專利名稱：纖維素纖維的絲光化處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無約束纖維素纖維的絲光化處理方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
棉花以各種試劑的濃溶液處理獲得的有益效應(yīng)描述在JohnMercer的英國專利13,296,1850年。具體地說，它指出，棉布以氫氧化鈉或鉀進(jìn)行處理，隨后徹底清洗，將產(chǎn)生收縮和變厚，類似于羊毛織物縮絨處理獲得的效應(yīng)。他還提到在處理后抗張強(qiáng)度的提高和對染料親合力的改善。
雖然由Mercer研發(fā)的原方法改善了棉織物的強(qiáng)度，但由于收縮，織物變厚和變得更加致密。織物的“手感”或光澤也由于該處理而變差。
在1890年，今天被稱作絲光化的方法首次由Lowe在英國專利4452中提出。絲光化處理是在Mercer提出的原方法基礎(chǔ)上的變換方案，按照該方法，棉織物或紗線在拉伸條件下以絲光化試劑(通常是氫氧化鈉)進(jìn)行處理，隨后，通過清洗除掉試劑。Lowe發(fā)現(xiàn)，棉布或紗線的收縮可通過在處理和清洗階段期間維持棉布或紗線中的張力而得到防止。Lowe發(fā)現(xiàn)的另一重要效應(yīng)是非常高的光澤度的產(chǎn)生。采用該方法還可獲得Mercer發(fā)現(xiàn)的其它好處，例如，強(qiáng)度的提高和染料親合力的改善。
絲光化方法，正如當(dāng)今普遍實(shí)行的那樣，涉及將拉伸的棉紗或織物浸沒在濃、氫氧化鈉水溶液中(或不那么普遍地，在其它絲光化液體中)，隨后用水清洗和用稀酸中和清洗后棉花中的任何殘留堿。氫氧化鈉(或其它絲光化液體)的強(qiáng)大溶脹作用對纖維素的結(jié)構(gòu)和性能具有顯著作用。未處理棉纖維中存在的螺旋結(jié)構(gòu)被消除，其形狀由扁平帶狀結(jié)構(gòu)改變?yōu)檩^光滑、更接近圓柱形的形式。絲光化液體在溶脹纖維素過程中的作用在于，原棉中存在的中心空腔(腔)基本上消失，纖維材料趨于填滿整個斷面。天然棉既包含結(jié)晶也包含無定形纖維素，而絲光化增加了纖維中無定形材料的比例。絲光化還改進(jìn)棉的下列性質(zhì)●在給定濃度下的得色量。
●未成熟纖維的染料覆蓋能力。
●化學(xué)反應(yīng)性。
●抗張強(qiáng)度。
●經(jīng)免燙整理后強(qiáng)度的保持率。
●光澤。
一向認(rèn)為在棉花組成為紗線或織物之前不可能獲得對棉花進(jìn)行絲光化處理的好處。
棉纖維大致為1英寸長，雖然該纖維的長度可從不足半英寸到大約2英寸。直到纖維排齊并紡成紗線形式，纖維的裝配體，例如，梳理的棉花、棉條和粗紗，一直認(rèn)為不能通過拉伸該裝配體兩端中任何一端來實(shí)現(xiàn)拉伸。例如，如果棉條的任何一端被拉伸，棉纖維將彼此滑移，因此不會單根地受到拉伸。結(jié)果，棉花通常以織物或紗線的形式進(jìn)行絲光化處理。
棉花以紗線或織物形式進(jìn)行絲光化處理，又據(jù)本申請人發(fā)現(xiàn)，不如以前想的那樣徹底。高濃度氫氧化鈉在低溫下太粘稠，無法完全潤濕所有的纖維。這是由于紗線的捻度和織物的組織對纖維施加的種種約束造成的。由于堿滲透得不充分，僅有外層纖維可受到絲光化作用，而紗線內(nèi)部的纖維則處理得不充分。暴露的表面，尤其是纖維的自由端，通常處理得比深埋在紗線內(nèi)部的纖維好。雖然被表淺地絲光化，但深染色色澤可能染得不均勻，并且在隨后的洗滌期間因此褪色，或者由于表面的磨耗而受到“發(fā)霜”的困擾。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種纖維素纖維絲光化處理的替代方法。優(yōu)選的是，該方法應(yīng)能以連續(xù)方式進(jìn)行，并且應(yīng)提供緊張絲光化處理的全部優(yōu)點(diǎn)，包括纖維長度的保持和光澤的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種無約束纖維素纖維的絲光化處理方法，包括沿著運(yùn)行路徑送過絲光化區(qū)，在其中無約束的纖維素纖維與絲光化液體進(jìn)行接觸，隨后進(jìn)入清洗區(qū)，在其中無約束的纖維素接受清洗；其中無約束的纖維素纖維在傳送通過這兩個區(qū)期間被夾住以防止縱向收縮。
術(shù)語“無約束”纖維素纖維在這里被用來指尚未達(dá)到通過紡紗或加捻以致形成紗線程度的取向或亂取向的纖維素纖維。因此，該術(shù)語涵蓋原纖維、梳理纖維、棉條和粗紗，但不包括紗線和織物。纖維素纖維適宜呈棉條的形式。
術(shù)語“纖維素纖維”在本說明中以其廣義使用，并包括棉纖維、亞麻纖維、粘膠及其組合。
該纖維在穿過絲光化和清洗步驟每一步以及通過這兩個步驟之間的通道的全部過程中一直保持被夾住。如果纖維不是沿絲光化步驟直至清洗步驟之前始終保持夾住以防止收縮，則纖維將在一旦松開夾緊力以后立即收縮。為了重獲原來的纖維長度，勢必要對纖維再次拉伸。正因?yàn)槿绱?，理想的是，在絲光化步驟和隨后進(jìn)行清洗步驟的整個順序期間一直保持纖維長度不變，除非在清洗之前重新拉伸纖維。一旦在清洗步驟中除掉大部分絲光化液體后，便可解除夾住和張緊，而不會產(chǎn)生不利后果，例如，在清洗步驟以后的酸中和步驟中。
優(yōu)選的是，無約束的纖維素纖維是這樣夾緊的在它們一邊沿著運(yùn)行路徑移動，一邊將它們壓抵在2個表面之間。的確，優(yōu)選的是，纖維素纖維是沿著運(yùn)行路徑在一對皮帶之間夾著運(yùn)輸?shù)?，這兩個皮帶在通過運(yùn)行路徑期間在多個部位被彼此壓緊在一起。皮帶應(yīng)處于張力下以便維持對纖維的壓縮力，從而將它們牢靠地夾住，進(jìn)而防止縱向收縮。
本申請人發(fā)現(xiàn)，優(yōu)異的效果是當(dāng)纖維在穿過絲光化和清洗區(qū)運(yùn)輸期間被拉伸(置于拉伸張力之下)時獲得的。拉伸的程度優(yōu)選小于或等于4％。拉伸超過4％可能降低纖維強(qiáng)度，因此應(yīng)優(yōu)選地避免。纖維在這兩個區(qū)中的拉伸可通過采用略帶彈性的皮帶來實(shí)現(xiàn)，讓皮帶在穿過絲光化和清洗區(qū)的整個過程中處于張力下。鑒于如此的安排將會沿皮帶移動方向?qū)w維造成拉伸，故優(yōu)選的是，令無約束的纖維素纖維取向。優(yōu)選的是，無約束纖維素纖維呈梳理棉、棉條或粗紗的形式。
皮帶可由任何合適的材料制成，只要能經(jīng)受絲光化液體的作用。各種各樣聚合物材料特別適合此目的，例如，聚酯。皮帶可具有任何合適的構(gòu)型或構(gòu)造。例如，皮帶可以是機(jī)織、非織造布、網(wǎng)眼、網(wǎng)狀、多孔的、未開孔的，或者其它樣式的。
優(yōu)選的是，運(yùn)行路徑包括在運(yùn)行路徑開始和結(jié)束處的夾輥，它們使皮帶在張力下通過其間的兩個區(qū)。該取向無約束纖維素纖維可在第一夾輥喂入到二皮帶之間的加工過程中。由于這樣的結(jié)果，如果皮帶處于張力下并且略帶彈性，則纖維將在它們喂入到該加工中的同時隨皮帶而被輕微地拉伸。
優(yōu)選的是，皮帶穿過沿運(yùn)行路徑的許多點(diǎn)布置的導(dǎo)向裝置。本申請人發(fā)現(xiàn)，為達(dá)到防止纖維在皮帶之間打滑的最佳效率，皮帶與導(dǎo)向裝置的接觸點(diǎn)之間的直線路徑長度應(yīng)小于或等于纖維平均長度。例如，對于平均長度為約1英寸(2.5cm)的棉纖維來說，該直線路徑長度應(yīng)小于2.8cm，優(yōu)選等于或小于2.5cm。
導(dǎo)向裝置可具有任何能完成其引導(dǎo)皮帶作用的適當(dāng)構(gòu)造，因此，該術(shù)語涵蓋表面、桿、輥筒等。優(yōu)選的是，導(dǎo)向裝置是輥筒。輥筒的直徑不如輥筒之間的路徑長度那樣重要，但是小直徑的輥筒是優(yōu)選的。輥筒的直徑可有利地小于被處理纖維平均長度的2倍。更優(yōu)選的是，輥筒直徑小于被處理纖維平均長度的1.5倍，最優(yōu)選小于或等于纖維平均長度。
雖然運(yùn)行路徑在穿過相關(guān)區(qū)時可采取任何式樣，但優(yōu)選的是，運(yùn)行路徑是圍繞輥筒的迂回繞行路徑。更優(yōu)選的是，在運(yùn)行路徑中左手-與右手圍繞輥筒的曲線的數(shù)目大致相等。
另外除了在運(yùn)行路徑開始和結(jié)束處的夾輥之外可設(shè)置額外的夾輥。例如，可在絲光化區(qū)與清洗區(qū)之間的區(qū)設(shè)置夾輥，以便從纖維和皮帶上榨去多余的絲光化液體。
皮帶可由任何適當(dāng)裝置來驅(qū)動。例如，位于運(yùn)行路徑末端的夾輥可制成將皮帶拖過運(yùn)行路徑的浸軋機(jī)的構(gòu)造。
絲光化液體優(yōu)選被置于絲光化浴中；清洗液放在清洗浴中。
任何合適的絲光化液體都可用于本發(fā)明方法中。然而，優(yōu)選的是，絲光化液體是堿。還優(yōu)選，該堿是濃氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。適合的堿濃度乃是技術(shù)上公知的。優(yōu)選的是，堿的濃度介于15～30％(質(zhì)量/體積)(g/100ml)，或35～55°特沃德爾(特沃德爾度——本發(fā)明領(lǐng)域中采用的比重的度量)。更優(yōu)選的是，濃度介于約20～22％或約40特沃德爾度。替代的絲光化液體可包括強(qiáng)酸(例如，硫酸或磷酸)氯化鋅、氯化鈣等。
優(yōu)選的是，絲光化液體還包含潤濕劑。潤濕劑對于絲光化液體在低溫與纖維進(jìn)行接觸并且不設(shè)較高溫度的初步階段的情況來說特別有用。合適的潤濕劑(即，在濃堿溶液中保持穩(wěn)定的)在技術(shù)上是公知的。
優(yōu)選的是，清洗液體是水，然而，清洗液體可以是任何其它液體，只要其pH值小于絲光化溶液，若絲光化液體是堿的話。
纖維素纖維在清洗后可送過附加的區(qū)。例如，纖維素纖維可被送過中和區(qū)，在其中纖維素被中和液中和。中和液例如可以是一種稀酸。
按照本發(fā)明，還提供一種用于無約束纖維素纖維絲光化處理的設(shè)備，該設(shè)備包括(i)絲光化區(qū)；(ii)接著絲光化區(qū)的清洗區(qū)；(iii)傳送帶，包括一對用于夾住無約束纖維素纖維的表面，以防止無約束纖維素纖維沿運(yùn)行路徑穿過絲光化區(qū)和清洗區(qū)期間發(fā)生縱向收縮；(iv)驅(qū)動裝置，用于拖動傳送帶；以及(v)加壓裝置，用于在絲光化區(qū)和清洗區(qū)將傳送帶的表面壓抵在一起，從而夾住無約束纖維素纖維以防止纖維在通過這些區(qū)的過程中縱向收縮。
優(yōu)選的是，該設(shè)備還包括位于清洗區(qū)以后的中和區(qū)。任何其它處理區(qū)也可包括到該設(shè)備中，包括，作為例子，染色區(qū)。
優(yōu)選的是，傳送帶被制成一種能夾住無約束纖維素纖維的構(gòu)造，以防止纖維沿整個絲光化區(qū)、清洗區(qū)和這兩個區(qū)之間的路徑的縱向收縮。然而，卻不要求纖維在穿過中和區(qū)運(yùn)輸?shù)倪^程中被夾住。
優(yōu)選的是，傳送帶包括一對皮帶。優(yōu)選的是，該皮帶處于張力下，以便在使用中，對纖維保持壓縮力，從而將它們牢靠地夾住并借此防止縱向收縮。鑒于上面所解釋的原因，優(yōu)選的是，皮帶略帶彈性，以便，在使用中，被喂入到皮帶之間的排齊、無約束的纖維素纖維，在絲光化和清洗區(qū)受到皮帶的拉伸力。皮帶的其它方面已在上面做了說明。
優(yōu)選的是，加壓裝置包括至少2對夾輥，一對位于絲光化區(qū)的末端，以榨去多余絲光化液體，而另一對位于清洗區(qū)末端或末端以后。這些夾輥對應(yīng)使在絲光化和清洗區(qū)內(nèi)、它們之間的皮帶處于張力下。
優(yōu)選的是，皮帶沿運(yùn)行路徑的加壓接觸點(diǎn)之間的直線距離(“路徑長度”)介于在設(shè)備中接受處理的纖維素纖維的平均長度范圍內(nèi)，或者小于該距離。優(yōu)選的是，路徑長度小于2.8cm，更優(yōu)選2.5cm或更小。
優(yōu)選的是，加壓裝置包括大量在絲光化區(qū)和清洗區(qū)內(nèi)沿運(yùn)行路徑設(shè)置的輥筒。優(yōu)選的是，輥筒的直徑小于要在設(shè)備中處理的纖維平均長度的2倍，，更優(yōu)選小于1.5倍，最優(yōu)選小于或等于纖維的平均長度。
優(yōu)選的是，運(yùn)行路徑是圍繞著輥筒迂回繞行路徑，并且在運(yùn)行路徑中圍繞輥筒的左手和右手曲線大致相等。
優(yōu)選的是，驅(qū)動裝置采取浸軋機(jī)的形式，設(shè)在運(yùn)行路徑末端或其下游。該驅(qū)動裝置由一對最終的夾輥構(gòu)成，位于運(yùn)行路徑的末端，具有榨干纖維的雙重作用。
該設(shè)備可包括進(jìn)一步的成分，例如，用于控制皮帶穿過絲光化液體和清洗及中和液傳送的另外的夾輥。
優(yōu)選的是，絲光化區(qū)包括用于裝絲光化液體的絲光化浴，清洗區(qū)包括用于裝清洗液的清洗浴，以及中和區(qū)(若有的話)包括用于裝中和液的中和浴。中和液可以是，例如，稀酸。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，上面描述的設(shè)備可用于任何其它處理纖維用的加工，包括纖維素和非纖維素纖維(包括羊毛)用的，凡是要求將纖維夾住以防止處理期間收縮的情況。因此，本發(fā)明更廣義地說，涉及處理纖維的設(shè)備，包括處理區(qū)；傳送帶，包括一對用于夾住待處理纖維的表面，以防止材料在整個處理區(qū)的收縮；驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動傳送帶；以及加壓裝置，用于將傳送帶表面壓抵在一起以夾住纖維從而防止纖維的收縮。
其它處理區(qū)的例子是對纖維進(jìn)行染色的區(qū)，對纖維進(jìn)行堿處理但不涉及絲光化的區(qū)等等。
該設(shè)備的其它特征如上面所述。
附圖簡述本發(fā)明將結(jié)合附圖進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明，在附圖中

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的絲光化設(shè)備的示意圖；圖2是棉纖維在用圖1設(shè)備處理前后的斷面掃描電子顯微鏡照片；以及圖3是圖2的棉纖維在處理前后的掃描電子顯微鏡側(cè)視照片。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地畫出本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方案的設(shè)備。
該用于按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案對無約束纖維素纖維絲光化處理的設(shè)備，如圖1所示，包括裝有絲光化液體的第一浴10、裝有清洗液的第二浴12、一對包夾的傳送帶，包括上皮帶14，具有越過浴的上方返回的回路，以及下皮帶16，具有繞過浴的底下返回的回路，以及一系列輥筒，包括夾輥18、20、22和用于施加壓緊力以便將在輥筒18和22之間的皮帶壓抵在一起的導(dǎo)向輥筒24a-k。夾輥22構(gòu)成浸軋機(jī)，他沿著箭頭所指方向拖動皮帶。
皮帶14、16由略帶彈性和耐受第一浴10中的絲光化液體的材料(聚酯)制成。皮帶大約1mm厚，不過可采用不同厚度的皮帶。皮帶的構(gòu)造允許在本發(fā)明方法中利用絲光化液體滲透到棉條中，并且還允許清洗液體充分清洗棉條。皮帶被拖過運(yùn)行路徑，它從夾輥18延伸到夾輥22。皮帶的運(yùn)行路徑沿著皮帶14和16的運(yùn)動方向穿過第一浴10，出第一浴并穿過第二浴12。
皮帶的運(yùn)行路徑迂回并圍繞一系列緊密布置的小直徑輥筒20和24a-k繞行。畫出的優(yōu)選實(shí)施方案的輥筒的直徑是5cm。這適合平均長度為約2.5cm的纖維素纖維。輥筒的直徑可進(jìn)行調(diào)節(jié)。相鄰輥筒之間皮帶的直線路徑長度是根據(jù)皮帶開始與相鄰輥筒相接觸的點(diǎn)之間的距離測量的。該直線路徑長度近似等于或小于平均纖維長度(在本情況下是2.5cm)。在畫出的優(yōu)選的實(shí)施方案中，相鄰輥筒之間直線路徑長度介于2.8cm～0(在夾輥的情況下)。輥筒之間的距離也可調(diào)節(jié)。
輥筒的布置應(yīng)使皮帶循著某一曲折路徑穿過絲光化浴和清洗浴，其中左手-和右手-曲線的數(shù)目近似相等。當(dāng)然，其它用于輥筒的輥筒布置方式也是可能的。
無約束纖維素纖維優(yōu)選地呈一或多根棉條26的形式，喂入到從夾輥18到夾輥22的2個皮帶之間。棉條中的纖維沿著皮帶運(yùn)動的方向順著棉條喂入到設(shè)備中去的方向(箭頭A)。
浸軋機(jī)22沿著運(yùn)行路徑拖動皮帶并對浸軋機(jī)與夾輥18之間的皮帶施加張力。由于皮帶略帶彈性，皮帶從夾輥18開始被拉伸。從夾輥18處喂入到皮帶之間的輸入棉條26被壓縮在皮帶之間，從而被充分牢固地夾住以防止纖維在穿過運(yùn)行路徑的過程中收縮。棉條的壓縮導(dǎo)致它略為展開。如果有幾根棉條沿著皮帶的幅寬喂入到設(shè)備中，則棉條宜于按照一定間距地彼此相鄰排成單層。由于棉條的展開，在相鄰棉條被壓寬的邊緣之間可能出現(xiàn)少許重疊。
鑒于皮帶在從夾輥18開始運(yùn)行路徑時略為被拉伸，同樣，皮帶之間的纖維也是。纖維的拉伸程度為約1～2％。纖維在它們沿著運(yùn)行路徑穿過絲光化浴運(yùn)動，出絲光化浴和穿過清洗浴的過程中維持拉伸狀態(tài)。施加在纖維上的張力有助于維持纖維平行于它們穿過設(shè)備運(yùn)動的方向。在圖示的實(shí)施方案中，棉纖維向設(shè)備中的加料量應(yīng)為，使皮帶間距(在此種情況下，即皮帶與皮帶之間的距離，不包括皮帶本身的寬度)最高為約2～3mm。這對應(yīng)于5kTex(千特)厚的棉條被喂入到了設(shè)備中。這樣粗的棉條將略微展開而達(dá)到大約10～15mm寬，因此，3根5千特的棉條將覆蓋約30～40mm的皮帶寬度。更粗的棉條或其它纖維可喂入到設(shè)備中，最高可達(dá)15千特每30mm皮帶寬度。
正如全面所解釋的，輥筒20和24a-k的小直徑和輥筒之間的短路徑長度(相對于纖維長度而言)，據(jù)發(fā)現(xiàn)，能給防止皮帶對14、16的朝外表面之間纖維的滑移提供最佳效率。
夾輥20設(shè)在絲光化浴的上方并能從棉條和皮帶上榨去多余絲光化液體。多余絲光化液體被排出并返回到浴中。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，絲光化液體是氫氧化鈉的水溶液。氫氧化鈉的濃度介于20～22％質(zhì)量/體積或40°特沃德爾，在15℃測定，這對應(yīng)于1.2的比重或大約21g氫氧化鈉每100mL水。絲光化液體還含有5g/L～25g/L的潤濕劑。技術(shù)上已知適合強(qiáng)堿中使用的潤濕劑之一被用于該優(yōu)選的實(shí)施方案中。潤濕劑在絲光化液體與纖維在低溫接觸的情況下特別有用。如果修改工藝以便使絲光化浴在較高溫度與纖維進(jìn)行接觸，然后再將接觸纖維的絲光化液體的溫度降低到絲光化處理溫度，則潤濕劑可省去不用。
絲光化溶液保持在-5℃～25℃范圍內(nèi)的溫度。該溫度宜于偏向該范圍的低端選用。
清洗液體的pH值低于絲光化溶液的pH值。在優(yōu)選的實(shí)施方案中采用水。
棉條26還可被送過另外的區(qū)(未畫出)，以便令棉條接受進(jìn)一步的溶液的處理。另外的區(qū)可包括含有稀酸的溶液，以進(jìn)一步中和在棉條和/或皮帶中殘留的絲光化液體。
雖然在圖示的優(yōu)選實(shí)施方案中采用浴的形式來裝絲光化液體和清洗液，但本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，也可采用一個或多個室來替代浴，而令無約束纖維素纖維在其中接受液體的噴淋。相應(yīng)地，術(shù)語“區(qū)”應(yīng)廣義地解釋為涵蓋此種方案。
棉條26被送過絲光化浴10的速度(和浴的長度)應(yīng)足以保證，絲光化液體能充分滲透棉條，并因此能實(shí)現(xiàn)纖維的絲光化。這也同樣適用于其它棉條所經(jīng)過的浴。由于相關(guān)的原因，纖維所越過或通過的輥筒的數(shù)目應(yīng)足以使纖維與絲光化液體保持接觸足夠長的時間以便充分滲透并實(shí)現(xiàn)絲光化。
雖然纖維素纖維被被夾在張緊皮帶14、16之間處于壓縮狀態(tài)，但本申請人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)這些纖維仍然能溶脹和沿直徑膨脹。因此，纖維在絲光化處理的作用下從未處理纖維素纖維典型的扁平、帶狀的形狀改變?yōu)榻z光化纖維素纖維特有的更接近圓形的斷面。
實(shí)例實(shí)例15千特有棉纖維組成的棉條，在圖1所示設(shè)備中進(jìn)行處理。棉條被喂入到兩個皮帶之間進(jìn)入夾輥對中。它們被夾在迂回繞行于一系列浸沒在裝有絲光化浴液的槽中的輥筒群中的皮帶之間，浴液由21.4％(質(zhì)量/體積)濃度、維持在低于10℃溫度的氫氧化鈉水溶液組成。處理浴液還包含7g/L潤濕劑(Leophen MC(BASF))。皮帶和棉條的速度設(shè)定在能給出40s在氫氧化鈉中的浸沒時間的水平。榨去多余氫氧化鈉溶液之后，棉條，在仍然處于張力下被夾緊的情況下，隨之被送過清洗浴，浴中包含水，停留時間30s。清洗后，多余浴液用一對壓榨輥(在圖1中未畫出)除掉。隨后，棉條被送過裝有稀乙酸，維持在pH5的浴(圖1中未畫出)，在此殘留堿被中和。
對照樣品是通過以如上所述氫氧化鈉和潤濕劑的溶液處理棉條，但在本工況中，允許材料在處理溶液中和在清洗和中和階段期間充分松弛(該對比例被稱作松弛絲光化的)干燥后，棉條的檢驗(yàn)結(jié)果表明，在皮帶式絲光化機(jī)上、張力下絲光化的樣品比未處理的材料更光澤，并且也比松弛絲光化樣品更光澤。棉條的光澤是未處理材料的2倍。對未處理和處理過的棉條的纖維長度、斷裂強(qiáng)度和伸長都做了測定。表1的數(shù)據(jù)表明，松弛絲光化纖維的長度縮短了，而張力下絲光化的纖維則比未處理材料的略長。松弛絲光化和皮帶絲光化的纖維的斷裂強(qiáng)度和伸長比未處理棉的都增加了。
表1未處理、松弛絲光化和皮帶(張力)絲光化棉的物理性質(zhì)

括號內(nèi)的數(shù)字表示與未處理棉相比的變化百分?jǐn)?shù)，表尺長度1/8英寸——見上表中間的列。
未處理和皮帶絲光化棉的掃描電子顯微鏡照片(圖2和3)顯示，皮帶絲光化技術(shù)成功地將纖維斷面從一般棉纖維的腰子形、帶狀斷面轉(zhuǎn)變?yōu)榻z光化棉特有的較圓的形狀。圖3顯示，絲光化纖維表面比較光滑、較少扭彎和更接近圓柱形，因此它們將表現(xiàn)出提高的光澤。
實(shí)例2重復(fù)實(shí)例1但采用2種其它棉纖維的5千特棉條。結(jié)果與對照例做了比較，其中之一未進(jìn)行絲光化，其二經(jīng)過松弛絲光化處理。溶液的組成和濃度如實(shí)例1所述。
試驗(yàn)了纖維的性質(zhì)，結(jié)果載于表2。表2的結(jié)果包括了表1中所載的那些。
對于給定棉樣品來說，“皮帶”-(夾住)和松弛-絲光化的棉條的斷裂強(qiáng)度相近，但明顯高于它們未絲光化的對照樣。皮帶-絲光化樣品的斷裂伸長與其對照樣相近，二松弛絲光化棉條則顯示伸長的明顯增加——進(jìn)一步證實(shí)纖維在無約束下進(jìn)行處理時發(fā)生高度收縮的效應(yīng)。
測定結(jié)果還顯示，樣品2的棉條在皮帶絲光化處理后比其未絲光化對照樣光澤高出2.5倍。
表2纖維長度、強(qiáng)度和纖度——3種絲光化棉樣品就各自的對照樣與“皮帶”絲光化或長度不約束地絲光化(松弛)的比較。

(在收縮一欄的正值是指收縮；負(fù)值指伸長-朝負(fù)方向)紡紗和染色結(jié)果“皮帶”(夾住)絲光化的樣品和對照樣棉條(樣品2棉)的樣品成功地從5千特牽伸到1千特，然后以700tpm紡紗制成40特單紗。以400tpm倍捻也成功地完成了。牽伸和紡紗過程中沒有出現(xiàn)必須加入潤滑劑的情況。這證實(shí)，樣品的絲光化處理沒有嚴(yán)酷到足以從纖維上除掉天然蠟包衣的程度。
皮帶-絲光化和對照樣紗線同時地在同一批內(nèi)進(jìn)行筒子紗染色并針織成為小樣品。紗線和針織樣品的檢驗(yàn)都證實(shí)皮帶絲光化紗線光澤的增加和色澤深度較大。
上面描述的方法提供如下好處●在纖維絲光化以后實(shí)施的后加工產(chǎn)生的處理均—性改善。
●與一般棉花相比，纖維強(qiáng)度增加。這導(dǎo)致紡紗表現(xiàn)的改善，特別是可能以較高紡紗機(jī)速度紡紗。
●可能將絲光化棉纖維與對堿敏感的材料，特別是角蛋白纖維如羊毛，進(jìn)行混紡。
●可由絲光化棉制造針織織物。雖然針織織物可進(jìn)行絲光化處理，但其絲光化處理往往導(dǎo)致織物膨松度的減少。這一問題當(dāng)棉花以疏松纖維或棉條形式進(jìn)行絲光化時便可避免。
上面的優(yōu)選實(shí)施方案和實(shí)例是僅為舉例說明本發(fā)明的創(chuàng)新概念而給出的。各種修改方案可作成優(yōu)選的實(shí)施方案和實(shí)例，仍不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種無約束纖維素纖維的絲光化處理方法，包括沿著運(yùn)行路徑將無約束纖維素纖維送過絲光化區(qū)，在其中無約束的纖維素纖維與絲光化液體進(jìn)行接觸，隨后進(jìn)入清洗區(qū)，在其中無約束的纖維素接受清洗；其中無約束的纖維素纖維在傳送通過這兩個區(qū)期間被夾住以防止縱向收縮。
2.權(quán)利要求1的方法，其中無約束纖維素纖維是原纖維、梳理纖維、棉條或粗紗。
3.權(quán)利要求1的方法，其中無約束纖維素纖維呈棉條的形式。
4.權(quán)利要求1～3中任何一項的方法，其中纖維在絲光化步驟，隨后進(jìn)行清洗步驟，包括這兩個步驟之間的通道，的整個順序期間被夾住以保持其纖維長度。
5.權(quán)利要求1～4中任何一項的方法，其中無約束纖維素纖維在沿運(yùn)行路徑運(yùn)動期間通過被壓緊在兩個表面之間而被夾住。
6.權(quán)利要求5的方法，其中纖維素纖維在一對皮帶之間沿著運(yùn)行路徑傳送，該二皮帶在沿著運(yùn)行路徑的大量部位被壓緊在一起。
7.權(quán)利要求5和6中任何一項的方法，其中纖維在沿著絲光化和清洗區(qū)傳送期間受到拉伸。
8.權(quán)利要求7的方法，其中拉伸度為約4％或更低。
9.權(quán)利要求7和8中任何一項的方法，其中皮帶略帶彈性，并在絲光化和清洗區(qū)處于張力下。
10.權(quán)利要求7～9中任何一項的方法，其中無約束纖維素纖維是取向的。
11.權(quán)利要求6～10中任何一項的方法，其中運(yùn)行路徑包括在運(yùn)行路徑開始和結(jié)束處的夾輥，該夾輥使皮帶在沿著其間的兩個區(qū)之間的過程中處于張力下。
12.權(quán)利要求6～11中任何一項的方法，其中皮帶在沿著運(yùn)行路徑的大量點(diǎn)處從導(dǎo)向裝置上面繞過。
13.權(quán)利要求12的方法，其中皮帶與導(dǎo)向裝置相接觸的點(diǎn)之間的直線路徑長度在纖維素纖維平均長度范圍內(nèi)或者小于該距離。
14.權(quán)利要求13的方法，其中直線路徑長度小于2.8cm。
15.權(quán)利要求12～14中任何一項的方法，其中導(dǎo)向裝置是輥筒。
16.權(quán)利要求15的方法，其中輥筒的直徑小于被處理纖維平均長度的2倍。
17.權(quán)利要求15的方法，其中輥筒直徑小于被處理纖維平均長度的1.5倍。
18.權(quán)利要求15～17中任何一項的方法，其中運(yùn)行路徑是圍繞輥筒迂回繞行的路徑。
19.權(quán)利要求12～18中任何一項的方法，其中在絲光化區(qū)和清洗區(qū)之間設(shè)有夾輥，用于從纖維和皮帶上榨去多余絲光化液體。
20.權(quán)利要求6～19中任何一項的方法，其中皮帶被位于運(yùn)行路徑末端的將皮帶拖過運(yùn)行路徑的浸軋機(jī)拖動。
21.權(quán)利要求1～20中任何一項的方法，其中纖維素纖維在清洗后被送過附加的區(qū)。
22.權(quán)利要求21的方法，其中纖維素纖維被送過中和區(qū)，在該區(qū)中纖維素纖維用中和液中和。
23.一種用于無約束纖維素纖維絲光化處理的設(shè)備，該設(shè)備包括(i)絲光化區(qū)；(ii)接著絲光化區(qū)的清洗區(qū)；(iii)傳送帶，包括一對用于夾住無約束纖維素纖維的表面，以防止無約束纖維素纖維沿運(yùn)行路徑穿過絲光化區(qū)和清洗區(qū)期間發(fā)生縱向收縮；(iv)驅(qū)動裝置，用于拖動傳送帶；以及(v)加壓裝置，用于在絲光化區(qū)和清洗區(qū)將傳送帶的表面壓抵在一起，從而夾住無約束纖維素纖維以防止纖維在通過這些區(qū)的過程中縱向收縮。
24.權(quán)利要求23的方法，其中該設(shè)備包括在接著清洗區(qū)的中和區(qū)。
25.權(quán)利要求23或權(quán)利要求24的設(shè)備，其中傳送帶被制成一種能夾住無約束纖維素纖維的構(gòu)造，以防止纖維沿絲光化區(qū)、清洗區(qū)和這兩個區(qū)之間的通道發(fā)生縱向收縮。
26.權(quán)利要求23～25中任何一項的設(shè)備，其中傳送帶包括一對皮帶。
27.權(quán)利要求26的設(shè)備，其中皮帶處于張力下，以便，在使用中，對纖維維持壓縮力從而牢固地夾住它們，并借此防止縱向收縮。
28.權(quán)利要求27的設(shè)備，其中皮帶略帶彈性，以便，在使用中，使喂入到皮帶之間的排齊、無約束纖維素纖維在絲光化和清洗區(qū)受到皮帶的拉伸力。
29.權(quán)利要求26～28中任何一項的設(shè)備，其中加壓裝置包括至少2對夾輥，一對位于絲光化區(qū)的末端，以榨去多余絲光化液體，而另一對位于清洗區(qū)末端或末端以后。
30.權(quán)利要求26～29中任何一項的設(shè)備，其中皮帶沿運(yùn)行路徑的加壓接觸點(diǎn)之間的直線距離(“路徑長度”)介于在設(shè)備中接受處理的纖維素纖維的平均長度范圍內(nèi)，或者小于該距離。
31.權(quán)利要求30的設(shè)備，其中路徑長度小于2.8cm。
32.權(quán)利要求26～31中任何一項的設(shè)備，其中加壓裝置包括大量沿著絲光化區(qū)和清洗區(qū)內(nèi)運(yùn)行路徑布置的輥筒。
33.權(quán)利要求32的設(shè)備，其中輥筒的直徑小于在設(shè)備中接受處理的纖維的平均長度的2倍。
34.權(quán)利要求32或33的設(shè)備，其中運(yùn)行路徑是包纏輥筒迂回繞行的路徑，并且在運(yùn)行路徑中包纏輥筒的左手-和右手-曲線數(shù)目大致相等。
35.權(quán)利要求26～34中任何一項的設(shè)備，其中驅(qū)動裝置采取為約運(yùn)行路徑末端或下游的浸軋機(jī)的形式。
36.權(quán)利要求23～35中任何一項的設(shè)備，其中絲光化區(qū)包括用于裝絲光化液體的絲光化浴，清洗區(qū)包括用于裝清洗液的清洗浴。
37.用于處理纖維的設(shè)備，包括處理區(qū)；傳送帶，包括一對用于夾住待處理纖維的表面，以防止材料在整個處理區(qū)的收縮；驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動傳送帶；以及加壓裝置，用于將傳送帶表面壓抵在一起以夾住纖維從而防止纖維的收縮。
38.用權(quán)利要求1～22中任何一項的方法或在權(quán)利要求23～37中任何一項的設(shè)備中生產(chǎn)的產(chǎn)品。
全文摘要
一種無約束纖維素纖維的絲光化處理方法，包括沿著運(yùn)行路徑將無約束纖維素纖維送過絲光化區(qū)，在其中無約束的纖維素纖維與絲光化液體進(jìn)行接觸，隨后進(jìn)入清洗區(qū)，在其中無約束的纖維素接受清洗；其中無約束的纖維素纖維在傳送通過這兩個區(qū)期間被夾住以防止縱向收縮。纖維，例如，棉條形式的棉纖維，可由一對皮帶夾住通過各個區(qū)。用于實(shí)施該方法的設(shè)備，包括絲光化區(qū)和清洗區(qū)，以及包括一對表面的傳送帶，例如，包括一對用于夾住纖維以防收縮的皮帶表面。皮帶可略帶彈性，并且在張力下輕微拉伸纖維。該皮帶迂回包纏各個輥筒，輥筒之間相隔短距離，以維持對皮帶和對其間纖維的張力。
文檔編號D06M11/40GK1720363SQ200380104805
公開日2006年1月11日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者L·N·H·阿爾諾德, J·A·里普龐 申請人:聯(lián)邦科學(xué)及工業(yè)研究組織