关键词：针织布；棉；冷堆前处理
Application of cold pad-batch pretreatment process for cotton knitted fabrics
XIONG Zhong-qing , LI Shu-Liang
（ Wuxi Kailai Biotechnology Co. , Ltd.）
Abstract: the use of high-performance knitting cold pad-batch agent HS-139 and multi-functional net cotton KP, combined with the non-tension cold pile equipment and the low tension high efficiency washing equipment, the cold pile process is used to replace the traditional dyeing vat high temperature scouring and bleaching process for the pretreatment of cotton and cotton type knitted fabrics, the whiteness, gross efficiency and weight of cotton and cotton-type knitted fabrics treated by cold piling can meet the requirements of traditional dyeing vat scouring and bleaching process by selecting appropriate additive dosage, stacking time and stacking method, by Cold Reactor Pretreatment, the quality stability of semi-finished product is effectively improved, the consumption of water and steam is reduced to a certain extent, and the dyeing efficiency of dyeing VAT is greatly improved.
0 前言
传统的染缸煮漂棉及棉型针织布（以棉为主的棉涤，棉粘，棉拉架等布种）大都容易存在布面擦伤褶痕、缸差不稳定、手感粗糙、而且染缸的染色利用率偏低，以及水、蒸汽的消耗量大等情况，而采用冷堆前处理和高效水洗工艺，能实现棉及棉型针织布的连续性练漂加工，有效改善传统染缸煮漂出现的布面形态质量问题、半制品质量的稳定性和手感舒适，而且极大地提高了染缸的染色效率。
冷堆前处理工艺在20世纪80年代起至今一直是棉梭织布前处理的一种节能常用成熟前处理工艺，就是在浸轧碱氧工作液后打卷堆置，通常是采用高碱高氧用量在低温条件下通过长时间地堆置，经过烧碱和双氧水的皂化和氧化破坏棉纤维中的果胶物质、蜡质、含氮物质、色素和对纱上附着棉籽壳中的油蜡、含氮物质、木质素等杂质的结构分解作用，以及膨化和氧化经纱上的浆料，再经过水洗、搓揉使杂质去除而达到生产加工所需的白度和毛效。
定型机而棉针织布的用纱和织造方式不同于棉梭织布，针织布的用纱上不含浆料，但是针织布用纱在筒子纱的前处理工艺中会上液蜡，在络筒的紧筒工序则会上蜡，而在圆机织造时会上油蜡以便提高织造效率，所以棉针织布的冷堆工艺在助剂的筛选和优化上应更加注重于润湿、乳化、分散、吸附、稳定等性能，针织布的用纱少了在梭织布经纱上浆料的处理负担，所以在烧碱和双氧水用量上可适当调整降低。
但是棉针织布的冷堆前处理工艺又有着不同于梭织布冷堆前处理工艺的一个特点，就是针织布不可在大张力条件下堆置和洗水，否则极容易出现堆置压痕、门幅不足和失重过大等问题，所以在设备选择和改造方面需要作出调整，在助剂用量和工艺条件上需要优化调整，以便消除以上问题，达到或者优于传统煮漂针织布前处理工艺的各项产品质量要求。
定型机为了解决染厂的生产质量问题和降本增效需求，结合染厂设备特性，针对性地设计和优化助剂产品，从小样试验到中样试验，再到批量生产，在技术和操作人员积极配合下，最终良好地开发实施了棉及棉型针织布冷堆前处理工艺的应用。
1 小样试验
1.1 试验仪器和检测方法
ECO-24 高温染样机（XIAMEN RAPID CO.LTD）
小样轧车 （XIAMEN RAPID CO.LTD）
白度仪 WSB-3A智能式数字白度计（温州大荣纺织仪器）
克重仪 Z(B)01M-Ⅱ型圆盘取样器（温州大荣纺织仪器）
毛细效应试验方法 fz/t01071-2008纺织品
1.2 织物
21S加厚棉单面汗布
1.3 助剂
片碱（100%烧碱）
50%双氧水
定型机精练剂HS-120W(无锡开来生物有限公司)---专门用于针织布染缸煮漂工艺的低泡高效精练剂
稳定剂HS-2000B(无锡开来生物有限公司)---专门用于针织布染缸煮漂工艺的双氧水稳定剂
针织冷堆剂HS-139(无锡开来生物有限公司)---专门用于针织布冷堆工艺用纱特点而设计的产品，具有优良的润湿、乳化、分散性能，有助于去除棉纤维的油脂蜡质等杂质。
多功能净棉素KP(无锡开来生物有限公司)---专门用于针织布冷堆工艺具有控制双氧水稳定分解、吸附工作液中的铁质和其他杂质的性能，以及良好的分散净洗性能，有助于提高织物的吸水性和白度
1.4 小样试验处方
1.4.1工艺流程
坯布→浸轧冷堆前处理工作液（两浸两轧，工作液温度25-30℃、轧液率95%）→卷起塑料袋密封包覆→堆置18h（室温30-35℃）→水洗（90-95℃、10min）→醋酸中和（50℃、2min）→烘干
说明：尽量模拟生产工艺条件和工艺参数
1.4.2冷堆工艺和传统煮漂工艺处方
表1 不同前处理工艺及处方
Table 1 different pretreatment processes and prescriptions
|
冷堆工艺（g/l) |
传统煮漂工艺(%owf) |
||||
|
助剂 |
1# |
2# |
3# |
助剂 |
4# |
|
100%NaOH |
12.0 |
18.0 |
24.0 |
100%NaOH |
2.0 |
|
针织冷堆剂HS-139 |
8.0 |
8.0 |
8.0 |
精练剂120W |
1.5 |
|
多功能净棉素KP |
8.0 |
6.0 |
5.0 |
稳定剂HS-2000B |
0.2 |
|
50% H2O2 |
35.0 |
30.0 |
25.0 |
50% H2O2 |
4.5 |
|
轧车压力1.0MPa ，轧液率95%，室温30℃，堆置时间18h |
温度98-100℃、时间60min、浴比 1:10 |
||||
1.5 小样试验结果
表2 不同前处理工艺试验测试结果
Table 2 experimental results of different pretreatment processes
|
测试项目 |
1# |
2# |
3# |
4# |
|
白度 |
81.2 |
80.5 |
79.6 |
79.8 |
|
毛效cm/5min |
1.8 |
2.1 |
2.8 |
2.5 |
1.6 确定生产试验配方
通过以上小样试验综合指标比较，可初步确定参考冷堆工艺2#处方适当调整做下一步生产试验
2 初始生产试验
2.1工艺流程
坯布开边→缝头→浸轧冷堆前处理工作液→A字架打卷包覆→室温堆置18-20小时→水洗（50℃一格→70℃一格→90℃、10min→醋酸中和50℃、2min）→落潮布
2.2生产设备
无张力冷堆机（浙江绍兴东升数码科技有限公司）
低张力高效平幅水洗机（浙江绍兴东升数码科技有限公司）
2.3织物
21S加厚棉单面汗布 成品要求：门幅190cm 布重210g/m2
2.4工艺参数
2.4.1 冷堆工艺
工艺处方 （ g/l ）
100%NaOH 15
针织冷堆剂HS-139 6
多功能净棉素KP 8
50% H2O2 35
工艺条件 轧车压力1.2MPa ，轧液率90-110%，室温25-35℃，堆置时间20h
2.4.4 试验结果
表3 不同工艺试验测试结果
Table 3 experimental results of different pretreatment processes
|
工艺 |
白度 |
毛效（cm/5min) |
克重(g/m2) |
|
传统煮漂 |
79.8 |
2.5 |
205 |
|
冷堆-水洗 |
81.5 |
2.0 |
185 |
2.4.5 问题现象及分析
问题现象：冷堆水洗工艺下机布的白度值高于传统煮漂工艺，毛效略低于传统煮漂工艺（对于染缸染色要求，毛效值无需太高，而前后的一致稳定性更重要），但是克重远低于传统煮漂工艺，达不到成品质量指标要求。
分析：传统煮漂工艺作用原理是在精练剂的润湿、乳化和分散作用下破坏织物上的油脂蜡质，同时协同双氧水进一步破坏织物上的果胶物质、含氮物质、色素及棉籽壳中的各组分结构上的分解，最终经过水洗和织物间搓擦作用而使织物干净。
冷堆水洗工艺作用原理是在烧碱的皂化作用能使织物上绝大部分天然杂质发生结构上变化转化为容易洗去物质，而冷堆剂的润湿、乳化和分散作用下破坏织物上的油脂蜡质，同时烧碱协同双氧水则进一步破坏织物上的果胶物质、含氮物质、色素及棉籽壳中的各组分结构上的分解，最终经过水洗而使织物干净。
这样对比冷堆水洗工艺和传统煮漂工艺，冷堆工艺条件中在烧碱和双氧水用量比较高的情况下对织物的除杂更加充分，这也是容易造成失重偏大的一个因素；另一个考虑则是堆置时间长的恒张力条件下也易造成织物的回缩性降低而导致失重的另一个因素。
3 改进试验
3.1 工艺流程
① 坯布开边→缝头→浸轧冷堆前处理工作液→A字架打卷包覆→室温堆置10-12小时→水洗（50℃一格→70℃一格→90℃、10min→醋酸中和50℃、2min）→落潮布
② 坯布开边→缝头→浸轧冷堆前处理工作液→无张力自然落布箱包覆→室温堆置10-12小时→水洗（50℃一格→70℃一格→90℃、10min→醋酸中和50℃、2min）→落潮布
3.2 工艺参数
3.2.1冷堆工艺
工艺处方 （g/l ）
多功能净棉素KP 20
针织冷堆剂HS-139 5
50% H2O2 25
工艺条件 轧车压力1.2MPa ，轧液率90-110%，室温25-35℃，堆置时间12h
3.2.2 试验结果
表4 不同前处理工艺生产试验测试结果
Table 4 Table 4 test results of different pretreatment processes
|
工艺 |
白度 |
毛效（cm/5min) |
克重(g/m2) |
|
煮漂 |
79.8 |
2.5 |
205 |
|
冷堆①-水洗 |
80.5 |
1.3 |
198 |
|
冷堆②-水洗 |
80.3 |
1.5 |
201 |
3.2.3 问题现象及分析
问题现象：冷堆①、冷堆②水洗工艺下机布的白度值相近，达到于传统煮漂工艺指标，毛效略低，克重冷堆②高于冷堆①，而冷堆②更加接近成品质量指标要求。
分析：冷堆①、冷堆②工艺条件没用到烧碱，只靠多功净棉素KP提供碱性，则碱性略显不足，对织物的除杂特别是皂化去蜡去果胶质不够充分，所以毛效值略偏低。
4 批量生产
4.1工艺流程
坯布开边→缝头→浸轧冷堆前处理工作液→无张力自然落布箱包覆→室温堆置10-12小时→水洗（50℃一格→70℃一格→90℃、10min→醋酸中和50℃、2min）→落潮布
4.2 工艺参数
4.2.1冷堆工艺
工艺处方 （g/l）
100%NaOH 6
针织冷堆剂HS-139 3
多功能净棉素KP 15
50% H2O2 25
工艺条件 轧车压力1.2MPa ，轧液率90-110%，室温25-35℃，堆置时间12h
4.2.2 生产结果
表5 生产实例测试结果
Table 5 test results for a production example
|
工艺 |
白度 |
毛效（cm/5min) |
克重(g/m2) |
|
冷堆-水洗 |
80.5 |
2.0 |
202 |
5 结论
（1）采用高性能针织冷堆剂HS-139和多功能净棉素KP，对棉及棉型针织布进行冷堆前处理，批量生产下机的半制品在白度、
毛效、克重等指标上均达到或者优于传统煮漂工艺质量要求。
（2）据染色车间连续试用冷堆水洗工艺下机的半制品，交付染缸做完除氧处理后再染色，明显改善染色疋差和缸差，即便是
绿色，灰色，咖啡色等敏感色的染色均匀性都很好，较大提高染色成功率。
（3）整理及成品车间也反映用冷堆水洗工艺产品，再染色、整理到成品检验，较以往染缸生产产品明显减少了擦伤、褶痕等
布面形态质量问题，而且手感柔滑舒适，较大提高成品正品率。
（4）当前棉及棉型针织布的冷堆前处理工艺还处于生产适应阶段，对于堆置方式、洗水方式、不同品种的优化工艺参数以及操作要领等方面还在进一步探索改进中。
参考文献：
[1] 王圣杰 棉针织冷堆节能前处理工艺实践 2010年江苏印染学术年会论文集
[2] 何建永，程龙瑤，李仁林 棉针织面料的冷堆前处理工艺 《印染》2015年第21期
[3] 王菊生，孙铠。染整工艺原理 第二册
作者简介：熊忠清（1970-），男，汉族，工程师，无锡开来生物科技有限公司，技术服务部经理
联系电话：18006159080 ，电子邮箱：xiongzq@126.com
学历：本科，毕业院校：天津纺织工学院，染整工程 （1989-1993）
2022年8月30日
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