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        關于絲光的一些知識

        來源:染整故事 | 作者:染整故事 | 時間:2020-11-23 09:23:40 | 訂閱《東方紡織》周刊

        絲光控制要點

         

        一、張力

        1、張力對織物光澤的影響

        棉織物用濃堿處理時,只有加上適當的張力,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,如果施加適當的張力,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,經緯向張力對織物縮水率有極為重要作用。

        實際生產中,各種規格的織物經緯向縮水率是不平衡的。卡其、府調等經密較高的織物,經向縮水率大大超過緯向縮水率,所以優先考慮經向張力;而平布等一類薄織物則正好相反。

         

        二、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,但實際生產中考慮到經濟效益,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。

         

        三、時間

        絲光作用是使燒堿迅速均勻而充分地滲入棉紗or織物內部和纖維發生作用,因此必須保證一定的時間。

        將棉紗用280g/lNaOH在無張力下絲光,發現,20s時間就能使紗線收縮率和對dye吸收率達到最大值,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,濃度低時,應適當延長作用時間;一般采用50~60s。

         

        四、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。

         

        絲光原理

        利用濃燒堿溶液(約18~25%)來處理棉、維/棉或滌/棉織物,所以能獲得良好絲光效果的根本原因,是在于濃堿液能使棉纖維發生不可逆的劇烈溶脹,除此以外,還必須配合以適當的張力。

        當棉纖維在濃堿液中發生了劇烈的溶脹以后,纖維的截面由扁平的腰子形或耳形轉變為圓形,胞腔也發生收縮,對完全絲光的纖維來說幾乎縮為一點。

        而且縱向的天然扭轉消失,如果再施加適當的張力使纖維得到拉伸或者不發生收縮,這樣纖維表面的皺紋消失,變成十分光滑的圓柱體,對光線呈有規則的反射,顯現出光澤。

        棉纖維經受濃堿作用后,發生劇烈的溶脹,不僅表現在晶格參數的改變,而且還有部分的晶區轉變為無定形區,經過水洗去堿和干燥之后,雖然在纖維直徑方向還會發生一定程度的收縮,但已不能回復到原來的狀態,而是基本上把溶脹時的形態保存下來,成為不可逆的溶脹,以致所獲得的光澤是耐久的,同時由于無定形區的含量增大,纖維的吸附性能因而提高。

        至于棉纖維在濃堿液中,所以會產生不可逆溶脹的原因,主要認為棉纖維在濃堿液中能與氫氧化鈉形成纖維素鈉鹽(纖維素—ONa),由于鈉離子是水化能力很強的離子,當它與纖維素結合時,會有大量的水份被帶入纖維的內部,從而引起纖維的劇烈溶脹,并且也能對堿液濃度過高或堿液中帶有食鹽一類的電解質,為什么會導致纖維溶脹減小的原因,作出適當的解釋。其實除了這樣的解釋之外,還有一些其它的解釋。例如,應用膜平衡原理,也能對纖維溶脹性能作出比較滿意的解釋,簡要說明如下。

        利用膜平衡來闡明絲光原理,是把纖維內部視作膜內系統,外部的堿液視作膜外系統。當纖維與堿結合后,便有纖維素—O-、Na+、OH-等離子存在,如果有食鹽時,則還有Cl-。其中纖維素—O-只能在膜內,不能擴散到膜外去,而其他的離子都是可移動的,并按照一定的條件在膜內、外建立平衡。如果在平衡過程中膜內、外體積相等,而且不變,達到平衡時,膜內(I)、外(O)離子的濃度可表示如下:

        如果作用前NaOH的濃度為C2,NaCl濃度為C3,平衡后纖維素與堿作用形成的〔纖維素—O- 〕為C1,而x,y分別為平衡后膜內Na+、OH-的濃度。平衡時,膜內外必須分別保持電性中和,所以[Cl-]1 為C3-x+y+C1,而【Cl-]。同時,可移動的任何一價陽離子(如Na+),膜內、外濃度的比值都應相等,而且反比于陰離子濃度,即:

         

         

        平衡后,可移動的離子在膜內的總濃度大于在膜外的總濃度,因而產生了滲透壓(P),從而導致水向纖維內部滲透,并使纖維發生溶脹。離子濃度差越大,所產生的滲透壓也越大。膜內可移動的離子總濃度大于膜外,離子總濃度可以從下式得到證明:

        根據(10)式,可以明顯地看出,當C1越大,而x'越 時,P值越大。所謂C1越大,也就是說纖維素和堿的結合量大,x‘小,也就是指膜外Na+濃度小。十分顯然,若有鹽存在,由于它不但不能提高C1,徒然增加膜外Na+的濃度,使滲透壓減小,不利于溶脹。同樣的原因,過度提高堿液濃度,也會使纖維的溶脹減小。特別是在C1很小,x'很大時,滲透壓趨向于零。這種結論與實驗事實基本上是一致的。

         

        絲光設備及絲光工藝

        織物絲光機有布鐵絲光機、彎輥絲光機和直輥絲光機等幾種,但以布鋏絲光機的使用最為普遍。

        絲光加工一般多采用干布絲光,即進入軋堿槽的織物是干的,但也可進行濕布絲光,即織物漂白后不經烘干便進行絲光。后者雖然減少了一道烘燥的工序,但由于織物上帶來了較多水分,從而增加了回收燒堿的負擔,并且絲光前織物含水率必須均勻,否則會產生絲光不勻的疵病,目前采用濕布絲光的工廠較少。下面將以布鋏絲光機為主,介紹有關的絲光機及絲光工藝。

         

        (一)布鋏絲光機絲光

        布鋏絲光機一般有單層和雙層之分,單層布鋏絲光機是由前軋堿槽→繃布輥→后軋堿槽→布鋏伸幅裝置(包括沖水淋洗和真空吸水裝置)→去堿箱→平洗機等部分組成,其各部分作用如下。

         

        1、軋堿和繃布

        織物先通過進布架透風冷卻并調節好松緊后進入絲光機。為了使堿液均勻而迅速地透入織物內部,并除去多余的堿液,通常要經過前、后兩臺軋堿槽的浸軋處理,保持織物的帶液率在120~130%左右。軋堿槽是由盛堿槽和三輥重型軋車組成,盛堿槽內裝有較多的導輥,以延長布在堿液中浸漬的時間。

        軋車加壓,一般前軋車用杠桿或油泵加壓,后軋車用油泵加壓。盛堿槽一般具有夾層,夾層內可通冷水冷卻槽內堿液,以便維持堿液溫度在20℃左右。兩個盛堿槽間有聯通管,以便堿液的流動。

        盛堿槽中的堿液濃度可根據品種要求的不同,一般控制在180~280克/升左右。但由于織物在其中浸軋后,吸附大量燒堿,堿液濃度會逐漸降低,因此需要補充濃堿液(為300~350克/升)以維持必要的濃度。有的廠將濃堿液補充到前軋堿槽中,并讓堿液通過液位差,溢流到后軋堿槽中去,也有的廠恰好反過來,兩種方法各有利弊。

        若采用回收堿進行絲光時,堿液中的含雜一般要求不超過以下限度:有機物(以葡萄糖計)10克/升,純堿30克/升,食鹽50克/升。對某些要求特別高的品種,可考慮不采用回收堿液。為了延長織物帶濃堿的時間,在兩臺軋堿槽之間的上方裝有十余只繃布輥。繃布輥為空心鐵制,直徑560毫米左右,上下交替排列可轉動。織物出前軋堿槽后便繞經繃布輥,再進入后軋堿槽中。棉、維/棉和滌/棉織物,特別是純棉織物,在與濃堿溶液接觸后會發生劇烈的收縮,為了防止或減少這種收縮,織物沿繃布輥的包角應盡可能大些,前、后軋車的線速度要控制恰當,同時可加裝一些擴幅輥,然而即使如此,織物的緯向仍然會發生收縮。在一般運轉條件下,織物從進入前軋堿槽到出后軋堿槽,歷時約30~40秒。

         

        2、伸幅和淋洗

        絲光對棉、維/棉和滌/棉織物,特別是對純棉織物的尺寸具有重要的穩定作用。棉、維/棉和滌/棉織物在絲光過程中,雖然采 用繃布輥,擴幅輥以及調節前后軋車的線速度等措施,但仍不能完全阻止織物幅寬的收縮。為了使織物具有穩定的規定幅寬和提高產品光澤,必須將帶有濃堿液的織物拉伸至規定的寬度,并在這樣的條件下將織物上的燒堿含量淋洗至規定值以后才可放松。在布鋏絲光機上是通過布鋏鏈伸幅裝置來完成這個過程的。

        布鋏鏈伸幅裝置主要是由左、右兩串各自循環的布鋏鏈所組成的。布鋏鏈則是由許多布鋏通過銷子串聯起來,敷設在軌道上,繞經前、后轉盤(有開鋏作用,后轉盤是主動的)而循環運轉前進,一般長約15~20米。左、右軌道都分為數段,通過螺母套筒,套在橫向的倒順絲桿上,搖動絲桿便可調節軌道間的距離,一般是調節成橄欖狀,即中間大,兩頭小。當織物兩邊分別通過前轉盤處時,由于轉盤觸動鋏柄使鋏舌抬起而有開鋏作用,從而使布邊得以伸入布鋏,隨著鋏鏈前進,由于鋏鏈間的距離增大,鋏舌的“刀口”將布邊咬住一起前進,布幅被逐漸拉伸。當布邊到達后轉盤處,由于后轉盤的開鋏作用,布便可脫離布鋏而出鋏鏈。

        為了使織物上帶濃堿的時間比較充分,并使織物維持在規定尺寸,可將織物上的帶堿量淋洗至一定濃度以下,一般在布鋏鏈的前1/3處,才開始淋洗。

        這樣,布從軋堿開始到第一次淋洗之間帶濃堿的時間約為50~60秒。淋洗的方法一般是每隔若干距離,布面上方就有一橫跨布幅的淋沖器,將稀熱(70~80℃)堿液淋沖在布面上。

        在淋沖器的后面,緊貼在布的下面,有布滿小孔或狹縫的平板真空吸水器(或稱吸水盤,與真空泵相連),可使淋沖下的稀堿液穿透織物,這樣沖、吸配合,有利于吸去織物上的燒堿。一般絲光機大約配置有3~4套淋吸裝置。機身下的地面上有鐵或水泥制的槽子,分成數格。由吸水器吸下的堿液依次排入槽中,槽內各格的堿液,順次用泵送到前一淋沖器去淋洗織物。最前一格槽內的堿液濃度最高,超過50克/升左右時,便由泵送到蒸堿室回收。當然,沖洗用的燒堿溶液稀一些,能提高去堿效果,然而燒堿回收設備負擔必然增加;相反,如果太濃,織物出伸幅裝置后將發生較大的收縮,達不到絲光加工的目的。

         

        3、去堿與平洗

        為了將織物上的燒堿進一步洗去,在經過伸幅淋洗之后,便進入洗堿效率較高的去堿箱。

        單層布鋏絲光機一般只有一只去堿箱,而雙層布鋏絲光機則是由兩只去堿箱串聯在一起。去堿箱是一個鐵制密閉的箱子,箱蓋可以吊開,以便穿布或處理故障;箱內上下有鐵制導布輥各一排,上排主動,下排被動;進出口處均有水封口,以阻止箱內蒸汽外逸;下排導輥之間有鐵板相隔;箱底部盛有水,以洗去堿,由于箱底呈傾斜狀,所以堿液能由箱的后部逆著織物進行方向向前倒流;織物層間裝有直接蒸汽管,向織物噴射蒸汽,部分蒸汽在織物上冷凝成水,并滲入織物內部,起著沖淡堿液和提高溫度的作用。

        下導輥浸在去堿箱下部的水中,當織物進入下輥筒附近時,織物上較濃的堿液與箱中含堿量較低的水,發生交換作用,結果織物上含堿量降低,而水中含堿量升高。如此經過多次交換,織物上的燒堿大部分被洗去,每公斤干織物的含量可降至5克以下,但在加工維/棉和滌/棉織物時,一般要關閉直接蒸汽管,使去堿箱的溫度不超過70℃為宜,以免引起維綸的泛黃或滌綸的損傷。接著便是幾格平洗,繼續洗去織物上殘余的燒堿。有些廠在乎洗過程中,還采用稀硫酸來中和織物上的殘堿,但水洗必須充分,使織物出平洗機時呈中性。若過分偏酸將會使棉纖維受到損傷,而過分偏堿則又會引起滌綸的損傷,尤其是對還要再經受某些高溫處理的織物,更要予以特別注意。

        一般說來,平洗后絲光過程便告完成,也有的廠在平洗機后還安裝有軋水烘干機,將織物烘干后送到其他部分去加工。

         

        (二)彎輥絲光機絲光

        彎輥絲光機一般可以加工兩層織物,它的組成部分基本上與布鋏絲光機相似,但伸幅和洗堿裝置不同,彎輥絲光機是依靠彎輻進行伸幅的,為此本節中對彎輥伸幅部分作簡要的介紹。

        彎輥絲光機的彎輥伸幅部分,是由一個淺平階梯鐵槽和10~12對彎輥組成。鐵槽前半部,位置較高,上下并列著兩排共5~6對硬橡膠彎輥,它們都是被織物帶動的,其作用在于對浸軋過濃堿液的織物進行擴幅,并延長織物帶濃堿的時間;鐵槽的后部,位置較低,上下并列著兩排共5~6對主動鑄鐵彎輥,大半浸在由去堿箱倒流出來的熱稀堿液中,具有使織物在緊張狀態下洗去堿液的作用。

        彎輥的軸心是固定的,上面有許多節固定的軸套,每節軸套外面有可以轉動的鑄鐵套筒,軸套和套筒之間有滾珠軸承。套筒外面可包以耐堿橡膠,并在表面有周向槽紋。彎輥的伸幅作用是依靠織物繞經彎輥套筒弧形斜面時,所產生的緯向分力將布幅拉寬的。彎輥絲光機的占地面積較小,伸幅效果較差,容易使緯紗線變成弧狀,而且經紗密度分布不勻,中間低兩邊高,同時由于兩幅布疊在一起進行加工,洗堿效率也不及布鋏絲光機的淋吸裝置高,目前國內使用已較少。

         

        (三)直輥絲光機絲光

        在直輥絲光機上一般也可加工兩層織物,但主要組成部分與布鋏和彎輥絲光機都有較大的不同,它是由進布裝置、堿液浸軋槽、重型軋液輥筒、去堿槽、去堿箱與平洗槽等組成。

        織物通過進布裝置和彎輥擴幅后,便進入絲光機的堿液浸軋槽。堿液浸軋槽是由盛絲光濃堿液的淺鐵槽和許多上下交替、相互軋壓的直輥所組成的。上排直輥包有耐堿橡膠,是被動輥,穿布時可以提起,運轉時壓在下排直輥上。下排則是主動鑄鐵直輥,并浸在濃堿液中。織物通過浸漬堿液的直輥后,便通過一重型軋液輥軋去多余的堿液,然后再進入去堿槽。去堿槽和堿液浸軋槽相似,也是由鐵槽和直輥組成,所不同的是下排鑄鐵輥浸在稀堿洗液中,以洗去織物上大量堿液。織物出去堿槽再經去堿箱與平洗槽洗去殘余的燒堿后,絲光過程便告完成。

        無論是堿液浸軋槽或去堿槽中的直輥,均無擴幅作用,而是利用織物緊貼在直輥表面,依靠它們之間的摩擦力來防止織物幅寬的收縮。然而,僅僅依靠直輥和織物間的摩擦阻力往往不足以完全阻止織物的收縮,這是直輥絲光機的主要缺點。 

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        責任編輯:任萍

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