纺织品染整技术290问
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29.如何对棉织物进行冷轧堆前处理?

答:冷轧堆前处理在20世纪80年代末至90年代初是一种非常流行的前处理工艺,而到了20世纪末随着出口纺织品质量要求的提高,冷轧堆前处理方法又逐渐被淘汰。近几年随着弹力织物的流行和能源价格的节节攀升,以及前处理工艺和助剂的改进,冷轧堆前处理方法又开始盛行。

冷轧堆前处理的优点:节约能源、产品适应性广等。

冷轧堆前处理的缺点:助剂用量增加、生产周期延长、前后一致性较难控制等。

(1)冷轧堆前处理的工艺原理:冷轧堆前处理的工艺原理与常规退煮漂前处理工艺原理是一致的,只是处理过程中的反应条件要温和一些,因此,生产工艺的助剂用量要提高,反应时间要延长,为了保证前处理质量的稳定性和有效性,还需要增加一些前处理助剂。

根据冷轧堆前处理的目的以及工艺和堆置条件的不同,冷轧堆前处理工艺可分为:冷轧堆前处理退浆工艺,冷轧堆前处理煮练工艺,冷轧堆前处理退浆、煮练工艺,冷轧堆前处理退浆、煮练、漂白工艺。

(2)冷轧堆前处理工作液的温度控制:冷轧堆工作液一般控制在室温比较好,方便织物中的空气及时溢出,碱液快速进入织物内部。冬季则建议用间接蒸汽加热升温至25~30℃。有条件的将温度控制在30~35℃时其效果会更好。

工作液温度升高,助剂的动能有所增加,工作液的黏度降低,有利于工作液向织物内部渗透;同理,因工作液的温度升高,封闭在织物内部的空气因受热膨胀而阻碍了工作液继续向织物内部渗透的可能;在这两个反应中后者的效果更明显。

织物在浸轧工作液前需将其在蒸箱内升温后再浸入工作液,因织物内部的水蒸气冷凝收缩和冷凝水的载体作用有利于工作液向织物内部渗透。

(3)工作液的液面控制:生产过程中新鲜补充液要从出布槽后方均匀加入,保证织物所带走的工作液浓度稳定一致;轧槽液面要保持稳定,这样才能保证织物渗透时间的一致性和实际带液量的稳定性。

(4)冷轧堆前处理带液量的控制:冷轧堆前处理一般是在坯布烧毛后直接浸轧碱氧工作液,由于坯布上含有天然杂质及浆料,织物具有一定的拒水性,所以,织物在浸轧工作液时,渗透性和抱水性都很差,织物的实际带液量也较低。

在冷轧堆前处理工艺中,织物浸轧的带液量与轧染时不同,因为浸轧工作液后,在打卷和堆置过程中,有“排液”问题,也就是说,织物表层的工作液,在打卷和堆置过程中会从布卷中挤出来。

织物的有效带液量是指织物上卷后在堆置过程中的实际带液量,即织物内部渗透和纤维抱合的工作液重量,而不是织物浸轧工作液后在上卷前的带液量。在冷轧堆前处理工艺中,只有织物实际的带液量才对练漂质量有现实意义,这一点在实际生产中往往被混淆和忽视。

工作液轧槽中导辊分为上四下三,直径150~200mm,两根上导辊要配有加压的压力辊。轧车应采用大直径轧辊,减少生产过程中因轧辊变形而产生左中右带液量的差异。

A字架轧辊不宜过重,以免“排液”太多,上卷时织物的带液量控制在布卷两端稍有泡沫和工作液溢出为好,带液太多,布卷容易滑脱;带液太少,影响练漂质量。

(5)冷轧堆前处理对助剂的要求:在冷轧堆前处理工艺中,由于工作液中烧碱和双氧水浓度较高,因此,必须选择耐碱性好、渗透性优良的精练剂和渗透剂,而测试精练剂和渗透剂的性能时,一定要在冷轧堆工作液中测试,在水中测试的结果没有实际意义。

由于工作液中使用的助剂种类较多,因此,要特别注意各类助剂在工作液中的相容性,相容性不好的助剂会大大削弱前处理的效果,甚至造成严重的瑕疵而影响产品的质量。

(6)冷轧堆前处理工艺控制:织物浸轧工作液时,车速不宜太快,以不超过30m/min为好。第一道轧车压力要大,力求轧干,以提高助剂的渗透性;第二道轧车压力可适当小些,以保证织物有足够的带液量。

堆置时,布卷转速以4~5r/min为宜。卷速太快会因离心力将内部工作液甩出;堆置时布卷环境温度以30℃左右较为合适。温度过高,布卷中的双氧水分解过快,布层间会产生一定的气压,使排液加重,这样既会影响练漂效果,还会造成卷内与卷外白度的不一致。

冷轧堆前处理必须达到均匀的毛效和白度,可以通过调整处方及堆置时间来实现这一要求。冷轧堆前处理工艺的关键是要选择一个合适的反应速率,使各类去杂反应在加工时间内完成,并使正负反应达到一个平衡:一是工作液能使漂白及去杂完成;二是工作液又不至于使纤维的氧化反应过于剧烈,造成纤维强力损伤过大。

影响反应速率的主要因素是:温度、时间、烧碱浓度、双氧水浓度、稳定剂用量等。工艺中的各因素是相互关联、相互制约的,只要改变其中一个因素就会使整个反应失去平衡,在改变其中一个因素时,必须同时改变或调整其他因素,以保持其反应速率的平衡点在工艺控制范围内保持稳定。

(7)冷轧堆前处理堆置时间的控制:堆置时间要根据产品的规格、工艺要求、助剂浓度来确定。其原则是:堆置时间要控制在反应比较平缓的区间段,而不能选择在反应比较剧烈的区间段;堆置时间要根据生产衔接的要求,在节约成本、保证质量的前提下制订;堆置时间要保证所处理的织物能够达到后工序的加工要求,这是最重要的,也是最基本的。正常情况下,冷轧堆前处理堆置时间的延长有利于产品质量一致性和稳定性的提高。

(8)冷轧堆前处理堆置温度的控制:在冷轧堆前处理工艺中,温度对其化学反应是极其敏感的,温度稍有提高,化学反应就会加快,而全冷轧堆前处理工艺的关键是前处理效果的一致性和可重复性,因此,冷轧堆前处理工艺中不提倡高温堆置,但要求保温堆置是必须的。

冷轧堆前处理的化学反应是一个放热过程,其释放出的热量可以维持布卷内温度在38℃左右,为了保证布卷内外温度的一致性,冷轧堆场地温度控制在30~35℃有利于卷内卷外的温差相近。

从节能和保温方面来考虑,冷轧堆场地空间不宜太大,堆置场地可分成几个独立的区间,在布卷较少时可以分区保温、保湿。

堆置场地的湿度要高于65%,防止布卷两边和外层因水分挥发而影响前处理效果,严重的还有可能在布面出现风干印。

(9)冷轧堆前处理助剂浓度的控制:在有效的堆置时间内,要充分保证助剂的化学反应达到工艺要求,理想的状态是助剂的化学反应完全,工艺要求可行,产品质量合格。但实际生产中要达到这种理想状态是有很大难度的,因此,只要能达到工艺设计的指标,能满足后工序的加工需要,质量稳定,而且具有可重复性即是比较适合的工艺浓度。

值得注意的是:堆置时间与助剂浓度关系密切,适当地延长堆置时间可提高助剂的利用率,延长堆置时间还能提高织物前处理效果的一致性,因此,在冷轧堆前处理工艺中,适当延长堆置时间是比较经济和适宜的方法之一。