染整工艺原理(01)

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退浆设备-------Schematic of a J-Box （J-型箱，伞柄箱）
轧车
织物
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Schematic of a rope range （绳状连续退煮漂加工生产线）
水洗机
轧碱
J-箱
水洗机
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Schematic of an width range （平幅连续退煮漂加工生产线）
轧碱
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二、烧毛原理
在烧毛时，不同纤维材料的烧毛温度亦有所差异， 故必须了解不同纤维材料的热性能。 ① 热性能： 棉纤维：３５０℃～３７０℃ ４００℃ 涤纤维：２３０～２４０℃ ２５０～２６０℃ ４８５℃
发生热裂解 开始燃烧 软化点 熔点 开始燃烧
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②原理分析：利用绒毛与织物本体的温度差异。绒毛体 积小而升温迅速，而织物体积大而升温较慢，故在烧 毛时绒毛易于被烧掉，而织物则难于燃烧，且对布之 强力的损伤甚微。
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酶的催化性能
酶的催化能力用活力（ activity ）或活性、活 度表示。 定义：在６０℃、 p Ｈ＝６和６ 0 min 的条件下， 1克淀粉酶水解淀粉的克数ｘ，称为ｘ单位活力。 例如：ＢＦ－７６５８酶是一种枯草细菌酶， 其活力为２０００单位，即表示在上述条件下， 每克酶可以催化水解２０００克淀粉。
汽蒸箱 水洗
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第三章 精练（Scouring）
精练又称煮练，其目的是去除纤维杂质，改进织物加 工性能，尤其是润湿性能。
Table 3-1.Composition of Ginned Cotton
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天然杂质：对于纯棉织物，主要是纤维共生物或伴生物， 包括油蜡、果胶、蛋白质、灰分、色素和棉籽壳。 人工杂质：在纺丝织造加工中添加的油剂、抗静电剂以 及油污、铁锈和残余浆料等杂质。 这些杂质严重影响织物润湿性而阻碍织物染色整理等加 工的进行，必须在氢氧化钠为主、表面活性剂为辅的精 练体系中去除之。

特性：ａ.高效性。ｂ.专一性，某种酶只能 催化一种反应甚至某个特殊反应。ｃ . 活性受 温度和ＰＨ值影响。
对于淀粉浆料或淀粉混合浆料（淀粉含量占 优势）都可用淀粉酶退浆。
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淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶。
α－淀粉酶：催化水解１.４甙键和１.６甙键。 （直链淀粉和支链淀粉） β－淀粉酶：只能催化水解１ . ４甙键。（直链 淀粉） 因此，α－淀粉酶更为常用。
通常，从纺织厂进入印染厂之后，坯布首先应经过检验、 翻布、分批、打印和缝头等工序，然后进行烧毛加工。 原因：①未烧毛的布面上绒毛过多，长短不一；②光洁度 差，易沾污；③在后序染整加工中易掉毛，导致印染疵。
一、烧毛目的
①改善布面光泽；提高光洁度；②改善抗起毛起球性能 （特别是化纤织物）；③改善风格，烧毛会使织物变得挺 括、有身骨。
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工艺：浸轧碱液－汽蒸（80-100℃，30-90min） 或保温堆臵（30℃,6-12h）－充分水洗。 汽蒸时间短，堆臵时间长（时温等效） 两种加工方式：绳状、平幅加工（T/C织物）。
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2.（淀粉）酶退浆 酶又称酵素，生物催化剂。特点：退浆率高， 不损伤纤维，只适用淀粉，不能去除杂质。
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一、常用浆料简介
浆料分类
天然浆料：淀粉、海藻胶、树胶等。 化学浆料：纤维素衍生物如羟甲基纤维素（CMC）、聚 乙烯醇（ＰＶＡ）、聚丙烯酸类、聚酯类等。
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1.淀粉：
普遍使用的浆料，对亲水性纤维有较高的粘附性和成膜 性，生物降解性高，低环境污染。包括小麦淀粉、玉米 淀粉、薯类淀粉。
⑴化学结构： 淀粉由α－葡萄糖聚合而成的多糖类聚合物。 直链淀粉：葡萄糖环之间由α－１.４甙键连接 支链淀粉：葡萄糖环之间除α－１ . ４甙键外， 还有α－１.６甙键形成支链。
温度过高或速度慢（过烧），织物发生热收缩，产生 折皱和手感硬现象，门幅收缩。 落布温度低于５０℃，采取措施如吹冷风或在火口上 方安装冷水辊，此外为消除布面火星，织物应进入灭 火槽（内置热水或退浆液），否则会在布面上出现孔 洞。
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三、烧毛机与火口
烧毛机的分类：气体烧毛机（目前广泛应用）和铜板 （热板）烧毛机（现已少用）。 气体烧毛机的组成：进布装置－刷毛箱－火口－灭火 部分－落布装置。 气体烧毛机又称燃气烧毛机或火焰烧毛机。是将织物 快速通过气体燃料产生火焰的上方，能够瞬间除去织 物表面之毛羽。火口４～６个，双层烧毛机则加倍。 如图1-1。
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五、工艺条件
对于不同种类的织物，应严格控制温度、车速和火口 数。 对于薄织物，温度低、车速快和火口数少（如一正一 反）。 对于平布和府绸类，正面和反面烧毛次数相同，如二 正二反。 对于斜纹和卡其类，正面和反面烧毛次数不同，如四 正二反，正面比反面烧毛次数多。
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第二章 退浆（Desizing）
铜板（热板）烧毛机以热铜板与织物表面接触，去除 （烫）绒毛。
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图1-2.火口示意图
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图1-3.火口三种烧毛位置示意图
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四、影响因素
纤维性质：棉织物可在头道工序进行烧毛，而化纤织物也 可安排在染色后进行。
含潮率：过高会导致烧毛效果下降，含潮不匀也会影响烧 毛效果。 毛羽状态：毛羽疏松、直力比紧密倒伏者，更易于烧毛， 故烧毛机设有刷毛箱，将毛刷起，以利于烧毛。 个别浆料会因烧毛而发硬，烧毛应放退浆工艺后面进行， 尤其对于化纤织物。
英国出现动力织布机后，使浆纱和织布分开而形成独立的工序。20世纪40年代，西 方工业发达国家已广泛采用淀粉及其简单衍生物作为棉纱上浆的浆料 .
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o 经纱上浆率一般为布重的４～８％，紧密织物 如府绸等会更高些，达到８～１４％。 o 注意：针织物不上浆。 o 退浆目的：上浆后浆料透入纤维之间，部分附 于经纱表面，在提高纱线性能的同时，浆料污 染染整加工液，阻碍纤维与染化料的之间化学 作用，使染整加工难以进行。
图2-1 温度和pH对酶的催化活性的影响
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影响因素
o 活化剂：（激活剂）碱金属和碱土金属盐NaCl和CaCl2 等
o 阻化剂：（抑制剂）重金属离子Cu2+，Fe3+等对酶性能 有负面影响。
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３.酸退浆
国内应用不多，因使用时易损伤纤维，多与其 它法联合使用。 采用两步法：碱退浆—酸退浆。
要点：要高温（利于烧毛）和快速（保护织物），以保 证仅烧掉绒毛而对织物本体无影响。 ③基于热性能，烧毛温度和烧毛机的车速一般确定如下： 温度 车速 棉织物：８００～９００℃，８０～９０ｍ／ｍｉｎ 涤织物：≥１０００℃， ＞１００ｍ／ｍｉｎ
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④ 注意点：
温度过低（欠烧），没有烧干净，绒毛呈球状，染色 时出色点。
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直链淀粉：成膜性好，弹性高。 支链淀粉：粘附性强。 两者的比例依品种而异，糯米淀粉全部为支链 淀粉，而豆类淀粉中全部为直链淀粉。
⑵性质：①遇酸分解，②遇碱稳定，发生溶胀， ③遇氧化剂可分解，④被淀粉分解酶分解。 ⑤碘颜色反应Ｉ２＋直链淀粉＝蓝色,Ｉ２＋支链 淀粉＝紫红色。
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2.聚乙烯醇（PVA）
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一、精练原理 油蜡（Wax）附着在纤维表面的非水性碳氢化合物，主要 包括： 长链脂肪酸：Ｃ２1Ｈ43ＣＯＯＨ和Ｃ１５Ｈ31ＣＯＯＨ等 高级脂肪醇：棉醇和蜡醇等 高级酯：软脂酸酯、硬脂酸酯、油酸酯等 其它碳氢化合物 (1)脂肪酸及酯类可在碱作用下发生皂化反应，其它经乳 化作用去除。皂化物本身就是表活剂，有利于乳化作用。 (2)精练后油蜡的分布状态发生变化，吸水性提高。 连续膜状→非连续片状
酸退浆可使淀粉水解，去除矿物盐等作用，相 互弥补。
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4.氧化退浆
氧化剂： NaBrO ２（亚溴酸钠） H2O2 、 Na2S2O8 、 （NH4）2S2O8等。
原理：氧化剂可以氧化降解各种浆料，其分子 量和粘度大为降低，水溶性增加，防止浆料再 附着纤维，然后经高效水洗，除去水解产物。
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果胶（Pectin）
聚半乳糖醛酸的钙盐、镁盐或甲酯，如图3-2。其 亲水性差，水溶性低下。
图3-2. 聚半乳糖醛酸及其金属盐和甲酯
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纺织物(Textiles)简介
主要分类： 机织物（梭织物）（Woven Fabric) 针织物 （Knitting Fabric) 本课程的研究对象：机织物 棉织物（Cotton Fabric) 棉/涤纶混纺织物(Cotton / Polyester Blending Fabric)
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第一章
烧毛（Singeing）
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酶退浆原理
在淀粉酶的催化作用下，淀粉首先被水解为糊 精、麦芽糖，甚至为葡萄糖，其分子量和粘度 大为降低，水溶性增加。 经高效水洗，除去水解产物。
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影响因素
o 温度：酶的催化作用存在最佳温度，过低，催化反应不充 分（活力难以发挥）；过高，酶失活，稳定性下降。 o pＨ：酶的催化作用也存在最佳pＨ。
⑴化学结构：由聚醋酸乙烯酯醇解而得。 完全醇解PVA（FH-PVA）：９８％醇解度，水溶性低， 结晶度高，纤维品级。 部分醇解PVA（PH-PVA）：低醇解度，水溶性高，结晶 度低，浆料品级。
⑵性质：①对酸、碱稳定，粘度不降低。 ②被氧化剂降解。
③适用性广，相容性好，拼混无反应。
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聚乙烯醇（PVA）的制备反应
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图1-1.气体烧毛机示意图
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火口（ Burner ）是主要部位，燃气（天然气或煤气） 与氧气或空气在此混合后发生燃烧时喷出火焰。 最普通的狭缝式火口一般由耐热金属和砖制成，中间 有一极细缝隙，以利于形成强力火焰，如图2-2。
还有双喷口式火口，火焰短而集中，十分有力，且可 转向。辐射式火口：喷射热气流或辐射能量，无焰烧 燃。
染 整 工 艺 原 理
纺织物的前处理和后整理
董 永 春 教授
纺 织 学 院 天 津 工 业 大 学
1
纺织工业要览
2
染整工程
PREPARATION DYEING PRINTING FINISHING 前处理 染色 印花 后整理
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前处理(PREPARATION)
坯布准备：检验、翻布、打印、缝头 烧毛(Singeing) 退浆(Desizing)、精练(Scouring)、漂白(Bleaching) 丝光(Mercerization) 热定型(Heat setting)
CH2 CH CH3ONa
n
CH2
CH OH
CH3OH
m
CH2
CH
p
PH-PVA
OOCCH3
OOCCH3
CH2
CH
CH3ONa
n
CH2
CH OH
CH3OH
n
FH-PVA
OOCCH3
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3.聚丙烯酸酯类
主要用于疏水性纤维如涤纶长丝。 化学结构：聚丙烯酸／丙烯酸酯共聚物。
CH2 CH
n1
CH2
CH
n2
CH2
CH
n3
COOCH3
COOC2H5
COOM M = Na+, K+ or NH4+
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二、常用退浆方法
1.碱退浆
国内染厂应用最广泛的方法之一，但是退浆率不高，在退 浆的同时尚可去除其他杂质。 机理：采用氢氧化钠稀溶液处理，淀粉浆料在碱作用下发 生溶胀（或膨化）现象，并不发生化学反应，使浆料从凝 胶状转化为溶胶状，降低纤维与浆料间的结合力，然后利 用水洗和机械力将其除去。对于PVA和聚丙烯酸酯类浆料， 其能够溶解氢氧化钠稀溶液中。
目的： 去除杂质：天然杂质、人工杂质 提高性能：光洁度、润湿性、白度、尺寸稳定性。
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后整理（Finishing)
漂白、染色和印花织物 一般整理(Pre-shrinking, Softening, Calendering, etc.) 防皱整理(Crease Resistant Finishing) 拒水拒油整理(Water & Oil Repellent Finishing) 易去污整理(Soil Release Finishing) 阻燃整理(Flame Retardant Finishing) 目的： 改善质量，提高性能，赋予功能性
为增加经纱在织造中的耐磨性、平滑性以及抗 静电性，提高其强力和抱合力，改善其可织性， 在织造前要进行上浆加工，简称浆纱. 其目的是保护经纱,尤其对于目前广泛使用的高 速织机（喷气织机、喷水织机）更是如此。
可织性：经纱在织机上承受反复摩擦、拉伸、弯曲作用而不致引起大量起毛甚至断
裂的性能。
我国唐代出现的经纱整经后的“过糊”技术可以认为是最早的经纱上浆。18世纪末