棉针织物除油、前处理一浴工艺研究

陈　镇，杨　军，周文常，彭志鹏

(1.湖南工程学院 化学化工学院 生态纺织材料及染整新技术湖南省高校重点实验室，湘潭 411104；2.广东德美精细化工股份有限公司，顺德 528305)



棉针织物除油、前处理一浴工艺研究

陈镇1，杨军1，周文常1，彭志鹏2

(1.湖南工程学院 化学化工学院 生态纺织材料及染整新技术湖南省高校重点实验室，湘潭 411104；2.广东德美精细化工股份有限公司，顺德 528305)

采用多功能除油剂DM-1141与氢氧化钠、过氧化氢等组成前处理液，对棉针织物油污坯布进行了除油、前处理一浴法处理，探讨了NaOH浓度、除油剂浓度、H2O2浓度、作用温度及作用时间对处理效果的影响，并对比了油污坯布处理前后的性能.结果表明，在优化工艺条件下，采用该除油、前处理一浴法工艺后，织物毛效12.2 cm，白度为85.1，手感评级4～5级，仅断裂强力有少量下降.

棉针织物；除油；前处理；毛效；白度

棉针织物具有吸湿、透气性好，穿着柔软、舒适，染色、服用性能优良等优点，是各种内衣、婴儿服、便服、运动服及夏季外衣的良好材料[1，2].

棉针织物在纺纱织造、染整加工及运输贮存中由于机械或人为的因素，难免会使织物沾上油性物质，如锭子油、黑机油、齿轮油、白矿油、润滑油等[3，4]，考虑到由于机油是从石油中分离出来的具脂肪烃或脂环烃、芳烃的衍生物，根据相似相溶原理，相比合成纤维，其与天然纤维(亲水性纤维)的亲和力较低，一般只浮在纤维的表面，难以渗透到纤维内部，要相对容易去除[5，6].多功能除油剂DM-1141是一种以表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚、吸附剂尿素、助溶剂四氯乙烯为主要成分的复配物，还可作为精练剂、洗涤剂、乳化剂和去浮色剂使用，因此，本次研究主要探索将除油工艺与前处理工艺采用一浴法同时进行，旨在同步达到除油、前处理的目的，缩短工艺流程.

1　实验部分

1.1实验材料、药品、仪器

1.1.1实验材料

纯棉针织汗布毛坯：细度为18 tex，克重为105 g/m2.

1.1.2实验药品

主要药品：多功能除油剂DM-1141、除油渗透剂DM-1201、双氧水稳定剂DM-1403、除氧酶DM-8697：广东德美精细化工股份公司，NaOH、冰醋酸、30%H2O2：天津科密欧化学试剂有限公司.

1.1.3实验仪器

主要仪器：YG026B电子织物强力机、WSD-Ⅲ白度仪、YG81型毛效测定仪、恒温水浴锅、Y101-2电热干燥箱：宁波纺织仪器厂；YLD-2000电热鼓风干燥箱、LSA-400热定型机：佛山市南海区宏信机械设备有限公司.

1.2工艺流程

1.2.1织物准备

油污布准备：将黑机油、齿轮油和白矿油按一定比例(1∶3∶6)混合，用胶头滴管均匀滴加在水平挂于针板架的织物上，待油滴扩散后，150 ℃焙烘 60 s 待用.

1.2.2处理液初始配方

NaOH30 g/L

30%H2O215 ml/L

多功能除油剂DM-11416 ml/L

双氧水稳定剂DM-14033 ml/L

除油渗透剂DM-12011 ml/L

浴比1∶30

1.2.3工艺路线

图1　棉针织物除油、前处理一浴工艺路线

1.3实验内容

从1.2.2处理液配方和1.2.3工艺曲线可以看出，影响本实验结果的因素主要有NaOH浓度、30%H2O2和除油剂DM-1141用量及保温温度和时间，因此，将对以上主要影响因素进行分析和讨论.各因素所选取的考察梯度范围如表1所示.

表1　各因素所选取的梯度范围

1.4测试方法

1.4.1毛效

参照 FZ /T 01071-2008《纺织品毛细效应测试方法》测定.

1.4.2白度

参照 GB /T 8424.2-2001《纺织品色牢度试验 相对白度的仪器评定方法》测定.

1.4.3断裂强力

按照GB/T2379-1997《纺织品织物拉伸性能，第1部分：断裂强力和断裂伸长的测定条样法》.

1.4.4手感

采用主观评价方法[7]，即“捏、摸、抓、看”，评定织物的滑爽、软糯、丰满、弹性、挺括、身骨和活络等手感特征，采用5级评级，以未处理的油污坯布为1级——最差，以未油污的经前处理的棉针织物为5级——最好.

2　结果与讨论

2.1NaOH浓度对处理效果的影响

根据1.2.2处理液初始配方、1.2.3工艺路线及1.3实验内容中设计的NaOH浓度梯度，保持其它因素不变，测定NaOH浓度对织物的毛效、白度、断裂强力和手感的影响，如图2和图3所示.

图2　NaOH浓度对织物毛效和白度的影响

图3　NaOH浓度对织物的断裂强力和手感的影响

由图2可以看出，织物的毛效值和白度值随着NaOH浓度的增加而增大，尤其是在30 g/L前增速明显，说明NaOH对织物白度，尤其是毛效有着重要的积极影响；从图3可以看出，织物的断裂强力随NaOH浓度的增加急速下降，手感评级先快速上升，在30～40 g/L手感较好，达到4级，然后手感有少量下降.产生这一变化的原因：在热碱液中，坯布所含的油渍、蜡质、色素等，或部分发生溶胀，与纤维的黏附变松、脱落；或部分生成水溶性较高的钠盐，溶解度增大，进入溶液中；或经皂化，再乳化成高级醇，与水互溶，杂质脱落，故经处理后织物变得洁净，柔软，吸水性提高，毛效和白度增加明显，手感变好.虽然纤维素对碱稳定，但当棉纤维上有碱存在时，在游离氧的存在下，能对纤维素起强烈的氧化作用，使纤维受到损伤，强力受到破坏，因此，随着NaOH浓度的增加，织物的断裂强力呈明显下降趋势.

综上，选择NaOH浓度为30 g/L.

2.2H2O2用量对处理效果的影响

固定NaOH浓度为30 g/L，根据1.2.2处理液初始配方、1.2.3工艺路线及1.3实验内容中设计的30%H2O2用量梯度范围，保持其它因素不变，测定H2O2用量对织物的毛效、白度、断裂强力和手感的影响，如图4、图5所示.

图4　H2O2用量对织物毛效和白度的影响

图5　H2O2用量对织物断裂强力和手感的影响

综上，选择H2O2浓度为20 ml/L.

2.3除油剂用量对处理效果的影响

固定NaOH浓度为30 g/L，30%H2O220 ml/L，根据1.2.2处理液初始配方、1.2.3工艺路线及1.3实验内容中设计的除油剂用量梯度范围，保持其它因素不变，测定除油剂用量对织物的毛效、白度、断裂强力和手感的影响，如图6、图7所示.

图6　除油剂用量对织物毛效和白度的影响

图7　除油剂用量对织物断裂强力和手感的影响

由图6可以看出，织物的毛效值和白度值在除油剂用量0～4 ml/L时急速增加，4 ml/L后增速减缓；由图7可以看出，织物的手感评级在4～6 ml/L时有较高值，之后有降低，而除油剂用量的增加对织物断裂强力的影响很小.产生这一变化的原因：多功能除油剂DM- 1141除了其本身的除油功能，还具有精练、洗涤、乳化等性能，不仅能与外界油渍，也能与棉坯布本身所含的油脂、蜡质反生乳化作用，减弱油污与织物表面的粘附作用，与织物分离，均匀分散于整个处理液中[8].因此，随着除油剂用量的增加，油污乳化程度增加，除油效果愈发明显，毛效、白度、手感增加明显，但随着织物上的油渍基本除净，除油剂浓度再增加时，对前处理效果已无明显影响.同时，由于多功能除油剂DM-1141并没有与纤维素之间发生明显物理化学反应，故织物的断裂强力没有明显损失.

综上，选择低温除油剂DM-1411为4 ml/L.

2.4保温温度对处理效果的影响

固定NaOH浓度为30 g/L，30%H2O2浓度20 ml/L，除油剂DM-1141为4 ml/L，根据1.2.2处理液初始配方、1.2.3工艺路线及1.3实验内容中设计的保温温度梯度范围，保持其它因素不变，测定保温温度对织物的毛效、白度、断裂强力和手感的影响，如图8、图9所示.

图8　保温温度对织物毛效和白度的影响

图9　保温温度对织物的断裂强力和手感的影响

由图8可以看出，织物的毛效和白度随着保温温度的增加而逐步增加，毛效在95 ℃有较大值，达12.2 cm；由图9可以看出，织物的手感评级在85～95 ℃有较高值，而断裂强力随保温温度的增加微弱下降，在100 ℃时下降明显.产生这一趋势的原因：根据布朗运动规律，随着溶液体系温度的升高，分子热运动加速，有利于坯布本身所含的果胶、蜡质、棉籽壳及外部油渍等杂质大分子分解成小分子、大颗粒溶解成小颗粒，同时，温度的升高有利于促进NaOH、H2O2、除油剂与上述杂质反应的加速，提高反应效率.棉纤维虽然具有一定的耐热性，但在湿热条件下对棉纤维强力还是具有一定的损失.

综上，选择作用温度为95 ℃.

2.5保温时间对处理效果的影响

固定NaOH浓度为30 g/L，H2O2浓度20 ml/L，除油剂DM-1141为4 ml /L，保温温度为95 ℃，根据1.2.2处理液初始配方、1.2.3工艺路线及1.3实验内容中设计的保温时间梯度范围，保持其它因素不变，测定保温时间对织物的毛效、白度、断裂强力和手感的影响，如图10、图11所示.

由图10可以看出，在50 min前，织物的毛效和白度随着作用时间的增加而增加，而后趋向平衡；由图11可以看出，织物的手感评级在50～70 min有较高值，而断裂强力随作用时间的增加而缓缓下降.产生这一变化的原因：随着织物在前处理液体中完全浸渍，各主要试剂充分进入纤维内部，在反应物质间完全接触、相互作用，促进反应的引发、增速，随时间的推移和累积，试剂与坯布本身所含的杂质、油渍充分反应，杂质和污渍被不断分离、去除，毛效、白度、手感均增加；反应一定时间后，杂质和污渍被大部分去除，有效反应减少，反应速率降低.而随着时间的推移和累积，NaOH、H2O2会持续对棉纤维强力产生损伤，故，对棉织物的断裂强度力是逐渐降低的.

图10　保温时间对织物毛效和白度的影响

图11　保温时间对织物的断裂强力和手感的影响

综上，选择保温时间为50 min.

2.6最佳工艺

综上所述，棉针织油污坯布除油、前处理一浴法的最佳处理液配方是：

NaOH30 g/L

30%H2O220 ml/L

多功能除油剂DM-11414 ml/L

双氧水稳定剂DM-14033 ml/L

除油渗透剂DM-12011 ml/L

浴比1∶30

棉针织油污坯布除油、前处理一浴法的最佳工艺路线是：

图12　棉针织物除油、前处理一浴最佳工艺路线

将油污坯布在最佳工艺条件下进行除油和前处理一浴处理，并与未经处理的油污坯布对比，其结果如下：

表2　最佳工艺条件下的处理效果

从表2可以看出：在最佳工艺下，油污坯布经除油、前处理一浴处理后，毛效、白度及手感提升明显，仅织物的断裂强力的少量下降(﹤15%，能满足生产要求)，说明该工艺能有效用于棉针织物除油、前处理复合处理.

3　结　论

(1)棉针织油污坯布除油、前处理一浴法的最佳工艺：NaOH 30 g/L，30%H2O220 ml/L，多功能除油剂DM-1141为4 ml/L，保温温度为95 ℃，保温

时间50 min，经处理后的棉针织物的毛效12.2 cm，白度为85.1，手感评级4～5级，效果较好.

(2)棉针织油污坯布采用除油、前处理一浴法工艺有以下优点：①除油、前处理效果均较好，且对织物其他服用性能影响小.②缩短了工艺流程，且工艺过程简单，节约了能源和资源.

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[3] 姬海涛，马成斌，姚庆才，等. 除油剂XP[J]. 印染，2012，38(21)：37-39.

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[5] 赵莹，王深喜，周光勇，等. 多功能除油剂DM-1112在针织物上的应用工艺探讨[J]. 针织工业，2009(3)：61-63.

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[8] 陈镇，潘璞，张帆，柳超. 超细涤纶织物低温除油工艺研究[J].丝绸，2015，52(2)：19-24.

Study on One-bath Process of Degreasing and Pretreatment of Cotton Knitted Fabric

CHEN Zhen1,YANG Jun1,ZHOU Wen-chang1,PENG Zhi-peng2

(1. Key Laboratory of Ecological Textile Materials & Novel Dyeing and Finishing Technology, Hunan Provincial Education Department, School of Chemistry & Chemical Engineering, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104， China；2. DYMATIC Chemicals, Inc., Shunde 528305, China)

The oiled cotton knitted grey fabrics is treated by one-bath process of degreasing and pretreatment in a solution which is mixed multi-functional deoiling agent DM-1141, NaOH, H2O2and other components. And the influences of main factors on treatment effect are discussed, including NaOH, deoiling agent and H2O2concentration, processing temperature and time. Then the performance of oiled fabric before and after treating is compared. The results is show that the capillary effect of cotton knitted fabric is 12.2 cm; its whiteness is 85.1, the fabric handle is 4～5 level under the optimized process conditions, and breaking strength is decreased a little.

cotton knitted fabric；degreasing；pretreatment；capillary effect；whiteness

2016-03-03

陈镇(1981—)，男，博士研究生，讲师，研究方向：环境友好型染整技术及印染废水处理.

TS192.2

A

1671-119X(2016)03-0064-05