發(fā)布時間：2021-04-12 點擊：

定型機、涂層機專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機械2021年4月12日訊 對棉型針織物的少水節(jié)能減排高效短流程漂染工藝進行簡要分析，主要對間隙式系列前處理高效短流程工藝及系列染色短流程工藝闡述，與相應(yīng)的傳統(tǒng)工藝對比質(zhì)量、節(jié)能減排成效及污染指標(biāo)降低情況等。 

作者：常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 岳仕芳

針織物漂染現(xiàn)況

針織物的纖維種類、編織方法多、線圈結(jié)構(gòu)易變形，長期以來以間歇式缸染進行，漂染工藝流程長，效率低，能耗高。隨著能源資源日趨緊張，國家對節(jié)能環(huán)保的要求更加嚴(yán)格以及加工成本的增加，企業(yè)利潤低下，針織染整工藝正朝著高效短流程、少水節(jié)能漂染工藝方向發(fā)展。

首先，通過設(shè)備更新改造，采用小浴比設(shè)備，對節(jié)能減排起著關(guān)鍵作用；其次，以高效多功能助劑的開發(fā)應(yīng)用，在產(chǎn)品質(zhì)量符合要求的前提下縮短工藝流程，使綜合能耗降低，在一定程上降低污染物濃度；第三，目前針織物平幅前處理及平幅水洗已有成熟的工藝裝備，通過平幅煉漂可大幅度降低能耗、減少排放。外織物前處理、染色及印花后水洗，要占到總耗水量的80%，并產(chǎn)生大量的廢水，下面重點介紹針織物間歇式漂染加工的高效程流程工藝。

高效短流程前處理工藝

1、傳統(tǒng)堿氧一浴前處理工藝

上世紀(jì)80年代始，堿氧一浴前處理高效短流程工藝因節(jié)能減排效果明顯，在梭織物、針織物前處理中迅速得到推廣應(yīng)用，該工藝成功應(yīng)用依賴于耐堿性好的堿氧穩(wěn)定劑，能使燒堿液中的雙氧水的無效分解和自由基(HOO-)濃度降低、以盡量減少對織物的損傷，主要產(chǎn)生HO-2用于分解織物上的漿料和雜質(zhì)。

對梭織物而言，織物上有漿料，結(jié)構(gòu)緊密，軋蒸工藝燒堿濃度高，通常達到35g/L～60g/L，對穩(wěn)定劑的要求高，故最早開發(fā)的堿氧一浴工藝在滌棉織物上應(yīng)用比較成功，在純棉梭織物上以先冷堆再短蒸工藝較為常用、雖然不能一步完成，但在一定程度實現(xiàn)了節(jié)能減排。針織物因結(jié)構(gòu)易變形卷邊，目前仍大量采用浸浴法前處理，浴比一般在1:8～1：10，燒堿濃度2～4g/L，但對穩(wěn)定劑的要求降低，故堿氧一浴工藝在針織物、紗線上的應(yīng)用非常成功。

最早的堿氧工藝處方一般為：高效精煉劑l-2g/L，堿氧穩(wěn)定劑0.5-lg/L，30%雙氧水6-8g/L，燒堿2-4g/L，借助堿氧穩(wěn)定劑、高效精煉劑、燒堿、氧化劑的協(xié)同作用，使棉纖維上的雜質(zhì)發(fā)生氧化、水解和復(fù)分解、皂化、乳化、增溶、凈洗等物理化學(xué)作用，使織物獲得 “勻、透、凈”的處理效果。漂練結(jié)束酸洗、除氧，HAc或NaAc 0.5g/L，除氧酶0.08-0.lg/L。工作液至少含4種助劑，配料不當(dāng)會使工作液失效、織物降強，殘液pH值較高，通常噸產(chǎn)品耗水在32～40噸。

2、新型堿氧一浴前處理工藝

所謂新型堿氧工藝，主要是依賴一款多功能助劑。實則是三合一多功能煮練劑，主要包括堿性鹽、滲透劑、穩(wěn)定劑、螯合分散劑，能與雙氧水共浴、協(xié)同作用于棉纖維、使織物獲“勻、透、凈”的處理效果。

其處方為多功能助劑2-3g/L，30%雙氧水4-6g/L，對雜質(zhì)多的坯布可適當(dāng)添加燒堿，煉漂后中和與除氧與傳統(tǒng)堿氧工藝相同。

兩者之不同在于新型堿氧處方更簡單、工作液pH值更低，雙氧水利用率更高，織物強力損傷較小，煮漂白殘液pH值低。本文作者在粘亞麻前處理工藝研究中發(fā)現(xiàn)，該新型堿氧工藝處理的織物白度高于傳統(tǒng)堿氧工藝，這與多功能助劑中堿性鹽為δ-層狀偏硅酸鈉有關(guān)，吸附雜質(zhì)能力強，洗滌力好。

3、針織物低溫?zé)捚辉」に?/span>

針織物低溫?zé)捚辉√幚硎墙柚诘蜏鼐毭竵硗瓿傻?，低溫精練酶實則是由δ-層狀偏硅酸鈉，液體的Mn-L型（高分子配位錳化合物）分散體，粉狀重金屬螯合劑，高效表面活性劑組成，可將煉漂溫度從100℃降到85℃左右，其特殊配體對木質(zhì)素及色素產(chǎn)生有選擇性氧化作用，對纖維素損傷較小。

低溫精練劑兼具滲透、乳化、螯合分散及氧漂穩(wěn)定功能，一般處方為：低溫精煉劑l-2g/L，30%雙氧水5-6g/L，燒堿2-3 g/L，中和水洗與除氧處理同前。該工藝煮漂溫度低、升溫時間短，產(chǎn)品失重率低，棉纖維損傷小。與傳統(tǒng)堿氧工藝相比能耗降低20～30%，加工時間節(jié)省15%左右，更適合不耐高溫的多纖維針織物的煉漂。

4、低堿煉漂工藝

棉針織物低堿煉漂是依賴低堿漂白精煉助劑，該助劑也屬于多功能表面活性劑，藍色透明液體，具有穩(wěn)定催化雙氧水及潤濕滲透等作用，使純棉針織物在高溫低堿下完成煉漂，煉漂后殘液pH接近中性，無需用酸中和，煉漂后排液水洗一次，除氧后即可直接進行活性染色，縮減一道酸洗，能降低污水量及污水中的COD，提高生產(chǎn)效率。

生產(chǎn)案例：34吋28針32s棉汗布，布重：135kg，浴比：1:10。

原堿氧一浴處方：30%雙氧水6g/L，燒堿2g/L，去油精煉劑0.5 g/L，除油靈0.5 g/L，冰醋酸0.8 g/L，除氧酶0.3 g/L；

低堿氧一浴處方30%雙氧水6g/L，燒堿0.6/L，低堿漂白精煉劑1g/L，除氧酶、0.3g/L。

兩種工藝處理效果對比見表1

棉針織物低堿氧漂工藝比常規(guī)煉漂工藝減少一次水洗和一次酸洗，節(jié)水節(jié)能明顯，工藝時間縮短。

5、生物酶前處理工藝

用于棉針織物前處理的生物酶主要以果膠酶、纖維素酶及高效表活劑為主要成分的混合制劑，其高效催化作用可在低溫度下完成精煉，避免高溫處理；另一方面酶是僅能催化分解特定物質(zhì)、特定化學(xué)鍵及特定化學(xué)變化的催化劑，混合酶制劑協(xié)同作用于織物上的棉籽殼及共生物。

多酶與表活劑協(xié)同，首先發(fā)生潤濕滲透作用，促使酶制劑與棉纖維初生胞壁的纖維茸毛降解與果膠分解交替進行，相互促進增效；非水溶性無機鹽通過螯合分散去除；棉蠟因初生胞壁中的果膠、纖維素降解而被裸露，借力表面活性劑乳化增溶洗除，棉籽殼膨化，獲得親水性、勻染性。

殘余雜質(zhì)、色素及棉籽殼通過后續(xù)氧漂去除。采用生物酶前處理，可避免強堿高溫，可減少對織物的損傷。因此該工藝更適合不耐強堿高溫的織物，若棉針織物染或棉氨針織物深色則不需要后續(xù)氧漂工藝，節(jié)能減排成效更為顯著。

生產(chǎn)案例：32S/1C+20D氨綸汗布，染深濃色。

傳統(tǒng)堿煮工藝為：針織物→堿煮(100℃×40min，除油劑lg/L，滲透劑0.5/L)→熱洗(80℃×10min)→酸洗(HAc 0.5g/L，室溫10min)→活性染色。

復(fù)合酶制劑前處理工藝為：針織物→生物酶精煉[復(fù)合酶制劑1-2% (o.w.f)，55℃、15min]×不排液升溫(80℃，10min)→活性染色。

處理效果比較見表2

因堿煮工藝多一道水洗和酸洗，且高溫煮煉，生物酶工藝縮短工藝時間約30-60分鐘，綜合成本也低于堿煮工藝，收集處理相同產(chǎn)品產(chǎn)生的廢水測試污染物濃度，因生物酶去雜的專一性和對雜質(zhì)催化分解的機理與堿煮煉工藝不同，產(chǎn)生廢水CODcr、總氮、總磷都低于堿煮工藝，節(jié)能減排成效較明顯。

針織物節(jié)能減排染色工藝

1、滌棉針織物煉漂染滌一浴工藝

一般T/C織物前處理與染滌工藝為：T/C針織物→堿氧煉漂(100℃，40min) →熱水洗(80℃，10min)→酸洗(室溫，10min)→除氧(室溫，10min)→分散染滌(130℃，30min)→待染棉等后續(xù)工序。

為解決該工藝流程長的問題，印染科技工作者開發(fā)了煉漂染一浴助劑，能在分散高溫染滌的同時與雙氧水協(xié)同實現(xiàn)棉纖維前處理，該助劑為表面活性劑、功能性助劑復(fù)配物，在弱酸性條件下穩(wěn)定催化分解雙氧水，使之能氧化棉纖維上的色素、分解雜質(zhì)，借助表活劑的乳化、洗滌力去除棉蠟，對分散染料色光的影響相對較小，重現(xiàn)性好。

對比實驗表明煉漂染一浴法去油率達51.5%、白度為73.91%，傳統(tǒng)分浴法堿氧前處理工藝去油率為50.9%，白度76.2%，毛效均為16cm/30min左右，布面外觀效果好。但該工藝實施的前提需選用耐雙氧水的分散染料，為解決大小樣色差建議打小樣也采用煉漂染一浴工藝。

    

T/C針織物一浴煉漂染工藝為：40℃入染→煉漂染一浴(130℃×40min) →水洗→除氧→染棉。煉漂染色工藝處方：染后無需中和水洗，直接除氧后活性染棉。

應(yīng)用實例：高溫高壓液流O型缸，CVC汗布，1489.7kg，浴比：1:7，染米白，30%雙氧水：6.0%(o．w．f)，煉漂染一浴助劑：1.0%(o．w．f)，98 %HAc：0.3%(o.w.f)，分散黃E-GL:x %(o.w.f)，分散紅3B：y%(o.w.f)，分散藍2BLN:z%(o.w.f)。與傳統(tǒng)工藝相比，減少了三道工序，1噸布可節(jié)約蒸汽大約1.3噸、節(jié)約水約24噸，節(jié)約時間1.5～2.0小時，節(jié)能減排明顯，且生產(chǎn)效益和生產(chǎn)效率大幅度提高。

2、分散／活性染色免還原清洗工藝

棉／滌或滌／棉中深色以分散／活性兩浴兩步法染色工藝為主，通常染滌后采用燒堿／保險粉還原清洗分散染料浮色、中和水洗后再用活性染棉，染棉后還在皂洗。該方法工藝流程長，耗能耗水大；保險粉和燒堿對生產(chǎn)環(huán)境和廢水處理極為不利，還原清洗去除分散染料浮色，從而提高色牢度。

印染科技工作者為解決常規(guī)工藝兩次皂洗和燒堿／保險使用對環(huán)境不利的問題，開發(fā)了免還原清洗劑、將分散染色后還原清洗與活性染色后的皂洗合為一步，免還原清洗劑具有高的吸附性能、分散性能、懸浮性能、螯合和增溶作用，去除浮色能力強，其螯合作用可屏蔽染液中的金屬離子，抗再沾污力強、增效洗滌效果。

2.1 免還原清洗工藝可縮短生產(chǎn)工藝程序

T/C針織物分散／活性常規(guī)染色工藝與免還原清洗工藝對比如下：

常規(guī)工藝：棉滌半制品→(130℃×30～60min)→還原清洗(80℃×20min)→醋酸中和(50℃×15min)→冷洗→染棉(60℃×30min)、加純堿固色(60℃×45min)→醋酸中和(50℃×15min)→冷水洗→皂洗(95℃×15min)→熱水洗(80℃×15min)→冷水洗。

    

免還原清洗工藝：棉滌半制品→染滌(130℃×30～60min)→染棉(60℃×30min)、加堿固色(60℃×45min)+熱水洗(80℃×10min)→醋酸中和(50℃×15min)→冷水洗→皂洗(免還原清洗劑2g/L，85℃×15min)→熱水洗(80℃×15min)→冷水洗。

2.2 免還原清洗工藝染色牢度與傳統(tǒng)皂洗工藝對比

同樣染色濃笈的CVC針織物按常規(guī)工藝與還原清洗工藝處理，染料組合有：橙色：分散紅玉S-5B/ 分散橙S-4RL/活性黃M-3RE/活性紅M-3BE；綠色：分散橙S-4RL/分散深蘭HGL/活性黃M-3RE/活性深藍M-2GE；紫色：分散紅玉S-5BL/分散深蘭HGL/活性紅M-3BE/活性深藍M-2GE；消色：分散紅玉S-5BL/分散橙S-4RL/分散深蘭HGL/活性紅M-3BE/活性黃M-3RE/活性深藍M-2GE。

染色總濃度在6～10%，表觀色深K/S值基本無差異；免還原清洗工藝洗滌的摩擦牢度及皂洗牢度略優(yōu)于原常規(guī)工藝，其中拼紫色染料濃度為5%時，免還原清洗工藝濕摩牢度差半級。由此可推測，T/C或C/T中深濃色織物染色，采用免還原清洗工藝后處理效果與傳統(tǒng)工藝基本相當(dāng)。

2.3 免還原清洗工藝節(jié)能減排成效

生產(chǎn)一噸布或一噸紗，浴比按大生產(chǎn)工藝1：8計算，與傳統(tǒng)工藝相比，省去了燒堿／保險粉還原清洗、醋酸中和與冷水洗至少三道工序，縮短生產(chǎn)時間約80min，按1t染缸功率為l00kW計，運轉(zhuǎn)耗電系數(shù)按0.6計，則染1噸織物可省電約80度；減少兩次升溫降溫，按8噸水兩次需升溫50℃計，需耗蒸汽D=1143kg節(jié)約新水24t；此外，由于節(jié)約水和蒸汽，污水排放減少25t。

以染黑色拼色為例，分散與活性染料濃度均為4%(o.w.f)，實驗對比廢水CODcr，免還原清洗工藝產(chǎn)生的廢水比傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生的廢水CODcr低。

針織物活性染色與拋光一浴工藝

1、除氧、拋光與染色一浴的可能性分析

因針織物易收縮卷邊，傳統(tǒng)工藝針織物不能燒毛，去除絨毛需采用纖維素酶、也叫拋光整理，拋光后酶需滅活，滅活條件在80℃下處理10min或調(diào)節(jié)pH值于堿性使之失活。

常用拋光條件45℃～55℃，pH值4.5～5.5，50～60min，在弱酸性條件下較長時間處理，對織物紗線強力也有一定的損傷。針織物煮漂后殘留雙氧水會影響活性染料的色光，需采用過氧化氫酶除氧處理，除氧條件55℃、10min。中溫型活性染棉的溫度55～60℃，染色30min后加純堿固色30min左右。

   

市場上知名助劑商開發(fā)的可以在活性染色時實施拋光、除氧的復(fù)合酶，適宜的pH值5～7，適宜溫度60～65℃，和中溫型活性染料染棉纖維的溫度和pH值吻合，而活性染料上染后加純堿固色時正好能使復(fù)合酶失活，免去專門的使酶失活的工序，避免了原拋光酶在酸性條件下進行會導(dǎo)致纖維受損的問題。

2、除氧、拋光與染色一浴工藝

棉針織物活性染色與拋光分浴工藝與一浴工藝對比，實驗對比了活性黃RW，活性超級紅，活性深藍R-2GLN，染料濃度均為2%(o．w．f)。

    

分浴工藝：前處理→中和(室溫×10min)+除氧(室溫×10min)→拋光[pH=5.0，55℃×60min，拋光酶2%(o.w.f)→滅活(80℃×10min)→染色(染色15 min→加鹽15min→加堿固色3min)→皂洗后處理。

    

一浴工藝：前處理→中和(室溫×10min)→60℃，pH 6.0，復(fù)合光酶2%(o.w.f)除氧、拋光，20min→加染料染色15min→加鹽促染15min→加堿固色30min→皂洗后處理同前。

    

兩種工藝處理后表面光潔度達3.5～4.0級；表觀色深值接近；皂洗牢度變色4～5級、沾色3.5～4級；耐堿性汗?jié)n變色3.5～4級、沾色3.0～3.5級；耐酸性汗?jié)n變色3.5級，沾色3.0～3.5級。一浴工藝減少除氧、拋光兩道工序，工藝溫度控制更簡便；收集處理相同織物的廢水對比分析，COD下降20% 左右。

深色活性染料染后皂洗酶后處理工藝

活性染料的染色濃度越高，染料締合度越大，未鍵合的染料就越多，故染深濃色時浮色量大、后處理尢為重要，對皂洗劑的分散性、去污能力搞再沾污力要求就越高。

常規(guī)活性染料染色濃度5%(o．w．f) 以上時，企業(yè)為了提高活性染料染色織物的色牢度，一般進行兩次高溫皂洗，再加強熱水清洗。市場上開發(fā)的皂洗酶能夠催化分解水解活性染料和未固著的活性染料，分解產(chǎn)物的溶解度更高，降低了水洗溫度還能使織物上的浮色洗除更凈，在確保色牢度、色澤的前提下，可減少清洗次數(shù)和時間。

1、不同工藝皂洗后處理及質(zhì)量對比

染色采用活性黃M-3RE、活性紅M-3BE、活性深藍M-2GE、活性黑B-ED，4只染料分別染色，染料濃度6%(o.w.f)，食鹽40g/L，純堿25g/L固色40分鐘后用傳統(tǒng)方法皂洗后處理，與皂洗酶后處理對比見表3。

表3 兩種工藝及處理效果對比

項目	傳統(tǒng)皂洗工藝	皂洗酶處理工藝
工藝對比	活性染色→室溫洗(10min)→酸中和(冰醋酸lg/L、50℃、20min)→室溫洗(10min)→高溫皂洗(皂洗劑1g/L 95℃、15min)→第二次高溫皂洗((皂洗劑1g/L 95℃、15min)→執(zhí)洗(80℃、10min)一室溫水洗(10min)。	活性染色→冷洗(10min)→中和(冰醋酸1g/L，50℃、20min)→高溫皂洗(皂洗劑1g/L、95℃、15min)→皂洗酶洗（皂洗酶0.6g/L、85-90℃、20min、pH值6-7）→冷水清洗(10min)。
能耗對比	皂洗酶處理工藝與傳統(tǒng)高溫皂洗工藝對比，至少節(jié)約一道80℃、10min熱水洗和一道冷水洗，且酶洗溫度只要85-90℃即可，而傳統(tǒng)高溫皂洗工藝的第二次皂洗仍需要95℃。所以皂洗酶用于活性染深深濃色織物皂洗后處理具有節(jié)能、節(jié)水、減排的功效。
表觀色深值比較	(1)活性黃M-3RE與活性紅M-3BE兩只染料△E色差值較小，目測基本看不出色差； (2)活性深藍M-2GE與活性黑B-ED顏色色調(diào)與傳統(tǒng)工藝相同，△E色差在l左右，比傳統(tǒng)工藝看深濃，由于色調(diào)相同不影響正常拼色。
色牢度	4種染料皂洗牢度變色4-5級，沾色4～4-5級，兩種皂洗色牢度相同；活性深藍M-2GE、活性黑B-ED的干摩牢度是皂洗酶工藝比傳統(tǒng)高溫皂洗工藝高l級，活性黃M-3RE、活性紅 M-3BE是兩種工藝相同；4種染料的濕摩牢度是皂洗酶洗工藝比傳統(tǒng)高溫皂洗工藝處理后織物0.5級以上。

2、不同工藝處理后殘液吸光度值比較

皂洗酶工藝與傳統(tǒng)高溫皂洗工藝的洗滌殘液、首次清洗和二次清洗液的吸光度值，織物染色濃度為6%(o.w.f)，收集相同重量織物用皂洗酶處理后殘液與傳統(tǒng)高溫皂洗殘液，分別測試其CODcr值比較如表4。

皂洗酶洗后第二次清洗水基本無色，而傳統(tǒng)工藝第二次清洗液仍有一定色度，由此推斷皂洗酶洗滌后只要清洗一次即可，而傳統(tǒng)高溫皂洗工藝經(jīng)第二次清洗后還需要熱水強力清洗，污水排放量大。皂洗酶l處理的洗殘液CODcr低于傳統(tǒng)高溫皂洗工藝，說明皂洗酶對織物上浮色確實有消解作用而不僅僅是乳化洗滌。

編后語

印染科技工作者開發(fā)了許多用于針織物染整的高效能助劑，可根據(jù)本企業(yè)設(shè)備、產(chǎn)品特點選用，并做好先峰試驗和中樣應(yīng)用研究、再推廣應(yīng)用獲得節(jié)能減排成效。當(dāng)然，要大幅度降低本企業(yè)產(chǎn)品的綜合能耗、則需要對生產(chǎn)裝備更新改造成新型的小浴比設(shè)備，或者大膽采用平幅煉漂和平幅水洗后處理設(shè)備才能實現(xiàn)目標(biāo)。

參考文獻：

[1] 岳仕芳，陳雪．無磷絡(luò)合分散劑在堿氧軋蒸工藝中的應(yīng)用[J]，印染，2008(14)．19-20。

編輯 | 王峰

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