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在紡(fǎng)織工業的纖維材料加工過程中常要(yào)用到清(qīng)洗(xǐ)操作(zuò),例如(rú)在棉布的加工生產過程(chéng)中,為了(le)適應染整加工和服用性能的要求(qiú),棉布應具有良好的吸水性,手感柔軟和色澤潔白等性能,為此,棉布必須進行退漿,洗漂,目(mù)的在於去除有礙棉布(bù)發揮其優良性能的雜質,在毛料中,有些(xiē)雜質的含量有時可占到羊毛重量的50%以上,如不通過洗毛工藝將這些雜質去除,很難對羊毛進行下一(yī)步的加工。因此,在(zài)紡織材料的加工過程中,清洗是一個(gè)不可缺(quē)少的(de)工藝。下麵對各種纖維材料加工過程中與清洗有關的工藝進行介紹(shào)。
棉坯(pī)布的清洗加工
棉布上的雜質可分為兩類:一類是原棉上帶有的雜質,如棉蠟、含氮有機物、果膠(jiāo)、色素及(jí)礦物質;另一類是在紡織過程中使用的漿料或汙染物(wù),這些雜質除棉蠟去除過多會影響棉布的手感外,其他雜質都(dōu)應去除。棉布的清洗過程分為(wéi)退漿、煮(zhǔ)練兩個過程。
1.棉布的退漿
棉紗在(zài)織造過(guò)程中需要上漿,漿料的成分一般主要是澱粉等粘合(hé)劑,另外含有潤(rùn)滑劑、柔軟劑、增塑劑、防(fáng)腐(fǔ)劑等。一般(bān)棉布上含的漿料(liào)為布重的4%〜8%,棉布(bù)退(tuì)漿根據原布含(hán)雜質情況和退漿要求可以釆(biǎn)用不同的方法,如酶退(tuì)漿、堿退漿、酸退漿、氧化(huà)劑退漿等。在退漿過程中進行及時(shí)的充分的熱水清(qīng)洗是非常重要的環節,因為澱粉分解產物等雜質(zhì)會重新凝(níng)結在織物上(shàng),嚴(yán)重妨礙後麵的加工(gōng)過程。
(1)酶退漿
對澱粉分解有催化作用的酶是澱(diàn)粉酶,目(mù)前(qián)工廠常用的是BF-7658枯草杆菌澱(diàn)粉酶,它(tā)是由枯草杆菌產生(shēng)的。酶退漿工藝是先把棉布浸泡在65~75°C的熱水中,使澱粉漿料溶脹以利(lì)於酶對澱(diàn)粉的作(zuò)用,再浸泡到酶液(yè)中,酶液溫度45〜60°C,酶(méi)液組成一般為澱粉酶(2000活(huó)力單位)1〜2g/L,食鹽2〜5g/L,浸透劑1〜2g/L,然(rán)後堆置(zhì)2〜4h,最後充分(fèn)水洗。
此外,還有用從動物胰腺中取得的胰澱粉酶進行退漿的,胰酶的使用方法與BF-7658酶(méi)差不多,胰酶液溫度控製在40°C左右。
酶退漿所需時間(jiān)較短,而漿料去除較完全(quán),同(tóng)時不易(yì)損失纖維。缺點是對原棉上的天然雜質去除少,對化學漿料無退漿作(zuò)用。
(2)堿退漿
在堿的作用(yòng)下,澱粉經過充分膨(péng)化,可(kě)以用熱水洗去,與(yǔ)此同時,原棉上的含氮有機物,果膠等(děng)天然雜質也發生部分分解,易於從棉(mián)布上去除。
堿退漿工藝:一(yī)般將棉布浸軋入溫度為50〜90°C,濃度為3〜10g/L的燒堿(jiǎn)水溶液中,然後放入堆布池中,堆置2〜12h,最後充分水洗。
經堿退(tuì)漿(jiāng)的棉布如再經濃度為5〜7g/L的硫酸處理,並堆放1〜3h再加以水洗,則退漿(jiāng)及去雜效果更好,這種方法稱為(wéi)酸堿退漿(jiāng)法,適合於含雜質較多的棉(mián)布(bù)。
堿退漿(jiāng)在我國應(yīng)用較(jiào)廣(guǎng),由於其成本較低,對天然雜質去除多,特別是對棉籽殼去(qù)除(chú)作(zuò)用大(dà),而且對非澱粉成分的化學漿料也有退漿作用,因此(cǐ)被工廠廣(guǎng)泛采用。缺(quē)點是堆置時間較長,有礙生產連續化。
(3)氧化劑退漿
是利用氧化劑的氧(yǎng)化作用使澱粉分子鏈(liàn)斷裂降解成較小分子而被清除的方法。常用(yòng)的氧(yǎng)化劑有亞漠酸鈉和雙氧水。
①亞漠酸鈉
是一種黃色晶體,放置中易吸水分(fèn)解,而在pH>9的溶液中比較穩定。它對澱粉(fěn)分子(zǐ)中葡萄糖基本單元中的2,3號碳原子的C-C鍵有選(xuǎn)擇(zé)性的氧化(huà)作用(yòng),使分子鏈斷裂,粘度降低而(ér)易被去除。
亞漠酸鈉溶液由(yóu)亞漠酸鈉(nà)1〜2g/L,加1〜2g/L浸透劑JFC組成,JFC分子式為C₇-₉H₁₅-₁₉(CH₂CH₂O)₅H,工藝條件為在20〜30°C,pH=9.5〜10.5條件下把棉布浸泡於(yú)上(shàng)述氧化劑退漿溶液中,然後(hòu)取出軋除退漿液(軋(zhá)餘率100%),堆放10〜20min後,送入堿洗槽中使澱(diàn)粉鏈進一步(bù)斷裂,堿洗槽溫度為85〜90℃,含燒堿4〜5g/L,然後放在80〜85℃熱水槽中清洗,最(zuì)後經水洗完成退漿。整個工藝流(liú)程為:
浸軋退漿液→堆放→堿洗(xǐ)→熱水洗→水洗
②雙氧水退(tuì)漿
用雙氧(yǎng)水退(tuì)漿的工藝為:
浸軋(zhá)雙氧水→浸軋堿液→熱水→冷水洗
雙氧水氧化(huà)液(yè)含有雙氧水4〜6g/L,潤濕劑2〜4g/L,雙氧水穩定劑矽酸(suān)鈉7〜10g/L,在pH=6.5,40〜50°C溫度(dù)下浸軋處(chù)理。
浸軋堿液是在85〜90°C溫(wēn)度下含有8〜10g/L燒堿的(de)堿(jiǎn)液槽中進行的。
熱水洗時溫度為80-85°C。
目前棉布或滌/棉(mián)混紡布(bù)使用的漿料除了(le)澱粉外還有聚乙烯醇,聚丙烯酸等化學漿料以及甲基纖維素,乙基纖維素,輕乙基澱(diàn)粉,竣甲基纖維素(sù)等酸性漿料,使用澱粉與上述化學漿料組成的混合漿料時也可以用堿(jiǎn)洗等方法退漿。
2.棉布的煮練
棉纖維(wéi)的主要(yào)成分是(shì)纖維素,在(zài)棉纖維外邊包裹著一層由棉蠟,蛋白質,果膠(jiāo),灰分等(děng)組成的雜質(zhì)層,棉蠟的成分很複雜,主要含有長鏈飽和醇,飽和脂肪酸以及它(tā)們形成的一元酯等。棉蠟(là)不易皂化,它的熔點在80°C左右,在高(gāo)於80°C的水溶液中容易乳化。
另外,在棉花中還含有棉籽(zǐ)殼等雜質,它除了含(hán)有(yǒu)纖維素外還含有半纖(xiān)維素,木質素等雜質。
棉布在退漿之後,已經去除了大部分漿(jiāng)料和(hé)部分天然雜質,但棉蠟、果(guǒ)膠、含氮(dàn)有機物等(děng)天然雜質仍殘留在織(zhī)物上(shàng),必然會影響後麵(miàn)進行的染色、印花等工(gōng)藝。為了使織(zhī)物具(jù)有一定的(de)吸水性(xìng),便於印染(rǎn)過程中染(rǎn)料的吸附擴散,需要用煮練去除這些雜質(zhì)。
棉布(bù)煮練主要用燒堿,因為棉布纖維有很好的耐堿能力,所以可以使用氫氧化鈉這(zhè)樣的強堿。燒堿的作用在於(yú)將棉纖(xiān)維上的油脂皂(zào)化(huà),皂化後的產物有良好的乳化能力,並使(shǐ)棉蠟等不能皂化的雜質乳化;而且燒堿能使蛋白質和果膠分別(bié)水解成可溶性物質而除去。棉籽(zǐ)殼經堿煮而膨化,其中(zhōng)木質素部分則被溶解。
為了提高煮練效果,需(xū)加入表麵活性劑(jì),表麵活性劑使煮練液易於(yú)潤濕織物,並使蠟狀物乳(rǔ)化而被去除。煮練中常用的表(biǎo)麵活性劑是肥皂,它有良(liáng)好的潤(rùn)濕、乳化(huà)、洗(xǐ)滌作用,但它不(bú)耐硬水,遇硬水生成的鈣皂不僅造成肥皂的損失,並易在織物上形成斑點(diǎn)汙跡,而土耳其(qí)紅油,烷基苯磺酸鈉等陰離子表麵活性劑耐硬(yìng)水性好,有良好的潤濕能力(lì)。
加入碳酸鈉、焦磷酸(suān)鈉、矽酸鈉等助劑可(kě)起緩衝作用(yòng),控(kòng)製溶液pH值,並防止鈣皂沉澱產生,有增強浸透、潤濕作用的效果,其(qí)中矽酸鈉(nà)能吸附煮練液中鐵離子和其他雜質,避免在棉布上產生鐵鏽和防止雜質重新沉澱於棉纖維上,從而可以提高棉布的吸水性和白度。
在煮練液中(zhōng)還加入一些亞(yà)硫酸氫鈉,它可以幫助(zhù)去除棉籽殼中(zhōng)的(de)木質素和提高棉布的白度。
棉布煮練根據使用的設備不同分為高壓煮練和常壓煮練。
(1)高壓煮練
將普通厚度的(de)棉布用3%〜4%濃度的燒堿,0.5%〜0.75%濃度的肥皂和0.5%濃度的硫酸鈉(密(mì)度1.46g/cm³)在0.2MPa的壓力下和100-125°C:溫度的煮鍋中進行高壓循環煮練3~5h,然後再(zài)用熱水和冷水清洗,對厚而(ér)密實的棉布織物由於不易煮練勻透,需酌(zhuó)量增加燒堿和助劑用量,並適當延長煮練時(shí)間。
(2)常壓法
與高(gāo)壓相比,常壓法工作效率較低,所以需用堿劑與非離子表(biǎo)麵活性劑等助劑配合使用,才能得到質量優良的(de)產品。
為了適應生產(chǎn)發展的需要,人(rén)們研製開發了多種連續汽蒸煮練(liàn)的設備,這些設備的出現使煮練工序實現連續化、自動化,如J形箱式繩狀連(lián)續汽蒸練漂機(因此機的汽蒸容布器呈“J”形而得名),其裝置如圖6-8。
圖6-8"J”形箱煮練裝置(zhì)示意圖
圖(tú)片P397頁
將已退漿(jiāng)的(de)棉花浸軋在濃度為25〜30g/L的燒(shāo)堿溶液中(含(hán)有各(gè)種助劑),使布具(jù)有120%〜130%的吸液(yè)率,然後由管形(xíng)加熱器通入飽和蒸氣,由小孔噴射到織物上,使織物溫度上升到95〜100°C,然後通過導布裝置將織物均勻堆置在“T”形箱中(zhōng)保持60~90min,為使(shǐ)煮練效果更加(jiā)勻透,可再進行一次軋堿和汽蒸,最(zuì)後在水洗槽中水洗。
麻纖維也屬天然纖維素(sù)纖維,但(dàn)在物(wù)理結構上和性質上與棉纖維有較大差異,麻纖(xiān)維中纖維素含量較棉纖維低,而含有的雜質中(zhōng)果膠含量較高,而且還含有木質素,不同麻纖(xiān)維中(zhōng)雜質的含(hán)量也有很大變動,因此麻纖維的煮練比棉纖維困(kùn)難。與棉纖維相似,麻纖維也可以通過(guò)堿煮去雜,但由於麻纖維含雜質較多,往往需加大煮堿(jiǎn)強度,才能獲得好的效果。
目前,棉布的煮練也開始應用酶製劑,如(rú)使用纖維素酶,果膠酶進行煮練(liàn),它具有反應條件溫和、節省(shěng)能源、煮練效果好、不汙染環境等(děng)優點。
3.羊毛的清(qīng)洗
羊在生長過程(chéng)中,在(zài)羊毛上不僅會沾染上自體內排泄出的羊毛脂、羊汗、糞便,而且由於飼養環境的關係(xì),使(shǐ)羊毛附有砂土、草籽等汙垢。因此,在羊毛加工前要進行洗毛(máo)工序。
洗(xǐ)毛是利用化學和機械(xiè)作用去除羊毛纖(xiān)維上的油脂,汗垢和部分(fèn)雜質,使羊毛恢複原有的潔白(bái)、鬆散、柔軟、彈(dàn)性(xìng)好(hǎo)的特性,保證(zhèng)羊毛(máo)在加工過(guò)程中的梳毛、紡紗、織造(zào)、染色整理等工序順利(lì)進行。如果洗毛的質量不好,使羊毛呈現含脂含雜過(guò)多(duō),還會出現羊毛緊縮,色澤灰暗,纖維受損傷等。
1.羊(yáng)毛上的汙(wū)垢(gòu)
羊毛上(shàng)的汙垢已如上述,來自不同地區的羊毛組成並不(bú)相同,變化範圍很大,羊毛所含的雜(zá)質可(kě)達40%〜50%,最多可達80%。
(1)羊毛脂
羊毛脂是羊的皮脂腺分泌物,它是一種油膩粘稠性物質,外觀呈黃到褐色,化學成分很複(fù)雜,是多種高碳脂肪酸與高碳一元醇(羊毛醇,膽固醇等)形成的脂類混合物以及脂(zhī)肪酸,碳氫化合物(wù)等。隨著羊種(zhǒng)的不同(tóng),氣候條件和飼養環境的不同,羊毛脂(zhī)的成分,含(hán)量和化學性質也不盡(jìn)相同。羊毛脂不溶於水,但(dàn)可溶於乙(yǐ)醯、苯、四氯化碳等多種有機溶(róng)劑,它(tā)遇堿不能完全皂化,但很易乳化,羊毛脂的熔點在44°C左右,因此在稍(shāo)高溫度下羊毛脂很易在水溶液(yè)中乳化分散。
(2)羊汗
羊汗是羊的汗腺分泌物(wù),在毛纖維表麵變幹而形成鹽。羊(yáng)汗的(de)主要成分有碳(tàn)酸鉀,油酸鉀,硬脂(zhī)酸(suān)鉀等,95%以上的成分可溶(róng)於水(shuǐ)。
(3)砂土
羊毛中所含砂土量及成分和性質都與放牧(mù)飼養地區的土壤和(hé)環(huán)境有(yǒu)密切關係。如我國西(xī)北地區出產(chǎn)的羊毛砂(shā)土含量大,而且砂土中含鈣(gài),鎂元素的化合物也較多,而在堿性土壤地區飼養的羊毛則含堿量高,含羊毛脂多的(de)羊毛往往(wǎng)粘附的雜質(zhì)也較多,最多時(shí)砂土的含量可占到總汙垢的50%以上。
2.羊毛淸洗的方法
洗羊毛的關鍵是(shì)去除羊(yáng)毛脂,因為羊汗可溶於水,當羊毛脂去除時,粘附在其上(shàng)的砂土汙垢也(yě)會從羊毛上脫離。從羊毛(máo)脂的性質看,它是難以被皂化的,所以主要是設法使其乳化。洗羊毛的基本原理(乳化洗毛(máo)原理(lǐ))主要(yào)是利用表麵活性洗滌劑降低水的表麵張力,使羊毛(máo)容易被潤濕,而後表麵(miàn)活性劑分子浸透到羊毛汙垢的縫隙中去削弱羊毛脂汙垢(gòu)層與(yǔ)毛纖維的結合(hé)力,並將羊毛脂汙垢層破壞分散成膠體大(dà)小的微粒,在熱和(hé)機械作用下使油汙雜質從毛(máo)纖維上剝離,被(bèi)剝離乳化的羊毛脂在水(shuǐ)中形成乳狀液,汙垢能穩定懸浮在水中(zhōng)不再回到毛纖維上,從而獲得清(qīng)潔的羊毛。
根(gēn)據具體的生產工(gōng)藝,把洗毛分為堿性、中性和酸性三種,其中堿性洗毛使用得最廣泛(fàn),也最重要。
(1)堿性(xìng)洗毛
根據使用的藥劑不同又分為皂堿洗毛,輕堿洗毛,釵堿洗毛三種。
①皂堿洗毛
皂堿洗毛是(shì)沿用較久的洗毛(máo)方法,即肥皂與純堿配合使用的方法。
皂堿洗毛時溫(wēn)度較低,故所用肥皂應在使用溫度下具有較大溶解度,不膠凝和具有強大洗淨能力的(de)特點(diǎn),通常以橄(gǎn)欖油皂為最好,而油酸製造的肥皂在冷水中溶解度也較高,用於洗毛也可獲得較好效果。皂液的洗滌作用表現在皂液有潤濕和(hé)乳(rǔ)化羊毛脂(zhī),並保(bǎo)護被乳(rǔ)化的羊毛脂微粒不再沉積到纖維上去的膠體性質,這種性質和皂液的濃度有很大關係,通常當皂液濃度為0.4%時作用最大,而濃度再大並無(wú)多大益處。
洗滌液中的純堿作用,一方麵是使溶液保持一定pH值,以控製肥皂水解,從而發揮肥皂的乳化和擴散作用。另一方麵對皂化油脂有很好的作(zuò)用,但純堿用量過多會對羊毛造成損傷。
皂堿洗毛工藝裝置是由多個洗滌槽和漂洗槽組成(chéng)的,洗滌槽中皂堿(jiǎn)的濃度按各種羊毛(máo)中所含(hán)油脂的性質,數量和(hé)其他雜(zá)質(zhì)多少而定。一般皂(zào)液濃度達0.2%即可乳化羊毛脂,pH值控製(zhì)在11以下,溫(wēn)度在50°C以下,漂洗槽pH值應在9以下,以免對羊毛纖維造成損傷。來自堿性土壤飼養的羊毛中(zhōng)含堿量高,在洗毛過程中,水槽中的堿性會逐漸(jiàn)增加而損傷羊(yáng)毛,需要注意,總的洗毛流程為10-20min。
由於肥(féi)皂不耐硬水,目(mù)前(qián)堿性(xìng)洗毛多改用陰離子,非離(lí)子表麵活性劑配合純堿洗毛的(de)輕堿洗毛。
表6-1誠性合(hé)成(chéng)洗(xǐ)滌劑洗(xǐ)毛
表格P399頁
②輕堿洗毛
由於陰離子,非離子合成洗(xǐ)滌劑有良好的乳化能力和分散懸浮油汙(wū)的能力,而且配合使用(yòng)純堿的濃度(dù)也可(kě)稍低,從而(ér)減少對羊毛的損傷(shāng),所以目前多釆(biǎn)用(yòng)堿性合成洗(xǐ)滌劑來洗羊毛。
表6-1是堿性合成洗滌劑洗毛流程的一個實例。
洗毛是在長方(fāng)形水槽中進行的,槽中(zhōng)有平耙(pá)和旋轉耙攪動羊毛(máo)以提高清洗效果,如圖6-9。
前四槽(cáo)是洗滌槽,第五槽(cáo)是清水衝(chōng)洗槽,第一槽中使用的洗滌劑是純堿,第二到第四槽中使用的是(shì)合成洗滌劑水溶液,溫度均保(bǎo)持在40~47°C之間,既有利於羊毛脂(zhī)的乳化,又防止羊毛(máo)損傷過大。
各槽的洗液,逆流流向前一槽,有利於最大限度地發(fā)揮水的洗滌能力,見圖6-10。
圖6-9羊毛洗滌槽的機械裝置
圖6-10羊毛洗滌裝置示意圖
圖片P400頁
這(zhè)種表麵活性劑與(yǔ)堿劑(jì)配合使用的洗毛方法(fǎ),對羊毛纖維有一定損傷,會使羊毛蛋白質中的胱氨酸發生變性生成羊毛硫氨酸而使羊毛機械強度降低,特別是(shì)pH>10的高溫情況下,損傷更嚴重。因此,有(yǒu)些情況下,工廠采用中性洗毛(máo)或酸性(xìng)洗毛(máo)。表6-2是堿對羊毛損(sǔn)傷的一組研究結果。
表6-2堿對羊毛的損傷(25°C)
表格P400頁
③銨(ǎn)堿(jiǎn)洗毛
在使用碳酸鈉與表麵活(huó)性劑配合的輕堿洗毛過程中,由於殘留在羊毛上的堿在烘幹與(yǔ)貯存過程中會使羊毛發生氧化而發脆,為避免這種情況的發生,在輕堿洗毛液中加入適當硫酸鞍,它是強酸弱堿(jiǎn)組成的鹽,水解後顯酸性,用它可以中和碳酸鈉的堿性,而且中和時(shí)產生的硫酸鈉,二氧化碳和(hé)氨對洗毛有促進作用。因此,在輕堿洗(xǐ)毛的第二個洗滌槽中加有適量的硫酸鞍以減少洗淨毛中的殘留堿量,這種方法叫硫酸錢洗毛,加入的硫酸鞍量是純堿用量的1/3。
④中性洗毛
指用水溶液呈中性的(de)合成洗滌劑洗毛,目前使用最多的(de)是壬基酚聚氧乙烯醯等非離子表麵活性劑。
也可(kě)用烷基苯磺酸鈉等陰離子合(hé)成(chéng)洗滌劑與中性鹽助劑組成中(zhōng)性洗(xǐ)滌劑。
由於羊毛中砂土有堿性時,在洗滌槽中積累會使洗液略呈堿性,但一般pH值能保持在9以下。
與皂(zào)堿洗毛(máo)相比,由於這種方法洗(xǐ)滌效果受溫度影響較大,一般在70°C才能獲(huò)得最大的洗淨效果,而且合成洗滌劑價格較高,所以中性洗毛成本略高,但洗後毛的白度好、手感好、毛纖維損傷小、溫(wēn)度高有利於清除雜質,如中(zhōng)國目前生產的羊毛洗滌劑(jì)K1240,精紡洗淨劑一號等產品(pǐn)都是以脂(zhī)肪醇硫酸鈉(nà)等陰離子表麵活性劑與非離(lí)子表麵(miàn)活性劑複配的產品,具有泡沫多易消泡,洗(xǐ)後羊毛手感柔軟的特點。德國漢高公司生產的“毛能淨”,主要成分是脂(zhī)肪醇硫酸鹽(yán),其(qí)中十八烯(xī)醇硫酸(suān)鈉占40%〜60%,而且含未反應的(de)原料十八烯(xī)醇(油醇)比例較(jiào)高,這種(zhǒng)產品具有易漂洗,產品潔(jié)白柔軟,手感豐(fēng)滿的特點。因此,90年(nián)代以來用表(biǎo)麵活性劑洗毛逐步代替了其他(tā)傳統的洗毛方法(fǎ)。
(2)酸性洗毛
這種方法使用較少,主要適合於含羊毛脂低而且含土雜量高的羊毛。如我國西(xī)北地區產(chǎn)的羊毛,由於羊群放牧在日光輻射強(qiáng)度大,氣(qì)候變化大,鹽堿土壤多的高原地帶,羊毛油脂含量少,土雜量含量(liàng)高,毛纖維的彈性(xìng)和強度比較差。這種羊毛如用堿性洗毛,因土壤中含有鈣,鎂元素的化(huà)合物多,使洗液水質不斷變硬,堿性變化難以(yǐ)控製,使毛在洗(xǐ)滌過程中易受損(sǔn)傷。而這種羊毛在酸性介質中羊毛等電(diàn)點附近(pH=4.9),受損傷較少,羊毛膨脹也(yě)最小,化學穩定性(xìng)高。因此在洗(xǐ)毛過程中,在使用合成洗滌劑的同時,加入(rù)少量醋酸、甲酸(suān)或磷酸,控(kòng)製在(zài)pH=4.8〜6的範圍內進行洗毛。這種方法叫(jiào)酸性洗毛,它比堿性洗毛的同樣產品手感,彈性都好,色澤也較鮮明。但要注意酸對機械設備有腐蝕作用,有些部件要改用耐酸材料製(zhì)造。總之,洗毛的條件應根據羊毛的具體情況而確定,其中應(yīng)考慮的重要因素是溫度和pH值。
①溫度由於羊毛脂熔點在40°C左右,60°C乳化羊毛脂達到(dào)最佳粘度,而土(tǔ)雜在55-65°C溶(róng)脹(zhàng)效果好,所以在65°C左右洗(xǐ)毛效果最佳,但在堿性條(tiáo)件下溫度高會(huì)加大羊毛(máo)的損傷,所以堿(jiǎn)性洗毛隻能在55°C以下,而中性,酸性(xìng)洗毛時溫度可提高到70°C。
②pH值從脫脂能力看,由於堿對(duì)羊毛脂有皂化,乳化作用(yòng)。因此,在堿性條件下較(jiào)好,但堿性強對羊毛損傷大,所以羊毛脂含量低的羊(yáng)毛適合在低pH值條件下洗毛。
不同的洗滌(dí)方法對洗淨度,損傷度以及後續加工的影響間存在微妙關係,如(rú)有(yǒu)研究表明,在pH=10的堿性條件(jiàn)下洗的毛,在染色工藝中,30s毛纖維周邊已染色,60s纖維
芯全部被染色(sè),在pH=4.09(等電點)時洗毛,毛損傷雖然最小,但染色(sè)試驗(yàn)表明,60s羊(yáng)毛還未被染料浸透,要10min以上才能全部(bù)染上色。以上說明用堿(jiǎn)性洗毛的(de)毛(máo)纖(xiān)維紡織加工(gōng)性能較好,而且可紡(fǎng)性、抗(kàng)靜電性、吸水性也較好。
至於羊毛洗滌質量的好壞是以羊毛含脂率和非脂雜質多少來(lái)衡量的(de),羊毛(máo)中非脂雜質含量越低越好,而羊毛脂則應保留一定含量以使羊毛手感柔軟、豐滿,並有利於梳(shū)毛和(hé)紡織過程的進行。
(3)溶劑洗毛
以上介紹的是羊毛的水洗情況。從上世紀40年代起,人們開始研究用有(yǒu)機溶劑代替(tì)水(shuǐ)來清洗羊毛的工(gōng)藝,上世紀50年代進入應(yīng)用階段。後來因為各種實際(jì)困難停(tíng)止在生產中使用,到上(shàng)世紀70年代以後又開始新的(de)研究並投入應用。
溶劑洗毛所用的有機溶劑包括航(háng)空汽油,煤(méi)油等(děng)石油類溶劑,水-異丙醇(chún)-己烷組成的混合溶劑以及三氯乙烷,三氯乙烯,四氯(lǜ)乙烯等氯代姪合成溶劑。
使用有機溶劑洗毛(máo)的優(yōu)點:能快速潤濕和溶解羊毛上(shàng)的(de)親油性汙(wū)垢;不(bú)膨(péng)化毛纖維,減少纏結,不會造成毛氈縮,從而改善精(jīng)梳毛條製成率;耗(hào)水量低,無汙水(shuǐ)排放,有機溶劑可(kě)回收使(shǐ)用。
存在的(de)缺點:羊汗等親水性汙垢在有機溶劑中(zhōng)溶解度低,因此(cǐ)要求使(shǐ)用(yòng)溶劑-水組(zǔ)成的乳液以使羊毛(máo)脂和羊(yáng)汗都取得最佳清(qīng)洗(xǐ)效果;羊毛脂本身是一種很好的乳化劑,洗滌(dí)後混(hún)在溶劑-水乳液中,要分離回收羊毛脂需(xū)要很高的分(fèn)離技術和高價的設備;有機溶(róng)劑在使用中存(cún)在(zài)諸多問題,如石油類溶(róng)劑易燃,安全性差,不可燃的氯代坯溶劑又存在毒性大,不(bú)能隨意排放,需在密閉係統中循環的問題;有機溶劑在使用過程中不可避(bì)免會有(yǒu)損耗,成本較水洗為高;溶劑回收裝置設備投資較(jiào)大。
羊絨的清洗
羊絨是從山羊表皮梳下來的細(xì)絨毛,是我國特(tè)產的一種高級動物(wù)纖維。羊絨的纖度細,光澤好但強度比羊毛低,因此洗毛後山羊絨的手(shǒu)感,光(guāng)澤以及鬆散程(chéng)度都比羊毛要求更高。在清洗過程中,特別(bié)應該注意防止纖維損傷和氈並(bìng)。山羊絨上的汙垢(gòu)主要是油脂和砂土。一般山羊絨含油脂4%左右,但這類油脂(zhī)的乳化性能差,熔點又較高(51°C)。羊絨上砂土汙垢中鈣,鎂離子含(hán)量較高,所(suǒ)以不適合用皂堿洗毛。山羊絨對熱的反應比(bǐ)細羊毛更敏感,因此洗毛(máo)時也(yě)不宜溫度過高。洗羊絨要使(shǐ)用去油去汙能力較強的表麵活性劑,我國通(tōng)常使用洗淨劑60l(烷基磺(huáng)酸(suān)鈉),洗淨劑LS(對甲氧(yǎng)基脂肪酰胺基苯磺酸鈉),洗淨劑721(烷醇聚氧乙烯醯)等陰離子(zǐ)表(biǎo)麵活性劑,非離子表麵活性劑及其他複配的產物作羊絨(róng)洗(xǐ)滌劑,或使用其他羊絨(róng)專用洗滌劑,對羊絨的洗滌液堿性要(yào)嚴加控製。
綢的精練(liàn)清洗
蠶絲的主要成分是蛋白質,因為化學成分與羊毛相似,所以蠶絲的化學性質與羊毛有相似之處,但與羊毛(máo)相比,它的耐化學腐(fǔ)蝕性更差,耐(nài)堿性(xìng),耐(nài)氧化性都不如羊(yáng)毛(máo),因此在清洗時要(yào)選(xuǎn)用較溫和的(de)條件。由蠶繭(jiǎn)得到的生絲,主要成分有(yǒu)絲素、絲膠、蠟、脂肪等等,大致組成(chéng)如下:絲素76.22%、絲膠22.08%、蠟和脂肪1.3%、無(wú)機(jī)鹽0.4%,蠶絲是由兩根絲素纖維,外麵裹著絲(sī)膠(jiāo)形成的,如圖6-11。
圖6-11蠶絲(sī)截麵示意圖
絲素(sù)與絲膠(jiāo)主要成分(fèn)都是蛋白質,絲素在纖(xiān)維的中心部位,而其周(zhōu)圍包裹著膠質狀絲(sī)膠,隻有把絲膠等雜質大部分去除後,絲素特有的光澤和手感才能表現出來。
含有絲膠的蠶絲叫生絲,生絲經過拈絲和織造可製成坯綢,在織造過程中坯綢會沾著油質漿料及為(wéi)識別拈(niān)絲而著色的染料,這些天然的和附加的雜質會(huì)影響坯綢的柔軟性和表麵光澤,並會妨礙染印加工。坯綢煉漂就是要去除這些雜質,其中以除去(qù)絲膠為(wéi)主,習(xí)慣上把絲的精煉又稱為脫膠(jiāo)。
絲膠(jiāo)在水中的溶解度很小,而在酸性或堿性溶液中的溶解度(dù)較高,同時酸和堿又是蛋(dàn)白質水解的催化(huà)劑,能促使絲膠(jiāo)水解,並(bìng)增進其在水中溶解度,所以工業(yè)上常使(shǐ)用堿劑進行脫膠。
與棉纖維不同,蠶絲的耐堿性差,因(yīn)此(cǐ)精煉(liàn)時不能使用氫氧化(huà)鈉這類強堿,而隻能使用較弱的堿。主要方法如下:
1.碳酸鈉煮煉(liàn)法
使用碳酸鈉的熱水溶液進行煮煉,絲(sī)膠容易溶解去除,但同時會使絲素受到損傷使絲的強度降低,加入適當的無(wú)機鹽緩衝試劑使pH值保持在10以下的弱堿性可減少絲素損(sǔn)傷。一般用碳酸鈉水溶液(yè)煮煉的工藝為在pH=9.5〜10.5,溫度為90〜95°C,煮煉(liàn)30min~2h。如果溫度較低,脫脂速度(dù)減慢。
2.皂堿煮煉法
皂堿煮煉(liàn)法(fǎ)是以弱堿性的肥皂作為主要的精練劑並加有一(yī)定(dìng)量純堿,矽酸鈉作助煉劑的脫膠方法。肥皂有提高絲膠在水中溶解度,催化絲膠中氨基酸縮合形成(chéng)的酰胺鍵水(shuǐ)解斷裂的作用,並有良好的潤濕,乳化,洗淨能力。在皂液中加入(rù)少量純(chún)堿和矽酸鈉,不僅可以降低肥皂用量,而且可以穩定皂液的pH值有利於脫膠(jiāo)。矽酸鈉水解出來的矽膠起保護膠體的作用,防止解脫下來的絲膠等雜質再沉積到(dào)織物上。但應注意絲織物也可能吸附矽(guī)膠,在低溫下難以洗去,所以用(yòng)矽酸鈉作助洗劑時要求在較高溫度下煮煉。為去除蠶絲上的色素提高織物的白度,有時加入少量(liàng)保險粉或雙氧水作漂白劑。
多數絲織物用皂(zào)堿煮煉時要經過初(chū)煉和複煉(liàn)兩個階段,具體工藝流程(chéng)為:
預處理→初煉→複煉→脫膠後處理
預處理是把絲織物浸漬在(zài)純堿和矽酸鈉組成的預處理液中,使絲膠(jiāo)充分膨(péng)化,減弱絲膠與絲素間(jiān)的結(jié)合力。處(chù)理條件為在4g/L碳酸鈉溶液中,pH=11.6°C溫度下,浴比1:45浸漬處理(lǐ)40min。
初練的目的主要是脫膠,需要較長的(de)時間和較多的肥皂。具體配方(fāng)工藝為:絲光皂5g/L(使用過程中後補加1.75g/L),保(bǎo)險粉(Na₂S₂O₄)0.25g/L(後追加(jiā)0.1g/L),在98~100°C,pH=9.5〜10處理100min。
複煉目的是去除尚未去盡的絲膠(jiāo)以及初練(liàn)時粘著於織(zhī)物上的汙物,處理時(shí)間和用皂量較初煉減少。複煉液中含(hán)絲光皂4g/L(追加2g/L),碳酸鈉0.6g/L(追加0.32g/L),矽酸鈉1.75g/L),保險粉0.33g/L(追加0.31g/L)。具體(tǐ)工藝為在98〜100°C,pH=9.5~10條件下處理(lǐ)100min。
後處理包括水(shuǐ)洗和脫水工序,去除(chú)絲織物表麵的肥皂,有利(lì)於防止織物泛黃(huáng)。水洗包括3個逐漸降溫的過(guò)程:100°C水洗20min→80°C水洗20min→50°C水洗(xǐ)20min。
如果在後處(chù)理階段加一酸(suān)洗工序,即把絲織物(wù)放在每1L水中含(hán)有(yǒu)0.25〜0.45cm³冰醋酸的酸液(yè)中室溫下處(chù)理15〜20min,可以改善絲織物的光(guāng)澤(zé),增加絲鳴效果。在後麵介紹的其他工藝中也可以在後處(chù)理階段加入酸洗工序。
3.合成洗滌劑-純堿煮練(liàn)法
目前已采用去汙效果更好的表麵活性劑代替肥皂作脫膠的助煉劑,在純堿的配合下合成(chéng)洗滌劑(jì)脫膠能取得更好的效果(guǒ)。
合成洗滌劑-純堿煮煉法的工藝也分為預處理→初煉→複煉→後處理(lǐ)幾個工序,其原理與作用與皂堿法相似,下麵(miàn)隻介紹(shào)具體工藝配方(fāng)。
預處理是把絲織物浸漬(zì)在(zài)純堿1g/L(後補加(jiā)0.5g/L),浸透(tòu)劑JFC0.33g/L(後補加0.16g/L)組成的溶液中,在75°C處理90min。
初煉的溶液是由0.75g/L純堿、矽酸鈉1.25g/L、洗(xǐ)滌劑209(胰加漂T,N,N,-油(yóu)酰甲基牛磺酸鈉)1.75g/L、保險粉0.5g/L組成(chéng),在95〜98°C,pH=10,浴比1:40條件(jiàn)下處理90min。
複煉液是由0.3g/L純堿和0.2g/L平平加0(十八(bā)烷(wán)醇聚氧乙烯醯,EO=15〜20),0.25g/L保險粉組成,在95〜98°C,pH=8.5〜9.0條件下處理60min。
後處理(lǐ)包括水洗3次,95〜98°C水洗20min→70°C水洗20min→室溫水洗10min,然後幹燥(zào)。
4.酶脫膠
這是(shì)利用蛋白酶對絲膠蛋白質水(shuǐ)解作用(yòng)使絲膠溶解去除(chú)的方法,過程中要加(jiā)入(rù)肥皂或合成洗滌劑配合才能更快達到脫膠和去除蠟質色素等(děng)雜質的目的,具體工藝為預處理一酶(méi)脫膠一合成(chéng)洗滌劑脫膠一煉後處理。
預(yù)處理目的(de)是(shì)使織物表麵絲膠充分膨化(huà),有利於蛋白酶浸透到織物上。預(yù)處理劑由0.5g/L純堿,0.5g/L磷酸鈉,1.2g/L分散劑WA(三脂肪(fáng)醇聚氧乙烯醚甲基矽烷)和0.25g/L保險粉組成,在pH=9.5,98~100°C下處理50〜60min。
酶脫膠工藝中的蛋白酶有堿性、中性或酸性多種,脫膠過程中經常使用的是(shì)國產2709堿性蛋白酶,它的最高活力範(fàn)圍在pH=9.5〜11,使用溫度為40〜50°C。酶(méi)脫膠處理條件為使用1g/L3萬活性(xìng)單位的2709蛋白酶,加1.5g/L純堿,在pH=10,45°C±2°C溫度範圍處理50~60min(把1g或1cm³2709蛋白(bái)酶(méi)在40°C,pH=11條件下每1min把酪蛋白水解成1µg酪氨酸稱為一活力單位)。
合成洗滌(dí)劑(jì)脫(tuō)膠過程的目的是利(lì)用合成洗滌劑去除酶脫膠後殘餘的絲膠(jiāo)以及油脂、蠟等汙垢,利用保(bǎo)險粉的還原漂白作用去除(chú)絲織物(wù)表麵的色素達到淨(jìng)洗漂白作用,洗液由1.5g/L矽酸鈉、0.5g/L磷酸鈉、0.4g/L分散劑WA、0.625g/L保險粉(fěn)組成。具體工藝為在pH=9,浴比1:50,98~100°C條件下處理50〜60min。
後(hòu)處理與前麵介紹的方法相同,在逐漸降溫過程中(zhōng)水洗3次,最後幹燥。
以(yǐ)上4種(zhǒng)方法相比,碳酸鈉法由於對織物損傷大,目前已較少使用。皂堿法脫膠有使織物(wù)白度好,手感豐滿柔軟,光澤明亮的優點,但消(xiāo)耗肥皂較多,處理不當織物易泛黃。合成洗(xǐ)滌劑(jì)純堿法的織物泛黃較少,但手感不如皂堿法好(hǎo)。酶(méi)-合成洗滌劑脫膠後使織物手感柔軟,浸透性好,但光澤稍差,生產中可根據實際需要選擇適當的工藝。
絨的清洗
羽絨近年來被大量(liàng)用作(zuò)服裝、被褥、枕頭、靠墊的填充(chōng)物,也被(bèi)用作衣帽的裝飾品、工藝美術品、文(wén)化用品以及日用品(羽(yǔ)毛扇等)。羽絨分(fèn)野生禽類羽絨和家禽羽絨兩類(lèi)(主(zhǔ)要來源於鵝(é)、鴨),我國有豐富的羽絨資源,羽絨有(yǒu)著輕軟蓬鬆、富有彈性、禦寒(hán)保暖(nuǎn)的優點。與棉(mián)花、合纖相比,100cm³的羽絨隻有0.94g,而棉花則重1.14g,合纖為1.1g;羽絨的彈(dàn)性(xìng)也比棉花,合纖好,如羽絨的壓縮(suō)率為64.5%,回縮率(lǜ)為97.15%,而棉花的這兩(liǎng)項指標分(fèn)別為53.3%和89.3%,合纖為52.4%和91.9%;羽絨的保暖率(lǜ)為(wéi)89.2%,棉花為83.99%,合纖隻有81.7%。
1.羽絨需要清洗的原因
收購來的羽(yǔ)絨原料,需經過分毛除灰工序,但仍含有不少雜質,如灰砂、皮(pí)屑(xiè)、小(xiǎo)血管毛、頭顱毛殘雜等(děng),需進一步去除(chú)。絨毛(máo)上含有油脂和產生屎臭、腥味等(děng)異味的汙垢需經洗滌去除。
原料在保管過程中可能發生黴變、被蟲卵汙染等,需通過水洗、消毒、殺(shā)菌,恢複(fù)羽絨的天然色澤。
原料在機器分離、打包壓榨過程中,羽絨會被壓癟,部分毛片彎折,通過水洗恢複羽絨的天然形態和彈性(xìng)。
羽(yǔ)毛表(biǎo)麵含有的油脂和脂蠟是禽類(lèi)尾脂(zhī)腺,羽腺(xiàn)的分泌物,其中脂蠟難於皂化,但(dàn)在45°C以上可熔化,易被乳化。由於脂蠟對動(dòng)物油,礦物油親和力大(dà),易吸附這些雜油而被汙染,因此需經洗滌把部分脂蠟去除,但脂蠟不宜過(guò)多,否則會影響羽絨的拉伸強度、光(guāng)度、手感。
2.水洗(xǐ)工藝對羽絨原料的(de)要求
原料含灰量要(yào)求在(zài)4%以下,如含灰(huī)量高,不僅耗費水量大,水洗次數增多(duō),而且會造成羽枝損傷,降低質量。
原料要適當搭(dā)配,一般收購的原料,冬春紙好,夏秋絨差;水網地區絨好,幹旱地(dì)區絨差(chà)。經(jīng)過適當搭配才能保證品質穩定。
不同禽種,氣(qì)味輕重不同的羽絨要分開,如家禽的羽毛絨油脂(zhī)含量低,野鴨羽毛絨含脂量高,因(yīn)此在洗滌時使用的洗(xǐ)滌劑量不同(tóng)。又(yòu)如腥味輕重不同的羽(yǔ)毛絨,在清洗時配料的比例也不同,因此在洗滌前要對原料情況了解清楚。
3.羽絨洗滌工藝(yì)
羽毛絨洗滌工藝流程大致(zhì)分為洗滌→脫水→烘幹→冷卻→包裝幾個(gè)步驟。
(1)洗滌
分為初洗,清洗和漂洗三個工藝。
①初洗(xǐ)
一般(bān)投料40kg,用2kg清水的比(bǐ)例,漂洗4〜5min,目(mù)的是去除灰(huī)砂。
②清洗
40°C溫(wēn)度下(xià)用羽(yǔ)絨專用清(qīng)洗劑,洗滌20min。
③漂洗
用40kg投料,加1500kg清水的比例,漂洗5min,共漂洗(xǐ)7次,以達到去灰、去汙、去雜、去(qù)味的要求。
使用的清(qīng)水要求達到飲用水的衛生標準,洗滌劑的特(tè)點是低堿性,少(shǎo)泡沫,去汙力強,專用洗滌劑用量占幹絨重1.0%〜2.5%。
羽絨專用洗滌劑,目前多使用德國亨格爾公司和日本獅子公司的進口產品。由於配方保密,隻能了解其中大致組成。專用洗滌(dí)劑中的洗滌劑主要成(chéng)分(fèn)是陰(yīn)離子和非離子(zǐ)型表麵活性劑,如壬基酚聚氧乙烯醯(環氧乙(yǐ)烷加成數為9),它具有良好的浸透潤濕蠟脂(zhī)的作用,但用量過多會損傷絨毛(máo),也含有陰離子表麵活性劑,脂肪醇聚氧乙烯硫酸鹽等。
(2)脫水
在離心脫水機中進行,先以300r/min轉速脫水1.5min,然後以600r/min轉速高速脫水6〜8min,使含水率在30%左右。
(3)烘幹
在110〜130°C溫度下加壓至392~490kPa(4〜5kgf/cm³)烘幹12min,當羽絨達到八成幹時,噴(pēn)入除臭(chòu)劑和整理劑,去除臭味並使羽絨柔軟蓬鬆有光澤。
(4)冷卻
使羽絨冷卻到40℃以下,保持(chí)舒展蓬鬆狀態。
4.羽絨脫臭
羽絨蛋白質,易被細菌分(fèn)解而發臭變質,因此羽絨洗滌過程中一定要進(jìn)行脫臭處理。脫(tuō)臭劑(jì)的成分包括氧化胺,季(jì)錢鹽型陽(yáng)離子表麵活性劑和有機酸等。
脫臭作用(yòng)機(jī)理為:陽離子表麵活性劑通過靜電吸引力很易吸附到(dào)帶(dài)負電(diàn)的絨毛表麵,從而阻止細菌浸入羽絨表麵,而(ér)細菌通常表麵也帶有負電,因此陽離子表麵活性劑易於浸(jìn)入細菌等微生物表麵並產(chǎn)生窒阻效應。陽離子表麵活性(xìng)劑吸附到細菌(jun1)表麵(miàn)之後,破壞菌體表麵脂質膜及核蛋白的通(tōng)透調節功能(néng),妨礙微生物的呼吸作用,阻礙微生物水溶性有毒代謝產(chǎn)物的排(pái)泄或(huò)切斷微(wēi)生物氧源並降低其(qí)酶(méi)的活性,同時(shí)也使其細胞壁蛋白質變性而致死。由於陽離子表麵活(huó)性劑是長期(qī)吸附在(zài)羽絨表麵,因此有長效殺菌除臭作用。
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