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2～3柱立式烘筒烘燥机应用最广，每柱烘筒数为8～10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，对染料吸收能力增加，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。

①布铗丝光机见：见 图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180～280g/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300～350g/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30～40s。

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70～80℃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50～60s。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7～8，厚重织物pH值为8～9。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pH值6.5～7.5），但因增加成本，一般很少采用。

②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10～12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。

③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染料上染较快，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染料的优点，而且丝光淡碱受染料沾污，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

① 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100～250g/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240～280g/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染料上染率，可将丝光碱液浓度控制在150～180g/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。

② 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。

③ 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。

④ 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35～5Os。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。

⑤ 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℃。