作者：邵陽紡織機械有限責任公司 劉江堅
然而 ， 由合纖長絲所構成不同風格的織物組織結構為紡織品帶來豐富多樣品種的同時 ， 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棘手問題 。下文對此進行分析討論 ， 并提出了解決方案 。
1 .1 纖維的熱收縮
纖維受熱 ， 分子鏈運動 ， 釋放殘余內應力 ， 而經緯紗若受到不均勻的外力影響 ， 就會發生不均勻收縮 ， 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烈 , 而一旦纖維殘余內應力釋放完后 ， 在后續的濕熱條件下就不再發生了 。基于纖維這種特性,罐式噴射染色機的半圓形儲布槽結構 , 織物相互之間嚴重擠壓，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 , 也會導致織物經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行熱傳遞主要在噴嘴中進行 。這是一種局部加熱 ， 依靠熱傳遞進行熱平衡以獲得所需的工藝溫度 。然而熱平衡需要一定時間 ， 尤其是織物與染液交換的熱傳遞形式 ，對達到熱平衡的時間具有很大影響 。實際應用中 ，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 ， 這是設備的結構性能所決定的 。染液在循環過程中 , 經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 ， 有時采用階段性保溫 ， 以控制溫度慣性的影響。
1.3 織物運行受到的張力
由于織物在染色過程中需要通過牽引進行循環運動 ， 必然產生縱向張力 。化纖在受熱條件下產生收縮 ， 而經向張力限制其收縮 。繩狀染色的織物往往受到的經向張力是不均勻的 ， 因而纖維產生收縮狀態也不一致 。
合纖長絲內應力一般是在染整中第一次遇濕熱就釋放,而此時的外界張力對其影響最大 。只要內應力釋放完成后 ， 在后續的濕熱過程中 ， 外界的張力對其影響就不大了。
基于這一特性 , 在濕熱染整加工中 ， 首先應該進行低張力的應力釋放 ， 也就是給其一個松弛回縮的過程 。一般以平幅形式最為合適,而采用繩狀形式只要嚴格控制縱向張力 ， 保證織物能夠自由松弛也可達到松弛回縮的效果。
1.4 織物染色中的堆置
間歇式噴射染色機儲布槽是用于堆放織物的 。在堆積過程中，織物之間會產生相互擠壓，尤其是罐式染色機的圓形儲布槽 ， 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，擠壓就更嚴重。當織物受熱后纖維收縮受到限制時，一旦溫度變化不均勻就會形成永久性折痕 。在織物松式繩狀加工的堆置中 ， 受到儲布槽結構的限制 ， 織物之間產生相互擠壓,影響紗線纖維殘余應力的充分釋放 , 從而也會導致織物產生折痕。
經過分析合纖長絲產生折痕的原因 ， 通過改進工藝條件和設備結構可以有效解決合纖長絲類織物折痕的產生。
2.1 改變織物堆積狀態
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進行染色加工 。氨綸含量超過 18% 的合纖長絲經編類織物需要采用經軸染色機 。但是,管式噴射染色機能耗 （ 水 、 蒸汽和電 ） 相對較大 ， 且生產效率較低 。經軸染色機也存在內外和邊中色差 ， 以及產能低等問題 ， 而且加工的織物手感要比繩狀加工的差 。因而 ， 對于罐式（ 包括噴射 、 氣液或氣流 ） 染色機 ， 可將儲布槽底部設計成較平緩形式 , 減少織物之間的相互擠壓 ， 但在一定程度上會減少織物的容布量 。此外,可采用窄布槽 、 多布環形式 ， 減少單布環載量方式,在改善織物堆積狀態的同時 ， 提高織物總體載量。
2.2 濕熱松弛回縮
傳統的平幅前處理 ， 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行松弛回縮 ， 充分釋放其內應力 。此外 ， 需改進罐式繩狀間歇式染色機儲布槽結構 ， 避免織物之間相互過分擠壓 。也可通過導布增設織物松弛段進行回縮 , 但應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
對單管織物最大載量進行限制,尤其是罐式噴射染色機 ， 減小儲布槽中織物相互擠壓造成的影響 。與罐式噴射染色機相比,管式噴射染色機儲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 。但是大浴比會增加能耗和排污 ， 如何解決質量和能耗的矛盾 ， 需借助于設備和工藝的改進。
2.4 織物牽引張力控制
主要反映在設備的結構性能方面 。噴嘴與提布車昆之間速度匹配 ， 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 。與普通噴射染色機不同 ， 氣液染色機主要通過氣流牽引織物循環 ， 同時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 ， 如黏性系數增加 、 含有水蒸氣 ， 而這種物理變化也同時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應力無法釋放 ， 容易產生縱向折痕 ， 而含有彈性纖維織物則會影響布面平整度 。為此,必須對織物的張力進行控制 ， 保持張力基本恒定 。其中，風機恒功率控制是一種有效方法。
2.5 溫度平衡系統
浸染方式中循環染液在升 、 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。
為了改變這種狀況 ， 可將主缸底部主回液管的主循環染液分為并聯兩路 ， 一路輸入到染液噴嘴與織物進行交換 ， 另一路通過換熱器進行熱交換 , 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 ， 換熱器只對主回液管中染液進行熱交換 ， 并且因大部分自由染液儲存在主回液管中 ， 即使加快升溫速率 ， 對噴嘴和主回液管的溫差影響也不大 。
2.6 工藝條件設計
當設備具備以上條件后,就要對工藝條件進行設計和調整 。除了常規的升降溫速率 、 保溫時間和織物循環周期外 , 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行控制 ， 染色過程中主要是控制溫度變化對各點溫差和張力的影響。
2.6.1 前處理
控制處理液與織物的交換量 ， 減小處理液對織物的作用力 。無論是織物的帶液量 ， 還是液體對織物產生的作用力. 都應盡可能小 。目前具備與織物進行低給液量前處理條件的只有氣液染色機 ， 其前置式噴霧噴嘴能夠以較少的處理液與織物進行交換 ， 降低對織物的作用力 。在此濕熱松弛條件下 ，織物纖維得到充分的自由回縮,釋放內應力。
2.6.2 工藝溫度變化
對于氣液 （ 或氣流 ） 染色機 ， 應控制工藝溫度變化過程 （ 如常溫和高溫的變化 ） 對織物的影響 。其中上述設備的溫度平衡以及織物恒張力的控制 ， 是前處理和染色機過程中的關鍵工藝環節 。目前一些技術先進的染色機已將這些功能實現了動態控制 。
就目前小浴比繩狀染色機而言,合纖長絲織物采用氣液染色機和噴涌式染色機可獲得較好的應用效果 。該兩款機型在較低浴比條件下 ， 織物低張力運行 ， 產生松弛回縮。
3.1 氣液染色機
氣液染色機是集氣流和噴射為一體的機型 , 無論是設備結構性能 , 還是所適應的工藝條件 , 都能夠較好地滿足合纖長絲織物染色品質的要求 ， 尤其是織物平整度和折痕情況均優于傳統的噴射染色機。
3.1.1 前置式液體霧化液交換
氣液染色機獨特的前置式液體霧化噴嘴 ， 可以產生顆粒細化的液體與織物進行交換 。由于該溶液 （ 染料或助劑 ） 并不用于牽引織物循環 ， 因而織物的帶液量較低 。織物少量的帶液量不僅質量輕 ， 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織物的緯向擴展 ， 消除暫時性折痕。
3.1.2 氣流與提布棍的匹配
氣液染色機氣流和提布輻是牽引織物循環的主要動力源,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 ） 大小的關鍵外 ， 更重要的是織物在提布銀表面的相對滑動 ，對織物的表面擦傷也產生了很大影響 。氣液染色機采用了大直徑提布輻和大包角結構 ， 且不使用橡膠條 ， 織物能夠在較高的線速度條件下 ， 不產生相對滑動 （ 俗稱打滑 ），這樣就可以避免織物表面出現擦傷現象。
3.1.3 氣流對織物的擴展作用
帶液量低的織物出導布管后 ， 受到氣流的自由射流作用 ， 產生緯向擴展 ， 可消除部分暫時性折痕 。對于罐式主缸形式的儲布槽 ， 雖然織物相互擠壓狀態比較嚴重 , 但如果能夠使織物在每一個循環過程中有擴展機會 ， 暫時性的織物折痕還是能夠得到改善或消除 。氣液染色機就是利用這種設備條件，較好地避免折痕的產生 。這也是一般小浴比罐式噴射染色機所不及的。
3.1.4 織物單次循環的勻染度
合纖長絲趨于超細化 , 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噴射染色機中加工時遇到的最大問題 。氣液染色機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會；其次 ， 交換后的織物還要經過提布輻的擠壓和氣流噴嘴的滲透壓作用 , 使得織物在一個單次循環過程中 ， 相當于經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勻染度 。這樣不僅整體的勻染性比一般噴射染色機好 , 而且勻染工藝時間短。
3.2 噴涌式染色機
噴涌 — — 即流體(水)噴射涌流之意 。借鑒這一物理現象 ， 牽引織物循環,完成染料對被染織物的上染過程 ， 是該機設計的基本原理 。在一個循環過程中 ， 儲布槽內被染織物經內置提布輻垂直提升 、 垂直落入噴嘴 I ， 利用噴嘴產生染液的噴射力形成染液動能 ， 然后經過 “ U ” 形導布管 、 噴嘴 II 涌出后落入儲布槽 。如此周而復始地按照設定的循環周期和次數,完成被染織物的上染過程 。由于在單次循環中 ， 可選擇兩次染液與織物的強烈交換過程 ， 因而提高了織物單次循環的勻染度 。
3.2.1 雙噴嘴
采用雙噴嘴和 “ U ” 型導布管結構形式 ， 可根據纖維的品種 、 織物的組織結構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 。當采用噴嘴 I 時 ， 織物經過 “ U ” 型導布管爬升段時 ， 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 ， 釋放內應力以及彈力恢復 ， 同時還會減少對織物幅寬的影響 。當采用噴嘴 Ⅱ 時 ， 織物可獲得一定經向張力 ， 并在導布管出口處產生松式拋射效果 ， 對改變織物的繩狀形態 、 減小織物的折痕具有一定作用 。如果以噴嘴 I或噴嘴 Ⅱ為主噴射 ， 另一套為輔助噴射時，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 ” 型導布管
“ u ” 型導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 ” 型導布管 、 雙噴嘴以及提布銀的相對位置關系 ， 為彈力類織物的松弛回縮 、 減少折痕及尺寸的穩定性提供了有利條件。
3.2.3 內置大包角提布棍
采用了內置式大直徑提布輻 ， 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生的張力 。織物在提布輻的包角為 180 。(織物被垂宜提升 ， 垂直落入噴嘴 I）, 增加了提布輻對織物的握持力(注: 不是摩擦力 ), 減少織物與輻面之間的相對滑動。
1. 分析和掌握合纖長絲類織物的受熱變化規律后 ， 給予纖維受熱后的內應力充分松弛回縮的設備和工藝條件 ， 可以有效防止或避免織物產生折痕 。
2. 充分發揮小浴比繩狀間歇式染色機節能和染色性能的同時 , 通過改進設備結構 ， 改善織物受熱應力變化狀態 , 以提高織物表面品質 。
3. 氣液染色機和噴涌式染色機低張力牽引織物運行的機械結構形式 ， 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生折痕和表面平整度問題 ， 并且實現小浴比 、 低能耗 、 高效率的染色工藝 。對于目前絕大部分仍然保留使用染色機進行前處理工藝的印染企業 ， 采用氣液染色機或噴涌式染色機加工合纖長絲類織物無疑是一個行之有效的手段。
 |
聯系我們 Contact Us
如果您對我公司產品有任何疑問，請致電 |
 |
客戶服務 Customer Service
免費服務溫馨體貼：免費提供設計方案、免費提供安裝指導。 |
 歡迎掃描關注微信公眾號 |
| ©2016 版權所有興華機械 蘇ICP備15023076號-1
郵箱登錄 | 網站地圖 XML 技術支持：Insight 選購涂層機 定型機 地毯機 地毯背膠機 靜電植絨機請認準興華機械  蘇公網安備 32020602000947號 360網站安全檢測平臺 |
