棉织物的低温前处理与耐久碳六三防整理应用探讨

1、棉织物的低温前处理与耐久碳六三防整理应用探讨王友明1 魏文丽1 侯立山1 杨晓琳2（1. 河北宁纺集团，河北 宁晋，055550）（2. 广州联庄科技有限公司，广州，510663）摘要：本文分析了低温精练剂ZJ-CH58对纯棉及其混纺织物煮漂的具体工艺，介绍了德科纳米TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂的基本性状并结合实践具体分析了影响拒水拒油效果的因素。结果表明：使用低温精炼剂ZJ-CH58做前处理，实现了清洁生产，节能效果明显，半制品达到了染色要求；德科纳米TexnologyFCB060拒水拒油剂适合棉、锦等织物的高防油整理，对布面残留的电解质、染色载体等物质不敏感，耐水洗达到20

2、次以上，具有较高的性价比。关键词： 德科纳米 低温精练剂 拒水拒油 耐水洗0.前言前处理是染整的基础工序，长期以来前处理都采用传统的退煮漂工艺。练漂的关键是半制品要匀、透、净(毛效8cm/30min、白度75%、退浆率6级)。近几年印染行业遇到了前所未有的能源、水、排污等问题，出现成本急剧上升，渴望采用节能减排的新工艺。而随着人们生活水平的提高和工作节奏的加快，对于服装防护功能的要求越来越高，并因其优良的性能正越来越受到人们的关注和喜爱。本文结合生产实际,就低温精炼剂ZJ-CH58和德科纳米TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂的具体工艺予以分析介绍。1 试验部分1.1 织物、药品与仪器

3、 织物 26s棉 ，22拉架罗纹坯布，1612 10856 43/44 纱卡,1616 6128 43/44灯芯绒11条药品 精炼剂ZJ-CH58（庄杰化工），渗透剂ZJ-C302（庄杰化工），H2O2分析纯（西陇化工），烧碱分析纯（西陇化工），德科纳米TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂（广州联庄科技），除油剂ZJ-CH48A （庄杰化工），除油剂DA （亨斯迈公司），德科纳米TexnologyXFF交联剂（广州联庄科技），增效剂FCZ-013（广州联庄科技）仪器 威莱尔AS常温小样机，ZLQZR 991-180汽蒸染色机，ZLMD 991热风拉幅宽型机，LMA 451B 预缩机，M

4、ONFONGS-328 热风拉幅宽型机1.2 染整工艺1.2.1 精练剂ZJ-CH58针织前处理工艺浴比1：10，40入染，以2/min的速率升温至80，保温60min后再以3/min的速率降温到60出缸，充分水洗，过酸、80以下烘干待评。工艺曲线：图-1 精练剂CH-58低温工艺曲线图1.2.2 针织传统前处理工艺图-2 传统前处理工艺曲线图1.2.3 精练剂ZJ-CH58连续煮漂工艺1酶退浆热水洗冷水洗浸轧精练剂、氧工作液(2轧余率90%)3汽蒸(温度100-102，时间60min）4热水洗冷水洗烘干。1.2.4 传统连续煮漂工艺酶退浆（退浆酶6g/L 、室温、PH 6-7、渗透剂5g/L

5、）冷水洗热水洗浸轧煮练液（55,带液70%-80%）汽蒸（60min 、102）90热水洗80热水洗浸轧漂白液汽蒸（40min 、102）热水洗冷水洗烘干。1.3 性能测试白度：按GB/T 8424.2-2001纺织品 色牢度试验 相对白度的仪器评定方法测定。试样折叠8层，用Datacolor 650型电脑测色仪测4次，取平均值。毛效：将试样剪成25cm4cm布条，在恒温恒湿箱（温度20、湿度65%）内平衡2h，在距离一端1cm处划横线，置于毛效测试仪上，记录30min内水沿织物上升的高度，如果液面参差不齐，取最低值。拒水：依据AATCC 22-2000进行测试。抗水/乙醇：依据AATCC 1

6、93-2004进行测试。 拒油：依据AATCC 118-2001进行测试。 水洗方法：参考AATCC-135进行测试2 结果与讨论2.1.1 精练剂ZJ-CH58针织前处理试验处方：表-1精练剂ZJ-CH58针织前处理试验处方编码助剂ZJ-CH58222222C30212/1/NaOH1/2/1/H2O2666666表-2精练剂ZJ-CH58针织前处理试验结果编码项目白度(%)77.473.877.47377.972.5毛效（cm/30min）113101110试验结论：当练漂液中添加的烧碱量为1g/l时，处理后织物的白度为77%以上、30min毛效为10cm以上，完全可以满足后续染色的要求，

7、故大生产时可以参考按ZJ-CH58精炼剂 2g/l,烧碱 1g/l,双氧水6g/l进行。2.1.2 精练剂ZJ-CH58与传统针织前处理成本对比表-3 ZJ-CH58与传统工艺成本对比分析表工艺名称传统前处理工艺ZJ-CH58低温前处理工艺工 艺 处 方传统工艺烧碱（99%）3g/l3.8元/Kg精练剂工艺ZJ-CH582g/l10元/Kg双氧水（27.5%）6g/l1.9元/Kg烧碱1g/l3.8元/Kg渗透剂1g/l7元/Kg双氧水（27.5%）6g/l1.9元/Kg9860min8060min助剂成本298元/吨布352元/吨布耗时118分钟89分钟耗水（5）多一道降温水耗水（8）68.

8、8度/吨布51.9度/吨布耗蒸汽2201632公斤/吨布1200公斤/吨布综合成本712.8657.52精练效果对比白度77%77.9%毛效13cm11cm结果与分析：处理后的棉针织物毛效为11.2cm/30min以上、白度为77%以上、强力损伤5%，与传统氧漂煮练工艺的效果相当，并且漂白后不必除氧从而省去了传统工艺中的中和工序，水洗后可以直接染色，经工厂大生产试验染色的匀染性很好，同时大大节约能耗；ZL-CH58总成本比传统工艺低出55.28元/吨，省时间约为29min，煮布后手感比传统工艺要软，后整理可适当减少柔软剂用量，且布面不会造成折痕，另外空压机耗电量可省25%左右。2.2.1 精练

9、剂ZJ-CH58与传统连续煮漂工艺表-4 精练剂CH-58与传统工艺前处理处理效果对比灯芯绒纱卡传统工艺精练剂工艺传统工艺精练剂工艺拉力/NJ7576277141089W12531179511596撕力/NJ18.4251614.4W21.623.213.621.6瞬时毛效/sec2.52.53530min毛效/cm17121410备注：试验织物 16*12 108*56 纱卡，12*16 64*128 11条从上述检测结果可知：两种工艺的瞬时毛效基本相当，使用精练剂煮漂的30分钟稍次于传统工艺，但差别不大，完全能够满足后续染色的工艺要求。2.2.2加工成本对比（1）助剂成本对比表-5 精练剂

10、CH-58与传统工艺处方及成本对比传统工艺精练剂工艺工段处方（g/L）单价（元/kg）处方（g/L）单价（元/kg）煮练精练剂：1010精练剂：309.83鳌合分散剂：55.5双氧水：130.9液碱：550.5合计成本0.153漂白液碱：30.5水玻璃：61.15鳌合分散剂：55.5精练剂：1010稳定剂：22.3双氧水：5.50.9合计成本0.096总成本0.2490.3075由上表可知：传统工艺每缸料的成本是372元，精练剂工艺每缸料的成本是461元。精练剂工艺成本高于传统工艺89元。（2）耗能成本对比表表-6 精练剂CH-58与传统工艺蒸汽消耗对比传统工艺煮练酶工艺煮练气蒸60min气蒸

11、60min漂白气蒸40min由上表可知：应用精练剂工艺可以节约40%的蒸汽。织物的厚薄不同，对蒸汽的消耗量也不同，一般传统工艺每万米消耗蒸汽5.6吨，蒸汽的价格为175元/吨，则使用ZJ-CH58精练剂每万米蒸汽可节约成本329元。（3）综合成本：精练剂CH-58连续煮漂比传统工艺每万米节约240元。2.2.3精练剂ZJ-CH58用于连续煮漂的注意事项对于厚重织物或含浆较重的织物，需要预先用生物酶进行退浆，以减少后道加工的负担，取得较好的前处理效果；浸轧酶氧工作液时尽可能保证较高的轧余率，有条件的要选用高给液设备。生产实践表明，轧余率对前处理效果的影响比较明显；汽蒸时，首先要保证汽蒸温度，最低

12、汽蒸温度不能低于98，汽蒸温度低于98处理后织物的毛效和白度就会下降甚至达不到染色工艺的的要求；其次是在正式气蒸之前尽量保证1min以上的预蒸，这样不但有利于提高煮漂效果还能有效防止堆置印的产生；汽蒸之后的第一个水洗槽温度一定要保证在95，生产实践表明水洗温度越高对浆料和杂质的去处越彻底；同时保证在水洗槽中含有4g/L的纯碱、1g/L的螯合分散剂、2-4g/L的精练剂，这样更有利于净洗、去杂。2.3 染色2.3.1纤维的分类纤维按大类分，可以分为阴性纤维和两性纤维。阴性纤维主要以棉和涤纶为代表：虽然棉属于纤维素纤维，但由于被漂白和空气氧化会产生羟基；涤纶是由邻苯二甲酸和乙二醇制造而成的，同样包

13、含羟基。这些纤维在水中时带电荷。两性纤维包括羊毛、蚕丝和尼龙等。这些纤维因为既带有酸性基团（羟基），又带有碱性基团（氨基），所以随着PH值的变化，纤维表面的电荷也会发生变化。如下图-3所示。图-3 各种纤维的Zeta电位和PH值的关系下面将对拒水拒油剂乳液的表面电位（zeta电位）和拒水拒油剂性能之间的关系进行说明。比如说棉：因为棉纤维的zeta电位呈负电荷，当防水剂粒子呈阳离子性时，会通过离子吸附产生均匀吸收（在处理液中），在纤维表面形成均一的薄膜，从而产生高性能的拒水拒油效果。正是由于这样，在纺织品后整理加工中一般都使用阳离子型的拒水拒油剂。表-7 不同离子型的防水剂粒子对纤维的附着性和防

14、水性（棉）阳离子性非离子性阴离子性拒水拒油剂的zeta电位+40mV-13mV-35mV拒水/拒油性100/50/00/0布料的含氟量/mass%0.280.270.23另外，尼龙虽然是两性纤维，但是不同的前处理会对尼龙织物的zeta电位和防水效果有所影响（详见表-8）表-8 布料的zeta电位和防水效果PH:4.0PH:5.1PH:7.0zeta电位/mV防水/分zeta电位/mV防水/分zeta电位/mV防水/分绿色+970-880-35100墨水+770-1480-48100咖啡-29100-36100-46100红色-27100-56100-641002.3.2染色残留助剂的去除我们在

15、对客户提供的精纺毛织物和动车专用座套色织化纤布进行拒水拒油整理时发现,这两种织物的拒油效果很差 。经分析实验如下：羊毛上有很多油脂，在纺纱及织造过程中又会添加和毛油以消除静电等不利因素，羊毛本身独特的鳞片结构会对去除这些杂质增加很大的困难。动车座套色织化纤布，其经向是涤纶纱纬向是尼龙纱，共有四种不同颜色：深蓝色、浅蓝色、浅灰色、大红色，颜色越深的部分拒油效果越差，这是在染色时加入的环保载体影响所致。去除这些杂质必须选择乳化性能很好的除油剂，如庄杰化工自主生产的ZJ-CH48A除油剂、亨斯迈公司生产的DA除油剂等。这些除油剂在使用时处理浴的温度一定要达到90以上，否则对于深色织物上残留的油脂或载

16、体去除不净。精纺毛面料在除油时用ZJ-CH48A 3g/L、纯碱1 g/L，按不同温度处理20min后做的防油测试。表-9 温度对防油效果的影响8520min9020min防油/级初始66干洗1次45干洗2次34干洗3次2-33-4备注：试验条件为Texnology FCB060 40g/L、FCZ-013 10g/L，1652.5min焙烘从表-9 可以看出，在同一个除油配方下温度的不同也会对除油效果造成很大的影响，直至影响最终的拒水拒油效果。这一点在大生产中一定要引起足够的注意。2.3.3布面PH值的控制布面PH值对拒水拒油效果的影响，如下表所示。表-10 布面pH值对拒水拒油整理效果的影

17、响整理液pH值4.255.045.766.788.139.58水洗前拒水性AATCC193666665AATCC2290+10010090+9080拒油性AATCC11866665420次水洗拒水性AATCC193666654AATCC227070+70+705050拒油性AATCC1185555532备注：试验条件为Texnology FCB060 40g/L、Texnology XFF 10g/L，1652.5min焙烘从表-10可以看出，整理液的pH值会影响整理效果。偏碱性时，整理效果大大降低，酸性状况下，整理效果变化不大，但过低的pH值对整理效果也有不良影响。综合考虑，布面的pH值控制

18、在5-6较好。2.3.4 落布含潮和温度的控制染色下机布的含潮率通常控制在5%。织物含潮率过大，降低轧余率并影响浸轧的均一性;含潮率过小，浪费蒸汽，还会使落布的温度升高。落布的温度必须低于40C。这是因为在后道浸轧三防液时，随着加工数量的增加，布面的热量会不断传递给整理液，使整理液由原来常温升高到40C以上。这时，整理液就会出现团聚、破乳、粘辊粘轴等现象。这种现象在夏季是最容易出现的，特别是使用的拒水拒油剂的用量较大时，解决的方法就是给浸轧槽通冷流水降温或是在料缸中加入冰块（要适当提高防水防油剂用量的百分比）。2.3.5 德科纳米TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂用量的控制德科纳米T

19、exnologyFCB060碳六拒水拒油剂在布面的含量达到3%（O.W.f）以上才能达到耐久的防水防油效果，在浸轧工艺中用量控制在4050g/L。另外，该整理剂对织物的手感影响很小，不用另外添加其它柔软剂。如果要添加柔软剂，就要选择改性的聚硅氧烷类柔软剂，其用量控制在1020g/L。表-11 拒水拒油整理剂用量对拒水拒油整理效果的影响TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂（g/L）20406080水洗前拒水性AATCC1936666AATCC2290100100100拒油性AATCC118356620次水洗拒水性AATCC1935666AATCC2250708080拒油性AATCC118

20、1-23-445备注：试验条件为Texnology FCB060 40g/L、Texnology XFF 10g/L，1652.5min焙烘从表-11可以看出，含氟树脂的使用浓度直接影响整理质量，通常情况下，使用浓度与整理效果成正比，但由于整理剂本身所固有的性能，当使用浓度超过一定限度时，即使浓度再增加，对其性能影响不大。从表-11也可以看出，TexnologyFCB060用量在40 g/L时已有较好的效果。2.3.6 拒水交联剂对耐久性的影响要提高氟系防水剂的拒水性，需加入交联剂，使它与拒水拒油剂和纤维发生反应，在纤维上形成三维网状结构，从而防止拒水拒油剂脱落。目前市场上使用的交联剂类别大概

21、有以下3种-三羟甲基三聚氰胺、封端异氰酸酯和乙烯亚胺，不同织物应使用不同的交联剂。交联剂Texnology XFF属于乙烯亚胺类。表-12 交联剂Texnology XFF对拒水拒油整理效果的影响Texnology XFF用量（g/L）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC118010066504310100666053201006670-8053-43010066806440100668064-5备注：试验条件为TexnologyFCB060 40g/L，1652.5min焙烘从表-12可以看出，交联剂Texnology XFF

22、可以提高拒水拒油的耐洗效果，但过低及过高的用量都不理想。这可能是交联剂Texnology XFF能促进氟聚合物间以 及聚合物与纤维间的结合，提高皮膜的强度和粘着性。同时，过高用量的交联剂Texnology XFF会促使氟聚合物之间过快反应，从而影响其在织物表面的成膜，从而会削弱了整理效果。从表-7可以看出，交联剂Texnology XFF的用量在10g/L（相对于整理剂）时较好。2.3.7 焙烘织物均匀浸轧德科纳米TexnologyFCB060整理液烘干后，尚需通过热处理-焙烘才能获得耐久的效果。焙烘可采用如下两种工艺：160C3min或170C4560sec。 焙烘不充分会降低拒水拒油的持久

23、性，其原因有：一、反应性官能团的键合不充分;二、德科纳米TexnologyFCB060高分子的热运动受到影响而未能在织物表面充分扩散，与织物结构之间不能充分交联，以致在纤维表面附着不牢;三、未能使功能基团密集定向排列。同时也要注意，焙烘温度不要超过德科纳米TexnologyFCB060整理剂的熔融温度，以免引起热分解。4焙烘温度和时间对德科纳米TexnologyFCB060碳六拒水拒油剂效果的影响见下表。表-13 焙烘温度对拒水拒油整理效果的影响焙烘温度（）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC11814010064.550531

24、50100666064160100667065170100667065180100667065190100665054备注：试验条件为TexnologyFCB060 40g/L、TexnologyXFF 10g/L ，焙烘时间2.5min从表-13可以看出，升高焙烘温度可以提高拒水拒油整理效果，但超过180后作用不明显，而且过高的焙烘温度反而会使整理的耐洗性下降，综合考虑，焙烘温度控制在160-180较好。表-14焙烘时间对拒水拒油整理效果的影响时间（min）水洗前20次水洗AATCC22AATCC193AATCC118AATCC22AATCC193AATCC1182100645043-4310065.57054.5410066706551