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棉织物的前处理--丝光

 

棉织物前处理须经烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等工序,工艺流程较长,使用的设备也多。经过这些加工过程,可以除去棉纤维中的天然杂质及纺织过程中带来的浆料污物,获得纯净的棉织物,为后续印、染工序提供合格的半制品。

在棉织物加工中,烧毛与丝光必须以平幅状态进行,其它过程用平幅或绳状均可,但厚织物及涤棉混纺织物仍以平幅加工为宜,以兔生成折皱,影响染色加工。各工序加工要求及有关设备分述于下。

一、开幅轧水烘燥

   织物练漂后,平幅织物在轧烘机上烘燥,提供给后续工序如丝光、染色、印花使用。对绳状加工的织物还需开幅,展开成平幅状,经轧烘后成为合适的半制品。

1)开幅   开幅时绳状织物从堆布池中引出,经过导布圈入机,首先受到打手作用,打手由两根稍呈弧形的铜管组成,它与织物行进方向成反向高速回转。打手通常有两个,绳状织物在打手作用下展开成平幅,打手和导布圈距离应不少于6m,距离过短,绳状织物不易展开,距离过长,织物因本身重量下垂会使织物的伸长增大。

2)轧水   织物练漂水洗后,织物上含水分较多,在烘燥前应尽可能轧去水分,以提高烘燥机效率,节省蒸汽。轧水机常用立式轧车,这类轧车有二辊及三辊两种,根据轧水要求配备。轧辊由铁或钢制的硬轧辊及软橡胶、纸粕等制的软辊组成。轧水时应控制轧液均匀及轧余率,重型轧车轧余率为60%以下,一般轧车轧余率为75%以下。

3)烘燥   常用的烘筒烘燥机以23柱立式烘筒烘燥机应用最广,每柱烘筒数为810个。烘燥时织物pH值应接近中性,避免织物烘燥时发脆,否则应重新水洗后再烘燥。

以上所述是沿用多年的前处理工艺,当前国内外前处理工艺是朝高效、高速、短流程方向发展。我国目前多将退、煮、漂三步法改为退煮一浴或煮漂一浴二步法。也有使用高效助剂将退、煮、漂合并为一浴一步法,在涤棉混纺织物上已获成功,纯棉织物一浴一步法也有进展。退、煮、漂一浴一步法大大缩短了工艺流程,减少了单元机台数,少占厂房面积,还可以节约能源,提高了劳动生产效率,从而降低了前处理成本,是一项值得重视和深入研究的新工艺。

二、丝光

棉纤维用浓烧碱溶液浸透后,可以观察到棉纤维不可逆的剧烈溶胀,纤维横断面由扁平腰子形转变为圆形,胞腔也发生收缩,纵向的天然扭曲消失,长度缩短。如果在对纤维施加张力时浸浓碱,不使纤维收缩,此时纤维表面皱纹消失,成为十分光滑的圆柱体,对光线有规则地反射而呈现出光泽。若在张力持续存在时水洗去除纤维上碱液,就可以基本上把棉纤维溶胀时的形态保留下来,成为不可逆的溶胀,此时获得的光泽较耐久。由于烧碱能进入棉纤维内部,使部分晶区转变为无定形区,去碱、水洗后这种状况也基本保留下来,棉纤维的吸附性能也因此大为增加。

棉织物用浓碱浸渍时,因所受张力不同而有两种状况,一是在经纬向都施加张力条件下浸轧碱液,经冲洗去碱后,织物不再收缩,可使织物获得如丝织物般的光泽,称为丝光处理,一般含有棉纤维的织物大都经过丝光处理;另一种是织物在无张力条件下浸渍浓烧碱液,然后织物以松弛状态堆置,任其自由收缩,可使织物变得紧密、富有弹性,称做碱缩,多用于棉针织物汗布的加工。

棉及其混纺织物经过丝光处理后,棉纤维发生了超分子结构和形态结构上的变化,除了光泽改善外,而且增加了化学活泼性,对万博manbetx官网sports吸收能力增加,织物尺寸也较稳定,强力、延伸性等都有所增加。

棉混纺织物中除棉纤维外,烧碱对涤纶、维纶等都不产生丝光作用,而且这些纤维对浓烧碱液都较敏感,因而在棉型织物丝光时,应适当调整工艺条件,使涤纶、维纶等不致受到损伤。棉布丝光多安排为前处理的最后工序,即在退浆、煮练、漂白之后进行,这样丝光效果较好,但易受碱液不净的影响,织物白度稍差,对于漂白丝光织物可在丝光前后各漂白一次,或先丝光后漂白。对于一些染色时上染较快,容易造成染色不匀的品种,也可用先染色后丝光工艺。

除了烧碱可用作丝光剂外,有些化学药品如浓硫酸、浓氯化锌溶液、锌酸钠溶液等也可以使棉纤维溶胀,从而得到类似用烧碱丝光的效果,但都难以达到用烧碱丝光的程度,实际生产也有困难,这些化学药剂也不如烧碱价格低廉,来源广,除了偶尔有应用如浓硫酸的酸丝光外,缺乏实际使用价值。值得一提的是液态氨用于棉织品的处理,具有一定的特点,处理后织物的强度、耐磨性、防皱性、弹性、手感等物理机械性能都有明显提高。液氨处理要求专用设备,投资大,废氨回收也较困难,要在工业上广泛使用,还需进一步努力。

1、丝光设备与工艺   丝光机有布铗丝光机、直辊丝光机和弯辊丝光机等几种型式。以布铗丝光机的使用最为普遍。

布铗丝光机见:见 1-7

布铗丝光机扩幅能力强,对降低织物纬向缩水率,提高织物光泽都有较好效果,布铗丝光机有单层及双层两种,以单层布铗丝光机使用较广。这两种布铗丝光机都由下列几个部分组成:

平幅进布装置头道浸轧机绷布辊筒二道浸轧机布铗扩幅装置冲洗吸碱装置去碱蒸箱平洗机→(烘筒烘燥机)→出布。

浸轧机槽内装有多只小导辊,织物反复上下穿过以增加浸碱时间,一般达2Os。第二台浸轧机压力要大些。轧余率小于65%,以减少织物带碱量,便于冲洗去碱。

浸轧槽中碱液浓度控制在180280g/L,由于棉纤维能吸附烧碱,使槽内烧碱浓度下降,因此需要随时补充浓碱液,以维持槽内碱液浓度。补充碱液浓度为300350g/L。绷布辊筒是空心的,直径500mm,共约十余个,上下交替排列可以转动。织物出第一道轧槽后便绕经绷布辊筒,辊筒面略呈弧形,织物沿绷布辊筒的包角面尽可能大些,第一道轧车线速度略大于第二道轧车线速度,用这种方法控制织物张力,以防止浸碱后的收缩。织物从头道浸轧机进到二道浸轧机出,约历时3040s

为了使织物具有稳定的幅宽和提高产品光泽,必须将带有浓碱的织物纬向拉伸至规定宽度,同时用7080℃热稀碱液淋洗,至织物带碱量降低至规定值后才放松纬向张力,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。淋洗从布铗长度1/3处开始,冲淋器下方配备有带真空泵的吸碱器,可使稀碱液穿透过织物去除。从织物进入头道轧碱槽开始引到第一个冲吸器,织物整个带浓碱时间约5060s。冲淋液流动方向与织物进行方向相反,稀碱浓度逐渐增加,最后由泵送至碱液回收站蒸浓再供使用。

织物经稀碱冲吸以后脱离布铗,进入去碱箱进-步去碱。去碱箱是一铁制密封箱,箱盖可以吊起,以便穿布和处理故障。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,以阻止箱内蒸汽向外逸出。下排导滚之间有铁板相隔。箱底部盛水,用以洗去布上残碱。箱底呈倾斜形,前低后高,后进水前出水,逐格倒流。织物层间装有直接蒸汽管,运转时向织物喷射蒸汽,部分蒸汽在织物表面冷凝成热水,并籍蒸汽喷射作用渗入织物内部,起冲淡碱液和提高温度的作用。下排导辊浸没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的淡碱水发生交换作用,结果织物上含碱量降低,水中含碱量逐增。经多次交换,织物上烧碱可以大部除去,每公斤干织物含碱量可降至5g以下。织物离开去碱箱后进入平洗槽,进一步洗去织物上残碱。出布时要求一般织物pH值为78,厚重织物pH值为89。必要时可用硫酸稀溶液加入平洗槽中,中和织物上残碱,再水洗至织物呈中性(出布pH6.57.5),但因增加成本,一般很少采用。

弯辊丝光机:组成与布铗丝光机基本相似,仅伸幅部分不同,弯辊丝光机的伸幅装置由一浅平具有一级阶梯的铁槽和1012对弯辊组成。弯辊由弯芯轴、轴套和铁套筒组成,前半段铁套上包有一层刻有周向槽纹的橡胶层。丝光时织物绕经弯辊套筒的弧形斜面时,受到纬向的分力作用将布幅拉向两边而伸幅,但扩幅效果不如布铗链,又易使纬纱造成弧形,且布边约束力不如中间,容易造成经纱密度不匀(中间稀,两边密),总的效果不佳,目前国内已很少使用。

直辊丝光机:与前两种丝光机结构差异较大,它没有浸轧装置和伸幅装置。织物浸碱及去碱均在长槽内完成,槽内有多对上下排列互相轧压的直棍,上排包有耐碱橡胶,下排是主动铸铁辊,表面刻有向外旋的分丝纹,可防止织物收缩,起扩幅作用。铸铁辊浸在丝光碱液内,工作时织物在上下两排直辊间成波浪形穿行,每浸碱一次,即在软硬辊的轧点问轧液两次。织物经过碱液浸轧槽后便通过一重型轧液辊轧去多余碱液,再经过去碱槽、去碱箱和平洗槽完成丝光过程。直辊丝光机是利用织物经向张力及浸碱后织物收缩力,使织物紧贴在直辊表面,依靠它们之间的摩擦力来阻止织物纬向的收缩,因此伸幅效果较差。但是直辊丝光机可以双幅同时生产,产量较高,浸碱时间长,丝光匀透,不会产生破边,占地面积较小,操作方便,目前主要用于涤棉纺织物丝光,纯棉织物因布幅难达到要求,一般未用直辊机丝光。

2、丝光方法   棉布丝光方法及其工序安排有多种,如坯布丝光、干布丝光、湿布丝光、热碱丝光、染后丝光及其它丝光方法。目前在生产中应用最多的仍是干布丝光法,即在织物练漂后轧水烘燥成为干布再进行丝光。因干布吸碱均一,轧碱时碱液浓度降低较少,便于控制及回收。干布丝光时由于干布表面先接触浓碱液,使织物表面溶胀,碱液难以透入布芯,造成表面丝光,丝光程度不均匀。湿布丝光即针对干布丝光的不足之处,将织物轧水后引入浓碱槽,由于织物含有一定水分,浓碱容易透芯,丝光均匀,可以省去预烘燥工序,但湿布要求轧水均匀,轧余率愈低愈好,以免丝光浓碱液过分稀释,影响淡碱回收。湿布丝光的效果稍逊于干布丝光,对染色半制品尚难掌握。染后丝光仅用于染色时因少数万博manbetx官网sports上染较快,易使上染不匀,或某些易在丝光时被擦伤的织物,但因工艺路线倒转,不能发挥丝光后染色能节省万博manbetx官网sports的优点,而且丝光淡碱受万博manbetx官网sports沾污,不利于回收,也不能利用丝光消除前处理中的折皱条,总的来说是弊多利少。

3、影响丝光的因素

碱液浓度:只有当碱液浓度达到某一临界值后,才能引起棉纤维剧烈膨化。烧碱浓度在100250g/L范围内,棉纤维经向收缩率随浓度的增加而上升,超过250g/L后,收缩率上升较缓和;浓度为300g/L时收缩达最高值。浓度超过300g/L,经向收缩率反而有所下降,因此丝光碱液浓度一般控制在240280g/L,对织物光泽及改进染色性能都有较好的效果。如丝光的目的只为了提高染色时万博manbetx官网sports上染率,可将丝光碱液浓度控制在150180g/L,称为半丝光工艺。烧碱中含杂应尽可能少,烧碱中的碳酸钠及食盐含量不能超过一定范围,否则将造成纤维膨化不匀。在回收丝光淡碱液时,应先将淡碱液经过净化处理,除去丝光冲洗时带进的纤毛、浆料、碳酸钠及其它杂质。常加进纯碱及石灰,待澄清过滤后再送入蒸发器蒸浓供重新使用,未经净化处理的淡碱液,蒸成浓碱后由于杂质积累,对丝光效果常有不良影响。

张力:对织物经纬向施加张力,是丝光时必要条件之一,在适当张力下,可以防止织物收缩,而且织物光泽也随张力加大而提高,织物强力也有增加,但吸附性及断裂延伸度却因张力增大而下降。一般纬向施加的张力尽可能使织物达到坯布宽幅,经向张力控制在丝光前后织物无伸长或少伸长为佳。

温度:棉纤维与浓碱作用是放热反应,因此温度提高将降低丝光效果。降低碱液温度可提高织物光泽,但碱液粘度随温度降低而增加,碱不易透入织物内部,以致丝光不透,目前多采用常温丝光,在轧碱槽外壁夹层中通以冷流水,使槽内碱液降温,保持一定温度。

时间:丝光所需时间决定于浓碱液均匀地渗透到织物、纱线、纤维间的时间。在生产时以织物进入头道轧碱槽至第一次冲吸过程,所需时间为355Os。薄织物可适当缩短,厚重织物应稍延长。在碱液中加入耐碱润湿剂,可以加速碱液渗透,缩短工艺时间。但此类润湿剂价格较高,又影响丝光淡碱回收,应用不多。

去碱:丝光时必须将织物上烧碱量冲洗降低至6%7% 以下,才能够放松张力,出布铗,否则出布铗后,织物仍将收缩。也就是应在布铗或其他伸幅装置上,将织物上烧碱含量冲洗至使织物不收缩的安全范围,再进入去碱箱及平洗槽等后洗装置。整个冲洗去碱采用逆流法,即全部冲洗液流动方向与织物进行方向相反,冲洗液含碱量逐渐增加,便于回收。烧碱在水中溶解度随温度增高而加大,为了提高冲洗去碱效果,冲吸碱液必须加热至70℃,去碱箱温度不低于95℃

 

 

 

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