第9章-纺织品的光学加工

第九章纺织品的光学加工,第一节纺织品增光加工,纺织品的光泽增加是通过物理、化学及生物的方法，使纤维、纱线或织物表面整体或局部平滑化，提高织物表面规则发射光强度和总反射率大小的加工过程,规则反射光比例越高，总反射率越高，相应的织物表面的光泽感也越强,增加纺织品光泽的方法,以长浮长组织结构织造提高布面规则反射光,提高布面光泽,提高织物平整度,减少表面茸毛，降低布面漫反射,一、增光特种印花,得到似黄金或白银般高贵华丽的花型图案，起到了镶金嵌银的外观效果，织物具有较强的金银光泽感,（一）金银粉印花,色浆：高分子黏合剂、高效抗氧化色变剂、稳定剂、手感调节剂、特种印花糊料、“金银粉”等,1.金银粉分类,金粉：铜锌合金。金粉目数越低光泽越高，粒子越细越带红光,银粉：铝粉或蒸镀铝颜料,金银粉细度：170目、240目、400目、600目、800目、1000目等，一般选用400目左右,印花用金银粉的粒度要求及用量,蒸镀铝膜粒的粒径控制在0.1mm左右,粒度大者光泽强，但易堵筛网，黏合牢度差；粒度小者印制顺利，但光泽差,金银粉用量一般为印花浆的35%40，蒸镀铝膜粉为20左右，蒸镀铝粉仅用l2,2.印花浆组成,金银粉、增稠剂、抗氧化剂、黏合剂和其他添加剂,糊料：要求加入金粉或银粉之后，经搅拌易分散，与黏合剂配伍性好。调好的金银粉印花浆应具有一定黏度才能使所印花型饱满、清晰，因此需要有符合要求的特殊糊料供配浆应用,抗氧化剂：铜合金或金属铝粉易在空气中氧化变色，常选用的抗氧化剂有对甲氨基酚（米吐尔）、苯骈三氮唑等,其他添加剂：印浆流变性能调节剂、手感牢度调节剂等多种组分,黏合剂：要求成膜透明性好，黏合力强，黏度适宜、稳定性好，手感与牢度能兼顾，同时要能耐干洗,2.印花浆组成,3.金银粉印花工艺,处方金粉印花浆85（%），350400目金粉15%,工艺流程,印花,预烘(105，2min),焙烘(130160，1.5min),成品,4.金属蒸镀,直接对织物进行金属蒸镀以及转移印花蒸镀膜,具“隔热单侧透视”功能，对太阳光的全光谱(包括红外线)光谱透过率约40，热反射效率为40左右，对可见光的反射量比近红外反射量低3%5，有良好的隔热作用。由于织物有网眼，银色铝膜镀层向外，因此在白天从室内可看到室外，而从室外不能观察到室内的情况。产品既可对织物着色，又可对保护层着色,金属蒸镀织物,将转移蒸镀膜在织物上加压加热，剥除塑料薄膜，即成为有蒸镀膜花型的印花织物。织物上的花型是连续的金属膜，反射性极佳，对表层着色后，色泽鲜艳夺目,转移蒸镀膜织物,（二）珠光印花,1.珠光颜料分类,天然和合成二类,入射光在珍珠表面及其各层次表面部分反射，部分透射，总的表面反射光为各层表面反射光之和，当其各层间隔距离一定时，各层表面反射光将发生光的干涉现象珍珠不但具有特殊柔和的光泽，还具有彩虹状的色泽,天然珍珠,以云母微核包覆的金属氧化物，主要成份是硅酸盐K2Al2(AlSi3O10)(OH)2，用于印花，但其耐酸性较差金属氧化云母颜料利用硫酸钛或四氯化钛通过化学反应，在很小的云母片表面上包上一层二氧化钛。可以制出银白色或有干涉色的珠光颜料（不但有珍珠般的光泽，而且带有透明颜料所具有的迷人色彩）。其他金属氧化物如氧化铁、三氧化二铬，以及普鲁士蓝等也可以覆盖在云母二氧化钛薄层上面，从而得到各种色泽,新型天然珠光颜料,主要来源于碱式碳酸铅、氧氯化铋、磷酸铅或砷酸铅等无机化合物,人造珠光颜料,3Pb(CH3COO)22Pb(OH)2+4H2CO3,22PbCO3Pb(OH)2+3Pb(CH3COO)2+8H2O,人造珠光颜料具有一定的耐热稳定性和耐光稳定性，但与化学品相容性较差在印花中宜随配随用,增稠剂的要求：本身不能带色，且高温焙烘成膜之后不能泛黄。作为高附加值纺织品的印花浆，其组成的关键是成膜之后膜必须无色透明，膜的折射率应在1.5左右，与玻璃相似，这样才能印制出高质量的产品,2、印花浆组成,珠光颜料、黏合剂和增稠剂等,黏合剂的要求：宜选用透明性好、成膜坚牢的，如聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯树脂等。黏合剂折射率一般为1.41.5，而珠光颜料折射率为1.62.5，折射率的差别使光波可以在珠光颜料薄层间反射,3、珠光印花工艺,处方：珠光印花浆TC50()，自交联型黏合剂30%，增稠剂PTF20%,工艺流程：,印花,预烘(105110，2min),焙烘(130140，13min或150170，12min),（柔软）,成品,在织物上印上反光单元，使得花位的部分区域或者全部区域具有高反光的特性，在夜间花位本身不会发光，当有外界光源照射时，高反光物质发挥作用，将外来光源射来的光线集成锥状光束再全额反射，使花位呈现耀眼清晰高亮状态,（三）反光印花,又称高光印花工艺,将球形透镜型的玻璃微珠（二氧化硅、二氧化钛、氧化钡、二氧化锆、氧化锌等组成）印制到织物表面，玻璃微珠在织物上将光线折射反射折射，使入射光又回到光源的方向,反光印花原理,=2时，有,只要玻璃珠折射率n2满足上式条件，即可产生回归反射光，而与玻璃珠的直径无关,玻璃珠,根据折射率不同，玻璃珠分为三类：中折射率(n1.651.89)准高折射率(n1.92.14)高折射率(n2.20),高折射率玻璃珠由于加入了钛白粉，其色调由无色变为淡黄色。在应用中以准高折射率为多见，折射率一般控制在1.92.3左右。玻璃微珠的直径在4090m之间，直径太大对手感不利,若将玻璃珠做成有色的，还可获得彩色的反光效果,反光印花浆的组成,反射体、黏合剂、交联剂及着色剂（适量）等,黏合剂要求具有成膜性强和透明度高的特性,为了提高产品的牢度，必要时可加入交联剂,不同颜色色浆印制的反光花型其反光强度不同，一般着色剂的色泽越深，吸收光的能力越强，相应的反光强度越低,反光印花工艺,印花,烘干（100105）,焙烘（150左右，3min）,成品,二、机械轧压整理,（一）轧光,在辊筒间重压织物，使其表面出现光泽的整理,在湿热条件下，通过机械压力作用，将织物表面的纱线压扁压平，竖立的绒毛压伏，使织物表面变得平滑光洁，对光线的漫反射程度降低，规则反射光度加强，提高织物光泽,原理,1、普通轧光,在轧光机上进行。轧光机主要由辊筒和加压装置等组成，辊筒可有37只，分软辊筒和硬辊筒两种，软、硬辊筒交替排列，软辊筒也可连续排列,摩擦轧光机通常由一只软辊和两只硬辊组成，上面的硬辊是高度抛光的摩擦辊，与软辊构成摩擦点，下面的硬辊与软辊构成硬轧点。织物先经硬轧点再经摩擦点。摩擦辊和软辊都是主动辊，但摩擦辊的表面线速大于软辊的表面线速，使织物表面受到摩擦而产生明显光泽，纱线压扁，经、纬纱间的空隙也显著减少。摩擦辊的表面线速和织物速度之比可达41，常用的线速比为1.32.51，摩擦辊的温度通常为100120，织物的含水控制在10%15,2、摩擦轧光,整理中各层织物间有相互搓揉作用，可使织物的织纹清晰，手感柔软，光泽柔和,3、叠层轧光,将数层织物叠在一起，通过同一轧点进行轧光的整理,（二）电光,电光整理不仅把织物轧平整，而且在织物表面轧压出互相平行的凹凸斜线线纹，掩盖了织物表面纤维或纱线不规则排列现象，在光源下出现有规律的反射光，但无极光反射，故光泽较柔和，有丝绸感,在轧光机上的平滑金属辊表面雕刻一系列与轧辊轴心成一定角度的平行斜线，则成为电光整理机,电光整理与轧光整理的主要区别,改变电光整理机硬辊筒表面斜纹的刻蚀状态，还可得到变化的光泽花型，获得波纹整理的布面效果,整理中织物的张力、含湿率、轧光机温度、压力等是影响变化花纹整理的主要因素,（三）轧纹整理,通过轧光辊在织物上轧出有光泽花纹的整理(又称轧花),原理,利用棉纤维在湿热条件下的可塑性，通过轧纹机的轧压作用，使织物表面产生凹凸的花纹,加工效果,经轧光后布面出现凹凸花纹,拷花,只在表面形成轧制出花纹,凹凸轧花,二辊轧花机,拷花整理织物背面不要求有凹凸花纹，所以拷花整理机的软辊可为平滑的橡胶辊。硬、软辊直径比可不固定,根据金属辊刻花深度的不同，可轧厚薄不同的织物，花纹凹处有光泽，凸处几乎无光泽。薄型织物仅以有无光泽来显现花纹。中、厚型织物多体现在棉平绒、灯芯绒、拉绒、仿鹿皮绒、针织绒等绒类织物上,三、生物整理,分别应用于纯棉及棉麻等纤维素纤维织物的“抛光”和羊毛纤维与织物的“丝光”,纺织品后整理中对织物具有一定光泽整理效果的主要是纤维素酶和蛋白酶,（一）纤维素纤维的生物抛光,纺织品加工中用于纤维素纤维织物生物抛光的是纤维素酶,第三类-葡糖糖苷酶，可作用于纤维二糖和短链的纤维素寡糖生成葡萄糖,纤维素酶的组分,第一类C1酶（也称纤维二糖水解酶），能作用于纤维素中分子整理的结晶区，也能作用于分子排列不整齐的非结晶区,第二类Cx酶（也称-1,4-葡聚糖酶），能水解溶解的纤维素衍生物或无定形区纤维素，但不能作用于纤维素结晶区,只有当C1、Cx和-葡糖糖苷酶同时存在时才能水解天然纤维素纤维,纤维素酶的作用原理及应用,对织物表面裸露的纤维水解，达到表面光洁、抗起毛起球的效果,可作用于天然或再生纤维素纤维，包括棉、麻、竹纤维、黏胶纤维、铜氨纤维等,棉织物经生物抛光可进一步去除烧毛工序未烧尽的织物表面绒毛,麻织物采用纤维素酶处理可消除织物表面的刚硬的毛羽，减轻麻织物的服用刺痒感,天丝织物经纤维素酶处理后可去原纤化，使织物光洁、明亮、柔软并减少起球现象,纤维素酶的应用工艺,酸性纤维素酶0.52.0(owf)，温度4555，时间3060min，渗透剂0.5gL，pH值4.55.5(每升用98HAc0.5mL和醋酸钠0.5g调节)，浴比1（1015）,液流染色机进行生物抛光整理的工艺,（二）羊毛织物的蛋白酶丝光,去除羊毛纤维表面的鳞片层，减小或降低定向摩擦效应,原理,处理工艺,先氧化预处理、再酶处理的两步法工艺,羊毛纤维表面及角质层中含有类脂物和许多胱氨酸二硫键等的特殊结构，阻碍了一般化学试剂及酶的侵蚀和进攻，导致了蛋白酶单独对羊毛进行处理效果并不好,预处理能使羊毛纤维鳞片层中的二硫键打开，有利于酶大分子吸附并扩散进入纤维，增加水解反应的底物浓度，增加剥鳞效果,酶处理NovolanL蛋白酶0.5%0.8%（owf）pH8.5温度55时间60min浴比125,双氧水与蛋白酶二步法丝光工艺,预处理30%H2O2510g/L稳定剂5g/L温度50时间3060min浴比125,第二节纺织品消光整理,一、碱减量加工,使用氢氧化钠（烧碱）溶液来处理涤纶织物，使之重量减轻的仿真丝绸整理,涤纶纤维表面光滑，截面呈圆形，布面具有刺眼的极光,碱减量处理后的涤纶仿真丝绸产品，外观呈现真丝绸特殊的珍珠般光泽，同时还具有手感柔软和轻薄飘逸的风格,涤纶耐碱性较差，在高浓度烧碱和高温条件下纤维中的酯键会发生水解反应，纤维表面大分子水解，不但使纤维重量减轻，而且在纤维表面形成若干微小的凹坑，消除了原来的光滑性，减轻了涤纶表面的极光,原理,工艺流程,加工工艺,烧碱250g/L，催化剂5g/L,浸轧碱液,反应（汽蒸或焙烘115，25min）,水洗,烘干,工艺处方,季铵盐类表面活性剂（如1227），降低烧碱浓度或处理温度。表面活性剂中非极性部分吸附于涤纶纤维表面，使涤纶纤维表面带正电荷，纤维表面N+的存在，使大量的OH-从溶液中向纤维表面扩散，促进了纤维减量,催化剂的作用,二、低折射率化整理,改善细旦涤纶织物染深色效应差的缺陷,涤纶纤维表面平滑，折射率高（短纤n1.725，n1.537）。当可见光入射纤维表面时，大量在织物表面反射，仅一部分光折射入纤维内部被染料选择性吸收。对于细旦涤纶织物则发色性会更差，因为与一般纤维的涤纶相比，细纤维纤度更小，比表面更大，而比表面越大，则表面反射光越多，越难染深色，因此染色时需要加入更多的染料，才能达到相近的表面深度。有时即使使用了大量染料，也不能达到所需要的表面深度，而且又会影响染色牢度等各项性能,通过低折射率树脂整理，在染色织物表面形成一层均匀的低折射率树脂薄膜，从而改变了光线入射纤维时的折射率，相应地降低了染色细旦涤纶织物的折射率，提高了织物的深色效应,原理,聚氨酯树脂、有机硅树脂和含氟树脂等,低折射率树脂,含氟树脂折射率较低（约在1.40以下），用作涤纶深色剂其增深效果显著,有机硅树脂折射率一般在1.40左右，除了具有增深效果外，还能改变织物的手感,氨基改性有机硅产品的深色化程度明显优于其他有机硅产品,工艺处方,树脂整理剂510g/L，渗透剂01g/L,工艺流程,织物二浸二轧（轧余率80%）,预烘（95，0.51min）,焙烘(180，1min),加工工艺,增深效果,经不同浓度的含氟聚合物对织物进行整理，整理后织物的颜色深度均有明显增加，且随着聚合物中氟含量增加，消光和增深效果提高明显,三、特种消光印花,在有光织物上印上含有消光剂的消光浆，运用涂料印花工艺，获得布面明暗分明、局部无光的印花效果，具有类似提花产品的风格（也称仿提花印花）,（一）消光印花,印花浆一般以二氧化钛或涂料白作为消光剂，配以不泛黄的黏合剂制成，根据消光程度也可以用罩印白代替消光浆,消光印花与涂料印花工艺相同,印花设备也与普通涂料印花相似,（二）发泡印花,在涂料印浆中添加发泡剂和热塑性树脂，印花后，经高温焙烘使发泡剂分解，释放出气体使印浆膨胀而形成立体花型，并借树脂将有色涂料固着，获得着色和发泡的立体效果（也称立体印花或浮雕印花）,发泡方法,物理发泡法,偶氮二甲酰胺，在高温受热时分解放出氮气、一氧化碳和二氧化碳气体偶氮二异丁腈，受热分解也放出氮气,化学发泡法,工艺,工艺处方,发泡浆20%，增稠剂50%，涂料05%,工艺流程,半制品,印花,烘干（70）,焙烘（100140，3060s）,四、起绒整理,使织物厚实，改善织物的风格和外观，增强保暖性，提高外观的蓬松性，使其具有毛型感，手感柔软。整理后的织物表面散射光增加，规则反射光减少，织物产生深色化,采用钢丝起绒机将粗特低捻纱中的纤维从织物中勾出，使之在织物表面形成一层绒毛的加工过程（也称起毛或拉绒）,目的,双动钢丝起绒机,五、磨毛整理,起绒是使纤维挑出而高于织物表面，而磨毛只是切刈纤维，产品的绒毛明显的密而短，有极端的消光效果,起绒与磨毛的区别,织物经过磨毛加工后，强力损失较大,要选择平整度好，强力高的坯布进行磨毛加工,对平整度好、中浅色的织物采用染后柔软磨毛工艺对于平整度差、深色产品，采用染前磨毛、染后柔软处理工艺，以便控制色光,磨毛工序安排,坯布翻缝前处理丝光预定形轧水烘干磨毛水洗染色柔软拉幅成品,工艺流程,六、泡泡纱效应整理,将浓碱液在质地细薄的织物上印花，使纤维局部强烈收缩而形成凹凸起伏的泡泡的印花工艺,碱缩印花,印碱后花位部分纤维溶胀，棉纱直径增大，长度缩短，布面自由收缩后平整度下降，产生消光效果,特点,外观别致，立体感强，质地轻薄，做夏令服装穿着不贴身，有凉爽感，且洗后不需熨烫,树脂整理可稳定布面的碱缩效果，提高泡泡牢度,收缩性能不同的两种纤维分别纺成纱线，在织物中间隔排列，经染整加工后，由于纤维的热缩性不同使纱线产生不同的收缩量，布面也可形成凹凸不平的泡泡,利用纤维性能不同制备泡泡纱,弹力泡泡纱，采用普通纱线与氨纶丝包芯纱（如棉氨包芯纱）在经向（或纬向）上交替排列，织物下机后氨纶包芯纱回缩，在织物表面形成平条，普通经纱随包芯纱收缩形成泡泡，织物具有良好弹性,色织泡泡纱,普通色织泡泡纱由两组经纱与两组纬纱交织，其中一组称为地经，交织成平整的布面；另一组经纱称为泡经，主要形成泡泡条，利用泡经与地经不同的送经比，在织造时造成有规律的织缩差异，使布面具有规律的波浪皱纹，形如泡泡,七、绉效应加工,具有起绉外观的织物表面由于均匀分布了粗细或长短不等的绉点或绉条，对光线形成漫反射，加工后织物光泽较柔和,利用绉组织获得起绉外观利用强捻纱以平纹或其他简单组织交织后经印染使织物表面起绉利用不同张力或不同收缩性能的纱线间隔排列而获得起绉外观应用起绉整理获得起绉外观,基本加工方法,在一个组织循环内，经、纬纱的浮长长短不一，又沿不同方向交错配置。浮线较长的组织点，经、纬纱之间结构较松；而浮线短的组织点，经、纬纱之间结构较紧。结构较松的长浮线分布在结构较紧的短浮线之间，较松的组织点就在较紧的组织点间微微凸起，形成细小的颗粒状。细小的颗粒均匀分布在织物表面形成绉效应,绉组织产生绉效应的原理,采用强捻丝线在湿加工中解捻，使织物表面收缩起绉,起绉方法,八、褶裥整理,织物在专用的褶裥机打裥，在其加热辊筒中间用平刀状物压入，用许多狭幅的刀排列成