TF-1098HB在锦氨织物除油的应用工艺研究


庄育盛,黄结娣,陈华群

(广东传化富联精细化工有限公司  广东佛山  528329)


摘  要:本文简要概述了锦氨织物的特点及从除油剂的发展史、除油机理、作用原理等方面通过对TF-1098HB的乳化、分散、除油效果、精练、渗透等应用性能的验证试验;结果表明,高效氨纶除油剂TF-1098HB能有效去除氨纶油剂、矿物油、废机油及其他污渍,具有优异的乳化分散性能,极佳的净洗、精练渗透和去油效果,在前处理除油工艺中,除油的同时可以有效防止氨纶油剂的返沾,亦适用于涤纶针织及锦氨织物去油染色同浴工艺,在染色去油一浴法中,对色光影响极小,与匀染剂兼容稳定性好,有效改善除油染色一浴油剂返沾,染料凝聚,色斑色点问题,经过多家终端客户的大生产试样,得到了高度的认可,能够明显降低成品疵病的产生率,提高生产的一次成功率。

关键词:锦氨织物;乳化分散;同浴染色;抗再沉积;绿色环保


TF–1098HB application in kam ammonia fabric deoiling technology was studied


Zhuang Yu-Sheng,Huang Jie-Di,Chen Hua-Qun

(Guangdong Transfar and Forland Chem.Ind.Co.Ltm., Foshan 528329)


Abstract:This paper briefly summarizes the characteristics and from kam ammonia fabric in addition to the history of oil, the oil removal mechanism, mechanism of TF-1098HB of emulsification, dispersion, in addition to the effect of oil, refined, penetration, such as application performance verification test, the results show that the efficient spandex refined in addition agent TF–1098HB can effectively remove spandex oil, mineral oil and grease chemical fiber oil agent, such as excellent emulsifying dispersion performance, excellent, the net effect of washing oil, refined, and in the pre-treatment degreasing process, degreasing and can effectively prevent the return of spandex agents such as oil, can be suitable for polyester blended fabric and knitting to oil with bath dyeing process, in one bath dyeing go oily, minimal impact on the light, compatible with levelling agent has good stability, effectively improve oil to one bath dyeing with oil return, condensation of dye, spot color point problem, the production sample after several terminal customers, has been highly recognized, can significantly reduce the rate of finished products to prevent and improve the production of a success.

Key words:Kam ammonia fabric;Emulsifying dispersion; With bath dyeing;Redeposition resistance;Green environmental protection


1.前  言

锦氨经编织物由于穿着舒适时尚,市场需求量大,产品用途广泛。锦氨经编织物在织造过程中,为了提高纤维抱合力、保证纤维强力、减少断头率,通常需要添加专用的纺织油剂。油剂的存在不仅降低了织物的白度、沾污织物、产生硅油斑等,在前处理除油水洗中容易发生除油后油剂聚集在布面上造成“白斑”,严重影响织物染色等后序加工,所以锦氨经编织物的前处理加工主要是去除油剂。

除油实质是油剂被乳化而去除的过程,利用除油洗涤剂的表面物理化学作用减弱油剂与纤维表面之间的黏附力,在水洗机机械力的作用下使其分离,分离后的油剂和污渍与水洗机筛网鼓上的喷淋强力冲洗去除后,使油剂分散在水中。

传统的除油处理是在溢流染色机上进行的,操作简单,但耗时长,用水量大,容易产生硅油“油斑”聚集反沾布面上,染色后出现“白斑”;而高乐平幅除油水洗机其独特的转子设计加强了振荡洗效果和先进的自动化控制加料系统,循环自动过滤器,使其有更好的水洗效果,可以有效地提高生产效率,节约用水量、用料,除油均匀,降低生产成本,同时可减少由于除油后硅油聚集在布面上造成“白斑”,使前处理的除油水洗更环保,反应也更加直观迅捷。

在印染加工中,不同的织物品种上含杂质、油污情况都不一样。如棉机织物上主要含有大量的浆料、蜡质、天然杂质等;棉针织物上不含浆料而主要含有大量的油蜡、天然杂质;涤纶机织物上主要含有浆料、油污等;涤纶针织物上不含浆料而主要含有大量的油剂(主要是织适过程中产生的油剂,如白油、化纤油等);绣花织物上的绣花线中为减少绣花过程中断线,加入大量的油剂,甚至有的还加入硅油来提高其滑度,锦纶织物在织造过程中也加入大量的化纤油剂。

因此,对于不同的织物品种就要选择不同的前处理工艺,尤其是不同去油工艺和助剂。对于棉类的织物一般采用精练剂类的产品配以相应的工艺可以达到前处理的加工要求;对于涤类的机织物一般采用去油灵类的产品,油丝重的再配以一定的溶剂型特效去油纱剂即可。但在实际加工中,对于涤纶经编、纬编针织布,绣花布、锦纶织物上的油污处理存在一定的问题。

涤沦经编、纬编针织布存在的问题主要是油被净洗下来后得不到充分的乳化、分散,从而造成再沾污,同浴染色时甚至与染料等别的杂质凝聚而产生色点、焦油斑等疵品。对于绣花布上的油,有的分子量较大,有的是硅油,这类油较难被乳化,而且在高温、碱性下极易破乳,产生油班,粘在布上甚至缸上,锦纶织物上的油剂较易净先下来,但其油量较大,容易产生粘缸现象,一般加工第一缸或前几缸都不会出现较大的问题,而连续加工几缸后就会出现油剂沾污现象,不仅沾在缸上,而且还会沾到布面上,造成油斑,难于去除。

解决这一类问题的关键就是要在处理过程中将油剂净洗下来的同时对其进行充分的乳化分散,防止再沾污,氨纶油剂有两部分组成,低分子量的二甲基硅油(50cps)和石蜡(paraffin)。通常,在经过热处理前,约70%左右的油剂可通过简单水洗除去。一旦经过热处理后,氨纶油剂的去除变得困难;而且,其氨纶油含量随在织物中弹力纤维含量的增加而提高。氨纶丝中油剂含量在(5%±2%)。多数油剂还会随着纺丝时间的延长由表面纤维向内部扩散渗透,故硅油的去除非常困难。

纺织纤维在喷丝、拉丝和织造等过程中,为了增加纤维平滑性、减少纤维间及纤维与机器间的摩擦,提高纤维抱合力,保护纤维强力,减少断头率,织造过程中需要加入大量的纺丝油剂。为了保证纤维的染色性能,防止色花、色淀及硅油斑等出现,在染色前需要加入除油剂对织物进行前处理以去除布面上的油剂和油污。除油剂是织物染整加工中最常用的助剂之一。

传统的除油剂除油效果评价方法为:黑机油、齿轮油和白矿物油,按照一定比例混合配成要去除的油剂,滴加在测试织物上,进行除油工艺实验,然后根据除油前后油斑颜色的深浅变化来判断除油效果的差异。在实验过程中,混合油往往采用高温烘烤的方式来加深油的颜色,使最后油的颜色差异更加明显。因此,织物的油剂也有较全面的分类:

(1)涤纶油剂:烷基磷酸酯钾盐、烷基磷酸乙醇胺、脂肪酸聚乙二醇酯、油酸酯。

(2)丙纶油剂:聚乙二醇脂肪酸酯为主。

(3)氨纶油剂:低粘度二甲基硅油为主。

(4)锦纶油剂:矿物油、聚乙二醇酯、蓖麻油酯、烷基铵盐等。

(5)其他油剂:机油及其他污染物。

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在纺织工业中,常用的多种天然纤维(如羊毛、丝、棉、麻等)的表面,除附着砂土、杂草等污垢外,还具有各自的特性污垢。如原(羊)毛中含有羊毛脂,原棉中含有蜡质、果胶质,丝表面有特殊的丝胶蛋白质等;合成纤维表面则含有大量在加工处理工序中人为添加的各种油剂等污垢。这些污垢的存在,特别是一些油溶性的污垢,均会对后续的工序产生不良的影响。

因此,需要使用一定的纺织助剂对之进行预处理,以提高织物的渗透性、上色率等性能。这类纺织助剂一般称之为除油剂,其主要是由多种表面活性剂及助洗剂等配制而成的液体清洗剂。它是一种多功能前处理助剂,尤其适用于各种纤维织物的前处理精练除油一浴法或染色除油一浴法工艺中。

2.除油剂的除油机理概述

2.1.1现有除油剂的种类与特征

(1)溶剂型

最有代表的是以四氯乙烯复配表面活性剂为主体的除油剂,其优点是除油效果好,原料易得,工艺流程简单,最大缺点是有毒性,在工业大量使用时无法分解,对环境危害很大。

(2)无机盐型

以纯碱、无机盐为主体复合少量表面活性剂。其优点是性价比高,能同浴染色一步使用,去污力强;缺点是乳化分散力差,渗透力不强。

(3)表面活性剂型

以阴/非离子表面活性剂为主体的复合物。主要优点是乳化分散性好、渗透力强、除油力强,可除油染色一步使用,进一步研究空间大于前者。

2.1.2 除油原理的概述

根据表面活性剂HLB(Hydrophile Lipophilic Balance)值:亲水亲油平衡值,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量。疏水性最大的完全由饱和烷烃基组成的石蜡的HLB值定为0;亲水性最大的完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的HLB值定为20。

乳化:脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、脂肪酸酰胺乙氧基化物等。

(1)分散

磷酸酯、异构醇醚、有机溶剂等。

(2)抗再沉积

高分子多功能聚合物等。

2.1.3 除油剂的乳化原理

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2.1.4 除油剂的除油机理

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2.1.5 除油剂常见问题的分析

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3.实验

3.1 材料及设备

3.1.1 材料

织物:28% 40D氨纶+72% 30D/34F锦氨针织物、涤沦针织布、春亚纺。

助剂:TF-115C、TF-215K浓(浙江传化)、分散染料(分散黄4G、分散红玉S-G5BL、分散黑ECO、分散灰N)、针织油剂、白矿油、废机油、氨纶油剂、TF-1098HB(广东传化富联精细化工有限公司)、竞品A、RGN(CHT)、NaOH(cp.)H2O2(50%)(CP.)(天津科盟公司)、乙醇试剂(天津富宇试剂分析纯)AR、玻璃萃取器、萃取铝皿(宜兴市江岸精细化工)、涤纶标准帖衬布(上海市染料研究所)、Datacolor SF-600Plus测色配色仪(Datacolor公司)。

3.1.2 设备

WSB-3A数显白度仪(温州大荣纺织仪器有限公司)、YB-571B型摩擦牢度仪(温州大荣纺织仪器有限公司)、SW-12A型耐洗色牢度试验机(温州方圆标准仪器厂)、分析天平(千分之一)(上海精科标准仪器厂)、101-2型电热鼓风恒温干燥箱(天津泰斯特标准仪器厂)、YG(B)511-Ⅲ型滚箱式起球仪(温州大荣纺织仪器有限公司)、YG031D顶破强力机(温州方圆标准仪器厂)、YG(B)毛细效应测定仪(温州大荣纺织仪器有限公司)。

3.2 实验方法

3.2.1 含固量的测定

取三个称量瓶,于(105±2)℃的烘箱中干燥1.5小时后,在干燥器中冷却30min后,称取1~2g(精确至0.0001g)试样于干燥过的称量瓶中,记录重量,轻轻转到称量瓶,使试样均匀分布在称量瓶的底部,称量瓶盖子稍打开,置于(105±2)℃的烘箱中,打开鼓风机,干燥3h后,将瓶盖盖严实,放入干燥器中冷却30min,称重,以加热后的试样质量与加热前试样质量的百分比表示含固量。

3.2.2 渗透性的测定

参考标准GB5558-85和HG/T 2575-1993,用标准棉帆布圆片测定其在特定浓度的助剂和特定浓度的烧碱溶液下的渗透时间。

3.2.3 乳化力的测定

参考标准GB/T 6369-2008《表面活性剂乳化力的测定》,取0.1%助剂试样溶液20mL于具塞量筒内,加入20ml液体石蜡(白油)。盖上塞子,上下剧烈震荡5次,静置1分钟,再上下剧烈震荡5次,静置1分钟,如此重复5次开启秒表计时,记录溶液分离出10ML时所需的时间。

3.2.4 泡沫高度测定

参考标准GB/T 7462-94《泡沫改进Ross-Miles法测定》。在测定仪器中,加入一定量的起泡液,再通过滴液管加入定量的起泡液,滴完后记录泡沫消尽时间或者特定时间内泡沫高度。

3.2.5 白度的测定

按照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。将织物叠成4层(不使光线透过织物为宜),且能完全覆盖测试孔,放在白度仪测试孔上进行测定,读取白度值(或反射率),每块试样需要在不同部位保持经纬方向一致的情况下测定三次,取其平均值即为该试样的白度。

3.2.6 毛细效应的测定

按照FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法测试》测定。在毛效架座盘上放上盛液槽,槽内加入2000mL、5g/L重铬酸钾溶液(亦可用水代替),调节液面与标尺读数零点对齐,然后升高横架,把试样布条上端夹在夹子上固定将横架连同标尺及试样一起下降,直到标尺读数零点与水平面接触为止,记录15min时液体沿经向上升的高度(cm)。

3.2.7 高温分散性的测定

将一定浓度的除油剂,加入0.5g/L分散染料升温至130℃保温5min,降温至80℃→抽滤→评价其分散性。

3.2.8 除油乳化性能的测定

采用氨纶油剂0.5ml,1.0g/L除油剂样品溶液10ml稀释至100ml,升温至90℃保温1~3h降温至80℃观察乳液状态及烧瓶的沾污情况,油剂在溶液呈乳化分散状态,杯身清洁光亮,表明乳化性能好。

3.2.8 缸中除油效果测试

将氨纶油剂滴加于待测织物上,待油滴扩散后,150℃焙烘60秒待用。将除油剂配1g/L工作液,98℃×30min→冷水洗→热水洗(60℃)→酸洗(1g/L醋酸)→冷水洗→烘干(80℃)然后,与空白试样进行除油等级评估得到评价结果。

3.2.9 不同油剂的去油效果评估

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将不同油剂分别滴加于织物上,待油滴扩散后,150℃焙烘60秒待用。将不同除油剂配成2g/L工作液,98℃×30min→冷水洗→热水洗(60℃)→酸洗(1g/L醋酸)→冷水洗→烘干(80℃)。然后与空白试样进行目视对比,得到评价结果。综合表1所述,高效氨纶精练除油剂TF-1098HB对白矿油、氨纶油、针织油、废机油都具有明显的除油效果,除油效果均稍优于竞品A和RGN。

3.2.10 除油剂精练效果的测定

将不同除油剂(2g/L)分别与一定浓度的烧碱、50%双氧水配成工作液,取制作好的油污布浸泡,于98℃×30min→冷水洗→热水洗(60℃)→酸洗(1g/L醋酸)→冷水洗→烘干(80℃),然后与空白试样在标准光源D65进行评级,得到以下的除油效果对比情况。

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由表2结果可以看出,在相同用量条件下,TF-1098HB的精练效果优于竞品A和RGN,白度与毛效均优于市场样。

4.萃取除油法(含油率的测定)

取标准帖衬布(15±0.01)g分别用不同除油剂用乙醇作萃取剂萃取,经不同除油剂除油后标准帖衬上的含油率。

计算方式:萃取铝皿萃取前后质量之差,除以除油后标准帖衬质量,即得除油后标准帖衬的含油率。

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4.1.1 萃取除油法(含油率的测定)

原理:用乙醇作萃取剂萃取,经不同除油剂除油后标准帖衬上的含油率。

计算方式:萃取铝皿萃取前后质量之差,除以除油后标准帖衬质量,即得除油后标准帖衬的含油率。

4.1.2 萃取除油工艺流程

打开恒温水浴电源,升温95℃将铝皿用乙醇清洗干净,放入烘箱于105℃±3℃烘至恒重(前后两次质量不超过0.3mg),在铝皿上分别做好标记,放入干燥器中冷却至常温后,称取质量(精确至0.5mg),取除油后的帖衬布(10+0.01)g,剪碎放入玻璃萃取器中,加入乙醇50ml,萃取3min,打开萃取器旋塞,使萃取液慢慢滴入铝皿,确保铝皿中液位不超过1/3,当萃取液流完后关闭旋塞,再加入50ml乙醇进行第二次萃取。经过三次萃取后,将铝皿放入(105℃±3)℃烘箱中烘10min,取出,与干燥器中冷却至室温,称取铝皿质量,重复三次取中间值,并计算出除油后的含油率。

4.1.3 萃取除油结果

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5.结果与讨论

5.1.1 主要理化指标

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综合以上数据,TF-1098HB在含量比竞品低的情况下,渗透性、乳化性、除油性能、泡沫方面有较明显的优势。

5.1.2 除油剂高温分散性对比情况

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5.1.3 除油剂平幅除油对比情况:除油剂3g/L(90℃×6min)

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5.1.4 除油剂缸中除油对比情况:除油剂1g/L(98℃×30min)

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5.1.5除油剂乳化氨纶油剂效果对比情况

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综合以上多种应用性能对比情况来看,TF-1098HB的乳化、分散性、除油效果均稍优于竞品A和RGN,乳化性、高温分散性及除油效果较为明显。

5.1.6 除油剂TF-1098HB的去油乳化分散性能对比情况

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6.工厂大生产应用实践

经过大量的实验室验证后,TF-1098HB在广东某染整厂进行大生产的应用,设备是双管J型高温高压溢流喷射染色机、ZH921-2200定型机、CAC-600-6标准光源灯箱。

织物:春亚纺;规格:290×320,113g/m3;门幅:160CM。

6.1.1 染料助剂配方

①分散黄4G:0.09%(o.w.f)

分散红玉S-5BL:0.3%(o.w.f)

分散黑ECO:3.3%(o.w.f)

TF-215K浓 2g/L;TF-1098HB 2g/L;浴比 1∶10;醋酸 0.6g/L。

②分散黄4G:0.09%(o.w.f)

分散红玉S-5BL:0.3%(o.w.f)

分散黑ECO:3.3%(o.w.f)

匀染剂A 2g/L;竞品A 2g/L;浴比 1∶10;冰醋酸 0.6g/L。

③分散黄4G:0.09%(o.w.f)

分散红玉S-5BL:0.3%(o.w.f)

分散黑ECO:3.3%(o.w.f)

匀染剂B 2g/L;除油剂RGN 2g/L;浴比 1∶10;冰醋酸 0.6g/L。

6.1.2工艺流程

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6.1.3 定型工艺

前区170℃,后区175℃,车速30~35m/min,落布门幅140cm。

6.1.4 染色结果

竞品A染色布样在D65光源下,得色量比练染同浴除油剂RGN低1~2成;练染同浴除油剂RGN在D65光源下色光明显偏红光;高效氨纶精练除油剂TF-1098HB同浴除油染色得色深,鲜艳度优于市场对比样竟品A和RGN。

7.实际应用推荐使用工艺

7.1.1 平幅除油工艺(特点:高效除油,防返沾)

织物品种:涤氨、锦氨针织布。

加工设备:连续除油设备(BIANCO)。

除油剂TF-1098HB:1~3g/L;温度:80~90℃×5~10min。

7.1.2 平幅预缩除油工艺(特点:车速快,分散性好防返沾)

织物品种:涤氨、锦氨机织布。

加工设备:平幅预缩机;车速:30~45码/min。

加工效果:防止氨纶油剂返沾,达到加工要求。

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7.1.3 TF-1098HB应用推荐使用工艺

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7.1.4 化纤(含氨纶织物)针织物平幅连续除油的推荐使用工艺 

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8.结论

经过不断实验及大生产的验证,实验表明,高效氨纶精练除油剂TF-1098HB是一款高效绿色环保多功能产品,能有效去除氨纶油剂、矿物油和废机油及其他污渍,具有优异的乳化分散性能,极佳的净洗、精练渗透及去油效果;在高温涤纶染色一浴法中,能有效避免游离的低聚物再次沉积,进一步彻底的去除低聚物;对色光影响极小,与匀染剂兼容稳定性好,有效改善去油染色一浴油剂返沾,染料凝聚,防止前处理引起的浆斑;可低温处理,显著提高前处理的质量和效率,降低成品疵病的产生率,提高生产的一次成功率,从而实现推进节能减排的目的;同时,优异的产品应用性能特点,让其在纺织品前处理工艺中拥有更广阔的应用领域及发展前景。

 

参考文献:

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[2]钟燕龙,李准.除油灵HD-228的应用[J].印染助剂,2007,24(7):38-40.

[3]章琴,蔡再生,李云峰.纯棉织物前处理一浴法精练剂KF·110应用工艺[D].浙江,浙江理工大学,2005.

[4]王菊生.染整工艺原理[M].北京:中国纺织出版社,2000.

[5]马顺松,吴金石.除油剂HE-201系列产品的研发与应用[C].第九届广东纺织助剂行业年会论文集,2017:109-112.

 

作者简介:

庄育盛,纺织工程及精细化工工艺学专业,高级工程师,长期从事纺织化学品的研发及应用研究工作,擅长产品结构设计、合成工艺路线的优化。曾主导多家港资印染厂项目研发,在节能减排产品研发方面为企业降本增效取得卓越的成效;曾多次在国内行业杂志发表过相关的文章和论文,如《印染》、《纺织化学品》、《针织工业》、《印染助剂》、《CTA中国纺织助剂》、广东、浙江、江苏、福建省纺织印染助剂行业年会论文集等;并多次获得省级优秀论文奖,拥有多项发明专利。

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