絲/棉織物冷軋堆前處理工藝探討

王景景，沈一峰,b，陳國(guó)洪，江 崍

(浙江理工大學(xué) a.先進(jìn)紡織材料與制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.生態(tài)染整技術(shù)教育部工程研究中心，杭州 310018)

絲/棉織物冷軋堆前處理工藝探討

王景景a，沈一峰a,b，陳國(guó)洪a，江 崍a

(浙江理工大學(xué) a.先進(jìn)紡織材料與制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.生態(tài)染整技術(shù)教育部工程研究中心，杭州 310018)

采用冷軋堆前處理工藝在低溫下對(duì)絲/棉織物進(jìn)行精練和漂白，能大幅度降低能源消耗。著重探討了絲/棉的冷軋堆前處理工藝，綜合考慮處理后織物的毛效、白度及斷裂強(qiáng)力，得出較適宜的工藝條件為：氫氧化鈉12 g/L，30 %的過氧化氫25 g/L，高效精練劑HE-A 6 g/L，氧漂穩(wěn)定劑OL 6 g/L，堆置時(shí)間為18 h。在該工藝條件下，絲/棉織物毛效、白度較好，斷裂強(qiáng)力下降的幅度較小。

絲/棉織物；冷軋堆；前處理

絲/棉交織物質(zhì)地輕盈，既有真絲的光澤、柔軟的手感，又具有棉的吸濕透氣性，因此絲/棉面料越來越受到重視[1]。絲/棉交織物前處理工藝多采用高溫精練和漂白，能耗較大。為降低能耗，提升絲/棉交織物品質(zhì)，本研究采用冷軋堆工藝對(duì)絲/棉交織物進(jìn)行前處理，主要探討了氫氧化鈉、過氧化氫、精練劑和氧漂穩(wěn)定劑用量對(duì)織物的毛效、白度及斷裂強(qiáng)力的影響，得到了較適宜的處理工藝。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料、藥品及儀器

試驗(yàn)所用絲/棉織物(杭州喜得寶集團(tuán)有限公司)，經(jīng)向?yàn)樯z，緯向?yàn)?10 dtex(28S)棉紗。

藥品：氫氧化鈉(南昌明瑞化工有限公司，工業(yè)級(jí))、30 %過氧化氫(蘇州市吳江仁和化工廠，工業(yè)級(jí))、高效精練劑HE-A(杭州喜得寶集團(tuán)有限公司，工業(yè)級(jí))、氧漂穩(wěn)定劑OL(上虞市精細(xì)化工廠，工業(yè)級(jí))。

儀器：RJ-350Ⅲ軋染機(jī)、LQ-300K+電子織物強(qiáng)力儀、WSD-3U型熒光白度儀。

1.2 工藝流程

浸軋?zhí)幚硪?一浸一軋，軋液率100 %)→密封堆置(30 ℃，16～24 h)→熱水洗(95 ℃，5 min)→皂洗(洗滌劑2 g/L，95 ℃，15 min)→熱水洗2次(95 ℃，5 min)→冷水洗→熨干。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 絲/棉織物冷軋堆后毛效的測(cè)定

參照FZ/T 01071－2008《紡織品 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》，測(cè)定30 min內(nèi)絲/棉織物上液面上升的高度(cm)。

1.3.2 絲/棉織物冷軋堆后白度的測(cè)定

使用WSD-3U型熒光白度儀對(duì)白度進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 絲/棉織物冷軋堆后斷裂強(qiáng)力的測(cè)定

參照GB/T 3923.1－1997《紡織品 織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定 條樣法》測(cè)定織物的斷裂強(qiáng)力。

2 結(jié)果與討論

絲/棉織物進(jìn)行冷軋堆一步法前處理時(shí)，氫氧化鈉的作用主要是使絲膠等溶脹并溶解；過氧化氫分解產(chǎn)生H+，生成具有漂白效果的HO2-。如式(1)所示，HO2-可能與色素發(fā)生雙鍵反應(yīng)，達(dá)到消色的目的，也可能按式(2)發(fā)生反應(yīng)，H2O2分解成游基而具有漂白效果。

精練劑配合堿劑有助于織物的精練，在堆置過程中大部分的絲膠、蠟質(zhì)、雜質(zhì)等在堿的作用下被去除，氧漂穩(wěn)定劑對(duì)過氧化氫起到抑制的作用，減緩過氧化氫的分解速率，避免過氧化氫對(duì)織物產(chǎn)生損傷[5]。

2.1 氫氧化鈉質(zhì)量濃度對(duì)織物毛效、白度及斷裂強(qiáng)力的影響

如圖1所示，隨著NaOH質(zhì)量濃度的增加，絲/棉織物經(jīng)冷軋堆處理后的毛效逐漸提高，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)14 g/L時(shí)毛效最高，再提高NaOH的質(zhì)量濃度則毛效反而有所降低，這可能是由于隨著NaOH質(zhì)量濃度的提高，H2O2的分解加快，分解產(chǎn)生的H+使織物表面的OH-濃度相對(duì)降低，從而使處理后絲/棉織物的毛效降低。

圖1 NaOH質(zhì)量濃度對(duì)白度和毛效的影響Fig.1 Effects of concentration of NaOH on whiteness and capillary effect

NaOH質(zhì)量濃度也會(huì)影響冷軋堆處理后織物的白度，如圖1所示，隨著NaOH質(zhì)量濃度的提高，織物的白度提高至74.0，此時(shí)織物表面的附著物去除較徹底，而且越來越多的OH-中和H2O2分解產(chǎn)生的H+，使H2O2分解速率加快，提高了漂白效果。當(dāng)NaOH質(zhì)量濃度過高時(shí)，就會(huì)使H2O2快速分解而失去漂白作用，導(dǎo)致絲/棉織物的白度降低。

如圖2所示，隨著NaOH質(zhì)量濃度的提高，絲/棉織物經(jīng)向和緯向的斷裂強(qiáng)力有不同程度的降低，由于經(jīng)向的成分為蠶絲，因而斷裂強(qiáng)力降低較快。NaOH本身具備的堿性協(xié)同H2O2分解產(chǎn)生的OH-導(dǎo)致織物強(qiáng)力下降，較高質(zhì)量濃度的NaOH使H2O2分解加快，產(chǎn)生更多對(duì)強(qiáng)力有影響的OH-，因此NaOH質(zhì)量濃度是導(dǎo)致絲/棉織物強(qiáng)力損傷的主要原因。

圖2 NaOH質(zhì)量濃度對(duì)斷裂強(qiáng)力的影響Fig.2 Effects of concentration of NaOH on breaking strength

綜上所述，為了使冷軋堆處理后的絲/棉織物保持較高的斷裂強(qiáng)力及較好的毛效，NaOH質(zhì)量濃度選擇為12 g/L。

2.2 過氧化氫質(zhì)量濃度對(duì)織物毛效、白度及斷裂強(qiáng)力的影響

如圖3所示，H2O2分解產(chǎn)生的OH-具有一定的精練作用，此時(shí)織物的毛效較好，當(dāng)H2O2質(zhì)量濃度為20 g/L時(shí)，毛效大于8 cm。繼續(xù)提高H2O2的質(zhì)量濃度，織物毛效增加的幅度降低。NaOH在工作液中游離產(chǎn)生的OH-與過氧化氫分解生成的H+反應(yīng)，促進(jìn)過氧化氫的分解，且隨著過氧化氫質(zhì)量濃度的提高，參與中和反應(yīng)的OH-越多，從而使NaOH的精練作用降低，故毛效增加的趨勢(shì)變緩。當(dāng)NaOH與H2O2的質(zhì)量濃度比達(dá)到較合適的值時(shí)，式(2)反應(yīng)平衡，毛效變化不顯著。

圖3 H2O2質(zhì)量濃度對(duì)白度和毛效的影響Fig.3 Effects of concentration of H2O2 on whiteness and capillary effect

圖4 H2O2質(zhì)量濃度對(duì)斷裂強(qiáng)力的影響Fig.4 Effects of concentration of H2O2 on breaking strength

綜上所述，過氧化氫對(duì)絲/棉織物的白度產(chǎn)生較為明顯的影響，選擇30 %H2O2質(zhì)量濃度為25 g/L時(shí)，織物的白度和毛效較好，并保持了較高的斷裂強(qiáng)力。

2.3 高效精練劑質(zhì)量濃度對(duì)織物毛效、白度及斷裂強(qiáng)力的影響

圖5 高效精練劑HE-A的質(zhì)量濃度對(duì)白度和毛效的影響Fig.5 Effects of concentration of HE-A on whiteness and capillary effect

如圖5所示，高效精練劑HE-A對(duì)絲/綿織物冷軋堆前處理后的白度和毛效影響較小，隨著高效精練劑HE-A用量的增加，白度和毛效提高不明顯。白度基本維持在74～74.5，毛效介于13～13.8 cm。這可能是由于少量高效精練劑HE-A的加入已經(jīng)可以達(dá)到較好的精練效果，堿劑及過氧化氫充分地作用于絲綿織物，因此隨著高效精練劑HE-A質(zhì)量濃度的提高，絲/綿織物的白度及毛效增加幅度較小。

高效精練劑HE-A對(duì)絲/棉織物冷軋堆前處理后的斷裂強(qiáng)力的下降程度不明顯，如圖6所示，隨著高效精練劑HE-A質(zhì)量濃度的增加，經(jīng)向和緯向的斷裂強(qiáng)力逐漸降低。HE-A有助于NaOH較好地滲透，因此絲/棉織物的斷裂強(qiáng)力有不同程度的下降。綜合圖5、圖6可得高效精練劑HE-A較適宜的質(zhì)量濃度為6 g/L。

圖6 高效精練劑HE-A的質(zhì)量濃度對(duì)斷裂強(qiáng)力的影響Fig.6 Effects of concentration of HE-A on breaking strength

2.4 氧漂穩(wěn)定劑OL質(zhì)量濃度對(duì)織物毛效及白度的影響

冷軋堆前處理液中加入氧漂穩(wěn)定劑OL能降低雙氧水的分解速率，緩和織物漂白的條件。如圖7所示，隨著氧漂穩(wěn)定劑OL質(zhì)量濃度的提高，H2O2分解速率降低，其分解產(chǎn)生的H+質(zhì)量濃度相對(duì)降低，減少了NaOH不必要的消耗，使NaOH充分地發(fā)揮了精練的作用，因此織物的毛效也隨之提高。同時(shí)氧漂穩(wěn)定劑OL也會(huì)減少HO2-的進(jìn)一步分解，提高漂白效率，從而使織物的白度略有提高，但提高的幅度不明顯。因此氧漂穩(wěn)定劑OL質(zhì)量濃度為6 g/L時(shí)，處理效果較好。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，氧漂穩(wěn)定劑OL質(zhì)量濃度對(duì)織物斷裂強(qiáng)力的影響不顯著，故不再圖示說明。

圖7 氧漂穩(wěn)定劑OL質(zhì)量濃度對(duì)白度和毛效的影響Fig.7 Effects of concentration of OL on whiteness and capillary effect

處理液中H2O2質(zhì)量濃度越高，處理后的絲/棉織物越白，如圖3所示，增加到一定量時(shí)織物的白度增加趨勢(shì)緩慢。隨著H2O2質(zhì)量濃度的增加，絲/棉織物表面的HO2-質(zhì)量濃度越高，處理后織物的白度越好；同時(shí)隨著H2O2質(zhì)量濃度的提高，其分解速率也逐漸加快，因此H2O2的漂白作用相對(duì)削弱，白度增加趨勢(shì)變緩，對(duì)絲/棉織物帶來的損傷逐漸提高，斷裂強(qiáng)力逐漸下降。

絲/棉織物冷軋堆前處理后斷裂強(qiáng)力的變化趨勢(shì)是先提高再降低，如圖4所示。在H2O2質(zhì)量濃度較低時(shí)，H2O2分解所消耗的OH-較少，隨著H2O2質(zhì)量濃度的提高，較多的OH-參與H2O2的分解，因此NaOH對(duì)織物的損傷作用較小，斷裂強(qiáng)力反而稍有提高；當(dāng)H2O2質(zhì)量濃度較高時(shí)，其分解產(chǎn)生的OH-對(duì)織物的破壞作用變得顯著，導(dǎo)致斷裂強(qiáng)力下降。

2.5 堆置時(shí)間對(duì)織物毛效、白度及斷裂強(qiáng)力的影響

由表1可知，堆置時(shí)間對(duì)織物的毛效影響不大，毛效隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而略有增加；織物的白度也相差不明顯；但斷裂強(qiáng)力隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，尤其是經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的下降最為明顯。當(dāng)堆置時(shí)間達(dá)24 h，蠶絲纖維受損較嚴(yán)重，造成經(jīng)向強(qiáng)力的大幅度下降，緯紗強(qiáng)力下降的幅度較小。綜合分析可得，在冷軋堆處理絲/棉織物時(shí)，堆置時(shí)間應(yīng)為18 h，在此作用時(shí)間下織物的白度和毛效比較優(yōu)良，重要的是絲/棉織物的斷裂強(qiáng)力可以維持在較高的水平。

表1 堆置時(shí)間對(duì)白度、毛效及斷裂強(qiáng)力的影響Tab.1 Effects of re fi ne time on whiteness, capillary effect and breaking strength

3 結(jié) 論

1)絲/棉織物冷軋堆前處理的最佳工藝條件為：氫氧化鈉12 g/L，30 %過氧化氫25 g/L，高效精練劑HE-A 6 g/L，氧漂穩(wěn)定劑OL 6 g/L，堆置時(shí)間為18 h。

2)在絲/棉織物進(jìn)行冷軋堆前處理時(shí)，NaOH質(zhì)量濃度對(duì)織物的毛效、白度和斷裂強(qiáng)力的影響較大，尤其對(duì)斷裂強(qiáng)力的影響更為顯著。因此應(yīng)選擇適宜的NaOH質(zhì)量濃度。

[1]姚繼明，魏賽男，董玉林，等.棉織物冷軋堆前處理加工[J].印染，2008(17)：11-12.

[2]沈一峰，張蓉，林鶴鳴.真絲綢活性染料冷軋堆染色工藝研究[J].絲綢，2008(6)：21-22.

[3]狄群英，權(quán)衡，朱建華.非硅氧漂穩(wěn)定劑FH-712在冷軋堆中的應(yīng)用[J].印染，2006(17)：35-37.

[4]王圣杰，費(fèi)淼生，朱敏敏，等.棉針織物冷軋堆節(jié)能前處理工藝實(shí)踐[J].針織工業(yè)，2010(1)：45-46.

[5]王菊生，孫凱.染整工藝原理：第二冊(cè)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2004.

The pretreatment of cold pad-batch on silk and cotton interwoven fabric

WANG Jing-jinga, SHEN Yi-fenga,b, CHEN Guo-honga, JIANG Laia

(a. Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology of Ministry of Education of China, Hangzhou 310018, China;b. Ecological Engineering Research Center of Dyeing and Finishing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

The process of cold pad-batch was applied to the scouring and bleaching of silk and cotton interwoven fabric at very low temperature, which can reduce the procedure and lower the energy waste. This paper focused on the pretreatment process of cold pad-batch on silk and cotton interwoven fabric. Synthetically considering the processing of fabrics of capillary effect, whiteness and breaking strength, the optimum conditions were obtained, they are NaOH 12 g/L, H2O225 g/L, Scouring reagent 6 g/L, Oxygen bleaching stabilizer 6 g/L.Under this condition, the silk/cotton interwoven fabric can gains the best whiteness and capillary effect, and the decline of breaking strength is small.

Silk and cotton interwoven fabric; Cold pad-batch; Pretreatment

TS192.4

A

1001-7003(2011)09-0009-04

2011-06-02

2011-06-25

王景景(1985－ )，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檎娼z功能整理。通訊作者：沈一峰，副教授，shenyf66@sina.com。