徐華君　陳萬(wàn)明　王力　張永高　史元慶　章金芳

摘要：針對(duì)全棉貢緞提花面料生產(chǎn)時(shí)能耗高、水耗大的問(wèn)題，采用冷軋堆工藝對(duì)其進(jìn)行前處理和染色，優(yōu)化了冷軋堆工藝條件。結(jié)果表明：冷軋堆前處理后織物白度達(dá)到86%，毛細(xì)效應(yīng)達(dá)到12.3 cm/30 min，冷軋堆染色織物的染色效果與高溫染色效果基本一致。經(jīng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，每萬(wàn)米全棉貢緞提花染色面料采用冷軋堆工藝較傳統(tǒng)高溫工藝能耗降低30%，水耗降低35%，節(jié)能減排效果顯著。

關(guān)鍵詞：全棉貢緞提花;冷軋堆前處理;白度;冷軋堆染色;K/S值

中圖分類號(hào)：TS192文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009265X（2022）03017907

Study on the production technology of cold padbatch for

cotton satin jacquard fabric

XU Huajun， CHEN Wanming， WANG Li， ZHANG Yonggao，

SHI Yuanqing， ZHANG Jinfang

Abstract： In order to solve the problems of high energy consumption and large water consumption during cotton satin jacquard fabric production， the cold padbatch process was adopted for its pretreatment and dyeing， and the process conditions were optimized. The result indicates that the fabric whiteness under the pretreatment of cold padbatch process reaches 86%， with a capillary effect of 12.3 cm/30 min. The dyeing effect of fabric treated by cold padbatch process is basically the same as that of hightemperature dyeing. According to production statistics， compared with traditional hightemperature process， the energy consumption for 10，000 meters of dyed cotton satin jacquard fabrics through the cold padbatch process is reduced by 30% and water consumption is reduced by 35%， and the effect of energy saving and emission reduction is significant.

Key words： cotton satin jacquard fabric; cold padbatch pretreatment; whiteness; cold padbatch dyeing; K/S value

全棉貢緞提花面料手感柔軟、平滑細(xì)膩，光澤感和透氣性強(qiáng)，是極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的高檔服裝面料之一，深受消費(fèi)者青睞[12]。全棉貢緞提花織物坯布緊密厚實(shí)，夾雜在纖維芯層的雜質(zhì)難以去除，采用高溫退煮漂一浴前處理后其白度和毛效往往達(dá)不到染色工藝要求，因此，生產(chǎn)上一般需對(duì)其進(jìn)行絲光處理后再染色[35]，然而該工藝路線長(zhǎng)、能耗高、水耗大，大大降低了印染企業(yè)的效益。與此同時(shí)，全棉提花貢緞面料在高溫浸染染色中易出現(xiàn)擦傷、折皺等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品品質(zhì)。

冷軋堆工藝具有節(jié)能減排、不擦傷織物的優(yōu)點(diǎn)，該工藝不僅減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)，也符合綠色發(fā)展的生態(tài)環(huán)保要求，因此，冷軋堆工藝在棉織物的生產(chǎn)應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注[69]。冷軋堆在中厚棉織物的前處理中取得了很好效果[1011]，但該工藝應(yīng)用到緊密的貢緞提花織物加工時(shí)，車間生產(chǎn)時(shí)常出現(xiàn)因除雜不徹底而引起染色品質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題。本廠采用冷軋堆工藝對(duì)全棉貢緞提花面料進(jìn)行加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)冷軋堆前處理后的面料練不透，特別是提花處，冷軋堆染色時(shí)因前處理不夠，堿劑選用不當(dāng)?shù)裙に囈蛩貢?huì)出現(xiàn)染不深等現(xiàn)象，特別是黑色。針對(duì)全棉貢緞提花織物組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于本廠的現(xiàn)有設(shè)備，本文對(duì)冷軋堆的前處理和染色工藝進(jìn)行了研究，以期實(shí)現(xiàn)全棉貢緞提花面料的高品質(zhì)加工。

1實(shí) 驗(yàn)

1.1材料與儀器

實(shí)驗(yàn)材料：全棉貢緞提花織物（生坯），氫氧化鈉（工業(yè)級(jí)，濱化集團(tuán)股份有限公司），碳酸鈉（工業(yè)級(jí)，蘇州市波浪化工有限公司），硅酸鈉（工業(yè)級(jí)，桐鄉(xiāng)市恒立化工有限公司），27.5%雙氧水（工業(yè)級(jí)，蘇州福彬新科化學(xué)有限公司），精練劑TF104（工業(yè)級(jí)，浙江傳化集團(tuán)有限公司），精練劑TF125（工業(yè)級(jí)，浙江傳化集團(tuán)有限公司），精練劑HD189、JC（工業(yè)級(jí)，自配），TF209（工業(yè)級(jí)，浙江傳化集團(tuán)有限公司），茶皂素ZY（工業(yè)級(jí)，杭州中野天然植物科技有限公司），GS608螯合分散劑（工業(yè)級(jí)，蘇州福彬新科化學(xué)有限公司），精練劑ZT50（工業(yè)級(jí)，東莞市寶旭化工科技有限公司），精練劑ZT180（工業(yè)級(jí)，東莞市寶旭化工科技有限公司），活性黑WNN（工業(yè)級(jí)，浙江閏土股份有限公司）。

實(shí)驗(yàn)儀器：Ci7800積分球式臺(tái)式色差分析儀（Xrite公司），Y571B型摩擦色牢度儀（寧波紡織儀器廠），HHS電熱恒溫水浴鍋（上海醫(yī)療器械五廠），YM065電子織物強(qiáng)力儀（寧波紡織儀器廠），RJ350Ⅲ軋染機(jī)（上海雙翼實(shí)業(yè)公司），WSD3C全自動(dòng)白度計(jì)（北京康光儀器有限公司）。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

冷軋堆前處理：坯布→浸軋前處理液（氫氧化鈉、精練劑、雙氧水）→打卷密封→堆置若干小時(shí)→水洗烘干

冷軋堆染色：棉織物→浸軋染色液（活性黑WNN 70 g/L、堿劑）→打卷密封→堆置若干小時(shí)→皂洗（皂洗劑2 g/L，85 ℃，10 min）→水洗烘干

1.3性能測(cè)試

白度：依據(jù)GB/T 8424.2-2001《紡織品 色牢度試驗(yàn) 相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》測(cè)4次，取平均值。

毛細(xì)效應(yīng)（毛效）：依據(jù)FZ/T 01071-2008《紡織品 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測(cè)30 min內(nèi)水沿試樣上升的平均高度（單位為cm）。

強(qiáng)力：依據(jù)GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》，在YM065型電子織物強(qiáng)力儀上，測(cè)試棉機(jī)織物生坯脫膠前后的斷裂強(qiáng)力，并計(jì)算強(qiáng)力保持率。

退漿率：取未經(jīng)任何處理的織物烘干稱重，記為W0，然后將處理后的織物烘干稱重，記為W1，根據(jù)式（1）計(jì)算其退漿率T。

K/S值：將冷軋堆染色的棉織物采用Ci7800積分球式臺(tái)式色差分析儀（D65光源，45°）對(duì)織物的染色表觀色深值（K/S）值進(jìn)行測(cè)定，測(cè)3次，取平均值。

耐摩擦色牢度：依據(jù)GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測(cè)試。

耐皂洗色牢度：依據(jù)GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》測(cè)試，以棉和羊毛為貼襯。

勻染性：在染色后的棉機(jī)織物上任取8個(gè)點(diǎn)，在最大吸收波長(zhǎng)λmax處測(cè)試其表觀深度K/S值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差S，以表示染色織物的勻染性。

2結(jié)果與討論

2.1冷軋堆前處理工藝

2.1.1精練劑對(duì)棉冷軋堆前處理效果的影響

由于冷軋堆前處理實(shí)質(zhì)上是在低溫條件下進(jìn)行的反應(yīng)，在這樣的低溫堆置下，精練劑性能的優(yōu)劣對(duì)棉織物處理后的效果起到了至關(guān)重要的作用。為了驗(yàn)證精練效果，設(shè)定工藝如下：各類精練劑4～28 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆前處理后織物毛效、白度、退漿率如圖1-圖3所示。

由圖1可知，精練劑在4～28 g/L范圍內(nèi)，冷軋堆前處理后棉織物的毛效表現(xiàn)不同，但基本都隨著精練劑用量增加而增大，增大到一定程度后趨于穩(wěn)定。整體看，精練劑HD189的毛效最佳，其次為JC，接著依次為ZT180、TF125、TF104、ZT50，ZY效果最差，處理后毛效幾乎為0，所以明顯不適用于冷軋堆前處理工藝。

由圖2可知，不同精練劑冷軋堆前處理后棉織物的白度表現(xiàn)不同，雖然織物白度隨著精練質(zhì)量劑濃度的增加而有所增大，但在試驗(yàn)的精練劑質(zhì)量濃度范圍4～28 g/L時(shí)，濃度對(duì)白度的影響相對(duì)較小，白度總體較高，精練劑的種類對(duì)白度影響較大，其中使用精練劑HD189的白度最佳，其次為ZT180，接著依次為JC、TF125、TF104、ZT50，最差的依然是茶皂素ZY。

由圖3可知，不同精練劑在4～28 g/L范圍內(nèi)，冷軋堆前處理后棉織物的退漿率表現(xiàn)不同，但隨著精練劑質(zhì)量濃度的增加退漿率也增加。其中HD189的退漿率最高，其次為JC，接著依次為TF125、ZT180、TF104、ZT50，最差的是茶皂素ZY。

綜合來(lái)看，各類精練劑在不同濃度下，對(duì)棉織物毛效、白度、退漿率的影響變化趨勢(shì)幾乎一致，其中HD189的前處理效果最好，HD189的濃度以12 g/L為宜，ZY的效果最差。后續(xù)采用HD189作為棉冷軋堆前處理用精練劑。

2.1.2氫氧化鈉質(zhì)量濃度對(duì)棉冷軋堆前處理效果

的影響氫氧化鈉作為一種強(qiáng)堿，在棉冷軋堆前處理工藝中可以去除棉坯布中的很多雜質(zhì)。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉30～100 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆處理后織物毛效、白度、退漿率、強(qiáng)力保持率如表1所示。

由表1可知，隨著氫氧化鈉質(zhì)量濃度的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。在氫氧化鈉為30～60 g/L時(shí)毛效和白度的提升較快，當(dāng)氫氧化鈉超過(guò)60 g/L時(shí)毛效提升緩慢，白度也基本穩(wěn)定。在氫氧化鈉為30～40 g/L和50～60 g/L時(shí)，隨著質(zhì)量濃度的增加退漿率迅速增加，當(dāng)質(zhì)量濃度增加到80 g/L以上時(shí)退漿率基本穩(wěn)定。隨著氫氧化鈉的增加，織物的強(qiáng)力保持率逐漸降低。在氫氧化鈉為30～70 g/L時(shí)，質(zhì)量濃度增加對(duì)強(qiáng)力損失影響較小，當(dāng)質(zhì)量濃度增加到70 g/L以上時(shí)強(qiáng)力損失較大。綜合考慮，棉冷軋堆前處理時(shí)氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為60 g/L為宜。

2.1.3雙氧水質(zhì)量濃度對(duì)棉冷軋堆前處理效果的

影響雙氧水在棉冷軋堆前處理工藝中可以去除部分漿料，同時(shí)也起氧化漂白的作用，增加棉織物的白度。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水10～100 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆前處理后織物毛效、白度、退漿率、強(qiáng)力保持率如表2所示。

由表2可知，隨著雙氧水質(zhì)量濃度的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。當(dāng)雙氧水為10～70 g/L時(shí)白度提高較快，質(zhì)量濃度超過(guò)70 g/L時(shí)，白度提升緩慢。當(dāng)雙氧水濃增加到40 g/L時(shí)毛效提升較大，繼續(xù)增加到80 g/L時(shí)毛效基本穩(wěn)定。當(dāng)雙氧水為10～50 g/L和70～90 g/L時(shí)退漿率提升明顯，質(zhì)量濃度在50～70 g/L時(shí)退漿率增加緩慢。當(dāng)達(dá)到90 g/L以上時(shí)，退漿率基本穩(wěn)定。但雙氧水的質(zhì)量濃度逐漸增加時(shí)，織物強(qiáng)力在逐漸下降。因此，雙氧水的質(zhì)量濃度為70 g/L為宜。

2.1.4堆置時(shí)間對(duì)棉冷軋堆前處理效果的影響

由于棉冷軋堆前處理工藝是在低溫環(huán)境下反應(yīng)的，低溫環(huán)境下對(duì)織物的作用比較溫和，可以有效去除棉織物上的雜質(zhì)，但是必須要保證足夠的堆置時(shí)間。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置不同時(shí)間處理后織物白度、毛效、退漿率如表3所示。

由表3可知，隨著堆置時(shí)間的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。當(dāng)堆置時(shí)間從12 h到20 h時(shí)，隨堆置時(shí)間的增加，白度、毛效、退漿率增加十分迅速，當(dāng)堆置時(shí)間繼續(xù)增加時(shí)，綜合效果提升減緩，超過(guò)24 h時(shí)基本穩(wěn)定下來(lái)。12～24 h內(nèi)織物的毛效從3.5 cm到7.9 cm，白度從70%到79%，退漿率從5.7%到9.3%。因此，冷軋堆前處理堆置時(shí)間選擇24 h為宜。

2.1.5不同水洗工藝對(duì)比

基于以上因素分析，確定冷軋堆前處理工藝：精練劑HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。按照該工藝?yán)涠押鬅崴矗?jīng)多次重復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理后織物毛效基本在8 cm，白度80%，退漿率9%，白度和毛效仍不能滿足染色生產(chǎn)工藝要求，因此設(shè)計(jì)了3條水洗工藝路線，考察其對(duì)前處理效果的影響，結(jié)果如表4所示。

a）冷軋堆→熱水洗（90 ℃，3次）→溫水洗（2次）→冷水洗（1次）→烘干

b）冷軋堆→堿氧洗（80 ℃，2次）→熱水洗（90 ℃，2次）→溫水洗（1次）→冷水洗（1次）→烘干

c）冷軋堆→堿氧洗（80 ℃，2次）→蒸（102-105 ℃，2 min）→熱水洗（90 ℃，2次）→溫水洗（1次）→冷水洗（1次）→烘干

其中堿氧洗工藝處方：氫氧化鈉4 g/L，雙氧水4 g/L，HD189 3 g/L。

由表4可以看出，水洗工藝c的效果明顯優(yōu)于水洗工藝a和b，表明棉織物冷軋堆前處理后繼續(xù)采用堿氧洗和短蒸處理，可促進(jìn)棉織物中各種雜質(zhì)的去除，顯著提高織物的白度和毛效，退漿率也有所提升，該工藝處理后的織物白度和毛效達(dá)到了我廠常用工藝（高溫前處理后再絲光）的水平。

2.2冷軋堆染色工藝

2.2.1堿劑的選擇

棉冷軋堆染色常用的固色堿有氫氧化鈉、硅酸鈉、碳酸鈉等[12]。氫氧化鈉作為供堿組分，主要提供活性染料反應(yīng)的堿度;碳酸鈉或硅酸鈉作為緩沖組分，可調(diào)節(jié)堿液pH值，控制染料的水解，提高固色率，同時(shí)可降低染色前后色差[13]。因此，堿劑采用硅酸鈉與氫氧化鈉或者碳酸鈉與氫氧化鈉的混合形式可能較好。所以，本文討論了氫氧化鈉作為供堿組分和硅酸鈉或碳酸鈉作為緩沖組分的兩種組合堿劑用于冷軋堆染色的效果。

染料質(zhì)量濃度70 g/L時(shí)，在緩沖堿劑不同的條件下，對(duì)棉織物進(jìn)行冷軋堆染色，并測(cè)試染色后織物K/S值，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，供堿組分相同情況，由硅酸鈉或碳酸鈉當(dāng)做緩沖組分的K/S值不同。采用硅酸鈉作為緩沖組分的堿劑在同樣濃度下明顯比碳酸鈉染色織物的K/S值高，達(dá)到30左右。所以，選擇供堿組分為氫氧化鈉，緩沖組分為硅酸鈉的復(fù)合堿劑作為研究棉冷軋堆染色的堿劑。

2.2.2堿劑的用量對(duì)棉冷軋堆染色的影響

染料質(zhì)量濃度70 g/L時(shí)，確定氫氧化鈉質(zhì)量濃度為5 g/L，堆置時(shí)間為24 h，在硅酸鈉質(zhì)量濃度不同的情況下進(jìn)行冷軋堆染色，染后織物的K/S值如圖5所示。

由圖5可知，采用30 g/L硅酸鈉和5 g/L氫氧化鈉的復(fù)合堿進(jìn)行棉冷軋堆染色，K/S值最高，因此，選擇5 g/L氫氧化鈉和30 g/L硅酸鈉作為棉冷軋堆染色堿劑。

2.2.3堆置時(shí)間對(duì)棉冷軋堆染色的影響

采用5 g/L氫氧化鈉和30 g/L的硅酸鈉作為棉冷軋堆染色堿劑，染料濃度70 g/L，堆置不同時(shí)間，測(cè)試染色織物K/S值，結(jié)果如圖6所示。

圖6可知，隨著堆置時(shí)間的增加，染色棉織物的K/S值逐漸增大。當(dāng)棉冷軋堆染色堆置時(shí)間達(dá)到20 h時(shí)，繼續(xù)增加堆置時(shí)間，染色織物K/S值略有降低，說(shuō)明當(dāng)堆置時(shí)間為20 h的時(shí)候上染已經(jīng)達(dá)到最大，所以，棉冷軋堆染色堆置時(shí)間選擇20 h為宜。

2.3冷軋堆工藝與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

將全過(guò)程采用冷軋堆工藝的染色棉織物與傳統(tǒng)高溫工藝（高溫前處理—絲光—高溫浸染）的染色棉織物進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，采用冷軋堆工藝的染色棉織物和傳統(tǒng)高溫工藝的染色棉織物染色效果整體相差不大，因此，冷軋堆工藝完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)高溫工藝。根據(jù)本廠連續(xù)半年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，每萬(wàn)米全棉提花貢緞染色面料采用冷軋堆工藝能耗較傳統(tǒng)工藝降低30%，水耗降低35%，節(jié)能減排效果顯著。

3結(jié)論

本文采用冷軋堆工藝對(duì)全棉貢緞提花面料進(jìn)行前處理和染色，探討了不同因素對(duì)冷軋堆工藝的影響，并與傳統(tǒng)高溫工藝進(jìn)行了比對(duì)，所得研究結(jié)論如下：

a）全棉貢緞提花面料冷軋堆前處理的優(yōu)化工藝條件為：HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%的雙氧水70 g/L，室溫堆置24 h。冷堆后采用軋堿氧后短蒸，可顯著提高前處理的白度和毛效。優(yōu)化的冷軋堆工藝前處理后織物白度86%，毛效12.3 cm/30 min，退漿率11.5%，滿足了染色生產(chǎn)的需求。

b）當(dāng)活性黑WNN染料濃度為70 g/L時(shí)，冷軋堆染色的優(yōu)化工藝條件為：氫氧化鈉5 g/L，硅酸鈉30 g/L，室溫堆置20 h，染色織物色深可達(dá)30，色牢度符合要求。

c）采用冷軋堆工藝的染色棉織物與傳統(tǒng)高溫工藝的染色棉織物染色效果相當(dāng)，但冷軋堆工藝的節(jié)能減排效果明顯，每萬(wàn)米全棉提花貢緞染色面料的生產(chǎn)能耗較傳統(tǒng)工藝降低30%，水耗降低35%。冷軋堆工藝對(duì)于印染企業(yè)降低碳排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的統(tǒng)一具有很好的促進(jìn)作用。

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收稿日期：20210727網(wǎng)絡(luò)出版日期：20210826

基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2021M690599）

作者簡(jiǎn)介：徐華君（1974-），男，浙江上虞人，工程師，主要從事印染技術(shù)和生產(chǎn)管理方面的研究。

通信作者：章金芳，Email：jinfang@zhejianghaoyu.com