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洗水工艺基础(v1.1)洗水与常见问题 By Patrick Lee Oct. 2005

洗水到目前为止还只能算是半科学, 还有很多不可控制外在因素. 但目标还是伽利略在三百多年前所说的 “Measure everything measurable, and make measurable anything nonmeasurable” –Galileo

国内多数洗水厂尚处在”车栽斗量”的情况: 成衣放一推车, 还有空位, 又塞半车. 加料就先放二勺, 觉得不够, 另加一勺, 好像太多, 再放点水! 对份量, 重量, 水温, 浴比和转速等都控制不严, 所以无法重复做出相同效果not reproducible重现.

最常见的问题就是效果washing effect, 色差colour lot/ shade range非常大. 要不就是样打出来了, 大货永运追不到.
其实问题大都是出在控制上, 举个简单石磨酶洗stone enzyme wash为例:

洗水机转速(rpm)正常转速33转, A机31转, B机35转,
看上去+/-2转相差不大, 但石磨过程30分钟.
A机, 31转x30分钟=930转,
B机, 35 转x30 分钟=1050.转
B机 比A机(1050-930=120)相等多洗了3.6分钟, 那是 = 多磨了11%!!

水温相差10度, 纤维酶活动能力可相差一倍!

pH相差1度, 纤维酶活动能力可相差60%!

如果一间洗水车间里没有见到有: 大小磅称各一个, pH试纸/仪表, 温度表, 量杯, 控制水平大概也可知一二了.

I. Purposes of washing 洗水的主要作用:
1. 加强手感hand building, 对手感进行调整, 加软,加硬,抛光和蓬松
2. 颜色外观调整colouration, 进行退色, 漂白和 加色等
3. 增加功能Function, 如防绉, 防污等.
4. 救命, 因布料 颜色/缩水不准, 色牢度/日照牢度不够, 布面处理有问题. 经洗水过程都能做到一定的改善.

II. Preparation产前准备
为保证洗水生产顺利, 产前应尽量做好下列准备工作:
-Wash sample 洗版, 跟椐客户要求用洗版机/版缸洗样, 要保留洗水配方, 并存档洗前布样.
-Fabric test 试布, 将大货布每疋剪疋条写上疋号, 缝在一起, 根椐洗水要求试洗, 并分色 (又称百家衣Wash blanket), 另外还要试货布缩水.
-Receipt adjustment 调整洗水配方, 因为洗样跟洗货所用洗缸容量, 浴比, 布色光都会有差异, 必须对洗水配方进行修正 [例 1]
-Pilot run 试缸/产, 主要用作最后决定大货配方, 同时也可以把色光不同的成衣一起洗, 得出相应的配方和色差范围 Shade band.

[例 1]: 调整配方 添加剂和成衣重量的百分比

% owg (On Weight of Goods)

样版缸50L
大缸 500L
Chemical ratio添加剂
5%
2%
Liquid ratio浴比
20:1
10:1
Stone ratio浮石比
15:1
5:1
Temperature水温
相同
相同
pH
相同
相同
Rpm转速
相同
相同
Cycle time时间
相同
相同

洗水 常备 化学品
Acetic acid冰醋酸
Soda ash小苏打
Caustic soda烧碱
Hydrogen peroxide双氧水
Hypochlorite漂白水
Potassium permanganate高锰酸钾
Sodium bisulfite亚硫酸氢钠
Amylase enzyme淀粉酶/酵素
Cellulase enzyme纤维酶/酵素
Salt盐

III. Washing Procedure洗水过程, 牛仔洗水是洗水中最完整和普遍的, 所以就以牛仔过程 [例 8]为例, 其他洗水大都只需其中部份程序.

1. Desizing 脱浆 > 2. Stone 石磨 > 3. Colourize 调色 >
4. Neutralize 还原> 5. Brightening 增白 > 6. Softening 加软

1. Desizing脱浆/清洗
脱浆的目的是要把包裹在纤维表面的異物清除, 使纤维可以直接接受以后的处理过程.
牛仔布的经纱是用Warp beam vat dye染色, 之后上浆增加纱的强度以便织造, 常用的浆有淀粉Starch, 合成浆PVA polyvinyl alcohol/synthetic resin,
其他不上浆的布种也可能在织造中加了润滑剂lubricants/waxes/oil,所以也要清洗.
因脱浆是洗水过程的第一步, 做得好不好直接影响以后的结果.

脱浆主要用2种方法:
a) 氧化脱浆oxidative desizing 利用碱和双氧水在高温下脱浆
优点: 成本低, 对多种浆都能起作用
缺点: 对纤维强度有影响, 在pH高 的情况下, 回染colour bleeding/back staining较严重. 影响牛仔白度

b) 酶/酵素脱浆 Amylase enzyme desizing [例2] ,利用淀粉酶分解淀粉
优点: 淀粉酶只针对淀粉进行分解, 不会影响纤维. pH居中, 回染少
缺点: 成本高, 控制要求较高.

[例2 ] 一个酶/酵素脱浆配方:

% owg
Chemical ratio 添加剂
Amylase 淀粉酶
1~2%

Wetting agent 渗透剂
0.25~1 %
Liquid ratio 浴比

1: 15
Rpm 转速

高
Temperature水温

60c
pH酸碱度

6~8
Cycle time时间

10~20 min

脱浆常见问题: 条花/水痕 和回染
解决方法:
1. 洗水机转速要高, 太低了衣物抛不起
2. 衣物不能太多, 要有足够滚动空间
3. 使用润滑剂 Lubricant
4. pH 控制和清洗是关健.

2. Stone /Abrasion 石磨
石磨目的在于让衣物有穿着过/经磨擦的仿旧感觉.
由于牛仔纱线中心并没有上色, 根椐这个特性把附在表面的Indigo磨损而露出白芯以达到陈旧和兰白分明的效果

这个过程通常是用下面其中的方法
a) 浮石pumice stone/胶球synthetic stone等, 机械式磨擦, 花度好, 直接成本低, 但机器和衣物损耗大, 同时浮石的石粉会影响手感, 沉淀物多, 影响排污指标中(SS) 悬浮物
b) 单用酶/酵素 Cellulase enzyme , 效果均匀, 损耗小. 但成本高
c) 石/球磨加纤维酶/酵素abrasion+cellulase [例3], 取两者之长

酶/酵素的运用渐日普遍, 优点在于产生较果速度快, 手感好和对衣物损耗 小. 但由于酶/酵素是活性生物, 只有在特定的环境下生存, 最佳活动范围小. 所以工艺要求相对高, 对控制时间, 水温, pH要求严格, 同时也要顾及回染和过度分解纤维令强度下降的问题.

*纤维合成酶/酵素Cellulase主要含有三种酶组成: EG (Endo-Glucanase 内切葡聚糖酶), CBH (Cellobiohydrolase 外切葡聚糖酶) 和 (Beta-glucosidase 葡萄糖甘酶).

EG主要是水解和切断纤维的结晶分子链, 使纤缠维产生更多的断口
CBH主要切断己被水解的分子端并将纤维结晶转为非晶相纤维二糖
BG是将纤维二糖转为葡萄糖

一般酸性纤维酶/酵素(pH 4.5-5.0),含EG较多. 中性(pH 6.2-6.5) CBH含量高*(rev. v.1.1)

[例3] 石磨加纤维酶/酵素洗水配方:

% owg
Chemical ratio 添加剂
Cellulase enzyme 纤维酶
2.5~3%

Surfactant 表面活性剂
0.25~1 %
Liquid ratio 浴比

10:1
Rpm 转速

中
Stone 浮石比

5:1
Temperature水温

65c
pH酸碱度

5.5~6.5
Cycle time时间

30~40 min

3. Colourize/decolourize调色
调色是为了达到一定的视觉/外观较果.
脱色一般是利用氧化oxidation的原理, 使纤维表面的颜色减少.

漂洗 [例4] 常用下列2种原料:

Hypochlorite 氯漂/漂白水
优点: 强力, 还原方便
缺点: 对pH敏感 , 具挥发性, 炎热天气下效能每天可下降15%, 所以稳定性较难控制.

Potassium permanganate 高锰酸钾
优点: 粉状,存放方便稳定
缺点: 布面色光偏暗, 还原工艺要求相对高

*还有个相对没那么普遍的漂白原料, 就是运用Laccases 漆/酚氧化酶对牛仔进行氧化漂白. 如果要做到 Oeko-tex标准, 这是个可行方法.
优点: 环保, 回染少, 只需用温度或pH停止酶作用, 不用还原
缺点: 价格高, 漂白程度达不到很浅* (rev. v.1.1)

[例4] 脱色配方

% owg
Chemical ratio 添加剂
氧化剂Oxidation agent
1~2%
Liquid ratio 浴比

15:1
Rpm 转速

高
Temperature水温

60c
pH酸碱度

6~8
Cycle time时间

10~20 min

调色过程中也可以是加色, 吊/套色 或调整色光.

4. Neutralization 还原
还原是要在达到颜色要求后,停止漂白的解漂[例 5],[例 6]过程.

还原做不好不但会影响布料的强度, 同时也会 造成色光灰暗等不良效果.

对上两种漂洗的相应还原配方
[例5] De-chlorination 氯漂之还原

% owg
Chemical ratio 添加剂
Sodium bisulfite亚硫酸氢钠 或 hydrogen peroxide双氧水
0.5~1
Liquid ratio 浴比

1: 10
Rpm 转速

Temperature水温

50c
pH酸碱度

4~4.5
Cycle time时间

10min

[例6] Permanganate之还原

% owg
Chemical ratio 添加剂
Acetic acid 醋酸
1~2%

Hydrogen peroxide双氧水
0.25~1 %
Liquid ratio 浴比

1: 15
Rpm 转速

高
Temperature水温

60c
pH酸碱度

6~8
Cycle time时间

10~20 min

5.Brightening增白
目的在于达到颜色对比分明. 一般是用以下两种方法:

Hydrogen peroxide双氧水 增/漂白, 利用双氧水对纤维暴露的部份漂白, 使白的部份更白, 但不会对有色部份有大影响, 残余的氧同时也对污水中含氧量有帮助.

加Optical brightener (fluorescent whitening agent, FWA) 荧光剂增白

6. Softening加软
使手感达到不同的要求.

柔软剂最常用两大类 :

阳离子脂肪酸Cationic Fatty acid
手感: 松软

矽/硅Silicon
手感: 滑润

还有很多综合类的软剂, 适用于不同的手感要求.

不管是用那种软剂, 都会对色光起一定变化, 所以必须要试过对成衣色光的影响, 才能决定用那个柔软剂。
常见的影响是令牛仔变黄, 令染色布变深.

*做完以上洗水过程, 后工序是: 脱水, 烘干.*

IV. Others 其他洗水产品
洗水叫法五花八门, 但基本都是以下方法的演变:

Sand blast喷沙, 用压缩空气喷枪, 向所需变白部份喷石英沙, 打掉indigo
Chemical spray 用稀释高锰酸钾代替喷沙, 但要做还原过程
Acid /snow/ moon,/fog,/marble,/ice and frosted/ wash.炒雪花. 浮石浸泡稀释高锰酸钾, 滤干或半干放入滚筒干滚, 需做还原过程(注1)
Hand brush手擦, 或用打磨机进行磨擦
Whiskers 猫须, 有喷和擦
Tagging/folding 摺绉, 有定形和非定形
Grinding 磨烂
Tie dye 扎染
Dip dye 吊染
Bio polishing去毛/抛光, 是种用CBH enzyme 洗法. *(虽然抛光酶也是用纤维酶, 但外切葡聚糖酶的含量与一般纤维酶有很大的分别)* (rev.v.1.1)

Garment (over)dye /Tint成衣/件染色, 跟布料染色的程序基本相同, 所用染色方法主要有:
直接Direct dye, 硫化sulfur dye, 涂料Pigment dye和活性Reactive dye.

注意: 如果要件染 一定要告诉布厂做Pfd, 不能加silicon软剂, 容易吸油, 洗不掉, 染色会花.

Wrinkle free 防绉, 跟椐不同要求主要有 预焙pre-cure, 后焙post-cure, 件浸Garment dip, 加喷Metered addition.

Pre cure- 最简单, 全部由布厂做, 不能再定形
Post cure- 布厂上防绉, 成衣焙烘定形
Garment dip- 洗水厂进行, 可先洗出效果后再加 防绉定形
Metered- 可做局部定形
Vapor phase- 成衣掛在密封烘箱蒸化, 因工艺是专利的, 所以运用不广泛

V. Equipments 机械
洗水厂主要机械:

Washer洗水机
Rotary drum /Belly washer/Horizontal washer横卧式洗水机
Front loading washer直立式洗水机
Water extractor脱水机
Stone tumbler石磨机
Dryer干衣机
Curing oven烘箱
Compressor 空压机
Spray gun 喷枪
Spray dolly/Balloon form喷沙人像机

VI. Environmental aspect 环保
一般洗水厂污水处理主要是用沉淀加过滤的原理.
洗水厂 排污标准为 “二类一级”, [例 7]

[附 7] 污水排放指标:

mg/L
pH
6~9
Colour色度(稀释倍数)
50
Suspended Solids(SS) 悬浮物
70
Chemical Oxygen Demand(COD)化学需氧量
100

************************

[附8]: 附一份牛仔洗水程序供参考
过程
水温
时间
浴比
pH
添加剂

Desize脱浆
60
15
12:1
6.5
Blue-J Deliner 淀粉酶2% Spectra Kleen洗涤剂1.5%
Rinse过水
60
2
12:1

Wash清洗
60
5
12:1

Spectra Kleen洗涤剂0.5%
Rinse过水
60
2
12:1

Abrade酵磨
60
25
5:1
4
Blue-J IndiGo CL纤维酶 2% Spectra Kleen洗涤剂0.5%
Stone浮石 5:1
Rinse过水
35
5
12:1

Wash清洗
35
5
12:1

Spectra Kleen洗涤剂0.5%

De colour退色
35
10
7:1

Permanganate 高锰酸钾0.5%
Rinse过水
35
5
12:1

Wash清洗
35
5

Spectra Kleen洗涤剂0.5%

Neutralize还原
60
10

Acetic acid 醋酸0.25%
Hydrogen peroxide双氧水 1%
Wash清洗
35
5
12:1

Spectra Kleen洗涤剂0.5%
Rinse过水
35
2
12:1

Finish加软
40
8
7:1
7
Cellolube Supra 柔软剂3%

脱水

烘干

#这篇稿原为跟单培训之用, 在添加剂运用和工艺等方面有所简略#
· rev. v1.1 feb.06
· 注1, 这方面的专利我所知的有2个, 是意大利的Candida Laundry(1986), 和 Francesco Ricci(1988).
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