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定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2022年5月24日訊 合纖長絲主要用于低捻織物 、 強(qiáng)捻織物和彈力織物 。其中 DTY （ 拉伸變形絲 ） 經(jīng)強(qiáng)捻后可開發(fā)仿麻類織物, FDY （ 全牽伸絲 ） 經(jīng)強(qiáng)捻后可開發(fā)仿真絲類織物, POY （ 預(yù)取向絲 ） 經(jīng)強(qiáng)捻后可開發(fā)仿毛類織物。由于滌綸和改性滌綸的 FDY 所組成的強(qiáng)捻織物 ，因捻度較高 ， 需經(jīng)堿減量處理;而由滌綸和改性滌綸的 FDY 、 DTY 的氨綸包覆絲所組成的彈力織物，其捻度較低 ， 可織造成經(jīng)彈 、 緯彈和經(jīng)緯彈 （ 四面彈 ） 織物 。這些具有新特性的合纖極大地豐富了紡織品種類和應(yīng)用范圍 。

作者：邵陽紡織機(jī)械有限責(zé)任公司 劉江堅(jiān)

然而 ， 由合纖長絲所構(gòu)成不同風(fēng)格的織物組織結(jié)構(gòu)為紡織品帶來豐富多樣品種的同時(shí) ， 也給染整加工帶來了一些新問題 ， 其中折痕就是目前繩狀織物染色中存在的一個(gè)棘手問題 。下文對(duì)此進(jìn)行分析討論 ， 并提出了解決方案 。

01

織物折痕產(chǎn)生的原因分析

1 .1 纖維的熱收縮

纖維受熱 ， 分子鏈運(yùn)動(dòng) ， 釋放殘余內(nèi)應(yīng)力 ， 而經(jīng)緯紗若受到不均勻的外力影響 ， 就會(huì)發(fā)生不均勻收縮 ， 最終影響織物表面的平整度 。纖維的熱收縮一般在第一次遇熱遇濕過程中最為強(qiáng)烈 , 而一旦纖維殘余內(nèi)應(yīng)力釋放完后 ， 在后續(xù)的濕熱條件下就不再發(fā)生了 ?；诶w維這種特性,罐式噴射染色機(jī)的半圓形儲(chǔ)布槽結(jié)構(gòu) , 織物相互之間嚴(yán)重?cái)D壓，使得纖維熱收縮受到牽制而不均勻 。

1.2 濕熱加工的溫度分布

由于熱傳遞方式的影響使織物受熱不均勻 , 也會(huì)導(dǎo)致織物經(jīng)緯向紗線纖維收縮不一致 。在染色過程中 ， 染液作為熱載體向織物進(jìn)行熱傳遞主要在噴嘴中進(jìn)行 。這是一種局部加熱 ， 依靠熱傳遞進(jìn)行熱平衡以獲得所需的工藝溫度 。然而熱平衡需要一定時(shí)間 ， 尤其是織物與染液交換的熱傳遞形式 ，對(duì)達(dá)到熱平衡的時(shí)間具有很大影響 。實(shí)際應(yīng)用中 ，在升降溫過程中 ， 噴嘴的溫度與主缸底部主回液管中主體染液的溫度相差 8~10 您 ， 這是設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能所決定的 。染液在循環(huán)過程中 , 經(jīng)過換熱器后溫度升高 , 并且隨著升溫速率的加大 , 溫差也加大 。

為了減小這種溫差 ， 一般采用控制升溫速率的方式 。但由于低升溫速率有一定限制 ， 所以 ， 有時(shí)采用階段性保溫 ， 以控制溫度慣性的影響。

1.3 織物運(yùn)行受到的張力

由于織物在染色過程中需要通過牽引進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng) ， 必然產(chǎn)生縱向張力 。化纖在受熱條件下產(chǎn)生收縮 ， 而經(jīng)向張力限制其收縮 。繩狀染色的織物往往受到的經(jīng)向張力是不均勻的 ， 因而纖維產(chǎn)生收縮狀態(tài)也不一致 。

合纖長絲內(nèi)應(yīng)力一般是在染整中第一次遇濕熱就釋放,而此時(shí)的外界張力對(duì)其影響最大 。只要內(nèi)應(yīng)力釋放完成后 ， 在后續(xù)的濕熱過程中 ， 外界的張力對(duì)其影響就不大了。

基于這一特性 , 在濕熱染整加工中 ， 首先應(yīng)該進(jìn)行低張力的應(yīng)力釋放 ， 也就是給其一個(gè)松弛回縮的過程 。一般以平幅形式最為合適,而采用繩狀形式只要嚴(yán)格控制縱向張力 ， 保證織物能夠自由松弛也可達(dá)到松弛回縮的效果。

1.4 織物染色中的堆置

間歇式噴射染色機(jī)儲(chǔ)布槽是用于堆放織物的 。在堆積過程中，織物之間會(huì)產(chǎn)生相互擠壓，尤其是罐式染色機(jī)的圓形儲(chǔ)布槽 ， 在其底部的織物受到前后織物的擠壓 ， 并且隨著織物載量的增大，擠壓就更嚴(yán)重。當(dāng)織物受熱后纖維收縮受到限制時(shí)，一旦溫度變化不均勻就會(huì)形成永久性折痕 。在織物松式繩狀加工的堆置中 ， 受到儲(chǔ)布槽結(jié)構(gòu)的限制 ， 織物之間產(chǎn)生相互擠壓,影響紗線纖維殘余應(yīng)力的充分釋放 , 從而也會(huì)導(dǎo)致織物產(chǎn)生折痕。

02

濕熱加工的控制措施

經(jīng)過分析合纖長絲產(chǎn)生折痕的原因 ， 通過改進(jìn)工藝條件和設(shè)備結(jié)構(gòu)可以有效解決合纖長絲類織物折痕的產(chǎn)生。

2.1 改變織物堆積狀態(tài)

目前大部分合纖長絲類織物主要采用管式大浴比噴射染色機(jī)進(jìn)行染色加工 。氨綸含量超過 18% 的合纖長絲經(jīng)編類織物需要采用經(jīng)軸染色機(jī) 。但是,管式噴射染色機(jī)能耗 （ 水 、 蒸汽和電 ） 相對(duì)較大 ， 且生產(chǎn)效率較低 。經(jīng)軸染色機(jī)也存在內(nèi)外和邊中色差 ， 以及產(chǎn)能低等問題 ， 而且加工的織物手感要比繩狀加工的差 。因而 ， 對(duì)于罐式（ 包括噴射 、 氣液或氣流 ） 染色機(jī) ， 可將儲(chǔ)布槽底部設(shè)計(jì)成較平緩形式 , 減少織物之間的相互擠壓 ， 但在一定程度上會(huì)減少織物的容布量 。此外,可采用窄布槽 、 多布環(huán)形式 ， 減少單布環(huán)載量方式,在改善織物堆積狀態(tài)的同時(shí) ， 提高織物總體載量。

2.2 濕熱松弛回縮

傳統(tǒng)的平幅前處理 ， 一般是利用蒸箱的松弛堆置過程來完成織物的松弛回縮 。氣液染色機(jī)可利用其前置噴嘴 ， 在前處理中增加一道直接蒸汽濕熱處理工序 ， 讓織物在帶液量盡可能低的條件下進(jìn)行松弛回縮 ， 充分釋放其內(nèi)應(yīng)力 。此外 ， 需改進(jìn)罐式繩狀間歇式染色機(jī)儲(chǔ)布槽結(jié)構(gòu) ， 避免織物之間相互過分?jǐn)D壓 。也可通過導(dǎo)布增設(shè)織物松弛段進(jìn)行回縮 , 但應(yīng)特別注意提布輻與噴嘴之間的張力控制。

2.3 限制單管載量

對(duì)單管織物最大載量進(jìn)行限制,尤其是罐式噴射染色機(jī) ， 減小儲(chǔ)布槽中織物相互擠壓造成的影響 。與罐式噴射染色機(jī)相比,管式噴射染色機(jī)儲(chǔ)布槽中織物堆積比較平緩 ， 相互擠壓力較小 。如果在大浴比條件下 ， 部分織物還可以懸浮在染液中 ， 織物之間的相互擠壓力更小 。但是大浴比會(huì)增加能耗和排污 ， 如何解決質(zhì)量和能耗的矛盾 ， 需借助于設(shè)備和工藝的改進(jìn)。

2.4 織物牽引張力控制

主要反映在設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能方面 。噴嘴與提布車?yán)ブg速度匹配 ， 除了常溫下的同步外，還要考慮到高溫下噴嘴壓力變化的影響 。與普通噴射染色機(jī)不同 ， 氣液染色機(jī)主要通過氣流牽引織物循環(huán) ， 同時(shí)還借助了提布銀的輔助牽引作用 。但空氣在高溫下具有不同的物理變化特性 ， 如黏性系數(shù)增加 、 含有水蒸氣 ， 而這種物理變化也同時(shí)改變了織物牽引力大小。

從工藝方面來看 , 繩狀織物縱向張力過大 , 緯向展開就困難 ， 織物紗線纖維縱向無法松弛回縮 。尤其是合纖長絲類織物內(nèi)應(yīng)力無法釋放 ， 容易產(chǎn)生縱向折痕 ， 而含有彈性纖維織物則會(huì)影響布面平整度 。為此,必須對(duì)織物的張力進(jìn)行控制 ， 保持張力基本恒定 。其中，風(fēng)機(jī)恒功率控制是一種有效方法。

2.5 溫度平衡系統(tǒng)

浸染方式中循環(huán)染液在升 、 降溫過程中的溫差 ， 是目前所有小浴比流體 （ 液體 、 氣流 ） 染色機(jī)普遍存在的問題 ， 尤其是染液噴嘴與主回液管的溫差 。其原因與所采用的間接換熱方式有關(guān)。

為了改變這種狀況 ， 可將主缸底部主回液管的主循環(huán)染液分為并聯(lián)兩路 ， 一路輸入到染液噴嘴與織物進(jìn)行交換 ， 另一路通過換熱器進(jìn)行熱交換 , 然后直接回到主回液管 。由于向噴嘴輸送的染液來自于主回液管 ， 只有輸送中微量熱損失 ， 溫差不超過 ±1°C。與此同時(shí) ， 換熱器只對(duì)主回液管中染液進(jìn)行熱交換 ， 并且因大部分自由染液儲(chǔ)存在主回液管中 ， 即使加快升溫速率 ， 對(duì)噴嘴和主回液管的溫差影響也不大 。

2.6 工藝條件設(shè)計(jì)

當(dāng)設(shè)備具備以上條件后,就要對(duì)工藝條件進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整 。除了常規(guī)的升降溫速率 、 保溫時(shí)間和織物循環(huán)周期外 , 主要通過噴嘴形式 、 溫度平衡控制 ， 為織物提供濕熱條件下能夠充分松弛回縮的過程 。其中最重要的是從前處理開始進(jìn)行控制 ， 染色過程中主要是控制溫度變化對(duì)各點(diǎn)溫差和張力的影響。

2.6.1 前處理

控制處理液與織物的交換量 ， 減小處理液對(duì)織物的作用力 。無論是織物的帶液量 ， 還是液體對(duì)織物產(chǎn)生的作用力. 都應(yīng)盡可能小 。目前具備與織物進(jìn)行低給液量前處理?xiàng)l件的只有氣液染色機(jī) ， 其前置式噴霧噴嘴能夠以較少的處理液與織物進(jìn)行交換 ， 降低對(duì)織物的作用力 。在此濕熱松弛條件下 ，織物纖維得到充分的自由回縮,釋放內(nèi)應(yīng)力。

2.6.2 工藝溫度變化

對(duì)于氣液 （ 或氣流 ） 染色機(jī) ， 應(yīng)控制工藝溫度變化過程 （ 如常溫和高溫的變化 ） 對(duì)織物的影響 。其中上述設(shè)備的溫度平衡以及織物恒張力的控制 ， 是前處理和染色機(jī)過程中的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié) 。目前一些技術(shù)先進(jìn)的染色機(jī)已將這些功能實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)控制 。

03

適于合纖長絲織物的染色機(jī)

就目前小浴比繩狀染色機(jī)而言,合纖長絲織物采用氣液染色機(jī)和噴涌式染色機(jī)可獲得較好的應(yīng)用效果 。該兩款機(jī)型在較低浴比條件下 ， 織物低張力運(yùn)行 ， 產(chǎn)生松弛回縮。

3.1 氣液染色機(jī)

氣液染色機(jī)是集氣流和噴射為一體的機(jī)型 , 無論是設(shè)備結(jié)構(gòu)性能 , 還是所適應(yīng)的工藝條件 , 都能夠較好地滿足合纖長絲織物染色品質(zhì)的要求 ， 尤其是織物平整度和折痕情況均優(yōu)于傳統(tǒng)的噴射染色機(jī)。

3.1.1 前置式液體霧化液交換

氣液染色機(jī)獨(dú)特的前置式液體霧化噴嘴 ， 可以產(chǎn)生顆粒細(xì)化的液體與織物進(jìn)行交換 。由于該溶液 （ 染料或助劑 ） 并不用于牽引織物循環(huán) ， 因而織物的帶液量較低 。織物少量的帶液量不僅質(zhì)量輕 ， 而且不容易受水張力影響粘在一起 ， 有利于氣流自由射流對(duì)織物的緯向擴(kuò)展 ， 消除暫時(shí)性折痕。

3.1.2 氣流與提布棍的匹配

氣液染色機(jī)氣流和提布輻是牽引織物循環(huán)的主要?jiǎng)恿υ?兩者除了速度的匹配 （ 或同步 ） 是決定織物所受張力 （ 提布輾與氣流噴嘴之間 ） 大小的關(guān)鍵外 ， 更重要的是織物在提布銀表面的相對(duì)滑動(dòng) ，對(duì)織物的表面擦傷也產(chǎn)生了很大影響 。氣液染色機(jī)采用了大直徑提布輻和大包角結(jié)構(gòu) ， 且不使用橡膠條 ， 織物能夠在較高的線速度條件下 ， 不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng) （ 俗稱打滑 ），這樣就可以避免織物表面出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象。

3.1.3 氣流對(duì)織物的擴(kuò)展作用

帶液量低的織物出導(dǎo)布管后 ， 受到氣流的自由射流作用 ， 產(chǎn)生緯向擴(kuò)展 ， 可消除部分暫時(shí)性折痕 。對(duì)于罐式主缸形式的儲(chǔ)布槽 ， 雖然織物相互擠壓狀態(tài)比較嚴(yán)重 , 但如果能夠使織物在每一個(gè)循環(huán)過程中有擴(kuò)展機(jī)會(huì) ， 暫時(shí)性的織物折痕還是能夠得到改善或消除 。氣液染色機(jī)就是利用這種設(shè)備條件，較好地避免折痕的產(chǎn)生 。這也是一般小浴比罐式噴射染色機(jī)所不及的。

3.1.4 織物單次循環(huán)的勻染度

合纖長絲趨于超細(xì)化 , 其單位表面積較大 ， 染色過程中染料的上染率快 ， 勻染性差 。這是合纖長絲織物在傳統(tǒng)噴射染色機(jī)中加工時(shí)遇到的最大問題 。氣液染色機(jī)的前置式組合染液噴嘴 ， 首先 ， 能夠給予被染織物充分交換的機(jī)會(huì)；其次 ， 交換后的織物還要經(jīng)過提布輻的擠壓和氣流噴嘴的滲透壓作用 , 使得織物在一個(gè)單次循環(huán)過程中 ， 相當(dāng)于經(jīng)歷了三次染液與織物的相互作用 ， 因而織物可以獲得較好的單次循環(huán)勻染度 。這樣不僅整體的勻染性比一般噴射染色機(jī)好 , 而且勻染工藝時(shí)間短。

3.2 噴涌式染色機(jī)

噴涌 — — 即流體(水)噴射涌流之意 。借鑒這一物理現(xiàn)象 ， 牽引織物循環(huán),完成染料對(duì)被染織物的上染過程 ， 是該機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理 。在一個(gè)循環(huán)過程中 ， 儲(chǔ)布槽內(nèi)被染織物經(jīng)內(nèi)置提布輻垂直提升 、 垂直落入噴嘴 I ， 利用噴嘴產(chǎn)生染液的噴射力形成染液動(dòng)能 ， 然后經(jīng)過 “ U ” 形導(dǎo)布管 、 噴嘴 II 涌出后落入儲(chǔ)布槽 。如此周而復(fù)始地按照設(shè)定的循環(huán)周期和次數(shù),完成被染織物的上染過程 。由于在單次循環(huán)中 ， 可選擇兩次染液與織物的強(qiáng)烈交換過程 ， 因而提高了織物單次循環(huán)的勻染度 。

3.2.1 雙噴嘴

采用雙噴嘴和 “ U ” 型導(dǎo)布管結(jié)構(gòu)形式 ， 可根據(jù)纖維的品種 、 織物的組織結(jié)構(gòu)以及染色的工藝要求 ， 選擇四種織物與染液的交換方式和不同的作用效果 。當(dāng)采用噴嘴 I 時(shí) ， 織物經(jīng)過 “ U ” 型導(dǎo)布管爬升段時(shí) ， 主要受到自重 、 染液向上涌出和浮力作用 ， 織物可以獲得充分的回縮 ， 釋放內(nèi)應(yīng)力以及彈力恢復(fù) ， 同時(shí)還會(huì)減少對(duì)織物幅寬的影響 。當(dāng)采用噴嘴 Ⅱ 時(shí) ， 織物可獲得一定經(jīng)向張力 ， 并在導(dǎo)布管出口處產(chǎn)生松式拋射效果 ， 對(duì)改變織物的繩狀形態(tài) 、 減小織物的折痕具有一定作用 。如果以噴嘴 I或噴嘴 Ⅱ?yàn)橹鲊娚?， 另一套為輔助噴射時(shí)，織物既可獲得較好的松弛回縮效果 , 又可獲得充分的勻染性。

3.2.2 “ U ” 型導(dǎo)布管

“ u ” 型導(dǎo)布管前后分別連接噴嘴 I 和噴嘴 Ⅱ，織物完全浸沒在全充滿的染液中 ， 受到全充滿 、 松弛 、 緩和及較長時(shí)間的作用 。繩狀織物在一定程度上可獲得展開 ， 使被包裹在繩狀織物中的染液與主體染液得到混合 ， 以提高勻染性 ， 并消除繩狀折皺印 ?！?U ” 型導(dǎo)布管 、 雙噴嘴以及提布銀的相對(duì)位置關(guān)系 ， 為彈力類織物的松弛回縮 、 減少折痕及尺寸的穩(wěn)定性提供了有利條件。

3.2.3 內(nèi)置大包角提布棍

采用了內(nèi)置式大直徑提布輻 ， 降低了織物提升高度 ， 可減小織物提升過程中因吸水自重所產(chǎn)生的張力 ?？椢镌谔岵驾椀陌菫?180 。(織物被垂宜提升 ， 垂直落入噴嘴 I）, 增加了提布輻對(duì)織物的握持力(注: 不是摩擦力 ), 減少織物與輻面之間的相對(duì)滑動(dòng)。

04

結(jié)語

1. 分析和掌握合纖長絲類織物的受熱變化規(guī)律后 ， 給予纖維受熱后的內(nèi)應(yīng)力充分松弛回縮的設(shè)備和工藝條件 ， 可以有效防止或避免織物產(chǎn)生折痕 。

2. 充分發(fā)揮小浴比繩狀間歇式染色機(jī)節(jié)能和染色性能的同時(shí) , 通過改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu) ， 改善織物受熱應(yīng)力變化狀態(tài) , 以提高織物表面品質(zhì) 。

3. 氣液染色機(jī)和噴涌式染色機(jī)低張力牽引織物運(yùn)行的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式 ， 使合纖長絲能夠獲得充分的松弛回縮 ， 較好地解決了合纖長絲類織物產(chǎn)生折痕和表面平整度問題 ， 并且實(shí)現(xiàn)小浴比 、 低能耗 、 高效率的染色工藝 。對(duì)于目前絕大部分仍然保留使用染色機(jī)進(jìn)行前處理工藝的印染企業(yè) ， 采用氣液染色機(jī)或噴涌式染色機(jī)加工合纖長絲類織物無疑是一個(gè)行之有效的手段。

印染人整理自《印染》雜志期刊 (2019No.17)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)完整注明以上信息。

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