全棉貢緞提花面料的冷軋堆生產技術

徐華君　陳萬明　王力　張永高　史元慶　章金芳

摘要：針對全棉貢緞提花面料生產時能耗高、水耗大的問題，采用冷軋堆工藝對其進行前處理和染色，優化了冷軋堆工藝條件。結果表明：冷軋堆前處理后織物白度達到86%，毛細效應達到12.3 cm/30 min，冷軋堆染色織物的染色效果與高溫染色效果基本一致。經生產統計，每萬米全棉貢緞提花染色面料采用冷軋堆工藝較傳統高溫工藝能耗降低30%，水耗降低35%，節能減排效果顯著。

關鍵詞：全棉貢緞提花;冷軋堆前處理;白度;冷軋堆染色;K/S值

中圖分類號：TS192文獻標志碼：A文章編號：1009265X（2022）03017907

Study on the production technology of cold padbatch for

cotton satin jacquard fabric

XU Huajun， CHEN Wanming， WANG Li， ZHANG Yonggao，

SHI Yuanqing， ZHANG Jinfang

Abstract： In order to solve the problems of high energy consumption and large water consumption during cotton satin jacquard fabric production， the cold padbatch process was adopted for its pretreatment and dyeing， and the process conditions were optimized. The result indicates that the fabric whiteness under the pretreatment of cold padbatch process reaches 86%， with a capillary effect of 12.3 cm/30 min. The dyeing effect of fabric treated by cold padbatch process is basically the same as that of hightemperature dyeing. According to production statistics， compared with traditional hightemperature process， the energy consumption for 10，000 meters of dyed cotton satin jacquard fabrics through the cold padbatch process is reduced by 30% and water consumption is reduced by 35%， and the effect of energy saving and emission reduction is significant.

Key words： cotton satin jacquard fabric; cold padbatch pretreatment; whiteness; cold padbatch dyeing; K/S value

全棉貢緞提花面料手感柔軟、平滑細膩，光澤感和透氣性強，是極具市場競爭力的高檔服裝面料之一，深受消費者青睞[12]。全棉貢緞提花織物坯布緊密厚實，夾雜在纖維芯層的雜質難以去除，采用高溫退煮漂一浴前處理后其白度和毛效往往達不到染色工藝要求，因此，生產上一般需對其進行絲光處理后再染色[35]，然而該工藝路線長、能耗高、水耗大，大大降低了印染企業的效益。與此同時，全棉提花貢緞面料在高溫浸染染色中易出現擦傷、折皺等問題，嚴重影響了產品品質。

冷軋堆工藝具有節能減排、不擦傷織物的優點，該工藝不僅減輕了企業負擔，也符合綠色發展的生態環保要求，因此，冷軋堆工藝在棉織物的生產應用中受到廣泛關注[69]。冷軋堆在中厚棉織物的前處理中取得了很好效果[1011]，但該工藝應用到緊密的貢緞提花織物加工時，車間生產時常出現因除雜不徹底而引起染色品質不穩定等問題。本廠采用冷軋堆工藝對全棉貢緞提花面料進行加工時，發現冷軋堆前處理后的面料練不透，特別是提花處，冷軋堆染色時因前處理不夠，堿劑選用不當等工藝因素會出現染不深等現象，特別是黑色。針對全棉貢緞提花織物組織結構特點，基于本廠的現有設備，本文對冷軋堆的前處理和染色工藝進行了研究，以期實現全棉貢緞提花面料的高品質加工。

1實 驗

1.1材料與儀器

實驗材料：全棉貢緞提花織物（生坯），氫氧化鈉（工業級，濱化集團股份有限公司），碳酸鈉（工業級，蘇州市波浪化工有限公司），硅酸鈉（工業級，桐鄉市恒立化工有限公司），27.5%雙氧水（工業級，蘇州福彬新科化學有限公司），精練劑TF104（工業級，浙江傳化集團有限公司），精練劑TF125（工業級，浙江傳化集團有限公司），精練劑HD189、JC（工業級，自配），TF209（工業級，浙江傳化集團有限公司），茶皂素ZY（工業級，杭州中野天然植物科技有限公司），GS608螯合分散劑（工業級，蘇州福彬新科化學有限公司），精練劑ZT50（工業級，東莞市寶旭化工科技有限公司），精練劑ZT180（工業級，東莞市寶旭化工科技有限公司），活性黑WNN（工業級，浙江閏土股份有限公司）。

實驗儀器：Ci7800積分球式臺式色差分析儀（Xrite公司），Y571B型摩擦色牢度儀（寧波紡織儀器廠），HHS電熱恒溫水浴鍋（上海醫療器械五廠），YM065電子織物強力儀（寧波紡織儀器廠），RJ350Ⅲ軋染機（上海雙翼實業公司），WSD3C全自動白度計（北京康光儀器有限公司）。

1.2實驗方法

冷軋堆前處理：坯布→浸軋前處理液（氫氧化鈉、精練劑、雙氧水）→打卷密封→堆置若干小時→水洗烘干

冷軋堆染色：棉織物→浸軋染色液（活性黑WNN 70 g/L、堿劑）→打卷密封→堆置若干小時→皂洗（皂洗劑2 g/L，85 ℃，10 min）→水洗烘干

1.3性能測試

白度：依據GB/T 8424.2-2001《紡織品 色牢度試驗 相對白度的儀器評定方法》測4次，取平均值。

毛細效應（毛效）：依據FZ/T 01071-2008《紡織品 毛細效應試驗方法》測30 min內水沿試樣上升的平均高度（單位為cm）。

強力：依據GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》，在YM065型電子織物強力儀上，測試棉機織物生坯脫膠前后的斷裂強力，并計算強力保持率。

退漿率：取未經任何處理的織物烘干稱重，記為W0，然后將處理后的織物烘干稱重，記為W1，根據式（1）計算其退漿率T。

K/S值：將冷軋堆染色的棉織物采用Ci7800積分球式臺式色差分析儀（D65光源，45°）對織物的染色表觀色深值（K/S）值進行測定，測3次，取平均值。

耐摩擦色牢度：依據GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試。

耐皂洗色牢度：依據GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》測試，以棉和羊毛為貼襯。

勻染性：在染色后的棉機織物上任取8個點，在最大吸收波長λmax處測試其表觀深度K/S值，計算標準偏差S，以表示染色織物的勻染性。

2結果與討論

2.1冷軋堆前處理工藝

2.1.1精練劑對棉冷軋堆前處理效果的影響

由于冷軋堆前處理實質上是在低溫條件下進行的反應，在這樣的低溫堆置下，精練劑性能的優劣對棉織物處理后的效果起到了至關重要的作用。為了驗證精練效果，設定工藝如下：各類精練劑4～28 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆前處理后織物毛效、白度、退漿率如圖1-圖3所示。

由圖1可知，精練劑在4～28 g/L范圍內，冷軋堆前處理后棉織物的毛效表現不同，但基本都隨著精練劑用量增加而增大，增大到一定程度后趨于穩定。整體看，精練劑HD189的毛效最佳，其次為JC，接著依次為ZT180、TF125、TF104、ZT50，ZY效果最差，處理后毛效幾乎為0，所以明顯不適用于冷軋堆前處理工藝。

由圖2可知，不同精練劑冷軋堆前處理后棉織物的白度表現不同，雖然織物白度隨著精練質量劑濃度的增加而有所增大，但在試驗的精練劑質量濃度范圍4～28 g/L時，濃度對白度的影響相對較小，白度總體較高，精練劑的種類對白度影響較大，其中使用精練劑HD189的白度最佳，其次為ZT180，接著依次為JC、TF125、TF104、ZT50，最差的依然是茶皂素ZY。

由圖3可知，不同精練劑在4～28 g/L范圍內，冷軋堆前處理后棉織物的退漿率表現不同，但隨著精練劑質量濃度的增加退漿率也增加。其中HD189的退漿率最高，其次為JC，接著依次為TF125、ZT180、TF104、ZT50，最差的是茶皂素ZY。

綜合來看，各類精練劑在不同濃度下，對棉織物毛效、白度、退漿率的影響變化趨勢幾乎一致，其中HD189的前處理效果最好，HD189的濃度以12 g/L為宜，ZY的效果最差。后續采用HD189作為棉冷軋堆前處理用精練劑。

2.1.2氫氧化鈉質量濃度對棉冷軋堆前處理效果

的影響氫氧化鈉作為一種強堿，在棉冷軋堆前處理工藝中可以去除棉坯布中的很多雜質。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉30～100 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆處理后織物毛效、白度、退漿率、強力保持率如表1所示。

由表1可知，隨著氫氧化鈉質量濃度的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。在氫氧化鈉為30～60 g/L時毛效和白度的提升較快，當氫氧化鈉超過60 g/L時毛效提升緩慢，白度也基本穩定。在氫氧化鈉為30～40 g/L和50～60 g/L時，隨著質量濃度的增加退漿率迅速增加，當質量濃度增加到80 g/L以上時退漿率基本穩定。隨著氫氧化鈉的增加，織物的強力保持率逐漸降低。在氫氧化鈉為30～70 g/L時，質量濃度增加對強力損失影響較小，當質量濃度增加到70 g/L以上時強力損失較大。綜合考慮，棉冷軋堆前處理時氫氧化鈉的質量濃度為60 g/L為宜。

2.1.3雙氧水質量濃度對棉冷軋堆前處理效果的

影響雙氧水在棉冷軋堆前處理工藝中可以去除部分漿料，同時也起氧化漂白的作用，增加棉織物的白度。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水10～100 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。冷軋堆前處理后織物毛效、白度、退漿率、強力保持率如表2所示。

由表2可知，隨著雙氧水質量濃度的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。當雙氧水為10～70 g/L時白度提高較快，質量濃度超過70 g/L時，白度提升緩慢。當雙氧水濃增加到40 g/L時毛效提升較大，繼續增加到80 g/L時毛效基本穩定。當雙氧水為10～50 g/L和70～90 g/L時退漿率提升明顯，質量濃度在50～70 g/L時退漿率增加緩慢。當達到90 g/L以上時，退漿率基本穩定。但雙氧水的質量濃度逐漸增加時，織物強力在逐漸下降。因此，雙氧水的質量濃度為70 g/L為宜。

2.1.4堆置時間對棉冷軋堆前處理效果的影響

由于棉冷軋堆前處理工藝是在低溫環境下反應的，低溫環境下對織物的作用比較溫和，可以有效去除棉織物上的雜質，但是必須要保證足夠的堆置時間。選定HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置不同時間處理后織物白度、毛效、退漿率如表3所示。

由表3可知，隨著堆置時間的增加，織物的毛效、白度和退漿率都隨之提高。當堆置時間從12 h到20 h時，隨堆置時間的增加，白度、毛效、退漿率增加十分迅速，當堆置時間繼續增加時，綜合效果提升減緩，超過24 h時基本穩定下來。12～24 h內織物的毛效從3.5 cm到7.9 cm，白度從70%到79%，退漿率從5.7%到9.3%。因此，冷軋堆前處理堆置時間選擇24 h為宜。

2.1.5不同水洗工藝對比

基于以上因素分析，確定冷軋堆前處理工藝：精練劑HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%雙氧水70 g/L，GS608螯合分散劑8 g/L，室溫堆置24 h。按照該工藝冷堆后熱水洗，經多次重復試驗發現，處理后織物毛效基本在8 cm，白度80%，退漿率9%，白度和毛效仍不能滿足染色生產工藝要求，因此設計了3條水洗工藝路線，考察其對前處理效果的影響，結果如表4所示。

a）冷軋堆→熱水洗（90 ℃，3次）→溫水洗（2次）→冷水洗（1次）→烘干

b）冷軋堆→堿氧洗（80 ℃，2次）→熱水洗（90 ℃，2次）→溫水洗（1次）→冷水洗（1次）→烘干

c）冷軋堆→堿氧洗（80 ℃，2次）→蒸（102-105 ℃，2 min）→熱水洗（90 ℃，2次）→溫水洗（1次）→冷水洗（1次）→烘干

其中堿氧洗工藝處方：氫氧化鈉4 g/L，雙氧水4 g/L，HD189 3 g/L。

由表4可以看出，水洗工藝c的效果明顯優于水洗工藝a和b，表明棉織物冷軋堆前處理后繼續采用堿氧洗和短蒸處理，可促進棉織物中各種雜質的去除，顯著提高織物的白度和毛效，退漿率也有所提升，該工藝處理后的織物白度和毛效達到了我廠常用工藝（高溫前處理后再絲光）的水平。

2.2冷軋堆染色工藝

2.2.1堿劑的選擇

棉冷軋堆染色常用的固色堿有氫氧化鈉、硅酸鈉、碳酸鈉等[12]。氫氧化鈉作為供堿組分，主要提供活性染料反應的堿度;碳酸鈉或硅酸鈉作為緩沖組分，可調節堿液pH值，控制染料的水解，提高固色率，同時可降低染色前后色差[13]。因此，堿劑采用硅酸鈉與氫氧化鈉或者碳酸鈉與氫氧化鈉的混合形式可能較好。所以，本文討論了氫氧化鈉作為供堿組分和硅酸鈉或碳酸鈉作為緩沖組分的兩種組合堿劑用于冷軋堆染色的效果。

染料質量濃度70 g/L時，在緩沖堿劑不同的條件下，對棉織物進行冷軋堆染色，并測試染色后織物K/S值，結果如圖4所示。

由圖4可知，供堿組分相同情況，由硅酸鈉或碳酸鈉當做緩沖組分的K/S值不同。采用硅酸鈉作為緩沖組分的堿劑在同樣濃度下明顯比碳酸鈉染色織物的K/S值高，達到30左右。所以，選擇供堿組分為氫氧化鈉，緩沖組分為硅酸鈉的復合堿劑作為研究棉冷軋堆染色的堿劑。

2.2.2堿劑的用量對棉冷軋堆染色的影響

染料質量濃度70 g/L時，確定氫氧化鈉質量濃度為5 g/L，堆置時間為24 h，在硅酸鈉質量濃度不同的情況下進行冷軋堆染色，染后織物的K/S值如圖5所示。

由圖5可知，采用30 g/L硅酸鈉和5 g/L氫氧化鈉的復合堿進行棉冷軋堆染色，K/S值最高，因此，選擇5 g/L氫氧化鈉和30 g/L硅酸鈉作為棉冷軋堆染色堿劑。

2.2.3堆置時間對棉冷軋堆染色的影響

采用5 g/L氫氧化鈉和30 g/L的硅酸鈉作為棉冷軋堆染色堿劑，染料濃度70 g/L，堆置不同時間，測試染色織物K/S值，結果如圖6所示。

圖6可知，隨著堆置時間的增加，染色棉織物的K/S值逐漸增大。當棉冷軋堆染色堆置時間達到20 h時，繼續增加堆置時間，染色織物K/S值略有降低，說明當堆置時間為20 h的時候上染已經達到最大，所以，棉冷軋堆染色堆置時間選擇20 h為宜。

2.3冷軋堆工藝與傳統工藝對比

將全過程采用冷軋堆工藝的染色棉織物與傳統高溫工藝（高溫前處理—絲光—高溫浸染）的染色棉織物進行比對，結果如表5所示。

由表5可知，采用冷軋堆工藝的染色棉織物和傳統高溫工藝的染色棉織物染色效果整體相差不大，因此，冷軋堆工藝完全可以代替傳統高溫工藝。根據本廠連續半年的生產數據表明，每萬米全棉提花貢緞染色面料采用冷軋堆工藝能耗較傳統工藝降低30%，水耗降低35%，節能減排效果顯著。

3結論

本文采用冷軋堆工藝對全棉貢緞提花面料進行前處理和染色，探討了不同因素對冷軋堆工藝的影響，并與傳統高溫工藝進行了比對，所得研究結論如下：

a）全棉貢緞提花面料冷軋堆前處理的優化工藝條件為：HD189 12 g/L，氫氧化鈉60 g/L，27.5%的雙氧水70 g/L，室溫堆置24 h。冷堆后采用軋堿氧后短蒸，可顯著提高前處理的白度和毛效。優化的冷軋堆工藝前處理后織物白度86%，毛效12.3 cm/30 min，退漿率11.5%，滿足了染色生產的需求。

b）當活性黑WNN染料濃度為70 g/L時，冷軋堆染色的優化工藝條件為：氫氧化鈉5 g/L，硅酸鈉30 g/L，室溫堆置20 h，染色織物色深可達30，色牢度符合要求。

c）采用冷軋堆工藝的染色棉織物與傳統高溫工藝的染色棉織物染色效果相當，但冷軋堆工藝的節能減排效果明顯，每萬米全棉提花貢緞染色面料的生產能耗較傳統工藝降低30%，水耗降低35%。冷軋堆工藝對于印染企業降低碳排放，實現經濟和社會效益的統一具有很好的促進作用。

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收稿日期：20210727網絡出版日期：20210826

基金項目：中國博士后科學基金項目（2021M690599）

作者簡介：徐華君（1974-），男，浙江上虞人，工程師，主要從事印染技術和生產管理方面的研究。

通信作者：章金芳，Email：jinfang@zhejianghaoyu.com