概述
一、浆纱工序的任务
1、织造时经纱反复受到各种外力的多次作用(拉伸、弯曲、冲击及摩擦)容易使纱线结构松散,起毛而断头,或纤维纠缠致使开口不清。
机构作用:①拉伸:开口、打纬、卷取; ②弯折:新纬和座冲击; ③磨擦:停经片、综、筘及梭子、经纱间。通过分析得:从织轴到织口经纱要承受3000-5000次反复负荷的作用。 2、浆纱的任务(目的)
(1)提高经纱的可织性,使经纱增强,耐磨20-40% (2)卷绕成浆轴
(3)保伸,减伸率20-25%。 二、浆纱工序的组成:上浆和调浆
1、调浆:选择浆料以一定比例配合调料成一定浓度的浆液。 2、上浆
(1)绞经上浆:将绞纱浸渍浆液,挤压、烘干。
优点:设备费用省,操作简便,回丝少,适合小批量,多品种的色织生产。 缺点:浆纱质量差,上浆不匀,劳动强度高,生产率低。
(2)经轴上浆:若干经轴并合→上浆→烘干→卷绕成浆轴优缺点与绞经上浆相反。 三、浆纱工序在生产中的重要性
浆纱是准备工序的关键,每台浆纱机的产量可供200-300台/只机的织轴需要,即通常说浆纱一分钟织造一个班。
1、浆纱质量好,则布机断头少,效率高,产量高,质量好。回丝少,挡车工劳动强度低。 2、浆纱速度30-60m/min,相当于布机一个班的产量,稍一疏忽则布机一个班生活难做。 3、每台浆纱机供应200-300台布机,浆纱机能否正常运转,对织轴的正常供应,关系很大。 4、与降低成本关系很大,节约浆料、用汽、回丝等。 四、浆纱工程的要求
1、上浆量符合工艺设计要求,避免过大或过小。 2、上浆均匀。
3、浆液对纤维有良好的粘附性、即被覆和浸透的比例应符合工艺要求。
4、上浆后纱线毛羽贴伏,浆膜平滑,柔软而又坚韧。 5、上浆后纱线的弹性伸长损失小。
6、上浆后纱线的顺潮率应符合工艺设计要求,浆膜具有一下吸湿性。 7、浆料来源充足,价格便宜,调浆操作简便而安全。 8、织物在后处理时,浆料容易退净废液而净化,不污染环境。 9、织轴卷绕质量良好。
10、在保证浆纱质量前提下,不断提高浆纱生产率,并逐步提高浆纱操作的自动化程度。 11、节约能源消耗,不断降低浆纱成本,提高浆纱经济效益。 五、对浆液的工艺要求
1、具有一定粘度,并在上浆过程中保持粘度稳定。 粘度:表示液体流动时分子间的摩擦阻力(内摩擦力)
在相对静止的液体内,二层液体之间只有相互垂直的力,没有切向力。流层面积A,速差△
Δv (η-粘滞系数或粘V=V2-V1,两流层间距△y,则克服内摩擦力使流层流动的力F=η·A· 度)
Δy 当液体受到剪切力作用时,剪切应力一层按一层,传递到最下面一层,使浆液发生流动,由于切向力的存在,流体快的一层给慢的一层以拉力,慢的一层给快的一层以阻力,这种力称为摩擦力f。
f Δv Δv fγA· f=η·A η= 单位:泊 Δy A·Δv/Δy Δy
即:相隔一厘米的两层液体,面积各为1cm,以1cm/s的速度流动时,所受的阻力为1达因时则该液体的粘度为1泊(P)。
2
1 泊=1厘泊(cp)(法国著名科学家Poisenille创造的毛细管方法) 100 粘度的大小与高聚物的分子量大小成正比,与温度成反比,与浓度成正比。 2有一定的粘附力
粘着力:浆液对纱线表面的润湿(亲和力)能力及浆液烘干成膜后从纱线上被剥离所需力的总和。粘着力大小取决于:浆液粘度、浆液与纱线的亲和能力。 3、具有成膜性(物质的内粘性、内聚力)
4、具有物理和化学的稳定性 5、无异色、异味、无有害气体
6、能迅速烘干,无再粘性,并有抗静电性。 六、浆液和浆纱方面 1、浆液的指标:
干浆料重 ×100% ①浓度(总固体量表示)= ②粘度
分解量 ③分解度= ×100%(对淀粉浆)
④溶解度(对化学浆而言)
⑤温度 半熟浆70-80℃; 熟浆97-99℃。
2、浆纱质量指标:上浆率b、回潮率w、伸长率ε、增强率z、减伸率Jz。 第一节 浆料
浆料的分类:粘着剂(主剂)、助剂
主剂:改善经纱的织造性能。助剂:改善或弥补主剂在上浆性能方面的某些不足。 一、粘着剂 分类: P81表3-1 天然—植物类—淀粉 动物类—骨胶 衍生物类—CMC 化学合成类—PVA
聚丙稀酸类—PAA、PAAm、PAAt、PAA盐
当前三大浆料是指:淀粉、聚乙烯醇PVA、聚丙烯酸类 (一)、淀粉
1、天然淀粉(上浆特性) (1)淀粉的一般性质
不同的淀粉从不同的植物中提取,故性质不同,其颗粒大小、外型形状亦不相同。 淀粉颗粒愈大,浆液粘度愈高,较易糊化和分解,但粘度不稳定。
淀粉属天然高分子碳水化合物中多元糖类,由许多γ-葡萄糖缩聚而成(C6H10O5) n n为聚合度。特点:
a、联结葡萄糖基环的甙键(-0-)活泼性高,易被水解,迁酸、迂氧化剂易断裂,但对矸较稳定。 b、羟基(-OH),葡萄糖基环上第2、3、6号碳原子上含有,羟基对氧化剂很不稳定,特别是佰醇羟基(-CH2OH)活泼性最大,很易被氧化。
c、聚合度n,大量的羟基(-OH)存在,使淀粉对亲水性纤维如棉、麻、粘胶等亲合性好。 一般n=200-6000,n越大则粘度越高,滑透性越差。 淀粉的结构有两种
a、直链淀粉:大分子呈线状。N=200-900个缩水葡萄糖基以a-1,4甙键联结而成。
b、支链淀粉:大分子呈分支状,由6000-37000个葡萄糖基联结,除γ-1,4甙键外,还有γ-1,6甙键,支链淀粉约相隔20个葡萄糖基有一个分枝。 c、直链淀粉与支链淀粉比较:
直链淀粉 1、能溶于水 2、水溶液低粘度 3、气溶胶状 4、使浆膜增塑 5、迂碘成蓝色 常用淀粉的直链、支链比例 小麦:1:3
玉米、马玲署、橡子:1:4 木署:1:5
糯米:0:100—粘性最高 绿豆:100:0—成膜最好
直链淀粉和支链淀粉在上浆工艺中相辅相成,起到各自的作用。 (2)淀粉浆的粘度
粘度表示液体流动时液层内摩擦力的大小,是检验和反映浆液上浆性能的另一种重要指标。Pa·s(帕·秒)。
淀粉浆液粘度变化的一般规律是:开始加温时,粘度迅速上升,当粘度上升到最高值后虽然温度继续上升,而粘度开始下降,并逐渐趋于稳定,上浆应在粘度稳定期内进行,则效果好。
支链淀粉 不溶于水 糊化后成浆极粘 稠状 使浆膜增厚 迂碘成紫色 粘度—温度变化曲线在生产上的应用:
a、淀粉浆调浆时,在糊化开始温度前测比重,定浓度。 b、浆液调煮好后,要焖浆一段时间;使粘度稳定。 c、小量调浆,每次用浆时间不超过3小时,以免粘度衰退。 d、开冷车间,待粘度稳定再开,而不能在最高粘度时开。
e、浆纱机处理坏生活开慢车时间不宜过长,以免粘度下降,造成轻浆毛头。 (3)淀粉浆的渗透性 (4)淀粉浆的粘附力
指浆液粘附纤维的性能,粘附性的强弱以粘附力大小表示,又叫粘着力或亲和力。 (5)淀粉浆的成膜性
成膜性是指浆液烘燥后所形成薄膜的一些性能,如吸湿性、耐磨性、耐屈曲性,抗检强度和断裂伸长等。
2、变形淀粉(种类及其上浆特性:P83-86,自学20分钟) 查阅关于变性淀粉的资料,了解发展方向。 3、淀粉浆的主要性质:
(1)浸透性:来经分解淀粉浆的浸透性差
(2)粘着力:对棉、粘胶、韧皮纤维有较好粘附性,与其他浆料比,淀粉浆粘着力最低。 (3)成膜性—硬而脆
(4)粘度稳定性,比一般化学浆料差。 (二)、聚乙稀醇(PVA) 1、聚乙稀醇的一般性质。 指标
(1)醇解度dh :醇解度——大分子中的原子或原子团被羟基置换的百分数。 a、完全醇解(FH)PVA的醇解度为98-99%,是一个均聚物,结构式为:FH-PVA
b、部分醇解(PH)PVA的醇解度为85-90%,是乙烯醇与醋酸乙烯酯的共聚物结构式为:PH-PVA (2)聚合度n: 聚合度——大分子中链节的重复数(乙烯醇个数) (3)PVA的牌号:国内1788 — n=1700;dh=88%
日本K17 —n=1700 (117) 1,K—FH
国外B17 — n=1700 (217) 2, B—PH
2、聚乙烯醇的上浆特性
(1)水溶性:PVA为白色,无嗅、无味的粉未状细粒,比重1.21-1.34聚合度大的PVA水溶性比聚合度小的差,醇解度越高,水溶性越差,水温越高,水溶性越好。
(2)粘度:PVA水溶液的粘度与n、h、浓度和温度有密切关系。n↑,粘度↑。醇解度高的水溶液,粘度随放置时间延长而增加,最终而形成凝胶。而部分醇解的水溶液粘度与时间的关系不明显。 (3)粘附性:完全醇解PVA,分子结构中(-OH)占优势,对亲水性纤维的粘附力强。 部分醇解PVA,分子结构中含有少量的(-OCOCH3),对疏水性纤维的粘附性好。 (4)成膜性:PVA溶液的水分蒸发后成透明的薄膜,浆膜坚而韧。
聚合度愈大,膜的强度和伸长率越大。醇解度愈高,膜的强度也越大,但伸长率低 (5)PVA的可变性:能生成酯、醚、醛等。
PVA与碱作用:温度升高时PVA分子链发生显著分解,粘度下降,粘附性和成膜性受到损害,故上浆时宜中性。
PVA的强氧化剂作用,能被氧化而使大分子断裂,降低粘度,也降低粘附性和薄膜强度—印染厂以此特性退PVA浆。
(6)混溶性:PVA与水溶性高聚物 褐藻酸钠,聚丙烯酸类,骨胶等有良好的混溶性,与淀粉或CMC混用时,PVA含量低于30%或高于70%才能获得良好混溶性。
(7)浆液稳定性:稳定性好,不易腐败变质,与油脂类不起化学反应。 (8)存在问题:
①易起泡;②易结浆皮;③分绞难;④对合纤粘附性不足;⑤退浆COD值高。 (三)、丙稀酸类浆料
丙稀酸类浆料是许多同类浆料的总称。
1、聚丙稀酸PAA —锦纶纤维良好的粘附性 2、聚丙烯酸酯PAAt 常用聚丙稀酸钠盐PAA盐。 3、聚丙烯酸盐 4、聚丙稀酰胺PAAm
含固量较低,再粘性强,宜于与其他浆料溶用。 (四)、共聚浆料
目的在于利用两种或两种以上性能不同的单体,以不同含量进行共聚,获得不同的上浆特性。P154-表4-7
(五)、纤维素衍生物
羧甲基纤维素纳是纤维素的一种衍生物,简称CMC 1、制造:
碱化 NaOH
纤维素 碱化纤维素 CMC 醚化ClCH2COOH 碱化目的:
①使纤维素膨润,醚化剂能扩散到内部。②提高纤维素的醇羟基的活泼性。 2、要个主要指标
①醚化度—纤维素大分子中每百个葡萄糖基环中的羟基中的氢被醚化基团所取代的个数。 ②代替度—纤维素大分子中每一个葡萄糖基环中羟基中的氢被醚化基团所取代的个数。CMC代替度分三档:低0.25-0.5不溶于水;中0.5-1.2水溶性较好 ; 高1.2以上水溶性好。代替度越高、价格越高,浆纱用中代替度即可。
③粘度 低50-300CP;中300-1000CP; 高1000CP以上 3、性状
(1)色白、粉状、纤维状、无嗅、无味。
(2)中代替度、中粘度;水溶性好,粘度适中,或淀粉好,低于PVA。 (3)成膜性好,浆膜光滑,坚韧,易吸湿,有再粘现象。
(4)粘度变化;与浓度成正比,与聚合度成反比,PH值在7-9时粘度最大。 (5)粘着力:对亲水性纤维粘着力好。对疏水性纤维粘着力差。
4、验收规格:代替度:0.6-0.7;粘度:300-600CP;含水率<10%;NaCl: 7%;PH :6.5-7.5。 5、使用要点:
(1)单独用:加CMC量的30%-50%滑石粉,用于粗中特、中低密织物、先加石粉,再加CMC,加温搅拌即可。 (2)混用:
a、以CMC为主,加淀粉,改善手感,提高减伸率,用于中粗特织物。 b、以PVA为主,混用CMC,淀粉用于涤棉织物。 (3)使用时要防腐,加入油脂可防止粘浆皮。 (六)、组合(即用)浆料
化学粘看剂共性
优点:1、化学稳定性好,不易变质。2、粘度稳定3、可少用或不用助剂,调浆简单。4、低粘高浓,上浆率低,织轴可多卷绕经纱(不会过重)5、浆膜较光滑、坚韧6、上浆温度较低 7、节约粮食
缺点:1、吸湿性大,有再粘现象; 2、成本高;3、上浆率低,浆纱手感软;4、废水会污染环境。 二、助剂
作用:改善浆液的上浆性能,增进上浆效果。
种类:分解剂、柔软剂、浸透剂、减摩剂、防腐剂、吸湿剂、消泡剂、防静电剂、中和剂、溶剂。 (一) 分解剂: 用于淀粉浆,帮助淀粉浆糊化分解大分子。
1、作用:①使淀粉粒子分解,易浸透;②使浆膜硬、粗状况变软;③节约浆料;④加速淀粉分解,缩短煮浆时间;⑤控制浸透和被覆比例。
2、常用分解方法:①物理:搅拌、热裂、超声波;②化学:酸、碱、氧化剂;③生物:生物酶、酵素。
一般常用化学分解剂的碱性分解剂:Na2SiO3—作用缓和、易操作 (二) 浸透剂:又叫湿润剂
1、作用:①降低浆液表面张力;②乳化油脂;③使得亲水性浆料和疏水性纤维增加接触效果。 2、常用:表面活性剂(阴离子、非离子)5881、JFC拉开粉等,加粘着剂的0.25%-1.0% 细特高密棉织物、淀粉浆、疏水性合纤上浆时应加浸透剂 (三) 柔软润滑剂:使浆料柔软而富有弹性。
1、作用①有润滑性,使淀粉浆膜柔软;②使浆纱间摩擦系数降低而耐磨;③减少结浆皮 2、常用柔软剂:油脂(硬脂肪酸)、浆纱油脂(牛油)、浆纱膏 3、几个概念
皂化值:皂化一克油脂所需kOH的毫克数193-200
碘值:100克油脂与碘起加成化合作用时所需碘的克数40-60。 酸值:中和一克油脂所含游离脂肪酸所需KOH的毫克数8以下。 4、注意点:
①夏季少用、冬季多用;②浆膜本身软则少用;③上浆率高,则浆膜硬,多用。一般量:干淀粉的2%-6%。
(四) 抗静电剂
合纤使用:加吸湿剂、加油脂类、加抗静电剂 (五) 防腐剂
1、作用:防止浆纱或坯布在贮存或远距离运输时繁殖微生物和霉菌。 2、常用:2—萘酚、水杨酸、甲醛、苯酚等。 3、用量:干淀粉量的0.2-0.3%,夏天0.3-0.4% (六) 吸湿剂
1、作用:提高浆纱含湿量,保持浆膜的柔软和弹性。 2、常用:甘油
3、 用量:干淀粉的1-2%。 (七) 消泡剂——尽量少加
三、浆料的质量指标(一般了解P97)
第二节 浆液配方与调浆
浆液的制备包括:调浆配方、调浆方法、调浆工艺参数选择、浆液质量的检验 一、 浆料组分的选择
1、 根据纱线的纤维材料的特性,选择浆料。一般相似相溶P98表3-4。 2、 根据纱线的线密度、品质选择浆料 3、 根据织物组织、用途、加工条件选择浆料 二、 浆料配方的确定
1、确定浆料的种类和浆料间的配比。
2、确定浆液浓度,根据织物上浆率及上浆工艺确定,试织。 3、确定调浆方法及注意点。
三、 浆料配方实例(见P101表3-5) 四、 浆液的质量指标、检验及控制 (一) 浆液总固体率(又称含固率)。 (二) 浆液粘度 (三) 浆液酸碱度 (四) 浆液温度
(五) 浆液粘着力 (六) 浆膜性能 (七) 浆液的质量控制 五、 浆液调制
(一) 调浆设备:1、浸渍桶;2、调浆桶;3、高速搅拌器和高速溶解桶;4、煮釜桶;5输浆泵、输浆管和控制阀。 (二) 调浆方法
调浆包括:投料的称重、浆料的准备、调制的顺序和方法、有关参数的控制和检测。 浆液质量的控制参数:温度、 浓度、粘度、PH值 调浆方法:
1、定浓法:在规定温度时测定浆液的浓度(°Be),以此确定浆液中含有的浆料量。——常用于淀粉浆
2、定积法:在规定体积内,投入一定量浆料,加水至规定体积,以此来确定浆液中含有的浆料量。——常用于化学浆
(一)淀粉浆的调制方法 1、调制前的准备 2、调浆步骤和方法 3、关于供浆温度 (二)PVA浆的调制 1、完全醇解PVA浆的调制 2、部分醇解PVA 3、以淀粉为主的PVA浆
调浆“六定”:定量、定浓(积)、定温、定PH、定粘、定时 六、 浆液的输送:
1、重力输送;2、压力输送。 输送由输浆管路和输浆泵完成 输送任务:
(1)将浸渍桶的生浆输送至调浆桶
(2)将在高速溶解桶溶解好的粘着材料输送至调浆桶
(3)将在煮釜桶中已烧煮好的滑石粉液输送至调浆桶。 (4)将在定积桶中配好的浆液输送到调浆桶 (5)把调煮好的浆液输送到浆纱机。 (6)把浆纱机的剩浆输回到调浆桶。 第三节 上浆 浆纱机概述
组成:经轴架、上浆装置(浆槽)、烘燥机构(烘房)、前车部分(车头)、传动部分、伸长和张力控制机构(织轴卷绕)等。 分类
(一)按烘燥方法分:烘筒式、热风式、热风烘筒并用式
(二)按上浆方式分:轴经浆纱机、整浆联合机、浆染联合机、单轴浆纱机、分段整浆联合机等。 (三)按浆纱机卷成织轴的幅宽分类:140类、180型、200型。 对浆纱机的要求
1、保证纱线有一定的均匀的上浆率,达到一定的浸透和被覆,以达到增强耐磨,浆膜完整,落浆少。
2、均匀的回潮率(纵、横向)
3、绕力均匀、适中、能分段控制(保伸)
4、纱线排列均匀,织轴圆整,记匹打印准确,回丝和坏轴少。 5、降低耗汽量,提高烘燥效率,提高车速,增加产量。
6、提高机械化、自动化程度,机械上落轴,烘房温度,车速自控。 7、使用广泛性:适应不同品种,不同幅宽。 8、操作方便:占地少
典型浆纱机的工艺流程:P107图3-8。(现场教学:参观浆纱车间) 一、 上浆的质量指标及其检验 (一) 上浆的质量指标及其检验 1、 上浆率 上浆率检验
(1)、计算法:根据织轴上浆纱重量,卷绕长度、总经根数、经纱线密度、浆纱伸长率、烘见回潮率等计算出一个织轴或一定长度浆纱的上浆率。
上浆率是指纱线上浆后,粘附于经纱上的浆料干重对经纱干重的百分率。
G-G0 b= G0 ×100%(真上浆率)
若不计经纱在上浆前合纱线回潮率的变化,即不扣除原纱和浆纱中的水分,计算得到的上浆率叫称见上浆率。
b1= ×100%
式中:Q—织轴的原纱重kg P—织轴的浆纱重kg (2)、退浆法:淀粉用水煮、加稀H2SO4
PVA:25%NaOH,0.5%-0.8%的双氧水,0.1%浸透剂烧煮
P-Q` Q W0-W1 ×100% b= β= ×100 %
2、 伸长率
浆纱伸长率的检验:浆纱伸长率是指纱线在浆纱机上纱线的伸长量对原纱长度的百分率:
S= ×100% 式中:S—伸长率 N=
N—一个织轴的卷纱匹数 l—墨印长度(m)
l—一个织轴的上下机回丝长度(m)
W1 G1-G0/(1-β) δ0-δ(Nl+l1)(A-1) A—一缸经轴浆出的织轴数
N0—一缸经轴最后一个织轴的卷纱区数 l2—一缸经轴的浆回丝长(m) L—经轴原纱长度(m) L0— 一缸经轴白回丝长(m)
3、 回潮率是浆纱含水率量对浆纱干重的百分率。 浆纱回潮率的检验:
W1-WW= ×100% 0
4、 增强率和减伸率
①增强率检验:增强率是指浆纱与原纱在单纱强力试验机上测得的断裂强度之差,对原纱断裂强度的百分率:
P1-P0 C = ×100%(20℃、65%标准状态下) P0
②减伸率的检验:指原纱的断裂伸长率与上浆后纱线的断裂伸长率之差,对原纱断裂伸长率的百分率:
G0×10 ×100% D= 5、 耐磨次数和增磨率 6、 毛羽指数及毛羽降低率 7、 浆纱关键质量指标的确定 (二) 织轴卷绕质量指标及其检验 1、 墨印长度 2、 卷绕密度 3、 好轴率
好轴率是指检查总数的织轴中,无疵点轴占的百分数: h= ×100% 次轴疵点产生的原因:绞头;并线;毛轴;斜拉线。 二、 浆纱机的传动
6Y-Y1 Y 主传动:浆纱机由主马达传动边轴,再由边轴传动的拖引辊,烘筒、上浆辊、引纱辊的传动。 (一)对主传动的要求
(1)运行速度能任意无级调速,调速范围广,能长时低速运行(2m/min-60m/min)。
(2)能保持硬的输出特性,即不论运行速度如何变化,传统机构的输出转矩是恒定的(恒转矩的负载特性)。
(3)调节方便,运行平稳,维护简便,机械效率高。 (二)主传动的种类(新型) (1)交流整流子电动机
(2)直流电动机+可控硅调速系统(另设爬行速电动机) (3)VS电动机(三相交流异步电动机+电磁滑差离合器) (4)三相交流异步电动机+变频调速 (三)几种浆纱机传动系统
热风喷射式(G142D型)浆纱机传机构 1、快速传动系统 2、慢车(爬行)传动系统 3、张力伸长调节机构
4、七级调速轮+周转轮系由传动比及备齿轮齿数比可得i97=n9/n7
伸缩筘、平纱辊和拖引辊伸缩筘用来确定纱线的绕位置,使纱片排列均匀,幅宽与织轴幅宽相适应。平纱辊(偏心)是为了防止浆纱进行时对伸缩进室点磨损,起平纱,清除筘齿积聚浆渣的作用。拖引辊是浆纱和主传动的重要机件,是计算浆纱和速度的部件,拖引辊与上浆辊间的线速度差异,决定了浆纱的伸长率,因此调节拖引辊与上浆辊间线速度差异,就是调节浆纱的绕力和伸。 三、 经纱退绕
(一) 整经轴制动与退绕张力控制 1、放置经轴
2、并合纱线按一定方式退解 3、为上浆、烘燥和卷轴作准备 (二) 经轴架形式 1、按经轴排列形式:
一列式(水平式、倾斜式)、山形式、双层式
2、按经纱的牵引动力分:消极式、积极式 3、按引纱方式:波浪式、下引式、上引式 (三) 退绕方式与退绕张力控制 退绕要求:
1、经轴回转轻快,退解张力均匀 2、具有制动袋置 3、操作方便
4、轴架宽度在一定范围内可以调节 5、占地要少
均匀退绕张力的措施:
1、轴架左右水平、前后平行,经轴上芯线与机台中心线垂直。 2、采用下引式或上引式要比波浪形好。
3、定期校正空经轴的静平衡,轴头不弯曲,盘板与轴芯垂直。 4、一组空经轴配置成前重后轻。
5、以各轴卷绕长度相等为前提,用定码长加小纸条方法标出各轴在引纱中的张力差异,整经时放入,浆纱时取出。
6、少加或不加制动力。
7、采用机械式或液压式张力自动控制装置——新型浆纱机上采用。 8、采用张力补偿装置 四、 上浆及湿分绞
作用:使纱线按一定路线通过浆槽及上浆装置,给予纱线一定的上浆率及一定的浸透和被覆。主要部件:张力补偿辊、引纱辊、浆槽、浸没辊、上浆轴和压浆辊等。 (一) 上浆机理 1、 浸浆与压浆
各种浸压方式:(P119图3-16)
单浸单压、单浸双压、双浸双压、双浸四压、沾浆。 浸没辊的作用:控制浸浆长度,搅拌浆液,使浆液均匀。 浸没辊形式与比较:
吸浆均匀性 处理坏生活 搅拌浆液 回转平稳性 高速适应性 结浆皮 花篮式 好 方便 过强(易起泡) 差 差 罗拉式 较差 不方便 适当 好 好 中心轴表面易结浆皮 不易结浆皮 好 纱线包布均匀性 差 2、 纱线覆盖系数 (二) 湿分绞
对湿浆纱进行分绞称湿分绞。湿分绞在浆纱出压浆辊至进烘房前进行。一般3-5根,湿浆纱被分成(n+1)层后,平行地进入烘房。
作用:①予先分层进烘房,提高烘燥效率,使浆膜完整。
②慢速转动,防止积聚和凝结浆块,同时抹纱,降低毛羽。 ③分绞棒的转动速度按其表面线速度与浆纱速度比例为1:20-1:30
(三) 浆槽区的纱线伸长控制 浆槽的要求:
1、有良好的浸浆和吸浆条件。
2、能贮存适量浆液,保持浆液的工艺温度,保持适当的液面高度,可适应不同品种进行温度和液面高低的调节。
3、有把浆液压入纱线内部和压去多余浆液的挤压装置。
4、能促进浆液流动,不易结成浆皮、不易沉淀、不易起泡,粘度不易下降。 5、上浆装置能调节经纱的张力。 6、操作方便,易清洁,维修方便。 (四) 上浆率和浆液浸透与被覆的控制 1、 浆液的浓度、粘度和温度 2、 压浆辊的加压强度
压浆辊压力或称压浆力,由压浆辊重量和加压装置产生的陵加压力组成。 表示压浆力方法:
(1)总压浆力(N)
(2)线压浆力(N/cm)线压浆力=总压浆力×压浆辊长 (3)压浆区单位面积压浆力(N/cm)(压强)
总压浆力 压浆区单位面积压浆力=
压浆辊长×压浆区宽 压浆辊压力的确定
上浆率:在浆纱机速度、浆液性质和浓度一定时,压力愈大,上浆率愈小。反之,加压力愈小,则压出加重率大,上浆率就大。 3、 浆纱速度
浆纱速度快,削弱了对经纱的挤压作用,上浆率大;浆纱机速度慢时,被挤出的浆液多,挤压时间长,挤压作用充分,上浆率小。 4、 压浆形式及加压装置
压浆形式:重锤杠杆式、弹簧式、气动式、电动式、液压式。 压浆力一定时:
弹性好:压力区大、压强小,b↑;弹性差:压力区小,压强大, b↓
压浆辊表面弹性一定:压浆力↑,压力区大,压强小,上浆率大。所以,浆纱在上浆辊与压浆辊之间受到的挤压程度主要由浆纱单位面积上受到的压力(即压强)来决定。 双浸双压时,两对压浆辊的加压强度的配置有下列两种形式 ①先小后大:逐步加压,利于浸透,适用浓度和粘度较高。
②先大后小:重压利于浸透,轻压又能得到被覆,适用浓度和粘度较低。 5、 压浆辊表面的状态
①浆纱绒毯:毛、棉 新:上浆率小;旧:上浆率大。 ②橡胶
包卷物弹性大小 弹性大:上浆率大;弹性小:上浆率小。 6、 纱线在浆槽中浸压次数、穿纱路线、浸没辊形式及其高低位置 7、 浆槽中纱线的张力状况
2
五、 烘燥 一、任务和要求
1、任务:蒸发湿浆纱中的多余水分,达到工艺要求的浆纱回潮率。 2、要求:
①一定的压出回潮率,烘房蒸发能力大,则车速高。 ②确保形成完好的浆膜,使毛羽贴伏。
③必须具有适当张力,尽可能地减少纱线在烘燥时的伸长。
④充分利用提供的热能,提高烘燥效率,减少能源消耗,降低生产成本。 ⑤烘燥装置应结构简单,维修和操作方便。 二、浆纱烘燥的方法 (一) 烘燥原理 1、浆纱中的水分
①自由水分——附着在浆纱表面或存在纤维间隙中的水分、大部分可以用机械力去除。 ②结合水分——渗入纤维内部与之呈各种形式物理结合的水分,须用汽化方法去除。 2、烘燥曲线(P125图3-21)
图示为浆纱在热空气中进行烘燥时的变化曲线,曲线1表示烘燥速度规律;曲线2表示浆纱在烘燥过程中温度的变化规律,曲线3表示回潮率的变化规律,分为三个阶段,即预热阶段、等温等速烘燥阶段、降速升温阶段。
I:预热阶段:V以O→Vmax,t升温至t湿,W降低不大
II:等速烘燥:t稳定在t湿,W直线下降,达到临界回潮率Wc,Umax.
纤维的毛细管理象水分不断移至表面,浆膜没有形成汽化在浆沙表面进行,由于湿度差,水分不断从高温→低湿,即吸收热量和用于汽化的热量平衡,因此t°湿一定。
III:降速烘燥阶段:浆膜从开始形成至完全形成。 T升温至t干;V↓0,水分不蒸发,处于平衡状态,WC→WD
达到平衡回潮率,即浆沙表面水所压力与周围空气水气分压平衡,WD达到工艺设计要求时,烘燥过程结束。
浆纱烘燥过程,用传热过程分析如下:(P94-95) 设浆纱表面从热空气中吸收热量Q使水分汽化,则 dQ=KF(tk-ts)dt 而dQ=C·dW
合并整理后得:dw/dt= k/c ×F(tk-ts) 含K/C=ζ
在等速烘燥阶段,水分大量汽化,浆纱温度近似于周围空气的湿球温度t由此可知影响烘燥速度的因素为: (1)tk-tks—烘燥势 (2)ζ—强化系数 (3)F—受热面积
(二) 烘燥方法对烘燥速度及能量消耗的影响 1、对流烘燥法 2、热传导烘燥法
(三) 烘燥方法对浆纱质量的影响 1、对流烘燥法 2、热传导烘燥法
(四) 烘房内纱线穿纱方式对浆纱质量的影响 (五) 几种常用的烘燥装置(P129-131) 1、烘筒式烘燥装置: 2、热风烘筒联合式烘燥装置: 3、烘燥经济指标的测算 六、 后上蜡与干分绞
目的:提高浆膜的柔软性和耐磨性。
浆纱上蜡装置包括熔解蜡液的蜡槽和传动上蜡辊慢速回转的传动机构。上蜡辊的作用是:上蜡和挂纱而贴伏毛羽。
固体上蜡:白、蜂、虫蜡硬酯酸及38℃硬化油等熔化后铸乳化(自然乳化)成蜡辊在布机后方;引起经纱附加张力↑,影响印染工艺,上蜡不匀(一面上蜡)。乳化混和应均匀石蜡、乳百灵、硬酯酸防静电剂,柔软剂等等。
HLB值:表示表面活性剂亲水亲油程度越高,亲水性越强,亲水亲油程度越低,亲油性越强。 HLB与用途关系:
HLB=15-18作增溶剂;HLB=15-16洗涤剂;8-18水包油型乳化剂 ;7-9润湿剂;3.5-6油包水型乳化剂;1.5-3消泡剂。
分纱的目的在于将烘后粘连在一起的浆纱重新分成单根。干分绞棒的根数等于经轴数减一。 七、 湿分绞区、烘燥区和干分绞区的纱线伸长控制 伸长部分:
轴架部分的伸长:较小 浆槽部分的伸长:负伸长 烘房部分的伸长:较大 干分绞部分的伸长:较小 卷绕部分的伸长:最大 八、 浆轴卷绕
1、浆轴卷绕特性要求:(软的输出特性)
(1)保持恒定的卷绕张力和恒定的线速度,即具有怛功率卷绕的特性。 (2)对拖引辊传动具有同步特性,要求卷绕机构对拖引速度有良好的跟踪性。 (3)能适应织轴小直径与大直径的比例在1:5以上,以便问织轴大卷装方向发展。 (4)结构简单,便于操作和维修 (5)机械效率高 2、卷绕种类
(1)重锤式无级变速器。
(2)张力反馈调速的P型链式无级变速器 (3)PLC控制的恒张力卷绕 3、压纱辊的浆轴加压 4、伸缩筘周期性空间运动
九、 浆纱墨印长度及测长打印装置
通过测长打印,就是测定浆纱的卷绕长度,并按设计的墨印长度打印,作为织轴卷绕、织机落布、整理开剪、统计产量的依据。墨印长度=规定匹长/1-经纱织缩率
浆纱墨印和测长装置有:机械式、电子式。多采用电子测长装置和气动喷印装置。
原理:电子测长装置分别对织轴卷绕的匹长、匹数、总长度和经轴嫁绕总长度进行计量,测长辊的检测齿轮边缘装有磁性感应传感器,当检测齿轮回转时,传感器即发生脉冲信号至计数器计算。当匹长计数达到预定值时,匹数表上计入一个数字,同时匹长表上的数字回复到0,并发出打印信号,当匹数达到预定值时,发出信号,车速自动降到慢速,剩于落轴操作。
最大匹长9999m,最大匹数999,匹长的精确度0.01m。 特点:1、功能多,计数速度快,精度高,灵敏度高和无噪声。
2、发光二极管数码管亮度高,显示直观,预定值设定方便,清零方便,因此更换品种设定方便。 3、中途停车或关车时,显示将消失但能保持记录。
第四节 浆纱综合讨论 一、浆纱过程的自动控制
浆纱自动控制的项目:浆槽液面高度;浆槽浆液温度;压浆辊压力;烘房温度(烘筒温度);浆纱回潮率。
(一) 压浆辊压力自动控制
自动无级调压以浆纱机速度变化为调压讯号,自动调整压浆辊的压力,使上浆率和回潮率保持稳定。
(二) 温度自动控制
温度自控装置可用在烘房、也可用在浆槽,它用一根传感器插入烘房(或烘筒)或浆槽的浆液内。当传感器感受到高于或低于规定温度时通过控制系统调节进汽阀门的开口大小,使烘房或浆液的温度稳定在规范范围内。 (三) 浆液液面高度的自动控制
保持浆液液面的高度,可稳定浆纱浸浆长度,稳定浆液的浓度、粘度、温度、对稳定上浆率有重要作用。
方法:浆槽设溢流孔或溢流板;浆槽液面高度自动控制装置。 (四) 浆纱回潮率的自动控制
①浆纱出烘房后,首先经回潮检测,回潮检测装置由回潮检测辊和回潮指示仪两部分组成。 检测浆纱回潮率大小的方法有:电阻法、电容法、微波法和红外线法。
②控制:浆纱值车工可根据回潮率的检测指示调节车速、调节烘燥温度、汽压和排汽等,控制浆纱回潮率。
(五) 浆纱上浆率的自动控制 (六) 调浆系统的自动控制 四、浆纱工艺设计原理 (一) 浆纱工艺设定与调整
1、 浆液浓度和粘度 (1) 浆液浓度 (2) 浆液粘度 2、浆液使用时间 3、 上浆温度
4、 压浆辊的加压重量和加压方式 5、 浆纱速度
总经根数×Tex ×60×车速×(1+s)×(压出回潮率-出烘房回潮率)
由蒸发量(kg/h)=
(1+公定回潮率)×10
可导出浆纱速度。
6、 上浆率、回潮率和伸长率 上浆率分析:
(1)影响上浆率的因素:
①浆液的浓度和粘度:用浆时间、浆槽温度、剩浆作用、操作不良;②压浆条件:加压大小、加压方式、绒包布新旧;③浸浆长度和浆纱速度:L越长b↑、V越快b↑ (2)上浆率过大过小对织物的影响:
①b过大,则:成本高;浆纱硬、脆、易造成脆断头↑。日常控制b:根本改变浆液浓度和粘度、小量加压,调换包布,改变浸没辊高低。②布面粗糙,质量下降,b过小,则:浆纱的增强和耐磨不够;纱造断头↑而起毛。 回潮率分析
(1)、影响回潮率W的因素:
①烘房温度;②浆纱速度V快,W大;③排风量;④气流方向;⑤纱线上浆率b↑W↑。 (2)、回潮率过大过小对织物的影响:
①W过大,则: 浆纱粘并,开口不清,造成断头及“三跳”疵点;边纱过潮易使边盘锈蚀;产生窄幅长码布。②W过小,则:浆纱脆硬,易落浆纱易起毛,织造时断头↑;产生宽幅短码布;对合纤易产生静电。 伸长率分析:0.5-1.0%
-6
(1)、影响伸长率的因素:
①经轴制动力小些为好;②浸浆张力,负伸长;③湿区张力;④干区张力;⑤卷绕张力;⑥烘房内的供纱长度。
7、 浆纱墨印长度: Lm=Lp/[n(1+aj)] (二)浆纱工艺参数实例(P147) 五、浆纱的产量与质量疵点 (一) 浆纱的产量(P148公式) (二) 浆纱疵点(P148-149:1-8点)
六、高压上浆
高压上浆时,浆液浸透增加,浆膜更加完整,纱线结构更加紧密,纱线直径减小,圆度增加;由于浸透加深和纤维聚集密度增加,浆纱的耐磨、毛羽贴伏、增强、保伸等指标得到提高;由于压出加重率降低,浆纱速度随之得到提高,能源消耗降低。高压上浆采用气动加压。 高压上浆工艺定量定性研究
(一) 浆纱压出回潮率和浆液总固体率的关系 (二) 浆液总固体率和压浆辊压力的关系 高压上浆主要工艺指标:
1、浆液含固率D:是指浆液中各种无水浆料的干重占浆液总重量的百分比: D=Sm/(Sm+ Sn)×100% 式中:D — 含固率(%)
Sm — 浆液试样烘干后重(g) Sn — 浆液中水的重量(g)
2、压出加重率Sa:是指经过浆液浸渍,压浆辊挤压后从浆槽出来的纱线上所吸附的浆液重量占原纱干量的百分比: Sa=(Vm-Vn)/Vn×100% 式中:Sa - 压出加重率(%)
Vm – 从浆槽出来浆纱的湿重(g) Vn – 来浆经纱的干重(g)
3、压出回潮率W:是指经纱经过浆液浸渍,压浆辊挤压后,从浆槽出来未经烘房时的回潮率:W=
(Vm-Wn)/Wn×100% 式中:W - 压出回潮率(1%) Vm –同上
Wn – 从浆槽出来浆纱的干重(g)
4、压浆力F:是指压浆辊挤压浆纱时所施加的压力,总压浆力为F(KN),则线压浆力f和压强P分别为: f=F/L(N/cm) P=F/L×b(N/cm) 式中:L-压榨幅宽(cm) b-压榨宽度(cm)
5、上浆率b、浆液含固体率D,压出加重率Sa,压出回潮率W,四者之间关系: (1)b=Sm/Vn×100% (2)D= Sm/(Sm+Sn)×100%
2
Sm+Sn Vn (3)Sa=(Vm-Vn)/Vn×100%= ×100%
(4)W=(Vm-Wn)/Wn×100%=Sn/(Sm+Vn)×100% 求出:Sa=b/D W=
例题:某厂生产28/28、236/228中平布, b=4.31%,D=5.58%,浆纱W0=6%,计算每100kg干经纱,经上浆后应烘去的水分? 解:Sa=77.24% W=70%
100kg干浆纱应烘去水份Q=100(W-W0)=64kg 干经纱重100/1+b=95.87kg 所以100:95.87=Q:Q (三) 高压上浆的有关问题 工艺指标的定量定性分析 1、高压浆力
①高压浆力范围的界定:美国40KN-100KN,德国为28KN-44KN,日本为20KN-40KN。 国内有三种意见:
1)以压出加重率=100%作为衡量指标,与上浆率成正比关系。
1
1
B(1-D) D(1+b) 2)以压出回潮率≤100%作为衡量指标,是降耗的具体体现。
3)以浆纱机压浆辊加压能力作为衡量指标,直观,易于掌握,与国外机器设备接轨。 压浆力定量指标推荐范围:
压浆力分档 低压 中压 高压
②相当压浆力
压浆力/KN <10 10-20 >20 浆纱机代表 G142 GA301 祖克高速 FII-FI VII-VI K= = (1) Fm-FVm-V2
变换上式得FII=KFm+(1-K)F1 (2) 由(1)FII=30K+10 K=1/95(VII-5) 列表:
VII 30 37 40 50 60 70 80 90 100 K 0.263 0.337 0.368 0.474 0.579 0.684 0.789 0.895 1 相当压浆力 18.2 20.1 21.2 27.2 37.4 30.5 33.7 36.8 40.0 设V1=5m/min Vm=100m/min,则V2=50m/min时,K=0.47代入(2)
设FII=0.47Fm+0.53FI 设FI=10KN,Fm=40KN则FII=24KN 即中速V=50m/min的压浆力为24KN时,相当于高速100m/min的压浆力为40KN的效率。
③压榨区
不同压浆力和压浆辊表面硬度条件的压榨宽度(单位:mm) 压浆力/KN
65 硬度(肖氏)/度
80 90 9.2 8.0 11.8 13.9 15.9 17.4 18.6 19.7 20.9 10.5 12.8 15.0 16.6 17.5 19.0 20.1 5 10 15 20 25 30 35 40 10.4 13.2 15.8
从表中分析,并考虑到高压上浆总是高速运转,为保证较充分的挤压时间、高压上浆的压榨宽度可界定在10mm-20mm,同时,如果压浆辊硬度低,由于变形易使压榨区↑,浆纱被挤压时间↑受压区的变形,不能完全恢复,纱横截面变扁,纱线也容易彼此粘连,高压上浆时的表面硬度界定为肖氏70度-90度。 ④高压浆力设计的依据
1)经纱品质因素 Tex↑ 吸浆率↑ F↑
2)上浆工艺因素 浆料特征及配比,浆液浓度和粘度。经纱张力和浸浆长度。 3)先轻压、后重压、高压力、增浸透。 第一道预压;
第二道在常速时压浆力P(KN)=9672/Sa-4385 常速10KN 慢速5KN 2、高浓度
①高浓度指标的确定:上浆率=压出加重率×含固率
而高压上浆的标志是压出加重率≤100%,代入上式的(含固率)≥上浆率,建议将高浓度界定为130%以上。
浆液浓度定量指标推荐范围:
浓度分档 低浓度 中浓度 高浓度 浆液浓度1% ≤ 6 6-13 ≥13 备注 高压上浆高浓度的标志 浆液浓度(含固率)≥上浆率 ②影响浆液浓度的因素:含固率、含水率、高浆温度、高浆方法等。然而更重要的是高浓度与上浆率,压出回潮率之间的相互关系。 3、低粘度
①低粘度指标的界定条件:浆液粘度热稳定性≥85%,建议将低粘度界定为9mPa·S-50mPa(约45s-10.5s,标准水值3.8s) 浆液粘度定量指标的推荐范围:
档次 低粘度 中粘度 高粘度 ②确定浆液粘度的复杂性:
浆液粘度受诸多因素影响:1)粘度受纱线种类,产品规格、浆槽温度、浆纱车连、压浆力大小等因素影响,低粘只是相对而言;2)要形成低粘度的浆液,必须配合低粘度的浆料组分,使用低粘度的浆料是保证浆液低粘的先决条件;3)浆料粘度:浆液粘度和压榨区粘度各不相同,尤其是在高压浆力条件下,压榨区的粘度是变化的,且测量复杂困难;4)粘度测量方法较多,原理各不相同,且易受环境和试验条件的变化而变化,因此,低粘量存有实际困难。η(mPa·s)=60.2×Ln 七 提高浆纱产量及质量的技术措施 (一) 上浆技术措施
1、 预湿上浆;2、溶剂上浆;3、泡沫上浆;4、热熔上浆;5、冷上浆。 (二) 新浆料的研究及开发 (三) 调浆技术发展趋势
浆液粘度/mPa·s 8-50 备注 高压上浆低粘度的标志 50-120 应是高于中、低压上浆的粘度 120-187
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