什么是絲光棉和絲光技術(shù)及應用

§4 絲光設(shè)備  常用絲光機有布鋏絲光，彎輥絲光和直輥絲光機。以布鋏絲光機效果，應用廣。  一、布鋏絲光機  由前軋堿槽、繃布輥、后軋堿槽、布鋏擴幅裝置、去堿箱、平洗機等部分組成。  優(yōu)點：張力易控制，織物縮水率、去堿效果比具它絲光機理想。  缺：布鋏部分易產(chǎn)生機械性疵布，設(shè)備占地大。  二、彎輥絲光機  與布鋏絲光機的區(qū)別主要在于擴幅與初洗部分  其擴幅部分是由一個淺平階梯鐵槽和10～12對彎輥組成。  擴幅作用是依*織物繞經(jīng)彎輥套筒弧形斜面時所產(chǎn)生的緯向分力將其門幅展寬。  彎輥絲光機加工時，常常兩層織物疊在一起進行，產(chǎn)量較高，但洗堿效率低，擴幅效果差。雖有機身短、結(jié)構(gòu)筒單的優(yōu)點，但易產(chǎn)生經(jīng)密不勻，緯紗成彎月狀，染色易有陰陽面，應用遠不如布鋏絲光機廣。  三、直輥絲光機  與前兩種不同的是，沒有軋車和繃布輥筒，也沒有擴幅裝置。  特點：常以雙層進行，產(chǎn)量較高，絲光均勻，不會產(chǎn)生破邊；機身較短，傳動簡單，操作方便，但擴幅作用差(緯回縮水率難達國標)，這是其主要缺點。國內(nèi)有的廠采用布鋏與直輥并用，較好的解決了這一問題。   一、絲光的含義  1、絲光：棉制品(紗線、織物)在有張力的條件下，用濃的燒堿溶液處理，然后在張力下洗去燒堿的處理過程。  2、堿縮：      棉制品在松馳的狀態(tài)下用濃的燒堿液處理，使fibre任意收縮，然后洗去燒堿的過程，也稱無張力絲光，主要用于棉針織品的加工。    二、絲光與堿縮織物的特點  絲光后：織物發(fā)生以下變化  1、光澤提高  2、吸附能力，化學反應能力增強  3、縮水率，尺寸穩(wěn)定性，織物平整度提高  4、強力、延伸性等服用機械性能有所改變  堿縮雖不能使織物光澤提高，但可使紗線變得緊密，彈性提高，手感豐滿，此外，強力及對dye吸附能力提高。    三、工序安排  1、 先漂后絲：      絲光效果好，廢堿較凈，但白度差，易沾污，適合色布，尤其厚重織物。  2、先絲后漂：      白度好、但光澤差，漂白時fibre易受損傷，適用于漂布，印花布  3、染后絲光：      適合易擦傷or不易勻染的品種(絲光后，織物手感較硬，上染較快)染深色時為了提高織物表面效果及染色牢度，以及某些對光澤要求高的品種，也可采用染后絲光。  4、原坯絲光：      個別深色品種(苯胺黑)可在燒毛后直接進行絲光，但廢堿含雜多，給回收帶來麻煩，很少用。  5、染前半絲光，染后常規(guī)絲光：      為了提高染料的吸附性和化學反應性。      棉布絲光分干布絲光和濕布絲光兩種，由于濕布絲光含濕較難控制，因此以干布絲光較多。      其他堿金屬的氫氧化物對纖維素纖維也有一定的膨化作用，但其膨化能力隨原子量增大而↓，且成本較高，因此只有燒堿才具實用價值，某些酸和鹽類溶液(H2SO4,HNO3,)也可使纖維素纖維膨化，獲得絲光效果，但實際生產(chǎn)有困難，缺少實際意義。      無水液氨因分子小，純度高，也是一種優(yōu)良的膨化劑，20世紀60年代未曾進行過絲光研究，其產(chǎn)品的光澤和染色性能均不及堿絲光，但手感柔軟、尺寸穩(wěn)定性和抗皺性較高，故近年來作為與后整理中機械預縮、樹脂整理結(jié)合應用的新工藝，稱為液氨整理。    四、絲光效果的評定  1、光澤      是衡量絲光織物外觀效應的主要指標之一。      可用變角光度法、偏振光法等測，但尚無統(tǒng)一的理想的測試手段，目前多用目測評定。  2、顯微切片觀察纖維形態(tài)變化  3、吸附性能  (1)鋇值法：是檢驗絲光效果的常用方法，鋇值大，絲光效果好      棉布鋇值=100，鋇值＞150表示充分絲光，一般為135～150。  (2)碘吸收法：  (3)碘沾污和染色測試法：      將不同鋇值(100～160)試樣，用一定濃度碘液or直接藍2B染液處理，制成色卡，再將未知試樣的碘沾污和染色深度與色卡對比，定量評定絲光鋇值。  4、尺寸穩(wěn)定性      采用機械縮水法或浸漬縮水法測量處理前后織物長度變化，通過公式計算縮水率，一般經(jīng)向縮水率常大于緯向，但有些經(jīng)密較高的品種產(chǎn)生負縮水率(門幅增大)。        §2 絲光原理  一、絲光纖維的性質(zhì)      棉纖維濃堿作用后的變化  1、形態(tài)結(jié)構(gòu)      纖維直徑增大變圓，縱向天然扭曲率改變(80%→14.5%)，橫截面由腰子形變?yōu)闄E圓形，甚至圓形，胞腔縮為一點，若施加適當張力，纖維圓度增大，表面原有皺紋消失，表面平滑度，光學性能得到改善(對光線的反射由漫反射轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多的定向反射)，增加了反射光的強度，織物顯示出絲一般的光澤。      織物內(nèi)纖維形態(tài)的變化是產(chǎn)生光澤的主要原因，張力是增進光澤的主要因素。  2、微結(jié)構(gòu)      結(jié)晶度↓(70%→50%)，無定形區(qū)域↑，使原來在水中不可及的羥基變?yōu)榭杉?，因此纖維對dye的吸附性能和化學反應性能都有所提高，另外，由于絲光后，纖維形態(tài)變化，表面和內(nèi)部的光散射減少，因此同濃度染料染色時，染色深度也增加。      纖維溶脹后，大分子間的氫鍵被拆散，在張力作用下，大分子的排列趨向于整齊，使取向度提高，同時，纖維表面不均勻變形被消除，減少了薄弱環(huán)節(jié)。使纖維能均勻的分擔外力，從而減少了因應力集中而導致的斷裂現(xiàn)象。加上膨化重排后的纖維相互緊貼，抱合力，也減少了因大分子滑移而引起斷裂的因素。  3、分子結(jié)構(gòu)的變化      棉纖維在濃堿液中發(fā)生溶脹后，大分子鏈間的氫鍵被拆散，舒解了織物中貯存的內(nèi)應力，通過拉伸，大分子進行取向排列，在新的位置上建立起新的分子鍵，且分子間力比溶脹前大。后在張力下去堿，已取向排列的纖維間的氫鍵被固定下來(是在更為自然，穩(wěn)定的狀態(tài)下被固定下來的)，這時的纖維處于較低的能量狀態(tài)，因此尺寸穩(wěn)定。  

     附  絲光工藝和設(shè)備改進動向  一、高速絲光  由于練漂前處理速度快，產(chǎn)量高，因此要求絲光速度與之相適應。常規(guī)布鋏絲光機車連僅50～60m/min，而高速絲光機達100～150m/min，這樣可解決絲光“瓶頸”問題，但對絲光機的各部件要求就高了。  可從以下幾處著手：  (1)放大軋堿槽，增加浸堿時間，增加繃布輥筒。  (2)增加沖吸次數(shù)(5沖5吸以上)，增加去堿箱數(shù)，加強去堿效果。  (3)采用高效水洗(如高頻振蕩洗滌，橫導輥，直導輥等)。  (4)由于車速快，布鋏磨損大，應采用合金鋼or耐磨塑料襯墊。  (5)平洗時用酸中和，以保證出布pH值在7～8之間。  二、濕布絲光  濕布絲光主要優(yōu)點：①fibre膨化足，吸堿均勻，產(chǎn)品質(zhì)量均勻；②勻染性好；③落布門幅寬；④省去前烘燥設(shè)備；⑤加速半制品周轉(zhuǎn)。  應注意問題：①布上含水率大小及均勻程度，要求浸堿前經(jīng)均勻軋車浸軋一次，軋液率＜60%；  ②堿濃的穩(wěn)定，將堿槽分為前后兩格，300g/l的濃堿于后格，經(jīng)溢流管倒流到第二堿槽，再倒流到槽前檐，這樣，堿槽容量小，液體交換快，便于平衡。同時織物先接觸淡堿，再接觸濃堿，有利于堿液滲入纖維內(nèi)部，并充分均勻地膨化，使絲光效果得到保證。  三、熱堿絲光  常規(guī)絲光工藝是室溫絲光(18～20℃)，堿液較粘稠，不易滲透，易造成“表面絲光”，厚重緊密織物要獲得均勻透徹的效果，困難更大。熱堿滲透性好，但膨化較差。因此采用先熱堿，后冷堿的絲光工藝。熱堿的先期滲入，有利于冷堿液的繼續(xù)滲入，使織物帶有較多的堿量，產(chǎn)生均勻而有效的膨化。  程序如下：織物松馳浸軋濃堿(沸點,5S以上)→熱拉伸→冷卻→張力下去堿→去堿箱→平洗槽  主要優(yōu)點  (1)絲光作用均勻，效果良好；  (2)光澤、強力、尺寸穩(wěn)定性都較常規(guī)絲光優(yōu)越；  (3)可與煮練工序合并，縮短工藝路線，降低成本，提高經(jīng)濟效益(在冷卻前，使浸熱堿的織物汽蒸10′，常壓)    四、真空透芯絲光      由德國克萊鈉韋公司提出，在直輥絲光機的下輥筒上加裝一個真空罩，與真空泵相連(抽至10kPa)，當織物經(jīng)過時，殘留的空氣可以去除，使堿液能在纖維膨潤前快速、均勻的滲入，從而縮短浸漬時間，提高效率，但設(shè)備復雜，高速運行時費用較大。    五、絲光堿液中加入滲透劑  此法國外用的較多，國內(nèi)則因影響淡堿回收，很少使用。    六、泡沫絲光      優(yōu)點是可節(jié)約燒堿，并可單面絲光，關(guān)鍵是選擇理想的發(fā)泡劑，獲得穩(wěn)定的泡沫絲光液，經(jīng)浸軋后泡沫能快速破裂而滲入棉織物，獲得均勻的浸堿效果。  除發(fā)泡劑外，還需加入0.1～0.2%的滲透劑，該工藝尚處于研究中。    七、絲光阻垢劑的應用      絲光皺條是絲光織物常見疵病之一，一旦形成，很難去除。堅硬的高低不平的垢層，更會使織物起皺。在絲光去堿和平洗時加入阻垢劑可解決or改善結(jié)垢現(xiàn)象.    二、絲光原理      絲光是一個復雜的過程，關(guān)于棉纖維在濃堿液中發(fā)生劇烈溶脹的原因有兩種理論作出解釋  1、水合理論  (1)燒堿與天然纖維素(纖維素)作用，生成堿纖維素，主要有兩種類型：  ①醇化合物：  ②分子化合物(加成化合物)：      兩種產(chǎn)物都不穩(wěn)定，經(jīng)水洗便水解成水合纖維素，再通過脫水烘干后即成為絲光纖維素(纖維素Ⅱ)整個過程纖維素的變化表示如下：  (2) 棉纖維經(jīng)濃NaOH處理發(fā)生劇烈的不可逆溶脹原因是：鈉離子體積小，它可以進入到fibre的晶區(qū)；同時Na 是一種水化能力很強的離子，環(huán)繞在一個Na 周圍的水分子多達66個之多，以至形成一個水化層，當Na 進入fibre內(nèi)部并與fibre結(jié)合時，大量的水分也被帶入，因而引起了劇烈溶脹，由于能進入晶區(qū)，因此，溶脹是不可逆的。  (3)這種溶脹受溫度的影響：  （4） 溶脹也受NaOH濃度及中性鹽的影響，  2、Donnen膜平衡理論      溶脹是滲透壓作用的結(jié)果。  假設(shè)纖維素是一種弱堿，在燒堿溶液中可形成鈉鹽，纖維素鈉鹽電離生成不可移動的纖維素陰離子Cell-O?，溶液中尚有可移動的Na 和OH-，如果有NaCl存在，還有Cl?，將纖維表面看作有類似半透膜性質(zhì)，這些離子按一定條件分布，達到平衡時，膜內(nèi)外必須分別達到電性中和。      膜內(nèi)可移動離子總濃度： CI=[Na ]I [OH-]I [Cl-]I=2X-C1      膜外可移動離子總濃度： CO=2(C2 C3-X)=2X，  CI>CO，因而產(chǎn)生了滲透壓（P），引起纖維溶脹。  P=RT（CI-CO）=RT(2X-C1-2X′)  P=RT() （1）  根據(jù)（1）式  （1）當C2不是很大時，C2↑，C1↑，P↑，溶脹↑  （2）若有鹽存在，膜外[Na ]↑,即X1↑，P↓，溶脹↓  （3）若C2↑↑，C1相對C2很小，而膜外[Na ]↑↑，X‘很大，P→O      §3、絲光工藝條件分析      絲光工藝的基本條件是NaOH溶液的濃度，溫度，作用時間，張力和去堿。  一、堿液濃度      是影響絲光效果的主要因素  ① 棉纖維用不同濃度燒堿溶液處理后，長度和直徑的變化情況：  濃度＞8%，直徑增加，長度縮短至大  ②棉紗在不同濃度NaOH溶液中的收縮和染著力  ③棉布絲光對濃度要求(C與收縮及鋇值關(guān)系)  C=177g/L時，鋇值為150，C=245g/l，鋇值高。  C=240~280g/l，收縮趨于穩(wěn)定。  因此絲光適宜的燒堿濃度是245g/l左右，考慮到織物本身吸堿、空氣中酸性氣體的耗堿等因素，棉布絲光堿濃度為260～280g/l。實際生產(chǎn)中，可根據(jù)半制品的品質(zhì)和成品的質(zhì)量要求選擇。    二、張力  1、張力對織物光澤的影響      棉織物用濃堿處理時，只有加上適當?shù)膹埩?，才能顯示出良好的光澤，從張力對棉紗絲光后性能的影響可以看出：張力大，光澤好。  2、張力對織物機械性能和吸附性能的影響      即在無力條件下，棉紗線的強力已獲得提高，如果施加適當?shù)膹埩?，其強力還可以進一步提高，但光澤增加的并不多，且斷裂延伸度和吸附性能卻有所下降。  3、張力對織物縮水率的影響      絲光時，經(jīng)緯向張力對織物縮水率有極為重要作用。      實際生產(chǎn)中，各種規(guī)格的織物經(jīng)緯向縮水率是不平衡的?？ㄆ?、府調(diào)等經(jīng)密較高的織物，經(jīng)向縮水率大大超過緯向縮水率，所以優(yōu)先考慮經(jīng)向張力；而平布等一類薄織物則正好相反。    三、溫度      燒堿與纖維素纖維的作用是放熱反應，所以提高堿液溫度有減弱纖維溶脹的作用，從而降低絲光效果，表現(xiàn)在收縮率和鋇值下降，所以絲光堿液以低溫較好，但實際生產(chǎn)中考慮到經(jīng)濟效益，以及溫度過低堿液粘度增大，使減液難以滲透到紗線和織物內(nèi)部，再有擴幅較難，所以通常采用軋槽夾層通入冷流水使堿液冷卻即可。  四、時間      絲光作用是使燒堿迅速均勻而充分地滲入棉紗or織物內(nèi)部和纖維發(fā)生作用，因此必須保證一定的時間。      將棉紗用280g/lNaOH在無張力下絲光，發(fā)現(xiàn)，20s時間就能使紗線收縮率和對dye吸收率達到大值，延長時間對增進絲光效果并不顯著。此外，時間與堿濃度和溫度有關(guān)，濃度低時，應適當延長作用時間；一般采用50～60s。    五、去堿      去堿對絲光的定型作用有很大影響，若放松張力后，織物上還有5%以上的堿，則織物仍會收縮，從而影響光澤、緯向縮水率。去堿分兩步進行：①在擴幅情況下，使用沖吸裝置將熱稀堿淋洗織物；②放松緯向張力后，進入去堿箱，用淡堿洗蒸。          

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