1.前言
近幾年,隨著各種各樣的再生纖維不斷的研制和開發,諸如大豆纖維、竹纖維與一些天然纖維的混紡紗線,具有良好的透濕性,舒適的服用性,制成的針織內衣和高檔面料,深受人們的青睞,在眾多的天然和再生纖維之中,粘膠及其粘/棉混紡纖維在市場上依然占有重要的地位,這類紡織品具有手感柔軟、吸濕性好、尺寸穩定性好、光澤好、強力高等特點。但粘膠纖維屬于再生纖維素纖維,其為皮芯層結構,在染整濕加工過程中強力較低,且不耐強堿,要求工藝時間不宜過長。
同時,目前染整企業面臨能源緊張、環境污染和質量要求的不斷提高,這樣使染整工作者更加重視工藝改進和縮短流程等方面的開發。本文主要對粘膠/棉混紡紗線的中深色染整工藝,進行節能工藝的可行性優化實驗,結合粘膠/棉混紡紗線的特點,將前處理和活性染色以同浴的方法進行,即文中所介紹和推廣的練染同浴法工藝(Scour Dye Applications),經過一系列的試驗,進行可行性探討,從而符合節能、降耗、減排的要求。
2.試驗部分
2.1 材料及儀器
2.1.1規格品種
50/50粘膠/棉紗
2.1.2助劑
精練劑:三合一精練劑BLG(寶時)、精練劑H-900(南通永禹)、精練劑CWC(蘇州萊德)、高效精練劑Diadavin HLS 200%、練染同浴助劑Tanalev KDC(拓納)。螯合劑:Acumer 6100(羅門哈斯)、Dekol SNS(巴斯夫)、Plexene UL、 Levquest L-983(拓納)、Securon 540(科寧)。染色代用堿A、B,皂洗劑NRC(寶時)、純堿、元明粉等。
2.1.3染料
我們選擇目前許多工廠常用的活性染料,如:永光染料的Everzol ED、萬得染料Megafix B型系列、日本化藥Kayacion ELE型、日本住友Sumifix HF等活性染料。
2.1.4儀器
常溫振蕩染樣機(臺灣高鐵)、紅外線染樣機(臺灣瑞比)、標準牢度皂
2.2 工藝流程及節能工藝設計
2.2.1常規工藝流程
胚紗準備——常規前處理——染色——染色后皂洗——柔軟處理
2.2.2關于節能工藝
目前在生產粘膠及其粘/棉紗線中深色的前處理中,多數一些工廠會采用常規的氧漂工藝,也有部分工廠采用酶精練或者預精練工藝的。常規工藝流程時間長,能源消耗比較大,因此選擇合適的節能工藝來進行生產。
節能工藝實驗方案一:一浴兩段法,胚紗準備——染色前預處理——染色——染色后皂洗——柔軟后整理
節能工藝實驗方案二:練染同浴法,胚紗準備——練染同浴——染色后皂洗——柔軟后整理
2.2.3練染同浴工藝
先根據胚紗的含雜和生產用水的含重金屬硬度來考慮,是否采用練染同浴法,選用染色代用堿和染色后高效皂洗工藝等,從而達到縮短前處理和染色的加工時間、減少能源消耗的節能目的。
2.3測試評定
2.3.1滲透性
將已前處理預精練過得半成品紗線烘干,然后將試樣品放置在水中,觀察纖維的沉降速度,并記錄時間(秒)。
2.3.2白度
將已前處理預精練過得半成品紗線烘干,在織機上織成小片,疊成四層,在ZBD白度儀上測試。
2.3.3染色牢度
皂洗牢度測試:采用耐洗色牢度ISO105-C03-1989標準
耐摩擦色牢度測試:采用GB3920-1997《紡織品耐摩擦色牢度實驗方法》標準。
3.工藝試驗結果與討論
3.1預精練工藝中精練劑的選擇
3.1.1精練劑的預精練性能比較
我們設想中的預精練工藝和常規的練漂工藝的流程明顯縮短,這對選擇精練劑性能
我們選用粘膠/棉紗線(50/50)來進行試驗,前處理預精練的試驗工藝初步采用:(1)試驗浴比1∶10;(2)預精練溫度85℃,保溫時間20分鐘,然后洗凈。通過試驗后,見表1、表2。
表1 前處理預精練助劑選用對比試驗
| 試驗助劑(g/l) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Diadavin HLS | - | 1 | - | - | - | - | - |
| Tanalev KDC | - | - | 1 | - | - | - | 1 |
| 前處理助劑BLG | - < | - | - | 2.5 | - | - | - |
| H-900 | - | - | - | - | 2 | - | - |
| CWC | - | - | - | - | - | 2 | 1 |
表2 前處理預精練助劑對比主要指標的結果
| 主要指標 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 滲透性(沉降時間,秒) | - | 6 | 6 | 10 | 12 | 4 | 4 |
| 白度% | 50.2 | 56.1 | 54.8 | 53.2 | 52.1 | 51.8 | 54.3 |
| 棉籽殼 | +++ | + | + | ++ | ++ | ++ | + |
| 起泡性 | - | + | + | ++ | +++ | ++ | ++ |
注:棉籽殼的存在情況的評價:棉籽殼少“+” 棉籽殼中等“++” 棉籽殼較多“+++”
處理液中的起泡性評價: 起泡低“+” 起泡中等“++” 起泡較多“+++”
通過試驗中,由表2得出,其中的2#、3#的去雜效果最好,從處理后的滲透性比較,以表面活性劑為主處理的6#、7#效果良好,但有起泡性較大。從預精練的綜合效果依次來看:2#﹥3#﹥7#﹥4#﹥5#﹥6#﹥1#,其中2#、3#、7#的預精練工藝,基本符
3.1.2不同預精練溫度的試驗比較
根據節能工藝的要求,選擇的精練劑除了具有良好的去雜精練乳化功能之外,精練劑在不同溫度下的適應性尤為重要,在所選擇試驗的幾個精練劑中(如表2),綜合性能指標,Diadavin HLS和 Tanalev KDC比較理想,因此以這兩個精練劑分別選擇20℃、40℃、60℃的精練溫度進行試驗,見表3。
表3 預精練不同溫度處理對精練效果的影響試驗
| 精練性能 | Diadavin HLS | Tanalev KDC | ||||
| 20℃ | 40℃ | 60℃ | 20℃ | 40℃ | 60℃ | |
| 滲透性 | 8 | 8 | 6 | 8 | 6 | 6 |
| 白度% | 51.3 | 53.4 | 55.3 | 50.8 | 53.0 | 54.6 |
| 棉籽殼 | ++ | ++ | + | ++ | ++ | + |
| 起泡性 | + | + | + | + | + | + |
從表3可見,精練劑Diadavin HLS和 Tanalev KDC的預精練工藝溫度在40-60℃時,其綜合效果比較良好。這樣在后續的預精練工藝的優化實驗中,以預精練溫度為60℃進行實驗。
3.2預精練工藝中螯合分散劑的選擇
前處理預精練以及染色用水質的好壞會影響一些活性染料的染色性能,水中的重金屬離子的存在會使預處理中雜質沉積或反沾污,在染色過程中使深度下降,色光發生變化,顏色發暗等現象。為了選擇篩選適合的工藝,我們對螯合分散劑進行以下兩方面的試驗。
3.2.1螯合分散劑對Fe3+和Ca2+的螯合能力試驗
表4 選擇的幾種分散螯合劑的性能一覽
| 試驗助劑 | 生產商 | 化學組成 | 離子性 | 主要功效 |
| Acumer 6100 | 羅門哈斯 | 聚丙烯酸及其鹽類混合物 | 陰離子 | 具有吸附和分散能力,分散纖維素纖維上的無機雜質,對重金屬螯合作用 |
| Dekol SNS | 巴斯夫 | 聚丙烯酸鹽共聚物 | 陰離子 | 分散螯合劑,軟水劑 |
| Plexene UL | 拓納 | 丙烯類共聚物與多種有機酸復合物 | 陰離子 | 有效的螯合棉纖維或水中的鈣、鎂離 子以及無機雜質 |
| Levquest 98-3 | 拓納 | 丙烯類共聚物與磷酸鹽類混合物 | 陰離子 | 對原棉纖維上不可溶解物質有很好的分散能力 |
| Securon 540 | 科寧 | 多種有機酸復合物 | 陰離子 | 對重金屬離子有突出的絡合能力,分 解清除設備內存在的鈣離子沉淀物 |
選擇目前市場上部分螯合分散劑進行試驗,見表4。主要進行螯合分散劑在不同溫度下對Fe3+和Ca2+的螯合能力試驗(實驗方法:Modified Hampshire Test),見表5。
表5 部分螯合分散劑對Fe3+ Ca2+螯合能力對比
| 試驗助劑 | 對Fe3+的螯合能力 (mgFe3+ /g) | 對Ca2+ 的螯合能力 (mg CaCO3 /g) | ||||
| 室溫 | 60℃ | 90℃ | 室溫 | 60℃ | 90℃ | |
| Acumer 6100 | 668.5 | 536 | 493 | 371 | 336 | 320 |
| Dekol SNS | 518 | 413 | 378 | 150 | 137 | 70 |
| Plexene UL | 470 | 402 | 362 | 406 | 381 | 368 |
| Levquest 98-3 | 679 | 574 | 539 | 167 | 195 | 170 |
| Securon 540 | 575 | 462 | 420 | 178 | 166 | 166 |
從試驗中見表5,可以看出選用的螯合分散劑對鐵離子、鈣離子的螯合能力隨著溫度的不斷升高,而有不同程度的減弱,其中螯合鐵離子的能力程度以Levquest L-983 >Acumer 6100 >Securon 540>Dekol SNS、Plexene UL依次排列;螯合鈣離子的能力程度以Plexene UL >Acumer 6100 >Securon 540> Levquest L-983 > Dekol SNS依次排列。
3.2.2螯合分散劑對活性染料勻染性和鮮艷度的試驗
我們選用臺灣永光的1.0%活性紅3BS和1.0%活性黃3RS,對經過前處理的100%粘膠紗線進行染色,并且采用蒸餾水和硬水(硬度300ppm 鐵離子3ppm)進行對比試驗。
染色試驗工藝見圖1,其中加入元明粉40g/l、碳酸鈉20g/l,在染浴中分別加入1.0g/l、1.5g/l、2.0g/l螯合分散劑,并與不加螯合分散劑的染色結果進行比較,采用Datacolor測色配色儀得出K/S值,來評價其勻染性及鮮艷度,見表6。
表6 螯合分散劑對活性染料的染色性能比較
| 性 能 比 較 | 螯合劑 用量 | Acumer 6100 | Dekol SNS | Plexene UL | Levquest 98-3 | Securon 540 | |
| K/S 值 | 蒸餾水 | 未加 | 12.56 | 12.56 | 12.56 | 12.56 | 12.56 |
| 硬度水 | 未加 | 10.82 | 10.82 | 10.82 | 10.82 | 10.82 | |
| 1.0g/l | 11.56 | 11.07 | 11.92 | 11.22 | 11.27 | ||
| 1.5g/l | 11.94 | 11.34 | 12.27 | 11.64 | 11.74 | ||
| 2.0g/l | 12.32 | 11.73 | 12.46 | 11.88 | 12.03 | ||
| 勻染性 | ++ | + | +++ | ++ | ++ | ||
| 移染性 | ++ | ++ | +++ | ++ | + | ||
| 得色效果 | 較深 | 色淺 | 深 | 色淺 | 色淺 | ||
注:染色性能情況的評價:好“+++” 較好“++” 一般“+”
由表6得出,用硬水進行染色的情況下,加入不同的螯合分散劑,其中Plexene UL最好,其次為Acumer 6100,它們對提高染色的深度和鮮艷度效果比較明顯,接近或達到用蒸餾水進行染色的水平;Securon 540、Dekol SNS、Levquest L-983也有作用,但對染色色光有不同程度的變化,均有色淺的效果。
3.3預精練工藝的優化對比
由上述3.1和3.2的各項試驗中,可以看出,節能工藝的預精練效果的好壞,直接影響后續的染色質量,通常生產用水的硬度以及被加工纖維上含雜的程度,也涉及到
可行性和可靠性。通過優選出的精練劑Diadavin HLS、Tanalev KDC和螯合分散劑 Plexene UL、Acumer 6100來進行預精練工藝優化試驗對比,見表7。
表7 粘膠/棉(50/50)混紡纖維預精練工藝優化試驗對比
| 用量 | 1﹟ | 2﹟ | 3﹟ | 4﹟ | 5﹟ | 6﹟ | |
| Diadavin HLS | g/l | 1 | 1 | 1 | — | — | — |
| Tanalev KDC | g/l | — | — | — | 1 | 1 | 1 |
| Plexene UL | g/l | — | 1 | — | — | 1 | — |
| Acumer 6100 | g/l | — | — | 1 | — | — | 1 |
| 試樣用水硬度 | 4°GH | ||||||
| 試樣用紗硬度 | 3°GH | ||||||
| 加工殘液硬度 | °GH | 7 | 4 | 3 | 6 | 3 | 3 |
| 處理后紗硬度 | °GH | 2 | 1 | 1.5 | 2 | 1 | 1.5 |
| 白度 < | % | 55.6 | 56.9 | 56.0 | 55.8 | 56.7 | 56.0 |
| 半制品質量綜合評價 |
| ++ | ++++ | +++ | ++ | ++++ | +++ |
注:°GH為德國硬度,相當于18PPM
試樣用紗硬度按照取紗后,在純水中50℃預煮10分鐘測試。
半制品質量綜合評價:好“++++” 中等“+++”一般“++”
從表7得出,在2#、3#、5#、6#試驗中,分別加入適當的螯合分散劑,經過處理后,對于降低試樣用水和胚紗的重金屬離子和堿土離子有明顯的改善作用,其中2#和5#最好。因此以HLS+UL和KDC+UL組合進行的預精練工藝比較適合練染同浴法工藝(Scour Dye Applications)。
3.3染色工藝的選擇試驗
3.3.1染料的選用
目前在大多數的染整廠以使用一氯均三嗪和乙烯砜為活性基團的雙活性基染料比較廣泛,它對工藝的敏感性小,在染色環境中的穩定和適應性比較好,固色率高(一般可達82%以上)各項染色牢度好。針對粘膠纖維的本身特性,它在濕狀態中,能夠充分膨脹,纖維的橫截面可以增加50%左右,對染料的吸附力高于纖維素纖維。為了配合粘膠及其棉混紡紗線深色染色工藝,選擇市場上的一些活性染料
表8 幾種活性染料對粘膠/棉纖維(50/50)的各項染色牢度
| 染料名稱 | 染料 廠家 | 用 量% | 染色 溫度 ℃ | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干磨 | 濕磨 | 原變 | 白沾 | ||||
| Kayacion Red ELE | 日本化藥 | 3 | 85 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Kayacion Yellow ELE | 日本化藥 | 3 | 85 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Kayacion Blue ELE | 日本化藥 | 3 | 85 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Kayacion Brown ELE | 日本化藥 | 3 | 85 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Kayacion Dark Blue ELE | 日本化藥 | 3 | 85 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Sumifix Yellow HF-3R | 日本住友 | 3 | 70 | 4 | 3 | 4-5 | 4 |
| Sumifix Yellow HF-2B | 日本住友 | 3 | 70 | 4 | 3 | 4-5 | 4 |
| Sumifix Yellow HF-BG | 日本住友 | 3 | 70 | 4 | 3 | 4-5 | 4 |
| Sumifix Navy Blue HF-2G | 日本住友 | 3 | 70 | 4 | 3 | 4-5 | 4 |
| Megafix Yellow B-4RFN | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
| Megafix Red B-4BD | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
| Megafix Red B-2BF | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3 | 3-4 | 3 |
| Megafix Blue B-2GLN | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
| Megafix Yellow B-EXF | 萬得 | 3 | 60 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Megafix Red B-EXF | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Megafix Blue B-EXF | 萬得 | 3 | 60 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| Megafix Black B-EXF | 萬得 | 6 | 65 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4 |
| 活性黃3RS | 永光 | 3 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
| 活性紅3BS | 永光 | 3 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
| 活性黑B | 永光 | 8 | 60 | 4 | 3 | 4 | 3-4 |
注:染色工藝按照圖1或圖2
染色后皂洗工藝:皂洗劑2g/l,浴比1:20,溫度85-95℃,時間20分鐘
從上述選擇的活性染料進行
3.3.2元明粉用量對深色染色的適應性試驗
選擇ELE型和B型中的幾只染料進行試驗,考慮到棉和粘膠纖維混紡紗線在染色時同色性問題,其中以選擇元明粉作染粘膠纖維的促染劑,染料濃度按4%和6%兩個檔次,以不同的元明粉用量來比較其對得色量(K/S值)的影響,并且觀察兩種纖維的的染色同色性。試驗工藝以選擇升溫法、添加適量勻染劑等來進行,見表9。
由表9中可以發現,粘膠/棉混紡纖維在活性染料染中深色的過程中,元明粉用量會影響兩種纖維的上染率,同時棉纖維部分的上染率要高于粘膠纖維部分,其中ELE型(85℃染料)和B型(60℃染料)兩種活性染料,對元明粉用量大小的依存性比較小,上染率穩定,當染料用量4%左右時,元明粉用量在50g/l左右;當染料用量6%左右時,元明粉用量在60g/l左右。這樣有助于改善兩種纖維的同色性和上染深度。
表9 不同的元明粉用量對粘膠/棉(50/50)混紡纖維染色K/S值的影響
| 染料用量4% | 染料用量6% | |||||
| 元明粉(g/l) | 40 | 50 | 60 | 50 | 60 | 70 |
| Red ELE | 25.12 | 26.32 | 27.27 | 31.36 | 32.46 | 31.76 |
| Yellow ELE | 18.75 | 20.84 | 19.32 | 27.86 | 29.08 | 27.62 |
| Blue ELE | 13.55 | 14.45 | 13.40 | 16.23 | 17.62 | 17.40 |
| Brown ELE | 27.32 | 28.72 | 28.20 | 32.36 | 33.26 | 32.15 |
| Dark Blue ELE | 17.32 | 18.42 | 17.50 | 19.26 | 20.26 | 19.45 |
| 17.35 | 19.24 | 18.32 | 26.56 | 27.98 | 26.32 | |
| Red B-EXF | 23.42 | 25.32 | 27.17 | 30.16 | 31.76 | 31.06 |
| Blue B-EXF | 12.85 | 13.55 | 13.40 | 14.60 | 15.28 | 15.10 |
| Black B-EXF | 16.02 | 17.12 | 17.40 | 19.06 | 20.24 | 20.56 |
3.3.3代用堿和純堿工藝對深色染色的適用性試驗
按照在活性染色工藝中,特別在染深色時,加堿必須分批次從慢到快緩慢加入,使生產操作帶來不便和工藝時間比較長。根據有關報道,在活性染色過程中選擇染色代用堿,可以符合節能工藝和縮
表10 代用堿和純堿工藝對粘膠/棉(50/50)混紡纖維染色的性能對比(顏色:深咖啡)
| 用量 | 1﹟ | 2﹟ | 3﹟ | 4﹟ | 5﹟ | 6﹟ | 7﹟ | 8﹟ | |
| Yellow ELE | o.w.f | 2.32% 0.6% 1.34% | |||||||
| Red ELE | o.w.f | ||||||||
| Bule ELE | o.w.f | ||||||||
| 元明粉 | g/l | 50 | 50 | 50 | 50 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 代用堿A | cc/l | — | — | 3.0 | — | 3.0 | — | 3.5 | — |
| 代用堿B | cc/l | — | — | — | 3.0 | — | 3.0 | — | 3.5 |
| 純堿 | g/l | 20 | 25 | — | — | — | — | — | — |
| 檢測PH | 升溫前 | 10.8 | < 1.2 | 11.0 | 10.7 | 11.0 | 10.7 | 11.4 | 11.1 |
| 檢測PH | 保溫后 | 10.4 | 10.6 | 10.5 | 10.3 | 10.5 | 10.3 | 10.8 | 10.5 |
| 得色量 | K/S值 | 12.56 | 12.60 | 12.50 | 12.38 | 12.55 | 12.43 | 12.58 | 12.54 |
| 染色同色性 | +++ | ++++ | ++ | ++ | +++ | ++ | ++++ | +++ | |
| 摩擦牢度/級 | 干摩 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 |
| 濕摩 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | |
| 皂洗牢度/級 | 原變 | 4-5 | 4-5 | 4 | 4 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 |
| 白沾 | 3-4 | 4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | 4 | 3-4 | |
注: 染色質量綜合評價:好“++++” 中等“+++”一般“++”
由表10中,首先使用代用堿工藝染液的PH的變化情況,基本和傳統的碳酸鈉差不多,隨著固色時間的增加,兩種不同的堿劑的PH值都有所下降,染色時的PH值大小對棉和粘膠纖維混紡紗線的染色同色性有一定的影響,從結果得出:2#、7#、8#的得色量最好,而且兩種纖維的同色性比較一致。
其次觀察兩種不同堿劑工藝的上染變化情況,實驗得出,代用堿A、B的用量為碳酸鈉1/6和1/7左右時,染色的上染率和碳酸鈉固色工藝結果稍微有變化,特別在代用堿的用量為碳酸鈉用量比例在1/6時基本接近,但是從3#至6#結果中發現,使用相同用量的代用堿劑時,適當增加元明粉的用量可以使上染率得到改善。綜合各項染色性能來看:7#、8#的代用堿固色工藝的效果良好。
4.大樣試驗和經濟效益
經過上述的工藝試驗結果,為了進一步確定節能工藝的可行性,優化和完善工藝條件和配套染化料的選擇,在現場進行生產實踐的試驗對比,從而來評價綜合質量、經濟效益等方面的情況。
4.1節能工藝的工序流程
4.2染后皂洗的簡化工藝和經濟效益
大樣生產中,選擇皂洗劑NRC(寶時)進行染色后皂洗工藝,有效中和去除染色物上的堿度,加快水解染料從染色物泳移到浴中。其雙重功效除可省去用酸中和工序外,更可減少水洗過程,因而達到“節省清洗用水量”、“縮短清洗時間,減少排污量”從而可“降低成本”及 “提高效率”。NRC與常規皂洗劑的各項功能對比結果見表11。
表11 中和型皂洗劑NRC與常規皂洗劑的功效和經濟效益對比
| | 中和型皂洗劑NRC | 常規皂洗劑 |
| 起泡性 | 無泡 | 有泡或著少泡 |
| 水洗牢度 | 3-4級 | 2-3級 |
| 工序道數 | 6 | 7 |
| 節省工序 | 一道酸中和 | — |
| 省去能源 (按1噸紗) | — | 水:1.0噸 |
| — | 電:20度 | |
| 中和用90%醋酸成本(元/噸紗) | — | 30 |
| 皂洗劑成本(元/噸紗) | 150 | 120 |
| 綜合節省成本(元/噸紗) | 22 | — |
通過生產實踐,采用新型的皂洗劑NRC,即可以省去一道酸中和工序,約20分鐘左右的時間,每噸紗加
4.3優化大樣工藝和經濟效益的比較
大樣優化工藝對比具體采用以下三個方法:1﹟工藝(預精練+活性染色純堿法+NRC皂洗法);2﹟工藝(預精練+活性染色代用堿法+NRC皂洗法);3﹟工藝(練染同浴活性染色代用堿法+NRC皂洗法),優化結果見表12。
表12 粘膠/棉(50/50)混紡纖維染整節能工藝試驗綜合對比(顏色:深咖啡色)
| 用量 | 1﹟ | 2﹟ | 3﹟ | ||
| 預處理 | Diadavin HLS | g/l | 1 | 1 | — |
| Tanalev KDC | g/l | — | — | — | |
| Plexene UL | g/l | 1 | 1 | — | |
| 精練溫度/ ℃ | 65 | 65 | — | ||
| 精練時間/ min | 20 | 20 | — | ||
| 活性 染 色 | 活性黃3RS | o.w.f | 8% 1.5% 1.4% | ||
| 活性紅3BS | o.w.f | ||||
| 活性黑B | o.w.f | ||||
| Tanalev KDC | g/l | — | — | 1.5 | |
| 棉用勻染劑 | g/l | 1.5 | 1.5 | — | |
| 元明粉 | g/l | 60 | 80 | 80 | |
| 代用堿A | cc/l | — | 3.5 | 3.5 | |
| 純堿 | g/l | 25 | — | — | |
| K/S值 | 13.32 | 13.30 | 13.28 | ||
| 染色勻染性 | ++++ | ++++ | +++ | ||
| 染色布面質量綜合評價 | +++ | +++ | +++ | ||
| 染色牢度 | 摩擦牢度/級 | 干摩 | 4-5 | 4 | 4 |
| 濕摩 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | ||
| 皂洗牢度/級 < | 原變 | 4 | 4 | 4 | |
| 白沾 | 3-4 | 3-4 | 3-4 | ||
注: 染色質量綜合評價:好“++++” 中等“+++”一般“++”
染色勻染性:好“++++” 中等“+++”一般“++”
現場試樣染色設備:常溫噴射染紗機,試樣浴比1:12
從大樣結果可以看出,1﹟2﹟3﹟工藝,基本上符合了各項染色性能以及有關的染色牢度。它們之間的共同處在于,縮短和簡化了前處理工藝,優化了染色工序,綜合上減短了整個加工時間,其中3﹟的練染同浴工藝更為顯著。其經濟效益對比結果見表13。
表13 粘/棉混紡紗用染整節能工藝的綜合經濟效益對比
| 堿精練+活性染色純堿法 | 預精練+活性染色純堿法 | 預精練+活性染色代用堿法 | 練染同浴活性染色代用堿法 | |
| 節省工序 | — | 堿精練兩道熱洗 | 堿精練兩道熱洗 | 預精練工序 |
| — | 一道酸中和 | 一道酸中和 | 純堿分段加入時間 | |
| — | — | 純堿分段加入時間 | — | |
| 實際需要時間/分 | 380 | 290 | 250 | 210 |
| 節省用水(噸水/1噸紗) | — | 3.5 | 3.5 | 5 |
| 節省用電(度電/1噸紗) | — | 80 | 100 | 120 |
| 節省用汽(噸汽/1噸紗) | — | 2.1 | 2.3 | 2.5 |
| 綜合節省成本(元/噸紗) | — | 355 | 412 | 457 |
注:(1)經濟效益的核算中,生產用水按每
5.結論
(1)通過試驗,選擇對精練劑、螯合分散劑、活性染色代用堿等節能工藝的配套助劑,進行一系列的對比試驗,其中針對粘膠/棉混紡紗線的特點,優化后得出預精練+活性染色代用堿法工藝和練染同浴活性染色代用堿法工藝。
(2)由于在設計和改進節能工藝或者短流程染整工藝過程中,認為選擇適當的螯合分散劑尤為重要,無論采用預精練或練染同浴工藝,防止濕處理過程中的重金屬以及纖維上的堿土離子的存在,防止再次沾污等現象,以致于影響染色質量,使用螯合分散劑 Plexene UL和Acumer 6100比較理想。
(3)練染同浴法工藝(Scour Dye Applications)從縮短加工時間,降低能源消耗,減少污水排放等方面考慮,各項效果非常明顯,該工藝的研究和應用具有相當的發展潛力。
(4)在優化粘膠/棉染整節能工藝的同時,考慮到活性染料對兩種纖維的同色性影響,ELE型、HF型和B型等染料均以共價鍵的形式與纖維結合,兩種纖維的染色重現性良好,各項牢度指標都能達到3級以上。
(5)生產實踐表明,經過合理組合和優化工藝,所獲得粘膠/棉混紡紗線的中深色染整節能工藝,從經濟效益方面來看,綜合節省加工成本比較顯著,基本符合實際生產應用。目前還將進一步在棉/莫代爾、棉/大豆等混紡纖維方面改進和完善節能工藝。
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