Chapter 2
Desizing and scouring
of Cotton and Cotton Blending
Fabric
Fibre Yarn
Fabric
Knitting
Scouring and Bleaching(Pretreating)
Bleached ProductsDyeing
Finishing
Printing
2.1 Introduction
Singeing,desizing,mercerising,scouring and
bleaching are the basis for all subsequent
processes,Mistakes made in this stage show up
in later stages where correction is difficult,
? 过去在纺织主管部门有种老观念是,“我
国的纺织是先进的,关键问题是印染落
后。” 这种老概念已改变。中高档服装
面料大量进口,就需要纤维、纺织、印
染的产销共同解决。
? 印染企业本身是加工性质,因此对坯布
原料的选择非常重要。
? 从印染企业来说, 能否开发名牌产品,
经营成功, 首要的关键问题是要精于对
坯布原料的选择 。 同时, 优质的坯布就
定要加上精细的加工, 才能相辅相成,
打出名牌, 才能优质优价进, 优质优价
出 。
2.2 Preparation of Gray Goods
? 棉坯布纤维结构的选择、主要在于混配
棉的成熟一致性和配棉的等级以及是否
混入有不成熟棉纤维成熟度不一致。
? 配棉等级低或掺入不成熟棉,则布面棉
纺杂质多,并且印染后布面暴露出白芯
满布,给人以严重的不舒服感。
? 坯布质量在外观疵点方面,最忌散布性疵点,
即使在评分上尚属一等品,也不适应于加工高
档印染产品。因为高档服装,前胸门襟及受人
注目处,不允许有任何疵点(包括0,2厘米不
记分的疵点)。
? 坯布的缩率也是值得注意的。如经、纬向双向
弹力布,织机上张力太大,在印染加工时经纱
中间包含的弹力长丝很容易绷断而露出布面,
染色后不上色而呈布面白点,造成加工损失。
? 其他如坯布上洗油污演的刮伤斑、霉斑、破洞
等等需在坯布检验中注意,保存样布,向织厂
索赔。
2.3 Singeing
Singeing
2.4 Desizing
? 对退浆工程的要求,过去有三个字,即
“退得净”。只有浆退得净,才能有利
于煮练漂白,才能使染出的色泽纯正、
丰满,没有“暗红”色相。
2.4.1 Size on the fabric
2.4.2 Usually employed sizes and
their properties
? 2.4.2.1 Starch
Table 1 Properties of Amylose and
Amylopectin
Property Amylose Amylopectin
General structure
Typical DP
Molecular weight
Color of iodine complex
Behavior in paste
Structure
Solubility in water
Mostly linear
1000-3000
160000-500000
Deep blue
Retrogrades
Partially crystalline
Variable
Branched
104-105
107-109
Purple
Stable
Amorphous
Soluble
Modified starches
Starch can be modified to produce a
variety of products for many
applications,Some of the
modifications resulting in important
textile chemicals are as follows:
? Depolymerization
? Crosslinking
? Derivitization
Depolymerization
? Depolymerization reduces the viscosity of
the starch,Depolymerized starch for
textile applications are mainly of two type,
acid modified and oxidized,
Acid modified starch,often called thin-boiling
starch,Because of their lower viscosity,more
concentrated solutions can be prepared from thin-
boiling starch than is possible with unmodified
starch,This can be an advantage when a high
concentration level of starch is required for some
application.
Oxidizing Agents
In addition to lowering the molecular weight
of the starch by scission of the glucosidic linkages,
Oxidizing agents oxidize some alcohol groups in
the starch to aldehyde and carbooxyl groups.
? Although the primary hydroxyl group is used in
The example shown,the secondary hydroxyl
Groups can also participate in oxidation reactions.
The incorporation of aldehyde and carboxyl
Groups improves solubility and stability of the starch
In water,Oxidized starches have good film forming
Characteristics and are commonly found in coating
and sizing formulations in paper and textile
manufacturing.
2.4.2.2 Polyvinyl Alcohol
(PVOH)
The extent of hydrolysis has a major influence on
properties of PVOH and can be controlled to
produce a family of products having a range of
properties,Table 1-6 shows the various
hydrolysis levels of PVOH that are available.
? Because of internal hydrogen bonding,the
partially hydrolyzed types of PVOH are more
soluble in water even though they contain fewer
hydrophilic groups,The residual acetate groups
on the lower hydrolysis types of PVOH
interfere with the internal hydrogen bonding
capability of the polymer and make it more
accessible to water.the partially hydrolyzed
types adhere better to hydrophobic materials
because of the presence of the residual acetate
groups.
Polyvinyl alcohol is produced in a range of molecular
weight grades as shown in Table 1-7,Molecular
weight determines the viscosity type of the PVOH
product.
? 2.4.2.3 Polyacrylacid ester (PA)
? 2.4.2.4 Carboxymethyl cellulose (CMC)
2.4.3 Desizing processes
? 2.4.3.1 Alkali desizing
主要适用于淀粉浆 。 因酸退浆有造成纤
维素水解的危险, 而很少使用 。 碱退浆法目
前仍是普遍采用的退浆方法, 它能使淀粉溶
胀而脱除, 也能够使丙烯酸酯浆料成为羧酸
钠而溶解去除 。 碱退浆法对PVA浆料不甚相
宜 。
碱退浆法适用于堆置法, 时间长, 效果
并不理想 。 但成本低, 设备可因陋就简,
如添加渗透剂可加速反应和提高效果 。
2.4.3.2 Enzyme desizing
? 酶是由微生物、植物和动物产生的生
物催化剂,本身是蛋白质。
? 酶的作用对象具有专一性.例如淀粉
酶只使淀粉水解而不损伤纤维素纤维,这
是酶退浆的独特特点。酶的另一个优点是
反应物易于生化降解。
影响酶反应速度的因素有:
( 1) 酶退浆的浓度:淀粉被断裂的速度
几乎与浴中酶的剂量成正比 。
( 2 ) 退浆的温度:淀粉酸有中温型 ( 过去
多用中温型 ) 和高温型两类, 后者是细菌a一淀
粉酶, 可耐95 ℃ 的高温, 浴中短时间能耐更高
温度, 可以在110 ℃ 左右进行几十秒钟快速退
浆 。 但必须避免温度过高, 导致活力的降低, 适
当地提高温度目的是加速反应, 缩短退浆时间,
这时我们允许酶的活力损失10~20 % 。
( 3 ) 退浆浴中添加钙质:可提高a一淀
粉酶的稳定性, 因而可采用较高温度或
较低用量 。 钙质的稳定作用, 主要是它
参与了淀粉酶蛋白质的交联, 增加了它
的三维结构稳定性的结果 。
( 4 ) 退浆浴的PH值:
在不同PH浴中, 酶分子会稍为改变
它的形态和电子模型, 在特定的pH值
时, 会形成适合于淀粉分子的, 活性部
位,, 因此, 一般的酶适合于pH 5~7
的退浆浴, 以发挥最大功能, 低于或超
过此最佳值, 活性大大降低 。
( 5 ) 退浆浴中使用的表面活性剂:
阴离子表面活性剂会使酶的活性降低,
而非离子型润湿剂能与淀粉酶相容 。
( 6 ) 氧化剂的影响:
氧化还原漂白剂都是对酶的有害物质,
不宜同浴使用 。
( 7) 淀粉浆的凝胶化:
淀粉凝胶有碍退浆药剂的渗透, 因此一
般先要用 20~30 ℃ 的水使淀粉预溶胀,
避免凝胶, 才能提高退浆效果 。 而酶退浆
时, 因为凝胶化的淀粉有利于酶与淀粉分
子之间的接触, 在退装前或退浆中选用热
水使淀粉, 凝胶化, 能加速退浆反应 。
现在的退浆用酶, 多半是细菌a一淀粉酶,
从形态上看, 有液状的, 也有粉状的, 可直接
用于退浆浴中 。
从退浆浆料上讲, 有专用于淀粉的, 也有适用于淀
粉和CMC混合浆料退浆的酶 ( 如 Bactosol FD), 以
及淀粉和PVA混合浆的退浆酶 ( 如 Reactase ACL,
为淀粉酶复合物 ) 。
从使用温度来看, 有中温型 ( 60~80 ℃ ) 以及
高温型 ( 90~ 120 ℃ ) ;
从适用工艺来看, 有用于冷轧堆的, 轧蒸法的和退
浆 / 漂 白 一 浴 法 的 ( 如 Enzylase C ), Biolase
( Hoechst )系列是可适用于各种形式加工的酶 。
从酶的组分来看, 有单一酶, 混合酶, 酶与表
面活性剂的拼混物 ( 如 Sevolase NK.Tanazvm U
D ) 。 还有退浆时兼获石洗效果的酶 [ 如 Leista-
Zvm JEM ( B Ohme ) ], 日本大和化成的
NedusllZjZ H系列是以耐热性细菌a
一淀粉酶为主要成分的酶退浆剂, 适用于高温短
时退浆, 使用范围比原N eom lus 广泛,
酶高温退浆速度极快, 酶用量为 0.3~3
克/升, 在I 00~ 115℃ 处理15~ 30秒或8
5~
95 ℃ 处理几分钟, 即可完成退浆任务 。
2.4.3.3 Oxidizing agent desizing
本法适用于所有浆料, 特别是PVA 。 不了解所
上浆料的组成的情况下特别适用 。 它能使多种浆料氧
化分解成可溶性物质而去除 。 曾经用过的氧化剂有:
( 1) 过氧化氢 ( H2O2),
在氧化退浆法中, 被认为最理想的氧化剂是双氧
水和过硫酸 盐 。 双氧水是30~35 % 或50 % 浓
度的液体, 它对各种类型牌号的PVA都能通过游
基反应使其分解 。
在用双氧水退浆时, 可 中性退浆, 若加入
碱, 会使PVA凝胶化, 因此, 碱的加入反而会
延缓浆料的去除 。 另外, 还会使 PVA退浆织物形
成发色体 而变色, 且有刺激性气味形成 。
在双氧水中加入硫酸镁, 便可提高双氧
水对碱的稳定性, 再加入润湿剂和螫合剂, 便
能进行涤/棉织物的退, 煮, 漂一浴法 。
(2) 亚溴酸钠 ( NaBrO2),亚溴酸钠商品
为含有60~80克/升 NaBrO2的碱性溶液, 即
含有78~104克/升有效溴 。 NaBrO2退浆在
欧洲使用较普遍, 具有不脆损纤维而退浆尽
的优点, 我国在六十年代也曾用过, 发现并不
像文献报导的那样突出, 究其原因, 欧洲用的
是马铃薯淀粉, 我国则用玉蜀黍淀粉 。 而 NaBrO2
对前者退浆特别有效;亚溴酸钠的退浆活度与
NaClO不同,在不同用量水平时, 其总氧化能力总
是一个常数 。 这是由于其氧化机理所决定的 。
在 NaBrO2退浆时约28 % 的 NaBrO2是用以
与淀粉反应,,约 50 % 的 NaBrO2与原棉中的
杂质反应 。 因此, 效果比酶退浆好, 其优点是白
度好;还可减少漂白时漂白剂的用量 。 退浆时用
织物 0.5~1克/公斤, 室温下浸渍后堆置, 最
后用热碱液洗涤 。
2.4.3.3 Plasma desizing
? 在一定的温度和压力条件下,物质存在
着固、液、气三态的相互转变。如再施
加能量,最终能构成气体的分子乃至原
子成为电离状态,即等离子状态 --物质
的第四态。
2.5 Scouring(boiling-out)
? 2.5.1 Introduction
? 对练漂工程的要求、与过去的概念有所不同了。
过去是要“煮得透、漂得白”,现在是强调一
致性,突出一个“匀”字。这主要是市场的变
化,由自买衣料、自己缝制的时代转向服装经
营业者定购面料,整批裁剪制成服装。正是由
于整批裁剪,分片缝合,缝接处的白度、色泽
一致,才能算高档,有轻微色差的列入中低档,
明显的色差就认为是疵品了。
Scouring of textile materials refers to removal of
impurities by wet treatments so that the impurities do
not interfere with dyeing and finish applications.The
amounts and types of impurities present depend on
the type of fiber in the material.materials containing
only synthetic fibers usually contain only the
lubricants which have been added to aid in
manufacturing processes and handling.
Cotton contains natural impurities which must be
removed in scouring and bleaching.
煮练的目的是去除纤维素共生物:油蜡,
果胶, 木质素, 色素以及棉籽壳 。 主要用剂是
烧碱, 一般在 100 C处理 l~2小时或在 1
20~130C处理 。 煮练工艺的改进必须结
合煮练设备及煮练助剂 。 为了节能, 节水, 省
时, 退, 煮一步法, 煮, 漂一步法目前已取得
一定成效, 已在不少针织印染厂中采用, 降低
了成本, 缩短了加工时间, 增强了竞争能力 。
而棉印染厂还多半在短流程工艺上下功夫 。
2.5.2 Principle of Scouring
? The exact composition of cotton fibers depends on
its source,maturity and other factors,Typical
composition of dry cotton fiber is as follows:
Composition of cotton(%)
Cellulose 94.0
Protein 1.3
Pectic matter 0.9
Ach 1.2
Wax 0.6
Organic acids 0.8
Sugars 0.3
Other materials 0.9
? 2.5.2.1 Symbiotic material of cellulose
? pectin
? nitrogenous matter
? waxy substance
? ash
? coloring material
? cotton shell
2.5.2.2 Principle of Scouring
1,Waxy substances,
? esters of fatty alcohols or glycerol
? Melting point,80-85℃
Therefore,high temperature treatments with
hot alkaline assist greatly in removal of
natural waxes from cotton.
1,Waxy substances,
? aliphatic alcohol C30H61OH?emulsify
? aliphatic acid ? saponify
( RCOOH?RCOONa)
? alcohol ester ?emulsify
? solid and liquid compounds of carbon
hydrogen ?emulsify
2,Protein
? The exact nature of protein material in
cotton fibers is unknown,but there
materials are removed by hot alkaline
treatment.
3.Pectins
? High molecular weight carbohydrates and
appears to exist as calcium and magnesium
salts of pectic acid or its derivatives.
? Pectic acid is a polymer containing
galactouronic acid as the repeat unit.
? Because of the acidic carboxyl groups,
alkaline treatments are effective in
removing pectic substances.
4,Ash
? Mainly potassium,calcium,magnesium
carbonates,phosphates,sulfates and
chlorides.
5.Cotton Shell
? Cotton also contains seed coat fragments,
This vegetable matter is swollen by the hot
alkaline treatments so that it can be
removed or decolorized by the bleaching
processes subsequent to scouring,Most of
these impurities are soluble or removable by
hot alkaline scouring,
2.5.3 Process and machine
? 2.5.3.1 kier boiling
? 2.5.3.2 continual steam boiling
? 2.5.3.3 comparison between the different
processes and machines
Pictures from Kuesters GmbH &Co.
2.5.4 Analysis of process
condition of scouring
2.5.4.1 Concentration of caustic soda
(sodium hydroxide)
100 cotton fibers,weight of NaOH (g)
pectin 0.2—0.3
nitrogenous matter 1.0
waxy substance(aliphatic acid) 0.1
carboxyl group in cotton fibers 02—0.3
absorption of 100g cotton 1—2
total amount 3.5—3.7( 3-4%)
o.w.f (on weight of fabric) 3—4%
Relationship between the contents
of wax and wetting-ability
? See also p,69,Table 2-1
? fabric handle
Relation between the
concentration of caustic soda
and fiber properties
? 100% Cotton fabric
? cotton blend / union with polyester or polyvinyl
? polyester caustic reduction process(alkali
peeling)
? polyvinyl yellowing
Relation between the
concentration of caustic soda
and used equipments
? Kier 10-15 g/l (2.5-4% owf )
? continual steam scouring machine
(open-width and rope form)
25-50 g/l (6-8% owf) pick up 120-130%
2.5.4.2 Temperature and time
of scouring (boiling-out)
? Kier 10-15 g/l (2.5-4% owf )
liquor ratio 3:1-4:1
120-130?C; 3-5 h
? continual steam boiling machine
(open-width and rope form)
25-50 g/l(6-8% owf) pick up 120-130%
100-102 ?C; steam:60-90 min
Scouring effects on the treated
time and temperature
? See also p,86, table 2-3,2-4
? AATCC Test M97(DIN 54278)
? % fats and waxes = B-A/W * 100%
A- flask weight (original weight )
B - flask weight after solvent distilled
W- dry weight of sample of cotton
2.5.4.3 Selecting of auxiliaries
? Wetting agent
? detergent
? reductant
? see also p,87 table 2-5
New technology of scouring
Equipments,
? Flexnip system
? Raco-yet system
? Ben-Injecta
References
See also,1,染整织物短流程前处理
徐谷仓著
2.Warren S,Perkins,Textile Coloration and
Finishing,Carolina Academic Press,1996