羊毛绒棉面料的生物降解工艺研究

羊毛绒棉面料的生物降解工艺研究

0染整工艺及工艺设计新羊毛（山羊）面料不仅具有良好的棉织物渗透性和柔软性，还具有细、柔软、保暖等特点。由于该面料系采用羊毛(羊绒)和棉纤维混纺而成,若采用传统工艺进行轻丝光或低碱处理,织物中羊毛含量损失较大,且工艺条件要求较高,难以实现大规模生产,影响经济效益。因此,需开发一种新的染整生产工艺,以既使处理后织物的白度、毛效和布面质量等达到要求,又不能对蛋白质纤维损伤太大。本公司采用生物酶复配和增效技术对织物进行前处理,以取代传统的高温强碱工艺。之后,采用先进的超低浴比气流染色工艺进行染色,其可较常规溢流染色节约染料15%,节约助剂30%以上,节水、电、汽等能耗30%,减少排污30%,一次染色成功率达到95%以上。染色后,采用机械上柔抛松工艺,取代传统化学柔软整理工艺。1材料和试剂初步设计工艺路线退浆→煮练→氧漂→酶处理→烘干→碳磨→染色→柔软整理→松式拉幅→成品2.1退出干净的食物羊毛/棉类混纺织物不耐传统碱处理,为减少羊毛纤维的损伤,试验分别选用Na2CO3、H2O2和高效淀粉酶对织物进行退浆处理。(1)液体转移处方/g.l退浆剂5渗透剂JFC3(2)退豆浆5.0热水洗2格(95～100℃)→浸轧退浆液(90～95℃,pH值6.0～7.0,轧余率110%～130%)→堆置(40min)→水洗→烘干(3)棉籽壳的去除率处理后织物的毛效、白度、强力、布面棉籽壳,以及羊毛损失率见表1。由表1可知,织物经Na2CO3退浆后,棉籽壳残留较多,且毛效和白度等指标不理想。采用H2O2退浆,虽然毛效和白度提高较大,但羊毛纤维损失也较多,强力下降较大。高效淀粉酶退浆后,棉籽壳去除较净,织物强力损失较小,毛效较高,但白度稍逊于H2O2处理效果,这可通过后续氧漂工艺加以改进。故选用高效淀粉酶5g/L和渗透剂JFC3g/L进行退浆处理。2.2煮练习2.2.1天然杂质与天然杂质羊毛/棉面料煮练工序,既要将棉纤维上的天然杂质除净,又不能使羊毛损伤较大。试验选用Na2CO3、H2O2和复合精练酶组合使用,以优选出最佳工艺。(1)溶液制备/g.l煮练助剂x渗透剂JFC2螯合剂0.5(2)工艺浸轧工作液→堆置(60℃×30min,pH值6～7)→热水洗(100℃×2min)→冷水洗→烘干(3)羊毛/棉织物的处理煮练后半制品物理指标见表2。由表2可知,加入H2O2可明显提高织物的白度,但对羊毛损伤较大。使用Na2CO3和复合精练酶共同处理羊毛/棉织物,效果与仅用复合精练酶处理相当。故只用复合精练酶对织物进行煮练处理,白度则通过后道工序加以提高。2.2.2优化工艺条件工艺处方/(g/L)复合精练酶x渗透剂JFC2螯合剂0.5(1)酶用量对织物物理指标的影响煮练时间30min,温度50～60℃,pH值7,考察不同酶用量对半制品物理指标的影响,结果见表3。由表3可看出,酶用量为3g/L时,织物毛效和白度偏低,布面除杂效果也不理想。酶用量在5g/L以上,毛效、白度和布面除杂较好。因此,确定复合精练酶用量为5g/L。(2)不同煮练温度对棉籽壳硬度和毛效的影响复合精练酶用量5g/L,pH值7,温度60℃,煮练不同时间,其对织物物理指标的影响见表4。由表4可知,煮练45min后,棉籽壳未除净,白度和毛效也不理想;煮练60min,白度和毛效指标已达到后续生产的要求,羊毛损失率也不大;煮练90min,白度和毛效指标提高,但羊毛损伤较大,强力下降明显。故以煮练60min为宜。(3)煮练温度对羊毛/棉混纺织物物理指标的影响复合精练酶用量5g/L,煮练60min,pH值7,煮练温度对羊毛/棉混纺织物物理指标的影响见表5。由表5可知,煮练温度为45℃或80℃,织物白度、毛效和布面质量都较60℃时差。故设定煮练温度为60℃。(4)棉、羊毛织物的煮练复合精练酶用量5g/L,煮练时间60min,煮练温度60℃,测试不同pH值下半制品的物理指标,见表6。由表6可知,当pH值为7,即工作液为中性时,煮练后各项指标均较好。棉纤维不耐酸,羊毛纤维不耐碱,故织物在弱酸性或弱碱性条件下的煮练效果均欠佳。羊毛/棉织物煮练优化处方复合精练酶/(g/L)5渗透剂JFC/(g/L)2螯合剂/(g/L)0.5时间/min60温度/℃60pH值7经此工艺煮练处理后,羊毛/棉半制品的毛效、强力和白度等指标均可达到应用要求,且手感更好,羊毛损失小。2.3氧气泡沫H2O2对羊毛纤维的损伤较大,氧漂时,控制好H2O2用量和反应时间非常重要。(1)液体制备g.lH2O2xNa2SiO35精练剂6螯合剂4(2)洗烘干与ph值热水洗2格(95℃)→浸轧工作液(轧余率100%)→堆置(100℃×45min)→热水洗(95℃)→冷水洗→烘干由表7知,H2O2质量浓度为3～4g/L时,织物强力保持较好,羊毛损伤较小,但白度不够理想;H2O2质量浓度在7～8g/L时,虽氧漂速率快,但羊毛纤维损伤过大,织物强力下降。故选择H2O2质量浓度为5～6g/L,反应时间不宜过长,以45min为宜。2.4酶解碳磨毛细度对面料口感的影响为提高羊毛/棉混纺织物的手感,还需对其进行纤维素酶处理。工艺条件浸轧工作液(纤维素酶DM86282%～3%,pH值5～5.5,60℃×60min)→升温至80℃(加Na2CO31g/L,10min)→水洗→烘干(100℃×2min)→碳磨(车速15m/min)碳磨毛的作用是提高织物手感,其工艺条件可根据面料具体要求来制定。2.5色泽不宜控制羊毛/棉混纺织物采用长车轧染工艺难度较高,张力大,对织物损伤大,落色多,边中色差不宜控制,产品手感呆滞。采用气流机染色工艺,织物在松弛状态下染色,张力小,产品手感好,色泽丰满,色牢度高,染色重现性好;同时气流染色具有超低浴比1∶3～1∶5,可节约染化料10%～15%,节约水、电、汽30%,实现节能减排。2.5.1流铬机(1)染色、清洗下布→升温(10min内升温至85℃)→染色(85℃×45min)→纯碱固色(30min)→清洗→皂洗(95℃×30min)→清洗(2)润滑抗褶皱剂DrimarenXN活性染料xNaCl20～80Na2CO35～20润滑抗皱剂C2G0.5匀染剂DrimagenE2R1浴比1∶3～1∶5设备采用德国第斯公司的气流染色机。2.5.2长车铬(1)工艺浸轧染液→烘干→浸轧固色液→汽蒸(100～103℃,1～3min)→水洗→皂洗→水洗→烘干(2)渗透剂的染色活性染料x尿素40抗泳移剂40渗透剂JFC1固色液处方/(g/L)Na2CO330Na2SO4200渗透剂EP1试验选择宝蓝、卡其和橙色三个颜色处方,分别进行长车轧染和气流机染色(见表8)。2.5.3品的物理指标羊毛/棉混纺织物长车轧染和气流染色成品的物理指标见表9。表9中,羊毛/棉混纺织物采用气流机染色,织物强力和色牢度均优于长车轧染,羊毛纤维损失也较小。2.6整理织物的亲水性织物在柔软整理设备中,依靠气流来完成传动和对不锈钢板的拍打与撞击,以改善织物的手感和风格。羊毛/棉混纺织物上柔抛松柔软整理时,先对织物施加亲水性柔软剂,以提高织物的柔软度和绒毛感。抛松柔软整理的温度和时间则视具体品种而定。工作液处方20%CGF柔软剂/(g/L)50T819柔软剂/(g/L)10CMR-13蓬松剂/(g/L)15轧余率/%100温度/℃ 100时间/min60设备采用意大利白卡拉尼机械公司的爱乐1000气流柔软整理机。3上柔抛松、上柔抛松整理流程生物酶退浆→复合精练酶煮练→氧漂→纤维素酶处理→烘干→碳磨→气流染色→上柔抛松柔软整理→松式拉幅→成品上述工艺路线,已成功地应用于羊毛/棉面料的大生产中,成品具有良好的外观、手感和服用性,目前年产量2000万m。4羊毛/棉混纺织物的染色工艺(1)羊毛/棉面料的前处理采用生物酶复配技术,无碱或少碱,减轻了对羊毛纤维的损伤,以及污水处理的难度和成本,效果良好。(2)羊毛(羊绒)棉印染布采用气流染色工艺,颜色艳丽、手感蓬松丰满,各项物理指标达到理想效果。由于是小浴比染色,节约染化料与能耗,达到了清洁生产和节能减排的目的。(3)采用上柔抛松柔软整理工艺,处理后羊毛/棉混纺织物手感柔软、蓬松、富有毛感,较传统的单一化学柔软整理优势明显。注:2008年6月,“羊毛(羊绒)棉印染布”项目通过福建省新产品新技术鉴定。2009年1月,荣获“福建省优秀新产品”,2009年11月,“羊毛(羊绒)棉印染清洁生产工艺”被列入第三批“中国印染行业节能减排先进技术推荐目录”。单件主要试剂及助剂高效淀粉酶,螯合剂,纤维素酶DM8628(德美化工有限公司),复合精练酶(自配),润滑抗皱剂C2G(晋江恒泰化工贸易有限公司),匀染剂DrimagenE2R(科莱恩