针织物冷轧堆前处理和染色工艺
【摘要】采用冷轧堆设备、助剂对棉/氨纶针织物进行前处理，测试处理后织物的白度和毛效；再经溢流染缸染色，评定染品布面情况，并测定织物染色牢度。结果表明，冷轧堆前处理的织物基本适合染色需要，并可缩短织物在缸内处理时间，提高产能。与传统的缸内精练前处理相比，冷轧堆前处理降低成本38.8%，节水约2/3，节约蒸汽约70%。
【关键词】前处理；冷轧堆法；染色；针织物
前 言
近年来，国家出台了多项政策法规以改善严重的环境污染现象，特别是国家工信部发布了《2010 年工业行业淘汰落后产能企业名单》，其中印染行业涉及印染厂201 家，淘汰落后产能38.1 亿m，印染行业环保要求更加严格。此外，原材料价格和用工成本上涨，国内印染企业普遍感到成本的压力，希望通过技术改造、设备更新等途径降低生产成本。
纺织工业“十二五”科技进步纲要中，重点提到要推广应用冷轧堆前处理和冷轧堆染色技术。本试验针对我公司目前主要生产的棉/氨纶单面布，采用冷来帮助剂对织物进行冷轧堆前处理，再在现有的溢流染缸内染色，在保证成品符合生产要求的前提下，达到了节能环保和降低成本的要求［1-2］。
1 试 验
1.1 材料与设备
织物 棉/氨纶单面针织布（棉15.0 tex 90.5%，氨纶50 D 9.5%）
染化料 冷来帮助剂（工业级，常熟市精诚化工有限公司）；38°Bé NaOH（工业级，常州化工）；27.5% 双氧水（工业级，常州庄联化工）；活性艳蓝B-E-FR
设备 10kg 溢流染缸（东霖染整机械有限公司）
1.2 染整工艺
工艺流程摆布→坯布定形→冷轧堆前处理→染色→脱水→剖幅→成品定形
1.2.1 前处理工艺
（1）冷轧堆
工艺流程浸轧前处理液→冷堆→汽蒸（95 ℃，10 min）→2 格水洗
工艺处方/（g·L-1）
冷来帮助剂 12
38°BéNaOH 38
27.5%双氧水 40
轧余率/% 120
温度℃ 25～30
相对湿度/% 65 ± 5
密封堆置时间/h 4
采用冷来帮设备，包括浸轧前处理液装置、汽蒸水洗机，是配合冷来帮助剂使用的一套专门用于针织物冷轧堆前处理的设备。
（2）缸内精练
工艺处方/（g·L-1）
FH 浴中柔软剂 2
2A 精练剂 0.5
SEM-35 乳化剂 0.5
烧碱 3
浴比 1 ∶ 12
温度/℃ 110
时间/min 30
1.2.2 染色试验
分别采用缸内精练布和冷轧堆前处理布进行实验室染色，考察冷轧堆前处理织物的上染率［3］。
试样（1）5 g 缸内精练布
试样（2）5 g 冷轧堆前处理布
试样（3）2.5 g 缸内精练布+2.5 g 冷轧堆前处理布
工艺处方
活性艳蓝B-E-FR/% 1
元明粉/（g·L-1） 40
纯碱/（g·L-1） 15
浴比 1 ∶ 12
采用目前工厂成熟的染色工艺：
以浅色、鲜艳色为主（艳色如可以染得，则深色亦可）选择6 个颜色进行染色，分别为浅粉色、玫红色、中蓝色、中粉色、变换紫、宝蓝色。
2 结果与讨论
2.1 半制品质量
选取实际生产中缸内精练布与冷轧堆前处理布进行对比，结果见表1。
表1 前处理织物白度及毛效对比
从白度及毛效来看，缸内精练布均优于冷轧堆前处理织物。由于本试验使用的是冷堆普通白度的配方，如对白度方面有特殊要求，可加大双氧水用量，进一步提高白度。冷堆前处理毛效明显较低，这是因为冷堆前处理条件远较缸内精练温和，碱剂、乳化剂等对蜡质、油脂的皂化、乳化能力没有缸内精练强烈，并且在水洗阶段缸内精练的织物在通过喷嘴时会受到强力的冲洗，织物上的杂质易从布面脱落。而冷堆后的平幅水洗，虽可将布面杂质较均匀地洗除，但是由于水洗时间短，缺乏强力冲洗，织物内部的蜡质及表面的棉籽壳等杂质没有缸内精练去除得彻底，因此在烘干时，乳化的蜡质会随着水分的蒸发而迁移至织物表面，影响织物的毛细效应。一般染色要求毛效在9 cm/30 min以上，如果织物表面处理均匀，对染色不会有较大影响。
2.2 染 色
缸内精练布和冷轧堆前处理织物按照1.2.2 节中的工艺流程和工艺处方进行处理，以染色后的试样
（1）为标样，用 Datacolor 电脑测配色仪分别读取试样
（2）和试样（3）的读数，结果见表2。
表2 不同前处理织物的染色对比
备注：ΔL“+”表示偏浅，“-”表示偏深；Δa“+ ”表示色光偏红，“-”表示色光偏绿；
Δb“+ ”表示色光偏黄，“-”表示色光偏蓝；ΔE 表示色差。
由表2 可以看出，将试样（1）和试样（2）分别染色时，冷轧堆前处理织物和缸内精练织物的上色，无论是颜色深浅还是色光均非常接近，表明活性染料对于两种不同前处理工艺的织物的上染率、固色率基本没有差异；将试样（3）同浴染色时，冷轧堆前处理织物比缸内精练织物的颜色深半成左右，表明在同浴情况下，染料更容易上染冷轧堆前处理织物。原因可能如下：冷轧堆前处理的布除杂率较缸内精练布低，布面还残留少量的蜡质等疏水性物质，而染料的母体大多为芳环类或脂肪类疏水性长链［1］，由于极性相近，因此冷轧堆前处理的织物得色量稍深。
2.3 染色结果
将冷轧堆前处理织物按照1.2.2 节工艺流程和工艺处方进行染色，染色结果见表3。
表3 冷轧堆前处理织物染色结果
从表3染色结果看，除宝蓝色有明显条花外，其余布面情况均良好。调用同批次的库存坯布，采用传统的缸内精练，由同一个操作员在同一台染缸再染宝蓝色对比，发现布面情况较冷堆前处理布有明显改善，仅有轻微的条花。因此，在加工宝蓝色等敏感色系时，冷轧堆前处理应适当加大助剂用量，改善半成品品质，严格按工艺操作。此外，冷轧堆前处理后，若织物不钉边直接染色，因染色机张力作用，可能会存在织物卷边现象，染深色可能会造成边浅色差，但是染浅色基本无大碍。需要强调的是，正常大货生产，应注意机台运行参数的调整。
从染色牢度方面看，只有中蓝色（以翠蓝染料为主）的湿摩擦牢度和水洗牢度中棉的沾色牢度稍低3～4 级），但也基本符合成品要求，其余织物的染色牢度均较好，为4～5 级或5 级。
值得注意的是，由于本试验使用的坯布本身棉籽壳较多，冷轧堆前处理后染色，成品发现布面死棉（小白点，不上色）较多，影响布面品质。分析原因为冷轧堆处理属于静态平幅处理，即使布面棉籽壳在烧碱、助剂的作用下发生膨化，如果没有经过强力冲洗，还是比较难从布面脱落。因此，用于冷轧堆前处理的坯布，应严格控制织物的棉纱品质。
2.4 工艺时间
表4 工艺时间分析
色别
工艺时间
冷堆后预计产能增加/%
前处理
染色
后整理
总用时
浅色
150
180
60
390
62.5
中色
150
240
90
480
45.5
翠蓝色
150
390
120
660
29.4
传统的浸染染色，从前处理到染色、皂洗等过程均在染缸内完成，耗时长，一般在8～12 h。采用冷轧堆前处理后，将织物前处理在缸外进行，缩短了缸内加工时间。以染色耗时最长的翠蓝色为例，在不增加染色机台的情况下，产能可增加29.4%，而浅色甚至可以达到62.5%。参考染厂的订单结构，染色产能增加在40%～45%，效益十分明显。
2.5 成本分析
从前处理成本看，缸内精练为0.479 元/kg，冷轧堆前处理为0.293 元/kg，成本下降约38.8%。原因主要是缸内精练浴的浴比很大，增加污水处理负担和生产成本。
冷轧堆前处理较缸内精练而言，在节水、节约蒸汽方面的效能很突出，节水约2/3，节约蒸汽约70%，经济效益十分显著。
3 总 结
（1）经冷轧堆前处理的棉/氨纶针织物基本适合染色需要，尤其是缩短了溢流缸内的加工时间，在现有缸量不变的情况下，产能大大提高，综合成本相对降低。
（2）由于前处理和染色生产不连续，染色时需细致观察、及时发现和处理异常情况（色花、卷边花等）。所以，冷轧堆前处理工艺的稳定性是非常重要的。