牛仔布前处理染色一浴法工艺探讨

摘要本文主要对牛仔布前处理染色一浴法进行可行性研究。通过分析比较前处理后牛仔布的白度、毛效和强力以及还原染料染色后牛仔布的K/S值大小、摩擦牢度和皂洗牢度的高低，得到较佳双氧水浓度、氢氧化钠浓度、精炼剂浓度、还原剂浓度、还原染料用量、烧碱用量及处理时间。优选适用于实际生产的一浴法工艺流程，并将一浴法、两浴法和传统工艺的性能作比较，从而达到现代生产实际所提倡的清洁生产、节能减排理念。关键词牛仔布；前处理；染色；一浴法；还原染料ABSTRACTTHEJEANSPRETREATMENTANDDYEINGINONEBATHPROCESSWASSTUDIEDINTHEPAPERTHEPREFERREDHYDROGENPEROXIDESOLUTIONCONCENTRATION，THESODIUMHYDROXIDECONCENTRATION，THEREFININGAGENTCONCENTRATION，THEREDUCINGAGENTCONCENTRATIONORDOSAGE,THEVATDYEDOSAGE,THECAUSTICSODADOSAGEANDTIME,WHICHWASOBTAINEDBYANALYZINGANDCOMPARINGTHEWHITENESS,THECAPILLARYEFFECTANDTHEBRUTEFORCEAFTERTHEJEANSPRETREATMENTANDTHEK/SVALUE,THECOLORFASTNESSTOCROCKANDTHELAUNDERINGCOLORFASTNESSOFDYEDJEANWITHVATDYESTHEBESTINONEBATHPROCESSWASSELECTEDTOACTUALPRODUCTION,ANDTHEPROPERTYOFINONEBATHPROCESSWASCOMPAREDTOINTWOBATHPROCESSANDTRADITIONALCRAFTCONSEQUENTLY,THETHEORYOFTHECLEANERPRODUCTIONANDTHECONSERVEENERGYANDCUTEMISSIONWEREACHIEVEDKEYWORDSJEANPRETREATMENTANDDYEINGINONEBATHPROCESSVATDYE目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111课题研究的目的和意义112国内外研究现状113主要研究内容2第2章理论部分321棉织物练漂和还原染料染色的传统工艺及其机理3211棉纤维的结构和性能32111棉纤维素32112蜡状物质42113果胶质4212还原染料的结构4213牛仔布前处理和还原染料染色工艺52131前处理52132还原染料染色过程5214靛蓝染料染色的注意事项622牛仔布还原染料练染一浴的理论探讨6221还原染料一浴法染色理论基础6222牛仔布前处理和还原染料染色一浴法中的问题623本章小结7第3章实验部分831实验材料和仪器设备832测试方法833工艺流程9331传统工艺流程9332两浴法工艺流程9333前处理和染色一浴法工艺流程934实验内容9341前处理工艺探讨93411不同浓度的双氧水对前处理性能的影响93412不同浓度氢氧化钠对前处理性能的影响103413不同的处理时间对前处理性能的影响103414精炼剂对前处理性能的影响113415不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响11342靛蓝染料染色工艺113421不同用量的靛蓝染料对染色性能的影响113422不同用量的保险粉对染色性能的影响123423不同用量的烧碱对染色性能的影响123424不同的处理时间对染色性能的影响1335传统工艺、两浴法和一浴法的性能比较14351传统工艺14352两浴法工艺14353一浴法工艺14354三种方法的性能比较1436本章小结14第4章实验结果与讨论1541前处理工艺条件对其性能的影响15411不同浓度的双氧水对前处理性能的影响15412不同浓度的氢氧化钠对前处理性能的影响16413不同处理时间对前处理性能的影响17414精炼剂对前处理性能的影响18415不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响1942染色工艺条件对染色性能的影响20421不同用量的靛蓝对染色性能的影响20422不同用量的保险粉对染色性能的影响21423不同用量的烧碱对染色性能的影响21424不同处理时间对染色性能的影响2243前处理和靛蓝染料染色一浴法、两浴法和传统工艺的染色效果比较2244经济效益分析2345本章小结24结论25参考文献26致谢27第1章绪论11课题研究的目的和意义清洁生产是一种全新的发展战略，它借助于各种相关理论和技术，在产品的整个生命周期的各个环节采取“预防”措施，通过将生产技术、生产过程、经营管理及产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来，并优化运行方式，从而实现最小的环境影响、最少的资源、能源使用，最佳的管理模式以及最优化的经济增长水平，达到节能减排的目的。更重要的是，环境作为经济的载体，良好的环境可更好地支撑经济的发展，并为社会经济活动提供所必须的资源和能源，从而实现经济的可持续发展。随着整个社会的发展和进步，人们对自然环境、资源的保护越来越重视，节能减排是目前生产所要面对的问题，如何在使用尽量低成本和减少污染的同时而又得到良好的质量是我们迫切需要解决的问题。而在织物退煮漂和染色的时候，难免会产生成本和污染的问题。棉织物传统染色工艺是退浆、煮练、漂白、染色一步步进行，稳重、重演性好。但此工艺的缺点在于所需时间长，操作过程较为复杂，工作人员劳动量大，用水量大，耗能大，而且污水处理负担非常重。随着我国印染产业的不断发展以及近来国家政府对能源问题和环保问题的日益重视，工艺的简化工作成了染整工作者的一个非常重要的课题。为了简化棉机织物的染色工艺，人们先后开发了前处理碱氧一浴处理法、冷轧堆等工艺技术。以上方法，虽然较好地简化了工艺流程，缩短了时间，但仍因成本较高或工艺时间较长，以及一些工艺条件对染料和助剂选取的条件限制，在实际的生产使用过程中并不理想。因此国内外印染工作者都在寻找一种能缩短工艺流程、简化设备、降低能耗、保证质量的办法，即退煮漂染一浴法，该方法的最大优点就在于（1）产品质量可达到或超过国标；（2）流程短，效率高；（3）节约能源，符合环保要求1。12国内外研究现状为解决传统工艺的工艺流程长、效率低、能耗高等问题，人们一直进行着退煮漂一浴法的研究，这些研究主要有高级直接染料煮漂染一浴法中浅色染色的可行性研究，不但质量提高，水电汽也节省，同时产品（正品率）可得到很大提高；对退煮漂三合一前处理剂TL的研制2，从而实现退煮漂染一浴；棉织物前处理染色一浴两步法工艺的研究3，缩短了工艺流程，降低了生产成本，节省能源；棉机织物煮漂和活性染料染色一浴法工艺的探讨4，除了染色的上染率稍低外，其染色成品在固着率、毛效、撕裂强度、干摩擦牢度、染色重现性等其他方面均能达到传统染色法的基本要求，而且与传统染色工艺相比较又具有节时、节能、节水、生产效率高、污水处理负担轻等优点。在以上研究的基础上，加上牛仔布靛蓝浸染工艺5中对温度、浓度、染色时间、氧化时间、染色和氧化次数的试验我们可以对牛仔布练染一浴进行可行性的研究和最佳工艺的探讨。13主要研究内容本论文主要探讨了牛仔布前处理和还原染料染色一浴法工艺。该工艺中退浆、煮练、漂白、还原染料染色过程在同一浴中完成。针对还原染料，解决前处理和还原染料同浴染色过程所产生的矛盾；并通过进一步的实验分析与探讨，确定牛仔布前处理和还原染料染色一浴法的最佳工艺条件。主要研究内容包括（1）牛仔布前处理和还原染料染色一浴法工艺条件（双氧水浓度、碱剂浓度、精炼剂浓度、靛蓝染料用量、保险粉用量、烧碱用量及时间等）对还原染料染色性能的影响。（2）牛仔布前处理和还原染料染色一浴法工艺的确定以及和两浴法染色工艺、传统染色工艺的性能比较。第2章理论部分21棉织物练漂和还原染料染色的传统工艺及其机理211棉纤维的结构和性能棉纤维是从棉籽表皮上细胞突起生长而成的。每根棉纤维就是一个细胞，棉纤维的生长、发育分为纤维细胞延长生产和胞壁增厚两个阶段。成熟棉纤维组成成分如表21所示。棉纤维组织层次比较复杂，由内到外，依次为中腔、次生胞壁、初生胞壁、角质层。角质层是棉纤维的最外层，主要有蜡质、果胶质和蛋白质组成。角质层是棉花生长过程中表面物质硬化形成，因而具有疏水性。初生胞壁主要为纤维素的网状结构，也包含一定量的蜡质和果胶质。初生胞壁很薄，约为30，是碱处理或石磨处理的主要对象。次生胞壁是纤维的主体，约占纤维总量的90以上，次生胞壁纤维素含量很高，杂质含量较低。中腔大小与棉纤维胞壁厚度有关系，胞壁厚，中腔就小，反之中腔就大，因而对同一棉纤维来说，胞壁的厚度和成熟度成反比。中腔内含有细胞核残余，残余物质有洁白和浅黄等颜色，这些决定了棉纤维的本色。表21成熟棉纤维组成（以绝对干燥纤维重量计算）成分含量（）成分含量（）纤维素940有机酸08蜡状物质06果胶质09灰分12多糖类03含氮物质13未定部分092111棉纤维素1纤维素是一种多糖物质，其分子主要是由很多葡萄糖剩基连接起来的，分子式可写成C6H10O5N。由于大分子具有多分散性，实际上纤维素是一个复杂同系物的混合物，式中N为聚合度。棉纤维的聚合度为600011000。2纤维素大分子的化学结构是由D六环葡萄糖剩基彼此以14甙键连接而成。纤维素分子中的葡萄糖剩基上有三个自由存在的羟基，其中两个是仲羟基，一个是伯羟基，具有一般醇的特性。化学性质比较活泼，亲核反应比水强，可以与染料和水发生吸附、氧化、酯化、醚化、交联和接枝等反应，在酸性条件下容易发生水解反应。3从纤维素纤维的形态和超分子结构来看，在保持纤维状态进行化学反应时，具有反应不均一的特征，染整加工所进行的化学反应往往多属于此类。这种现象主要与纤维的形态和超分子结构的不均一性有关。纤维素纤维分子在纤维中组成原纤、晶区和无定型区，形成了特定的形态和超分子结构。不同的试剂在不同的介质中只能深入到纤维中某些区域，而不能到达纤维内排列紧密的晶区，造成各部分所发生的化学反应程度不同。4从棉纤维的形态结构来看，棉纤维是一种细而长的物体。一根成熟棉纤维由梢部、中部和基部组成。棉纤维梢部圆形度最高，中部次之，基部最低；横截面积为中部最大，基部次之，梢部最小；周长则梢部最小，中部和基部无明显差异。一般纤维顶端封闭，中部略粗，两端略细，纤维长度与宽度之比约为10003000倍。正常成熟的棉纤维，纵向外观上具有天然转曲，即棉纤维纵面呈不规则的而且沿纤维长度方向不断改变转向的螺旋形扭曲。天然转曲是棉纤维所特有的纵向形态特征，在纤维鉴别中可以从天然转曲这一特征将棉与其他纤维区别开来。天然转曲一般以棉纤维单位长度厘米中扭转半周180的个数表示。细绒棉的转曲数约为3965个/CM，比正常成熟的长绒棉少。正常成熟棉纤维的转曲在纤维中部较多，梢部最少，成熟度低的棉纤维，则纵向呈薄带状，没有或很少转曲。过成熟的棉纤外观呈棒状，转曲也少。天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利于纺纱工艺过程的正常进行和成纱质量的提高。但转曲反向次数多的棉纤维强度较低。2112蜡状物质蜡质不溶于水，但能溶于有机溶剂，含量大约为0506。蜡状物质和果胶质是造成天然棉纤维润湿性差的主要原因，蜡状物质和脂肪存在于棉纤维的最外层，对内部的纤维素起到了保护作用，同时也阻止了前处理时碱剂对基质的可及性。2113果胶质果胶质是一种由两种以上的单糖构成的杂环多糖，它的基本结构是聚半乳糖醛酸，可分为原果胶、过胶脂酸和果胶酸。棉织物中果胶质的含量随着棉纤维成熟度提高而降低。成熟的棉纤维果胶质的含量低于091，在不成熟的纤维中可高达6。棉纤维中的果胶质主要存在于纤维的初生胞壁中。果胶酸虽有大量的亲水性的羟基和羧基，但是在棉纤维上果胶质却是以钙盐和镁盐的形式存在，因此果胶质的亲水性比纤维素要低，它的存在会影响棉纤维的吸水性，必须加以除去，否则会影响纤维的色泽和润湿性，不利于后续的染色、印花等加工。212还原染料的结构还原染料按化学结构分为蒽醌类及其衍生物和靛类。本论文用的是还原染料中的靛蓝染料，靛蓝的分子结构如图21所示6。图21靛蓝的分子结构213牛仔布前处理和还原染料染色工艺2131前处理牛仔布传统的前处理工艺一般都要经过退浆、煮练、漂白三个工序，工艺流程较长，可以除去棉纤维中的天然杂质以及纺织过程中带来的浆料等污物，获得比较纯净的牛仔布，为后续印染加工做好准备。1退浆是织物练漂的基础，主要是为了去除原布上大部分的浆料，以利于煮练和漂白加工，另外也能去除部分天然杂质。棉织物一般用淀粉或变形淀粉浆料与聚乙烯醇混合浆料上浆，由于浆膜包住了经纱表面，影响了植物渗透性，阻碍染料等化学品与纤维接触，浆料的存在会污染染液，耗用染料和助剂，甚至阻碍染料的上染，进而影响了印染产品的质量，因此含有浆料的织物都要进行退浆加工。常用的退浆剂及退浆工艺包括酶退浆、碱退浆及氧化剂退浆。2煮练是棉织物前处理工艺中的一道主要工序。棉织物经过退浆后，大部分的浆料、油剂及小部分天然杂质已被去除，但棉纤维上的一些伴生物、棉籽壳及退浆后残余浆料都必须通过煮练除去，从而使织物获得良好的吸水性和一定的白度，以利于印染过程中染料的吸附、扩散。烧碱作为棉织物煮练过程的主要煮练剂，在较长时间加热的作用下，可以与织物上各类杂质作用使之除去。3经过煮练后，杂质明显减少，吸水性有很大改善，已经能够满足一些品种的加工要求，但由于纤维上还有天然色素存在，其外观尚不够洁白，需要进一步漂白。另外仍然有部分杂质未能全部除去，因此必须通过漂白剂的作用，来完全去除这些杂质。常用的漂白工艺有氯漂、氧漂以及亚漂。氧漂即使用双氧水来漂白织物。过氧化氢是一种比较缓和、性能优良的漂白剂，漂白出来的织物白度较高，而且比较稳定，不易泛黄，漂白织物手感较好，纤维损伤较小。漂白过程中为了获得良好的漂白效果，又不使纤维过度损伤，适当加入适量的双氧水稳定剂，一般使用硅酸钠。现在已经广泛应用于棉织物的漂白处理中。通过以上分析，我们知道要想在棉织物染色过程得到良好的透染就需要对织物进行精心的准备，前处理就是一个重要的阶段。2132还原染料染色过程（1）染色过程染料的还原,使不溶性还原染料转变为可溶性的隐色体；染料隐色体上染纤维；上染纤维的隐色体经氧化转为原来不溶性的还原染料；皂洗处理,以获得稳定的色光和良好的染色牢度。（2）靛蓝染料的染色机理靛蓝染料在氢氧化钠和保险粉的作用下，还原成隐色体钠盐；染料还原后，由于钠离子的供电子效应，破坏了染料原来的共轭体系，颜色由深蓝变成浅黄色，染色后通过氧化，又变回了原来的深蓝色。（3）牛仔布靛蓝染料染色的传统工艺尽管能够得到比较好的染色效果，但缺点在于所需时间长，操作过程较为复杂，工作人员劳动量大，用水量大，耗能大，而且污水处理负担非常严重，完全不符合现在所提倡的清洁生产、节能减排的理念，有待改善。214靛蓝染料染色的注意事项1靛蓝染料的溶解一般用少量清水进行调浆，然后在含有保险粉的溶液溶解。2溶解染料时需用软水，硬水会使染料生成不溶性色淀，造成染料损失和坯布染成色斑等疵病。3保险粉和烧碱的用量要根据染液浓度、染料的染色性能、染色浴比等情况而定。如果用量太少，染料的还原和溶解不完全，造成染色不匀，染色后摩擦牢度较低，用量过多会造成上染率降低。4靛蓝染料染色是靠浓度差上染的。当纱线上的染料氧化后与染缸染液中染料隐色体不是同一种组分时，它就会再上染一次，因为纱线上的染料是氧化后的靛蓝，染液中是靛蓝隐色体钠盐，它们不是同一类组分，所以平衡就会向纱线移动，当达到平衡后，它就不再上染，就是经过这样的氧化染色再氧化再染色，使纱线上的染料逐步增加，才能染成深色7。5靛蓝隐色体的扩散性能较差，在染色中染液对纱线的渗透能力弱，因此需在染液中加入适量的渗透剂，帮助增进渗透性能8。6染色后必须及时进行水洗，充分去除浮色。如果未经清洗就进行氧化，会产生严重色斑。22牛仔布还原染料练染一浴的理论探讨221还原染料一浴法染色理论基础牛仔布的前处理和还原染料染色两者的工艺条件差异不大。牛仔布前处理过程中，漂液呈碱性，而还原染料也是在碱性条件下染色，因此在这里彼此没有冲突。但是采用前处理和染色一浴法仍会遇到一些问题。在前处理完毕后，漂液中仍残留着一些双氧水，对后面的染色就会造成一定的影响。为了解决前处理和染色的连续进行，加入一定的双氧水消除剂把残余的双氧水去除，尽量减少前处理后的残液对后面的染色造成色斑等问题。同时残余的消除剂也应当不会对染色造成影响。只要处理好前处理后染色前的残留双氧水问题以及选择适当的双氧水消除剂，还原染料一浴法染色对于实际生产来说，完全是可以接受的。因此，从理论上说，采用前处理和染色一浴法染色的设想是可行的。222牛仔布前处理和还原染料染色一浴法中的问题棉织物的前处理和染色在一浴中进行时，如何消除前处理过程在染浴中加入的双氧水对染色的影响，成为本实验需要首先考虑的问题。1棉织物的漂白过程大多数都是使用双氧水来进行漂白。我们使用的30双氧水对热比较稳定，但通过加入适量的碱，可促使其进一步分解。虽然双氧水的分解过程与所加碱成比例关系，但是必须控制碱的加入量。在整个漂白过程中，双氧水和氢氧化钠在高温下极不稳定一方面会生成大量的羟基自由基，降低纤维素的聚合度，损伤棉纤维；另一方面也会有大量未参与漂白反应的双氧水白白浪费掉。因此在染浴中加入稳定剂是必须的，主要的作用是降低双氧水的分解率，充分发挥有效氧的效率，并避免产生污斑。2在牛仔布的前处理和靛蓝染料染色一浴法的合理化过程中，所使用的双氧水漂白剂在产生有效作用后，如何从染浴中将其去除，而且不会产生什么后续问题，这是关键。双氧水的分解可以采用还原剂还原。考虑到靛蓝染料染色需要使用保险粉去还原染料，因此在中和双氧水时使用保险粉。另外，我们要注意加入还原剂的量，每次双氧水剩余的量都不尽相同，还原剂的量无论是多了还是少了都会对后续的染色有影响。还原剂的量少了双氧水就会去除不净，剩余的双氧水就会消耗保险粉，影响染料还原，使染料还原不充分，进而导致染色不匀；如果还原剂的量多了，就会使染色不稳定，使染料上染困难。23本章小结本章介绍了棉织物练漂和还原染料染色的传统工艺及其机理和牛仔布还原染料练染一浴的理论。通过分析，可以得到牛仔布前处理染色一浴法工艺是可行的，为实验的进行做好充分的准备。第3章实验部分31实验材料和仪器设备（1）织物牛仔布（2）染料靛蓝染料（3）化学药剂氢氧化钠、30双氧水、硅酸钠、平平加O、渗透剂JFC、精炼剂、靛蓝、连二亚硫酸钠（保险粉）、肥皂、无水碳酸钠。（4）实验仪器和设备烧杯、锥形瓶、吸液管、洗耳球、剪刀、钢尺、药匙、PH试纸、温度计、玻璃棒、量筒、电子天平、HH6数显恒温水浴锅、WSBV智能白度测定仪、织物毛细效应仪、YG026PC型织物强力机、COLOREYE7000A测色配色仪、AD12型常温小样染色机、Y571L染色摩擦牢度测试仪、MODELSW耐洗牢度试验机。32测试方法（1）白度的测定使用WSBV智能白度测定仪，打开电源，放上黑筒按校零，显示屏上显示倒数120秒后出现00，取下黑筒放上工作白板，按校零，显示屏上显示当前工作白板的白度，把前处理后的布样对折，放在指定的位置测试，然后读数，测布样不同的位置三次，取其平均值。（2）毛细效应的测定按要求设置温度取25CMX2CM前处理后的布样，用小夹子夹住布样的一端，把布样放到水中，水面刚好浸过小夹子，测量水在30MIN后沿棉织物所上升的高度，然后读数，测不同位置的布样两次，取其平均值。（3）强力的测定使用温州方圆仪器有限公司生产的“YG026PC型织物强力机”进行测试，取15CMX5CM的前处理后的布样在YG026PC型织物强力机上拉伸，测试其断裂强力，其中试样夹持距离为75MM，测试不同位置的布样两次，取其平均值。（4）表面染色深度（K/S值）的测定K/S即表面深度。表面深度是指不透明固体物质的颜色给予人们的直观深度感觉。K/S越大，表示颜色越深，即染料的上染百分率较好；K/S越小，表示颜色越浅，即染料的上染百分率较差。使用COLOREYE7000A测色配色仪，分别在布样3个不同点测试K/S值，取其平均值。（5）耐摩擦色牢度的测定使用Y571L染色摩擦牢度测试仪测其耐摩擦色牢度，其操作程序如下（1）用夹紧装置将试样固定在试验机上，使试样的长度方向与仪器的动程方向一致。（2）干摩擦将干摩擦布固定在试验机的摩擦头上，使摩擦布的横向与摩擦头运行方向成45度角，在干摩擦试样的纵向方向上，在10秒内摩擦10次，往复动程为10CM，垂直压力为9N。（3）湿摩擦更换试样，用湿摩擦布按2中所述重复操作，湿摩擦布必须用三级水润湿，并放在滴水网上或使用轧液装置，使其含水量在95105，摩擦结束后，在室温下晾干。（4）去除摩擦布上的试样纤维。（5）评定摩擦布上的沾色级数用GB2511995沾色用灰色样卡评定。（6）皂洗牢度的测定使用耐洗色牢度试验机测其耐洗色牢度，按要求准备布样后，将试样和钢珠仪器放入不锈钢容器，注入皂液，然后将试样杯被盖紧固；将试验机工作室、预热室注入蒸馏水，水位在工作室内高低位刻度线之间，开启电源，根据要求设置工作室、预热室的温度及试样杯旋转时间；将试样杯均匀插入旋转轴各面插口，盖上测试仪门盖，按旋转按钮，试样杯旋转至设定时间自动停止，取出试样，用冷水冲洗，悬挂晾干；评级，对照灰色样卡评定试样的变色。33工艺流程331传统工艺流程退煮漂白染色332两浴法工艺流程前处理染色333前处理和染色一浴法工艺流程图31前处理和染色一浴法工艺流程图34实验内容341前处理工艺探讨3411不同浓度的双氧水对前处理性能的影响（1）处理液的处方氢氧化钠20G/L30双氧水（G/L）1、2、4、8硅酸钠2G/L平平加O2G/L渗透剂JFC2G/L浴比130（2）工艺流程以及条件首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、双氧水、渗透剂JFC），投入预润湿后的坯布，升温到80练漂60MIN后再经热水洗和冷水洗，晾干。流程图如图32所示。图32前处理工艺流程图3412不同浓度氢氧化钠对前处理性能的影响（1）处理液的处方氢氧化钠（G/L）4、8、12、16、2030双氧水1G/L硅酸钠2G/L平平加O2G/L渗透剂JFC2G/L浴比130（2）工艺流程以及条件首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、双氧水、渗透剂JFC），投入预润湿后的坯布，升温到80练漂60MIN后再经热水洗和冷水洗，晾干。流程图同图32。3413不同的处理时间对前处理性能的影响（1）处理液的处方处理时间（MIN）45，60，75，90氢氧化钠12G/L30双氧水1G/L硅酸钠2G/L平平加O2G/L渗透剂JFC2G/L浴比130（2）工艺流程以及条件首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、双氧水、渗透剂JFC），投入预润湿后的坯布，升温到80在不同的时间练漂后再经热水洗和冷水洗，晾干。流程图同图32。3414精炼剂对前处理性能的影响（1）处理液的处方处理时间60MIN氢氧化钠12G/L30双氧水1G/L硅酸钠2G/L平平加O2G/L渗透剂JFC2G/L精炼剂2G/L浴比130（2）工艺流程以及条件首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、双氧水、渗透剂JFC、精炼剂），投入预润湿后的坯布，升温到80练漂60MIN后再经热水洗和冷水洗，晾干。流程图同图32。3415不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响（1）处理液的处方处理时间60MIN氢氧化钠12G/L30双氧水1G/L硅酸钠2G/L平平加O2G/L渗透剂JFC2G/L精炼剂（G/L）1、2、3、4浴比130（2）工艺流程以及条件首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、双氧水、渗透剂JFC、精炼剂），投入预润湿后的坯布，升温到80练漂60MIN后再经热水洗和冷水洗，晾干。流程图同图32。342靛蓝染料染色工艺3421不同用量的靛蓝染料对染色性能的影响（1）染液处方靛蓝（OWF，）1、15、2、25、3保险粉（OWF，）165烧碱（OWF，）1525浴比130皂煮处方工业皂4G/L无水碳酸钠2G/L温度90时间10MIN浴比130（2）工艺流程以及条件把经过最优前处理工艺处理的牛仔布放到95的水中预润湿10MIN，然后在80的水中加入保险粉，同时靛蓝染料加入少量的水进行调浆后，倒入保险粉溶液中，最后加入烧碱还原10分钟；接着将充分还原后的靛蓝染料放到常温的水浴锅中降温至25，然后投入预润湿后的牛仔布，并经过7次浸染（15S）、氧化（3MIN）和10MIN的皂煮后，冷水洗，晾干。流程图如图33所示。图33染色流程图3422不同用量的保险粉对染色性能的影响（1）染液处方靛蓝（OWF，）25保险粉（OWF，）1、165、2烧碱（OWF，）1525浴比130皂煮处方工业皂4G/L无水碳酸钠2G/L温度90时间10MIN浴比130（2）工艺流程以及条件把经过最优前处理工艺处理的牛仔布放到95的水中预润湿10MIN，然后在80的水中加入保险粉，同时靛蓝染料加入少量的水进行调浆后，倒入保险粉溶液中，最后加入烧碱还原10分钟；接着将充分还原后的靛蓝染料放到常温的水浴锅中降温至25，然后投入预润湿后的牛仔布，并经过7次浸染（15S）、氧化（3MIN）和10MIN的皂煮后，冷水洗，晾干。流程图同图33。3423不同用量的烧碱对染色性能的影响（1）染液处方靛蓝（OWF，）25保险粉（OWF，）165烧碱（OWF，）1、1525、2浴比130皂煮处方工业皂4G/L无水碳酸钠2G/L温度90时间10MIN浴比130（2）工艺流程以及条件把经过最优前处理工艺处理的牛仔布放到95的水中预润湿10MIN，然后在80的水中加入保险粉，同时靛蓝染料加入少量的水进行调浆后，倒入保险粉溶液中，最后加入烧碱还原10分钟；接着将充分还原后的靛蓝染料放到常温的水浴锅中降温至25，然后投入预润湿后的牛仔布，并经过7次浸染（15S）、氧化（3MIN）和10MIN的皂煮后，冷水洗，晾干。流程图同图33。3424不同的处理时间对染色性能的影响（1）染液处方靛蓝（OWF，）25保险粉（OWF，）165烧碱（OWF，）1525浴比13皂煮处方工业皂4G/L无水碳酸钠2G/L温度90时间10MIN浴比130（2）工艺流程以及条件把经过最优前处理工艺处理的牛仔布放到95的水中预润湿10MIN，然后在80的水中加入保险粉，同时靛蓝染料加入少量的水进行调浆后，倒入保险粉溶液中，最后加入烧碱还原10分钟；接着将充分还原后的靛蓝染料放到常温的水浴锅中降温至25，然后投入预润湿后的牛仔布，并经过5、7、9、10、11、12、13次浸染（15S）、氧化（3MIN）和10MIN的皂煮后，冷水洗，晾干。流程图如图34所示。图34染色流程图35传统工艺、两浴法和一浴法的性能比较351传统工艺传统工艺为退煮、漂白和染色一步步进行。首先在常温下配制处理液（氢氧化钠、平平加O、硅酸钠、渗透剂JFC），升温到80，进行60MIN的退煮处理；然后在常温下配制处理液（双氧水、硅酸钠），投入煮练后的布升温到80进行60MIN的漂白处理；最后在80的水中加入保险粉、加少量水调成浆状的靛蓝染料、烧碱，还原10分钟后在常温的水浴锅中降温至25时进行10次浸染和氧化，最后经过10分钟皂煮，冷水洗，晾干。352两浴法工艺两浴法即分为前处理和染色两部分，首先把坯布放在95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、精炼剂、双氧水），投入预润湿后的坯布，升温到80练漂60MIN后再经热水洗和冷水洗，晾干。接着就是染色部分，把前面前处理后的布在95的水中预润湿10MIN，然后在80的水中加入保险粉，靛蓝染料中加入少量的水进行调浆倒入保险粉溶液中，再加入烧碱还原十分钟后，在常温的水浴锅中降温至25，投入布样，进行10次浸染和氧化，最后经过皂煮，冷水洗，晾干。353一浴法工艺一浴法的工艺流程为首先把坯布放到95的水中预润湿10MIN，然后在常温下配制处理液（平平加O、硅酸钠、氢氧化钠、精炼剂、双氧水），投入预润湿后的坯布升温到80，练漂60MIN，取出经过练漂的牛仔布样；加入保险粉；10MIN后接着加入保险粉、已经用水调成浆状的靛蓝、烧碱，还原十分钟后，在常温的水浴锅中降温至25，投入刚取出的牛仔布样，进行10次浸染和氧化，最后经过皂煮，冷水洗，晾干。354三种方法的性能比较通过以上三种方法对织物进行前处理和染色，然后对它们的强力、表观颜色深度、摩擦牢度性能、皂洗牢度性能作比较，分析其染色的效果和不同的染色过程对染色效果的影响。36本章小结本章研究了牛仔布前处理染色一浴法工艺的工艺条件以及比较了牛仔布经过传统工艺、两浴法和一浴法三种不同工艺方法处理后的性能。第4章实验结果与讨论41前处理工艺条件对其性能的影响411不同浓度的双氧水对前处理性能的影响双氧水不仅起到漂白作用,而且还可以很好地去除棉织物上杂质的作用。但双氧水浓度过大,不仅会使棉织物的强力损伤加大,还会增加后续还原处理的负担。因为双氧水存在于染浴中,会造成保险粉的损耗,因此必须很好地控制。不同浓度的双氧水对前处理性能的影响见表41。表41不同浓度的双氧水对前处理性能的影响双氧水浓度（G/L）1248白度（）72257377487705毛效（CM）171661661606强力（N）141411426813626117976870727476781248双氧水浓度（G/L）白度（）图41不同双氧水浓度对白度的影响15516165171751248双氧水浓度（G/L）毛效（CM）图42不同双氧水浓度对毛效的影响0500100015001248双氧水浓度（G/L）强力（N）图43不同双氧水浓度对强力的影响由图41中可知，织物的白度随着双氧水浓度的增加而增加；由图42中可知，当双氧水浓度为1G/L的时候，织物的毛效显得特别的好；由图43中可知，织物的强力随着双氧水浓度的增加而降低，双氧水浓度的增加使得处理过程中对纤维的损伤增加，强力则降低。由于考虑到后续的染色为靛蓝染料染色，一般染中色，白度可以适当的低。同时，双氧水浓度为1G/L的时候，织物的白度也有7225，因此综合考虑白度、毛效、强力、成本以及后续加工等多种因素，可以选择双氧水浓度为1G/L进行织物前处理。412不同浓度的氢氧化钠对前处理性能的影响氢氧化钠不仅对双氧水有催化作用，而且对纤维和杂质的膨化作用都有利于织物上杂质去除，随氢氧化钠的浓度提高，退浆和除杂效果增强，同时也加大了对纤维的损伤。不同浓度的氢氧化钠对前处理性能的影响见表42。表42不同浓度的氢氧化钠对前处理性能的影响氢氧化钠浓度（G/L）48121620白度（）72772572672719毛效（CM）16172191651575强力（N）1380814659515671513288513261715727257348121620氢氧化钠浓度（G/L）白度（）图44不同氢氧化钠浓度对白度的影响0510152048121620氢氧化钠浓度（G/L）毛效（CM）图45不同氢氧化钠浓度对毛效的影响1200130014001500160048121620氢氧化钠浓度（G/L）强力（N）图46不同氢氧化钠浓度对强力的影响由图44中可知，织物的白度在氢氧化钠浓度为4G/L到12G/L的区间几乎没有什么变化，12G/L以后就逐渐减小，但变化的范围并不是很大，证明增加氢氧化钠的浓度对双氧水漂白没有太大的影响；由图45中可知，氢氧化钠浓度为12G/L的时候就已经有很好的毛效，继续增加氢氧化钠的浓度，毛效反而降低；由图46中可知，织物的强力随着氢氧化钠的浓度的增加而减少，纤维损伤也逐渐加大，强力自然就降低。因此综合三方面因素的影响，可以选择氢氧化钠浓度为12G/L来进行织物前处理。413不同处理时间对前处理性能的影响处理时间对植物前处理也具有一定的影响，随着处理时间的增加，双氧水、氢氧化钠继续对织物进行处理，白度和毛效会更加好，但加大了对纤维的损伤，致使强力降幅增大。只要在满足织物处理效果的条件下，应尽量缩短处理时间，同时达到了节能省时的目的。处理时间的不同对前处理性能的影响见表43。表43不同处理时间对前处理性能的影响处理时间（MIN）45607590白度（）70757272273毛效（CM力（N）14373155615147661456169707172737445607590处理时间（MIN）白度（）图47不同处理时间对白度的影响051015202545607590处理时间（MIN）毛效（CM）图48不同处理时间对毛效的影响13501400145015001550160045607590处理时间（MIN）强力（N）图49不同处理时间对强力的影响由图47中可知，随着处理时间的增加，白度也逐渐增加；由图48中可知，随着处理时间的增加，毛效也逐渐增加，但增加的幅度不大；由图49中可知，随着处理时间的增加，强力却逐渐减小。由于处理时间为45MIN的时候，处理后的织物效果并不好，仍有一些棉籽壳等杂质附在织物表面，另外也有些位置出现泛黄。可以看出，处理时间的增加，各种化学药剂会继续作用棉织物，白度和毛效自然变好，强力自然因纤维的损伤增加而降低。因此，综合三个因素的影响和实际的生产需要，可以选择处理时间为60MIN来进行织物前处理，会获得比较好的效果。414精炼剂对前处理性能的影响精炼剂具有优异的润湿、渗透、乳化和分散作用，可有效地去除纤维上的蜡质、油脂、及矿物质，对水中的钙、镁、铁离子螯合力好。精炼剂对前处理性能的影响见表44。表44精炼剂对前处理性能的影响精炼剂白度（）毛效（CM）强力（N）不加精炼剂71615416796加精炼剂733517115237由表4中可知，加入精炼剂进行前处理后的织物在白度和毛效上都有所提高，尽管在强力上会比不加精炼剂时低一点，但综合三个因素的影响，加入精炼剂对前处理性能的影响有良好的效果。415不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响见表45。表45不同浓度的精炼剂对前处理性能的影响精炼剂浓度1234白度（）73173874752毛效（CM）16251675161562强力（N）1640315814150855150672737475761234精炼剂浓度（G/L）白度（）图410不同浓度的精炼剂对白度的影响1515516165171234精炼剂浓度（G/L）毛效（CM）图411不同浓度的精炼剂对毛效的影响14001450150015501600165017001234精炼剂浓度（G/L）强力（N图412不同浓度的精炼剂对强力的影响由图410中可知，随着精炼剂的浓度增加，白度逐渐增加；由图411中可知，精炼剂的浓度为2G/L的时候，毛效最好，浓度为1G/L时的毛效也比较接近；由图412中可知，随着精炼剂的浓度增加，强力逐渐减少。因此，综合三个因素的影响，可以选择精炼剂浓度为1G/L来进行织物前处理。42染色工艺条件对染色性能的影响421不同用量的靛蓝对染色性能的影响不同用量的靛蓝对染色性能的影响见表46。表46不同用量的靛蓝对染色性能的影响靛蓝浓度（）1152253K/S值215285353432453干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩摩擦牢度4141414141皂洗牢度35353535350123451152253靛蓝浓度（OWF,）K/S值图413不同靛蓝用量对棉织物K/S值的影响由图413中可知，随着靛蓝染料用量的升高，所染的棉织物的表观颜色深度呈现增大趋势，达到25以后，织物的表观颜色深度基本保持不变。由于本论文讨论的是靛蓝染中色系列的工艺，所以选用25的靛蓝用量即可。另外，摩擦牢度和皂洗牢度变化不大，在此仅作参考。422不同用量的保险粉对染色性能的影响不同用量的保险粉对染色性能的影响见表47。表47不同用量的保险粉对染色性能的影响保险粉浓度（）11652K/S值109111639862干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩摩擦牢度414141皂洗牢度3535358599510105111151211652保险粉浓度（OWF,）K/S值图414不同硫化碱用量对棉织物K/S值的影响由图414中可知，保险粉的用量达到165的时候，织物的表观颜色深度最好，因为保险粉用量太少，会造成染料的还原和溶解不完全，甚至染色不匀；用量过多，染浴的碱度增加，会造成上染率降低，染色深度就不好，而且加大了染色废水对环境造成的危害。423不同用量的烧碱对染色性能的影响不同用量的烧碱对染色性能的影响见表48。表48不同用量的烧碱对染色性能的影响烧碱浓度（）115252K/S值118421281810526干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩摩擦牢度414141皂洗牢度453535051015115252烧碱浓度（OWF,）K/S值图415不同烧碱用量对棉织物K/S值的影响由图415中可知，烧碱的用量达到1525的时候，织物的表观颜色深度最好，因为烧碱用量太少，会造成染料的还原和溶解不完全，甚至染色不匀；用量过多，染浴的碱度增加，会造成上染率降低，染色深度就不好，而且加大了染色废水对环境造成的危害9。424不同处理时间对染色性能的影响处理时间的增加，染料上染纤维就越好，染色后的织物表观颜色深度就越高。不同处理时间对染色性能的影响见表49。表49不同处理时间对染色性能的影响处理时间（次数）57910111213K/S值332472815136313521481267干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩干摩湿摩摩擦牢度41414141414141皂洗牢度353535353535350510152057910111213处理时间（次数）K/S值图416不同处理时间对棉织物K/S值的影响由图416中可看出，随着处理次数的增加，织物表观颜色深度逐渐加大，但到10次以后，表观颜色深度增加不明显，因此综合考虑能耗和质量的因素，选用处理时间为10次浸染和氧化就可以了。43前处理和靛蓝染料染色一浴法、两浴法和传统工艺的染色效果比较表410前处理和靛蓝染料染色一浴法、两浴法和传统工艺的染色效果强力K/S值摩擦牢度干摩湿摩传统工摩湿摩两浴摩湿摩一浴法165981299410500100015002000传统工艺两浴法一浴法不同的工艺方法强力（N）图417不同工艺方法的强力比较1112131415传统工艺两浴法一浴法不同的工艺方法K/S值图418不同工艺方法的K/S值比较由图417和图418中可看出，使用传统工艺所染的织物比其他方法染的织物的性能都要好，一浴法次之，两浴法较低，但传统工艺所花费的时间和消耗的电能却远远比其他方法要多，使用的水资源也多。而使用一浴法所染的织物的性能已经和传统工艺的比较接近，同时更加符合新时代的节能理念，缩短工艺时间，减少能耗，节约能源。另外，一浴法所染出来的织物摩擦牢度也能达到其他方法的水平。因此，一浴法具有良好的前景，很有取代旧的工艺方法的趋势。44经济效益分析短流程工艺在漂染设备中，充分利用了机电一体的优越性，使得节能降耗、提高生产效率、稳定产品质量变得易于掌握。而且电能费用是染整厂支出的一个重要组成部分，本文所研究的一浴法明显在这个部分中节省了不少电力资源。一浴法和传统工艺的比较，一浴法缩短了60MIN，节电50，节水75。以每月生