丝光控制要点 一、张力 1、张力对织物光泽的影响 棉织物用浓碱处理时,只有加上适当的张力,才能显示出良好的光泽,从张力对棉纱丝光后性能的影响可以看出:张力大,光泽好。 2、张力对织物机械性能和吸附性能的影响 即在无力条件下,棉纱线的强力已获得提高,如果施加适当的张力,其强力还可以进一步提高,但光泽增加的并不多,且断裂延伸度和吸附性能却有所下降。 3、张力对织物缩水率的影响 丝光时,经纬向张力对织物缩水率有极为重要作用。 实际生产中,各种规格的织物经纬向缩水率是不平衡的。卡其、府调等经密较高的织物,经向缩水率大大超过纬向缩水率,所以优先考虑经向张力;而平布等一类薄织物则正好相反。 二、温度 烧碱与纤维素纤维的作用是放热反应,所以提高碱液温度有减弱纤维溶胀的作用,从而降低丝光效果,表现在收缩率和钡值下降,所以丝光碱液以低温较好,但实际生产中考虑到经济效益,以及温度过低碱液粘度增大,使减液难以渗透到纱线和织物内部,再有扩幅较难,所以通常采用轧槽夹层通入冷流水使碱液冷却即可。 三、时间 丝光作用是使烧碱迅速均匀而充分地渗入棉纱or织物内部和纤维发生作用,因此必须保证一定的时间。 将棉纱用280g/lNaOH在无张力下丝光,发现,20s时间就能使纱线收缩率和对dye吸收率达到最大值,延长时间对增进丝光效果并不显著。此外,时间与碱浓度和温度有关,浓度低时,应适当延长作用时间;一般采用50~60s。 四、去碱 去碱对丝光的定型作用有很大影响,若放松张力后,织物上还有5%以上的碱,则织物仍会收缩,从而影响光泽、纬向缩水率。 去碱分两步进行: ①在扩幅情况下,使用冲吸装置将热稀碱淋洗织物; ②放松纬向张力后,进入去碱箱,用淡碱洗蒸。 丝光原理 利用浓烧碱溶液(约18~25%)来处理棉、维/棉或涤/棉织物,所以能获得良好丝光效果的根本原因,是在于浓碱液能使棉纤维发生不可逆的剧烈溶胀,除此以外,还必须配合以适当的张力。 当棉纤维在浓碱液中发生了剧烈的溶胀以后,纤维的截面由扁平的腰子形或耳形转变为圆形,胞腔也发生收缩,对完全丝光的纤维来说几乎缩为一点。 而且纵向的天然扭转消失,如果再施加适当的张力使纤维得到拉伸或者不发生收缩,这样纤维表面的皱纹消失,变成十分光滑的圆柱体,对光线呈有规则的反射,显现出光泽。 棉纤维经受浓碱作用后,发生剧烈的溶胀,不仅表现在晶格参数的改变,而且还有部分的晶区转变为无定形区,经过水洗去碱和干燥之后,虽然在纤维直径方向还会发生一定程度的收缩,但已不能回复到原来的状态,而是基本上把溶胀时的形态保存下来,成为不可逆的溶胀,以致所获得的光泽是耐久的,同时由于无定形区的含量增大,纤维的吸附性能因而提高。 至于棉纤维在浓碱液中,所以会产生不可逆溶胀的原因,主要认为棉纤维在浓碱液中能与氢氧化钠形成纤维素钠盐(纤维素—ONa),由于钠离子是水化能力很强的离子,当它与纤维素结合时,会有大量的水份被带入纤维的内部,从而引起纤维的剧烈溶胀,并且也能对碱液浓度过高或碱液中带有食盐一类的电解质,为什么会导致纤维溶胀减小的原因,作出适当的解释。其实除了这样的解释之外,还有一些其它的解释。例如,应用膜平衡原理,也能对纤维溶胀性能作出比较满意的解释,简要说明如下。 利用膜平衡来阐明丝光原理,是把纤维内部视作膜内系统,外部的碱液视作膜外系统。当纤维与碱结合后,便有纤维素—O-、Na+、OH-等离子存在,如果有食盐时,则还有Cl-。其中纤维素—O-只能在膜内,不能扩散到膜外去,而其他的离子都是可移动的,并按照一定的条件在膜内、外建立平衡。如果在平衡过程中膜内、外体积相等,而且不变,达到平衡时,膜内(I)、外(O)离子的浓度可表示如下: 如果作用前NaOH的浓度为C2,NaCl浓度为C3,平衡后纤维素与碱作用形成的〔纤维素—O- 〕为C1,而x,y分别为平衡后膜内Na+、OH-的浓度。平衡时,膜内外必须分别保持电性中和,所以[Cl-]1 为C3-x+y+C1,而【Cl-]。同时,可移动的任何一价阳离子(如Na+),膜内、外浓度的比值都应相等,而且反比于阴离子浓度,即: 平衡后,可移动的离子在膜内的总浓度大于在膜外的总浓度,因而产生了渗透压(P),从而导致水向纤维内部渗透,并使纤维发生溶胀。离子浓度差越大,所产生的渗透压也越大。膜内可移动的离子总浓度大于膜外,离子总浓度可以从下式得到证明: 根据(10)式,可以明显地看出,当C1越大,而x'越 时,P值越大。所谓C1越大,也就是说纤维素和碱的结合量大,x‘小,也就是指膜外Na+浓度小。十分显然,若有盐存在,由于它不但不能提高C1,徒然增加膜外Na+的浓度,使渗透压减小,不利于溶胀。同样的原因,过度提高碱液浓度,也会使纤维的溶胀减小。特别是在C1很小,x'很大时,渗透压趋向于零。这种结论与实验事实基本上是一致的。 丝光设备及丝光工艺 织物丝光机有布铁丝光机、弯辊丝光机和直辊丝光机等几种,但以布铗丝光机的使用最为普遍。 丝光加工一般多采用干布丝光,即进入轧碱槽的织物是干的,但也可进行湿布丝光,即织物漂白后不经烘干便进行丝光。后者虽然减少了一道烘燥的工序,但由于织物上带来了较多水分,从而增加了回收烧碱的负担,并且丝光前织物含水率必须均匀,否则会产生丝光不匀的疵病,目前采用湿布丝光的工厂较少。下面将以布铗丝光机为主,介绍有关的丝光机及丝光工艺。 (一)布铗丝光机丝光 布铗丝光机一般有单层和双层之分,单层布铗丝光机是由前轧碱槽→绷布辊→后轧碱槽→布铗伸幅装置(包括冲水淋洗和真空吸水装置)→去碱箱→平洗机等部分组成,其各部分作用如下。 1、轧碱和绷布 织物先通过进布架透风冷却并调节好松紧后进入丝光机。为了使碱液均匀而迅速地透入织物内部,并除去多余的碱液,通常要经过前、后两台轧碱槽的浸轧处理,保持织物的带液率在120~130%左右。轧碱槽是由盛碱槽和三辊重型轧车组成,盛碱槽内装有较多的导辊,以延长布在碱液中浸渍的时间。 轧车加压,一般前轧车用杠杆或油泵加压,后轧车用油泵加压。盛碱槽一般具有夹层,夹层内可通冷水冷却槽内碱液,以便维持碱液温度在20℃左右。两个盛碱槽间有联通管,以便碱液的流动。 盛碱槽中的碱液浓度可根据品种要求的不同,一般控制在180~280克/升左右。但由于织物在其中浸轧后,吸附大量烧碱,碱液浓度会逐渐降低,因此需要补充浓碱液(为300~350克/升)以维持必要的浓度。有的厂将浓碱液补充到前轧碱槽中,并让碱液通过液位差,溢流到后轧碱槽中去,也有的厂恰好反过来,两种方法各有利弊。 若采用回收碱进行丝光时,碱液中的含杂一般要求不超过以下限度:有机物(以葡萄糖计)10克/升,纯碱30克/升,食盐50克/升。对某些要求特别高的品种,可考虑不采用回收碱液。为了延长织物带浓碱的时间,在两台轧碱槽之间的上方装有十余只绷布辊。绷布辊为空心铁制,直径560毫米左右,上下交替排列可转动。织物出前轧碱槽后便绕经绷布辊,再进入后轧碱槽中。棉、维/棉和涤/棉织物,特别是纯棉织物,在与浓碱溶液接触后会发生剧烈的收缩,为了防止或减少这种收缩,织物沿绷布辊的包角应尽可能大些,前、后轧车的线速度要控制恰当,同时可加装一些扩幅辊,然而即使如此,织物的纬向仍然会发生收缩。在一般运转条件下,织物从进入前轧碱槽到出后轧碱槽,历时约30~40秒。 2、伸幅和淋洗 丝光对棉、维/棉和涤/棉织物,特别是对纯棉织物的尺寸具有重要的稳定作用。棉、维/棉和涤/棉织物在丝光过程中,虽然采 用绷布辊,扩幅辊以及调节前后轧车的线速度等措施,但仍不能完全阻止织物幅宽的收缩。为了使织物具有稳定的规定幅宽和提高产品光泽,必须将带有浓碱液的织物拉伸至规定的宽度,并在这样的条件下将织物上的烧碱含量淋洗至规定值以后才可放松。在布铗丝光机上是通过布铗链伸幅装置来完成这个过程的。 布铗链伸幅装置主要是由左、右两串各自循环的布铗链所组成的。布铗链则是由许多布铗通过销子串联起来,敷设在轨道上,绕经前、后转盘(有开铗作用,后转盘是主动的)而循环运转前进,一般长约15~20米。左、右轨道都分为数段,通过螺母套筒,套在横向的倒顺丝杆上,摇动丝杆便可调节轨道间的距离,一般是调节成橄榄状,即中间大,两头小。当织物两边分别通过前转盘处时,由于转盘触动铗柄使铗舌抬起而有开铗作用,从而使布边得以伸入布铗,随着铗链前进,由于铗链间的距离增大,铗舌的“刀口”将布边咬住一起前进,布幅被逐渐拉伸。当布边到达后转盘处,由于后转盘的开铗作用,布便可脱离布铗而出铗链。 为了使织物上带浓碱的时间比较充分,并使织物维持在规定尺寸,可将织物上的带碱量淋洗至一定浓度以下,一般在布铗链的前1/3处,才开始淋洗。 这样,布从轧碱开始到第一次淋洗之间带浓碱的时间约为50~60秒。淋洗的方法一般是每隔若干距离,布面上方就有一横跨布幅的淋冲器,将稀热(70~80℃)碱液淋冲在布面上。 在淋冲器的后面,紧贴在布的下面,有布满小孔或狭缝的平板真空吸水器(或称吸水盘,与真空泵相连),可使淋冲下的稀碱液穿透织物,这样冲、吸配合,有利于吸去织物上的烧碱。一般丝光机大约配置有3~4套淋吸装置。机身下的地面上有铁或水泥制的槽子,分成数格。由吸水器吸下的碱液依次排入槽中,槽内各格的碱液,顺次用泵送到前一淋冲器去淋洗织物。最前一格槽内的碱液浓度最高,超过50克/升左右时,便由泵送到蒸碱室回收。当然,冲洗用的烧碱溶液稀一些,能提高去碱效果,然而烧碱回收设备负担必然增加;相反,如果太浓,织物出伸幅装置后将发生较大的收缩,达不到丝光加工的目的。 3、去碱与平洗 为了将织物上的烧碱进一步洗去,在经过伸幅淋洗之后,便进入洗碱效率较高的去碱箱。 单层布铗丝光机一般只有一只去碱箱,而双层布铗丝光机则是由两只去碱箱串联在一起。去碱箱是一个铁制密闭的箱子,箱盖可以吊开,以便穿布或处理故障;箱内上下有铁制导布辊各一排,上排主动,下排被动;进出口处均有水封口,以阻止箱内蒸汽外逸;下排导辊之间有铁板相隔;箱底部盛有水,以洗去碱,由于箱底呈倾斜状,所以碱液能由箱的后部逆着织物进行方向向前倒流;织物层间装有直接蒸汽管,向织物喷射蒸汽,部分蒸汽在织物上冷凝成水,并渗入织物内部,起着冲淡碱液和提高温度的作用。 下导辊浸在去碱箱下部的水中,当织物进入下辊筒附近时,织物上较浓的碱液与箱中含碱量较低的水,发生交换作用,结果织物上含碱量降低,而水中含碱量升高。如此经过多次交换,织物上的烧碱大部分被洗去,每公斤干织物的含量可降至5克以下,但在加工维/棉和涤/棉织物时,一般要关闭直接蒸汽管,使去碱箱的温度不超过70℃为宜,以免引起维纶的泛黄或涤纶的损伤。接着便是几格平洗,继续洗去织物上残余的烧碱。有些厂在乎洗过程中,还采用稀硫酸来中和织物上的残碱,但水洗必须充分,使织物出平洗机时呈中性。若过分偏酸将会使棉纤维受到损伤,而过分偏碱则又会引起涤纶的损伤,尤其是对还要再经受某些高温处理的织物,更要予以特别注意。 一般说来,平洗后丝光过程便告完成,也有的厂在平洗机后还安装有轧水烘干机,将织物烘干后送到其他部分去加工。 (二)弯辊丝光机丝光 弯辊丝光机一般可以加工两层织物,它的组成部分基本上与布铗丝光机相似,但伸幅和洗碱装置不同,弯辊丝光机是依靠弯辐进行伸幅的,为此本节中对弯辊伸幅部分作简要的介绍。 弯辊丝光机的弯辊伸幅部分,是由一个浅平阶梯铁槽和10~12对弯辊组成。铁槽前半部,位置较高,上下并列着两排共5~6对硬橡胶弯辊,它们都是被织物带动的,其作用在于对浸轧过浓碱液的织物进行扩幅,并延长织物带浓碱的时间;铁槽的后部,位置较低,上下并列着两排共5~6对主动铸铁弯辊,大半浸在由去碱箱倒流出来的热稀碱液中,具有使织物在紧张状态下洗去碱液的作用。 弯辊的轴心是固定的,上面有许多节固定的轴套,每节轴套外面有可以转动的铸铁套筒,轴套和套筒之间有滚珠轴承。套筒外面可包以耐碱橡胶,并在表面有周向槽纹。弯辊的伸幅作用是依靠织物绕经弯辊套筒弧形斜面时,所产生的纬向分力将布幅拉宽的。弯辊丝光机的占地面积较小,伸幅效果较差,容易使纬纱线变成弧状,而且经纱密度分布不匀,中间低两边高,同时由于两幅布叠在一起进行加工,洗碱效率也不及布铗丝光机的淋吸装置高,目前国内使用已较少。 (三)直辊丝光机丝光 在直辊丝光机上一般也可加工两层织物,但主要组成部分与布铗和弯辊丝光机都有较大的不同,它是由进布装置、碱液浸轧槽、重型轧液辊筒、去碱槽、去碱箱与平洗槽等组成。 织物通过进布装置和弯辊扩幅后,便进入丝光机的碱液浸轧槽。碱液浸轧槽是由盛丝光浓碱液的浅铁槽和许多上下交替、相互轧压的直辊所组成的。上排直辊包有耐碱橡胶,是被动辊,穿布时可以提起,运转时压在下排直辊上。下排则是主动铸铁直辊,并浸在浓碱液中。织物通过浸渍碱液的直辊后,便通过一重型轧液辊轧去多余的碱液,然后再进入去碱槽。去碱槽和碱液浸轧槽相似,也是由铁槽和直辊组成,所不同的是下排铸铁辊浸在稀碱洗液中,以洗去织物上大量碱液。织物出去碱槽再经去碱箱与平洗槽洗去残余的烧碱后,丝光过程便告完成。 无论是碱液浸轧槽或去碱槽中的直辊,均无扩幅作用,而是利用织物紧贴在直辊表面,依靠它们之间的摩擦力来防止织物幅宽的收缩。然而,仅仅依靠直辊和织物间的摩擦阻力往往不足以完全阻止织物的收缩,这是直辊丝光机的主要缺点。 版权与免责声明 1. 本着“开放、协作、分享”的互联网精神,我们欢迎各方自媒体、传统媒体与机构,转载、引用染化在线的原创内容,但必须注明来源自染化在线网,否则我们将依法追究侵权责任。 2. 原则上,我们同意在注明出处的前提下,各方使用染化在线的原创素材(图片、视频等)。 3. 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