摘要：介绍了冷轧堆前处理工艺，指出了其在棉针织物应用上的不足，从设备、工艺流程、工艺参数、助剂等方面进行研究开发，并对经济效益进行分析。结果表明，针织物冷轧堆前处理新工艺解决了以往易产生折皱和均匀性的问题；针织物冷轧堆前处理新工艺大大节约了能源、减少污水排放、提高生产效率，取得了可观的经济效益和社会效益。

   关键词：针织物 节能 前处理 冷轧堆 工艺 设备

   针织印染企业是一个高能耗、低产出、污染重的行业，随着印染企业生产规模的扩大和行业的发展，这种矛盾更加严峻。早在20世纪70年代，国外就开始采用棉冷轧堆前处理工艺来代替传统的棉热浴前处理工艺，从而大大节约了能源（水、电、汽）。据有关报道，国外采用冷轧堆前处理工艺已占到总数的30%左右，可见该工艺带来诸多优越性。20世纪80年代中后期，我国才有一些企业就该工艺进行一些讨论和实践。至今，虽然冷轧堆前处理有了较大发展，但在棉针织物上的应用始终不太理想，主要突出表现在均匀性和折皱两大问题上，具体表现为：其一，由于织造工艺不同于梭织物，针织物普遍结构松弛，有一定弹性，织物呈圆筒编织状而难于连续化生产；其二，在助剂方面仍未摆脱高碱高氧的组合结构，均匀性和折皱无法彻底解决，堆置时间很受限制；其三，设备结构和使用没有达到产品和工艺要求。

    本公司从针织物冷轧堆前处理的设备、工艺、助剂等方面，设计制定出一套完整的工艺提供给厂家使用，多家企业已进行规模化生产，取得了理想的效果及可观的经济效益和社会效益。生产成本大幅度降低、生产效率明显提高、品质得到提升、污水排放量减少。

    1 设备分析

    设备的关键在于防止生产过程中织物上产生皱条、压痕等硬性质量问题，同时满足工艺赋予的功能性要求（煮练透、白度高、洗涤净等质量指标），达到均匀一致的目的。

    1.1 装备组合

    冷轧机→堆置房→热处理机→水洗机。

    1.2 各设备单元的作用

    1.2.1 冷轧机

    工艺流程：扩筒进布→多浸一轧→摆布落桶。

    扩筒进布，平整进入工作液，在无张力的条件下反复浸渍达到均匀一致的吸收状态，保证织物带液率在110%左右；平整地落入桶内，塑料布盖严（防止透气风干），推入堆置房中。

1.2.2 堆置房

    目的是保温、保湿。将浸轧好的织物按时间顺序放入指定的位置，记录好堆置的品种、时间和数据，控制供热风量，以确保室内的温、湿度。工艺员根据工艺、时间进行对版附样，并决定出室和后处理的时间和工艺要求。

    1.2.3 热处理机

    工艺流程：扩幅进布→喷淋→摆布→入液堆置→出布。

    热处理的目的是进一步地促进织物与助剂反应，促使白度、毛效、去杂效果等得到提升。由于连续化作业，织物又是在液下，确保了织物前后充分地均匀一致，也大大提高了蒸汽的有效利用率。

    1.2.4 水洗机

    工艺流程：平幅进布→绳状水洗→过酸→脱氧→水洗→出布。

    经热处理后的织物必须做到充分水洗，控制条件尤为重要，各道水洗温度、溢流水量、酸中和值、脱氧量等，都是设备必须严格控制的。

    2 工艺分析

    冷轧堆前处理工艺流程：翻缝→冷轧→堆置→热处理→水洗→中和→脱氧。

    设备确定后，工艺是重点。由于各企业条件千差万别，引进冷轧堆前处理设备会打破公司正常的生产状态、计划、工艺、操作等，再加上连续化生产和非连续化生产的矛盾、工艺条件的极大差异、操作方式的不同、各管理层面的认识差异，在实施的过程中会遇到一些困难，因此工艺会随着企业的现状而设定。除以上影响因素，织物种类和质量是工艺重点。

    2.1 织物品种

    纯棉以及涤棉、毛棉、腈棉等各种棉混纺织物。

    2.2 工艺关键点

    浸轧：冷堆助剂用量为30～50g/L，100%双氧水用量为0～l0g/L，室温浸轧，多浸一轧，均匀渗透，带液率控制在110%。

    堆置：堆置时间要根据织物的白度和棉子壳的膨化度决定，12h左右堆置白度完全可以达到。如果棉纱质量差，棉籽壳和棉结的膨化需要更长一些，24h左右为宜。堆置温度控制在在35℃左右较理想（堆置物必须处在密封状态，防止透风风干）。

    热处理：温度和车速是工艺保障的关键，织物及质量要求不同则工艺参数不同，如涂料印花在要求白度的同时，毛效控制在3～4cm，而活性印花毛效要求控制在8～10cm，所以热处理在时间和温度的掌握上至关重要。

    水洗：各道水温、溢流量、酸碱中和、脱氧是完成水洗过程的要点。落布检测很重要，需具有酸碱指示剂、含氧指示纸、白度检测仪等必备条件。

    2.3 冷轧堆前处理助剂

    冷轧堆前处理助剂是针织物冷轧堆工艺的核心，冷轧堆助剂必须起到以下作用：一种产品多功能性（减少多品种带来的质量问题）；化学反应均匀充分（堆置时上下、内外、液内液外、箱与箱之间均匀一致）；对于不同的条件（温度差10～40℃）更要做到统一的质量指标，杜绝化学作用的不均匀性和不均匀的条件；具备宽松的堆置时间，24h和40h的堆置结果差异很小，符合针织物生产的方式。

    2.4 技术指标

    白度：能满足一般产品白度要求。

    毛效：能满足各类产品的需求。

    色牢度：与传统工艺的染色指标无差异，牢度符合要求。

    生产漂耗：可以在传统漂白工艺的基础上降低50%左右。

    生产质量：无色花、批差、折皱记录，重演性好。

    产品风格：天然蓬松、厚实、柔软、布面光洁、色泽柔和。

    适用范围：纯棉及其混纺针织物。

    其中，棉与其他纤维混纺产品的技术指标如下：

    a．腈棉，漂白布不泛黄、白度好；

    b．麻棉，失重率低、强力高，保持麻的原有特性；

   c．毛棉，冷轧堆前处理过程中羊毛不受任何损伤，能同时反映出棉与毛纤维的特性，织物的棉感和弹性表现很突出，可提高产品的附加值；

   d．黏棉，黏胶纤维在湿状态和碱氧条件下强力下降很大，静态和短时间的处理对黏胶纤维有很好的保护作用，能明显突出织物的特性。

    3 经济效益分析

    3.1 节约蒸汽

    每吨布冷轧堆用汽量0.3～0.5t，传统工艺用汽量为2.7～3.Ot，节汽量为2.5t左右，节汽80%。

    3.2 节约用水

    每吨布冷堆用水量为5～10t，传统工艺用水40t左右，节水量30t左右，节水75%。

 3.3 节约用电

 冷轧堆用电量25kW-h（产量按每小时It布计算），常规工艺机缸前处理用电量每吨布为30kW-h，前处理需要4h左右，约120kW-h），节电95kW-h，节电80%左右。

    3.4 生产效率

    生产效率如下：

    a．染色机利用率可以提高30%以上（因前处理在机缸外加工，所以提高了机缸的利用率）；

    b．每台染色机装布量可以提高20%以上，也就是说湿状态织物的装机容量比干状态织物多。

    3.5 投资回报

    冷轧堆前处理设备造价约30万元左右。冷轧堆前处理设备日产量10～15t（按照本公司的实际情况计算）。按照水4元／t，电平均0.9元／(kW-h)，蒸汽267元／t的实际价格计算，1t布成本节约用下式计算。

节约金额=（传统用量-冷堆用量）×价格

    水： (40-10)×4=120.0元；

    电：（120-25)×0.9=85.5元；

    汽： (3-0.5)×267=667.5元。

    每吨布能源节约：120.0+85.5+667.5=873.0元；

    投资回收：生产343t的针织产品就可以回收其投资成本（不包括染缸利用率的30%）。

    4 结论

   （1） 突破传统针织物冷轧堆的几大瓶颈：实现了针织物连续化前处理的工艺；克服了堆置时压痕、折痕等问题；告别了因前处理而产生色花的过去；改变了传统机缸匹差的历史；消除了堆置物上下、内外白度差和不均匀性；简化了传统复杂繁琐的操作程序；减轻了工人的劳动强度；摆脱了工艺和化学品对操作者的不安全因素；打破了传统冷轧堆工艺对设备、助剂、温度、时间和方法的苛刻要求。

   （2） 针织物冷轧堆前处理给行业带来了新的加工方式，连续、简单、稳定、安全；给企业带来了丰厚的收益，节汽80%、节水75%、节电80%、效率提高30%以上；给管理者（尤其是技术管理者）带来了信心；给产品品质带来了提升（自然、丰满、厚实、蓬松、稳定）；给社会带来了低碳和环保。

   （3） 目前，已使用本公司开发的针织物冷轧堆工艺的单位有：青岛元辰纺织品有限公司、山东高密运昌针织染整有限公司、山东枣庄鸿泰服装有限公司、山东青岛建荣针织染整有限公司、山东青岛元伯纺织品有限公司、宁波源洋针织染整公司、宁波兆龙针织染整公司等。针织物冷轧堆前处理项目虽然有了可喜的成效，但是还有许多方面需要进一步改进和完善，如设备功能和精度、助剂性能、工艺和操作等都需要行业人士、染整企业、设备制造商、助剂开发商等的共同努力。