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消除“死褶”! 针织物连续化炼漂,如何保证织物最佳布面效果

来源:印染人 | 作者:徐维敬 韩光亭 张元明 山东康 | 时间:2020-06-23 09:31:17 | 订阅《东方纺织》周刊

本文对棉及其混纺针织物连续化练漂中的四项关键技术进行了探讨,并提出了具体的控制方法。

四项关键技术是:如何控制易拉伸变形针织物在连续化练漂加工过程中的松弛程度;如何保证织物最佳的布面效果,不产生褶皱和擦伤、摩擦毛羽等;如何保证棉纤维所遭受的氧化损伤程度为最低;如何把各种杂质及其分解产物以及所用的化学品洗净。

传统印染加工模式

针织物易拉伸变形、易起褶皱、易卷边和尺寸形态不易稳定等性能,要求染整加工尤其是前处理(又称练漂)和染色工序,应尽可能地降低织物在加工过程中所受拉力和压力的大小,即织物的松驰程度越高越好。

普通绳状染色机、喷射溢流染色机、气流染色机等,可以实现练漂、染色、水洗等工序的松式加工,并且能适应于筒状、开幅、缝边成筒等多种状态针织物,因此不仅是当下针织物染色的必选设备,也是普遍使用的练漂设备。

松式加工和适应织物范围广(筒状、开幅、缝边成筒),是当下行业普遍采用的“染色机练漂法”的突出优点,但存在着练漂质量差、布面效果差如易出现褶皱,水电汽等能消耗量颇大,化学品的用量较大和污染物排放量大,以及生产效率低、劳动强度大等诸多缺点。

克服这些缺点的根本途径,就是采用连续化练漂技术,但针织物的易拉伸变形等特性,增加了练漂技术的难度,主要表现为:

如何控制针织物在连续化练漂过程中的松弛程度,最好是织物不产生伸长甚至有所回缩;

如何保证最佳的布面效果,避免褶皱和擦伤、摩擦毛羽等现象;

如何在保证白度和“毛效”的前提下,棉纤维损伤程度为最低;

如何把各种杂质及其分解产物和残留在织物的化学品洗净或除净。

如何控制针织物在连续化练漂加工过程中的松弛程度

针织物拉伸变形过程

针织物在纵向拉力作用下的伸长现象分为三种情况:组织结构的变化、纱线捻度的变化和纤维伸长。

1.组织结构的变化—纱线空间结构的变化是在较小的拉伸外力作用下,针织物线圈的长度增大而宽度缩小的现象,这种织物变形,很容易通过机械预缩整理而使织物回缩,如:超喂拉幅、超喂烘干、超喂轧光、呢毯预缩和橡胶毯预缩等。

2.纱线捻度的变化是在较大的拉伸外力作用下,或是在较小外力长时间连续不断地拉伸作用下,致使织物没有松弛回缩机会而导致纱线伸长的现象。这种纱线变形导致的织物形态变化,若只通过超喂拉幅、超喂烘干、橡胶毯预缩等整理方法是难以回缩的,但可以通过洗衣机、松式染色机等对其进行水浸松弛处理而回缩。

3.纤维伸长是在很大的拉伸外力作用下,或是在较大外力长时间连续不断地拉伸作用下,纤维被拉伸的现象。这种原因导致的织物形态变化,是无法通过机械预缩整理和水浸松弛处理而恢复的。再生纤维素纤维织物、蚕丝织物、捻度较小的织物,在连续化加工过程中,更容易出现因外力过大而产生的纤维拉伸现象。

由针织物拉伸变形的三种情况可以看出,棉及其混纺针织物可以承受一定大小的外力拉伸,因此,应正视针织物在连续化练漂中所受到的拉伸张力及所产生的形变,当然,拉伸力越小越好,松弛程度越高越好。

间歇式染色机松弛效果及其原因

在针织物间歇式染色机中,除了用于特殊加工要求的经轴染色机外,普通绳状染色机、喷射溢流染色机和气流染色机均为松式绳状染色机,它们的松驰效果,是来织物在运行中不断得到充分松弛的“松弛区”和只需施加较小张力就能保证织物快速运行的“低张力拉伸区”。

染色机的这种“松弛区+低张力拉伸区”结构,对于热塑性纤维(如涤纶、锦纶、腈纶)织物、在湿态下易被拉伸纤维(如粘胶、莫代尔)织物、长丝(如蚕丝)织物和纱线捻度较小的织物(如针织物)来说,尤为重要。

那么,连续化练漂设备,应如何实现这种松弛效果呢?

连续化炼漂设备及松弛效果控制

1.传统的连续化练漂设备及其松弛程度控制在20世纪80年代,针织物连续化练漂技术在国内曾经有过一段时间较好的发展历程,设备和工艺有多种类型,如:连续化煮练+连续化双氧水漂白(轧漂)。

影响织物松弛程度的关键设备,是可连续化运行的绳状分段加压水洗机,虽然在单元水洗机中都设置了“松弛区”;但由于自动控制技术落后和结构上的一些不合理性,致使织物经常性地遭受较大张力拉伸和机械摩擦作用,松弛效果不令人满意,因此没有得到很好的推广应用。

2.现代新技术的连续练漂设备及其松弛程度控制目前已采用的针织物连续化练漂(氧漂)新设备有以下几种类型。

a.绳状连续化精练、漂白一浴浸漂工艺练漂机该设备为绳状加工,能用于筒状、开幅、缝边成筒等多种状态针织物的练漂。练漂机和水洗机均采用“松弛区+低张力拉伸区”方式,织物的松弛效果能达到喷射染色机的松弛水平。

b.筒状织物平幅连续化精练、漂白一浴轧漂工艺练漂机该设备是筒状针织物练漂的专用设备,不能用于开幅和缝边成筒针织物。连续化水洗机采用了“松弛区+低张力拉伸区”方式,松弛程度较高。

c.开幅织物平幅低张力连续化精练、漂白一浴轧漂工艺练漂机该设备是开幅针织物平幅练漂专用设备,不能用于筒状和缝边成筒针织物。连续化水洗机中没有“松弛区”,单靠控制系统尽可能地降低织物拉伸张力,松弛程度一般。

d.多功能、全松式精练、漂白一浴轧漂工艺练漂机当前,越来越多的新型化学纤维用于了针织品,这对染整技术提出了更高、更新的要求,为此,国内最新研制出了“多功能、全松式连续化精练、漂白一浴轧漂工艺练漂机”。

一般工艺流程为:进布→松弛防褶处理→水洗2道(→水洗→落布)→浸轧练漂液→第一汽蒸区→第二汽蒸区→水洗3道→浸轧酸液→堆置→水洗3道→落布。

该设备可采用筒状平幅和绳状两种运行方式,能用于筒状、开幅、缝边成筒各种状态针织物的练漂;通过专门设置的“松弛防褶机”,使绳状加工能获得与平幅加工同样的布面平整度。水洗机中设有的叶片转轮结构形成松式效果极佳的“松弛区”,松弛程度达到或超过喷射染色机的水平。

以上四种连续化练漂机,有的具备了“松弛区+低张力拉伸区”结构,自然能够很好地实现松弛效果;有的虽不具备“松弛区+低张力拉伸区”结构,但可通过控制拉伸张力以尽可能地减小织物拉伸度,须再加以良好的后整理防缩措施,同样可以满足棉及其混纺针织物尺寸稳定性方面的的加工要求。

如何保证织物最佳布面效果

织物最佳的布面效果,是指织物不会因机械外力作用或其它因素而产生后整理难以消除的褶皱和因机械外力作用而产生擦伤、摩擦毛羽等现象。棉针织物特别是单面品种,在进行绳状练漂和染色时,极易产生后整理难以消除的褶皱,又称为“死褶”,这是染色机练漂法普遍存在的产品质量问题。

1.棉针织物“死褶”(后整理难以消除的)产生的原因棉纤维在水中吸水溶胀,必然会引起纱线结构和线圈结构的变化。纱线结构的变化表现为纱的变粗、纱长度缩短和纱捻度的增大;线圈结构的变化表现为圈弧增大和圈柱缩短。这两种变化的结果导致织物收缩致密。

织物在收缩致密过程中,若受到了不规则外力(张力或压力)作用,则会导致收缩后织物密度上的不均匀性,越是疏松的织物,这一现象越突出;由于织物组织结构的约束,尽管纤维溶胀过程是可逆的,但已变形了的织物形态不会因纤维形态的恢复而复原,于是织物在不规则的外力作用下形成的形状(如褶皱)就保留了下来。棉针织物在绳状练漂和染色时出现“死褶”的原因就在于此。

2.防止棉针织物产生“死褶”(后整理难以消除的)的方法方法一是在织物受到不规则拉力和压力作用前,使其以完全松式状态浸渍于水中,通过纤维溶胀而使织物自由均匀地收缩;经均匀收缩致密的织物,会因组织结构的约束而相对稳定地固定下来,在后续加工中,不会因压力或拉力(适当大小的)的作用而产生“死褶”。“多功能、全松式连续化煮、漂一浴轧漂工艺练漂机”的防褶皱效果,就是通过设置的“松弛防褶机”,使织物完全以松弛状态浸渍于水中,通过纤维吸水溶胀导致织物自由均匀地收缩致密而实现的。

方法二是在织物受到不规则拉力和压力作用前,对其进行有规则的和适当大小外力作用下(包括横向和纵向)的湿加工,这种情况下因纤维吸水溶胀引起的织物形态变化,是均匀而有序的。“开幅平幅低张力连续化煮、漂一浴轧漂工艺练漂机”,就是利用这一方法来防止产生褶皱的。

方法三是在织物受到不规则拉力和压力作用前,对其进行在有规则外力作用下的纤维不可逆溶胀处理,这一过程就是丝光。丝光后的棉针织物,在绳状练漂和染色过程中,不会产生所谓的“死褶”,丝光棉织物尺寸稳定性高的原因也在于此。

3.如何保证棉纤维所遭受的氧化损伤程度为最低棉纤维在练漂中所受氧化损伤的程度,不仅会影响织物的强力,也会影响到纤维的染色性能,是导致染色中出现色花、色差的重要原因之一,必须予以重视。

最大限度地降低棉纤维氧化损伤程度的根本措施,是控制双氧水的分解反应,使其向着更有利于对色素等杂质发生反应的方向进行,尽可能地避免双氧水的无效分解(生成02的反应)和抑制虽有漂白作用但同时又对棉纤维具有强烈氧化作用的分解反应(如生成HO.的反应)。

特别一提的是,双氧水练漂效果及纤维损伤程度,除了与双氧水用量、碱剂及pH值、练漂温度和时间、稳定剂选用等因素有关外,练漂设备的选择及相关工艺的制定,也是控制棉纤维氧化损伤程度的有效措施。冷压堆练漂,低温下双氧水分解速度缓慢,棉纤维损伤小;多功能、全松式连续化练漂机的化学反应区——汽蒸箱,设置了两个温区,采用从低温到高温的阶段保温汽蒸工艺,能更有效地控制双氧水分解,使棉纤维遭受的氧化损伤程度降为最低。

4.如何保证把各种杂质及其分解产物和所用的化学品洗净一般来说,棉织物上的各种杂质如蜡状物质、果胶物质等,经过练漂反应后生成的产物,都容易洗涤净,但吸附于棉纤维内的烧碱,必须要通过酸中和方能去除,若酸中和不彻底,则会造成染色中的色花、色差现象,漂白品种出现局部泛黄现象,染色品种出现局部变色现象和染色牢度下降现象等。因此,酸中和采用的工艺如酸剂选用、处理的温度和时间等以及实施这一过程的设备非常重要。

完善针织物连续化炼漂技术

当下行业普遍采用的染色机练漂法,存在着练漂质量不稳定、布面效果差和水电汽消耗量颇大等诸多缺点,已不能适应针织物高档化发展和节能减排生产的要求,但其松驰程度好和适应织物范围广(筒状、开幅和缝边成筒织物)的优点,使之更适应于针织物的特点和某些加工要求,这也是当下行业普遍采用染色机练漂法的的重要原因。

连续化练漂法,具有产品质量好和大幅度降低能源消耗等突出优点,但针织物易拉伸变形、易起褶皱、易卷边和多纤维组成、需要多种状态(筒状、开幅和缝边成筒)运行等特点,大大增加了对其进行连续化练漂的技术难度。研究针织物连续化练漂关键技术的目的,就是要从设备、工艺、助剂等多方面着手,探索解决技术难题的方法,全面完善针织物连续化练漂这项技术。

参考文献:

[1] 王菊生,孙凯.染整工艺原理(第二册)[M].北京:纺织工业出版社,1984

[2] 阎克路.染整工艺与原理(上册)[M].北京;中国纺织出版社,2009.

[3] 范雪荣,王强.针织物染整技术[M].北京:中国纺织出版社,2004.

[4] 锡云.中长纤维织物染整[M].北京:纺织工业出版社,1989.

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