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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第三章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第三章概述一、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。第三章概述二、丝光与碱缩织物的特点丝光后：织物发生以下变化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。第三章一、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：①醇化合物：②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Ⅱ)整个过程纤维素的变化表示如下：纤维素ⅠⅡ从而引起棉纤维物理和化学特性的相互的变化，呈现出优良的性能第三章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：⑷溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响第三章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-，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。第三章2、丝光原理Donnen膜平衡理论第三章二、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。第三章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。第三章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。第三章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。第三章1、碱液浓度是影响丝光效果的主要因素，105g/L不起光作用，280g/L丝光效果无明显改善。①棉纱在不同浓度NaOH溶液中的收缩和染着力②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=240~280g/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③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260～280g/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。第三章第三章第三章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。第三章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。第三章第三章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。第三章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，断裂延伸度降低第三章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。第三章第三章3、张力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。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。第三章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。第三章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/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。第三章第三章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：①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%；②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=7~8。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第三章1、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。第三章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、烘燥机及出布装置第三章五、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，印花布第三章五、丝光工序的安排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、液氨丝光第三章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，生产周期较长第三章2、湿布丝光湿布丝光主要优点：①fibre膨化足，吸碱均匀，产品质量均匀；②匀染性好；③落布门幅宽；④省去前烘燥设备；⑤加速半制品周转。第三章2、湿布丝光应注意问题①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%；②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。第三章3、热碱丝光常规丝光工艺是室温丝光(18～20℃)，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。第三章四、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、尺寸稳定性第三章1、光泽是衡量丝光织物外观效应的主要指标之一。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第三章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第三章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135～150。(2)染色测试法将不同钡值(100～160)试样，用一定浓度直接蓝2B染液处理，制成一套色卡，再将未知试样的染色深度与色卡对比，定量评定丝光钡值。第三章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第三章一、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。第三章二、短