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棉織物及紗線一浴低溫練漂工藝最新研究成果

來源: 發(fā)布時間:2014年02月21日

核心提示:摘要:本文論述了“棉織物一浴低溫連續(xù)練漂工藝”技術原理,通過使用自主研發(fā)的低溫練漂劑,實現(xiàn)了工藝的創(chuàng)新和突破,達到了降低

摘要:本文論述了“棉織物一浴低溫連續(xù)練漂工藝”技術原理,通過使用自主研發(fā)的低溫練漂劑,實現(xiàn)了工藝的創(chuàng)新和突破,達到了降低反應溫度,縮短反應時間,大幅度降低了蒸汽、水、電和化學用品用量,同時降低了污水的pH值和COD,從而達到節(jié)能減排的效果。通過推廣應用,針對不同設備和工藝類型研究了相應的配套工藝方案,以利于推廣。文章介紹了棉纖維在機織物、針織物、筒子紗等不同形態(tài)下的低溫一浴練漂工藝。



關鍵詞:棉纖維織物低溫一浴連續(xù)練漂推廣




1前言



根據(jù)印染行業(yè)“十二五”規(guī)劃要求,印染行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗進一步下降,到2015年,單位工業(yè)增加值能源消耗量比2010年降低20%,單位工業(yè)增加值用水排放量比2010年降低30%,主要污染物排放比2010年下降10%。本項目研究的工藝技術是為了解決當前印染行業(yè)面臨艱巨的節(jié)能減排形勢及加工成本不斷升高的壓力。



現(xiàn)行的練漂工藝路線長,耗能大,排污大,成本高,以退煮、漂兩段工藝為例,耗汽量高達2.925T/h,為扭轉(zhuǎn)這種局面,必須進行技術創(chuàng)新,研發(fā)短流程,低溫、低堿、低排放,節(jié)能減排的新工藝。近兩年有高溫煮練低溫漂白或低溫煮練高溫漂白等節(jié)能工藝研究成功,上述工藝,路線仍較長,耗能仍較大。




2一浴低溫連續(xù)練漂



2.1工藝流程



研究本項技術是將現(xiàn)行的棉織物間歇冷堆前處理工藝:軋→堆→軋→蒸→洗,和常規(guī)退、煮、漂三段連續(xù)汽蒸練漂工藝:軋→蒸退→洗→軋→蒸煮→洗→軋→蒸漂→洗,經(jīng)過采用本公司研制的室溫練漂劑和設備改造,配置了新型的高給液裝置和配料系統(tǒng)及檢測系統(tǒng),經(jīng)過五種工藝流程的試驗:



(1)軋→堆→洗→軋→蒸→洗;



(2)軋→堆→軋→蒸→洗;



(3)軋→堆→蒸→洗;



(4)軋→堆→洗→軋→堆→洗;



(5)軋→堆→洗。



成功實現(xiàn)了棉織物低溫一浴一步連續(xù)練漂:

軋→堆→洗。



2.2彩佳低溫練漂劑



低溫練漂是使用雙氧水在低溫下分解有效成分進行退漿、去除纖素共生物和色素,而不是靠堿對果膠、棉蠟進行皂化水解,所以雙氧水擔負著化學反應的主角。雙氧水在低溫狀態(tài)下,用傳統(tǒng)化學方法去除漿料和棉纖維的共生物是相當困難的。而同樣的反應速度是隨溫度的升高而加快,在雙氧水漂白反應中每差10℃,反應速度可相差2-3倍。因此,要求能夠在較低溫度下進行練漂,則必須改變傳統(tǒng)化學反應機制才能達到目的,研發(fā)了第一代低溫練漂劑。



為了保護棉纖維的強力和達到練漂的最佳效果,彩佳低溫連續(xù)練漂工藝從2011年10月份以后,我們又調(diào)整了練漂劑的某些組份,這些助劑的相互協(xié)同而使整體效果大大提高,使低溫練漂堆置時間縮短為75-90分鐘,實現(xiàn)了快速連續(xù)化,達到事半功倍和意想不到的效果。實踐證明,彩佳低溫練漂劑的研發(fā),突破了常規(guī)雙氧水激化理論的概念,有關機理如同雙氧水的漂白機理一樣,尚需進一步探討。2012年下半年以來,根據(jù)一些印染企業(yè)存在蒸箱容量少、堆布時間短的情況,經(jīng)過試驗,又制定了與設備相適應的縮短堆布時間后的新工藝。



2.3工藝條件



室溫干進布→高給液浸軋練漂工作液(帶液率100%)→室溫連續(xù)堆置(35-40℃、網(wǎng)帶箱堆置75-90min)→七格蒸洗箱熱洗(前三格60-65℃,后四格90-95℃)→烘干。



2.4工藝處方



2.4.1低溫練漂劑對練漂效果的影響



2.4.1.1品種:純棉20s×16s128×60坯布



2.4.1.2處方試驗結(jié)果



表1低溫練漂劑對練漂效果的影響表



項目



用量與結(jié)果



序號



處方















低溫練漂劑g/L



9.4



9.6



9.8



10



10.2



10.5



燒堿g/L



13



13



13



13



13



13



雙氧水100%



24.75



24.75



24.75



24.75



24.75



24.75



毛效



7



8



8



8



8



7



白度



67.89



69.13



69.5l



68.22



67.94



68.47



從上表中可以看出,低溫練漂劑最佳用量為9.8-10

g/L之間練漂效果最好。



2.4.2燒堿對練漂效果的影響表



2.4.2.1品種:純棉20s×16s128×60坯布



2.4.2.2處方試驗結(jié)果



表2燒堿變化對練漂效果的影響表




項目



用量與結(jié)果



序號



處方















低溫練漂劑g/L



10



10



10



10



lO



10



燒堿g/L



lO



1l



12



13



14



15



雙氧水100%



24.75



24.75



24.75



24.75



24.75



24.75



毛效



7



7



7



7



7



6.5



白度



69.53



69.66



69.52



68.54



68.31



6821




分析:從上表中可以看出,燒堿最佳用量為10-12g/L之間練漂效果最好。2.4.3雙氧水用量對煮煉效果的影響



2.4.3.1品種:純棉20s×16s128×60坯布



2.4.3.2處方試驗結(jié)果



表3雙氧水用量對煮煉效果的影響表




項目



用量與結(jié)果



序號



處方




























低溫練漂荊g/L



10



10



lO



10



lO



10



pH值



11



11



1l



1l



ll



11



雙氧水100%



9.625



13.75



17.875



24.75



28.875



33



毛效



7.5



8



8



8



7.5



7.5



白度



60.17



63.15



64.1l



68.77



68.86



71.31




從上表中可以看出,雙氧水用量越大,白度越好;雙氧水最佳用量24.75g/L,最低不能少于17.90g/L。



練漂工作液中各成分的重量配比為:



雙氧水20-25g/L



燒堿10-12g/L



低溫練漂劑8-10g/L



水余量



2.5工藝設備圖(略)





3產(chǎn)品質(zhì)量



經(jīng)測試新工藝半制品各項物理指標均達到后序工藝要求,退漿率、強力、毛效、白度均與常規(guī)工藝指標無差異,棉籽殼去除干凈。



新工藝的半制品的染色性能良好,與傳統(tǒng)工藝的半制品無差異且手感蓬松柔軟,現(xiàn)將連續(xù)冷堆練漂半制品染色性能試驗報告附后。



表4連續(xù)低溫練漂半制品染色性能試驗報告




工藝



指標



正常堿氧工藝




連續(xù)低溫練漂工藝




①手感(硬挺度)



9.46



6.82



②干磨牢度(級)



4.O-5.0



4.0-5.0



③濕磨牢度(級)



3-4



3-4



④染料用量(g/L)





綠FFB20.

2



灰Ml8.5



黃G5



綠FFB20.2



灰Ml9



黃G4.8



⑤染色工藝



一致



一致



⑥柔軟劑用量(g/L)



30



20



⑦顏色、電腦測色DTC測色儀





以上正常堿氧工藝為標樣,以連續(xù)冷堆工藝為批次樣



光源/觀察者△E△L△a△b△c△H



D6510DEg0.570.450.350.02-0.35-0.05



色力度:97.64%色光:相似



結(jié)果分析:連續(xù)低溫練漂工藝與常規(guī)練漂工藝比較,經(jīng)電腦測色各項主要指標與正常工藝一致,色力度和色光基



本一致,產(chǎn)品手感柔軟。





4節(jié)能減排效果



一條生產(chǎn)線按年生產(chǎn)6750噸布計算,用新工藝生產(chǎn)同類織物,與常規(guī)冷堆工藝相比,化學品總量由100g/L降到32.5g/L,總量減少了67.5g/L,全年化學品可減少用量455.62噸,其中燒堿由50g/L,降到11g/L全年減少燒堿用量256.5噸。污水中pH值由l2降到7-8,符合排污標準。COD總量降低60%以上。冷堆前處理工藝,堆置時間由12-24小時減少到75-90min左右,由間歇生產(chǎn)變成連續(xù)生產(chǎn)提高了效率。



生產(chǎn)同類產(chǎn)品,本工藝與常規(guī)退煮、漂兩段工藝相比:用蒸汽每2.925噸/小時降為l.21噸/小時,全年減少蒸汽用量ll576.25噸;年用電減少18.36萬度;減少用水8.3362萬噸;化學品總量由每75g/L降低到32.5g/L,年減少化學品用量286.875噸,其中燒堿由每50g/L降低到11g/L,年減少燒堿用量364.5噸;污水pH值由l2降至7-8;COD由16000mg/L降到l0000mg/L,COD總量降低60%以上。




5經(jīng)濟及社會效益



一條生產(chǎn)線按年生產(chǎn)6000噸布計算,新工藝生產(chǎn)同類織物,與常規(guī)冷堆工藝相比,化學品總量由100g/L降到50g/L,總量減少了50g/L,全年化學品可減少用量300噸,其中燒堿由50g/L(相當5%)減少到12g/L(相當l.2%),全年減少燒堿用量228噸,合計72.96萬元。<

工藝比常規(guī)退、煮、漂連續(xù)汽蒸練漂工藝綜合成本降低49.37%,每年一條連續(xù)室溫生產(chǎn)線節(jié)約成本約250余萬元。



實施本項技術,一條連續(xù)低溫生產(chǎn)線比常規(guī)練漂生產(chǎn)線可減少用工,并且由于煮練不用蒸汽,使操作環(huán)境明顯改善。



連續(xù)低溫練漂工藝技術所開發(fā)的助劑--低溫練漂劑,適用范圍廣,可以在連續(xù)、間歇式、平幅或繩狀等各種前處理設備應用,可根據(jù)加工品種的不同和設備的差異進行調(diào)整,以滿足機織、針織、紗線等行業(yè)的應用。據(jù)國家統(tǒng)計局2010年統(tǒng)計數(shù)字,全國紗線產(chǎn)量為2716.91萬噸,印染布產(chǎn)量為601.65億米,若應用連續(xù)室溫練漂工藝技術,則會產(chǎn)生上百億元的社會效益。



以上計算數(shù)據(jù)說明,這項工藝技術在全國紡織行業(yè)推廣開來,社會效益明顯,并且將對我國紡織行業(yè)的節(jié)能減排產(chǎn)生積極影響,將為完成國家“十二五”節(jié)能減排目標的完成發(fā)輝積極作用。




6連續(xù)低溫練漂工藝研究新進展



6.1對連續(xù)低溫練漂工藝的新要求



6.1.1縮短堆布時間



新工藝設計堆布時間為75~90分鐘,但一些企業(yè)蒸箱短堆布時間較少,有的堆布時間60分鐘,還有的只能堆40~50分鐘左右,從節(jié)能考慮希望推廣新工藝,但又不愿意更新設備,他們希望通過調(diào)整助劑或工藝,以達到減少堆布時間的要求。



6.1.2提高半制品白度



新工藝的半制品白度為60~70左右,已能滿足一般企業(yè)生產(chǎn)的淺、中、深色染色服裝面料或印花后工序生產(chǎn)的要求,但有些企業(yè)希望白渡能超過70,以滿足特淺色后工序加工的要求。



6.2連續(xù)低溫練漂工藝的最新研究成果



6.2.1堆布時間已縮短到30分鐘.



經(jīng)過反復調(diào)整工藝及配方,經(jīng)反復試驗,目前已完成堆布時間為30、40、50、60分鐘等幾種工藝配方,可以滿足由30分鐘~90分鐘各種不同設備所需工藝及配方。



6.2.2半制品白度提高5%以上



經(jīng)過處方調(diào)整或溫度調(diào)整均可相應提高半制品白度,在堆布時間為45分種時,溫度提高到攝氏70℃,即可提高半制品白度5%以上。



若要求特白的

半制品,如做漂白布成品,可以做兩浴40℃或一浴70℃,都可以達到提高半制品白度的要求。



6.3連續(xù)練漂系列工藝



表5連續(xù)練漂工藝條件




序號



堆布時間(分鐘)



蒸箱溫度℃



適用后加工



適用設備



1.



30



75



印染特淺色



較短蒸箱



2.



45



70



印染特淺色



較短蒸箱



3.



50



50



一般淺中深色



一般蒸箱



4.



50



60



一般淺中深色



一般蒸箱



5.



60



50



一般淺中深色



一般蒸箱



6.



90



40



一般淺中深色



較長蒸箱



7.



60×2



50



特殊緊密織物



兩浴完成





7低溫一浴練漂工藝的推廣



棉織物低溫一浴練漂工藝經(jīng)山西省科技廳和中國紡織工業(yè)聯(lián)合會分別鑒定后,有許多印染廠家領導和技術人員前來我公司,在低溫練漂工藝生產(chǎn)現(xiàn)場參觀受到了很大啟發(fā),并要求合作推廣。國內(nèi)已有五個工廠分別發(fā)來不同胚布共約萬米以上,在我公司用低溫一浴連續(xù)練漂工藝成功放樣,生產(chǎn)式批量生產(chǎn)。我們還在某針織廠對32s棉毛,在繩狀機和液流中樣機用低溫練漂工藝成功放樣,在某紡織廠筒子紗染色車間分別進行了低溫一浴練漂工藝和低溫練染一浴深色試驗,達到了半制品均勻,染色效果一致,符合質(zhì)量要求



7.1針織物試驗與推廣



7.1.1織布上我們在化驗室進行了多次低溫練漂工藝試驗,證明該工藝完全可以適應針織物的前處理。



表6針織物的一浴練漂工藝試驗報告




試驗項目



低溫練漂工藝(縮短堆布時間)



主要化工藥品(品種規(guī)格)




低溫練漂劑A、低溫練漂劑C、



NaOHH2O2



材料(半制品)



32S雙面針織坯布



工藝方案(流程條件處方試驗結(jié)果等):



1.工藝:浴比l:10



將低溫練漂劑A、C化勻加入容器內(nèi),加水至規(guī)定液位→升溫至70℃→加入NaoH和H2O2煮40分鐘→冷洗→烘干



2.處方:



①②③



煮練劑All0.7



煮練劑C555



NaOH222



H2O227.5%)944



3.pH值:11.512.212.2



4.分解率59.3%50%50%



5.白度:64.3357.1757.19



結(jié)果分析:H2O2用量減少,白度明顯降低①方案白度最佳。




7.1.2針織

布低溫練漂中試



經(jīng)過對針織棉毛布、汗布多次試驗,我們在某針織廠的普通繩狀機和香港立信中樣機上分別進行了試驗:



坯布:32S棉毛布



設備:香港立信(30kg)ALLFIT30液流機



檢測儀器:美國DTC測色儀



工藝流程:配料均勻后入缸,加至規(guī)定液量→進布→升溫(2℃/min升溫至60~70℃)→保溫40min→排液→進水升溫70℃~80℃→熱洗10~2min→水洗→待染



工藝條件:浴比(中樣缸1:l0)(大樣缸1:5)pHll.3



工藝處方:



低溫練漂劑Alg/L



低溫練漂劑B0.4g/L



低溫練漂劑C(25%)5g/L



NaOH2g/L(調(diào)pH至11.3)



27%的雙氧水8~9g/L



試驗結(jié)果:經(jīng)測試:白度73.8,毛效較好,符合染色針織坯布半制品要求,節(jié)約蒸汽40%



7.1.3針織品深色練染一浴與酶退漿染兩浴試驗比較:



(1)低溫練染一浴工藝:



工藝流程:浴比1:10→加低溫練漂劑→升溫60℃(2℃/min)保溫l0分鐘→加染料,保溫70分鐘→加元明粉,保溫20分鐘→加純堿,保溫60分鐘→冷洗→皂洗(60-70℃)→冷洗→烘干。



工藝處方及條件:



①低溫練漂劑Alg/L



②低溫練漂劑C調(diào)pH中性(約0.1g/L)



染料:



①活性深藍ED2.5g/L



②活性紅DF-3B1g/L



③活性黃3RSlg/L



④元明粉60g/L



⑤純堿20g/L



(2)低溫練漂兩浴工藝:



工藝流程:浴比1:1O→加退漿酶+JFC,升溫60℃,保溫30分鐘→換水→加染料→同上。



工藝處方及條件:



①退漿酶0YF2600.5g/L



②JFCl.5g/L



③染料同上



以兩浴為標樣,以一浴法為批次樣,測得:



光源/觀察者△E△L△a△b△c△H



D65/Odeg0.650.560.33-0.08-0.180.29



結(jié)論CIE判定:一浴合格色力度:97.06%色光:稍藍



7.2筒子紗的低溫練漂一浴工藝試驗與推廣



為了摸索低溫一浴練漂工藝在筒子紗方面的應用,我們選擇了某染紗廠進行了

放樣試驗



7.2.1筒子紗低溫一浴練漂放中樣工藝試驗



紗線:32s/2



設備:立信LABWIN-12(立信筒子染紗機)



浴比:1:10



工藝流程→用水浸勻準備被煉漂白的筒子紗→將A、B、C三種助劑化開加入缸至規(guī)定液位運行15min,加入NaOH及H20,運行l(wèi)5min達到均勻→升溫至60℃(2℃/min)保溫40min→排液→加水升溫至60℃熱洗l0min→排液→冷水洗2缸(7min)→出缸脫水→進入下工序



工藝條件與處方



浴比l:7



練漂用水為軟水工藝處方;



低溫練漂劑A1g/L



低溫練漂劑B0.4g/L



低溫練漂劑C(25%)5g/L



NaOH(調(diào)pH至11.3)2g/L



27.5%的雙氧水9g/L



經(jīng)中樣生產(chǎn)結(jié)果:簡子紗煮煉效果均勻,可以滿足漂白及中、淺色染色要求,節(jié)約蒸汽40%以上。



7.2.2筒子紗低溫練染一浴工藝



設備:立信LABWTN-1(立信筒子染紗機)



筒子紗:32S/2



浴比:1:10



加入煮煉劑→升溫60℃(2℃/min)→運行l(wèi)0min→保溫20min→加入元明粉(保溫20-30min)→加純堿(保溫60min)→降溫后排液、冷洗→皂洗60-70℃,l0-15min→冷洗



處方:



低溫煮煉劑Alg/L



低溫煮煉劑C0.1g/L(調(diào)pH至中性)



元明粉60g/L



純堿20g/L



活性染料元青B1333g/L(3%)



試驗結(jié)果;筒子紗內(nèi)外染色一致,無白斑。該工藝減少了流程,節(jié)能效果顯著。



7.3推廣的成果



在推廣過程中,通過不同工廠、不同工藝設備,根據(jù)堆布時間的不同確定了與堆布時間相適應的反應溫度找出了規(guī)律性,使低溫一浴連續(xù)練漂工藝的適應性更加廣泛:對于棉梭織物實現(xiàn)了低溫一浴連續(xù)練漂工藝;對于棉梭織物深色布實現(xiàn)了低溫一浴連續(xù)練染工藝;對于棉針織物、筒子紗同樣實現(xiàn)了低溫一浴練漂工藝;對于深色針織物、筒子紗也實現(xiàn)了低溫一浴練染工藝。



7.4推廣中存在的問題與下一步安排



7.4.1推廣中存在的問題



(1)通過推廣發(fā)現(xiàn)部分

工廠對節(jié)能減排推廣新工藝還認識不足,沒有和當前環(huán)保存在的緊迫問題想結(jié)合,如存在的霧霾天氣及河流、水源污染問題等。



(2)部分工廠的設備還存在著問題滿足不了新工藝的要求,如蒸箱堆布時間短、水洗設備密封性能差,耗汽量大,自動化不配套等,尚需進行技術改造。



7.4.2成果推廣安排



為了更好的推廣低溫一浴練漂新技術,我公司在中國印染協(xié)會的指導下、及中國紡織工程學會等單位的支持下,將組織得力推廣小分隊實行節(jié)能減排新技術推廣萬里行活動,為印染行業(yè)的節(jié)能減排做出貢獻。




8結(jié)論



(1)在理論研究和大量實驗的基礎上,自主創(chuàng)新研發(fā)了高效分散、乳化、滲透、穩(wěn)定的一浴低溫練漂助劑。



(2)在現(xiàn)有常規(guī)連續(xù)氧漂生產(chǎn)線上研究采用高給液等工藝技術,實現(xiàn)了棉織物的高效低溫連續(xù)一浴一步法退煮漂工藝。較之常規(guī)冷堆工藝,該新技術堆置時間從12-24h減少為30-90min;提高了效率。



(3)新工藝節(jié)能減排效果明顯:較之常規(guī)兩步法汽蒸工藝,耗汽、耗水和化學品用量均減少50%以上,耗電量減少40%以上;練漂污水pH值由l2降至7-8、COD總量降低60%以上。



(4)該項目工藝路線設計合理,設備單元組成緊湊,品種適應性強,其半制品質(zhì)量滿足后續(xù)染色工藝的要求,工藝成熟穩(wěn)定,已投入工業(yè)化批量生產(chǎn),經(jīng)濟效益及社會效益顯著。



(5)最新研究成果表明,新工藝對不同設備、不同紡織品種類在低溫練漂中遇到的實際問題,均研發(fā)了相適應的解決方案,為新工藝的推廣,做好了技術準備。



(6)低溫一浴練漂工藝在針織物、筒子紗、毛巾、棉散纖維等方面均可應用,同時還可以實現(xiàn)深色棉纖維、織物、紗線等實現(xiàn)練染一浴工藝,為進一步推廣拓寬了思路。



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浙江錦峰紡織機械有限公司
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