槽的第二个槽中加入净化过的羊汗溶液 并加入少量纯碱作洗涤剂 第三槽在用合成洗涤剂洗涤 特点 对于洗毛废液的综合利用 有效降低洗毛成本费用 将洗毛液用高速离心机分离 除去其中的污物 就可得到净化过的羊汗溶液 2 中性洗毛法中性洗毛法 选择适当的合成洗涤剂 以食盐和硫酸钠等中性盐作为助洗剂 在pH 6 5 7 5的中性洗液中进行洗毛的方法 中性洗毛法不但可减少羊毛纤维的受损 而且不易引起羊毛的毡缩 洗净毛的白度 手感均较好 长期贮存不泛黄 是一种合理可行 发展较快的洗毛方法 中性洗毛时 洗涤剂用量视各种合成洗涤剂的去污能力而不同 去污能力强的用量少 3 酸性洗毛法酸性洗毛法一般在pH 5 6的弱酸性洗液中进行 用醋酸调节pH值 此方法适用于羊毛脂含量较低而土杂含量较高的羊毛纤维 这类羊毛若用一般的碱性洗液洗毛 易使羊毛发黄 毡缩 强力下降 在洗涤这类羊毛时 宜选用耐酸性较好的烷基磺酸钠 如净洗剂601 和烷基苯磺酸钠 如净洗剂ABS 在酸性溶液中洗毛 羊毛易洗净 光泽较好 强度损伤也小 三 乳化洗毛设备 洗毛设备有耙式洗毛机 喷射式洗毛机等多种形式 目前应用较多的为耙式洗毛机 其结构如图 耙式洗毛机一般与开毛机 烘毛机组合为开 洗 烘联合机 耙式洗毛机一般由3 5个洗毛槽组成 应用较多的为五槽耙式洗毛机 三 其它洗毛方法 一 溶剂洗毛法 溶剂洗毛法的基本原理是将开松过的羊毛以苯或已烷等为溶剂 使羊毛脂溶解其中 然后再将有机溶剂收回并分离出羊毛脂 脱脂后的羊毛还要用水洗去羊汗及其他杂质 溶剂法也称为萃取法 在实验室中 常用该方法测定洗净毛的含脂率 溶剂洗毛法的优点是不损伤羊毛 羊毛不毡缩 不泛黄 洗净毛上残留的羊毛脂分布均匀 纤维分散度高 梳毛时纤维的断裂较少 羊毛脂回收率高 耗水量少 污染少 缺点是喷射式洗毛机结构复杂 投资费用大 含土杂较高的原毛不适宜 有机溶剂回收费用大且易燃烧 我国目前应用较少 二 冷冻法即利用氨作降温剂 使羊毛在很低的温度下 45 35 处理 使羊毛脂 羊汗等完全冻结成脆性固体 再借助于机械作用将这些杂质粉碎 使之与羊毛分离 经这种方法去除的杂质约为羊毛重量的10 其中去除的羊毛脂仅为总重量的30 57 因此经冷冻法处理过的羊毛还需要再经轻度的洗毛 才能使羊毛质量符合要求 这种原毛处理方法目前较少使用 四 洗净毛质量指标洗净毛的质量以其洗净后的羊毛含脂率 回潮率 残碱率作为指标 即洗净毛符合上述各项检测指标的为合格品 而以洗净毛的含土草率 毡缩率 沥青点等作为洗净毛的分等条件 即上述指标在规定范围内为一等品 超出范围为二等品 洗净毛质量指标的规定见下表 注 随着洗毛技术的发展和对产品质量要求的不断提高 各个地区 各个企业对目前的洗毛质量标准会有一些更严厉 更合格的指标规定 表 洗净毛质量指标的规定范围 表中的支数毛是指 仅含有同一粗细类型的毛 级数毛 含有不同粗细类型的毛 第二节炭化 羊毛中含有许多植物性杂质如草屑 草籽 麻屑等 经过选毛 开毛和洗毛加工 可以被除去一部分 但不能完全去除 这些杂质的存在 在梳毛和纺纱工序中 容易堵塞针布 降低成网质量 还易使毛纱条干不匀 牵伸困难 从而造成纺纱困难 毛纱质量下降 并影响织物的外观 使织物手感粗糙 另外 这些杂质的存在还易造成染色疵病 尤其是染浓色时疵点更为明显 因此 羊毛在洗毛之后 需经过炭化处理 以清除羊毛中混杂的植物性杂质 保证后续加工的顺利进行 羊毛的炭化也常称为去草处理 一 炭化去草原理炭化除草属于一种化学除草方法 炭化原理是 利用酸对羊毛纤维和植物性杂质的化学作用不同 在羊毛纤维少受伤害的前提下 将植物性纤维去除的加工方法 草类植物性杂质属于纤维素纤维 化学组成为碳水化合物 其耐酸能力很差 在强酸的作用下能迅速脱水而变成为黑色的炭 生成的炭再经机械粉碎 除尘 水洗等从羊毛纤维中清除 羊毛属于蛋白质纤维 稀酸基本对其不会产生损害 但若酸的浓度较高 并高温和长时间的作用 将会造成蛋白质大分子肽键的水解 并生成氨基酸 W NH2 H2SO4W NHSO3H H2O由于这一化学作用是不可逆的 会造成羊毛强力下降 色泽变黄 还会引起染色能力的降低 因此在羊毛炭化除草加工中 对于酸的浓度 处理过程中的温度 加工时间等工艺条件 必须严格确定和控制以免羊毛受损 H2SO4 二 炭化工艺根据炭化时羊毛纤维所处的不同形态 羊毛纤维炭化的方式有 一 散毛炭化 如何减少羊毛纤维受损是散毛炭化工艺技术改进的方向 其工艺流程为 浸水 浸酸 脱酸 烘焙 轧炭 中和水洗 烘干 1 浸水 目的 使羊毛及草类杂质被水润湿 有利于它们下一道进入酸槽后能迅速地浸沉到酸液中去 并均匀吸酸 浸水后的羊毛和杂草含湿量较大 不能直接浸酸槽 否则酸液浓度不易控制而影响炭化质量 需要经过轧水或离心脱水处理 使羊毛的含水率不超过30 再进行浸酸处理 2 浸酸 是炭化质量的关键工序 酸的浓度 浸酸温度 浸酸时间必须严格控制 否则导致羊毛纤维强度的下降 酸液浓度 3 5 6 浸酸温度 室温浸酸时间 3 5min硫酸浓度视植物性杂质的含量 羊毛纤维的粗细而定 低于此值 炭化不全 高于此值 羊毛强度下降 羊毛纤维的吸酸量随温度的提高而增加 但植物性杂质的吸酸量不因温度的变化而变化 因此为了保护羊毛不受损伤 并保证杂草炭化 浸酸温度为室温 实验证明 杂草吸酸量在浸酸3min左右就可达到饱和 延时 羊毛的吸酸量会继续增加 因此浸酸时间为3 5min 除此之外浸酸液中还可加入适量的表面活性剂作为浸酸助剂 常用的 浸酸助剂为耐酸能力强和低泡性的平平加O或烷基磺酸钠等 它们除了具有润湿 扩散 净洗等作用外 还可提高炭化质量 提高羊毛纤维白度 使酸液在羊毛上均匀扩散 防止因局部酸液浓度过高而造成羊毛纤维是损伤 3 脱酸 目的 将羊毛纤维上多余的酸液均匀地除去脱酸后的羊毛含液率34 36 含酸率不超过6 生产中常采用压辊轧压脱酸 4 烘焙 目的 使植物性杂质所吸收的酸液逐渐浓缩 酸液浓缩至一定强度后 迅速使植物性杂质脱水 成碳 变脆 以便于在下一道工序中被粉碎除去 烘焙处理包括烘干和焙烘两个阶段 烘干 焙烘 在60 70 下 逐渐使所带酸液浓缩 含液率降至15 左右 其目的是使纤维中的水分被均匀 充分地除去 避免纤维在高温焙烘时发生水解 在100 110 的较高温度下 使含液率降至3 以下 在此阶段 植物性杂质才会被浓酸迅速脱水 炭化 5 轧炭 目的 对羊毛进行机械性的挤压 揉搓 使已炭化的植物性杂质粉碎脱落 再通过除杂装置使草碳与羊毛纤维分离除去 注意 烘焙处理后的羊毛必须立即进行轧炭处理已炭化的杂质会逐渐吸收空气中的水分而变韧 不易去除 6 中和水洗目的 为了去除羊毛纤维上的残酸 并进一步洗除植物性杂质 中和水洗的过程由水洗 中和 水洗三个阶段组成 常在耙式洗毛机中进行 7 烘干中和水洗后的羊毛应立即烘干 通常在帘式烘干机上以60 70 烘干4 6min且以低温 快速烘干为好 烘干后的羊毛降温至25 30 使回潮率均匀 二 毛条炭化 毛条炭化是将经过梳毛机和头道针梳机下来的毛条进行炭化除草处理 然后进行精梳及针梳等过程 制成毛条成品 毛条炭化的特点是对羊毛纤维的损伤较小 炭化成本低 缺点是毛条炭化后纺纱强力较低 成品手感也较差 作用原理与散毛炭化相同 炭化工艺与散毛炭化相似 毛条经过初步梳理后变得疏松 而且羊毛中较大的植物性杂质已经被大量除去 因而毛条吸酸快 植物性杂质炭化分解容易 采用低浓度酸处理及低温烘焙就能达到炭化除草的目的 第三节漂白 一 漂白的目的提高白度 改善产品质量 提高产品档次 在进行漂白的同时 往往还要配合一些增白处理 可消除织物的泛黄现象 使白度更加鲜亮 羊毛的漂白有散毛漂白和织物漂白 漂白的方法有氧化 还原及氧化和还原结合的漂白 二 双氧水漂白由于次氯酸钠易使羊毛泛黄 脆损 因此次氯酸钠不能用于羊毛的漂白 双氧水在适宜的条件下 能将羊毛纤维中的色素破坏 漂白效果好 白度持久 不易泛黄 但应严格 控制漂白的工艺条件 以防羊毛纤维过度氧化 使手感粗糙 强力下降 双氧水漂白可与采取浸漂法和蒸漂法 1 浸漂法 将散羊毛或织物浸入双氧水漂液中 双氧水用量 在100L水中加入10 20 的双氧水10L 并加入氨水或硅酸钠调节pH值7 5 8 5 浴比为1 20 在50 条件下处理1h 然后任其放置10 12h 再升温到50 处理1h 取出 用冷水清洗 2 蒸漂法 将羊毛纤维浸轧浓度为0 3 0 9 的双氧水溶液 pH 3 5 然后在95 的烘房中烘干 即可达到漂白目的 三 漂毛粉漂白又称漂毛剂