一、炭化的目的和基本原理
原毛中的植物性杂质如草籽、蒿杆、碎叶以及麻屑等,往往与羊毛缠结在一起,虽然经过拣毛、开毛和洗毛加工,并不能完全除去。这些杂质的存在,不但给梳理纺纱带来许多困难,降低毛纱质量,影响织物外观,而且容易造成染疵,尤其是染深色是更为显著,必须通过炭化予以去除。

炭化是以羊毛纤维和纤维素物质对无机强酸具有不同耐性为基础的。纤维素用无机强酸在一定温度下处理会发生水解,形成脆弱的水解纤维素。再经过碾碎除尘便于与羊毛分离。只要工艺条件适当,羊毛本身可不至受到明显的损伤。
无论散毛、毛条和织物的碳化,其处理过程均为浸轧硫酸、脱酸、干燥、焙烘、机械碾碎除杂(用于散毛炭化)及中和、水洗等。
炭化的工艺条件应严格控制,否则往往会引起羊毛纤维的损伤,并在以后的染整过程中造成疵病。【如】在干燥及焙烘过程中,温度过高或时间过长,将会引起羊毛纤维蛋白的水解、色泽变黄、强力下降,同时还会引起羊毛对酸性染料的上染能力降低,及对碱性染料的上染能力增加,这可能是由于生成氨基磺酸盐的缘故:RNH2+H2SO4→NHSO3H+H2O
二、散毛炭化工艺
洗净毛、精梳短毛和碎呢片等,皆可用散毛方式炭化。
散毛炭化时,可先将干羊毛在室温水中浸渍20~30分钟,使其均匀润湿,亦可加入少量的(如1.5~2%)平平加O,烷基磺酸钠等表面活性剂,增进润湿效果,也有的为省去浸水、脱水等过程,将润湿剂直接加入酸中,而不经浸渍处理。
浸酸时酸液的浓度、温度、时间以及带液率等必须严格控制。
有的试验资料指出,炭化所需要的硫酸溶液浓度,可在45g/升以下,实际生产中是根据羊毛含植物性杂质的情况及羊毛的粗细而定。
【以粗纺产品的散毛炭化为例】,一般对植物性杂质多而大的粗毛,可采用较浓的酸(如50~64g/升),而对含植物性杂质少的细毛以采用稍稀的酸(如34~45g/升)为宜。
但【精纺产品的散毛炭化时】,酸液的浓度应低些,有的只用到16.5~28g/升。浸酸的温度多为室温,因为提高酸液温度无助于植物性杂质的吸酸。浸酸的时间,粗纺产品的散毛炭化多为15~20分钟;精纺产品的散毛炭化浸酸时间可稍短些。
因而,在浸酸后与烘干前,必须以轧辊或离心脱水机脱酸,脱酸后的带液率对炭化质量的影响十分重要,一般多掌握在36%~38%。
烘干阶段是将羊毛在60~70℃下,使所带酸液浓缩,温度太低影响烘干速率,太高容易使羊毛纤维受到损伤。有人曾对烘干温度羊毛纤维强度的关系,进行过如表1所示的试验。
焙烘阶段是在较高的温度如100℃,使纤维素杂质变脆。
烘干和焙烘的时间不宜过长,一般为30~45分钟。
焙烘后,羊毛中的纤维素杂质变为焦脆状态,通常立即通过沟槽罗拉压扎(也称为压炭),再通过除杂装置,将碾碎的粉末从羊毛纤维中分离出去。在精纺产品的炭化中,也有的在焙烘后,不经过压炭和除杂处理,以避免在这一过程中损伤羊毛纤维。

接着,一般利用三个水洗槽以中和羊毛纤维上残留的酸,进一步洗除炭化后的植物性物质。
羊毛纤维上的酸,有机械附着与化学结合两种,前者用水即可洗除,而后者必须用碱中和。
因而,第一槽多用清水除去机械附着的酸;第二槽中加入纯碱以中和化学结合的酸;第三槽为清水,主要是洗除中和后残留在羊毛纤维上的碱,水洗中和工艺如表2所示:
三、毛条炭化和匹炭化工艺
毛条炭化和匹炭化的工艺流程与散毛炭化相似,仍为浸渍、浸酸、脱酸、烘干、焙烘、中和水洗等,但所有设备不同。浸酸是在室温进行的,酸液的浓度比散毛炭化低,处理时间也短些,焙烘后,可不经压炭和除杂即直接进行中和水洗,中和一般用纯碱,也有的用稀氨水。