莱赛尔、棉、粘胶的湿溶胀性能

文摘   2024-11-17 09:52   浙江  

  莱赛尔、棉、粘胶三种纤维素纤维吸湿后,水进入纤维孔隙,均会使纤维发生溶胀,而且均有溶胀的各向异性的特性,即横向溶胀的多,而纵向基本没有伸长或者伸长很小。根据任杰主编的《生物基化学纤维生产及应用》一书中的数据,三种的纤维的溶胀率如下:

莱赛尔和粘胶这种横向溶胀率大的特点,会给染整带来一系列的问题

一,在平幅染整领域,纤维的横向溶胀率大会带来胀幅皱问题,丝光直皱、丝光洗碱不净带来的长车lot色多头围差中的问题,同时也有边中较全棉织物要轻微的优点。

1,胀幅皱

     环纺体系的捻回结构会将纤维的直径溶胀增大转化为纱线伸长,(而涡流纺的芯纱包缠结构不会,其纱线伸长受制于其芯纱的伸长即纤维纵向的伸长,也就是说,涡流纺纱线湿溶胀导致的纱线伸长要比环纺体系要小的多)。

导致织物入水后,会发生明显的门幅方向的伸长,在平幅染整中,如果这种伸长不能通过织物平幅运行至轧车前舒展开,将会在轧车处形成皱条,有的经向张力比较大的,甚至可能在导布辊上直接发生织物局部折叠,形成直皱,这类皱我们都称为胀幅皱。维遇水溶胀越大,胀幅皱现象就越容易发生。

染厂做横向溶胀率大的再生纤维素如莱赛尔和粘胶织物经常遇到,尤其是干布变湿布这个阶段,干布浸入染液或柔软液,门幅胀大,导致进入轧车时产生胀幅皱。解决这种问题有三个措施:

   一个是拉幅后再浸轧,使门幅预伸长,拉幅门幅可以通过打湿整个匹条量湿幅来确定,一般拉幅门幅取的数比湿门幅宽一寸为佳。

    另一个是湿布或潮布浸轧,原理和第一个方法类似,湿态或潮态下,织物门幅还处于宽的状态,不会因浸轧导致大幅度胀幅,也可避免轧车上的胀幅皱。目前有限染厂在加软前、连续轧染的中车均没有把布烘到绝干,而只是8成干度保留一定的含潮,令其门幅处理一个相对宽的状态,来规避胀幅皱。

   第三个是在织物浸渍和进入轧车之间,有充分的时间和空间让溶胀的门幅进行舒展,以平整状态进入轧车,也可以避免胀幅皱,这个就需要浸轧和轧车之间有较长的距离,以及车速适当降低也有帮助。


2,丝光直皱

    对于莱赛尔来说,其碱丝光的横向溶胀率远大于其水润湿的横向溶胀率,根据朱华的论文显示,在其最佳丝光浓度下,其横向溶胀率高达200%以上。

纤维直径的急剧溶胀增加,会导致纱体直径同步急剧增加,从而让有限的门幅宽度下排列不下这多根膨大的纱线,有纱线被硬生生挤出平行排列的织物平面,成为一个凸起的直皱条。

因此,丝光前也要进行预拉幅处理,以减少丝光直皱风险。同时,减轻经向张力(跳穿绷布辊筒,增加布铗拉力令其门幅保持扩张形态等措施均有利于规避丝光直皱的发生。

3,长车染色lot多和头尾差大

   这个主要是前处理和丝光后织物洗碱不净导致的,相同规格棉和莱赛尔,由于莱赛尔的横向溶胀率远大于棉,织物入水后,纤维纱线同步膨大,导致织物紧度急剧增大,莱赛尔的织物会棉织物致密很多,这种织物的织物致密程度差异导致它们在长车洗涤中去碱效果的差异较大,莱赛尔会比棉更洗涤干净,导致布面带碱更多,从而造成了LOT色多和头尾色差大的问题。

4,莱赛尔的长车染色边中差较棉要小

    长车染色的边中差发生的原因除了设备(均匀轧车的均匀性)原因外,另一个主要原因便是由泳移。而泳移的程度除了和设备、烘干速度有关外,织物上的自由水含量多少也至关重要,自由水含量越多,其泳移越容易发生,因为自由水与纤维的结合能力最弱,最容易在外界烘燥条件下,发生泳移。

   一个织物浸轧后的自由水含量,是由其纺纱方式、捻系数、组织结构等即纤维在纤维集合体中紧密程度决定的。(见《莱赛尔、棉、粘胶的吸湿性能》)

但同时,纤维的抱水率也会对其产生影响,其原理是,如果纤维的抱水率大,意味着纤维的内部吸水量大,纤维溶胀的大,这种溶胀的大会令纱线内纤维间的空余缝隙变小,减少自由水可进入的空间,导致自由水量变小,同理,也将减少组织间缝隙,降低自由水可进入组织缝隙体积。对相同规格的莱赛尔、棉、粘胶半漂布轧余率测试数据表明:

   莱赛尔的结合水和束缚水量均高于棉,但在轧余率上,莱余棉差异不大,表明棉布上的自由水含量更高,由此导致莱的边中情况会稍好于棉。

二,在绳状染整领域,纤维横向溶胀率大带来的主要问题就是入水变硬而导致的织物擦伤问题。这种入水变硬在莱赛尔上表现最为明显,粘胶也能明显的观测到,棉上不明显。这个现象和三个纤维的横向溶胀率大小是能够完全对应的。

   稍微密一点的纯莱赛尔梭织物,常温入水会硬的像纸板一样,其在缸内绳状运行阻力很大,导致溢流缸进布无法正常进行,需要升温到50度才能保证进布的顺畅和速度。升温会令莱赛尔织物变软,目前还没有很清晰的解释,有两个猜测,一个是温度的升高会降低纤维的初始模量,令纤维变软。


升温降低初始模量这种现象在热塑性纤维如涤纶等聚酯纤维上非常明显,但对于热固性或溶塑性的纤维素(详见《溶塑性纤维及其“丝光”》),并不非常明显,如上图,可以看到粘胶会有很小的一个下降,这种下降的量是否就可以令织物发生明显的变软,目前还还难判断。

另一个猜测是,升温降低了莱赛尔纤维的溶胀率,使织物的紧度较低温时更小,从而令织物较低温时柔软。在碱丝光中,有个冷丝光的理论就是低温会令棉溶胀的更大更充分,从而丝光效果更佳。如果莱赛尔的水溶胀也服从这个机理的话,那么这个猜测便成立。那么所有利用纤维的原纤化机理的开纤工艺可能都要重新修正,由高温变为低温,即省能源且效果会更好。

织物擦伤发生的原因除了织物硬以外,还有一个原因是纤维容易发生原纤化,(详见《织物染整擦伤的类型与形成机理》),所以虽然粘胶入水也硬,但其擦伤情况要较莱赛尔织物少很多。

织物擦伤一般是由过大不均匀的摩擦导致的,莱赛尔的原纤化特性及湿溶胀大织物遇湿变硬的这两个特性导致它比其他织物更容易发生擦伤。因此改善莱赛尔织物擦伤途径有三条:分别是降低莱赛尔织物的入水变硬程度、降低“摩擦量”、使莱赛尔不容易发生原纤化化,关于三类纤维织物织物的擦伤问题,我们将有另文再述。

除了变硬导致绳状运行不畅的问题外,高横向溶胀带来的织物紧度增大也带来染料对对织物内部的可及性及初染速率的问题,这个我们也将在三种纤维的染色工艺一文中详述。

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