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棉织物带碱对染色的不良影响分析

发布时间:12-28 16:43   来源:来源  点击:   发表评论

 

作者:江苏省宜兴市万清化工有限公司 吴金石

随着现今对节能减排要求的不断提高,用水成本的逐步上涨,棉等纤维素纤维织物在染色前、后整理前较易发生半制品坯布上的带碱现象,甚至在染成品上布面PH值8以上的情况也时有发生,有的甚至超过了9;其中连续式长车轧染生产线的又比间歇式浸染方式更为频发。

 

染色后、后处理前的半制品坯布带碱现象,会对后处理、后整理方面的较多助剂品种产生较大的不良作用,有时还很深远(如对一些不耐碱水解的活性染料染色的纺织成品,数个月后仍会由于布面带碱而发生风印等退变色问题)。

 

因住往在后处理、后整理时疵病才显露出来,这就给查找问题发生的原因带来困难,容易产生误导误判,而把注意力一味地集中在后处理、后整理助剂等方面。

对一些后处理助剂带来的影响


后处理泛指染色工序完成后的水洗、皂洗、固色(或交链剂处理)等工序内容。对于活性染料的染色来说,须经皂洗充分地把浮色去除以后,才能显露出稳定的真正的染色色泽。固色是为提升色牢度等内在质量指标而所采取的,虽然某些固色剂会对色相色光产生一定的偏移,但这应在放样工作时预先给予掌控,而增加色牢度是固色的第一目的。


然而,一些常用的重要的固色剂、交链剂品种,大都最为适宜的工作浴pH值在5~6.5的弱酸性,在碱性介质中,PH值越高则效果越差,到一定碱度后甚至会有沉淀物析出。


不良的工作浴条件,将得不到应有的作用效果,使色牢度等指标不能得到满意的提升。此时,即使提高固色剂或交链剂的用量,牢度的提升并不呈现同步,故也就失去了增加助剂用量的意义。

对后整理方面一些助剂的影响


后整理为染整工程三大环节中的最后一环,它对于纺织品功能拓展、作用延伸、档次提升等意义重大。


后整理上的一些重要助剂品种,如有机硅类柔软剂、免烫树脂整理剂等,也与固色剂、交联剂类助剂有相类似情况,也需要在弱酸性的工作浴中进行处理才比较适宜。有所不同的是,有机硅类柔软剂忌讳所在的,并不是碱剂能直接破坏使纤维柔软的硅油,而是对乳化了的柔软剂能产生破乳作用。纯有机硅油并不能直接在纺织品上使用,故要用乳化的方法,制成硅油含量一般在10~15%的乳化液(或微乳液),才能成为真正可供使用的商品柔软剂。


碱剂对乳化了的柔软剂能产生破乳性,使乳化剂失效而析出硅油,随着时间的推进,分离和析出的硅油点,经多次再聚集,而形成直径较大,肉眼可辨的油滴,严重时甚至会出现漂油现象。这些分离析出的硅油,沾污到织物上后,便将形成大小不一的油斑油点疵病。更为严重的是,有机硅油与纤维结合坚牢,使这类疵病的剥除和回修相当困难,故对此只有防重于治,才有积极的实际意义。


另在后整理中占有重要一席的免烫整理树脂中,在使用时多需要酸性催化条件,故保证轧槽工作浴的PH值在规定范围,也就具有相当的关键性。


后整理的各种项目,基本上都采用轧车浸轧的连续方式,它的优点是效率高、速度快,并且有几乎接近于百分之百的原料利用率。若半制品坯布带碱,则会对轧槽中的工作浴产生累积影响,使工作液的pH值逐渐上升。所以,往往在起始刚开车时并无问题,经过2000~3000m后,逐浙出现问题,并越来越严重,这对于缺乏现场经验的来说,容易产生错觉而误判。仅从表面现象出发,单从助剂上去找原因,不但使问题得不到解决,还会最终一头雾水。


后整理上的各种整理项目,大多数坚牢性、耐久性都十分优良,少有可以有效用于剥除的配套化工药剂,这就使疵病一旦发生后,便很难有效回修,故与后处理方面的问题相比,后果更为严重。

引起布面带碱的易发因素


4.1 纤维素纤维在前处理以及染色中,基本上都是在较高pH值的工作浴中进行。由于烧碱、纯碱等碱剂的作用,对纤维素纤维具有很大的直接性(亲和性),加上纤维素纤维极其优良的吸水性能,故要对纤维上已充分渗透吸附的碱剂作清洗时,需要大量的清水来洗涤,其中除了大量冷水,还需要使用热水,有时还要酸碱中和来给予配合。由于去碱工序的水耗、能耗与去除效率,基本上是一个成正比的关系,所以前处理与染色也是耗水耗能的主要环节。这是棉等天然纤维素纤维与碱剂的性能特征,及其相互间的关系所决定的,到目前为止,织物染整加工还离不开碱剂。


4.2 机械设备的工作方式,也直接决定到水洗效率,不同的水洗方式,如浸洗式、喷淋式、反冲溢流式、震荡式(超声波)等,均有其不同的品种适应性,不同设备类型的水洗效率效果是存在差异的。生产中对于水洗设备既要求能节约用水、用汽,并且能有良好的净洗效果,然而这二者之间是有一定矛盾的。对于纤维的净洗去碱来说,保证产品质量是其基本原则。否则,发生病疵以后再作回修的话,将会得不偿失反而造成水、能源、其他原材料的更大消耗和浪费。为此确保一次成功,是节水、节能最根本的措施之一。


4.3 染整节水节能是一个几乎没有终点的目标。首先是机械设备设计上必须考虑,其设计的出发点、目的和目标,设备运转的工作原理,应尽可能地满足染整工艺的要求。对于净洗效能,节水节能效果,只有经过大生产使用以后,其结论才是可靠的。染整应用的工艺方案,也必须依据设备的性能特点,制定出合适的针对性工艺。所以,染整人员除了对相关化工原料的性质性能的了解,还需要了解设备。合理的工艺方案和流程,既能保证洗涤效率,也使减少水洗次数和工艺时间成为可能。


4.4 经检测可发现染色后、后处理前的染色半制品(包括最终染成品)的布面pH值,即使是在同一条生产线上,也是呈现起伏不定的变化。一般来说,机械设备与工艺设计上的缺陷,一旦发生问题,将是成批量性的,而操作与现场管理上发生问题,则是动态变化的。所以,这也是一个管理上不能遗漏的关注点。经长期观察,还可发现水洗上的问题与前处理工序发生的问题有相类似性,具有一定的季节周期性,在天气温度较低的冬天,波动情况尤其频繁。


水洗的水温,对碱剂等化工原料(包括助剂)的溶解均影响明显,故净洗工作中不能缺少热水的洗涤。可以看到一些液态的助剂,有不少品种在夏天呈很容易流淌的稀薄溶液,很容易化成均匀的工作液,但相同的助剂到了冬天,则会变成高粘度的稠厚状,化料难度变大。与此所对应的是,到清洗环节时,不同水温的清洗用水,净洗效能也就并不会相同。


纯碱即使是在夏天,用室温冷水化料时也易吸收进结晶水分子,而生成低温水难溶化的固体状老碱沉淀析出,当用50~60℃或以上的热水化料时,便溶解很充分而并不会有老碱生成。到了冬天冷水的水温很低,如果水洗的水温与次数等不能加以区别,净洗效能则也会自然地相应下降。热水对纤维素纤维的渗透性远优于冷水,所以有“最便宜的渗透剂是热水”一说。由于热水可以提高溶解性,还能促进渗透性,就进一步提升和强化了对碱剂的清洗基础。所以,可以看到与之相类似的前处理方面的病疵,与化料不良和事后清洗不良亦常相关,亦常在冬季易发多发。


因此,若一线的挡车操作人员对水洗问题认识不足,以为水洗无关大局而随便对待,甚至以为这对色泽没有什么多大影响,在水温、水量、水洗次数、水洗时间等工艺参数方面不能引起足够的重视,后遗不良影响就将难于避免。


4.5由于织物在前处理、染色二大环节的工作浴中长时间的处理,碱剂在纤维上的渗透与吸收吸附,已极其透彻,在坯布所受张力极大的连续式轧染生产线上,还存在一个容易发生表面清洗的问题,特别是对一些高密度的、厚重的坯布来说尤为可能。对此,除了清洗应予加强,中和处理也当属有益的补充。


另需注意到的是,除了坯布、纤维种类的变动性,水质的变化、设备和配套设施上的故障,都是常有可能的客观现象,再加上工艺执行等主观方面的干扰的可能性,致使半制品坯布带碱也是会呈现动态性,常有可能高低不一地无规律。为此,现场管理上对轧槽工作浴pH值的定时检测和纠正,应定为工艺规程。

、结束语


pH值是化学反应的关键条件因素之一,所以也被列为染整生产上的四大工艺条件之一。染色半制品的带碱,对于后处理、后整理方面的不少助剂的负面作用,虽其影响的机理各有不同,但会产生后遗症这一点上是共同的。


造成半制品坯布上带碱的原因,从表面上看,当然地与水洗有关,但不同的水洗机械、工艺措施与水洗效率效果与之都有千丝万缕的联系。此问题看似小事,但后遗的负面影响面却甚广,不少染成品的质量问题都与此有关,故必须给予充分重视。

 

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(责任编辑:作者)

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