纺织技术 | 稀土煮漂新工艺避免纯麻及混纺产品染色不匀的研究
随着麻纺织行业的迅速发展,原料紧张和规模化竞争使得行业面临诸多挑战。特别是亚麻大麻与埃及亚麻混纺成为越来越多纺纱厂降本增效的手段之一。本文探讨了稀土新工艺在亚麻粗纱煮漂的工艺技术应用。实验结果表明:稀土煮漂新工艺能避免原有工艺使用水玻璃带来的诸多缺陷,有效提升纱线的品质,每锅粗纱化工料消耗控制在1000元人民币以下。为麻纺织企业提供了一种高效、环保的新选择。
关键词:麻纺织;稀土煮漂;亚漂;双氧漂;纱线质量
随着麻纺织行业的迅猛发展,原料紧张及规模化竞争的问题日益凸显。无论是原材料的使用还是纱线品质的控制,都受到成本因素的影响,出现大幅度波动。尤其是亚麻、大麻与埃及亚麻混纺已成为越来越多纺纱厂降本增效的手段之一。然而,传统的原麻煮漂工艺技术难以应对这些新挑战,导致纱线品质问题频发,且没有有效补救措施。个别企业由于未能解决麻纤维的质量难题,又遭遇原材料和成品价格下行周期,出现了大量退单退货和恶意索赔,给纺纱企业带来了重大的经济损失和经营风险。
一、麻纤维在使用前经过脱胶煮漂工艺的必要性
麻纤维在使用前通常需要经过煮漂工艺,主要有以下几个方面目的:
1.1 去除天然杂质
麻纤维中含有一些天然杂质,如果胶、木质素、半纤维素等。这些杂质会影响纤维的柔软度和可纺性,通过煮漂工艺可以有效地去除这些杂质,使纤维更加纯净、柔软。
1.2 提高白度
煮漂过程中使用的化学药剂可以去除麻纤维表面的色素,提高纤维的白度,使麻纤维更适合后续的染色和加工。
1.3 改善手感
去除杂质后的麻纤维手感更加柔软,有利于提高织物的舒适度和外观质量。
1.4 增强吸湿性和透气性
煮漂工艺可以改善麻纤维的吸湿性和透气性,使其更适合制作夏季服装和其他需要良好透气性的纺织品。
1.5 提高可纺性
去除杂质后,麻纤维的长度和强度更加均匀,有利于提高纺纱效率和纱线质量。
二、麻纤维煮漂效果对纺纱性能的影响
麻纤维煮漂工艺对麻纤维混纺纱的染色性能有重要影响,具体表现在以下几个方面:
2.1 杂质残留
如果煮漂工艺不彻底,麻纤维中残留的天然杂质会影响染料的吸附和扩散,导致染色不匀。这些杂质可能会阻碍染料分子与纤维的结合,使得某些区域染色较浅,而其他区域染色较深,混纺麻用传统工艺往往会出现脱胶不均匀的现象,给后续染色的不均匀性埋下隐患,而稀土新工艺可以彻底解决煮漂不彻底不均匀的问题。
2.2 纤维损伤
传统煮漂过程中,因为煮漂工艺不严谨往往会使用过量的化学药剂和过高的处理温度,就会对纤维造成一定的损伤。这种损伤会导致纤维表面结构的变化,影响染料的均匀分布,从而引起染色不匀,而新的稀土脱胶工艺能大大减少化学试剂的使用量和降低处理温度,极大地提升了染色的均匀性。
2.3 pH值影响
煮漂过程中使用的化学药剂会使纤维表面的pH值发生变化。不同pH值下,染料的吸附性能不同,可能导致染色不匀。因此,控制煮漂液的pH值对于保证染色均匀性至关重要。
2.4 纤维混合不均
在混纺纱中,麻纤维与其他纤维(如棉、涤纶等)的比例和分布不均匀也会影响染色效果。合理的煮漂工艺可以有效改善麻纤维的可纺性,从而可以部分改善纤维的混合均匀性,但若工艺不当,就可能造成染色不匀。
2.5 染料选择和工艺参数
即使煮漂工艺完美,选择不同的染料和染色工艺参数也会对最终的染色效果产生不同的影响。因此,在煮漂工艺之后,选择合适的染料和优化染色工艺参数也是保证染色均匀性的关键。
三、两种传统煮漂工艺存在的问题
煮漂不彻底或操作不当,可能会导致麻纤维脱胶不均匀,单个粗纱内外不均匀。筒与筒之间,锅与锅之间色差严重。因此,选择合理的煮漂工艺,是确保麻纤维染色均匀的关键。
传统的煮漂工艺有两种:既亚漂+氧漂(稳定剂为硅酸钠也称水玻璃),双氧漂(稳定剂为硅酸钠即水玻璃)。
这两种传统工艺,因为在氧漂过程中都大量使用了硅酸钠做稳定剂,就会出现硅垢污染纤维、管道和机器设备,导致纱线手感发硬的问题,工作环境粉尘大,生产效率降低。
3.1 亚漂+氧漂
亚漂使用亚氯酸钠(NaClO₂)作为漂白剂,氧漂使用过氧化氢(H₂O₂)作为漂白剂。这种组合工艺在实际应用中存在以下问题:
3.1.1 环境污染
亚漂过程中会产生大量的氯化物和有机氯化合物,这些物质对环境和水体造成严重污染。氯化物在排放到环境中后,可能形成有害的副产物,如二噁英等,对人体健康和生态系统有长期危害。稀土新工艺,在亚漂上推荐延长常温反应时间,有效控制亚氯酸钠的反应速率以及二氧化氯漂白麻的速率,提高了亚氯酸钠的利用率,实现相同的脱胶效果,可以减少15%的亚氯酸钠用量。同时,降低二氧化氯的溢出量,保护工作环境。
3.1.2 纤维损伤
亚氯酸钠是一种强氧化剂,容易对纤维造成损伤,尤其是在高浓度和高温条件下,煮漂后的纤维的强度和弹性会降低,影响生产效率的提高和最终产品的质量和耐用性。
3.1.3 色变和黄变
氧漂过程中,可能会造成纤维发生色变,特别是在长时间处理或处理条件不当的情况下会出现黄变现象,尤其是在存储和使用过程中。
3.1.4 工艺复杂
亚漂和氧漂需要分别进行,增加了工艺的复杂性和生产成本。需要更多的设备和操作步骤,对操作人员的技术要求较高。
3.1.5 安全风险
亚氯酸钠和过氧化氢都是危险化学品,使用不当可能会引发安全事故,如泄漏、爆炸等。需要严格的安全管理和防护措施,避免发生安全事故,降低生产风险。
3.2 氧漂+氧漂
氧漂+氧漂是指两次使用过氧化氢进行煮漂的工艺。这种工艺虽然避免了亚漂的环境和安全问题,但也存在一些问题。
3.2.1 纤维损伤
过氧化氢虽然是较为温和的氧化剂,但多次处理仍然会对纤维造成一定程度的损伤。特别是在高温和高浓度条件下,纤维的强度和弹性可能会降低,影响最终产品的质量。
3.2.2 能耗高
两次氧漂需要较高的能量消耗,特别是加热和保温过程。增加了生产成本,不利于节能减排。
3.2.3 工艺复杂
两次氧漂需要更长的处理时间和更多的设备投入,增加了工艺的复杂性和生产成本。对操作人员的技术要求较高,需要精确控制每个步骤的条件。
3.2.4 黄变问题
尽管过氧化氢不会像次氯酸钠那样引起严重的色变,但在某些情况下,纤维仍可能出现轻微的黄变现象,在存储和使用过程中尤为明显,影响产品的外观质量。
3.2.5 经济性
两次氧漂的工艺成本相对较高,尤其是在能源和化学品的消耗方面负担较大。
四、稀土煮漂工艺的优势
两种传统的煮漂工艺在一定程度上能够满足麻纤维的煮漂需求,但它们各自存在明显的缺点。为了提高环保性、降低成本和提高产品质量。行业需要采用更先进更精准的煮漂工艺,以减少环境污染、提高纤维质量和降低生产成本。
笔者通过和国内十余家纺纱工厂的联合攻关,创新地采用稀土稳定剂对传统亚麻煮漂工艺进行改进和提升,工艺技术的可靠性和稳定性得到了进一步的提高。尤其是在较大比例使用大麻和埃及麻的生产厂家表现尤为突出,得到业界专家和科技人员的的普遍认可,被越来越多的麻纺企业推广和应用,呈现“后来者居上”的工艺技术优势。
4.1 稀土工艺的几项重要技术指标
稀土稳定剂是纳米结构纯矿物物质,适用于所有纤维素纤维及其混纺织物在连续工艺和非连续工艺上的应用。具有分子量小,比表面积大,对有机物和无机物都有极强的吸附分散性能。在后道水洗过程中,可以减少1-2次水洗,节省水资源。
稀土稳定剂的主要特性见表1。
表1 稀土氧漂稳定剂的主要特性
4.2 稀土工艺的技术应用性
(1)对双氧水具有极佳的稳定作用。
(2)在较低pH值条件下(PH10.5-11.0),推荐使用,能够减少烧碱的使用量,从而降低粗纱损失率并提高纤维强度。
(3)具备水玻璃的所有优点,但不会产生硅垢,避免污染机器和麻纤维。经过氧漂后麻纤维手感柔软,纤维分散性好,胶辊和罗拉表面清洁,无缠绕现象。
(4)适用于麻纤维和粘胶纤维的漂白处理。
(5)无泡、绿色环保产品,不含磷。
4.3 使用指南
(1)稀土稳定剂能够以任意比例溶解于水,可以直接加入到工作液中,用量取决于所使用的工艺。
(2)一般情况下,推荐用量为:非连续工序为1.5-2.5%,连续性工序为15-20g/L。
五、不同织物稀土煮漂工艺建议配方
不同的织物,稀土煮漂工艺配方也有所不同,常见织物稀土煮漂工艺的建议处方见表2。
表2 棉麻织物的非连续漂白工艺
(1)对于纯麻织物、混纺或交织织物的非连续漂白,建议先用脱矿精炼剂做酸性煮炼,以去除对双氧水有催化作用的金属离子。对于纯麻织物的连续漂白,双氧水用量要大于处理棉织物的双氧水的用量。
(2)加料顺序:水、螯合分散剂、精炼渗透剂、烧碱,搅拌溶解后加入稀土稳定剂,最后加入双氧水。
(切记:不能把稀土稳定剂直接加入烧碱或者双氧水中,必须是把烧碱加入水中稀释后再加稀土稳定剂,最后加双氧水。也不能直接把双氧水加到稀土稳定剂里)
六、稀土稳定剂煮漂工艺对成纱质量的影响
采用稀土煮漂工艺处理麻纤维,可以使成纱在强力指标等方面表现出明显的优势,具体表现见表3。
表3 稀土煮漂工艺对成纱质量的影响
无论是用于针织还是用于机织,纱线均表现出色,不再需要细分为机织纱和针织纱。纱线优异的性能使得织机效率能够保持在90-95%的区间内。布面风格饱满,纹路清晰,疵点少,能够满足用户的较高要求。
七、结语
通过对稀土煮漂工艺与传统亚漂、双氧漂工艺的对比研究,我们可以得出结论:稀土稳定剂煮漂工艺不仅能够显著提高纱线的物理性能,还能有效降低生产成本和环境负担。这一创新技术的应用,为麻纺织行业带来了新的发展机遇,有助于企业在激烈的市场竞争中保持领先地位。未来,随着技术的进一步优化和完善,稀土煮漂工艺有望在更广泛的领域得到推广应用,推动整个行业向更加可持续的方向发展。
作者简介
游涌,女,毕业于西北纺织工学院,化学博士。曾就职于世界500强的德国德司达染料公司,任中国大区首席化验室主管。2003年至今,针对大麻、亚麻、苎麻的化学脱胶课题进行了深入研究,取得阶段性成果。其发明的稀土稳定剂工艺技术在国内多家麻纺织印染企业得到实际应用,为我国麻纺织技术发展起到促进和引领作用。
来源:游 涌 大麻小巫
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