羊毛散毛炭化工藝參數設計和示例

一、設計要點
本工藝主要是在于掌握炭化處理的程度。雖然，羊毛相對比較耐酸，但是酸處理過程仍會對羊毛纖維造成一定的損傷，尤其是酸液的濃度和烘干烘焙的溫度，均應控制在羊毛纖維的耐受程度之內，做到盡量徹底去除草雜的同時，保護羊毛少受損傷。
應根據羊毛的品種特性、松散程度、草雜種類、草雜大小及含量、結構松緊等條件，有針對性地確定酸液濃度、溫度及浸酸時間等。羊毛吸酸率與酸液濃度、溫度、浸酸時間的關系如下圖所示。

64/70支羊毛和螺旋草吸酸率與酸
液的溫度、濃度、浸酸時間的關系
- a7 U- w$ b. x6 S8 b1 [# H1—羊毛在溫度10℃、濃度7?5%的酸液中
, y7 X$ M% G) ^: Z/ q2—羊毛在溫度32℃、濃度5?5%的酸液中
$ N6 S/ l6 S- X9 P% ]* ?% m3—羊毛在溫度10℃、濃度5?5%的酸液中
. _+ G  P( E) }8 t# Y4—草雜在溫度10℃、濃度7?5%的酸液中
5—草雜在溫度10℃、濃度5?5%的酸液中

二、工藝參數設計
2 i% P5 |1 s7 R7 e0 ^: R' Y1.浸酸
0 B" R9 G" L9 F. F浸酸是炭化的關鍵步驟。設計工藝參數的原則是盡量使草雜快速和足量的吸酸，羊毛少吸酸并均勻吸酸。為了保護羊毛、加快浸漬速度，第一槽設定為浸潤槽，第二槽為關鍵性的浸酸槽。該槽工藝參數主要有酸液濃度、浸酸溫度及浸酸時間等。
（1）酸液濃度：由上圖中的1、3和4、5等曲線可以看出，當溫度和浸酸時間相同時，羊毛與草雜的吸酸量均隨酸液濃度的增加而加大。因此，不同的原料品種、不同的草雜類型以及含量，應選擇不同的酸液濃度，具體的適用范圍見下表。
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不同散毛炭化硫酸濃度適用范圍

濃度等級	酸液濃度(g/L)	適用原料
濃級	47~54.9	粗毛含雜多
中級	43.4~47	半細毛含雜多
淡級	37.7~43.4	細毛含雜多輕
淡級	32~37.7	熱天炭化細毛

" P$ g9 s/ b1 M+ t& q# P5 k5 j1 B1 E) ^（2）浸酸時間：由上圖中的1、4和3、5等曲線可以看出，在溫度和酸液濃度均相同的情況下，隨浸酸時間的增加，羊毛和草雜的吸酸量都有所增加。因此，宜采用快浸快出的工藝，通常浸酸時間約為4min。
: x! t- z5 ~0 Y& Z" [（3）酸液溫度：上圖中的2、3兩曲線顯示出，當溫度升高時，羊毛含酸量上升較快，由此可以確定浸酸應采用較低溫度，一般為室溫。在氣溫較高的季節和地區，應相應調整酸液濃度，以減少羊毛損傷。
8 l: v/ d" ^' f$ d4 t通常在浸潤槽和浸酸槽中都加入表面活性劑，浸酸槽最好采用非離子型或陽離子型表面活性劑，以保證羊毛快速浸酸和吸酸均勻，防止局部損傷，還可有利于最后的沖洗。
9 E7 o/ r1 M7 p5 G7 _' `1 R) X+ ^2.軋酸
- V+ B; N  Y2 K羊毛浸酸后，其含酸可分為機械結合酸和化學結合酸。機械結合酸是羊毛表層吸附的酸，用水即可沖洗去除；化學結合酸則是羊毛大分子基團結合的酸，必須中和才能去除。
由于羊毛的含酸率與其含水率成正比，因此浸酸羊毛在進入烘烤機之前，應盡可能降低含水率，以提高烘干效率，減少羊毛損傷。一般經軋酸后，羊毛含水率控制在36%以內，含酸率在6%以內。
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3.烘干與烘焙
0 i/ Z3 v, `! G; {; R3 S含酸羊毛進入烘烤機后不能立刻進行高溫烘焙，否則毛團表面水分蒸發，內部水分沿纖維形成的毛細管通道向外滲出，在毛團表面積累較多的濃酸液。這種酸液的不均勻分布，極易造成烘烤后羊毛的局部嚴重損傷，表現為纖維顏色變紫，強力消失。因此，需要掌握預烘階段烘燥速率，盡快使羊毛含水率降到15%以下，這樣可使羊毛在烘焙過程中所受損傷降到最低。
在預烘階段，應根據原料粗細，盡量采用較低的烘干溫度，一般不高于70℃。粗毛預烘溫度掌握在約65℃，細毛掌握在約60℃。盡量利用干燥空氣的循環流動來提高烘干效率。烘焙的溫度應逐漸遞增，粗毛可以從105℃升至110℃，細毛則可以從100℃升至105℃。烘焙后羊毛含水率要求在3%以下，此時可使草雜脫水變為焦脆易碎的炭狀物。
在烘干烘焙過程中，要注意原料的松散程度和厚薄狀態，尤其在加工精梳短毛時，毛層不宜過厚，否則，浸酸過程中容易結團，毛團內部的草雜不易炭化。
4.壓炭與打炭
8 i1 [& o$ g- t% T+ G% m6 L+ b/ k/ M0 L（1）壓炭輥的速度：12對壓炭輥的轉速要逐對加快，使毛層逐漸減薄，便于壓碎草雜炭屑。另外，每對壓輥采用上輥慢下輥快的速度配置，以便搓碎羊毛夾裹的炭屑，上下輥速度比為15∶19。各對壓輥與第一對壓輥的速比見下表。

各對壓輥與第一對壓輥的速比

壓輥次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
速比	1	1.016	1.093	1.142	1.192	1.247	1.328	1.39	1.454	1.517	1.536	1.66

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5 y5 r6 `  z) ^# p（2）壓輥壓力：應根據草雜種類、含量及羊毛纖維的粗細選配壓輥壓力參數，壓輥加壓配置由后到前逐漸加大。
0 h. b: E7 y7 D: U) f1 V$ t& b（3）壓輥隔距：上下壓輥之間的隔距要適當，尤其出口隔距不能低于1.27mm，否則，會傷及羊毛。
7 Q- ?0 i: s! b" |' ]/ F8 w(4)打炭：角釘錫林轉速為312r/min，排塵風扇轉速為1000r/min。
4 u& v: t/ W4 p3 m" v; Y5.中和
中和工序包括洗酸、中和及洗堿三個階段，分別在三個洗槽中進行。洗酸槽只放清水浸洗羊毛表面機械結合酸部分，中和槽常用純堿中和羊毛的化學結合酸部分。
純堿投入量視羊毛含酸量而定。一般開始濃度為0.1%（溶液pH值約為11），為保持溶液的中和能力，要定時檢查水槽中溶液的pH值，并適量追加純堿。一般純堿用量約為羊毛重量的3.5%即可。
- ~( B' |7 D- ~! {中和槽以水溫掌握在38~40℃、浸泡時間為4~5min為宜。為了增強中和作用，可加入適量表面活性劑。
處理有些洗酸較多的細羊毛時，如果中和槽作用不充分，可在洗堿槽中加入氨水補充中和。氨水分子小，能較快滲入纖維內部中和化學結合酸，氨水用量一般為羊毛重量的1%。
6.烘干
( j: h; ?5 U; q. _  l中和后的羊毛需要再次烘干，以符合后道加工要求。烘干溫度一般為80~90℃，時間約為4min。
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5 J: t- F# ?: T2 f三、毛炭化工藝舉例
散毛炭化工藝舉例見下表。
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散毛炭化工藝舉例