一种涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法

技术领域

本发明属于纺织面料染整领域，更具体地，涉及一种涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法。

背景技术

棉、涤纶两种纤维是使用最多的纺织面料，两种纤维各有优缺点，棉亲水、柔软、穿着舒适，但牢度欠佳，易泛旧，不耐磨；涤纶强度好、牢度高、不易泛旧，但不亲水、不吸汗、易静电。

为了让两种纤维优劣势互补，目前主要采用涤棉混纺的方式进行处理，但涤棉混纺面料的印染工艺极为复杂，传统工艺流程一般包括前处理、中和、水洗、染涤、还原清洗、水洗、染棉、皂洗、固色过柔等步骤，整体工艺时间长、能源消耗大、污水排放量大、生产成本高。

针对以上问题，本领域有必要进行进一步的研究，以获得全新的涤棉混纺面料处理工艺，进而缩短工艺处理时间、节约能源消耗、降低污水排放量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法，其通过对处理方式的设计，将传统工艺中的前处理、染涤和还原清洗的多浴多步工艺改进成一浴两步工艺，大大缩短工艺流程和处理时间，减少排液次数、污水排放量及能耗，具有降本增效、节能减排的效果。

为实现上述目的，本发明提出了一种涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法，该方法首先在染涤的过程中实现棉的部分煮练，然后在染涤结束后不排液的情况下实现棉的进一步煮练，且在进一步煮炼的过程中同时实现涤部分的清洗，以此通过一浴两步的方式实现涤棉织物的前处理与染涤。

作为进一步优选的，所述方法包括如下步骤：

S1、待处理的涤棉织物进入染缸进行高温染涤处理，同时利用染涤处理的温度条件实现棉部分的煮炼；

S2、染涤结束后降温，在染缸不排液的情况下实现棉部分的进一步煮炼，同时实现涤部分染料的清洗，以此实现涤棉织物前处理与染涤的一浴两步处理。

作为进一步优选的，所述S1包括如下子步骤：

S11、染缸通水，待处理的涤棉织物进入染缸，在染缸中加入匀染剂和精炼剂，同时加入醋酸调整pH值至4.0-5.0，然后加入分散染料；

S12、对染缸进行阶梯式升温实现高温染涤处理：以第一升温速度升温至80℃，然后降低升温速度至第二升温速度继续升温至100℃，再降低升温速度至第三升温速度继续升温至130℃～135℃，保持该温度40分钟～50分钟，以此实现高温染涤处理，同时利用高温条件实现棉部分的煮炼。

作为进一步优选的，步骤S11中，所述匀染剂的用量：精炼剂的用量：水的体积为(0.25g-1g)：(0.5g-1g)：1L。

作为进一步优选的，所述第一升温速度在5℃/分钟以上，第二升温速度为2℃/分钟-3℃/分钟，第三升温速度在1℃/分钟以下。

作为进一步优选的，所述S2包括如下子步骤：

S21、染涤结束后对染缸进行阶梯式降温：以第一降温速度降低至100℃，再以第二降温速度降低至80℃～90℃；

S22、染缸保持在80℃～90℃，染缸不排液的情况下加入烧碱和低温精练剂，一定时间后再加入双氧水，保持40分钟-50分钟，实现棉部分的进一步煮炼，同时实现涤部分染料的清洗。

作为进一步优选的，所述第一降温速度为1℃/分钟-2℃/分钟，第二降温速度为2.5℃/分钟-3.5℃/分钟。

作为进一步优选的，所述烧碱的用量：低温精练剂的用量：双氧水的用量：通入染缸中水的体积为(2g-4g)：(1g-2g)：(3g-8g)：1L。

作为进一步优选的，染涤结束后染缸温度降低至90℃并保持在该温度；烧碱的用量：低温精练剂的用量：双氧水的用量：通入染缸中水的体积为2g：1g：4g：1L；加入双氧水后保持40分钟。

作为进一步优选的，步骤S2之后还包括如下步骤：

S3、对染缸进行中和去氧处理后进行棉部分的染色。

作为进一步优选的，所述S3包括如下子步骤：

S31、排空染缸，在染缸中加入水和醋酸进行中和处理，然后再排空染缸；

S32、在染缸中加入水，并加入去氧酶去除残余的双氧水，再次排空染缸，随后进行棉部分的染色处理。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明提出的涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法在染涤过程中实现棉的部分煮练，并在染涤结束后不排液的情况下实现棉的进一步煮练，同时实现涤部分的清洗，从而将传统工艺中的前处理、染涤和还原清洗多浴多步工艺改进成一浴两步工艺，大大缩短工艺流程和处理时间，减少排液次数和污水排放量，减少能耗，具有降本增效、节能减排的效果。

2.本发明采用阶梯式升温方式实现高温染涤处理温度的提升，以采用最优升温方式快速达到合适的染涤温度，保证染色的均匀性；并在染涤结束后采用阶梯式降温方式实现温度的降低，以保证分散染料染色的均匀性，同时保证在不影响涤色光的前提下，确保棉部分有足够的白度和毛效。

3.本发明通过各项工艺参数的设计，即各原料添加量设计、各步骤的处理温度及处理时间的设计、加热及降温工艺的设计配合上本发明的一浴两步思想，不仅可以实现涤棉织物处理流程和处理时间的缩短，同时还能有效保证棉部分的白度和毛效以及涤部分的色光，在新工艺条件下，棉部分可以获得与传统工艺相同的白度和毛效，同时对涤部分的色光的影响较小。

附图说明

图1是本发明涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法的流程图；

图2是本发明实施例1的制备工艺流程图；

图3是本发明对比例1的制备工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

对于涤棉织物，传统工艺是先对棉部分进行煮练前处理(高温练漂)，之后进行水洗、中和、去氧，然后进行高温染涤，染涤后进行还原清洗，提高涤部分的牢度，之后进行中和水洗，然后进入棉部分的染色、皂洗和固色等步骤。该处理工艺的整体工艺时间长、能源消耗大、污水排放量大、生产成本高。尤其是涤棉织物前期处理中的高温练漂、中和去氧、高温染涤、还原清洗等处理步骤需要通过多浴多步完成，大大增长工艺处理时间，增大污水排放量及能源消耗。

基于此背景，本发明提出了一种涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法，该方法首先在涤棉织物的涤部分染色过程中同时实现棉部分的煮练；然后在涤部分染色结束后不排液的情况下实现棉部分的进一步煮练，且在进一步煮炼的过程中同时实现涤部分的清洗。由于在整个处理过程中，不进行排液处理，因此可实现涤棉织物的前处理(煮炼)与染涤的一浴两步处理。本发明提出的上述方法将涤棉织物传统工艺中的前处理、染涤和还原清洗多浴多步工艺改进成一浴两步工艺，大大缩短工艺处理时间，同时减少排液次数，进而减少污水排放量及能源消耗。

本发明的方法主要包括高温染涤和低温练漂(煮炼)两个步骤，两者在染缸无需排液的情况下进行，即一浴完成，并且在高温染涤的过程中即可实现棉部分的预先煮炼，减少后续低温练漂的时间，同时增强棉部分的煮炼效果。此外，在低温练漂的过程中还可对涤部分染色过程中残留的燃料进行清洗，从而省略后续的还原清洗步骤，通过简单的两步即可一浴实现传统工艺的前处理、染涤和还原清洗需多浴多步的工艺。大大缩短处理时间，减少污水排放，降低成本。

如图1所示，本发明的涤棉织物前处理与染涤一浴两步处理方法，包括如下步骤：

S1、待处理的涤棉织物进入染缸进行高温染涤处理，同时利用染涤处理的温度实现棉部分的煮炼；由于涤部分的染色不需要煮练，而染涤又是在高温条件下进行，该条件不仅可以作为染涤的处理条件，还可以充分利用该条件对棉部分实现煮练，因此可以在高温染涤处理过程中利用染涤的高温和时间来进行棉的部分煮练；

S2、染缸降温，并在染缸不排液的情况下实现棉部分的进一步煮炼，同时实现涤部分染料的清洗，以此实现涤棉织物前处理与染涤的一浴两步处理；在棉煮炼过程中，用于实现棉煮炼的原料可以对涤部分的染料进行有效清洗，从而可以省掉染涤后的还原清洗步骤。

具体的，S1包括如下子步骤：

S11、染缸通入水，然后待处理的涤棉织物进入染缸，在染缸中加入匀染剂和精炼剂，同时加入醋酸调整pH值至4.0-5.0，优选为4.5，然后加入分散染料，在该PH范围内，染料上染率高；

S12、对染缸进行阶梯式升温实现高温染涤处理：以第一升温速度升温至80℃，然后降低升温速度至第二升温速度继续升温至100℃，再降低升温速度至第三升温速度继续升温至130℃～135℃，保持该温度40分钟～50分钟，以此实现高温染涤处理，同时利用热量实现棉部分的煮炼。

进一步的，步骤S12中，第一升温速度在5℃/分钟以上，第二升温速度为2℃/分钟-3℃/分钟，第三升温速度在1℃/分钟以下。通过采用逐步降低的升温速度，保证分散染料染色的均匀性。升温速率对染涤的均匀性有显著影响，本发明通过长期的研究发现，温度在80℃以下时，涤纶纤维的分子结构没有打开，染料很难进入到纤维内部，在80℃-100℃，涤纶的纤维结构开始逐渐打开，但未完全打开，染料进入纤维的速度还比较慢，当温度高于100℃时，纤维结构基本打开，染料上染速度比较快。基于这一发现，本发明对染涤的升温工艺进行了针对性的设计，在80℃以下时，因为染料很难进入到纤维内部，在这个温度下升温速度尽可能快，以节约升温时间，设定在5℃/分钟以上；在80℃-100℃时，染料可以进入纤维，但染料进入纤维的速度还比较慢，适当降低升温速率，设定为2℃/分钟-3℃/分钟；在高于100℃时，染料上染速度比较快，此时继续降低升温速率，防止染料上染过快而出现染色不匀的问题，设定为1℃/分钟以下。最后升温到130℃～135℃保温40-50分钟，以保证染足够多的染料上染纤维，一方面充分利用染料，另一方面保证得色的稳定性。

更为具体的，步骤S11中，匀染剂、精炼剂、分散染料可以采用市场上常用的产品，本发明不做限定，任意能实现染涤、精炼及染色的现有产品均适用于本发明。本发明实施例中匀染剂采用传化公司的化学产品TF-212K，精练剂采用传化公司的化学产品TF-1291A，分散染料采用市售的常规产品。优选的，步骤S11中，匀染剂添加量为0.25g-1g/L，精练剂添加量为0.5g-1g/L，即步骤S11中染缸中通入1L水，需要添加0.25g-1g的匀染剂，0.5g-1g的精炼剂，也即匀染剂的用量：精炼剂的用量：水(步骤S11通入染缸中的水)的体积＝(0.25g-1g)：(0.5g-1g)：1L。采用上述添加量的匀染剂可有效促进染料均匀上染到纤维上，防止染色不匀。采用上述用量的精炼剂可充分利用染涤时的高温，对棉部分进行精练，以确保棉部分的毛效。醋酸的添加量根据需要确定，保证染涤原料的pH值控制在4-5之间即可。分散染料的添加量则根据实际颜色要求进行设定，本发明不作限定。通过上述多个参数的配合，可以有效保证涤棉织物有足够的匀染性、得色量和精练效果。

具体的，S2包括如下子步骤：

S21、染涤结束后对染缸进行阶梯式降温：以第一降温速度降低至100℃，再以第二降温速度降低至80℃～90℃，通过采用阶梯式降温的方式进行降温，保证分散染料染色的均匀性，同时降温至80-90℃，保证在不影响涤的色光的前提下，确保棉部分有足够的白度和毛效；

S22、染缸温度保持在80℃～90℃，染缸不排液的情况下加入烧碱和低温精练剂，一定时间(优选5min)后再加入双氧水，保持40分钟-50分钟，实现棉部分的进一步煮炼，同时烧碱和双氧水可以对涤部分的染料进行有效清洗，在上述工艺下可确保棉部分有充足的白度和毛效。

更为具体的，S21中第一降温速度为1℃/分钟-2℃/分钟，优选为1℃/分钟，第一降温速度为2.5℃/分钟-3.5℃/分钟，优选为3℃/分钟。采用逐步增大的降温速率，可以保证分散染料染色的均匀性。

具体的，低温精练剂一般可以采用市场上常用的产品，本发明不做特别的限定。本发明实施例中采用传化公司的化学产品TF-179B。优选的，低温精练剂添加量为1g-2g/L；烧碱为质量百分比浓度50％的NaOH溶液，添加量为2g-4g/L；双氧水为质量百分比浓度为50％的H

优选的，S2包括如下子步骤：

S21、对染缸进行阶梯式降温：以1.5℃/分钟的速度降低至100℃，再以3℃/分钟的速度降低至90℃；

S22、染缸温度保持在90℃，染缸不排液的情况下加入50％ NaOH和低温精练剂，5min后再加入50％的双氧水，保持40分钟，其中，烧碱的用量：低温精练剂的用量：双氧水的用量：通入染缸中水的体积为2g：1g：4g：1L。上述步骤及工艺为本发明最佳煮炼工艺，在该工艺下能充分保证棉的白度，使棉的白度达到最优。

进一步的，本发明在步骤S2之后还包括如下步骤：S3、对染缸进行中和去氧处理后进行棉部分的染色。

更进一步的，S3包括如下子步骤：

S31、排空染缸，在染缸中加入水和醋酸进行中和处理，然后再排空染缸；

S32、染缸进水，在染缸中加入去氧酶去除残余的双氧水，再次排空染缸，随后进行棉部分的染色处理。棉部分染色之后为皂洗和固色等步骤，这些步骤与传统工艺一样，在此不赘述。

具体的，去氧酶采用市场上常规的产品即可，本发明不做特别的限定。本发明实施例中采用传化公司的化学产品TF-160C。优选的，去氧酶的添加量为0.2g-0.5g/L，醋酸的添加量为0.5g-0.8g/L，即步骤S31中染缸中通入1L水，需要添加0.5g-0.8的醋酸；步骤S32中染缸中通入1L水，需要添加0.2g-0.5g的去氧酶。也即醋酸的用量：染缸中水(步骤S31染缸中加入的水)的体积为(0.5g-0.8g)：1L，去氧酶的用量：染缸中水(步骤S32染缸中加入的水)的体积为(0.2g-0.5g)：1L。在该参数下，可有效去除棉精练时残余的双氧水，且不影响后面的棉染色，避免因双氧水去除不净，使后面的棉染色用到的活性染料受到破坏而影响棉染色的稳定性。

本发明的新工艺与传统工艺相比，需重点关注三个指标，分别是棉部分的白度、棉部分的毛效和涤部分的色光，本发明经过研究和优化，得到了最佳工艺配方，新工艺条件下，棉部分可以获得与传统工艺相同的白度和毛效，同时对涤部分的色光的影响在可接受范围内。具体的，本发明通过煮炼温度、氢氧化钠(烧碱)用量、低温精练剂用量、双氧水用量和煮炼时间(对应步骤S2)的组配保证棉部分的白度。本发明通过在染涤过程中就加入了精练剂，染涤在130℃～135℃进行，对棉部分就有精练效果，之后降温至80℃～90℃，进一步精练，从而进一步加强了精练效果，使棉部分的毛效要好于传统工艺的毛效。且本发明通过研究发现，在温度低于90℃的情况下，涤纤维结构几乎没有打开(仅极少部分打开)，染料被纤维结构锁住在纤维内部无法出来，而若温度高于90℃，涤纤维有部分无定形区结构打开，部分染料会从纤维内部出来而将影响涤色光，所以染涤后的精练温度(煮炼温度)不能高于90℃，且当温度低于80℃时，发现会影响棉部分的白度和毛效，色光也不会有明显改善，因此本发明在煮炼步骤中保持煮炼温度在80℃～90℃，并配合采用低温精炼剂可有效保证涤的色光。

以下为本发明的具体实施例。

实施例1(如图2所示)：

S1、高温染涤：染缸主缸进水1000L和进入涤棉织物后，从副缸加入250g的匀染剂TF-212K和1000g的精炼剂TF-1291A，加入500g的醋酸调整pH值至4.5，之后加入0.5％owf分散蓝2BLN；染缸继续运行，并以5℃/分钟的速度升温至80℃，然后降低升温速率至2℃/分钟继续升温至100℃，进一步降低升温速率至1℃/分钟并升温至130℃，在130℃下运行45分钟，完成涤部分的染色；

S2、低温练漂(煮炼)：染涤之后以1.5℃/分钟的降温速率将温度降低至100℃，再以2.5℃/分钟的降温速率将温度降低至90℃，在不排液的情况下加入50％NaOH 2000g和1000g的低温精练剂TF-179B，运行5分钟后加入50％双氧水8000g，之后再运行40分钟，完成棉部分的煮炼；

S3、中和去氧：排液，染缸进1000L水后加入500g醋酸中和，再排液；染缸进1000L水后加入500g去氧酶TF-160C，去除残余双氧水，排液。

通过图2可以看出，本实施例的整个制备流程的制备时间为255min，除去中和去氧排液步骤，整个处理流程仅排液一次。

实施例2：

S1、高温染涤：染缸主缸进水1000L和进入涤棉织物后，从副缸加入500g的匀染剂TF-212K和500g的精炼剂TF-1291A，加入800g的醋酸调整pH值至4.8，之后加入0.4％owf分散黄3GE；染缸继续运行，并以6℃/分钟的速度升温至80℃，然后降低升温速率至2.5度/分钟继续升温至100℃，进一步降低升温速率至0.8度/分钟并升温至132℃，在132℃下运行43分钟，完成涤部分的染色；

S2、低温练漂(煮炼)：染涤之后以1℃/分钟的降温速率将温度降低至100℃，再以3℃/分钟的降温速率将温度降低至80℃，在不排液的情况下加入3000g的50％ NaOH和1500g的低温精练剂TF-179B，运行5分钟后加入3000g的50％双氧水，之后再运行48分钟，完成棉部分的煮炼；

S3、中和去氧：染缸排液，加1000L水后加入800g的醋酸中和，再排液；染缸进1000L水后加入200g去氧酶TF-160C，去除残余双氧水，染缸排液；

S4、棉染色：进行棉部分的染色，之后的工艺与传统工艺相同。

实施例3：

S1、高温染涤：染缸主缸进水1000L和进入涤棉织物后，从副缸加入1000g的匀染剂TF-212K和800g的精炼剂TF-1291A，加入1000g的醋酸调整pH值至4.8，之后加入分散红FB；染缸继续运行，并以7℃/分钟的速度升温至80℃，然后降低升温速率至3℃/分钟继续升温至100℃，进一步降低升温速率至1度/分钟并升温至135℃，在135℃下运行40分钟，完成涤部分的染色；

S2、低温练漂(煮炼)：染涤之后以2℃/分钟的降温速率将温度降低至100℃，再以3.5℃/分钟的降温速率将温度降低至85℃，在不排液的情况下加入4000g的50％ NaOH和2000g的低温精练剂TF-179B，运行5分钟后加入5000g的50％双氧水，之后再运行45分钟，完成棉部分的煮炼；

S3、中和去氧：染缸排液，染缸进1000L水后加入650g的醋酸中和，再排液；染缸进1000L水后加入300g的去氧酶TF-160C，去除残余双氧水，染缸排液；

S4、棉后续处理：采用传统工艺进行棉部分的染色、皂洗和固色处理。

对比例1：

如图3所示，采用传统工艺进行涤棉处理，为了保证对比的准确性，高温染涤和中和去氧中与本发明相同的部分采用本发明实施例1的工艺参数，具体包括：

S1、高温练漂步骤：染缸通入1000L水，加入4000g的50％ NaOH，1000g的精练剂TF-1291A，500g的双氧水稳定剂TF-122F，运行10分钟后加入3000g的50％双氧水，运行5分钟后以3℃/分钟升温速率升温至98℃，在98℃运行45分钟，降温至80℃排液；

S2、中和去氧：染缸进1000L水后加入500g醋酸中和，再排液；染缸进1000L水后加入500g的去氧酶TF-160C，去除残余双氧水，排液；

S3、高温染涤：染缸主缸进1000L水和进入涤棉织物后，从副缸加入250g的匀染剂TF-212K，加入500g的醋酸调整pH值至4.5，之后加入0.5％owf的分散蓝2BLN；染缸继续运行，并以5℃/分钟的速度升温至80℃，然后降低升温速率至2℃/分钟继续升温至100℃，进一步降低升温速率至1℃/分钟并升温至130℃，在130℃下运行45分钟，完成涤部分的染色；染涤之后以1.5℃/分钟的速率降至100℃，再以2.5℃/分钟的速率降低至90℃，排液；

S4、还原清洗步骤：染缸进1000L水后运行10分钟，之后排液；染缸再进1000LL水升温至70℃，加入4000g的保险粉，4000g的50％NaOH，运行20分钟后排液；然后染缸进1000L水，加入800g醋酸运行15分钟后排液。

通过图3可以看出，该对比例的制备流程总时长为355min，排液次数为7次。而本发明的制备时长为255min，制备时长缩短28％以上，算上中和去氧步骤，排液次数仅为3次，相比对比例，排液次数大大减少，可节约用水量50％以上，降低污水排放量50％以上。且通过实际生产线的应用和核算，采用本发明的新工艺可以节约蒸汽38％以上，节约生产成本32％以上，每吨织物节约生产成本至少740元以上。可见，本发明的新工艺具有较好的应用前景。

本发明将涤棉织物传统工艺中的前处理、染涤和还原清洗多浴多步工艺糅合到一浴两步工艺中，由于涤部分的染色并不需要煮练，而染涤又是在高温高压状态下进行，此时对棉部分已经有较好的煮练效果，所以本发明创造性的提出在染涤的过程中充分利用染涤的高温和时间来进行棉的部分煮练，染涤结束后降温在不排液的情况下加入烧碱、双氧水和低温精炼剂再对棉进一步煮练，使棉部分获得充足的煮练效果。由于煮练中要加入烧碱和双氧水，其可以对涤部分的染料进行有效清洗，从而省掉染涤后的还原清洗步骤。本发明通过工艺上的创新，充分利用了染涤和煮炼过程的条件，使得在该条件下不仅实现本身的处理步骤，还同时实现其他处理功能，由此有效缩短工艺处理流程和时间，大大降低生产成本和能耗。本发明的新工艺与传统工艺相比，可节约用水50％以上，节约处理时间28％以上，节约蒸汽38％以上，节约成本32％以上，每吨织物可以节约生产成本740元以上。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。