丝光工艺浅解.ppt

1、第八节 丝光,一、 丝光原理 二、 丝光棉性质 三、 丝光工艺条件 四、 丝光设备与工艺 五、 丝光工序的安排 六、 丝光方法 七、 织物丝光效果的评定,本章要求掌握的内容,1、丝光的概念 2、丝光后棉纤维在哪些方面发生了变化 3、丝光的工艺条件 4、直辊丝光机和布铗丝光机的工艺流程,概 述,一、丝光的含义 1、丝光 棉制品(纱线、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处理过程。 2、碱缩 棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理，使fibre任意收缩，然后洗去烧碱的过程，也称无张力丝光，主要用于棉针织品的加工。,概 述,二、丝光与碱缩织物的特点 丝光后：织物发生以下变

2、化 1、光泽提高 2、吸附能力，化学反应能力增强 3、缩水率，尺寸稳定性，织物平整度提高 4、强力、延伸性等服用机械性能有所改变 碱缩虽不能使织物光泽提高，但可使纱线变得紧密，弹性提高，手感丰满，此外，强力及对dye吸附能力提高。,一、丝光原理,丝光是一个复杂的过程，关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因有两种理论作出解释 1、水合理论 (1)烧碱与天然纤维素(纤维素)作用，生成碱纤维素，主要有两种类型： 醇化合物： 分子化合物(加成化合物)： 两种产物都不稳定，经水洗便水解成水合纤维素，再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤维素)整个过程纤维素的变化表示如下：纤维素 从而引起棉纤维物理和化学特

3、性的相互的变化，呈现出优良的性能,2、丝光原理,(2)棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是：钠离子体积小，它可以进入到fibre的晶区；同时Na+是一种水化能力很强的离子，环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之多，以至形成一个水化层，当Na+进入fibre内部并与fibre结合时，大量的水分也被带入，因而引起了剧烈溶胀，由于能进入晶区，因此，溶胀是不可逆的。 (3)这种溶胀受温度的影响： 溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响,2、丝光原理,2、渗透压理论 溶胀是渗透压作用的结果。 假设纤维素是一种弱碱，在烧碱溶液中可形成钠盐，纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子Cell-O-，

4、溶液中尚有可移动的Na+和OH-，如果有NaCl存在，还有Cl-，将纤维表面看作有类似半透膜性质，这些离子按一定条件分布，达到平衡时，膜内外必须分别达到电性中和。 当膜内可移动离子总浓度膜外可移动离子总浓度，因而产生了渗透压（P），引起纤维溶胀。 若有盐存在，膜外Na+，即P，溶胀 所以要求丝光碱纯度高些，浓度适当，才能保证丝光质量。,2、丝光原理,Donnen膜平衡理论,二、丝光棉的性质,1、光泽 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

5、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。,1、丝光纤维的性质,吸附性能及化学反应性能 结晶度(70%50%)，无定形区域，使原来在水中不可及的羟基变为可及，因此纤维对dye的吸附性能和化学反应性能都有所提高。 吸附性能用棉纤维吸附Ba(OH)2的能力来衡量 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。,1、丝光纤维的性质,定形作用 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

6、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。,1、丝光纤维的性质,强度 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，也减少了因大分子滑移而引起断裂的因素。,三、 丝光工艺条件,丝光工艺的基本条件是NaOH溶液的浓度、温度、作用时间、张力和去碱。,1、碱液浓度,是影响丝

7、光效果的主要因素，280g/L丝光效果无明显改善。 棉纱在不同浓度NaOH溶液中的收缩和染着力 棉布丝光对浓度要求(C与收缩及钡值关系) C=180g/L时，钡值为150，其染色性能已有很大提高，称为半丝光 考虑光泽C=245g/l，收缩最大 C=240280g/l，收缩趋于稳定，再提高浓度丝光效果并无显著提高，而增加去碱负担 因此丝光最适宜的烧碱浓度是245g/l左右，考虑到织物本身吸碱、空气中酸性气体的耗碱等因素，棉布丝光碱浓度为260280g/l。实际生产中，可根据半制品的品质和成品的质量要求选择。,1、碱液浓度,另外，轧液率的控制也很重要。太高，增加去碱负担；太低，造成丝光效果不好。实

8、际生产中先将浓碱注入第二轧槽，再回流到第一个轧槽， 第一个轧槽使用杠杆加压，轧液率高些，便于渗透 第二轧槽使用油泵重压式加压，轧液率低些，既利于渗透又不加重去碱负担。 由于碱浓度越高，越不利于渗透，为了延长作用时间，除采用多浸二轧的三辊轧槽外，还在两台浸轧机之间的上方，安装10余个被动铁制空心绷布辊筒。,2、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。 相同碱浓度条件下，T，收缩率和钡值 相同温度条件下，欲收缩率和钡值，碱浓度 所以丝光碱液以低温较好。,2、温度,但实际生产中温度不易过低。 1、考虑到经济效益，低温要消

9、耗能源 2、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，造成表面丝光 3、温度过低，扩幅较难，从而影响丝光效果 所以通常采用轧槽夹层通入冷流水使碱液冷却即可。,3、张力,张力对织物光泽和断裂延伸度的影响 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。 张力大，断裂延伸度降低,3、张力,张力对织物强力和吸附性能的影响 即在无张力条件下，棉纱线的强力和吸附性能已获得提高，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,张力对织物缩水率的影响 丝光时，经纬向张

10、力对织物缩水率有极为重要作用。 纬向张力：布铗链之间的距离来调节 经向张力：前后两轧槽间线速度大小来调节，第一轧车比第二个快1.5%2.0%，出布铗后应尽量放松经向张力。 另外，伸幅不易过快。,3、张力,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，经向张力不易过大，否则影响纬向扩幅。有时还要适当放松经向张力。,4、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/L NaOH在无张力下丝光，发现20s时间就能使纱

11、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5060s。,5、去碱,去碱对丝光的定形作用、缩水率和尺寸稳定性有很大影响。 丝光时在放松张力后，若织物上还有5%以上的碱，则织物仍会收缩，从而影响光泽、纬向缩水率和半制品的门幅。因此，必须去碱后再放松纬向张力。 去碱分两步进行：在扩幅情况下，使用冲吸装置至少三冲三吸，可用热稀碱淋洗织物，使含碱5%；放松纬向张力后轧车，轧液率70%去碱箱，用淡碱洗蒸平洗槽，PH=78。必要时可用酸洗。,四、丝光设备与工艺,常用丝光机有 布铗丝光机 弯辊丝光机 直辊丝光机,1

12、、布铗丝光机,组成：平幅进布装置、烧碱溶液浸轧机及绷布辊、布铗链式扩幅、淋吸碱装置、去碱蒸箱、平洗机、烘筒烘燥机、平幅出布装置和传动机构等。,2、直辊丝光机,组成 进布装置、碱液直辊浸渍槽、轧液装置、冲洗去碱槽、去碱蒸箱、平洗机、烘燥机及出布装置,五、丝光工序的安排,1、原布丝光（烧毛后直接进行丝光） 不需练漂的品种，如黑色，工业用布、门幅收缩较大、遇水易卷边的织物 丝光不匀，且废碱含杂多，给回收带来麻烦，很少用。 2、先漂白后丝光： 丝光效果好，废碱较净，但白度差，易沾污，适合色布，尤其厚重织物。 3、先丝光后漂白： 白度好、但光泽差，漂白时fibre易受损伤，适用于漂布，印花布,五、丝光工

13、序的安排,4、染后丝光： 适合易擦伤or不易匀染的品种(丝光后，织物手感较硬，上染较快)染深色时为了提高织物表面效果及染色牢度，以及某些对光泽要求高的品种，也可采用染后丝光。 5、染前半丝光，染后常规丝光：为了提高染料的吸附性和化学反应性。 棉布丝光分干布丝光和湿布丝光两种，由于湿布丝光含湿较难控制，因此以干布丝光较多。,六、丝光方法,1、干布丝光 2、湿布丝光 3、热碱丝光 4、液氨丝光,1、干布丝光,传统方法 先烘干、冷却，再丝光 工艺易控制 质量稳定 烘干能耗较大，生产周期较长,2、湿布丝光,湿布丝光主要优点： fibre膨化足，吸碱均匀，产品质量均匀； 匀染性好； 落布门幅宽； 省去前

14、烘燥设备； 加速半制品周转。,2、湿布丝光,应注意问题 布上含水率大小及均匀程度，要求浸碱前经均匀轧车浸轧一次，轧液率60%； 碱浓的稳定，将第一碱槽分为前后两格，300g/l的浓碱于后格，经溢流管倒流到第二碱槽，再倒流到第一槽前檐，这样，碱槽容量小，液体交换快，便于平衡。同时织物先接触淡碱，再接触浓碱，有利于碱液渗入纤维内部，并充分均匀地膨化，使丝光效果得到保证。,3、热碱丝光,常规丝光工艺是室温丝光(1820)，碱液较粘稠，不易渗透，易造成“表面丝光”，厚重紧密织物要获得均匀透彻的效果，困难更大。热碱渗透性好，但膨化较差。因此采用先热碱，后冷碱的丝光工艺。热碱的先期渗入，有利于冷碱液的继续

15、渗入，使织物带有较多的碱量，产生均匀而有效的膨化。 程序如下：织物松驰浸轧浓碱(温度：沸点，时间5s以上)热拉伸冷却(30s)常规张力下去碱去碱箱平洗槽 主要优点： (1)丝光作用均匀，效果良好； (2)光泽、强力、尺寸稳定性都较常规丝光优越； (3)可与煮练工序合并，缩短工艺路线，降低成本，提高经济效益。,四、液碱丝光,液碱丝光是一种新工艺。 作用后生成纤维素III 强度、耐磨性、防皱性、弹性、手感都有提高 工艺流程短，设备简单 氨回收要求高，设备投资大，能耗高,七、丝光效果评定,1、光泽 2、显微切片观察纤维形态变化 3 、吸附性能 4 、尺寸稳定性,1、光泽,是衡量丝光织物外观效应的主要

16、指标之一。 可用变角光度法、试样回转法、显微镜光泽度法、偏振光法等测，但尚无统一的理想的测试手段 目前多用目测评定,2、纤维的截面变化,哈氏切片器切片后，放在光学显微镜下观察其截面变化。 椭圆度（a/b）=短轴/长轴 椭圆度趋近于1，膨化最好，丝光效果也最好。 透芯程度： 透芯丝光：内外层纤维截面都接近圆形 表面丝光：外层纤维截面接近圆形，内层纤维截面仍腰子形,3 、吸附性能,(1)钡值法：是检验丝光效果的常用方法，钡值大，丝光效果好 本光棉布钡值=100，钡值150表示充分丝光，一般为135150。(2) 染色测试法将不同钡值(100160)试样，用一定浓度直接蓝2B染液处理，制成一套色卡，

17、再将未知试样的染色深度与色卡对比，定量评定丝光钡值。,4 、尺寸稳定性,采用机械缩水法或浸渍缩水法测量处理前后织物长度变化，通过公式计算缩水率，一般经向缩水率常大于纬向，但有些经密较高的品种产生负缩水率(门幅增大) ，可在丝光时适当减小扩幅度来解决。,第九节 高效短流程前处理工艺,一、概述,传统的前处理工艺流程共分三步 优点是质量稳定 但存在工艺路线长、效率低，设备占地大，能耗大问题 90年以后，前处理短流程工艺逐步成熟，产品质量逐步稳定。,二、短流程工艺,（一）两步法 1、D-SB工艺：退浆煮漂 2、DS-B工艺：退煮漂 （二）一步法 1、冷轧堆法 2、汽蒸法,（一）两步法,1、D-SB工艺

18、： 须强碱性和较浓的过氧过氢，以除去织物上的杂质，同时完成漂白。 织物受损伤较大，必须严格控制工艺。 不如DS-B安全。,（一）两步法,1、DS-B NaOH在退浆，精练和氧漂中均需要 H2O2具有退浆，漂白功效 但必须增加二者用量，伴随而来的问题是H2O2分解快，纤维损伤大，所以必须选用合适的稳定剂。 退浆后洗涤一定要充分,（一）两步法,工艺举例： 汽蒸法 退浆处方： 漂白处方： NaOH(100%) 40g 水玻璃（38Be）20mL 氧化退浆剂 5g NaOH（100%） 10g 加水合成1L H2O2（35%） 40mL 表面活性剂 2g 加水合成1L水 工艺流程：坯布烧毛室温浸轧碱退煮液130135汽蒸(23min) 水洗室温浸轧H2O2漂液100汽蒸(23min)热水洗冷水洗 聚磷酸钠助剂络合缓冲剂，缩短汽蒸时间。,（一）两步法,短流程工艺既有高温处理也有室温加工(既冷轧堆前处理工艺)冷轧堆工艺特点： (1)采用高浓度化学药剂，低温下长时间处理 (2)设备简单，能耗小，生产定员，综合成本 (3)反应温和，对纤维损伤小 (4)适合于细薄(不易卷边、纬斜)，厚重(不起皱)，宽幅织物(设备)、绒布(保留蜡质，有利于起绒，及保持良好手感),（一）两步法,冷堆法 退浆处方： 漂白处方： NaClO(有效氯) 35g H2O2（100%）46g 渗透剂JFC 2mL