利用現有漿紗設備進行預濕上漿

預濕上漿在國外早已應用于漿紗生產,在國內尚處在試用階段。本文就如何利用企業現有漿紗設備對經紗進行預濕上漿的有關問題進行了研究與探討。

Pre-wet Sizing technology has been widely used in developed countries, whereas it has been still in the tryout period in China. This article has made a discussion on how to implement the pre-wet sizing process based on the existing sizing equipment.

預濕上漿在國外早已應用于漿紗生產,在國內尚處在試用階段。從國內外應用的情況表明:在漿紗機上對經紗進行預濕上漿,不僅可以提高上漿質量,減少毛羽,提高漿紗的耐磨性和可織性,而且還有利于降低上漿率和生產成本,能為企業創造可觀的經濟效益。

1預濕上漿的理論分析

1.1預濕上漿機理

預濕上漿是紗線在未進入上漿槽之前先要經過一個熱水(85 ～ 90 ℃)槽,在此槽中對紗線進行潤濕和洗滌,去除棉紗上的棉蠟、果膠以及其他雜質等,然后采用高壓壓軋擠去多余水分,再進入漿槽進行上漿。紗線在熱水槽內經過潤濕和擠壓后,紗線內仍留有 30% ～ 40% 的水分,在漿槽內浸漿和壓漿過程中,因紗線內部水分內應力與漿液相互作用浸潤滲透,使漿液在紗線內纖維之間分布更趨合理。烘干之后,漿液在紗線內部的分布是由中心向外圍均勻而逐漸增加,從而形成牢固的漿膜。該工藝不僅增強了漿液對紗線的滲透和被覆,而且使紗線的毛羽更好地貼伏在紗線的表面,提高了漿紗的耐磨性和可織性。

1.2預濕上漿的適應范圍

不是所有的紗線都能適應和需要預濕上漿,其應用范圍有一定的局限性。如純棉細號和含滌比例高的滌棉混紡紗就不需要預濕上漿,因為純棉紗號數細,紗線截面纖維根數少,紗線絕對單紗強力低,在紗線加工過程中容易引起斷頭,漿紗必須采用小張力、保伸長的工藝,再加上純棉紗吸漿性能好;而滌綸比例高的紗線,因滌綸屬于疏水性纖維,吸濕能力極差,采用預濕上漿效果不但不明顯,反而造成不必要的浪費;一些特殊的新型纖維紗線,如竹粘膠纖維紗線,因濕強只有干強的 50%,如采用預濕上漿,很難控制紗線的濕熱伸長,再加上纖維本身吸漿能力很好,也沒有必要采用預濕上漿。生產實踐表明,只有一般在純棉和低比例含滌的滌棉混紡中,粗號紗適宜采用預濕上漿,不僅能獲得良好的上漿效果,還能達到提高漿紗質量、節約漿料、降低漿紗成本的目的。

2預濕上漿的推廣應用

預濕上漿技術在漿紗生產中的應用,可以通過兩個途徑來實現:一是采用配置有預濕水槽裝置的預濕漿紗機來進行預濕上漿;二是對現有漿紗設備進行技術改造后進行預濕上漿。

2.1利用現有預濕漿紗機進行預濕上漿

改革開放以來,我國棉紡織企業從國外引進了一批技術性能先進的新型漿紗機,其中就有帶有預濕槽的漿紗機,但由于對預濕上漿作用沒有足夠的認識,沒有很好地利用。企業可以利用從引進國外預濕漿紗機進行預濕上漿。如從德國Karl Mayer(卡爾?邁耶)公司引進的預濕漿紗機,該機采用先進的預濕上漿工藝,不僅能滿足經紗預濕上漿的工藝要求,又能節約漿料,提高織機生產效率;如從日本津田駒公司引進的HS – 30型帶預濕水槽的雙漿槽漿紗機,使用該機不但織機效率有一定幅度的提高,而且百米用漿單耗降低 30% 左右;又如有的企業引進了BEN – SIZETEC型漿紗機,因該機配置了WETSIZE預濕漿槽,可以對紗線進行預濕上漿等。

還可以利用國內制造的預濕漿紗機進行預濕上漿。近年來,我國為了趕超世界先進水平,滿足國內紡織企業對預濕上漿漿紗機的需求,替代進口。鄭紡機于2007年5月研制成功了我國第一臺GA309型預濕漿紗機。該機屬高科技產品,運行可靠,填補了國內預濕上漿漿紗機的空白,達到了國際先進水平。

GA309型預濕漿紗機是在GA308型漿紗機的基礎上研發出來的,它是在GA308型漿紗機經軸架與漿槽之間設置了 1 個預濕水槽。經紗進入漿槽之前,先經過預濕水槽的浸潤、洗滌、壓扎等一系列預處理后,再進入漿槽進行上漿,其特點如下。

(1)預濕水槽和漿槽共用兩塊墻板,結構緊湊合理,水槽浸壓采用單浸雙壓,作用寬度 180 cm,軋水輥最大壓力 100 kN,壓力無級調節,軋水均勻,紗線含水率可控制在 30% ～ 40% 左右。軋水輥表面橡膠硬度為邵氏 80? 。浸水輥表面包覆合成橡膠,且具有側壓功能,最高側壓力為 4 kN。

(2)預濕水槽有獨立的水循環過濾系統及補水系統。水槽內表面積下的蠟質、油污及雜質采用瀑布式溢流方式漂流到下面水槽,經過過濾后又回到補水系統。為了控制濕區伸長,水槽內下軋水輥和漿槽中上漿輥各由 1 臺伺服電機拖動。

(3)為了保證上漿率穩定,該機還配有漿液濃度控制系統,避免因紗線含水過多而導致漿液濃度和粘度降低,影響上漿率的穩定。同時為了減少兩個漿槽的漿液濃度和粘度的差異,保證兩個漿槽上漿率大小一致。在 2 個漿槽之間安裝了 1 個共用預熱漿箱,不斷地為漿槽補給高濃度漿液,其目的是盡量減少兩個漿槽漿液濃度和粘度的差異,確保上漿率的穩定。

(4)在預熱漿箱內安裝有漿液液位檢測儀,并在預熱漿箱上部分別安裝 1 個熱水箱和 1 個補漿箱,在其輸送管道上安裝有自動控制進漿量和進水量的閥門,對其流量進行自動控制;在預熱漿箱和漿槽之間還安裝 1 個漿液濃度檢測儀,定時檢測漿液濃度,并根據漿液濃度的變化進行補充適量的高濃度漿液和熱水,確保漿液濃度穩定,因補漿箱內的漿液濃度比漿槽內的漿液濃度高 3 ～ 5 個百分點,所以就能夠確保漿槽內漿液濃度穩定不變,將上漿率的差異減少到最小。

(5)為了確保上漿質量,該機還配有上漿率自動控制裝置。在漿紗機運行過程中,能自動檢測一定時間內所消耗的漿液體積,漿液濃度,紗線長度等相關數據,計算出紗線的上漿率。同時把檢測出來的結果與通過人機界面設定工藝用漿濃度、上漿率進行比較,然后經過程序運算,決定需要補充的高濃度漿液或熱水的體積。上漿過程中需要補充的熱水量,也都由計算機進行自動控制。該裝置還包括漿液濃度檢測的頻率、檢測取樣時間、濃度檢測儀的沖洗、預熱漿箱補充高濃度漿液和熱水量、預濕水槽液面高度的控制等。

(6)該機還采用了大直徑有預烘功能的濕分絞裝置。濕分絞輥直徑為 150 mm,安裝在漿槽與烘房之間,漿紗在離開第 2 只壓漿輥的壓軋點之后,以較大的分離角清晰而干凈地將漿紗分成 2 層,并進行預烘,使漿液在紗的表面迅速形成漿膜,減少漿紗在烘筒上的粘并,使漿紗在機前干分絞輕松爽快,減少二次毛羽的產生。使用大直徑濕分絞輥漿紗毛羽減少率比其他漿紗機的毛羽減少率低約 20%。

2.2利用現有漿紗設備經改造后進行預濕上漿

在企業沒有引進具有預濕功能預濕漿紗機的情況下,可以利用企業現有的漿紗設備,對其進行適當的技術改造來進行預濕上漿。

2.2.1雙槽漿紗機的改造

可以利用國產GA301、GA302、GA303、GA304、GA338型等雙漿槽漿紗機和從國外引進的雙漿槽漿紗機,對其進行簡單的技術改造用于預濕上漿。

(1)將雙槽漿紗機原來的第 1 只漿槽作為預濕上漿用的預濕水槽,第 2 只漿槽作為上漿槽。水槽采用自來水,水溫控制在 85 ～ 90 ℃左右,讓經紗在水槽的熱水中浸泡、洗滌、軋壓處理,去除經紗上的短絨、灰塵、雜質、棉蠟等。

(2)預濕水槽采用單浸雙壓的浸壓形式,由于是利用原來的漿槽來當水槽,壓漿力小,紗線出水槽含水率過高,達不到要求。采用改變了穿紗路線的方法,讓從水槽出來的紗線,先繞過 2 只預烘筒,利用兩只預烘筒的溫度來降低紗線的含水率,將從水槽出來的紗線的含水率控制在 30% ～ 40% 左右,確保漿槽內漿液濃度變化控制在一定范圍內,預烘溫度控制在 100 ～ 110 ℃左右。

(3)經紗經過預加濕后,增強了漿液與纖維的親和力,使經紗對漿液具有較強的親附能力和吸收效果;有利于漿液對紗線的粘附和滲透;也增強了漿液在紗線表面的被覆,使形成的漿膜更加完整;紗身上毛羽貼伏得更好,有利于減少漿紗毛羽。

(4)在設備運行和操作中應注意以下幾個問題:① 供應桶中漿液濃度要比常規上漿高 0.5%;② 兩漿槽的濕區伸長比常規上漿要小;③ 水槽中的水要不斷地循環,及時清除水中雜質,防止經紗二次污染;④ 車速不宜過快,每只軸都要正常巡回,隨時關注水槽和漿槽的情況,定時對漿槽漿液粘度、溫度及水槽溫度進行測量;⑤ 嚴格控制出水槽紗的含水率,不能過高。

2.2.2單漿槽漿紗機的改造

還可以利用現有國產G142型系列單漿槽漿紗機,如具G142B型 180 ～ 200 單槽漿紗機等,對其進行適當的技術改造用于預濕上漿。

(1)在經軸架與上漿槽之間加 1 個預濕水槽,預濕水槽裝置采用單浸壓式,由 1 根浸沒引紗輥和 1 根壓水輥組成。在經紗進入漿槽前先進入預濕水槽,將經紗喂入、預濕潤、上漿 3 項功能融合在一起。

(2)預濕水槽有溫度控制系統,用水平檢測儀調節液面高度,并有過濾水循環系統去除雜質,保持預濕槽的水清澈,以免經紗二次粘污。為了防止預濕水槽內水溫下降,自制自動蒸汽加熱的供水水箱,為預濕水槽提供 85 ℃熱水。

(3)紗線首先由引紗輥調整到適當的喂入張力,浸入熱水槽從軋水輥下繞過,在預濕輥處軋壓,排出空氣并進行水洗,再經過噴淋裝置,用熱水浸濕,然后通過最大壓力為100 kN的上壓軋輥與高壓軋水,使壓出回潮率在 30% 以下。

(4)利用單漿槽漿紗機進行預濕上漿,如果對經密比較大的織物進行上漿,原來的烘房烘燥能力不足,需要對原烘房結構進行技術改造,將原來的烘房由熱風式改造成全烘筒式烘房。改造的方法是:采用積極傳動直徑為 800 mm的不銹鋼或用紫銅材料制成的烘筒改造烘房,這樣不僅可以提高烘房的烘干效率,而且還會使漿紗伸長得到有效的控制。

(5)紗線預濕雖然經過壓軋,但是紗線回潮率仍在 30% 左右,給漿槽帶入一定的水分引起漿液稀釋,需要不斷補給濃度較高的漿液,以穩定上漿率。如果采用人工補給難以避免漿液濃度的波動。因此需要安裝 1 套能夠自動控制補給高濃度漿液的漿箱,為漿槽不斷地供給高濃度漿液。

對單槽漿紗機改造進行預上漿,需要在單槽漿機上增加 1 個有熱水的水槽及相應配套設施和檢測機構等。在沒有機械加工制造能力,特別是中、小型紡織企業加裝這套裝置要是比較困難的。作者認為:如果國內有漿紗設備制造企業或漿紗設備配件制造廠能承擔這一任務,幫助紡織企業進行技術改造,那就容易得多了,預濕上漿技術就可以在更大范圍內推廣應用。

3預濕上漿的效果分析

漿紗生產實踐表明,無論是利用預濕漿紗機,還是利用經過改造后的漿紗機對紗線進行預濕上漿,都能取得比較好的效果。

(1)由于經紗在上漿過程中先經過預濕,增強了對漿液的吸附能力,經過壓漿輥壓軋,漿液滲透到紗線內部纖維之間,紗線表面漿膜更加牢固更加完整,漿紗的抗磨能力和強力有大幅提高,提高了漿紗的可織性,織機生產效率平均提高 2 ～ 3 個百分點。

(2)經紗通過預濕上漿,漿液的滲透和被覆好于傳統上漿,毛羽貼伏在漿紗表面,分紗輕快,毛羽顯著減少。如用國產GA309型預濕漿紗機毛羽減少率可達 79%,毛羽大幅度減少,有利于采用小開口工藝的高速無梭織機,尤其是噴氣織機的生產。

(3)經過預濕處理的經紗上漿率較未經預濕處理的上漿率降低 2 ～ 4 個百分點,萬米織物漿料用量降低 20% ～ 30%。在 83.3、58.3、36.4、29.2 tex等品種上上漿,可降低用漿成本,1 臺漿紗機全年產量 1 000 萬m,可節約漿料費用約 40 多萬元,這還不包括由于漿紗質量提高、毛羽大幅度減少、織機經向斷頭降低、織物質量提高所帶來的經濟效益。

4結語

(1)預濕上漿是當今國際上一項比較成熟的先進的、新的上漿工藝技術,是織造高密高檔產品的關鍵技術,也是紡織技術史上一大進步,目前已引起國內紡織界的重視;

(2)預濕上漿在中、粗號紗線品種上應用,既能節約漿料又能提高漿紗質量,增加紗的強力耐磨度,毛羽減少,織機效率提高,漿紗生產成本降低,為提高企業經濟效益增添了一個新亮點;

(3)在當前尚無預加濕裝置漿紗機的企業,可以利用現有的漿紗機進行適當的技術改造,用于經紗預濕上漿,提高漿紗質量,降低漿紗成本。

作者簡介:楊志清,男,1936年生,高工,主要從事紡織產品開發、漿料應用、機織設備等研究。

作者單位:山西省紡織科學研究所。

參考文獻

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