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印染前处理工序的工艺设计及管理(一)
集萃印花网  2009-10-26 00:00:00
    【集萃网观察】织物的前处理质量直接影响后道工序(染色、印花、后整理等)的产品质量。因此,强化前处理工序的生产工艺技术管理,设计好前处理工序各工段的工艺,采用质量稳定、功效好的环保型助剂,是促使前处理节能减排降耗和废水废气回用等清洁生产的关键工作。

    1 前处理工序的工艺没计

    1.1坯布检验

    本工段的目的是刘印染坯布进行验收,及时发现影响产品质量的坯布因素。要选择好的坯布原料,控制来坯的织缩,发现问题应及时与纺织厂联系,尽早采取措施。

    坯布检验时要了解来坯的原料组织结构,特别是纯棉织物的组织结构。如果在混配棉中混入不成熟和不同等级(特别是低级棉)的棉纤维,就会造成色布、花布(大块面)的色泽不匀净;如果来坯布面棉结杂质多,经染整加工后布面出现白芯,即使采取措施也无法适应中高档面料的要求;如果来坯外观上有散布性疵点,即使在评分上属一等品,也不能加工成高档产品。这就要求印染企业与纺织企业加强联系,密切协作。

    来坯织缩必须控制在要求范围内。纺织厂为降低用纱量,织布时,常在织机上加大经向张力,导致染整厂前处理加工后无伸长,后整理预缩后造成短码,使得坯布成本增加。特别是三上一下交织斜纹织物,经向织缩极为严重,经前处理加工后甚至比坯布还短。对于来料加工,必须事先详细检验,分档议定交货单,以免造成不必要的损失。

    来坯检验的抽验率一般为10%~20%,要求高的产品,甚至达100%,检验项目主要为物理指标和外观疵点。

    1.1.1 物理指标的检验

    包括织物的长度、幅宽、平方米克重、强力和密度。由于坯布标准和印染成品标准相互关联,如来坯长度和纺织厂销售单不符合外销定氏开翦要求,将影响出口率。若来坯幅宽末达到标准,将影响印染成晶的纬向缩水率。如前所述,若来坯的织缩严重,加工后伸跃会减小甚至短码,从而使投坯量增加,并影响印染成品的强力。为此,必须加强对来坯物理指标的检验,以及早发现问题,及时解决。

    1.1.2外观疵点的检验

    需在规定光源下的检验台或验布机上进行,以确保检验出各种坯疵。各种坯疵的处理方法如下:

    (1)漂布的坯疵

    ·对油污、油经、油纬、油飞花等坯疵,可手工洗除或用压缩空气喷枪喷射去油剂洗除,少量油飞花可手工挑去。如上述坯疵较为严重,可改作深色布。

    ·对色纱坯疵,先做小样漂白试验,不能去除则改作印花布。

    ·对铁锈坯疵,用温热草酸洗除,然后清水洗净。

    ·对织人的金属杂物,手工剔除。

    (2)染色布的坯疵

    ·对具有稀弄、密路和筘条等坯疵的来坯,一般可染浅色布,严重的改作漂白布或印花布,但稀弄严重的需开剪后重缝。

    ·对棉结杂质坯疵,可加强烧毛前的刷刮和烧毛后的煮练工艺,并进行小批量试验确定能否用于染坯,若仍无法解决,则改作漂布或印花布。

    ·对具有折痕坯疵的来坯,一般可染浅色布,严重的改作漂布或印花布。

    ·对拖纱坯疵,手工修剪;对织入的金属杂物.手工剔除。

    ·对具有油污渍、油纱、包纱坯疵的来坯.改染深色布。

    (3)印花布的坯疵

    ·对稀弄坯疵,严重的需开剪后重缝。

    ·对拖纱坯疵,手工修剪。

    ·对织入的金属杂物,手工剔除。

    1.2翻布缝头

    目前,纺织厂供应的坯布长度一般为30~120 m,并不适应印染厂连续化生产的要求。为便于生产管理,需将同一规格、同一品种的坯布划为一类,并分批分箱(人工翻布),之后再将翻好的布逐匹缝接起来。所以,本工段分翻布(分批分箱)和缝头两部分。

    1.2.1 翻布和分批分箱打印

    (1)分批分箱(卷)

    ①目前,印染厂大多采用平幅连续化生产,一般以10箱为一批,每箱长度应按不同品种的重量、每件布的长度,以及布箱容量来确定。布箱容量一般为坯布件数的偶数倍,如4件/箱、6件/箱等。若卷染生产,则以一件为一卷;采用大卷染机染色的品种,则要以颜色分类。分批分箱时,必须注意坯布进厂日期,应遵循先进坯先加工原则,否则会造成生产和交货期的混乱。

    ②用煮布锅生产.则要按煮布锅的容量来分批;如以绳状连续生产,则一般以堆布池容量来分批;如以液流或气流染色机生产,则以液流、气流染色机的容量来分卷分批。

    (2)翻布打印

    ①翻布时,每匹布两头应拉出适当长度。如坯布有正反面(如哔叽、斜纹、卡其、贡缎等),则正反面必须一致。

    ②在分箱处黼头(离两头布梢10—15 cm处)要打上油墨印章,字迹要清晰可辨,内容包括织物品名(或代号),加工类别、批号、箱(卷)号、日期、操作人员(翻布工)代号等。印章油墨用炭黑凋制:将40#或50#机油加热后,按l:5—1:10比例加入炭黑或油溶性染料,搅拌均匀即可使用。所用机油必须耐酸碱、耐氧化还原等化学用剂,并具有快干和不沾污织物的特性。

    ③对于要求高的品种,每匹布头都要编号。

    (3)控制投坯量

    投坯量过多,原料成本会增加;投坯不足,则交货量不够,需补投坯进行补染或补印。计算投坯量时,应根据订单的要货量、品种花色,以及批量、缩水率要求、坯布缩率和加工质量(估汁的疵布率)等估算。

    1.2.2缝头

    (1)目前,印染厂常用的缝纫机有平缝机、假缝机和环缝机三种,其作用方式如下:

    ①平缝机(交织型针迹)加工时,布叠成三层,适用于箱与箱之间的缝接,湿布的缝接用线长度为布幅的3—3.5倍。

    ②假缝机(链式针迹)加工时,布叠成三层,不适用于二轧光布、电光布和卷染布(易产生横档疵布)。该缝机缝布坚牢、不易卷边,故适用于容易卷边的织物,特别适用于稀疏织物,缝布时速度较慢,其用线长度为布幅的3~4倍.

    ③环缝机(包缝针迹),又称满罗式缝机,该缝机缝接平整,特别适用于轧染、卷染、印花、轧光、电光等产品。但其没有假缝机坚牢,不适用于稀疏织物。由于易造成卷边,需加装疏密装置,在近边处针迹加密,其用线长度较多,为布幅的13~15倍。

    (2)缝头时需注意的问题

    ①缝头时必须达到布面平整,布齐,针迹均匀,不漏针、跳针,不漏缝,并检查织物规格和正反面是否一致。若来坯开剪歪斜,则必须撕去歪斜的布头后再缝接,以防止卷边、皱条、纬斜。这尤其对克服稀薄织物的纬斜十分有效。为有效防止卷边,距布边1~2 cm处应加密,最好是在缝头两边加缝三角包布。

    ②缝头时,稀溥织物针迹密度为40—45针/10 cm,一般织物为35~40针/10 cm,厚重织物为30~35针/10 cm。缝边两头留线长度为2~3 cm.否则会拉破边。

    1.3烧毛

    烧毛的目的是去除织物表面长短不一的纤毛,使布面光洁美观,并防止后加工时由于存在纤毛,而引起各种疵病。若烧毛不净不匀,烧毛条花纬斜等,会造成染色印花的条花、色差.色泽不鲜艳,布面不匀和纬斜等疵病。因此,烧毛工艺设计应既达到烧毛质量的要求,又不损伤纤维。烧毛时,火焰温度一般为1 000℃左右。

    1.3.1烧毛工艺设计

    烧毛工艺设计主要包括刷毛要求、织物正反面通过火口的次数、烧毛车速和温度等;接触式烧毛还要考虑织物与烧红的金属板或圆筒的接触面积等。具体参数应根据纤维性能、织物组织特点和织物厚薄等考虑。例如,布面含杂较多,要加强刷毛,并加用1~2对金刚砂辊筒和1~2把刮刀摩擦布面,以去除纱头和棉籽壳等杂质。对涤纶、氨纶等混纺交织物,由于其熔点、软化点较低,要严格控制织物主体的温度,并在火口上方加装冷水辊降温,以防止“过烧”,使织物强力受损。为防止产生热收缩现象,在烧毛出布处应加装冷水辊或吹冷风冷却。

    1.3.2不同烧毛方式对半制品质量的影响

    (1)气体烧毛

    气体烧毛是使用可燃性气体,通过不同类型的火口燃烧对织物进行烧毛加工。一般大城市使用城市煤气(混合可燃性气体),无城市煤气地区可用汽油气化后作热源。

    自20世纪50年代以来,烧毛火口有了很大改进。20世纪60年代的狭缝式火口使用的是预混自由射流燃烧技术;70年代出现了受限射流技术;80年代出现r双燃烧室的双股平行射流的高效火口(属完全预混燃烧);90年代吸取了国外在燃烧的混合与传质方面的经验,研制了双喷射火口。近年来,山东济南燃烧器新技术开发有限公司在完成主次交叉组合受限多涡团旋混喷射式火口的基础上,又采用碳硅陶瓷圆筒钝体,使即将喷出火口的无焰燃烧再次产生强烈回流,大大提高了燃烧效率,形成了既有无焰燃烧的气体烧毛,又有圆筒的接触烧毛的双重复合烧毛火口,实现了强烈预混的完全燃烧,烧毛质量好,是目前较为先进、适用的火口。

    气体烧毛适用于棉、麻、粘胶、合纤混纺织物等品种,且开车准备时间短,车间劳动环境条件较好,维修保养方便。但对低级棉纱卡等粗厚织物,烧毛效果不如接触式烧毛。

    (2)接触式烧毛

    接触式烧毛主要采用燃煤、燃油或电加热的金属板瞬时接触织物,以达到烧毛目的;也有采用铁或合金制成圆筒,用明火燃烧或用电加热使金属表厦产生高温。后者圆筒旋转方向与织物运转方向相反,织物高速擦过圆筒表面达到烧毛目的。这种烧毛方式对棉结杂质较多的厚重织物效果较佳,特别对灯芯绒织物的纹路清晰度、绒面光洁度贡献显著,对改善低级棉及卡其织物表面光洁度等方面,质量好、均匀,效果显著。接触式烧毛一般车速较快,但开车准备时间较长,列热表面未能充分利用,如用明火燃烧加热,则劳动强度高,且两端温度不均匀,温差大。而新型接触式烧毛机(电加热、陶瓷圆筒)两端温度较均匀,特别是复合式烧毛机,适应性更广。

    1.3.3常见烧毛疵病产生原因及克服办法

    (1)烧毛不匀和条花

    布面残留绒毛长短不一、分布不匀,造成后道染色、印花产生条花、色差、染色不匀。

    产生原因①火口堵塞,造成火焰部分中断(缺口),织物上部分(条状)纤毛未烧尽,导致染色时产生条花。②接触式烧毛两端温度不一致及火口变形,金属板或圆筒表面不平整造成烧毛左右不匀或布面不匀,导致染色、印花时出现左右色差和染色不匀。③进布歪斜或进布存在折皱,造成织物局部烧毛不匀和条花。

    克服办法①疏通火口,校正火口缝隙,刨平火口两侧铁板。②锉平金属板或车平圆筒。③进布时凋整好进布导辊张力,并保持吸边器灵活。④安装居中设备,以保持织物不歪斜、不起皱。⑤采用新型接触式烧毛机(电加热陶瓷圆筒,以保证两端温度一致)。

    (2)烧毛不净布面仍有过多的纤维绒毛,造成后道印染产品布面不光洁。色泽不鲜艳,色光不纯正,产生原因①火焰的内焰温度过低,与织物距离过大;接触式烧毛的金属板或圆筒的温度不够高,与织物接触面积过小。②车速过快。③刷毛装置未发挥作用。④烧毛火口(次数)不够。

    克服办法①调节内焰温度和高度,并调整织物与火焰(内焰)距离,提高金属板或圆筒的温度。②减慢车速。③清洁毛刷与金刚砂辊,并调整其与织物的接触面积。④增加火口。

    (3)纬斜

    产生原因①出布轧辊左右压力不一致,小导辊有挠度,不平整,形成两端纬纱超前或滞后。②缝头不平直,形成弧形或波浪形纬斜。

    克服办法①对有挠度、不平整的导辊及时检修和更换,要求出布轧辊两端压力一致。②缝头必须平直,对于稀薄织物,若纺织厂用剪刀于开剪,则必须扯头缝接。

    (4)烧毛破洞和豁边

    产生原因①干落布时布层中残余火星未及时熄灭,上下层火口烧毛时中同未装隔板,导致上层织物燃烧的火星落在下层织物上。②汽油气化不良,造成油滴落在布面燃烧。③拖纱、边纱、棉结等燃烧后,火星未及时熄灭。④车速太慢。⑤灭火平洗装置的橡胶轧辊上扎入铁钉等硬物,造成轧辊每转一圈便在织物上轧一个破洞。

    克服办法①使用蒸汽灭火装置,并缩短火口与灭火装置距离。②在双层火口上下层之间加装挡板。③调换汽油气化器的雾化喷头,以提高气化温度和气化效果。④加快车速。⑤开车前仔细检查轧辊辊面是箭轧人金属硬物。

    (5)过烧

    布幅收缩过多,涤棉织物手感变硬。

    产生原因①烧毛温度过高,内焰与织物距离过近,与织物接触阿积过大,车速太慢等。②燃气压力变化造成火力增大。③化纤织物为热塑性,对温度特别敏感。

    克服办法①调节火焰温度和高度,以及接触式烧毛与织物的接触面积。②注意燃气压力的变化,及时调整火力大小。③加快车速,并加强火口间的吹风冷却。④化纤织物落布时,布层中的温度应低于50℃。

    1.4退浆

    织造过程中,经纱和纬纱都受到一定的张力和摩擦,为减少断头,提高经纱的耐磨性和织造效率,一般都对经纱进行上浆处理。

    1.4.1常用上浆剂

    目前,纺织厂常用的上浆剂主要为淀粉、聚乙烯醇、聚肉烯酸酯类(PMA)和羧甲基纤维素(CMC)等浆料,一般大多采用PVA-5与淀粉、CMC、聚丙烯酸酯等浆料的混合浆。在上浆配方中,PVA成膜性好,耐磨性优,对天然纤维和台纤织物都有较好的粘附性,使用比例高达70%以上。然而PVA不易溶干水,在染整过程中较难去除,给染整加工增加许多困难。它不仅影响织物的渗透性能,还阻碍纤维与染化料、助剂接触,增大染料和助剂的耗用量。由于退浆不净,布面上带有浆斑,严重影响染色质量。此外,PVA的退浆废水难以生物降解,自机污染物含量很高,COD可达4 000—8 000 mg/kg,有时甚至超过10 000 mg/kg,加上废水量大,严重影响生态环境。因此,在前处理煮练前必须首先把坯布上的浆料去净,一般要求退浆率90%以上。在涤棉混纺织物中,PVA的比例高达70%以上,某些高密府绸纯棉织物上的PVA比例也高达60%以上。

    也有采用丙烯酸类浆料与淀粉或PVA混合使用。由于丙烯酸浆料为线型的水溶性高分子化合物,易被烧碱皂解,且具有良好的生物降解性,故退浆要比PVA容易,但其很少单独使用。在浆料中还需加入适量防腐、防霉、吸湿和柔软等助剂,这些助刺必须不含禁用的APEO、氯酚等有害物质,且可生物降解。

    1.4.2常用退浆工艺

    (1)酶退浆

    常用的酶制剂有淀粉酶BF-7658、胰酶、低温酶、高温酶及宽温退浆酶等。它们适用于以淀粉上浆的织物,具有安全性、可生物降解性,无生态问题、无纤维损伤,去浆效果妤、退浆率可达90%以上,但埘采用混合浆的织物,退浆效果,不理想.

    (2)热碱退浆

    主要用于以淀粉为主要上浆剂,且上浆率较低的织物。在热碱作用下,浆料先发生溶胀,从凝胶状转化为溶胶状,与纤维的黏着变得松软,再经机械力作用,较容易从织物上脱落下来。热碱不能使浆料降解,仅能使其溶胀,降低其对织物的黏着力。浆料是靠机械力作用下充分洗涤.而得以去除。但热碱退浆对棉纤维上的共生杂质和棉籽壳去除起一定作用,若提高碱浓度和堆置时间,可提高退浆效果。对以PVA为主的混合浆上浆织物.则退浆效果差,因为烧碱会使PVA分子醇解度提高,产生凝冻而使溶解度下降,导致清洗困难。

    (3)氧化退浆

    常用的氧化剂为双氧水、过硫酸盐和亚溴酸钠等,它们可使各种类型的浆料氧化降解,成为可溶性物质,最后水洗去除。氧化退浆适用于以PVA为主的混合浆,退浆迅速且效果好,并具有漂白作用.但其对纤维索有损伤影响,且成本较高。采用双氧水与烧碱组成的碱氧浴,对PVA退浆效果好,退浆率呵达90%以上。、如采用过硫酸盐或亚溴酸钠与碱阿浴,使退煮一步完成,可缩短工序,降低能耗,但会氧化降解纤维索.影响强力和耐用性,故应用不多。

    (4)酶酸退浆和碱酸退浆

    酶退浆后再用低浓度的酸退浆一次,可获得较好的效果。该法适用于上浆率较高的棉和粘胶等织物,但工艺条件控制不当会损伤织物,故很少采用。同样,采用碱酸退浆工艺,即碱退浆后再用低浓度的酸退浆一次,也能获得较好的效果。酸能帮助去除含氮物质、果胶质和灰分等共生杂质,电能使纤维素上的脂肪酸盐转化成脂肪酸。煮练时,脂肪酸与碱发生皂化作用,生成物对共生的脂、蜡等起乳化作用,从而提高煮练效果.该工艺适用于含杂较多的低级棉织物及列渗透要求高的紧密织物,对去除杂质及矿物质效率较高,并能提高半制晶白度。但是,若工艺条件控制不当,其也会造成织物损伤,故也很少使用。

    在退浆过程中,为提高退浆效果,应添加少量的助剂,以促使退浆液通过纤维上的浆料渗透到纤维中,使浆料内的蜡质等乳化、分散,并使退浆快速均匀。这些助剂大多为具有渗透、润湿作用的阴离子或非离子型表面活性剂,但目前这些助剂犬部分都含有禁用的烷基酚粲氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂,会使退浆液产生严重生态问题。

    1.4.3注意事项

    (1)采用酶退浆时,要严格掌握退浆温度和pH值。一般酶的稳定性随温度上升而下降,而其活性则随温度上升而增强。pH值对酶的活力影响也很大,确定酶液的pH值时,也要兼顾酶的活性和稳定性。另外,还要注意酶的来源不同,其耐热性能也不同。因此,退浆时应根据工艺条件严格掌握温度和pH值。此外,淀粉酶在贮藏过程中容易变质,在使用前要进行测定.然后再确定其用量。还应注意有些盐类对酶的活力影响很大,如氯化钠、氯化钙能提高酶的活力,而铜、铁、锌、汞等重金属盐类和离子型表衙活性剂,则对酶的活力有很大的抑制作用,一般应采用非离子型表面沽性剂。

    (2)采用氧化剂退浆时,双氧水分解出过氧化氢游离基HOO·,能促使浆料大分子断裂,最后溶落在退浆液中被去除。由于纤维素和淀粉的分子结构极其相似,因而游离基也会破坏纤维素分子。在退浆过程中必须控制好各项工艺条件及化学药剂用量,使纤维素损伤控制在允许范围内。

    (3)不沦采用何种退浆工艺,浸轧退浆液后堆置(打卷)时,必须保温保湿,不使织物风干;退浆的工艺条件(浓度、温度、pH值等)要控制在规定范围内。特别是采用碱氧一浴对PVA浆料进行邀浆时,堆置后必须用95℃以上的热水,以低水位逐格倒流的形式充分水洗,并定时更换洗槽热水,否则洗下的PvA浆又会重新积聚到布上,染色后将会产生斑渍疵布。退浆时采用的渗透润湿剂不能含有烷基酚聚氧乙烯醚、线型烷基苯磺酸钠等表面活性剂,可采用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇硫酸钠、双辛酯磺酸钠表面活性剂。也可选用近年来开发的具有良好生态环保性能的高效退浆剂,如上海泽星精细化工有限公司开发的高力度氧化退浆剂Sindcsize NA,其可快速去除PVA,且易生物降解;广东中山汉科精细化工公司开发的强力退浆剂HD-326,列各种浆料都有很强的分解能力,对织物上油脂、蜡质等有优异的乳化分散洗涤功能,对纤维损伤小。此外,应注意采用的表面满性剂的浊点,要与工艺条件适合,否则表面活性剂会析出,造成染色疵布。 (未完待续)

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