印染生产工艺.doc

目录第一章 印染生产工艺与废水第二节 印染生产工艺一、棉及其混纺织物印染加工工艺二、麻纺产品的印染加工工艺三、毛及毛纺产品的印染加工工艺四、丝及丝织产品的印染加工工艺五、合成纤维产品的印染加工工艺第二节印染生产工艺一、棉及其混纺织物印染加工工艺棉纺织及其印染行业是我国纺织工业中规模最大、基础较好、历史悠久的主要行业，在我国已有近百年的发展历史。棉印染行业使用的染化料品种和数量最多。由于棉花纤维含有的大量天然杂质会影响后续加工过程和产品的质量，需要采用化学方法加以去除。棉纤维与染料的结合力主要靠范德华力和氢键，其使用的染料主要为活性、还原、直接、硫化等类，这些染料价格较便宜，上染率却不太高，尤其是硫化染料，上染率只有左右，其余均残留在水中，造成废水中污染物浓度较高。棉的混纺织物中的化学纤维主要是涤纶，这种纤维的染色主要采用分散染料，和上述适宜棉织物的染料相比，分散染料上染率较高，但染料中填充剂较多，也给废水治理带来困难。棉及其混纺织物印染加工的一般工艺流程如下图所示。1.烧毛在纺纱时，有很多短而松散的纤维露于纱线的表面，再加上织机的摩擦，使织物表面耸立着一层短纤维，这层绒毛不仅影响织物的光洁度和容易沾染灰尘，而且在印染加工中还会产生各种疵病。烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛，使布面光洁美观，并防止在染色印花时，因绒毛的存在而产生染色不匀及印花疵病。烧毛是将坯布迅速地通过火焰或擦过赤热的金属表面，这时布面上存在的绒毛很快升温而燃烧，而坯布因为比较紧密，升温较慢，在未升到着火点时已离开了火焰或赤热的金属表面，从而达到既烧去绒毛，又不使织物受到损伤的目的。织物烧毛是物理的干态加工过程，无废水产生。2.退浆在织造时，经纱由于开口和投梭作用受到较大的张力和摩擦，常发生断经现象，为了减少断经，提高经纱的强力、耐磨性及光滑程度，保证织布的顺利进行，在织造前经纱一般都要经过上浆处理。经纱上浆方便织造，但给印染加工带来许多困难，它不仅影响织物的渗透性，阻碍化学药剂和染料与纤维的接触，多耗用染化药品，还会影响产品质量。所以在棉布练漂前要进行退浆。退浆不仅可去除棉布上的浆料，而且还能去除棉纤维上的部分天然杂质。退浆的方法主要有酶、碱、氧化剂退浆等。织物上的浆料主要有天然浆料（如淀粉等）、合成浆料如聚乙烯醇（PVA ）及纤维素浆料如羧甲基纤维素（CMC）等。酶是某些动植物或微生物所分泌的一种蛋白质，对某些物质的分解有特定的催化作用。用于退浆中的酶最常用的为淀粉酶，它只对淀粉的分解有催化作用。在热烧碱（氢氧化钠）的作用下，淀粉或化学浆料都会发生剧烈的溶胀，溶解度提高，然后用热水洗去，可去掉浆料。在氧化剂的作用下，淀粉等浆料发生氧化、降解直至分子链断裂，溶解度增大，经水洗后容易去除。用于退浆的氧化剂有双氧水、亚溴酸钠、过硫酸盐等。由于织物上浆料品种的不同，因而需采用不同的退浆方法和工艺，所产生的废水水质存在着较大差异，特别是随着 聚乙烯醇（PVA）浆料使用量的增加，废水处理的难度也随之加大。3.煮练棉布经过退浆后，虽然大部分浆料和小部分天然杂质已经去除，但是仍然存在着大部分天然杂质，如蜡状物质、果胶物质、含氮物质、棉籽壳及部分油剂和少量浆料等，这些杂质的存在使棉织物布面较黄、渗透性差，不能满足染色、印花、整理等后续加工的要求，因此，退浆后要进行煮练。煮练就是用化学方法去除棉布上的天然杂质，精练提纯纤维素的过程。煮练的主要用剂是烧碱（氢氧化钠），此外，常用的助练剂有表面活性剂、硅酸钠和亚硫酸氢钠等。烧碱能使蜡状物质中的脂肪酸酯皂化，脂肪酸生成钠盐，转化成乳化剂，能使不易皂化的蜡质乳化去除。另外，烧碱能使果胶物质和含氮物质水解成可溶性的物质而去除。棉籽壳在碱煮的过程中发生溶胀，变得松软，再经水洗和搓擦，棉籽壳解体而脱落下来。表面活性剂能降低表面张力，起润湿、净洗和乳化等作用。在表面活性剂的作用下，煮练液润湿织物，并渗透到织物内部，有助于杂质的去除，提高煮练效果。亚硫酸钠能使棉籽壳中的木质素变成可溶性的木质素磺酸钠而有助于棉籽壳的去除。硅酸钠具有吸附煮练液中铁质和棉纤维中杂质分解产物的能力，可防止在棉织物上产生锈斑或杂质分解产物的再沉积，有助于提高棉织物的吸水性和白度。由于煮练液中大量使用了烧碱、表面活性剂和其他助剂，因而其残液中的pH 值高，有机污染物浓度高。4.漂白棉布经过煮练后，虽然在一定程度上去除了杂质，但仍然残留色素，外观不洁白，影响染色和印花织物的色泽鲜艳度，因此需进行漂白。漂白的目的主要是去除天然色素，赋予棉布以必要的白度，同时也可以进一步去除棉布上残留的其他杂质，提高其润湿性能。棉布漂白时所用的漂白剂有还原型和氧化型两大类。还原型漂白剂通过还原作用破坏色素，但效果不稳定，漂白后的织物在空气中长久放置后，已被破坏的色素会重新氧化而复色，所以很少使用还原型漂白剂。常用的氧化型漂白剂主要有次氯酸钠、过氧化氢、亚氯酸钠等。它们均能在一定条件下，分解产生具有氧化作用的基团，破坏织物色素中的发色基团，使其失去颜色而起到漂白作用。由于漂白所需的化学药剂和去除的杂质较少，因而其排放的废水中污染物含量及色度均较低。5.丝光丝光是棉织物在一定张力状态下，浸轧浓碱的加工工序。织物经过丝光后，尺寸稳定性提高，缩水率下降；断裂强度提高，断裂延伸度下降；对染料、水分的吸附能力提高；具有良好的光泽。丝光液中烧碱的浓度非常高，一般不直接排放，回收后再循环使用。6.染色所谓染色是使染料与纤维发生化学或物理化学的结合，或者用化学方法直接在纤维上合成颜料，并使纺织品具有颜色的加工过程。染色是在一定温度、时间、值和染色助剂等条件下进行的。各种纤维织物的染色都有其对应的染料，在整个染色过程中，染料是最基本的原料，它能上染纤维，且使纤维材料染上鲜艳坚牢的颜色。染料是有色的有机化合物，用于棉及棉型织物染色的染料主要有直接染料、活性染料、还原染料、不溶性偶氮染料、硫化染料等，它们的结构中大多存在着偶氮基、蒽醌结构、苯环等复杂的基团，是难降解的有机化合物。对于棉的混纺织物，根据混纺的化学纤维种类，可选用分散染料等。目前，染色过程均是在水中进行的，染色所排放的废液中含有一定量的染料及其他有机污染物，呈现出不同的颜色。7.印花印花和染色一样，也是染料在纤维上发生染着的过程。但印花是局部着色，为了防止染液的渗化、保证花纹的清晰精细，必须采用色浆印制，即纺织品印花是将各种染料或颜料调制成印花色浆，局部施加在纺织品上，使之获得各色花纹图案的加工过程。印花色浆一般由染料或颜料、糊料、助溶剂、吸湿剂等组成。和染色相比，印花废水量较少，水中污染物的浓度较低。8.后整理织物经过染色或印花后一般需进行整理，以使产品更具有挺括、光滑感或其他特性。整理过程基本不用水或用水量很少，基本无废水产生。因此，印染废水通常包括前处理废水和染色、印花废水。对纯棉织物而言，前处理废水和染色、印花废水中的污染物总量相近，对混纺织物而言，前者的浓度低于后者。印染废水为有机废水，废水主要成分为人工合成的有机物（染料、助剂等）及部分天然有机物，并含有一定量的难生物降解物质。二、麻纺产品的印染加工工艺1.麻纤维的脱胶与练漂用作服装的麻纤维主要是苎麻、亚麻和黄麻，其中苎麻和亚麻的品质良好。苎麻和亚麻可纯纺加工成麻织物，其织物制成成衣后，穿着挺括，吸湿和散热快，是夏季服装的良好面料。麻纤维收割后，从麻茎上剥取麻皮，并从麻皮上刮去表皮而得到麻的韧皮，经晒干后就成为麻纺织厂的原料，称为原麻。原麻中含有大量杂质，其中以多糖胶状物质为主，这些胶状物质大都包围在纤维的表面，把纤维胶合在一起而呈坚固的片条状。纺纱前必须将韧皮中的胶质去除，并使麻的单纤维相互分离，这一过程就称为脱胶。麻纤维中的胶质基本为无定形物质，在碱、无机酸和氧化剂的作用下可以水解。脱胶的方法一般为“化学脱胶法”或“生物酶脱胶法”。苎麻与亚麻由于纤维中含有的胶质不同，其脱胶具体方法也不相同。苎麻化学脱胶的工艺流程为：扎把浸酸冲洗高压二次煮练水洗打纤酸洗冲洗（漂白精练 ）扎把是把质量相近的麻束扎成0.51.0kg的小把，为煮练做准备。打纤又称敲麻，是利用机械的槌击和水的喷洗作用，将已被碱液破坏的胶质从纤维表面清除，使纤维松散、柔软。酸洗是利用12g/L的硫酸中和纤维上的残胶等有色物质，使纤维进一步松散、洁白。亚麻化学脱胶的工艺流程为：亚麻原茎选茎与束捆浸渍干燥碎茎打麻打成麻流程中浸渍俗称沤麻，又称脱胶，它是利用烧碱或微生物来破坏亚麻纤维中的胶质。麻织物的练漂基本上与棉织物的练漂相似，但工艺条件有一定的差异，特别是苎麻织物的丝光是采用半丝光。由于苎麻的结晶度和取向度都很高，吸附染料能力比棉低得多，通过半丝光可明显提高纤维对染料的吸附能力，从而提高染料的上染率。如果进行常规丝光，苎麻的渗透性大大提高，染料易渗透进入纤维内部，使苎麻织物表观得色量降低，并且织物强度下降，手感粗硬。麻织物脱胶所产生的废水污染严重，其中有机污染物含量较高。2.麻织物的染色由于麻和棉一样均为纤维素纤维，因而麻织物染色工艺及使用的染料、助剂和棉织物基本相同。但由于麻纤维结晶度、取向度较高，染料难以渗透到纤维内部，着色率差，故染色产品多以浅色为主，和棉织物染色废水相比，色度稍低。麻纺织物加工过程中产生脱胶废水和印染废水，其中脱胶废水为高浓度有机废水，较易生物降解，印染废水和棉织物的相近。三、毛及毛纺产品的印染加工工艺1毛及毛纺产品的初加工原毛中含有大量杂质，杂质含量一般占原毛重量的40%50%杂质的成分分为天然和附加杂质两类。天然杂质主要是羊脂、羊汗；附加杂质主要为砂土、草屑等。羊脂是由羊的脂肪腺分泌出来的产物，它的主要成分是由高级脂肪酸和高级脂肪醇结合而成的比较复杂的酯类，还有少量游离状态的醇类和脂肪酸，羊脂不溶于水。羊汗是由羊的汗腺中分泌出来的物质，主要是由含脂肪酸的钾、钠盐及无机酸的钾、钠盐所组成，可溶于水。因而在进行后续加工之前，需进行羊毛的初加工，它主要包括选毛、洗毛和炭化等工序。（1）选毛：为了合理地使用原料，工厂对进厂的原毛，根据工业用毛分级标准和产品的需要，将套毛的不同部位或散毛的不同品质，用人工分选成不同的品级，这一工序叫做选毛，也称为羊毛分级。选毛的目的是合理地调配使用羊毛，在保证和提高产品质量的同时，尽可能降低成本。（2）洗毛：除去原毛中天然杂质的过程为洗毛，即洗毛主要是洗除羊毛纤维上的羊脂、羊汗。而纤维上的其他杂质如污垢、砂土等则因羊脂、羊汗被消除失去黏附作用而比较容易地从羊毛上脱离。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涤剂的乳化、润湿、渗透、增溶、净洗等作用将羊脂从羊毛纤维洗除。乳化法又分为皂碱洗毛法、合成洗涤剂纯碱法和溶剂法等。（3）炭化：炭化是利用羊毛纤维和植物性杂质对无机酸抵抗力的不同，使植物性杂质被破坏，达到除草的目的。植物性杂质的主要成分是纤维素，它们的存在不但造成纺纱的困难，使织物手感粗糙，而且易造成染色疵病，所以要除去。杂质中的纤维素遇酸脱水炭化，强度降低，再经机械的压榨、揉搓，即可将已脆化的杂质从羊毛中除去，而在适当的工艺条件下，羊毛纤维本身不致受到明显的损伤。（4）漂白：对于白度要求高的毛织物也需进行漂白。羊毛的漂白也可用氧化型和还原型两类漂白剂。前者效果好，白度持久，但易损伤纤维，后者对羊毛损伤小，但白度不持久。目前较多采用双漂的方法，即先氧化漂白，后还原漂白。次氯酸钠类的含氯漂白剂易使羊毛产生吸氯氯损，因而不能使用。2.毛粗纺织物的加工工艺毛织物按加工工艺不同可分为精纺毛织物和粗纺毛织物。粗纺毛织物的纹路较粗，整理前织物组织稀松，整理后要求织物紧密厚实，富有弹性，手感柔顺滑糯，织物表面有整齐均匀的绒毛，光泽好，保暖性强。根据上述风格特点，粗纺毛织物的整理内容主要有缩呢、洗呢、剪毛及蒸呢等（1）缩呢：在一定的湿、热和机械力作用下，使毛织物产生缩绒毡合的加工过程叫做缩呢。缩呢的目的是使毛织物收缩，质地紧密厚实，强力提高，弹性、保暖性增加。缩呢还可使毛织物表面产生一层绒毛，从而遮盖织物组织，改进织物外观，并获得丰满、柔软的手感。（2）洗呢：毛织物在洗涤液中洗除杂质的加工过程称为洗呢。原毛在纺纱之前已经过洗毛加工，毛纤维上的杂质已被去除，但在染整加工之前，毛织物上含有纺纱、织造过程中加入的和毛油、抗静电剂、浆料等物质，还有沾污的油污、灰尘等，这些杂质的存在，将会对毛织物的染色和手感等造成不良影响，故必须在洗呢过程中将其去除。洗呢是利用洗涤剂的润湿和渗透，再经过一定的机械挤压、揉搓作用，使织物上的污垢脱离织物并分散到洗涤液中加以去除。（3）剪毛：无论是精纺织物还是粗纺织物都需要进行剪毛加工。粗纺织物缩呢、起毛后，表面绒毛长短不齐，剪毛后使绒毛平齐、呢面平整、外观改善。织物剪毛在剪毛机上进行。（4）蒸呢：毛织物在张力、压力条件下用蒸汽处理的加工过程称为蒸呢。蒸呢和煮呢的原理基本相同，都是使织物获得永久定形。蒸呢的目的是使织物尺寸稳定，呢面平整，光泽自然，手感柔软，富有弹性。3.毛精纺织物的加工工艺精纺毛织物的结构紧密，纹路较细，整理后要求呢面光洁平整，织纹清晰，光泽自然，手感丰满且有滑、挺、爽的风格，具有弹性，有些织物还要求呢面略具短齐的绒毛。为了达到上述要求，精纺毛织物的整理内容主要有烧毛、煮呢、洗呢、剪毛、蒸呢及电压等。（1）烧毛：烧毛是使织物展幅并迅速地通过高温火焰，烧除织物表面上的短绒毛，以达到呢面光洁、织纹清晰的目的。烧毛主要用于加工精纺织物，特别是轻薄品种，而呢面要求有短细绒毛的中厚织物则不需烧毛。毛织物烧毛与棉织物的烧毛相似，一般采用气体烧毛机。由于羊毛离开火焰后燃烧会自行熄灭，故不需要灭火装置。（2）煮呢：毛织物以平幅状态在一定的张力和压力下于热水中处理的加工过程称为煮呢。煮呢的目的是使织物产生定形作用，从而获得良好的尺寸稳定性，避免织物在后续加工或服用过程中产生变形和折皱等现象，同时煮呢还可使织物呢面平整、外观挺括、手感柔软且富有弹性。（3）电压：电压整理是指含有一定水分的毛织物通过电热板受压一定时间，使织物呢面平整，身骨挺实，手感润滑和光泽悦目。大多数精纺织物都需经电压整理。其他如剪毛、蒸呢和洗呢过程，精纺毛织物与粗纺织物类似。4.毛织物的染色毛织物的染色主要选用酸性染料、酸性媒染染料和酸性含媒染料。对于毛混纺织物，根据混纺的化学纤维种类可选用阳离子染料、分散染料和直接染料等。与棉印染产品所排放的废水相比，毛织物印染加工所排放废水中污染物的含量较低，所使用的助剂基本上是较易降解的人工合成有机物，很适宜用生物化学法进行处理。不同毛纺织产品其单位产品排放废水中污染物浓度顺序为：毛粗纺产品较高，绒线产品次之，毛精纺产品最低。四、丝及丝织产品的印染加工工艺1.天然丝织物的印染加工工艺天然丝主要是指桑蚕丝，它属于蛋白质纤维。丝织物具有光泽、柔软、穿着舒适等特点，是高档的纺织面料。生蚕丝由丝素和丝胶所构成，丝胶中含有脂蜡、无机物和色素等杂质，在织造时丝胶还会沾染浆料、油污等，这些杂质的存在不仅有损于丝织物柔软、光洁的优良品质，影响服用性能，还会使丝坯很难被水及染化料溶液所润湿，妨碍修整加工。因此必须利用丝胶和丝素的化学结构和性质上的差异，除去丝胶和其他杂质，以获得各种性能良好的丝织物，这一加工过程称为精练。由于丝织物精练的目的主要在于去除丝胶，随着丝胶的去除，附着在丝胶上的杂质也一并除去。因此，丝织物的精练又称为脱胶。丝织物的色素绝大部分存在于丝胶中，脱胶后，一般不再漂白，但由于丝胶不可能完全脱净，所以对白度要求高的产品，也需进行漂白。丝织物除精练和漂白外，对某些品种如绢纺织物还要经过烧毛处理，以使织物表面洁净。和羊毛纤维一样，天然丝织物也属于蛋白质纤维，可用染羊毛的染料对其进行染色，但由于丝织物轻薄、娇嫩，过于剧烈的染色条件会使织物表面受到擦伤和光泽下降，强力受损。天然丝织物印染废水为有机性废水，废水为中性，可生物降解性好，废水中有机物含量相对较低，其排放的废水污染物浓度介于毛粗纺产品废水和毛精纺产品废水之间。2.再生纤维素纤维产品的印染加工工艺再生纤维素纤维也称人造丝，是以棉籽绒、木材为原料，经过化学加工使其溶解，分子重新进行排列，再通过抽丝加工成的纤维。再生纤维素纤维包括粘胶纤维、铜氨纤维和醋酯纤维等。目前产量最大的为粘胶纤维。粘胶纤维的物理结构较天然纤维素纤维松弛，因此化学敏感性较强，湿强度较差，且易产生变形，在加工时，不能采用过分剧烈的工艺条件，同时要用松式设备，以免织物受到损伤和发生变形。粘胶纤维织物的练漂加工工序与棉织物基本相同，一般需烧毛、退浆、煮练、漂白等。纯粘胶纤维织物一般不需要煮练，必要时可用少量纯碱或肥皂轻煮。粘胶纤维织物本身有光泽，由于耐碱性差，一般不进行丝光处理。粘胶纤维织物染色和印花所使用的染料和助剂与棉纺产品的基本相同。由于人造丝本身含杂质很少，织物轻薄，故其前处理与染色或印花生产过程中排放的废水量相对较少，污染物浓度相对较低，废水中难生物降解的物质含量较少。五、合成纤维产品的印染加工工艺合成纤维织物练漂的目的在于去除织造过程中施加的油剂、所沾附的油污和浆料，使织物更加洁白。这些杂质可通过精练过程加以去除。精练完成后即可对织物进行染色。涤纶、锦纶和腈纶是合成纤维中产量最大的三种纤维，涤纶的染色用分散染料，锦纶除用分散染料外还可用酸性染料进行染色，腈纶用阳离子染料染色。合成纤维织物，特别是涤纶织物吸湿性差，但其耐磨性、强力较好。涤纶仿真丝绸整理是将涤纶织物放在一定条件的烧碱液中处理，由于涤纶结构紧密，疏水性强，在水中不会溶胀，所以碱对涤纶的作用仅在表面进行，当表面的大分子链水解到一定程度，会产生大量的羧酸盐而逐渐溶解于水中，并暴露出新的表面，新的表面又逐渐开始水解，纤维逐渐变细，纤维及纱线间的空隙增加，透气性增加，质量减轻，具有酷似真丝绸般柔软、滑爽和飘逸的风格。同时涤纶表面的水解使纤维表面龟裂，对光的反射作用柔和，从而赋予织物柔和的光泽。在涤纶的印染加工中，碱减量废水产生量大，水中污染物浓度高，且较难生物降解，是难处理的印染废水之一。