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1、应用技术E 团 W e a v i n gT e c h n o l o g y W W W t e x l e a d e r c o m c n 预湿上浆技术综述 R e v i e wo nP r e 。w e tS i z i n gT e c h n o l o g y 一一一 文武继松 f 章对预湿上浆的基本原理、预湿机构预湿效果及预湿上浆存在的问题进行综合分析讨论。 、1n l bp a p c rI r e s1 l l t r o d u c c dt l a c1 U l l d a r l l c n t a J p r o - w e tf r a m e w o r
2、k ,p r e - w e te l l e c tO rp r e - w e ts l z t n Ra n d S O l l l ep r o b l e m sc o m i n go fi t sa p p l i c a t i o n 近年来,国内外针对预湿上浆的研究进行了大量的探 讨,预湿上浆是浆纱工艺的一项较大的进步,它对浆纱质量 的提高和上浆成本的降低,起到重要的推动作用,在生产实 践中取得r 较好的效果。 1 预湿上浆的工艺过程( 图1 ) 预湿上浆就是在经轴架与浆槽问装上一预湿装置, 经纱在进入浆槽浸浆前,先经过预湿装置高温( 一般采用 8 5 以上的水) 预湿,通
3、过热水对经纱的浸湿与洗涤,然 后经过一对挤压辊( 8 5 1 0 0k N ) 来控制经纱的回潮率 ( 3 0 左右) ,最后再进行上浆,能获得较好的浆纱质量。 图1预湿上浆的工艺过程 2 预湿上浆的作用机理 经纱上浆的过程就是将浆液按设定的要求一部分粘附 在经纱表面,另一部分渗透到纱线内部,因此浆液的粘附 程度和渗透状况是上浆质量优劣的重要标志。根据粘附原 理,浆液在经纱上的粘附状况与纱线的特性,表面状况、湿 润程度等有关。化学纤维表面光滑且含油剂,影响上浆;棉 I 作者简介:武继松,男,1 9 6 3 年生,副教授,主要研究方向为纺织工 l 艺、纺织品设计与检测技术的研究。 I 作者单位:
4、武汉科技学院纺织与材料学院。 6 2 纤维表面较粗糙,而且有天然转曲,虽然比化学纤维容易上 浆,但是由于棉纤维中含有纤维素共生物,如蜡状物质、含 氮物质、果胶物质、矿物质以及色素等,而且棉纱的纤维问 空隙存在空气,都不利浆液粘附和渗透。预湿上浆可以改善 经纱的上浆效果,其作用机理可从以下几个方面进行分析。 2 1 洗涤作用 在预湿过程中,经纱先经过热水或轻碱水的浸渍和挤 轧,把棉蜡、果胶质、脂肪、糖衣、尘屑、纺丝油剂、杂质等 物质溶解在高温水洗槽内,改善了纱线表面性质,利于浆液 浸透和被覆。 2 2 润湿作用 在经纱上浆中,浆料对纤维的粘附是最基本的问题,要 获得良好的粘合其必要条件是,在界面
5、处建立分子尺度的 紧密接触,即两相分子间的距离通常要小于0 5a m 。显然, 要将粘合剂与被粘纤维的大分子间距降低剑如此小的程 度,仅靠压力是不够的,还必须借助于润湿作用才能实现。 也就是说,润湿是形成良好粘合的关键因素。 润湿依表面能之变化种类及其相互间之关系,可分成 下列3 种现象:铺展润湿、附着润湿和浸入润湿。不论何种 润湿都是表面化学现象,其过程的实质都是界面性质及界 面能量的变化。纱线浸浆就是表面化学现象,它取决于两 个方面:一是固体表面张力,高能表面易于润湿,低能表面 润湿性差,Z i s m a n 提出以固体润湿临界表面张力表示固体 表面状态,如果液体表面张力比固体临界表面张
6、力低,则液 体能在该固体表面润湿,反之则有接触角,二是液体表面张 力,采用润湿性较好的浆料或加入表面活性剂,以降低表面 张力改善其润湿性。 在高温水( 8 5 ) 的洗涤作用下,棉蜡、脂肪、纺丝油 剂等纤维表面包覆物被部分去掉;经纱离开预湿槽进入浆 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 10N o 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark w w w t e x l e a d e r c o m c n 槽
7、浸浆前含水率和温度的提高,这些因素均使经纱的表面 能得以提高,为上浆经纱的润湿创造了良好的条件。 2 3 毛羽伏贴作用 浆前预湿的高温和挤压可以使纱线表面纤维软化,柔 顺性提高,另外,纱线以一定的速度通过预湿槽,预湿槽中 水的内摩擦力会使纱线上的毛羽倾向同一方向而使浆膜 圆整。 2 4 水对空气的置换作用 传统上浆方式中,经纱进入浆槽时,纱体内部含较多的 空气,既不利于浆液浸透,又会在浆液与纤维结合面上容易 存留部分气泡,削弱了浆液与纤维之间的粘附作用。利用预 湿槽中压辊的高压作用,用热水排除掉纱线中的部分空气, 纱线内部充有部分水分,这为浆液均匀的渗透与扩散提供 了媒介,同时,减少或消除了由
8、于气泡原因在纤维与浆液之 间形成的阻隔区,使得原先有间断的接触面变得更加连续, 扩大了浆液与纤维的接触表面积比。 3 预湿上浆的装置 1 9 9 9 年在巴黎国际纺织机械博览会上,首次展出了用 于短纤纱的带预湿上浆装置的新型浆纱机,随后国内外的 纺织机械制造商、纺织企业、研究院所、高等院校在预湿上 浆装置的研制和应用领域的研究日趋活跃。 目前,德国S u c k e rM u l l e r ( 祖克) 、K a r lM a y e r ( 卡尔 迈耶) ,瑞士B e n n i n g e r ( 贝宁格) ,日本津田驹和美国W e s t P o i n t ( 西点) 等浆纱机制造厂已
9、经开始提供带有预湿上浆 装置的浆纱机。德国著名的纺织研究所I T VD e n k e n d o r f 声 称可以对外提供预湿上浆咨询和技术服务。国内几家著名 的浆纱机制造厂家,如盐城纺织机械有限公司、郑州纺织机 械股份有限公司等也已开发出了具有预湿功能的浆纱机;国 内的高等院校、研究院所、纺织企业,如西安工程大学、山 东德棉集团德棉股份有限公司、保定依棉集团、山东华润临 清公司、五环集团股份有限公司,新疆石河子市,卜棉纺织 有限公司一分厂等1 0 多家单位,开展了预湿上浆的应用研 究,他们采用的预湿上浆装置有的是从国外引进的设备,有 的是在传统浆纱机上加一水槽来代替预湿上浆浆纱机上的 预
10、湿槽,有的是将祖克双浆槽浆纱机中的后一只浆槽作为 预湿槽。 根据国内外预湿上浆的装置的情况,从工艺配置来 看,预湿处理装置具有以下J 几种方式。 3 1 单压式 在经轴架与浆槽间加装一过水槽( 图2 ) ,使经纱在进 臣圈应用技术 W e a v i n gT e c h n o l o g y 入浆槽上浆之前,先经过过水槽使经纱达到完全润湿,以利 于浆液浸透。 图2传统浆纱机加装的单压式预湿装置 3 2 单浸单压式 单浸单压式如图l 所示,在经轴与浆槽间加装一套预 湿装置,经纱在进入浆槽上浆之前,先经过预湿处理。预湿 槽中设置一根浸没辊和对轧压辊,用以压出多余水分并粘 附纱线表面的毛羽。 3
11、 3 单浸双压式 图3 是K a r lM a y e r 浆纱机的预湿槽结构图。纱线通过 安装在预湿浆槽内的引纱辊进入预湿槽内,先通过第一压 辊后,再通过浸水辊二次入水,然后再通过下挤水辊和上 挤水辊的高压挤水,最后进入浆槽进行上浆。预湿机构的 高压挤水辊加压1 0 0k N ,使挤压后的纱线含水量尽量地少 ( 2 0 一4 0 ) ,这样利于吸浆,受压后纱线的压扁系数 较大,但进浆槽后又会蓬松一些,因此一般不会有不良后果 产生。 图3 单浸双压式预湿装置结构 另一种单浸双压式预湿浆纱是将祖克双浆槽浆纱机中 的后一只浆槽作为预湿槽,工艺流程如图4 所示,在进行预 湿上浆时,把祖克浆纱机后浆槽
12、( S D l ) 做水槽,把第二根浸 没辊升到液面以上,使之不起浸没作用;另接一水管做输水 用。其中水槽采用蒸汽直接加热,温度及液匠高度由自动控 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r2 0 10N o 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 应用技术E 团 W e a v i n gT e c h n o l o g y w w w t e x l e a d e r c o m c n 制系统控制,利用了浆槽原
13、有功能。这样,纱线在引纱辊的 作用下进入水槽,在水温9 0 以上的条f 牛- F , 经过单浸双 压。浸润纱线受到挤压作用时,水分向纱线里层转移,而多 余的空气和水分被压出,回流入水槽。这样就完成了预湿过 程。预湿后的纱线在引纱辊的作用下进入浆槽( S D 2 ) 。 图4 祖克浆纱机改做的预湿装置结构 3 4 双浸双压式 双浸双压式预湿装置可分为单预湿槽式和双预湿槽 式。单预湿槽式采用一个预湿槽,也可采用祖克双浆槽浆纱 机中的后一只浆槽作为预湿槽,具体的工艺流程如图5 所 示。双预湿槽式将预湿槽分为两个独立的浸渍区,每个浸渍 区各配置一根浸没辊和对轧压辊,形成双浸双压式预湿, 然后再进行上浆
14、。两个独立的浸渍区可起优化洗涤作用。第 一浸渍区的轧压辊不仅可以阻挡尘杂,而且可以排出纱线 中的空气,进行第一道洗涤,以方便第二浸渍区内纱线吸收 充足的水分,延长浸渍的相对时间。在第二道高温洗涤作用 后由压力高达1 0 0k N 的轧压辊充分挤出所含的水分,以免 影响浆槽中浆液的浓度和粘度,同时有利于纱线吸附浆液。 预湿浆槽采用蒸汽直接加热,温度及液面高度由自动控制 系统控制。轧压辊压力可调,积极传动,回转速度与纱线行 进速度同步,以保证纱线的张力一致。为防止预湿经纱冷却 过度而影响浆纱质量,同时避免换批时回丝消耗过多,预湿 浆槽与浆槽之间的距离以小为宜。 图5双浆槽浆纱机的预湿装置结构 3
15、5 浸喷双压式 浸喷双压式预湿装置由经纱输入装置、预湿区和上浆 装置3 部分组成。预湿区配置一根浸没辊与对轧压辊、一 次喷淋与另一对轧压辊组成浸喷双压式预湿。先由浸没辊 对经纱进行水浴、洗涤,第一对轧压辊将空气挤出经纱,在 离开挤轧点后,采用喷淋管用热水对经纱实施淋浴、洗涤。 由于喷淋和轧辊钳口产生第二次给湿,纱线能充分湿润,最 后通过第二对高压轧压辊压出多余水分。由自动装置保持液 面高度恒定,蒸汽加热控制水温,清除预湿槽中漂浮杂物 用溢流方式,并用循环系统将热水输送到预湿槽和喷淋馨。 经纱从预湿区到浆槽,用摆锤式罗拉确保纱片不松弛并防止 纱线扭结。 4 预湿上浆的效果 B e n n i n
16、 g e r 、W e s tP o i n t 、德国纺织研究所I T V D e n k e n d o r f 的研究结果表明,预湿上浆的主要好处是大大 减小了上浆率,从而降低了浆料成本。上浆率的降低改善了 织造性能,减小了断头率,提高了织造效率。另一个好处是 浆料用量的降低减少了废水污染。众所周知,5 0 7 0 的废水污染是由浆料造成的,由于浆料耗用量减少,相应地 减少了B O D ( 生化需氧量) 和C O D ( 化学耗氧量) 耗氧物的 产生,为改善环境创造了有利条件。 近几年,国内在预湿上浆方面取得了可喜的成绩,在保 持浆纱性能提高的前提下,上浆率有较大幅度的下降,根据 国内的
17、研究报道进行的上浆率统计结果如表1 所示。 表1国内部分预湿上浆研究的上浆率统计 雾晶种序孳 l 2 3 4 5 6 7 8 9 l O n 1 2 1 3 1 4 普通上浆率 1 3 5 0 1 4 ,0 0 1 3 5 2 l4 1 3 6 0 9 5 0 1 3 0 7 8 9 8 l l ,8 6 1 5 ,0 0 t 2 5 0 1 2 加 1 1 3 5 1 1 4 0 预浸上浆率 l O 5 0 1 2 7 0 8 9 7 1 2 3 0 1 0 8 0 7 0 0 儿8 6 7 3 l 9 8 9 9 5 0 8 5 0 1 0 6 0 7 9 5 7 5 0 变化值 一3 0
18、 0 1 3 0 一4 5 5 2 5 0 一2 8 0 一2 5 0 1 2 l 1 6 7 一1 9 7 5 5 0 4 0 0 1 7 0 一3 4 0 3 9 0 ;变化率镶 一2 2 2 2 9 2 9 3 3 6 5 1 6 8 9 2 0 5 9 2 6 3 2 9 2 6 一1 8 6 0 1 6 6 l 3 6 ,6 7 3 2 舯 一1 3 8 2 2 9 9 6 3 4 2 I 从表l 可以看出,预湿上浆上浆率的下降率约在 1 0 3 5 之间,如果纺织企业优化浆纱工艺,较好地掌 握预湿上浆技术,企业必将节约成本,降低消耗,提高企业 产品的市场竞争力,同时为保护环境、造福
19、后代、促进我国 国民经济可持续发展做出积极贡献。 5 预湿上浆技术存在的问题 5 1 预湿水槽轧辊的高压力问题 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 1 0N o 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark w w w t e x l e a d e r c o m c n 预湿水槽轧辊的压力高达7 0 1 0 0k N ,设备的设计 与应用管理不易。 5 2 压出带水量与浆槽浓度的稳定性问题 经纱预湿后从预湿
20、水槽中引到浆槽时,会把一定的水 分带入浆槽,使浆槽中的浆液浓度逐步降低,为了保持浆液 浓度的稳定性,要随时对浆槽中浆液浓度进行监控并及时 调节。这样就必须采用可靠高效自动化监控仪器和调节设 备,增加了预湿浆纱机的设计,操作和管理难度。 6 结语 从原理上讲,预湿上浆能够改善纱线的润湿性能,降 低经纱毛羽,以较低的上浆成本达到织造对经纱止浆的要 求,是一种较理想的上浆方法。但预湿经纱压出带水量与浆 槽浓度的稳定性是影响预湿上浆的关键,国内的浆纱设备 生产厂家应尽快开发生产具有浆槽浆液浓度自动监控与自 动调节的机电一体化设备,以适应预湿上浆的要求。圃 参考文献 【l 】陈宏武纯苎麻经纱的上浆J -
21、 E J 纺织导报2 0 0 4 ( 4 ) :7 2 7 4 f 2 1 毛雷,窦玉坤颓湿上浆机理初探及研究现状l J l 江苏纺织。2 0 0 5 ( 1 ) :2 8 3 0 3 1 周永元,洪仲秋,万国江,等上浆疑难问题解答【M 】北京:中国纺织 出版杠,2 0 0 5 第十 一 - 匿圆应用技术 W e a v i n gT e c h n o l o g y 【4 】刘华纯棉细特纱上浆工艺优选【J 1 纺织科技进展,2 0 0 5 ( 2 ) :4 5 , 4 8 【5 】王鸿博提高上浆经纱润湿性能的新技术们纺织导报,2 0 0 2 ( 5 ) : 1 6 4 1 6 6 【6 1
22、 姚作和科学调浆和预湿上浆【J 】纺织科技进展,2 0 0 5 ( 3 ) :5 3 。 5 8 【7 1 赵国玺表面活性剂物理化学【M 】北京:北京大学出版社。1 9 8 4 【8 】石东来浆纱新工艺预湿浆纱之新析 J 1 丹东纺专学报,2 0 0 4 ( 2 ) :6 4 ,4 7 【9 】本德萍,郭晓玲预湿上浆原理及其对浆纱效果的影响【J 】棉纺织技 术,2 0 0 5 ,3 3 ( 1 ) :5 l 一5 3 【1 0 l 王鸿博提高上浆经纱润湿性能的新技术们纺织导报,2 0 0 2 ( 5 ) : 1 6 4 1 6 6 【l l 】陈金平S A V E S I Z E c o m
23、b i 使预温和浆纱加工更加经济【J 】国外纺织 技术,2 0 0 2 ,2 0 6 ( 5 ) :l O I I 【1 2 1 杨志清国外预湿上浆工艺发展概况【J 】棉纺织技术,2 0 0 5 ,3 3 ( 8 ) ;6 3 6 4 【1 3 】WW u n d e r l i c h ,TS t e g m a i e r 短纤纱预漫处理的基本原理【J 】国际 纺织导报,2 0 0 2 ( 1 ) :3 8 4 1 1 4 1 史博生对推行上浆新工艺的探讨们棉纺织技术,2 0 0 4 。3 2 ( 1 2 ) : 2 6 3 0 。 【1 5 1 本德萍,刘积江,沈艳琴,等预湿上浆工艺在双
24、浆槽浆纱机上的应 用分析上海纺织科技,2 0 0 5 ( 2 ) :4 7 4 9 【1 6 1 陈新祥,余桂莲预湿上浆技术的工艺初探U 1 北京纺织,2 0 0 3 ,2 4 ( 3 ) :2 3 2 4 【1 7 】章彦,王晓敏,毕学雷预湿上浆工艺在纯棉中粗号纱上浆中的应用 f J l 棉纺织技术,2 0 0 8 ,3 6 ( 7 ) :5 5 5 6 【1 8 】崔江红,崔运喜G A 3 0 9 型预湿基纱机性能特点及其应用【J 】棉纺 织技术,2 0 0 9 ,3 7 ( 1 ) :4 9 5 0 届国际羊毛会议 12 t hI n t e r n a t i o n alW o o
25、lR e s e a r c hC o n f e r e n c e ( I W R C2 0 10 ) 第十二届国际羊毛会议( I W R C2 0 1 0 ) 将- 于2 0 1 0 年1 0 月1 9 E I 至1 0 月2 2 E 1 在中国上海东华大学( 松江校区) 举行。由东华大学主办c 会议主题:低碳时代生态羊毛创新科技。美好生活。 会议内容:羊毛纺织和染整科学与技术、生态检测标准、羊毛基因工程、时装设计制作、环境治理、头发护理技术与相关精细化学品、 废弃物处理及资源化等。 国际羊毛会议已经具有5 5 年的历史首届举办地为澳大利皿璺尔本I1 9 5 5 年) 。此后每5 年在世界各地轮流举办一次,本次会议首次在中国举办 我们热忱期待您的参与,请积极投稿。为成功举办这次会议作出贡献。 详情请登录I W R C2 0 1 0 网站:h t t p :w w w 3 d h u e d u c n i w r c 2 0 1 1O 第十二届国际羊毛会议( I W R C ) 组委会 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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