經漿聯合機預濕上漿的探討

徐 帥,薛明才,楊曉芳,戴一盼

(鹽城工業職業技術學院,江蘇 鹽城224005)

1 經漿聯合機預濕上漿的意義

經紗上漿是機織物加工過程中的必要工序之一,主要目的是給紗線增加一層保護膜,提高紗線強力和耐磨性。隨著互聯網經濟的飛速發展,紡織生產逐步向小批量、多品種、高附加值及個性化定制的方向發展,這使得適合小批量、多品種生產的經漿聯合機日益受到生產廠家重視,但目前經漿聯合機所采用的上漿方式較為傳統保守。

預濕上漿是近年來較有前途的一種上漿方式,具有節省漿料、減少環境污染、提高滲透性、增加漿紗強力、提高漿膜完整率、增加耐磨性等優點,歐美發達國家已廣泛應用,國家紡織工業“十二五”規劃明確提出要發展預濕上漿工藝技術,在“十三五”期間,預濕上漿將作為新型上漿技術,對其加大推廣應用,有利于提高紡織產業鏈綠色制造水平。預濕上漿工藝已成為目前的研究熱點之一,并在未來有可能成為標準上漿工藝[1]。利用經漿聯合機進行預濕上漿,有助于提高經漿聯合機技術含量和上漿質量,有助于進一步發揮其適應性強的優勢。

2 預濕上漿理論

2.1 預濕對紗線的潤濕作用

潤濕,又稱浸潤,指液體與固體發生接觸時,液體附著在固體表面或滲透到固體內部的現象。潤濕現象有3類：沾濕、浸濕和鋪展。沾濕是指液體與固體表面接觸(水與經紗接觸)創造固-液界面代替固-氣界面(經紗與空氣)和氣-液(空氣與水)界面的過程;浸濕是指固體浸入液體的過程;鋪展實質是液體在對固體表面鋪展時,液體表面同時也得到擴展。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,對它而言常溫的水不浸潤液體[2]。但熱水能溶去棉蠟,利用熱水對棉紗進行預濕,能為紗線進入漿槽后漿液的浸濕和鋪展創造一個良好的條件。

2.2 預濕中水對空氣的置換作用

對于普通紗線,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]。而預濕過程同時存在吸濕后進行高壓壓榨和再次吸水的過程,這一過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,使得原先有間斷的接觸面變得更加連續,擴大了漿液與纖維的接觸表面積比,同時固-氣界面(經紗與空氣)和氣-液(空氣與水)界面會被固-液界面代替。沒有空氣的存在,紗線進入漿槽后,漿液中的漿料粒子通過布朗運動,迅速向紗線表面吸附的水中移動、擴散,使得漿料分子的極性基團逐漸向紗線表面分子的極性部分接近。

2.3 預濕對紗線毛羽的貼伏作用

漿前預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預濕槽,預濕槽中水的內摩擦力會使紗線上的毛羽傾向同一方向而使漿膜圓整,所以漿膜抵抗各種摩擦的能力得到提高[3-4]。

2.4 預濕上漿節省漿料的原理

在上述幾種作用下,紗線進入漿槽后,漿液潤濕紗線或纖維的時間大大縮短,可以以較高的速度進行上漿;同時紗線內部充有部分水分,達到了完全潤濕的條件,有利于漿液迅速而均勻地滲透與擴散,因具有水分而導致上漿率變小,但這并不影響上漿效果,因為預濕的紗線有利于漿液的均勻被覆和浸透,漿膜更加完整,內部黏結更加牢固,漿紗在強力、耐磨方面優于未采用預濕工藝紗線。

3 經漿聯合機加裝預濕裝置的實踐

與普通漿紗機一樣,實踐中也可以通過加裝預濕水槽對經漿聯合機進行改造。圖1是加裝的預濕水槽的結構。預濕水槽5內設有浸沒輥3、壓水輥4、側壓輥7和噴淋管6。浸沒輥3和側壓輥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。為了保持水槽內的水溫,預濕水槽底部還設有電加熱管8[5]。

圖1 預濕水槽結構示意圖

加裝預濕水槽后,還需解決速度同步、溫度控制和濃度控制問題。尤其是速度同步和濃度控制,不但在實現上有一定難度,而且關系到漿紗質量。速度同步可以使用編碼器和變頻器組成的速度反饋系統,這種系統已能滿足經漿聯合機的正常運行速度。濃度控制則涉及液面、流量、濃度的測控,見圖2。

圖2 漿液濃度控制系統

4 經漿聯合機預濕上漿效果分析

4.1 色織物預濕上漿效果分析

經漿聯合機的一個獨特的優勢就是非常適合色織物上漿,它能同時實現色織物的整經和上漿。色織物的經紗是經過染色的紗線,前期已經過煮、漂、染色、皂洗等加工,親水性較普通紗線高,并且結構相對松散,這些是有利于紗線上漿的;但同時紗線松散的結構導致其強力下降,斷裂伸長和耐磨性變差,毛羽增加。這就對上漿提出一些不同的要求,如：色織物上漿的目的應該是增加紗線強力,增加耐磨性,貼伏毛羽,同時盡量保持紗線的彈性伸長。

除此之外,色織物對漿紗工藝的要求還體現在：(1)后整理加工時,色織物的整理工藝比普通織物簡單,要求上漿率低、容易退漿,以達到手感柔軟和服用性能優良的效果;(2)色織物整漿過程中,色紗排列需按照一定順序,并且不能發生彼此的沾色,這就使得在保證漿液流動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]。

生產實踐證明,色織物采用預濕上漿,主要優勢體現在：(1)可以部分洗去色紗上的浮色,漂去有色短絨,防止它們對漿槽內漿液的污染;(2)潤濕作用使得漿液能充分滲透到紗線內部,增加纖維之間的抱合力,在較低上漿率條件下即達到較優的增強保伸效果。此外,對于采用經軸染色的工藝,實行預濕上漿,能顯著降低上漿率,并且合并脫水、烘干、倒筒3道工序,節省了人力、物力。

4.2 普通織物預濕上漿效果分析

對于普通織物,尤其是中粗號純棉和混紡紗,采用經漿聯合預濕上漿,優勢主要來自：一方面熱水溶解、沖洗了紗線表面的棉蠟、污物等雜質;另一方面,預濕改善了紗線潤濕性,使得漿液擴散更快,帶來的有益效果主要是：(1)預濕上漿可節約漿料20%～40%,大大降低生產成本。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,對環境的影響也有所減小;(2)可以提高漿紗質量,以中粗號純棉紗為例,預濕處理并上漿后的經紗強力比未經預濕的經紗提高15%以上,同時經紗表面光潔、漿膜完整;毛羽方面,經預濕處理的經紗比未預濕處理的經紗降低50%;耐磨性方面,漿料在經紗上的黏附力增加,同時落漿率減小,耐磨能力顯著提高;最后,采用預濕上漿后,漿液在紗線上的分布更均勻;(3)可以提高織造效率,經預濕處理的紗線毛羽更少,也更加柔軟,能以較快的速度反復開口,并且開口清晰,非常適合現代高速無梭織機;(4)可以提高產品質量,由于預濕的洗滌作用和貼伏毛羽作用,洗去了紗線上的棉蠟、糖衣、果膠質等雜物,改善了布面外觀質量[7]。

5 結語

將預濕上漿技術用于經漿聯合機,能提高經漿聯合機技術含量和上漿質量,有助于進一步發揮其適應性強的優勢。通過加裝預濕水槽可以對經漿聯合機進行改造,改造的重點是速度同步控制和濃度控制。使用經漿聯合機進行預濕上漿,可以部分洗去色紗上的浮色,防止其對漿槽內漿液的污染;節約漿料的同時,能有限增加上漿質量,包括提高強力、耐磨性、織造時的效率和布面質量。