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　　絲光（Mercerizing)

絲光的含義

　　1、絲光：棉制品(紗線、織物)在有張力的條件下，用濃的燒堿溶液處理，然后在張力下洗去燒堿的處理過程。
　　2、堿縮：
　　棉制品在松弛的狀態下用濃的燒堿液處理，使纖維（fibre）任意收縮，然后洗去燒堿的過程，也稱無張力絲光，主要用于棉針織品的加工。

絲光的發明

　　1844年，英國化學家麥瑟(Mercer)在用棉布過濾濃燒堿中的木屑時，發現棉布變厚了，知道了濃燒堿可以使棉纖維溶脹的性質。于1850年申請專利； 1890年洛爾(Lower)在濃燒堿處理棉布時，發現施加張力，可提高棉的光澤； 1895年，絲光開始工業化，為了紀念麥瑟，將絲光整理稱為麥瑟處理（Mercerizing)。

絲光與堿縮織物的特點

　　絲光后：織物發生以下變化
　　1、光澤提高
　　2、吸附能力，化學反應能力增強
　　3、縮水率，尺寸穩定性，織物平整度提高
　　4、強力、延伸性等服用機械性能有所改變
　　堿縮雖不能使織物光澤提高，但可使紗線變得緊密，彈性提高，手感豐滿，此外，強力及對染料（dye）吸附能力提高。

絲光的流程

　　1、 先漂后絲：
　　絲光效果好，廢堿較凈，但白度差，易沾污，適合色布，尤其厚重織物。
　　2、先絲后漂：
　　白度好、但光澤差，漂白時纖維易受損傷，適用于漂布，印花布
　　3、染后絲光：
　　適合易擦傷或不易勻染的品種(絲光后，織物手感較硬，上染較快)染深色時為了提高織物表面效果及染色牢度，以及某些對光澤要求高的品種，也可采用染后絲光。
　　4、原坯絲光：
　　個別深色品種(苯胺黑)可在燒毛后直接進行絲光，但廢堿含雜多，給回收帶來麻煩，很少用。
　　5、染前半絲光，染后常規絲光：
　　為了提高染料的吸附性和化學反應性。
　　棉布絲光分干布絲光和濕布絲光兩種，由于濕布絲光含濕較難控制，因此以干布絲光較多。
　　其他堿金屬的氫氧化物對纖維素纖維也有一定的膨化作用，但其膨化能力隨原子量增大而↓，且成本較高，因此只有燒堿才具實用價值，某些酸和鹽類溶液(H2SO4,HNO3,)也可使纖維素纖維膨化，獲得絲光效果，但實際生產有困難，缺少實際意義。
　　無水液氨因分子小，純度高，也是一種優良的膨化劑，20世紀60年代未曾進行過絲光研究，其產品的光澤和染色性能均不及堿絲光，但手感柔軟、尺寸穩定性和抗皺性較高，故近年來作為與后整理中機械預縮、樹脂整理結合應用的新工藝，稱為液氨整理。

絲光效果的評定

　　1、光澤
　　是衡量絲光織物外觀效應的主要指標之一。
　　可用變角光度法、偏振光法等測，但尚無統一的理想的測試手段，目前多用目測評定。
　　2、顯微切片觀察纖維形態變化
　　3、吸附性能
　　(1)鋇值法：是檢驗絲光效果的常用方法，鋇值大，絲光效果好 本光棉布鋇值=100，鋇值＞150表示充分絲光，一般為135～150。
　　(2)碘吸收法：
　　(3)碘沾污和染色測試法：
　　將不同鋇值(100～160)試樣，用一定濃度碘液or直接藍2B染液處理，制成色卡，再將未知試樣的碘沾污和染色深度與色卡對比，定量評定絲光鋇值。
　　4、尺寸穩定性 (%)
　　采用機械縮水法或浸漬縮水法測量處理前后織物長度變化，通過公式計算縮水率，一般經向縮水率常大于緯向，但有些經密較高的品種產生負縮水率(門幅增大)。

絲光的原理

　　一、絲光纖維的性質
　　棉纖維濃堿作用后的變化
　　1、形態結構
　　纖維直徑增大變圓，縱向天然扭曲率改變(80%→14.5%)，橫截面由腰子形變為橢圓形，甚至圓形，胞腔縮為一點，若施加適當張力，纖維圓度增大，表面原有皺紋消失，表面平滑度，光學性能得到改善(對光線的反射由漫反射轉變為較多的定向反射)，增加了反射光的強度，織物顯示出絲一般的光澤。
　　織物內纖維形態的變化是產生光澤的主要原因，張力是增進光澤的主要因素。
　　2、微結構
　　結晶度↓(70%→50%)，無定形區域↑，使原來在水中不可及的羥基變為可及，因此纖維對染料的吸附性能和化學反應性能都有所提高，另外，由于絲光后，纖維形態變化，表面和內部的光散射減少，因此同濃度染料染色時，染色深度也增加。
　　纖維溶脹后，大分子間的氫鍵被拆散，在張力作用下，大分子的排列趨向于整齊，使取向度提高，同時，纖維表面不均勻變形被消除，減少了薄弱環節。使纖維能均勻的分擔外力，從而減少了因應力集中而導致的斷裂現象。加上膨化重排后的纖維相互緊貼，抱合力，也減少了因大分子滑移而引起斷裂的因素。
　　3、分子結構的變化
　　棉纖維在濃堿液中發生溶脹后，大分子鏈間的氫鍵被拆散，舒解了織物中貯存的內應力，通過拉伸，大分子進行取向排列，在新的位置上建立起新的分子鍵，且分子間力比溶脹前大。最后在張力下去堿，已取向排列的纖維間的氫鍵被固定下來(是在更為自然，穩定的狀態下被固定下來的)，這時的纖維處于較低的能量狀態，因此尺寸穩定。
　　二、絲光原理
　　絲光是一個復雜的過程，關于棉纖維在濃堿液中發生劇烈溶脹的原因有兩種理論作出解釋
　　1、水合理論
　　(1)燒堿與天然纖維素(纖維素)作用，生成堿纖維素，主要有兩種類型：
　　①醇化合物：
　　②分子化合物(加成化合物)：
　　兩種產物都不穩定，經水洗便水解成水合纖維素，再通過脫水烘干后即成為絲光纖維素(纖維素Ⅱ)整個過程纖維素的變化表示如下：
　　纖維素Ⅰ Ⅱ 從而引起棉纖維物理和化學特性的相互的變化，呈現出優良的性能
　　(2)棉纖維經濃NaOH處理發生劇烈的不可逆溶脹原因是：鈉離子體積小，它可以進入到纖維的晶區；同時Na+是一種水化能力很強的離子，環繞在一個Na+周圍的水分子多達66個之多，以至形成一個水化層，當Na+進入fibre內部并與fibre結合時，大量的水分也被帶入，因而引起了劇烈溶脹，由于能進入晶區，因此，溶脹是不可逆的。
　　(3)這種溶脹受溫度的影響：
　?。?） 溶脹也受NaOH濃度及中性鹽的影響，
　　2、Donnen膜平衡理論
　　溶脹是滲透壓作用的結果。
　　假設纖維素是一種弱堿，在燒堿溶液中可形成鈉鹽，纖維素鈉鹽電離生成不可移動的纖維素陰離子Cell-O?，溶液中尚有可移動的Na+和OH-，如果有NaCl存在，還有Cl?，將纖維表面看作有類似半透膜性質，這些離子按一定條件分布，達到平衡時，膜內外必須分別達到電性中和。
　　膜內可移動離子總濃度： CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-]I=2X-C1
　　膜外可移動離子總濃度： CO=2(C2+C3-X)=2X，
　　CI>CO，因而產生了滲透壓（P），引起纖維溶脹。
　　P=RT（CI-CO）=RT(2X-C1-2X′)
　　P=RT( ) （1）
　　根據（1）式
　?。?）當C2不是很大時，C2↑，C1↑，P↑，溶脹↑
　?。?）若有鹽存在，膜外[Na+]↑,即X1↑，P↓，溶脹↓
　?。?）若C2↑↑，C1相對C2很小，而膜外[Na+]↑↑，X‘很大，P→O

絲光的工藝條件

　　絲光工藝的基本條件是NaOH溶液的濃度，溫度，作用時間，張力和去堿。
　　一、堿液濃度
　　是影響絲光效果的主要因素
　　① 棉纖維用不同濃度燒堿溶液處理后，長度和直徑的變化情況：
　　濃度＞8%，直徑增加，長度縮短至最大
　?、诿藜喸诓煌瑵舛萅aOH溶液中的收縮和染著力
　?、勖薏冀z光對濃度要求(C與收縮及鋇值關系)
　　C=177g/L時，鋇值為150，C=245g/l，鋇值最高。
　　C=240~280g/l，收縮趨于穩定。
　　因此絲光最適宜的燒堿濃度是245g/l左右，考慮到織物本身吸堿、空氣中酸性氣體的耗堿等因素，棉布絲光堿濃度為260～280g/l。實際生產中，可根據半制品的品質和成品的質量要求選擇。
　　二、張力
　　1、張力對織物光澤的影響
　　棉織物用濃堿處理時，只有加上適當的張力，才能顯示出良好的光澤，從張力對棉紗絲光后性能的影響可以看出：張力大，光澤好。
　　2、張力對織物機械性能和吸附性能的影響
　　即在無力條件下，棉紗線的強力已獲得提高，如果施加適當的張力，其強力還可以進一步提高，但光澤增加的并不多，且斷裂延伸度和吸附性能卻有所下降。
　　3、張力對織物縮水率的影響
　　絲光時，經緯向張力對織物縮水率有極為重要作用。
　　實際生產中，各種規格的織物經緯向縮水率是不平衡的?？ㄆ?、府調等經密較高的織物，經向縮水率大大超過緯向縮水率，所以優先考慮經向張力；而平布等一類薄織物則正好相反。
　　三、溫度
　　燒堿與纖維素纖維的作用是放熱反應，所以提高堿液溫度有減弱纖維溶脹的作用，從而降低絲光效果，表現在收縮率和鋇值下降，所以絲光堿液以低溫較好，但實際生產中考慮到經濟效益，以及溫度過低堿液粘度增大，使減液難以滲透到紗線和織物內部，再有擴幅較難，所以通常采用軋槽夾層通入冷流水使堿液冷卻即可。
　　四、時間
　　絲光作用是使燒堿迅速均勻而充分地滲入棉紗或織物內部和纖維發生作用，因此必須保證一定的時間。
　　將棉紗用280g/lNaOH在無張力下絲光，發現，20s時間就能使紗線收縮率和對染料吸收率達到最大值，延長時間對增進絲光效果并不顯著。此外，時間與堿濃度和溫度有關，濃度低時，應適當延長作用時間；一般采用50～60s。
　　五、去堿
　　去堿對絲光的定型作用有很大影響，若放松張力后，織物上還有5%以上的堿，則織物仍會收縮，從而影響光澤、緯向縮水率。去堿分兩步進行：①在擴幅情況下，使用沖吸裝置將熱稀堿淋洗織物；②放松緯向張力后，進入去堿箱，用淡堿洗蒸

絲光的設備

　　常用絲光機有布鋏絲光，彎輥絲光和直輥絲光機。以布鋏絲光機效果最好，應用最廣。
　　一、布鋏絲光機
　　由前軋堿槽、繃布輥、后軋堿槽、布鋏擴幅裝置、去堿箱、平洗機等部分組成。
　　優點：張力易控制，織物縮水率、去堿效果比具它絲光機理想。
　　缺：布鋏部分易產生機械性疵布，設備占地大。
　　二、彎輥絲光機
　　與布鋏絲光機的區別主要在于擴幅與初洗部分
　　其擴幅部分是由一個淺平階梯鐵槽和10～12對彎輥組成。
　　擴幅作用是依靠織物繞經彎輥套筒弧形斜面時所產生的緯向分力將其門幅展寬。
　　彎輥絲光機加工時，常常兩層織物疊在一起進行，產量較高，但洗堿效率低，擴幅效果差。雖有機身短、結構簡單的優點，但易產生經密不勻，緯紗成彎月狀，染色易有陰陽面，應用遠不如布鋏絲光機廣。
　　三、直輥絲光機
　　與前兩種不同的是，沒有軋車和繃布輥筒，也沒有擴幅裝置。
　　特點：常以雙層進行，產量較高，絲光均勻，不會產生破邊；機身較短，傳動簡單，操作方便，但擴幅作用差(緯回縮水率難達國標)，這是其主要缺點。國內有的廠采用布鋏與直輥并用，較好的解決了這一問題。

絲光的發展方向

　　一、高速絲光
　　由于練漂前處理速度快，產量高，因此要求絲光速度與之相適應。常規布鋏絲光機車連僅50～60m/min，而高速絲光機達100～150m/min，這樣可解決絲光“瓶頸”問題，但對絲光機的各部件要求就高了。
　　可從以下幾處著手：
　　(1)放大軋堿槽，增加浸堿時間，增加繃布輥筒。
　　(2)增加沖吸次數(5沖5吸以上)，增加去堿箱數，加強去堿效果。
　　(3)采用高效水洗(如高頻振蕩洗滌，橫導輥，直導輥等)。
　　(4)由于車速快，布鋏磨損大，應采用合金鋼或耐磨塑料襯墊。
　　(5)平洗時用酸中和，以保證出布pH值在7～8之間。
　　二、濕布絲光
　　濕布絲光主要優點：①纖維膨化足，吸堿均勻，產品質量均勻；②勻染性好；③落布門幅寬；④省去前烘燥設備；⑤加速半制品周轉。
　　應注意問題：①布上含水率大小及均勻程度，要求浸堿前經均勻軋車浸軋一次，軋液率＜60%；
　?、趬A濃的穩定，將第一堿槽分為前后兩格，300g/l的濃堿于后格，經溢流管倒流到第二堿槽，再倒流到第一槽前檐，這樣，堿槽容量小，液體交換快，便于平衡。同時織物先接觸淡堿，再接觸濃堿，有利于堿液滲入纖維內部，并充分均勻地膨化，使絲光效果得到保證。
　　三、熱堿絲光
　　常規絲光工藝是室溫絲光(18～20℃)，堿液較粘稠，不易滲透，易造成“表面絲光”，厚重緊密織物要獲得均勻透徹的效果，困難更大。熱堿滲透性好，但膨化較差。因此采用先熱堿，后冷堿的絲光工藝。熱堿的先期滲入，有利于冷堿液的繼續滲入，使織物帶有較多的堿量，產生均勻而有效的膨化。
　　程序如下：織物松弛浸軋濃堿(沸點,5S以上)→熱拉伸→冷卻→張力下去堿→去堿箱→平洗槽
　　主要優點
　　(1)絲光作用均勻，效果良好；
　　(2)光澤、強力、尺寸穩定性都較常規絲光優越；
　　(3)可與煮練工序合并，縮短工藝路線，降低成本，提高經濟效益(在冷卻前，使浸熱堿的織物汽蒸10′，常壓)
　　四、真空透芯絲光
　　由德國克萊鈉韋公司提出，在直輥絲光機的第一下輥筒上加裝一個真空罩，與真空泵相連(抽至10kPa)，當織物經過時，殘留的空氣可以去除，使堿液能在纖維膨潤前快速、均勻的滲入，從而縮短浸漬時間，提高效率，但設備復雜，高速運行時費用較大。
　　五、絲光堿液中加入滲透劑
　　此法國外用的較多，國內則因影響淡堿回收，很少使用。
　　六、泡沫絲光
　　優點是可節約燒堿，并可單面絲光，關鍵是選擇理想的發泡劑，獲得穩定的泡沫絲光液，經浸軋后泡沫能快速破裂而滲入棉織物，獲得均勻的浸堿效果。
　　除發泡劑外，還需加入0.1～0.2%的滲透劑，該工藝尚處于研究中
　　七、絲光阻垢劑的應用
　　絲光皺條是絲光織物常見疵病之一，一旦形成，很難去除。堅硬的高低不平的垢層，更會使織物起皺。在絲光去堿和平洗時加入阻垢劑可解決或改善結垢現象。