棉纖維綜合處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的棉纖維綜合處理工藝，包括前處理工藝、染色工藝、柔化工藝和紡紗工藝；前處理工藝依次包括對棉纖維進(jìn)行沸水煮、堿性果膠酶浸漬處理、水洗；染色工藝為60℃時，染料溶液對棉纖維浸泡作用15min，NaCl溶液浸泡作用15min,溫度升高到90℃，在90℃Na2CO3溶液浸泡作用30min；柔化工藝，用柔化劑溶液浸泡棉纖維，有機(jī)硅用量9-11g／Ｌ，溫度50-60℃，處理時間50-70min，然后烘干到含水率8-10%。該工藝避免或減少纖維素分子鏈氧化斷裂、聚合度降低、纖維強(qiáng)力下降的情況和對環(huán)境的污染。
【專利說明】棉纖維綜合處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，涉及一種棉纖維綜合處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]棉纖維染色技術(shù)優(yōu)越性A色紡紗的織物艷麗美觀，層次清晰，可生產(chǎn)出絢麗多彩的時裝面料。可以根據(jù)人為要求染出多種顏色，且色澤鮮艷?？梢赃M(jìn)行混合紡紗，~根紗線上可以有多種不同的顏色，產(chǎn)生意想不到的效果，克服了傳統(tǒng)棉紗、坯布染色較為單一的缺點。B傳統(tǒng)的“紡紗一織造一染整”的工藝，其染整過程中一次只能得到一種顏色，對于花色多的品種只能重復(fù)染色工序，且色光較難控制，生產(chǎn)周期長，加工成本高。先將棉纖維染色，紡紗織造時再通過調(diào)節(jié)色棉和白棉的配比，將傳統(tǒng)的工藝改變?yōu)椤叭旧患徏喴豢椩臁保@樣不僅縮短了生產(chǎn)周期，而且也節(jié)約了生產(chǎn)成本。C染棉對色差要求不高，色棉通過混棉、開清棉、并條來消除色差。D漂液、染液、洗滌液、蓬松劑液可以反復(fù)使用，省水，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)污水的性質(zhì)，采用不同的處理方法，降低了廢水處理費用。E原棉染色后，在并條時調(diào)整彩條的比例,可配成各種獨特風(fēng)格的紗。
[0003]目前棉色紡紗生產(chǎn)主要采用堿處理，這種方法存在不少問題，主要表現(xiàn)棉纖維的前處理、染色是色紡工藝過程的關(guān)鍵工序。棉纖維中除了含有9 4 %的纖維素纖維外，還存在6 %的雜質(zhì)(果膠、臘質(zhì)、灰分等纖維素共生物)。這些雜質(zhì)的存在，使棉纖維吸濕性差，后道染色困難。傳統(tǒng)工藝采用堿處理，在去除棉纖維中的果膠和蠟質(zhì)等雜質(zhì)的同時，不僅使部分纖維素分子鏈氧化斷裂、聚合度降低、纖維強(qiáng)力下降，而且對環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，棉纖維綠色環(huán)保的生物酶處理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堿處理是必然趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種棉纖維綜合處理工藝，避免或減少纖維素分子鏈氧化斷裂、聚合度降低、纖維強(qiáng)力下降的情況和對環(huán)境的污染。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
本發(fā)明的棉纖維綜合處理工藝，其特征在于:包括前處理工藝、染色工藝、柔化工藝和紡紗工藝；前處理工藝依次包括對棉纖維進(jìn)行沸水煮、堿性果膠酶浸潰處理、水洗；染色工藝為60°C時，染料溶液對棉纖維浸泡作用15 min，NaCl溶液浸泡作用15 min,溫度升高到90°C，在90°C Na2CO3溶液浸泡作用30 min ;柔化工藝，用柔化劑溶液浸泡棉纖維，有機(jī)硅用量9-llg / L，溫度50-60°C，處理時間50-70min，然后烘干到含水率8-10%;紡紗工藝包括以下步驟:染色棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、精梳，白棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、生條，然后將精梳后的染色棉與生條后的白棉依次進(jìn)行并條、紡粗紗、紡細(xì)紗。
[0006]前處理工藝中，沸水煮的時間為30min;堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量0.5-1.5 g / L，溫度5 1-60°C，時間40-60min，pH值8.1_9，滲透劑JFCl-2g / L，浴比20:1 ;然后水洗10分鐘。
[0007]前處理工藝中，堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量I g / L，溫度 55°C，時間 60min，p H值 8.5，滲透劑 JFC 1.5g / L，浴比 20:1。
[0008]柔化工藝中，有機(jī)硅用量Ilg / L，溫度50°C，處理時間50 min，然后烘干到含水
率8-10%ο
[0009]紡紗工藝具體如下:
染色棉的開清棉步驟中，紡染色棉的打手速度較紡白棉低25% — 27%，縮短自動抓棉機(jī)刀片伸出距離；采用A 0068型混棉機(jī)，塵棒間隔距調(diào)整為14.5毫米，；打手速度調(diào)整為470r / min ；A 036 C采用梳針打手，速度為505 r / min ； A O 7 6型成卷機(jī)打手速度為750 r / min,風(fēng)扇速度為 1350 r / min ；
染色棉的梳棉步驟中，采用A 186 D型梳棉機(jī)，設(shè)定刺輥速度850 r / min，錫林335r / min,給棉板隔距0.25暈米，小漏底入P隔距4.20暈米,錫林一刺棍隔距0.13暈米;
染色棉的精梳步驟中，采用整體錫林和植針頂梳，采用FA251型精梳機(jī)，小卷定量設(shè)計為45g / m，精梳條定量18.0 g / 5m;
并條步驟中，根據(jù)混紡比例大小采用適當(dāng)根數(shù)的色條，以確保色澤均勻；色條與白條要相間排列，經(jīng)二道并條；采用FA302型并條機(jī)，熟條定量設(shè)計為17.0 g/5 m ；
紡粗紗步驟中，粗紗機(jī)A454G工藝參數(shù)設(shè)定為:后區(qū)牽伸倍數(shù)1.25倍，倍捻系數(shù)90，錠速500r/min，前羅拉速度150r/min，前/后羅拉隔距22mm或28mm，鉗口隔距3 mm ;細(xì)紗距18.5mm 或 29mm,前羅拉速度 160r/min。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(I)堿性生物酶對棉纖維精煉，對環(huán)境友好，污染小，反應(yīng)條件溫和，對纖維損傷小，有利于保持纖維強(qiáng)力，避免或減少纖維素分子鏈氧化斷裂、聚合度降低、纖維強(qiáng)力下降的情況，是一種符合環(huán)保要求的生態(tài)整理工藝。由于酶的價格高，成本消耗可能稍高于常規(guī)工藝，因此受到部分企業(yè)的排斥；但從酶可以回收利用，熱能消耗少、用水量低、工藝流程短、無污水處理和提高產(chǎn)品附加值等方面綜合考慮，生物酶整理工藝極具優(yōu)勢。
[0011]( 2 )通過試驗測試得出堿性果膠酶處理棉纖維，其處理效果基本達(dá)到傳統(tǒng)堿處理的效果，并且，處理后纖維的強(qiáng)力損失較小，產(chǎn)生的廢液對環(huán)境污染性小。
[0012]( 3 )染色后纖維性能變化對紡紗加工工藝的影響不大，染色紗的質(zhì)量與本色紗相比雖然有些差距，但是成紗質(zhì)量基本達(dá)到了同類本色紗線的質(zhì)量指標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中溫度對蠟質(zhì)含量、失重率影響的曲線圖，圖2為時間對蠟質(zhì)含量、失重率影響曲線圖，圖3為因素-失重率曲線圖，圖4為堿處理與酶處理效果對比圖，圖5為C、D、E實驗方案曲線圖，圖6為纖維染色工藝曲線圖，圖7為因素-落地時間曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明的棉纖維綜合處理工藝，其特征在于:包括前處理工藝、染色工藝、柔化工藝和紡紗工藝；前處理工藝依次包括對棉纖維進(jìn)行沸水煮、堿性果膠酶浸潰處理、水洗；染色工藝為60°C時，染料溶液對棉纖維浸泡作用15 min, NaCl溶液浸泡作用15 min,溫度升高到90°C，在90°CNa2C03溶液浸泡作用30 min，染色后在90°C水中洗IOmin后烘干；柔化工藝，用柔化劑溶液浸泡棉纖維，有機(jī)硅用量9-llg / L，溫度50-60°C，處理時間50-70min，然后烘干到含水率8-10% ;紡紗工藝包括以下步驟:染色棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、精梳，白棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、生條，然后將精梳后的染色棉與生條后的白棉依次進(jìn)行并條、紡粗紗、紡細(xì)紗。
[0015]前處理工藝中，沸水煮的時間為30min;堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量0.5-1.5 g / L，溫度5 1-60°C，時間40-60min，pH值8.1_9，滲透劑JFCl-2g / L，浴比20:1 ;然后水洗10分鐘。
[0016]前處理工藝中，堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量I g / L，溫度 55°C，時間 60min, p H值 8.5，滲透劑 JFC 1.5g / L，浴比 20:1。
[0017]柔化工藝中，有機(jī)硅用量Ilg / L，溫度50°C，處理時間50 min，然后烘干到含水率8-10%ο
[0018]紡紗工藝具體如下:
染色棉的開清棉步驟中，紡染色棉的打手速度較紡白棉低25% — 27%，縮短自動抓棉機(jī)刀片伸出距離；采用A 0068型混棉機(jī)，塵棒間隔距調(diào)整為14.5毫米，；打手速度調(diào)整為470r / min ；A 036 C采用梳針打手，速度為505 r / min ； A O 7 6型成卷機(jī)打手速度為750 r / min,風(fēng)扇速度為 1350 r / min ；
染色棉的梳棉步驟中，采用A 186 D型梳棉機(jī)，設(shè)定刺輥速度850 r / min，錫林335r / min,給棉板隔距0.25暈米，小漏底入P隔距4.20暈米,錫林一刺棍隔距0.13暈米;
染色棉的精梳步驟中，采用整體錫林和植針頂梳，采用FA251型精梳機(jī)，小卷定量設(shè)計為45g / m，精梳條定量18.0 g / 5m；
并條步驟中，根據(jù)混紡比例大小采用適當(dāng)根數(shù)的色條，以確保色澤均勻；色條與白條要相間排列，經(jīng)二道并條；采用FA302型并條機(jī)，熟條定量設(shè)計為17.0 g/5 m ；
紡粗紗步驟中，粗紗機(jī)A454G工藝參數(shù)設(shè)定為:后區(qū)牽伸倍數(shù)1.25倍，倍捻系數(shù)90，錠速500r/min，前羅拉速度150r/min，前/后羅拉隔距22mm或28mm，鉗口隔距3 mm ;細(xì)紗距18.5mm 或 29mm,前羅拉速度 160r/min。
[0019]本專利提供了合理的生態(tài)前處理工藝和與之相適應(yīng)的染色工藝。主要內(nèi)容可分為以下幾部分:A基于生物酶的環(huán)保性、高效性、專一性的特點，探討棉花纖維的生物酶前處理工藝，討論了各因素對纖維失重率、蠟質(zhì)含量等處理效果的影響，利用正交試驗得出了生物酶前處理的優(yōu)化工藝，并與常規(guī)堿處理工藝進(jìn)行了處理效果的對比，主要包括:失重率、單纖維強(qiáng)力。B處理后棉纖維的染色工藝。項目選用活性染料對棉纖維進(jìn)行染色，通過選用不同的堿劑，不同的處理溫度，選出纖維固色率、氯浸牢度較好的染色工藝。在優(yōu)選出的染色工藝下，對經(jīng)過傳統(tǒng)堿處理和生物酶處理的纖維進(jìn)行染色，然后對兩種不同處理方法的染色纖維進(jìn)行性能效果對比，包括固色率、氯浸牢度、單纖維強(qiáng)力等指標(biāo)。C針對棉纖維染色后纖維之間嚴(yán)重糾結(jié)的缺點，對染色后纖維進(jìn)行柔軟處理，優(yōu)化柔軟處理工藝。D棉纖維在染色過程中，纖維天然卷曲受到損壞，表面棉蠟熔化，加上染料分子的滲透，單纖強(qiáng)力下降，纖維發(fā)澀，蓬松度下降，易扭結(jié)在一起。因此，在清花和梳棉工序纖維容易受損傷，短絨量增加，導(dǎo)致梳棉輥筒沾花、并條繞皮輥、細(xì)紗斷頭率高、紡高支紗難和紡紗制成率低等問題的產(chǎn)生，惡化成紗條干。[0020]( I)棉纖維的生物酶前處理
I棉散纖維前處理、染色是色紡工藝的關(guān)鍵工序。要完全體現(xiàn)色紡紗的優(yōu)勢，就必須解決好傳統(tǒng)棉纖維的前處理、染色過程中出現(xiàn)的問題:傳統(tǒng)堿處理后，纖維的強(qiáng)力損失嚴(yán)重，染色后纖維之間糾結(jié)程度嚴(yán)重；堿處理后，要消耗大量的酸中和，并要用大量的水沖洗，一方面造成纖維的損傷，強(qiáng)度下降，另一方面，耗用大量的化學(xué)品和水資源，造成廢液中B OD、C O D值和鹽含量高，污染環(huán)境。生物酶前處理是一種高效環(huán)保的處理棉纖維的方法。
[0021]棉纖維所含天然雜質(zhì)主要包括果膠和蠟質(zhì)，所以在前處理工序中采用堿性果膠酶進(jìn)行處理，不僅可以溫和的去除雜質(zhì)，而且對纖維的損傷比較小。
[0022]采用堿性果膠酶處理有很多的優(yōu)越性。首先，用堿性果膠酶對棉纖維進(jìn)行前處理，可以在較小損傷纖維的情況下去除果膠等雜質(zhì)。其次，堿性果膠酶反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)環(huán)境P H值接近中性，所需反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)時間短。此外，堿性果膠酶作為一種生物蛋白質(zhì)對環(huán)境友好，無任何毒性，處理產(chǎn)生的廢水可生物降解，解決了處理廢液對環(huán)境的污染問題。
[0023]2生物酶基本理論
酶的專一性有利于節(jié)約成本，提高產(chǎn)物的純度，為工業(yè)化生產(chǎn)帶來便利。
[0024]3影響酶反應(yīng)的因素 溫度對酶反應(yīng)的影響:
溫度是影響酶處理效果的一個重要因素，酶對溫度有較高的敏感性，雖然酶反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高反應(yīng)速度加快，但是超過酶的最佳適合溫度后，酶反應(yīng)速度反而會隨著溫度的升高而減慢。因此進(jìn)行酶處理時溫度應(yīng)控制在反應(yīng)速度較快，而又不導(dǎo)致酶喪失活力的范圍。
[0025]P H值對酶反應(yīng)的影響:
酶分子上有許多酸性、堿性氨基酸的側(cè)基，這些基團(tuán)隨著P H值的變化可以處在不同的離解狀態(tài)，而側(cè)基的不同離解狀態(tài)又直接影響了底物的結(jié)合和進(jìn)一步的反應(yīng)，或者影響了酶的空間結(jié)構(gòu)，從而影響到酶的活力。由于不同的酶在不同的P H值范圍不僅穩(wěn)定性不同，而且活力也不同，在最適合的P H值范圍內(nèi)，酶的活力最強(qiáng)。因此在應(yīng)用酶的過程中，酶反應(yīng)的最適合P H值，發(fā)揮酶的最大效用。
[0026]酶濃度和底物濃度對酶反應(yīng)的影響:
酶和底物的反應(yīng)和酶的濃度有關(guān)。在反應(yīng)底物濃度足夠大的情況下，酶的反應(yīng)速度和酶的濃度成正比，當(dāng)酶濃度超過一定量時，再增加酶用量，反應(yīng)速度不一定相應(yīng)提高。而當(dāng)酶的濃度一定時，酶的反應(yīng)速度也隨底物濃度增加而增加，但當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢ǔ潭?，體系中的酶已全部和底物結(jié)合后，再增加底物，反應(yīng)速度不會增加。
[0027]時間對酶反應(yīng)的影響:
酶作為一種催化劑，反應(yīng)前后的分子總量是不變的，反應(yīng)的時間越長底物的轉(zhuǎn)化率越高，所以根據(jù)反應(yīng)時間可以適當(dāng)調(diào)節(jié)酶的用量。但并不是無限制的延長反應(yīng)時間，還要考慮纖維的損傷和生產(chǎn)效率這兩個問題。
[0028]其它因素對酶反應(yīng)的影響:
酶的催化反應(yīng)非常復(fù)雜，影響的因素也非常多，包括金屬離子、浴比、攪拌速度、浴中的其它添加物、工藝設(shè)備等因素。因此在進(jìn)行酶處理時還應(yīng)考慮這些因素，以保證酶的活力得到充分的發(fā)揮。
[0029](2)堿性果膠酶的介紹
堿性果膠酶是分解果膠的多種酶的生物酶處理工藝:沸水煮(3 O m i η) —酶處理一水洗(10 min)。
[0030]注:沸水煮的作用是去除一些可以熱水溶解的雜質(zhì)如部分蠟質(zhì)、部分棉籽殼，為更好的酶處理打下基礎(chǔ)。
[0031]酶用量對處理效果的影晌
固定溫度 55°〇，時間60111111，了？。1.5 (g / L), p H 8.0，浴比 20:1
不變，考察酶用量的變化對失重率、蠟質(zhì)含量的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種棉纖維綜合處理工藝，其特征在于:包括前處理工藝、染色工藝、柔化工藝和紡紗工藝；前處理工藝依次包括對棉纖維進(jìn)行沸水煮、堿性果膠酶浸潰處理、水洗；染色工藝為60°C時，染料溶液對棉纖維浸泡作用15 min，NaCl溶液浸泡作用15 min,溫度升高到90°C，在90°C Na2CO3溶液浸泡作用30 min ;柔化工藝，用柔化劑溶液浸泡棉纖維，有機(jī)硅用量9-llg / L，溫度50-60°C，處理時間50-70min，然后烘干到含水率8-10%;紡紗工藝包括以下步驟:染色棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、精梳，白棉依次進(jìn)行開清棉、梳棉、生條，然后將精梳后的染色棉與生條后的白棉依次進(jìn)行并條、紡粗紗、紡細(xì)紗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉纖維綜合處理工藝，，其特征在于:前處理工藝中，沸水煮的時間為30min ;堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量0.5-1.5 g / L，溫度5 1-60°C，時間40-60min，pH值8.1-9，滲透劑JFC l_2g / L，浴比20:1 ;然后水洗10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的棉纖維綜合處理工藝，，其特征在于:前處理工藝中，堿性果膠酶浸潰處理的工藝參數(shù)為，堿性果膠酶的用量I g / L，溫度 55°C，時間60min，p H值 8.5，滲透劑 JFC 1.5g / L，浴比 20:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉纖維綜合處理工藝，，其特征在于:柔化工藝中，有機(jī)硅用量Ilg / L，溫度50°C，處理時間50 min，然后烘干到含水率8-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉纖維綜合處理工藝，，其特征在于:紡紗工藝具體如下: 染色棉的開清棉步驟中，紡染色棉的打手速度較紡白棉低25% — 27 %，縮短自動抓棉機(jī)刀片伸出距離；采用A 0068型混棉機(jī)，塵棒間隔距調(diào)整為14.5毫米，；打手速度調(diào)整為.470r / min ；A 036 C采用梳針打手，速度為505 r / min ； A O 7 6型成卷機(jī)打手速度為.750 r / min,風(fēng)扇速度為 1350 r / min ； 染色棉的梳棉步驟中，采用A 186 D型梳棉機(jī)，設(shè)定刺輥速度850 r / min，錫林.335r / min，給棉板隔距0.25暈米，小漏底入口隔距4.20暈米，錫林一刺棍隔距0.13暈米; 染色棉的精梳步驟中，采用整體錫林和植針頂梳，采用FA251型精梳機(jī)，小卷定量設(shè)計為45g / m，精梳條定量18.0 g / 5m; 并條步驟中，根據(jù)混紡比例大小采用適當(dāng)根數(shù)的色條，以確保色澤均勻；色條與白條要相間排列，經(jīng)二道并條；采用FA302型并條機(jī)，熟條定量設(shè)計為17.0 g/5 m ； 紡粗紗步驟中，粗紗機(jī)A454G工藝參數(shù)設(shè)定為:后區(qū)牽伸倍數(shù)1.25倍，倍捻系數(shù)90，錠速500r/min，前羅拉速度150r/min，前/后羅拉隔距22mm或28mm，鉗口隔距3 mm ;細(xì)紗距.18.5mm 或 29mm,前羅拉速度 160r/min。
【文檔編號】D06M16/00GK103556473SQ201310223334
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】高潮, 張愛法, 李松林, 賀群峰, 王玉敏 申請人:山東高棉集團(tuán)有限公司