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2019.8.12  今日阴
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每日分享--棉条连续张力丝光技术
 

CSIRO棉条丝光技术
Mercer John于l851年发明了一种可改变棉织物、纱线或纤维性能的方法,并申请了专利。该方法中,使用浓烧碱(25%
质量分数)处理棉织物、纱线或纤维,随后用酸进行中和,再用水清洗。经该方法处理后,棉的性能可在后续湿加工或水洗工艺得以永久保持。原棉天然扭曲减少,横截面由扁平的腰子形变成椭圆形,表面变得光滑。此外,强力有所提高,对染料的亲和力也有很大改善。
Mercer认为对染料亲和力的改善是他这个发明最大的贡献。该工艺的缺点是纤维长度会缩短,最高可达18%,该现象随着纤维直径的增大而越明显。对于本不是很长的纤维,长度的缩短限制了Mercer发明的这个工艺的商业化应用。该工艺现在被称为苛化作用、无张力丝光或松式丝光(该名称较常见)。
1889年,Lowe发现,如在苛化处理和中和处理过程中能够阻止纤维收缩,可使处理后的纤维横截面变为圆形。这也可以提高纤维对染料的亲和力,同时提高了纤维强力。与Mcrcer工艺不同的是,在处理过程阻止纤维收缩提高了纤维的光泽度。
Lowe的发现扩大了Mercer苛化工艺的用途,并使之成为今天众所周知的真正的丝光工艺,即在张力下进行丝光。
在苛化处理和水洗过程中要求保持张力,这一点限制了张力丝光在纱线和织物中的应用。在很长一段时间中,认为棉纱线或织物的丝光,其处理效果不够均匀。原因之一是浓碱液不能完全渗透结构紧密的机织物,以及高捻度纱的中心。这与烧碱液的黏度高,以及棉在碱液中的高度溶胀有关。棉纤维的高度溶胀使织物结构变得致密,从而影响试剂的渗透。
由于上述原因,那些暴露在表面的纤维其处理效果较纱线内部的纤维效果好。另一个因素与纱线的几何形态(即纱线结构)有关。一根纱线中的各纤维并不固定占据某个径向位置,而是由外向内分布,有部分突出在纱线表面。因此,当拉伸时,所有纤维的伸展程度并不完全相同,靠近表面的纤维,其伸展程度稍逊于近内芯的纤维。
丝光处理的不均匀会导致染料上染的不均匀,从而对织物外观产生影响。例如,对于深色织物,在使用过程中会起稻花,这是由于表面染色较深的纤维会因穿着磨损或洗涤而受损,露出位于内部的染色较浅的纤维。
如果以棉条形式进行丝光处理,有可能避免上述因纱线结构和碱液在紧密结构的纱线和织物中渗透性差而产生的问题。棉条在有张力条件下的丝光,较纱线或织物困难,因为要在整个工艺过程中控制好纤维以防止收缩是比较困难的。
Kim等报道了棉纤维的张力丝光系统。在该系统中,粗棉纱依次通过一系列直径不断增大的从动辊。之所以如此安排辊筒,是为了使设备夹持的长度与纤维长度相同。该系统的缺点是,要在处理和水洗阶段将所有纤维的长度保持在相同的程度是比较困难的,同时需根据纤维长度调节辊筒间的距离。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)材料科学与工程(前身是CSIRO纺织和纤维技术)研究所发明了可对棉条进行连续丝光而无纤维收缩的专利工艺。系统如图1所示,棉条放在两条连续的传送带之间,在处理和水洗浴中,通过一系列小直径的辊筒传送。制备传送带的材料可耐浓碱液,略有弹性,迂回绕行于辊筒间。

 

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