(C)浓度的影响:根据织物结构及煮练状况而定。漂液浓度以有效氯计算,因为制取次氯酸盐时,所得产品为混合物,如次氯酸钠中混有氯化钠,而氯化钠中的氯全无漂白作用。次氯酸盐中有效氯含量,随贮存时间延长而下降,因此在配制漂白液时,应对次氯酸盐分析,测定其有效氯含量,使漂白液中有效氯含量准确,以便控制生产工艺。漂白液中有效氯含量达一定值后,织物白度不再增加。漂液有效氯含量过高,反而影响织物强力。印染工厂一般采取降低漂液有效氯浓度、延长漂白时间的方法,避免纤维强力过多损失。
(D)脱氯问题:织物氯漂后的酸洗,不能使分解出来的氯气彻底洗除,仍有少量氯气吸附在织物上。吸附有残余氯的织物在贮存时将造成织物强力下降、泛黄,还将影响对于氯气敏感的染料染色。必要时应使用化学药剂与氯反应彻底去氯。脱氯剂以过氧化氢为最好,过氧化氢除与氯气反应外,本身也是漂白剂,可以增加漂白效果。但一般多使用还原剂如亚硫酸氢钠、大苏打等处理。
(2)过氧化氢漂白过氧化氢也称双氧水。用双氧水漂白的织物白度较好,色光纯正,贮存时不易泛黄,广泛应用于棉型织物的漂白。氧漂比氯漂有更大的适应性,但双氧水比次氯酸钠价格高,且氧漂需要不锈钢设备,能源消耗较大,成本高于氯漂。
①过氧化氢漂白工艺:过氧化氢漂白方式比较灵活,既可连续化生产,也可在间歇设备上生产,可用汽蒸法漂白,也可用冷漂;可用绳状,也可用平幅。目前印染厂使用较多的是平幅汽蒸漂白法,此法连续化程度、自动化程度、生产效率都较高,工艺流程简单,且不产生环境污染。
过氧化氢漂白工艺流程如下:
轧过氧化氢漂液→汽蒸→水洗。
漂白液含过氧化氢(100%)2~5g/L,用烧碱调节pH值至10.5~10.8,加入稳定剂及湿润剂适量,于室温时浸轧漂液,95~100℃汽蒸45~60min,然后水洗出布。
②影响过氧化氢漂白的因素:
(A)浓度的影响:与氯漂类似,当漂液内过氧化氢浓度达到5g/L时,已能达到漂白要求,浓度再增加,白度并不随之提高,反而导致棉纤维脆损。稀薄织物还可以适当降低漂液中过氧化氢浓度。
(B)温度的影响:过氧化氢的分解速率随温度升高而增加,因此可用升高温度的办法来缩短漂白时间,一般在90~100℃时,过氧化氢分解率可达90%,白度也最好。采用冷漂法则应增加过氧化氢浓度,并延长漂白时间。
(C)pH值的影响:过氧化氢在酸性浴中比较稳定,工业用过氧化氢浓溶液含量约30%~35%,其中常加入少量硫酸以保持稳定。在碱性浴中过氧化氢分解率随溶液pH值增大而增加,pH值在3~13.5之间都有漂白作用,但pH值为9~10时,织物白度可达最佳水平,实际生产中也大多将漂液pH值调节至10左右。
(D)漂白时金属离子的影响及稳定剂作用:水中铁盐、铜盐及铁屑、铜屑以及灰尘等,对过氧化氢都有催化分解作用,使过氧化氢分解为水与氧气,从而失去漂白作用。氧气渗透到织物内部,在漂白时的高温碱性条件下将使纤维素纤维严重降解,常在织物上产生破洞。为防止上述疵病,可在漂液中加入适量稳定剂,以降低过氧化氢的分解速率。稳定剂中以水玻璃使用较早,水玻璃的稳定作用机理尚不十分清楚,推测是由硅酸钙或硅酸镁胶体对有催化过氧化氢分解作用的金属离子产生吸附作用。水玻璃价格低廉易得,稳定效果好,但长期使用,容易在导辊等处形成难以除去的硅垢,影响织物质量。目前国内外都在研究使用非硅酸盐稳定剂,大都属于有机膦酸盐,效果也较好,不产生积垢,但价格高于硅酸盐,因此水玻璃仍在生产上继续使用。有时将含磷化合物与硅酸钠拼混使用,也取得较好效果。③过氧化氢的其它漂白方法:除了汽蒸漂白法广为应用外,过氧化氢漂白方法尚有下列几种:
(A)氯-氧双漂法:先氯漂后氧漂,氧漂兼有脱氯与漂白作用,本法可以降低漂液中过氧化氢浓度,其工艺流程为:
轧次氯酸钠漂白液→堆置→水洗→轧过氧化氢漂液→汽蒸→水洗。
次氯酸钠漂液含有效氯1~2g/L,过氧化氢漂液含过氧化氢1~3g/L,工艺条件与各自漂白时相同。
(B)冷轧堆法:为适应多品种、小批量、多变化要求,尤其是小型印染厂,在缺乏氧漂设备时可使用冷漂法。此法漂液中过氧化氢浓度较高,并加进过硫酸盐,织物轧漂液后,立即打卷用塑料膜包覆,以防蒸发干燥,然后在室温时堆置。此法虽然时间长,生产效率低,但比较灵活。漂液含过氧化氢(100%)10~12g/L、水玻璃25~3Og/L、过硫酸盐7~1Og/L,用烧碱调节漂液pH值至10.5~10.8,于室温浸轧,堆放6~16h,充分水洗。
浓的过氧化氢溶液对皮肤有严重灼伤作用,使用时应注意劳动保护。
(3)亚氯酸钠漂白:氯酸钠用于棉织物漂白时的最大优点是在不损伤纤维的条件下,能破坏色素及杂质。亚氯酸钠又是化纤的良好漂白剂,漂白织物的白度稳定性比氯漂及氧漂的织物好,但是亚氯酸钠价格较贵,对金属腐蚀性强,需用钛金属或钛合金等材料,而且亚漂过程中产生有毒ClO2气体,设备需有良好的密封,因此在使用上受到一定限制,目前多用于涤棉混纺织物的漂白。
亚漂与氯漂、氧漂不同之处是在酸性条件下漂白,在酸性条件下的反应较为复杂,此时产生的亚氯酸较易分解,生成一些有漂白作用的产物,据认为其中二氧化氯的存在是漂白的必要条件。二氧化氯是黄绿色气体,化学性质活泼,兼有漂白及溶解木质素和果胶质的作用,且去除棉籽壳能力较强,因此亚漂对前处理要求不高,甚至织物不经过退浆即可漂白,工艺路线较短,对合纤织物特别合适。但不经过退浆煮练直接亚漂的织物,一般吸水性较差,在漂液中加入适量非离子表面活性剂,可提高织物吸水性能。亚漂后再经过一次氧漂,对织物的白度及吸水性均有提高。若织物在先行退浆、煮练后再进行亚漂,就可适当降低亚氯酸钠用量,但工艺流程较长。
亚漂是在酸性浴中进行漂白,酸性强弱对亚氯酸的分解率有较大影响,直接加强酸调节pH值是不合适的,一般常利用加入活化剂来控制pH值,常用活化剂有:释酸剂如无机铵盐;能在漂白过程中被氧化成酸的物质如甲醛及其衍生物六次甲基四铵;水解后形成酸的酯类如酒石酸二乙酯等;也可用弱酸如醋酸、蚁酸。另外,加入某些缓冲剂如焦磷酸盐,可以增加亚漂液的稳定性,避免低pH值时有二氧化氯逸出。
亚漂常用工艺与氧漂类似,可以用平幅连续轧蒸法,也可以根据设备情况采用冷漂工艺。亚漂连续轧蒸法工艺流程如下:
轧漂液→汽蒸→水洗→去氯→水洗。
涤棉混纺漂白织物漂白液含亚氯酸纳12~25g/L、硫酸铵(活化剂)5~10g/L、平平加O5~10g/L,室温时轧漂白液,100~102℃汽蒸l~1.5h,水洗后在亚硫酸氢钠(1.5~2g/L)及碳酸钠(1.5~2g/L)溶液中浸轧,堆置后充分水洗。
5.开幅轧水烘燥织物练漂后,平幅织物在轧烘机上烘燥,提供给后续工序如丝光、染色、印花使用。对绳状加工的织物还需开幅,展开成平幅状,经轧烘后成为合适的半制品。
(1)开幅开幅时绳状织物从堆布池中引出,经过导布圈入机,首先受到打手作用,打手由两根稍呈弧形的铜管组成,它与织物行进方向成反向高速回转。打手通常有两个,绳状织物在打手作用下展开成平幅,打手和导布圈距离应不少于6m,距离过短,绳状织物不易展开,距离过长,织物因本身重量下垂会使织物的伸长增大。(2)轧水织物练漂水洗后,织物上含水分较多,在烘燥前应尽可能轧去水分,以提高烘燥机效率,节省蒸汽。轧水机常用立式轧车,这类轧车有二辊及三辊两种,根据轧水要求配备。轧辊由铁或钢制的硬轧辊及软橡胶、纸粕等制的软辊组成。轧水时应控制轧液均匀及轧余率,重型轧车轧余率为60%以下,一般轧车轧余率为75%以下。
(3)烘燥常用的烘筒烘燥机以2~3柱立式烘筒烘燥机应用最广,每柱烘筒数为8~10个。烘燥时织物pH值应接近中性,避免织物烘燥时发脆,否则应重新水洗后再烘燥。
以上所述是沿用多年的前处理工艺,当前国内外前处理工艺是朝高效、高速、短流程方向发展。我国目前多将退、煮、漂三步法改为退煮一浴或煮漂一浴二步法。也有使用高效助剂将退、煮、漂合并为一浴一步法,在涤棉混纺织物上已获成功,纯棉织物一浴一步法也有进展。退、煮、漂一浴一步法大大缩短了工艺流程,减少了单元机台数,少占厂房面积,还可以节约能源,提高了劳动生产效率,从而降低了前处理成本,是一项值得重视和深入研究的新工艺。
6.丝光棉纤维用浓烧碱溶液浸透后,可以观察到棉纤维不可逆的剧烈溶胀,纤维横断面由扁平腰子形转变为圆形,胞腔也发生收缩,纵向的天然扭曲消失,长度缩短。如果在对纤维施加张力时浸浓碱,不使纤维收缩,此时纤维表面皱纹消失,成为十分光滑的圆柱体,对光线有规则地反射而呈现出光泽。若在张力持续存在时水洗去除纤维上碱液,就可以基本上把棉纤维溶胀时的形态保留下来,成为不可逆的溶胀,此时获得的光泽较耐久。由于烧碱能进入棉纤维内部,使部分晶区转变为无定形区,去碱、水洗后这种状况也基本保留下来,棉纤维的吸附性能也因此大为增加。
棉织物用浓碱浸渍时,因所受张力不同而有两种状况,一是在经纬向都施加张力条件下浸轧碱液,经冲洗去碱后,织物不再收缩,可使织物获得如丝织物般的光泽,称为丝光处理,一般含有棉纤维的织物大都经过丝光处理;另一种是织物在无张力条件下浸渍浓烧碱液,然后织物以松弛状态堆置,任其自由收缩,可使织物变得紧密、富有弹性,称做碱缩,多用于棉针织物汗布的加工。
棉及其混纺织物经过丝光处理后,棉纤维发生了超分子结构和形态结构上的变化,除了光泽改善外,而且增加了化学活泼性,对染料吸收能力增加,织物尺寸也较稳定,强力、延伸性等都有所增加。
棉混纺织物中除棉纤维外,烧碱对涤纶、维纶等都不产生丝光作用,而且这些纤维对浓烧碱液都较敏感,因而在棉型织物丝光时,应适当调整工艺条件,使涤纶、维纶等不致受到损伤。棉布丝光多安排为前处理的最后工序,即在退浆、煮练、漂白之后进行,这样丝光效果较好,但易受碱液不净的影响,织物白度稍差,对于漂白丝光织物可在丝光前后各漂白一次,或先丝光后漂白。对于一些染色时上染较快,容易造成染色不匀的品种,也可用先染色后丝光工艺。
除了烧碱可用作丝光剂外,有些化学药品如浓硫酸、浓氯化锌溶液、锌酸钠溶液等也可以使棉纤维溶胀,从而得到类似用烧碱丝光的效果,但都难以达到用烧碱丝光的程度,实际生产也有困难,这些化学药剂也不如烧碱价格低廉,来源广,除了偶尔有应用如浓硫酸的酸丝光外,缺乏实际使用价值。值得一提的是液态氨用于棉织品的处理,具有一定的特点,处理后织物的强度、耐磨性、防皱性、弹性、手感等物理机械性能都有明显提高。液氨处理要求专用设备,投资大,废氨回收也较困难,要在工业上广泛使用,还需进一步努力。
(1)丝光设备与工艺丝光机有布铗丝光机、直辊丝光机和弯辊丝光机等几种型式。以布铗丝光机的使用最为普遍。
①布铗丝光机见:见图1-7。图1-7布铗丝光机
1—透风装置2、3—烧碱溶液平幅浸轧机4—绷布辊
5—布铗链拉幅淋吸去碱装置6—去碱蒸箱7—平洗机
布铗丝光机扩幅能力强,对降低织物纬向缩水率,提高织物光泽都有较好效果,布铗丝光机有单层及双层两种,以单层布铗丝光机使用较广。这两种布铗丝光机都由下列几个部分组成:
平幅进布装置→头道浸轧机→绷布辊筒→二道浸轧机→布铗扩幅装置→冲洗吸碱装置→去碱蒸箱→平洗机→(烘筒烘燥机)→出布。
浸轧机槽内装有多只小导辊,织物反复上下穿过以增加浸碱时间,一般达2Os。第二台浸轧机压力要大些。轧余率小于65%,以减少织物带碱量,便于冲洗去碱。
浸轧槽中碱液浓度控制在180~280g/L,由于棉纤维能吸附烧碱,使槽内烧碱浓度下降,因此需要随时补充浓碱液,以维持槽内碱液浓度。补充碱液浓度为300~350g/L。绷布辊筒是空心的,直径500mm,共约十余个,上下交替排列可以转动。织物出第一道轧槽后便绕经绷布辊筒,辊筒面略呈弧形,织物沿绷布辊筒的包角面尽可能大些,第一道轧车线速度略大于第二道轧车线速度,用这种方法控制织物张力,以防止浸碱后的收缩。织物从头道浸轧机进到二道浸轧机出,约历时30~40s。
为了使织物具有稳定的幅宽和提高产品光泽,必须将带有浓碱的织物纬向拉伸至规定宽度,同时用70~80℃热稀碱液淋洗,至织物带碱量降低至规定值后才放松纬向张力,在布铗丝光机上是通过布铗链伸幅装置来完成这个过程的。淋洗从布铗长度1/3处开始,冲淋器下方配备有带真空泵的吸碱器,可使稀碱液穿透过织物去除。从织物进入头道轧碱槽开始引到第一个冲吸器,织物整个带浓碱时间约50~60s。冲淋液流动方向与织物进行方向相反,稀碱浓度逐渐增加,最后由泵送至碱液回收站蒸浓再供使用。