印染生產工藝.doc

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目錄 第一章 印染生產工藝與廢水 第二節(jié) 印染生產工藝 一、棉及其混紡織物印染加工工藝 二、麻紡產品的印染加工工藝 三、毛及毛紡產品的印染加工工藝 四、絲及絲織產品的印染加工工藝 五、合成纖維產品的印染加工工藝 第二節(jié)　　印染生產工藝 一、棉及其混紡織物印染加工工藝 棉紡織及其印染行業(yè)是我國紡織工業(yè)中規(guī)模最大、基礎較好、歷史悠久的主要行業(yè)，在我國已有近百年的發(fā)展歷史。棉印染行業(yè)使用的染化料品種和數(shù)量最多。由于棉花纖維含有的大量天然雜質會影響后續(xù)加工過程和產品的質量，需要采用化學方法加以去除。棉纖維與染料的結合力主要靠范德華力和氫鍵，其使用的染料主要為活性、還原、直接、硫化等類，這些染料價格較便宜，上染率卻不太高，尤其是硫化染料，上染率只有左右，其余均殘留在水中，造成廢水中污染 物濃度較高。棉的混紡織物中的化學纖維主要是滌綸，這種纖維的染色主要采用分散染料，和上述適宜棉織物的染料相比，分散染料上染率較高，但染料中填充劑較多，也給廢水治理帶來困難。棉及其混紡織物印染加工的一般工藝流程如下圖所示。 1.燒毛 在紡紗時，有很多短而松散的纖維露于紗線的表面，再加上織機的摩擦，使織物表面聳立著一層短纖維，這層絨毛不僅影響織物的光潔度和容易沾染灰塵，而且在印染加工中還會產生各種疵病。燒毛的目的在于燒去布面上的絨毛，使布面光潔美觀，并防止在染色印花時，因絨毛的存在而產生染色不勻及印花疵病。 燒毛是將坯布迅速地通過火焰或擦過赤熱的金屬表面，這時布面上存在的絨毛很快升溫而燃燒，而坯布因為比較緊密，升溫較慢，在未升到著火點時已離開了火焰或赤熱的金屬表面，從而達到既燒去絨毛，又不使織物受到損傷的目的。 織物燒毛是物理的干態(tài)加工過程，無廢水產生。 2.退漿 在織造時，經紗由于開口和投梭作用受到較大的張力和摩擦，常發(fā)生斷經現(xiàn)象，為了減少斷經，提高經紗的強力、耐磨性及光滑程度，保證織布的順利進行，在織造前經紗一般都要經過上漿處理。 經紗上漿方便織造，但給印染加工帶來許多困難，它不僅影響織物的滲透性，阻礙化學藥劑和染料與纖維的接觸，多耗用染化藥品，還會影響產品質量。所以在棉布練漂前要進行退漿。退漿不僅可去除棉布上的漿料，而且還能去除棉纖維上的部分天然雜質。退漿的方法主要有酶、堿、氧化劑退漿等?？椢锷系臐{料主要有天然漿料（如淀粉等）、合成漿料〔如聚乙烯醇（PVA ）〕及纖維素漿料〔如羧甲基纖維素（CMC）等〕。 酶是某些動植物或微生物所分泌的一種蛋白質，對某些物質的分解有特定的催化作用。用于退漿中的酶最常用的為淀粉酶，它只對淀粉的分解有催化作用。 在熱燒堿（氫氧化鈉）的作用下，淀粉或化學漿料都會發(fā)生劇烈的溶脹，溶解度提高，然后用熱水洗去，可去掉漿料。 在氧化劑的作用下，淀粉等漿料發(fā)生氧化、降解直至分子鏈斷裂，溶解度增大，經水洗后容易去除。用于退漿的氧化劑有雙氧水、亞溴酸鈉、過硫酸鹽等。 由于織物上漿料品種的不同，因而需采用不同的退漿方法和工藝，所產生的廢水水質存在著較大差異，特別是隨著 聚乙烯醇（PVA）漿料使用量的增加，廢水處理的難度也隨之加大。 3.煮練 棉布經過退漿后，雖然大部分漿料和小部分天然雜質已經去除，但是仍然存在著大部分天然雜質，如蠟狀物質、果膠物質、含氮物質、棉籽殼及部分油劑和少量漿料等，這些雜質的存在使棉織物布面較黃、滲透性差，不能滿足染色、印花、整理等后續(xù)加工的要求，因此，退漿后要進行煮練。煮練就是用化學方法去除棉布上的天然雜質，精練提純纖維素的過程。 煮練的主要用劑是燒堿（氫氧化鈉），此外，常用的助練劑有表面活性劑、硅酸鈉和亞硫酸氫鈉等。燒堿能使蠟狀物質中的脂肪酸酯皂化，脂肪酸生成鈉鹽，轉化成乳化劑，能使不易皂化的蠟質乳化去除。另外，燒堿能使果膠物質和含氮物質水解成可溶性的物質而去除。棉籽殼在堿煮的過程中發(fā)生溶脹，變得松軟，再經水洗和搓擦，棉籽殼解體而脫落下來。表面活性劑能降低表面張力，起潤濕、凈洗和乳化等作用。在表面活性劑的作用下，煮練液潤濕織物，并滲透到織物內部，有助于雜質的去除，提高煮練效果。亞硫酸鈉能使棉籽殼中的木質素變成可溶性的木質素磺酸鈉而有助于棉籽殼的去除。硅酸鈉具有吸附煮練液中鐵質和棉纖維中雜質分解產物的能力，可防止在棉織物上產生銹斑或雜質分解產物的再沉積，有助于提高棉織物的吸水性和白度。 由于煮練液中大量使用了燒堿、表面活性劑和其他助劑，因而其殘液中的pH 值高，有機污染物濃度高。 4.漂白 棉布經過煮練后，雖然在一定程度上去除了雜質，但仍然殘留色素，外觀不潔白，影響染色和印花織物的色澤鮮艷度，因此需進行漂白。 漂白的目的主要是去除天然色素，賦予棉布以必要的白度，同時也可以進一步去除棉布上殘留的其他雜質，提高其潤濕性能。 棉布漂白時所用的漂白劑有還原型和氧化型兩大類。還原型漂白劑通過還原作用破壞色素，但效果不穩(wěn)定，漂白后的織物在空氣中長久放置后，已被破壞的色素會重新氧化而復色，所以很少使用還原型漂白劑。常用的氧化型漂白劑主要有次氯酸鈉、過氧化氫、亞氯酸鈉等。它們均能在一定條件下，分解產生具有氧化作用的基團，破壞織物色素中的發(fā)色基團，使其失去顏色而起到漂白作用。 由于漂白所需的化學藥劑和去除的雜質較少，因而其排放的廢水中污染物含量及色度均較低。 5.絲光 絲光是棉織物在一定張力狀態(tài)下，浸軋濃堿的加工工序?？椢锝涍^絲光后，尺寸穩(wěn)定性提高，縮水率下降；斷裂強度提高，斷裂延伸度下降；對染料、水分的吸附能力提高；具有良好的光澤。 絲光液中燒堿的濃度非常高，一般不直接排放，回收后再循環(huán)使用。 6.染色 所謂染色是使染料與纖維發(fā)生化學或物理化學的結合，或者用化學方法直接在纖維上合成顏料，并使紡織品具有顏色的加工過程。染色是在一定溫度、時間、值和染色助劑等條件下進行的。各種纖維織物的染色都有其對應的染料，在整個染色過程中，染料是最基本的原料，它能上染纖維，且使纖維材料染上鮮艷堅牢的顏色。 染料是有色的有機化合物，用于棉及棉型織物染色的染料主要有直接染料、活性染料、還原染料、不溶性偶氮染料、硫化染料等，它們的結構中大多存在著偶氮基、蒽醌結構、苯環(huán)等復雜的基團，是難降解的有機化合物。對于棉的混紡織物，根據(jù)混紡的化學纖維種類，可選用分散染料等。 目前，染色過程均是在水中進行的，染色所排放的廢液中含有一定量的染料及其他有機污染物，呈現(xiàn)出不同的顏色。 7.印花 印花和染色一樣，也是染料在纖維上發(fā)生染著的過程。但印花是局部著色，為了防止染液的滲化、保證花紋的清晰精細，必須采用色漿印制，即紡織品印花是將各種染料或顏料調制成印花色漿，局部施加在紡織品上，使之獲得各色花紋圖案的加工過程。印花色漿一般由染料或顏料、糊料、助溶劑、吸濕劑等組成。 和染色相比，印花廢水量較少，水中污染物的濃度較低。 8.后整理 織物經過染色或印花后一般需進行整理，以使產品更具有挺括、光滑感或其他特性。整理過程基本不用水或用水量很少，基本無廢水產生。 因此，印染廢水通常包括前處理廢水和染色、印花廢水。對純棉織物而言，前處理廢水和染色、印花廢水中的污染物總量相近，對混紡織物而言，前者的濃度低于后者。印染廢水為有機廢水，廢水主要成分為人工合成的有機物（染料、助劑等）及部分天然有機物，并含有一定量的難生物降解物質。 二、麻紡產品的印染加工工藝 1.麻纖維的脫膠與練漂 用作服裝的麻纖維主要是苧麻、亞麻和黃麻，其中苧麻和亞麻的品質良好。苧麻和亞麻可純紡加工成麻織物，其織物制成成衣后，穿著挺括，吸濕和散熱快，是夏季服裝的良好面料。 麻纖維收割后，從麻莖上剝取麻皮，并從麻皮上刮去表皮而得到麻的韌皮，經曬干后就成為麻紡織廠的原料，稱為原麻。原麻中含有大量雜質，其中以多糖膠狀物質為主，這些膠狀物質大都包圍在纖維的表面，把纖維膠合在一起而呈堅固的片條狀。紡紗前必須將韌皮中的膠質去除，并使麻的單纖維相互分離，這一過程就稱為脫膠。 麻纖維中的膠質基本為無定形物質，在堿、無機酸和氧化劑的作用下可以水解。脫膠的方法一般為“化學脫膠法”或“生物酶脫膠法”。苧麻與亞麻由于纖維中含有的膠質不同，其脫膠具體方法也不相同。 苧麻化學脫膠的工藝流程為： 扎把—→浸酸—→沖洗—→高壓二次煮練—→水洗—→打纖—→酸洗—→沖洗（—→漂白—→精練 ） 扎把是把質量相近的麻束扎成0.5—1.0kg的小把，為煮練做準備。 打纖又稱敲麻，是利用機械的槌擊和水的噴洗作用，將已被堿液破壞的膠質從纖維表面清除，使纖維松散、柔軟。 酸洗是利用1—2g/L的硫酸中和纖維上的殘膠等有色物質，使纖維進一步松散、潔白。 亞麻化學脫膠的工藝流程為： 亞麻原莖—→選莖與束捆—→浸漬—→干燥—→碎莖—→打麻—→打成麻 流程中浸漬俗稱漚麻，又稱脫膠，它是利用燒堿或微生物來破壞亞麻纖維中的膠質。 麻織物的練漂基本上與棉織物的練漂相似，但工藝條件有一定的差異，特別是苧麻織物的絲光是采用半絲光。由于苧麻的結晶度和取向度都很高，吸附染料能力比棉低得多，通過半絲光可明顯提高纖維對染料的吸附能力，從而提高染料的上染率。如果進行常規(guī)絲光，苧麻的滲透性大大提高，染料易滲透進入纖維內部，使苧麻織物表觀得色量降低，并且織物強度下降，手感粗硬。 麻織物脫膠所產生的廢水污染嚴重，其中有機污染物含量較高。 2.麻織物的染色 由于麻和棉一樣均為纖維素纖維，因而麻織物染色工藝及使用的染料、助劑和棉織物基本相同。但由于麻纖維結晶度、取向度較高，染料難以滲透到纖維內部，著色率差，故染色產品多以淺色為主，和棉織物染色廢水相比，色度稍低。 麻紡織物加工過程中產生脫膠廢水和印染廢水，其中脫膠廢水為高濃度有機廢水，較易生物降解，印染廢水和棉織物的相近。 三、毛及毛紡產品的印染加工工藝 1．毛及毛紡產品的初加工 原毛中含有大量雜質，雜質含量一般占原毛重量的40%—50%雜質的成分分為天然和附加雜質兩類。天然雜質主要是羊脂、羊汗；附加雜質主要為砂土、草屑等。羊脂是由羊的脂肪腺分泌出來的產物，它的主要成分是由高級脂肪酸和高級脂肪醇結合而成的比較復雜的酯類，還有少量游離狀態(tài)的醇類和脂肪酸，羊脂不溶于水。羊汗是由羊的汗腺中分泌出來的物質，主要是由含脂肪酸的鉀、鈉鹽及無機酸的鉀、鈉鹽所組成，可溶于水。因而在進行后續(xù)加工之前，需進行羊毛的初加工，它主要包括選毛、洗毛和炭化等工序。 （1）選毛：為了合理地使用原料，工廠對進廠的原毛，根據(jù)工業(yè)用毛分級標準和產品的需要，將套毛的不同部位或散毛的不同品質，用人工分選成不同的品級，這一工序叫做選毛，也稱為羊毛分級。選毛的目的是合理地調配使用羊毛，在保證和提高產品質量的同時，盡可能降低成本。 （2）洗毛：除去原毛中天然雜質的過程為洗毛，即洗毛主要是洗除羊毛纖維上的羊脂、羊汗。而纖維上的其他雜質如污垢、砂土等則因羊脂、羊汗被消除失去黏附作用而比較容易地從羊毛上脫離。因羊汗易溶于水，羊脂不溶于水，故洗毛主要是洗除羊脂。洗毛的方法主要有乳化法，即利用肥皂或合成洗滌劑的乳化、潤濕、滲透、增溶、凈洗等作用將羊脂從羊毛纖維洗除。乳化法又分為皂堿洗毛法、合成洗滌劑純堿法和溶劑法等。 （3）炭化：炭化是利用羊毛纖維和植物性雜質對無機酸抵抗力的不同，使植物性雜質被破壞，達到除草的目的。植物性雜質的主要成分是纖維素，它們的存在不但造成紡紗的困難，使織物手感粗糙，而且易造成染色疵病，所以要除去。雜質中的纖維素遇酸脫水炭化，強度降低，再經機械的壓榨、揉搓，即可將已脆化的雜質從羊毛中除去，而在適當?shù)墓に嚄l件下，羊毛纖維本身不致受到明顯的損傷。 （4）漂白：對于白度要求高的毛織物也需進行漂白。羊毛的漂白也可用氧化型和還原型兩類漂白劑。前者效果好，白度持久，但易損傷纖維，后者對羊毛損傷小，但白度不持久。目前較多采用雙漂的方法，即先氧化漂白，后還原漂白。 次氯酸鈉類的含氯漂白劑易使羊毛產生吸氯氯損，因而不能使用。 2.毛粗紡織物的加工工藝 毛織物按加工工藝不同可分為精紡毛織物和粗紡毛織物。粗紡毛織物的紋路較粗，整理前織物組織稀松，整理后要求織物緊密厚實，富有彈性，手感柔順滑糯，織物表面有整齊均勻的絨毛，光澤好，保暖性強。根據(jù)上述風格特點，粗紡毛織物的整理內容主要有縮呢、洗呢、剪毛及蒸呢等 （1）縮呢：在一定的濕、熱和機械力作用下，使毛織物產生縮絨氈合的加工過程叫做縮呢?？s呢的目的是使毛織物收縮，質地緊密厚實，強力提高，彈性、保暖性增加?？s呢還可使毛織物表面產生一層絨毛，從而遮蓋織物組織，改進織物外觀，并獲得豐滿、柔軟的手感。 （2）洗呢：毛織物在洗滌液中洗除雜質的加工過程稱為洗呢。原毛在紡紗之前已經過洗毛加工，毛纖維上的雜質已被去除，但在染整加工之前，毛織物上含有紡紗、織造過程中加入的和毛油、抗靜電劑、漿料等物質，還有沾污的油污、灰塵等，這些雜質的存在，將會對毛織物的染色和手感等造成不良影響，故必須在洗呢過程中將其去除。 洗呢是利用洗滌劑的潤濕和滲透，再經過一定的機械擠壓、揉搓作用，使織物上的污垢脫離織物并分散到洗滌液中加以去除。 （3）剪毛：無論是精紡織物還是粗紡織物都需要進行剪毛加工。粗紡織物縮呢、起毛后，表面絨毛長短不齊，剪毛后使絨毛平齊、呢面平整、外觀改善?？椢锛裘诩裘珯C上進行。 （4）蒸呢：毛織物在張力、壓力條件下用蒸汽處理的加工過程稱為蒸呢。蒸呢和煮呢的原理基本相同，都是使織物獲得永久定形。蒸呢的目的是使織物尺寸穩(wěn)定，呢面平整，光澤自然，手感柔軟，富有彈性。 3.毛精紡織物的加工工藝 精紡毛織物的結構緊密，紋路較細，整理后要求呢面光潔平整，織紋清晰，光澤自然，手感豐滿且有滑、挺、爽的風格，具有彈性，有些織物還要求呢面略具短齊的絨毛。為了達到上述要求，精紡毛織物的整理內容主要有燒毛、煮呢、洗呢、剪毛、蒸呢及電壓等。 （1）燒毛：燒毛是使織物展幅并迅速地通過高溫火焰，燒除織物表面上的短絨毛，以達到呢面光潔、織紋清晰的目的。燒毛主要用于加工精紡織物，特別是輕薄品種，而呢面要求有短細絨毛的中厚織物則不需燒毛。毛織物燒毛與棉織物的燒毛相似，一般采用氣體燒毛機。由于羊毛離開火焰后燃燒會自行熄滅，故不需要滅火裝置。 （2）煮呢：毛織物以平幅狀態(tài)在一定的張力和壓力下于熱水中處理的加工過程稱為煮呢。煮呢的目的是使織物產生定形作用，從而獲得良好的尺寸穩(wěn)定性，避免織物在后續(xù)加工或服用過程中產生變形和折皺等現(xiàn)象，同時煮呢還可使織物呢面平整、外觀挺括、手感柔軟且富有彈性。 （3）電壓：電壓整理是指含有一定水分的毛織物通過電熱板受壓一定時間，使織物呢面平整，身骨挺實，手感潤滑和光澤悅目。大多數(shù)精紡織物都需經電壓整理。 其他如剪毛、蒸呢和洗呢過程，精紡毛織物與粗紡織物類似。 4.毛織物的染色 毛織物的染色主要選用酸性染料、酸性媒染染料和酸性含媒染料。對于毛混紡織物，根據(jù)混紡的化學纖維種類可選用陽離子染料、分散染料和直接染料等。 與棉印染產品所排放的廢水相比，毛織物印染加工所排放廢水中污染物的含量較低，所使用的助劑基本上是較易降解的人工合成有機物，很適宜用生物化學法進行處理。 不同毛紡織產品其單位產品排放廢水中污染物濃度順序為：毛粗紡產品較高，絨線產品次之，毛精紡產品最低。 四、絲及絲織產品的印染加工工藝 1.天然絲織物的印染加工工藝 天然絲主要是指桑蠶絲，它屬于蛋白質纖維。絲織物具有光澤、柔軟、穿著舒適等特點，是高檔的紡織面料。生蠶絲由絲素和絲膠所構成，絲膠中含有脂蠟、無機物和色素等雜質，在織造時絲膠還會沾染漿料、油污等，這些雜質的存在不僅有損于絲織物柔軟、光潔的優(yōu)良品質，影響服用性能，還會使絲坯很難被水及染化料溶液所潤濕，妨礙修整加工。因此必須利用絲膠和絲素的化學結構和性質上的差異，除去絲膠和其他雜質，以獲得各種性能良好的絲織物，這一加工過程稱為精練。 由于絲織物精練的目的主要在于去除絲膠，隨著絲膠的去除，附著在絲膠上的雜質也一并除去。因此，絲織物的精練又稱為脫膠。 絲織物的色素絕大部分存在于絲膠中，脫膠后，一般不再漂白，但由于絲膠不可能完全脫凈，所以對白度要求高的產品，也需進行漂白。 絲織物除精練和漂白外，對某些品種如絹紡織物還要經過燒毛處理，以使織物表面潔凈。 和羊毛纖維一樣，天然絲織物也屬于蛋白質纖維，可用染羊毛的染料對其進行染色，但由于絲織物輕薄、嬌嫩，過于劇烈的染色條件會使織物表面受到擦傷和光澤下降，強力受損。 天然絲織物印染廢水為有機性廢水，廢水為中性，可生物降解性好，廢水中有機物含量相對較低，其排放的廢水污染物濃度介于毛粗紡產品廢水和毛精紡產品廢水之間。 2.再生纖維素纖維產品的印染加工工藝 再生纖維素纖維也稱人造絲，是以棉籽絨、木材為原料，經過化學加工使其溶解，分子重新進行排列，再通過抽絲加工成的纖維。再生纖維素纖維包括粘膠纖維、銅氨纖維和醋酯纖維等。目前產量最大的為粘膠纖維。 粘膠纖維的物理結構較天然纖維素纖維松弛，因此化學敏感性較強，濕強度較差，且易產生變形，在加工時，不能采用過分劇烈的工藝條件，同時要用松式設備，以免織物受到損傷和發(fā)生變形。 粘膠纖維織物的練漂加工工序與棉織物基本相同，一般需燒毛、退漿、煮練、漂白等。純粘膠纖維織物一般不需要煮練，必要時可用少量純堿或肥皂輕煮。粘膠纖維織物本身有光澤，由于耐堿性差，一般不進行絲光處理。 粘膠纖維織物染色和印花所使用的染料和助劑與棉紡產品的基本相同。由于人造絲本身含雜質很少，織物輕薄，故其前處理與染色或印花生產過程中排放的廢水量相對較少，污染物濃度相對較低，廢水中難生物降解的物質含量較少。 五、合成纖維產品的印染加工工藝 合成纖維織物練漂的目的在于去除織造過程中施加的油劑、所沾附的油污和漿料，使織物更加潔白。這些雜質可通過精練過程加以去除。精練完成后即可對織物進行染色。滌綸、錦綸和腈綸是合成纖維中產量最大的三種纖維，滌綸的染色用分散染料，錦綸除用分散染料外還可用酸性染料進行染色，腈綸用陽離子染料染色。 合成纖維織物，特別是滌綸織物吸濕性差，但其耐磨性、強力較好。滌綸仿真絲綢整理是將滌綸織物放在一定條件的燒堿液中處理，由于滌綸結構緊密，疏水性強，在水中不會溶脹，所以堿對滌綸的作用僅在表面進行，當表面的大分子鏈水解到一定程度，會產生大量的羧酸鹽而逐漸溶解于水中，并暴露出新的表面，新的表面又逐漸開始水解，纖維逐漸變細，纖維及紗線間的空隙增加，透氣性增加，質量減輕，具有酷似真絲綢般柔軟、滑爽和飄逸的風格。同時滌綸表面的水解使纖維表面龜裂，對光的反射作用柔和，從而賦予織物柔和的光澤。在滌綸的印染加工中，堿減量廢水產生量大，水中污染物濃度高，且較難生物降解，是難處理的印染廢水之一。