1概述
丝光是棉制品(纱线或织物)在有张力的条件下,用浓的烧碱溶液处理,然后在张力下洗去烧碱的过程。
1844年,英国化学家麦瑟(Mercer)在用棉布过滤烧碱中的木屑时,发现棉布变厚了,知道了烧碱可以使棉纤维溶胀的性质。于1850年申请专利;1890年洛尔(Lower)在浓烧碱处理棉布时,发现施加张力,可提高棉的光泽;1895年,丝光开始工业化,为了纪念麦瑟,将丝光整理称为麦瑟处理(Mercerizing)。
丝光后,织物发生以下变化:在浓碱作用下发生纤维内形状变化,光泽提高,具有丝一般的外观;结晶度提高,吸附能力,化学反应能力增强;取向度提高,缩水率,尺寸稳定性,织物平整度提高;强力、延伸性等服用机械性能有所改变。
2 结构特点
(1)形态结构
纤维直径增大变圆,纵向天然扭曲率改变(80%→14.5%),横截面由腰子形变为椭圆形,甚至圆形,胞腔缩为一点,若施加适当张力,纤维圆度增大,表面原有皱纹消失,表面平滑度,光学性能得到改善(对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射),增加了反射光的强度,织物显示出丝一般的光泽。
织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要原因,张力是增进光泽的主要因素。
(2)微结构
结晶度下降(70%→50%),无定形区域增加,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对染料的吸附性能和化学反应性能都有所提高,另外,由于丝光后,纤维形态变化,表面和内部的光散射减少,因此同浓度染料染色时,染色深度也增加。
纤维溶胀后,大分子间的氢键被拆散,在张力作用下,大分子的排列趋向于整齐,使取向度提高,同时,纤维表面不均匀变形被消除,减少了薄弱环节。使纤维能均匀的分担外力,从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴,抱合力增加,也减少了因大分子滑移而引起断裂的因素。
(3)分子结构的变化
棉纤维在浓碱液中发生溶胀后,大分子链间的氢键被拆散,舒解了织物中贮存的内应力,通过拉伸,大分子进行取向排列,在新的位置上建立起新的分子键,且分子间力比溶胀前大。最后在张力下去碱,已取向排列的纤维间的氢键被固定下来(是在更为自然,稳定的状态下被固定下来的),这时的纤维处于较低的能量状态,因此尺寸稳定。
3 针织布丝光方式
针织丝光方式有圆筒针织丝光、剖幅平幅丝光和平幅丝光机三种,根据生产流程的合理性,制造成本及性价比的经济性,客户订单小批量的特点,倡导选用圆筒针织丝光的生产方式
棉针织物丝光,是纯棉织物在张力状态下经过浓碱处理,棉纤维结晶度发生变化,使织物具有丝一般的光泽的加工过程。比之普通针织布的服用性能,其柔软、滑爽、垂性好、不易起皱、尺寸稳定性好,更容易受到消费者的追捧。但以往棉针织布的丝光加工,开始应用较多的是股线的丝光,然后再通过针织织造成为丝光棉针织物,棉针织物的直接丝光工艺较少。这不仅是棉针织物的形态较梭织布难以控制,更重要的是棉针织物的丝光设备的缺乏和要求高,特别是对张力的均匀控制难度,导致棉针织物丝光质量的难以控制,棉针织物丝光后容易造成折痕、破洞以及丝光不匀,造成染色色差或丝光过度造成染色擦伤等。
目前国内棉针织丝光做得较好的溢达集团、雅戈尔针织公司使用的都是德国DORNIER针织圆筒丝光机,设备简单,使织物保持圆筒状态生产,碱作用完成后采用鼓气圆筒热水淋洗,压缩空气使织物保持圆筒状态。通过压缩空气进入到被丝光的圆筒针织物内部,使针织面料的每一点都受到相同的气压,保持针织物在过程中的均匀。
4 棉针织布圆筒丝光工艺
(1)棉针织布的生产工艺流程
工艺流程 :用环缝机缝头(有破洞的地方剪掉后缝制 )→摆布 (检查是否有洞,及时缝好 )→丝光→中和→煮练漂白→染色→定型(浆切边)→卷布
面料:60S/2纯棉汗布
(2)丝光工艺配方及参数
工艺配方:丝光渗透剂M-1039D:3 g/L(杭州美高华颐化工有限公司产品),浓碱200~260 g/L
车速:10~20 m/min
(3)中和
HAc:4g/L
常温×30min
注:丝光时计划调度染缸空缸等待,丝光完成马上进缸中和
(4)前处理煮漂配方及工艺
配方:
烧碱:2 g/L
纯碱:2 g/L
双氧水:4~6 g/L
渗透剂M-1038C:1 g/L(杭州美高华颐化工有限公司产品)
双氧水稳定剂M-1021CC:1~2 g/L(杭州美高华颐化工有限公司产品)
浴比:1:10
工艺:95℃×45min
5 棉针织圆筒丝光织物的染色
丝光后棉纤维无定形区域增加,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对染料的吸附性能和化学反应性能都有所提高,另外,由于丝光后,纤维形态变化,表面和内部的光散射减少,因此同浓度染料染色时,染色深度也增加。丝光后织物的上染率比普通棉织物提高了30%左右,且上染速率较快,容易色花,染色工艺需要根据实际情况特别制定,分步加盐碱进行控制。
(1) 染料选择
棉针织圆筒丝光织物染色时,根据丝光织物的特点,选用活性染料染色,染料选择是重中之重,染料需具备:
① 鲜艳的颜色;
② 重现性优良;
③ 一定的直接性;
④ 扩散性和反应性具有综合效应,使染色布面均匀;
⑤ 染料配伍性、相容性好,尽量选择同一染料厂家相同类型的染料匹配;
⑥ 优良的日晒牢度和水洗牢度;
(2) 匀染剂选择
丝光的织物对染料的吸附性能和化学反应性提高,织物吸附染料快,扩散速度慢,匀染性差,需要加入缓染、渗透性能优越的匀染剂防止色花、色污。选用棉用匀染剂M-230K:0.5-1.5 g/L使用,不仅具有良好的分散、缓染作用,还可以提高染料的溶解度,具有极强的透染能力,可以预防各种染色疵病,确保生产出满意的染色产品。
(3)染色配方:
活性染料:X %(o.w.f)
棉用匀染剂M-230K:0.5~1.0 g/L(杭州美高华颐化工有限公司产品)
元明粉:10~70 g/L
纯碱:3~20 g/L(使用新型活性染色碱M-231P替代,杭州美高华颐化工有限公司产品,用量为纯碱的1/6-1/10)
染色时染料首先吸附于纤维表面,然后从浓度高的表面向纤维内部扩散,元明粉的作用是促染,纯碱的作用是提供反应所必须的pH值,在一定的pH值(11左右)条件下,活性染料与纤维之间以共价键结合,水洗牢度较好。
表5-1 活性染料棉针织丝光染色盐碱用量对应表
(4)染色参考工艺(针织溢流染色):
室温(冬天30℃)→加入棉用匀染剂M-230K、螯合分散剂等→运行5分钟→加入元明粉10分钟→加入染料20分钟→运行20分钟→加入5% 纯碱→运行20分钟→升温60度(1℃/min)→保温10分钟→加入剩余95%纯碱30分钟→保温30分钟→洗水→过酸→皂洗→固色
(5)染色工艺曲线:
***一般颜色染色工艺
***敏感色染色工艺
***深色(丈青、大红、黑色)染色工艺
新型活性染色碱M-231P是杭州美高华颐化工有限公司生产的产品,适用于活性染料染色的代碱剂,有较好的渗透力及染料溶解度,保证染色色牢度、色光鲜艳度和匀染性,染后容易清洗,用量根据染料用量和性能决定。染浅色和敏感色时,先加入纯碱0.5-3 g/L,再根据根艺慢速加入清水溶解好的M-231P,一般用量情况可以参考下表:
6成品定型
皂洗固色后的织物,经开幅轧水摆布并浸轧有机硅柔软剂,在160℃的温度下烘干定型,为确保产品布面,然后再检验包装入库。为了保证化学稳定性,选择嵌段有机硅组合参照客户手感要求调整手感,或者同时进行柔软、防水拒油、抗菌、防臭、吸湿快干等功能整理。
注意:定型温度控制在160℃以下。
定型参考配方(仅供参考,具体配方根据客户手感样试样确定):
新型有机硅整理剂M-5175:10-30 g/L
亲水性改性硅氧烷乳液 M-5202H:0-10 g/L
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