經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)預(yù)濕上漿的探討

徐 帥,薛明才,楊曉芳,戴一盼

(鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 鹽城224005)

1 經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)預(yù)濕上漿的意義

經(jīng)紗上漿是機(jī)織物加工過(guò)程中的必要工序之一,主要目的是給紗線增加一層保護(hù)膜,提高紗線強(qiáng)力和耐磨性。隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,紡織生產(chǎn)逐步向小批量、多品種、高附加值及個(gè)性化定制的方向發(fā)展,這使得適合小批量、多品種生產(chǎn)的經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)日益受到生產(chǎn)廠家重視,但目前經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)所采用的上漿方式較為傳統(tǒng)保守。

預(yù)濕上漿是近年來(lái)較有前途的一種上漿方式,具有節(jié)省漿料、減少環(huán)境污染、提高滲透性、增加漿紗強(qiáng)力、提高漿膜完整率、增加耐磨性等優(yōu)點(diǎn),歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用,國(guó)家紡織工業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出要發(fā)展預(yù)濕上漿工藝技術(shù),在“十三五”期間,預(yù)濕上漿將作為新型上漿技術(shù),對(duì)其加大推廣應(yīng)用,有利于提高紡織產(chǎn)業(yè)鏈綠色制造水平。預(yù)濕上漿工藝已成為目前的研究熱點(diǎn)之一,并在未來(lái)有可能成為標(biāo)準(zhǔn)上漿工藝[1]。利用經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)進(jìn)行預(yù)濕上漿,有助于提高經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)技術(shù)含量和上漿質(zhì)量,有助于進(jìn)一步發(fā)揮其適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

2 預(yù)濕上漿理論

2.1 預(yù)濕對(duì)紗線的潤(rùn)濕作用

潤(rùn)濕,又稱浸潤(rùn),指液體與固體發(fā)生接觸時(shí),液體附著在固體表面或滲透到固體內(nèi)部的現(xiàn)象。潤(rùn)濕現(xiàn)象有3類：沾濕、浸濕和鋪展。沾濕是指液體與固體表面接觸(水與經(jīng)紗接觸)創(chuàng)造固-液界面代替固-氣界面(經(jīng)紗與空氣)和氣-液(空氣與水)界面的過(guò)程;浸濕是指固體浸入液體的過(guò)程;鋪展實(shí)質(zhì)是液體在對(duì)固體表面鋪展時(shí),液體表面同時(shí)也得到擴(kuò)展。資料顯示,棉纖維表面含有0.6%左右的棉蠟,棉蠟不利于上漿和后整理,原因是棉蠟是脂溶性的,對(duì)它而言常溫的水不浸潤(rùn)液體[2]。但熱水能溶去棉蠟,利用熱水對(duì)棉紗進(jìn)行預(yù)濕,能為紗線進(jìn)入漿槽后漿液的浸濕和鋪展創(chuàng)造一個(gè)良好的條件。

2.2 預(yù)濕中水對(duì)空氣的置換作用

對(duì)于普通紗線,紗線的纖維間含較多的空氣,這部分空氣形成的固-氣界面既不利于漿液浸透,又容易在漿液與纖維結(jié)合面上形成氣泡,從而削弱了漿液與纖維之間的黏附作用[3]。而預(yù)濕過(guò)程同時(shí)存在吸濕后進(jìn)行高壓壓榨和再次吸水的過(guò)程,這一過(guò)程能排出纖維間存在的空氣,減少或消除上述氣泡在纖維與漿液之間形成的阻隔區(qū),使得原先有間斷的接觸面變得更加連續(xù),擴(kuò)大了漿液與纖維的接觸表面積比,同時(shí)固-氣界面(經(jīng)紗與空氣)和氣-液(空氣與水)界面會(huì)被固-液界面代替。沒(méi)有空氣的存在,紗線進(jìn)入漿槽后,漿液中的漿料粒子通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng),迅速向紗線表面吸附的水中移動(dòng)、擴(kuò)散,使得漿料分子的極性基團(tuán)逐漸向紗線表面分子的極性部分接近。

2.3 預(yù)濕對(duì)紗線毛羽的貼伏作用

漿前預(yù)濕的高溫和擠壓可以使紗線表面纖維軟化,柔順性提高,另外,紗線以一定的速度通過(guò)預(yù)濕槽,預(yù)濕槽中水的內(nèi)摩擦力會(huì)使紗線上的毛羽傾向同一方向而使?jié){膜圓整,所以漿膜抵抗各種摩擦的能力得到提高[3-4]。

2.4 預(yù)濕上漿節(jié)省漿料的原理

在上述幾種作用下,紗線進(jìn)入漿槽后,漿液潤(rùn)濕紗線或纖維的時(shí)間大大縮短,可以以較高的速度進(jìn)行上漿;同時(shí)紗線內(nèi)部充有部分水分,達(dá)到了完全潤(rùn)濕的條件,有利于漿液迅速而均勻地滲透與擴(kuò)散,因具有水分而導(dǎo)致上漿率變小,但這并不影響上漿效果,因?yàn)轭A(yù)濕的紗線有利于漿液的均勻被覆和浸透,漿膜更加完整,內(nèi)部黏結(jié)更加牢固,漿紗在強(qiáng)力、耐磨方面優(yōu)于未采用預(yù)濕工藝紗線。

3 經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)加裝預(yù)濕裝置的實(shí)踐

與普通漿紗機(jī)一樣,實(shí)踐中也可以通過(guò)加裝預(yù)濕水槽對(duì)經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)進(jìn)行改造。圖1是加裝的預(yù)濕水槽的結(jié)構(gòu)。預(yù)濕水槽5內(nèi)設(shè)有浸沒(méi)輥3、壓水輥4、側(cè)壓輥7和噴淋管6。浸沒(méi)輥3和側(cè)壓輥7完成第一次吸水和擠壓,接著噴淋管6噴淋出回收自烘筒的冷凝水,完成第二次吸水,并在浸沒(méi)輥3和壓水輥4的作用下完成第二次擠壓。為了保持水槽內(nèi)的水溫,預(yù)濕水槽底部還設(shè)有電加熱管8[5]。

圖1 預(yù)濕水槽結(jié)構(gòu)示意圖

加裝預(yù)濕水槽后,還需解決速度同步、溫度控制和濃度控制問(wèn)題。尤其是速度同步和濃度控制,不但在實(shí)現(xiàn)上有一定難度,而且關(guān)系到漿紗質(zhì)量。速度同步可以使用編碼器和變頻器組成的速度反饋系統(tǒng),這種系統(tǒng)已能滿足經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)的正常運(yùn)行速度。濃度控制則涉及液面、流量、濃度的測(cè)控,見(jiàn)圖2。

圖2 漿液濃度控制系統(tǒng)

4 經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)預(yù)濕上漿效果分析

4.1 色織物預(yù)濕上漿效果分析

經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)的一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)就是非常適合色織物上漿,它能同時(shí)實(shí)現(xiàn)色織物的整經(jīng)和上漿。色織物的經(jīng)紗是經(jīng)過(guò)染色的紗線,前期已經(jīng)過(guò)煮、漂、染色、皂洗等加工,親水性較普通紗線高,并且結(jié)構(gòu)相對(duì)松散,這些是有利于紗線上漿的;但同時(shí)紗線松散的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其強(qiáng)力下降,斷裂伸長(zhǎng)和耐磨性變差,毛羽增加。這就對(duì)上漿提出一些不同的要求,如：色織物上漿的目的應(yīng)該是增加紗線強(qiáng)力,增加耐磨性,貼伏毛羽,同時(shí)盡量保持紗線的彈性伸長(zhǎng)。

除此之外,色織物對(duì)漿紗工藝的要求還體現(xiàn)在：(1)后整理加工時(shí),色織物的整理工藝比普通織物簡(jiǎn)單,要求上漿率低、容易退漿,以達(dá)到手感柔軟和服用性能優(yōu)良的效果;(2)色織物整漿過(guò)程中,色紗排列需按照一定順序,并且不能發(fā)生彼此的沾色,這就使得在保證漿液流動(dòng)性及滲透性的前提下,漿槽溫度偏低為宜,以防止色紗褪色[6]。

生產(chǎn)實(shí)踐證明,色織物采用預(yù)濕上漿,主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：(1)可以部分洗去色紗上的浮色,漂去有色短絨,防止它們對(duì)漿槽內(nèi)漿液的污染;(2)潤(rùn)濕作用使得漿液能充分滲透到紗線內(nèi)部,增加纖維之間的抱合力,在較低上漿率條件下即達(dá)到較優(yōu)的增強(qiáng)保伸效果。此外,對(duì)于采用經(jīng)軸染色的工藝,實(shí)行預(yù)濕上漿,能顯著降低上漿率,并且合并脫水、烘干、倒筒3道工序,節(jié)省了人力、物力。

4.2 普通織物預(yù)濕上漿效果分析

對(duì)于普通織物,尤其是中粗號(hào)純棉和混紡紗,采用經(jīng)漿聯(lián)合預(yù)濕上漿,優(yōu)勢(shì)主要來(lái)自：一方面熱水溶解、沖洗了紗線表面的棉蠟、污物等雜質(zhì);另一方面,預(yù)濕改善了紗線潤(rùn)濕性,使得漿液擴(kuò)散更快,帶來(lái)的有益效果主要是：(1)預(yù)濕上漿可節(jié)約漿料20%～40%,大大降低生產(chǎn)成本。上漿率降低后,退漿等后整理工序廢水處理的成本也隨之降低,對(duì)環(huán)境的影響也有所減小;(2)可以提高漿紗質(zhì)量,以中粗號(hào)純棉紗為例,預(yù)濕處理并上漿后的經(jīng)紗強(qiáng)力比未經(jīng)預(yù)濕的經(jīng)紗提高15%以上,同時(shí)經(jīng)紗表面光潔、漿膜完整;毛羽方面,經(jīng)預(yù)濕處理的經(jīng)紗比未預(yù)濕處理的經(jīng)紗降低50%;耐磨性方面,漿料在經(jīng)紗上的黏附力增加,同時(shí)落漿率減小,耐磨能力顯著提高;最后,采用預(yù)濕上漿后,漿液在紗線上的分布更均勻;(3)可以提高織造效率,經(jīng)預(yù)濕處理的紗線毛羽更少,也更加柔軟,能以較快的速度反復(fù)開(kāi)口,并且開(kāi)口清晰,非常適合現(xiàn)代高速無(wú)梭織機(jī);(4)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,由于預(yù)濕的洗滌作用和貼伏毛羽作用,洗去了紗線上的棉蠟、糖衣、果膠質(zhì)等雜物,改善了布面外觀質(zhì)量[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

將預(yù)濕上漿技術(shù)用于經(jīng)漿聯(lián)合機(jī),能提高經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)技術(shù)含量和上漿質(zhì)量,有助于進(jìn)一步發(fā)揮其適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)加裝預(yù)濕水槽可以對(duì)經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)進(jìn)行改造,改造的重點(diǎn)是速度同步控制和濃度控制。使用經(jīng)漿聯(lián)合機(jī)進(jìn)行預(yù)濕上漿,可以部分洗去色紗上的浮色,防止其對(duì)漿槽內(nèi)漿液的污染;節(jié)約漿料的同時(shí),能有限增加上漿質(zhì)量,包括提高強(qiáng)力、耐磨性、織造時(shí)的效率和布面質(zhì)量。