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上漿工藝的現(xiàn)狀和發(fā)展

來源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2015年04月24日

一、經(jīng)紗上漿目的的演變:
在紡織廠生產(chǎn)中,除了一些股線、強(qiáng)捻絲及某些類型的變型絲(如網(wǎng)絡(luò)絲)外,大多數(shù)經(jīng)紗在織造之前都必需經(jīng)過上漿。這個織前準(zhǔn)備工序稱為《經(jīng)紗上漿》。經(jīng)紗上漿的根本目的是提高經(jīng)紗的《可織性》,使其在織造時(shí)能承受織機(jī)上強(qiáng)烈的機(jī)械作用。但在具體實(shí)現(xiàn)提高《可織性》的內(nèi)涵上,近代在總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐和深入科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,有了新的進(jìn)展和更深的分析。
A、上漿目的的《傳統(tǒng)說法》
在上世紀(jì)70年代以前,無論在紡織廠的工藝設(shè)計(jì)中或大專院校的專業(yè)教說書中都認(rèn)為經(jīng)紗上漿目的有三:
增強(qiáng)
保伸
耐磨
因此,那時(shí)鑒別上漿效果和漿紗質(zhì)量的指標(biāo)是:漿紗機(jī)上《三個率》(上漿率、回潮率和伸長率)和漿紗質(zhì)量《二個率》(增強(qiáng)率和減伸率)。
致使每個紡織廠的漿紗車間,要對每個織軸從漿紗機(jī)上落軸后,迅速稱重估算它的"加重"上漿率;每臺漿紗機(jī)上都裝了"回潮率"顯示儀;定時(shí)用夾紙條方式掌握紗線伸長率。試驗(yàn)室必需定期取原紗和漿紗的試樣,在單紗強(qiáng)力儀上測試它的增強(qiáng)率和減伸率。
但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)"增強(qiáng)率""減伸率"這兩個指標(biāo)與織機(jī)生產(chǎn)實(shí)際不一致。從表1的生產(chǎn)實(shí)際結(jié)果分析,經(jīng)紗的織造效果(經(jīng)紗斷頭率)有明顯差別的三組漿紗,而它們的漿紗增強(qiáng)率與減伸率區(qū)分不出有什么顯著差異。

1/棉(65/35)細(xì)布(9672)的漿紗比較


漿液

增強(qiáng)率
%

減伸率
%

斷經(jīng)
(根/臺時(shí))

12.97

27.17

0.23

PVA為主體混合漿

11.09

34.44

0.16

19.75

27.16

0.11

又從表2的分析對比可見:4040府綢在有梭布機(jī)(1511型)上織造時(shí),經(jīng)紗在織機(jī)處所受的最大張力值,遠(yuǎn)低于14.5tex40英支)紗的斷裂強(qiáng)度(只有它的20%左右);經(jīng)紗在織機(jī)上正常制織時(shí),所受的最大伸長率是0.65%,也遠(yuǎn)低于經(jīng)紗斷裂伸長(7%8%)。由這個測試對比和紡織廠的多數(shù)生產(chǎn)實(shí)

際都說明強(qiáng)力與伸長并不是經(jīng)紗斷頭的主要原因。

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2:40英支經(jīng)紗在織機(jī)上所受機(jī)械作用與原紗性能對比

經(jīng)紗所受機(jī)械作用

原紗機(jī)械性能

張力(cN

4075

斷裂強(qiáng)度(cN

200

最大伸長(%

0.651

斷裂伸長(%

78

反復(fù)拉伸(次)

4000

經(jīng)紗之間磨擦(次)

2000

耐磨性(次)

39

與筘齒的磨擦(次)

400

由表2可見,經(jīng)紗從織機(jī)的后梁移動到織口成布,要受到反復(fù)拉伸與彎曲達(dá)4000多次;經(jīng)紗之間摩擦,以及經(jīng)紗與綜眼、走梭板、引緯器等摩擦是相當(dāng)劇烈可觀的,都超過了未上漿的原紗的耐磨性。為了降低經(jīng)紗斷頭率,提高經(jīng)紗的可織性及產(chǎn)品質(zhì)量,必須賦予經(jīng)紗以更高的耐磨性;粘附貼伏突出在紗條表面的毛羽,適當(dāng)增加經(jīng)紗強(qiáng)度,并盡可能地保持經(jīng)紗原有的彈性。這也是《經(jīng)紗上漿》成為織造前經(jīng)紗準(zhǔn)備工作中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的原因。

B、上漿目的的《現(xiàn)代說法》
通過對上列表1和表2的分析。
80年代的多次全國性上漿研討會上討論和認(rèn)證后,明確了經(jīng)紗上漿的主要目的應(yīng)該是耐磨和貼伏毛羽。這是近20年來,在我國已得到了公認(rèn),并已列入大專院校教材中。在一本近期出版的高等紡織院校的專業(yè)教材中說:《上漿的目的是:使毛羽貼伏,紗線耐磨、增強(qiáng)、盡量保持原紗的彈性伸長,提高經(jīng)紗織造性能》。

因此,在評價(jià)經(jīng)紗上漿效果時(shí),現(xiàn)在已是用《粘附力》、《耐磨次數(shù)》和《毛羽減少率》作為漿紗的重要指標(biāo);把沿用很久的增強(qiáng)率與保伸率作為一個參考性指標(biāo)。在探索與開發(fā)新漿料時(shí),也常運(yùn)用"化學(xué)工業(yè)"上的《相似相容原理》,判別纖維材料與漿料之間的粘附性。這一點(diǎn)在1985年以后,國內(nèi)就有專著與不少文章發(fā)表,接受了這觀點(diǎn)。

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1999年美國AATCC(美國紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會)召開的上漿專題研討會(WarpSizingSymposium)也專題研討了"纖維與漿料間的粘附性的判別問題",認(rèn)為經(jīng)紗

上漿主要目的應(yīng)是:"提高漿紗耐磨性,要注意漿料與纖維材料之間的親和力。會上有人明確提出應(yīng)該用──溶解度參數(shù)(SolubilityParameter)來判別",即纖維與漿料的《溶解度參數(shù)》值越接近,則它們之間的粘附力就越大。用溶解度參數(shù)差值預(yù)測纖維與漿料間的粘附力,這與我們在十多年前提出的用《相似相容原理》判別是一致的。
經(jīng)過數(shù)十年的爭論與生產(chǎn)實(shí)踐證明:經(jīng)紗上漿的主要目的是增加耐磨和貼伏毛羽;對細(xì)支紗也需考慮適宜的增強(qiáng)與保伸。在噴氣織機(jī)織造時(shí),貼伏毛羽的要求更為突出。因此,要求漿料應(yīng)與纖維材料有良好的粘附能力,也有一定的成膜能力。
從《材料學(xué)科》的觀點(diǎn)來說,要同時(shí)具備這二個條件的材料,它們必然是一類高分子化合物。這也充分說明了當(dāng)前紡織上漿所用的漿料(粘著劑),無論是天然的、或合成的、或變性的漿料全都是高分子化合物的根本原因。
二、上漿工藝的幾次大討論:
近代在紡織上漿工藝方面曾有過多次全國性(或地區(qū)性)的深入討論、辯論和專題研究,從而加速促進(jìn)了經(jīng)紗上漿技術(shù)的發(fā)展和深化,也培育了一大批經(jīng)紗上漿技術(shù)人員的成長。在上世紀(jì)的70年代~80年代,一批國外著名的漿料公司,來我國紡織廠試漿時(shí),他們都表示:中國紡織廠的漿紗技術(shù)人員和技工的調(diào)漿和上漿工藝技術(shù)是一流的。筆者在當(dāng)時(shí)參加這類技術(shù)交流會上,多次聽到這樣的評價(jià)。歸納起來有如下一些《討論》:

A、重漿與輕漿:
這是在上世紀(jì)50年代初的上漿工藝大爭論:1954年以前,我國主要使用生物發(fā)酵法及氯化鋅浸漬分解的淀粉漿,由于分解的不均勻性,漿的粘度很高,所用的壓漿力又較低,只能采用重漿工藝路線(上漿率在20%左右)。

1954年后,全國范圍使用淀粉的化學(xué)分解劑,以硅酸鈉(也有使用氯胺T)分解淀粉的方法,使上漿工藝大大地前進(jìn)了一步,淀粉得到了充分而又均勻的分解,上漿率有明顯的降低(例如:2321市布的經(jīng)紗上漿率由16%下降到8%)。當(dāng)時(shí)在全

國掀起了《推廣輕漿工作法》熱潮。這不僅為國家節(jié)約了大量的工業(yè)用糧,而且使紡織廠的勞動環(huán)境的改善成為可能,使紡織廠車間的溫濕度能接近人體的舒適度,顯著減輕了紡織工人的勞動強(qiáng)度。

B、高溫上漿與低溫上漿
上世紀(jì)70年代~80年代,在滌/棉混紡紗上漿中,基本上都是使用以PVA為主體的混合漿,有的甚至用純PVA上漿。
由于國產(chǎn)的1799PVA的醇解度已超過99mol%,它的溶解很困難,必需在煮沸后才能溶解。因此當(dāng)時(shí)多數(shù)紡織廠主要用95℃以上的高溫上漿的工藝。這個高溫也帶來了《漿斑》的大量增加,造成經(jīng)紗斷頭增加和漿斑疵點(diǎn)明顯增多。當(dāng)時(shí)用得最好的代表是:河北石家莊幾個棉紡織廠,生產(chǎn)水平一直在國內(nèi)前列。
有些紡織廠(其中:以上海國棉六廠為代表)提出并使用了低溫上漿工藝,PVA經(jīng)溶解后,以低于80℃的溫度上漿,上海國棉六廠一度曾堅(jiān)持用50℃左右的工藝上漿。它在織機(jī)的織造工藝作了一定的配合后,其織造效果同樣達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平,而它的《漿斑》疵點(diǎn)卻大大減少。
這兩種上漿工藝,在1981年四川內(nèi)江市召開的《全國漿紗技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會》上作了專題研討。對高溫和低溫,以及對PVA結(jié)皮問題作了詳盡的分析。明確了PVA高溫時(shí)容易結(jié)皮的基本原因是它的成膜性太好引起的。高溫時(shí),漿液表面與液面上的空氣層溫差大,表面水份容易揮發(fā),導(dǎo)致PVA結(jié)皮。
討論結(jié)果認(rèn)為,低溫上漿確實(shí)能減少漿斑疵點(diǎn),但要掌握這上漿工藝,對擋車工的技術(shù)要求高,一般紡織廠難以自始至終做到。因此后來一般紡織廠在對滌/棉紗上漿時(shí),仍以高溫上漿工藝為多。

C、滑石粉在上漿中的作用:減磨還是增磨!?
滑石粉在上世紀(jì)80年代之前,一直是作為上漿用的主要輔助漿料之一,被紡織界稱?quot;減摩劑",即它有降低漿紗表面摩擦的性能,并使?jié){紗更光滑。50年代以前和國外資本主義國家也常把它作為《增重劑》用于上漿,以增加坯布的重量,在市場上可賣出好的價(jià)格。
滑石粉作為減摩劑在

漿液中使用,其用量可達(dá)10%以上(對淀粉重量%)。但在織機(jī)上織造時(shí),發(fā)現(xiàn)漿紗對筘片、綜絲、梭子等的磨損相當(dāng)嚴(yán)重,有明顯的條痕;而在漿紗機(jī)了機(jī)調(diào)換經(jīng)軸時(shí),對漿槽的清潔工作時(shí),發(fā)現(xiàn)漿槽底部有非常堅(jiān)硬的沉積物,要有錘子才能將它們鑿下,經(jīng)觀察基本上都是滑石粉的沉淀。這些生產(chǎn)中出現(xiàn)的情況,引起了一些上漿工作者的思考,滑石粉的作用究竟是什么?

也是在1981年四川內(nèi)江召開的《全國漿紗技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會》上,當(dāng)時(shí)的西北紡織工學(xué)院黃柏齡老師首先提出了:《滑石粉是一個增磨劑》的論點(diǎn)。當(dāng)時(shí)有一批上漿工作者提出了異議,尤其是一些上海紡織廠的上漿技術(shù)人員堅(jiān)持認(rèn)為它是"減摩的"。會上華東紡織工學(xué)院幾位老師也支持是增磨的看法,并作了微觀的分析。經(jīng)過會上深入討論:如果,滑石粉在漿紗和織布機(jī)的機(jī)件之間能任意滾動的話,這時(shí)滑石粉是具有減摩效能,即漿滑動摩擦轉(zhuǎn)為滾動摩擦。但在漿紗上的滑石粉是被漿膜鑲""在漿紗的表面,因此在織造時(shí)導(dǎo)致了漿紗表面粗糙,磨損加大(相似于一張"砂皮紙"),從而得出滑石粉確是增加漿紗對織布機(jī)的機(jī)件磨損。

在這會上,得到以石家莊為代表的北方上漿工作者的認(rèn)同,回廠后很快取消了滑石粉的使用;而以上海為代表的一批上漿工作者顯然持有不同看法,回廠后仍堅(jiān)持使用滑石粉的配方。但經(jīng)過若干年后,他們也就不再使用滑石粉作為輔助漿料了?;圩鳛樯蠞{的輔助材料也就此消失了。
現(xiàn)在這個觀點(diǎn)已為大家所接受,也有一點(diǎn)體會:生產(chǎn)中出現(xiàn)的情況要深入分析事物的本質(zhì)。充分討論是揭示本質(zhì)的條件;接受更正確實(shí)要有一個"過程""時(shí)間"。

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D、浸透為主還是被復(fù)為主
在重漿的上漿工藝中,顯然是以被復(fù)為主的。在用化學(xué)分解劑的輕漿上漿工藝中,為了保證對經(jīng)紗有一定的增強(qiáng)功效,也就提出了應(yīng)以浸透為主。
在我國紡織上漿生產(chǎn)中,一

度出現(xiàn)了上述兩種截然不同的觀點(diǎn)。為了驗(yàn)證,也推出了《漿紗切片》的試驗(yàn)方法,并一度把它列為考核經(jīng)紗上漿的重要質(zhì)量指標(biāo)之一(注:這個指標(biāo)至今在某些紡織廠仍在運(yùn)用之中)
這一爭論也推動了我們對經(jīng)紗上漿目的的《反思》。在明確了上漿主要目的既然是耐磨和貼伏毛羽,那就應(yīng)該既要有一定的浸透,也不能沒有良好的被復(fù)。但重要的不是浸透和被復(fù)之間的數(shù)量比例;更重要的是漿料對纖維紗線的粘附性的強(qiáng)弱、漿膜的完整性和機(jī)械性能。

E、起泡與消泡
以淀粉為主體的漿液有時(shí)調(diào)漿、煮漿不得法,漿液會起泡。漿液泡沫會造成"輕漿"的疵點(diǎn)。一般情況下它很易處理,只需在漿槽中臨時(shí)加入少量的硬脂酸鈉,即能去除。
但在起用了PVA漿料后,由于PVA很易起泡,尤其是部份醇解的PVA(例如:1788)。因此,消泡問題成為上漿工作者面臨的一個新課題,消泡劑也常作為一種輔助漿料,出現(xiàn)在漿料配方中。
在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中,常發(fā)現(xiàn)加了常用的消泡劑后,有時(shí)不僅沒有消泡,反而會出現(xiàn)更多的泡沫。這就使我們著手了解和分析"起泡和消泡"的實(shí)質(zhì)性問題。
起泡現(xiàn)象是漿液中存有氣體或空氣時(shí),這些氣泡在一定條件下(如:溫度升高或攪拌加劇等等)漂浮在漿液表面所形成的。
對常用的消泡劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析:消泡劑實(shí)質(zhì)是一類表面活性劑,也即是一種降低液體表面張力的物質(zhì)。
由此可見,若漿液表層積有氣泡,則加入少量的表面活性劑(例如:硬脂酸鈉),以降低漿液的表面張力,使氣泡的泡膜很快破裂,起到了消泡效果。這時(shí)它是一個消泡劑。
若預(yù)先在調(diào)漿時(shí)先加入這類表面活性劑,則煮成的漿液表面張力較低,反而會使外界的空氣更容易進(jìn)入漿液中,導(dǎo)致起泡。這時(shí)它實(shí)質(zhì)是一個"起泡劑"了。
因此這類表面活性劑的作用有它的兩面性,要害是它的使用方式和加入的時(shí)機(jī)。

F、粘度與粘性
一度在紡織廠的上漿工作者,曾把漿液的粘度高低視作為漿液粘性的大與小。甚至把漿槽中用漏斗

測試的秒數(shù),作為粘性的衡量。這在多次的漿紗研討會上作了討論。
漿液的粘度是衡量這漿液的《流動能力》的高低,是表達(dá)液體本身的一種流動性能,它與吸漿量、上漿率有著密切關(guān)系;也與使用時(shí)的外界條件密切相關(guān)(如:溫度)。
粘性(也稱:粘附性、粘著性):是指漿液與紗線的相互結(jié)合能力,它與漿料和纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密切相關(guān);也與漿紗時(shí)的壓漿力有關(guān),壓漿力高,使?jié){料與紗線更緊密接觸,能促進(jìn)它們之間的粘附性充分發(fā)揮。
由此可見,粘度與粘性是兩個完全不同的概念。

7、其它
這半個世紀(jì)來,上漿工藝的探討還有不少,例如:壓漿輥的包布是外包細(xì)布好,還是只用絨布好?包包布好,還是光輥好?表面帶微孔好,還是光滑的好?在漿液供應(yīng)方式上熟漿供應(yīng)好,還是半熟漿供應(yīng)好?多烘筒漿紗機(jī)上烘筒溫度高低的分布?……。在本系列中無法詳細(xì)敘述了。
三、上漿方式的演變
上漿方式與上漿工藝的研究已有較長歷史,傳統(tǒng)沿用的主要是"浸漿方式"上漿;數(shù)十年前也出現(xiàn)過:有溶劑上漿、泡沫上漿等(表3)。近年來,主要進(jìn)展是在高壓上漿、預(yù)濕上漿、"冷上漿"、"拖漿式上漿"和在線檢測(Onlinedetect)等方面。這些研究對提高上漿效果、降低漿料消耗、減少環(huán)境污染、節(jié)約漿紗成本方面都有一定作用。

3:上漿方式研究概況

上漿方式

研究年代(廿世紀(jì))

進(jìn)展?fàn)顩r

高壓上漿

七十年代

1975年出產(chǎn)品,現(xiàn)已廣為應(yīng)用

溶劑上漿

七十年代

1975年樣機(jī)展出,1979年后消失

熱熔上漿

七十年代

1974年發(fā)表專利,后無進(jìn)展

泡沫上漿

八十年代

有樣機(jī)展出,無商品機(jī)

預(yù)濕上漿

九十年代

1992長絲機(jī),1997短纖紗上漿機(jī)商品

冷上漿

九十年代

1999年有樣機(jī)

拖漿式上漿

九十年代

2000年有樣機(jī)

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A、高壓上漿:
高壓上漿是《現(xiàn)代紡織上漿》使用得最成功的一種上漿工藝,巳被廣泛用于國內(nèi)外新型漿紗機(jī)制造,以及老機(jī)改造的重要內(nèi)容。
高壓上

漿工藝研究開始于上世紀(jì)70年代,1975年已有樣機(jī)供應(yīng)。我國是在80年代后期被紡織界所接受,并被陸續(xù)推廣使用。
高壓上漿最早考慮的目的是為了《節(jié)能》。提高壓漿力,加重機(jī)械擠壓作用,降低濕紗的壓出回潮率,以減少烘干漿紗所需的蒸汽消耗。普通漿紗機(jī)的壓漿力(線壓)為15N/cm25N/cm,最高為35N/cm,濕漿紗片的壓出回潮率一般在130%150%;而織造工程對漿紗的回潮率要求是2%7%(視紡織纖維的各類而異)。有大量水份必須在烘燥裝置內(nèi)被蒸發(fā)掉,能耗大,同時(shí)也使?jié){紗機(jī)速度難以提高。
自從,80年代后期,對經(jīng)紗上漿目的有了新的認(rèn)識后,使高壓上漿工藝得到了進(jìn)一步的肯定和應(yīng)用。經(jīng)紗上漿的主要目的應(yīng)該是耐磨和貼伏毛羽,即漿料與紗線應(yīng)該結(jié)合得越牢固越好。
我們從化學(xué)反應(yīng)和物理變化的基本原理知道,兩個物質(zhì)之間若能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則結(jié)合得最牢固;但由于織造后的經(jīng)紗上的漿料又必須全部退除掉,因此漿料與紗之間的結(jié)合只能利用它們之間的分子間力。這就要求漿料和紗線要有充分的時(shí)間和擠壓力使它們緊密接觸,以充分發(fā)生分子間的結(jié)合(分子間引力、氫鍵等等)。顯然高壓上漿使?jié){料與纖維分子距離更接近,分子間力增強(qiáng),漿紗具備高的緊密結(jié)構(gòu),增加了纖維間的抱合力,粘附強(qiáng)度更高,有助于提高漿紗可織性。高壓上漿充分起到了這個作用,使上漿效果得到了充分加強(qiáng)。
經(jīng)多年的深入研究與實(shí)際使用,公認(rèn)單位壓漿力以在100150N/cm(即在:25kN40kN)為宜。但還應(yīng)從其他一些因素予以一并考慮。
高壓上漿的壓漿效果應(yīng)能對吸過漿的紗片充分?jǐn)D壓,降低壓出回潮率。因此常以壓出回潮率Wa≤100%,壓出加重率Sa≤100%作為考核依據(jù)。也有工廠按照他們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出了用《相當(dāng)壓漿力》的概念,因?yàn)閴簼{力的設(shè)定與上漿速度也有一定聯(lián)系。

《二高一低》是近幾年來我國紡織上漿界研究得最多的課題,取得了大家的共識。現(xiàn)代紡織上漿中,應(yīng)該走高壓上漿的工藝

路線。高壓上漿必然要使用高含固率的漿液,從而也必須使用低粘度的漿料,以滿足織物品種對上漿率的要求?!抖咭坏汀芳词牵焊邏簼{力、高含固率和低粘度漿料。
經(jīng)近幾年的生產(chǎn)實(shí)際使用,都有以下的共同認(rèn)識:高壓上漿確是提高了半成品的內(nèi)在質(zhì)量,緊密了紗線結(jié)構(gòu),增加了耐磨、降低了毛羽、清晰了開口狀況,提高的織機(jī)效率。同時(shí)也節(jié)約了能源,減少用汽量。這也是當(dāng)前國內(nèi)外現(xiàn)代漿紗機(jī)生產(chǎn)廠商都采用高壓上漿工藝的根本原因。

B、溶劑上漿:
溶劑上漿的研究開始于上世紀(jì)的60年代,1975年的米蘭的國際紡織機(jī)械展覽會上曾有樣機(jī)展出,隨后由于溶劑的回收、環(huán)保和成本問題,未能投入工廠的實(shí)際應(yīng)用。現(xiàn)僅僅作為一個曾經(jīng)出現(xiàn)過的上漿方式列入《上漿工藝史》。
它是以低比熱、低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑代替水作為經(jīng)紗上漿用的液體。溶劑上漿的優(yōu)點(diǎn)是:有機(jī)溶劑的表面張力小。對纖維的潤濕作用強(qiáng),漿在紗上分布均勻;能量消耗低(有機(jī)溶劑的蒸發(fā)熱只有水的1/81/10);沸點(diǎn)低容易干燥,有利于漿紗速度的提高。
當(dāng)時(shí)英國的潑拉脫(Platt)是用1,1,1-三氯乙烷;德國的祖克(Sucker)用全氯乙烯為溶劑。這兩種漿紗機(jī)都在1975年展出過。也曾生產(chǎn)過幾臺《溶劑上漿機(jī)》在紡織廠中生產(chǎn)性試用。
得出的結(jié)論是:溶劑上漿的研究成果是令人滿意的,但實(shí)際使用是不可能的,沒有工業(yè)上的使用價(jià)值。溶劑的揮發(fā)逸出雖可用過濾、負(fù)壓法得到一定的解決,但仍不能消除對空氣的污染問題。1979年的國際紡織機(jī)械展覽會及其以后,再也沒有溶劑上漿機(jī)展出。在對《清潔生產(chǎn)》更高要求的現(xiàn)代社會,溶劑上漿似乎也只能作為《上漿工藝史》的一個史話內(nèi)容。

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C、用CO2的無水上漿:
CO2為溶劑,主要也是從印染行業(yè)的《CO2印花技術(shù)》嫁接過來的,實(shí)質(zhì)上仍屬于《溶劑上漿》范疇。液態(tài)CO2是化學(xué)惰性物、不燃、易揮發(fā)、價(jià)格較廉。從原理來說,確是一個可利用的溶劑,并可大大地減少排放的廢物,節(jié)約

能源,也是清潔生產(chǎn)的一個方案。
但現(xiàn)時(shí)常用的漿料不溶解于CO2,必須開發(fā)能溶解于CO2的新漿料,顯然也需要新的退漿方法加以配合。據(jù)一些文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo),這種方式對滌/棉混紡紗上漿,顯示出有較好的耐磨性。說明在上漿工藝上它是有可能實(shí)現(xiàn)的,具有一定發(fā)展前景。但有待進(jìn)一步研究與深化。

D、熱熔上漿:
熱熔上漿早在1974年就有專利發(fā)表,曾有好幾個國家的上漿工作者研究過。最初設(shè)想是用在長絲上漿,因它不須很多的浸透。主要是用具有潤滑性的添加物,如高熔點(diǎn)的合成蠟和添加劑,通過加熱熔融狀態(tài)使它附著于紗上,不需要任何溶劑。所用漿料預(yù)先按工藝要求,將粘著劑、增塑劑等配制而成。上漿方式是使紗通過一系列加熱的導(dǎo)輥把熔融狀的漿料粘附在紗條上。上漿速度據(jù)說可達(dá)250m/min以上,上漿率用導(dǎo)輥的表面速率來控制。退漿方法應(yīng)根據(jù)所用漿料而異,有時(shí)需要特殊的退漿設(shè)備。
1979年美國公布了這方面的成果,并由百林頓公司(BurlingtonImdustries)所發(fā)展,曾有兩個紡織廠安裝了熱熔漿紗機(jī)作生產(chǎn)性試用。并把這項(xiàng)專利生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給美國西點(diǎn)公司(WestPointCo.)。

它是在整經(jīng)機(jī)上,在筒子架與車頭之間安裝一個有溝槽羅拉的上漿器。每根紗占有一個溝槽,經(jīng)紗以正常的整經(jīng)速度(600m/min)通過緩慢轉(zhuǎn)動的溝槽羅拉(10轉(zhuǎn)/分)。溝槽羅拉被加熱到較高溫度,使熔融狀態(tài)的漿料涂沫在紗上,經(jīng)紗在到達(dá)經(jīng)軸前,漿料已冷卻凝固。它的優(yōu)點(diǎn)是:毛羽貼伏好、能源消耗低。存在問題主要是:漿料凝固速度、漿紗間的粘連、上漿均勻性等。
關(guān)鍵是尋找合適的熱熔性漿料,后因這問題未能很好解決,沒有用于工業(yè)性生產(chǎn)。但它的思路,卻為后人所用,即現(xiàn)時(shí)的"冷上漿"(見下述的"冷上漿")。

E、泡沫上漿:
其原理和設(shè)想是引自《泡沫整理》和《泡沫印花》。主要是利用泡沫所產(chǎn)生的巨大表面積,增加漿液與經(jīng)紗的表面接觸,以提高上

漿效果。
較高濃度的漿液(25%),通過一個"泡沫發(fā)生器"使?jié){液大量起泡;并經(jīng)過一個"泡沫供應(yīng)器"將泡沫狀漿液壓出和噴涂到紗層上。在第一對壓漿輥處,以較小壓力擠壓起到涂沫作用,使泡沫均勻地涂布在紗上;第二對壓漿輥著重于使泡沫崩潰,將漿液滲入到紗線內(nèi)層。
雖曾研究過多種漿料起泡方法和穩(wěn)定性,也研究過當(dāng)前常用漿料(例如:PVA、CMC、丙烯酸類漿料等)的起泡特征。
但由于實(shí)際的使用效果和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,以后沒有得到工業(yè)性的應(yīng)用。

F、預(yù)濕上漿(PrewetWarpSizing
預(yù)濕上漿的研究開始于四十多年前,但進(jìn)展一直不大,看法也不盡相同。到1992年國外才開始有預(yù)濕上漿裝置用于長絲上漿機(jī);1997年用于短纖紗上漿機(jī)。并已見之於市場,德國的祖克(SuckerMuller)、瑞士的貝寧格(Benninger)和美國的西點(diǎn)(WestPoint)漿紗機(jī)制造商都有"預(yù)濕上漿"裝置供應(yīng)。我國近年來,也有人在探索預(yù)濕上漿的方式與效果,山東濰坊四棉作過生產(chǎn)性的探索,淮北二棉自行設(shè)計(jì)一套預(yù)濕機(jī)構(gòu),在車間使用,看來有一定效果。
預(yù)濕上漿是在漿紗機(jī)的經(jīng)軸架與漿槽之間插放一個預(yù)濕水槽,經(jīng)紗進(jìn)入漿槽前,先在一個預(yù)濕槽中,用90℃左右的熱水浸漬和擠軋(擠軋壓力在10,000daN,對棉紗來說合宜的吸水率應(yīng)保持在40%左右),使熱水充分浸透經(jīng)紗,并確保經(jīng)紗上的蠟質(zhì)、果膠質(zhì)和脂肪物質(zhì)能有一定的熔化和洗滌作用。從而保證了后面浸漿時(shí),有一個良好的潤濕性能和吸漿條件。
預(yù)濕方式有二:一種是獨(dú)立式的雙浸雙壓預(yù)濕槽;另一種是聯(lián)合式的預(yù)濕漿槽。瑞士貝寧格公司推薦獨(dú)立式的雙浸雙壓預(yù)濕槽,認(rèn)為效果最好,其作用最充分。德國祖克推薦的"WETSIZE"是聯(lián)合式的預(yù)濕漿槽。他們都有溫度控制系統(tǒng),以蒸汽直接加熱水;用水平檢測儀調(diào)節(jié)液面高度;并有過濾水循環(huán)系統(tǒng)保證水質(zhì)和預(yù)

濕可控性與再現(xiàn)性。

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瑞士Benninger公司稱:采用預(yù)濕的上漿工藝,可節(jié)省漿料,并能改善織造運(yùn)行性能。預(yù)濕工藝是用熱水對經(jīng)紗浸濕,同時(shí)進(jìn)行洗滌,以獲得較好的經(jīng)紗表面上漿,增加漿料對經(jīng)紗的粘附力,降低經(jīng)紗毛羽,提高經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力和耐磨性。預(yù)濕上漿的主要好處是顯著降低上漿率,因而減少上漿成本。根據(jù)上漿率的情況,也可改善可織造性,織機(jī)斷頭少,織造效率高。其次,由于漿料造成的環(huán)境污染也可降低。

在《亞洲紡織》期刊上對瑞士Benninger公司的《預(yù)濕上漿》有較詳細(xì)介紹,可參考:
根據(jù)應(yīng)用范圍和運(yùn)行要求,提供兩種類型的最佳預(yù)濕基本工藝:
──在帶有兩個洗滌區(qū)、兩個浸沒輥和兩對軋輥的分隔槽中預(yù)濕﹔
──在預(yù)濕后接著上漿的預(yù)濕和上漿相結(jié)合。工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐表明,采用雙浸雙軋的預(yù)濕工藝可獲得最好的結(jié)果。這樣強(qiáng)烈的浸濕和洗滌使熱水充分地滲透經(jīng)紗。用兩個浸漬區(qū)優(yōu)化了洗滌作用。第一對軋輥不僅可以阻擋塵雜,而且從經(jīng)紗中排擠出空氣,因而在第二浸漬區(qū)內(nèi)可吸收更多的水分。在浸漬區(qū)滯留較長,即使對于較粗的紗線也可達(dá)到較高的速度。
預(yù)濕需要達(dá)到10,000daN高壓的軋輥,以充分?jǐn)D出水分,避免沖淡漿槽中的漿液。90℃的高水溫確保對于棉果膠質(zhì)之類的水洗作用。
采用直接蒸氣加熱的溫度控制系統(tǒng),最新的液面測量技朮調(diào)節(jié)液面,以及過濾水循環(huán)系統(tǒng),保證預(yù)濕工藝可控制和可再現(xiàn)性。
預(yù)濕槽離漿槽的距離較短,以防止?jié)窦喞鋮s過度和發(fā)生上漿時(shí)的有關(guān)問題。該公司將這種預(yù)濕槽主要用于高產(chǎn)量長流程的上漿工藝。粗號紗最好用此方法預(yù)濕。由于預(yù)濕槽占地較大,這種結(jié)構(gòu)主要建議用于單漿槽漿紗機(jī)。
據(jù)制造商介紹:預(yù)濕式上漿使?jié){料對經(jīng)紗的粘附力增加、漿紗毛羽減少、耐磨性增強(qiáng)、斷裂強(qiáng)度也有所提高。也即經(jīng)紗的可織性有所提高、織造時(shí)經(jīng)紗斷頭率可降低、織機(jī)效率能增加。因而上漿率可降低、上漿成本也能下降。據(jù)國內(nèi)的預(yù)濕上漿裝置的生產(chǎn)性試驗(yàn),漿紗的機(jī)械性能有所改

善:在上漿率略有降低下,漿紗的毛羽和耐磨性有一定改善。但未見織造效果的實(shí)際(或測試的量化)數(shù)據(jù)報(bào)導(dǎo)。
德國一個紡織研究所曾建議用蒸汽作為預(yù)濕劑,可獲得更好的上漿效果,并作了應(yīng)用試驗(yàn),在其他條件相同下,得出用145℃195℃的蒸汽預(yù)濕,漿紗耐磨性最好。
從這些文獻(xiàn)資料和產(chǎn)品介紹中,優(yōu)點(diǎn)似乎"十全十美",從未談及預(yù)濕上漿可能存在的問題(瑞士貝寧格公司到是明確指出適用范圍,建議最好用在"粗號紗"上漿)。
據(jù)我們分析:改善吸漿條件是可以理解的,能否直接增加漿對纖維的粘附力值得商榷。但它反而會使?jié){槽中漿液濃度出現(xiàn)較大波動;拉大了濕漿紗承受各機(jī)件機(jī)械拉伸的長度和作用時(shí)間,從而導(dǎo)致經(jīng)紗伸長率增加;所增加的這套預(yù)濕裝置的費(fèi)用,也是一筆不小的投資。
這兩年來,國際上雖有不少文章和商業(yè)性資料的介紹與推薦,也有一些國家已有一定數(shù)量的漿紗機(jī)投入生產(chǎn)性應(yīng)用。
G、冷上漿(ColdSizingProcedure
確切地說,應(yīng)該叫"經(jīng)紗表面處理方式"(國外文章資料中稱為:ColdSizingProcedure。我們有時(shí)直譯為《冷上漿》)。它最適宜于色織行業(yè)和毛紡織行業(yè),在分條整經(jīng)機(jī)的經(jīng)紗架與卷繞滾筒之間裝一套類似于"上蠟"的簡單裝置,漿料或處理劑放在槽中,經(jīng)紗在回轉(zhuǎn)的浸漿輥上拖過,達(dá)到吸漿。所用的材料,一般是具有較強(qiáng)粘附力的低熔點(diǎn)(50℃75℃)的高分子材料,例如氧化乙烯的各種形式縮合物。
最近德國報(bào)導(dǎo)另一種冷上漿形式,是使用具有高粘附力的低分子量聚乙烯醇和抗靜電劑在水中的混合物作為冷上漿的漿料,并已有不同粘度和粘附力規(guī)格的商品供應(yīng)。顯然,這種上漿方式能節(jié)約大量的設(shè)備投資,據(jù)稱比傳統(tǒng)上漿的成本低85%、也能大大地降低能量的消耗、排放物的減少有利于環(huán)境保護(hù)。
這種上漿方式的關(guān)鍵是:篩選出具有高粘附性的低熔點(diǎn)漿料。低分子量聚乙烯醇作為主體
用在這種上漿方式不一定能勝任。氧化乙烯縮合物一類物質(zhì),從理論上說是可行的,要從中優(yōu)化篩選出來,似乎還需進(jìn)一步工作。

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H、拖漿式上漿(ChimgelSizingMethod
德國的CHIMITEX公司推出了這種《拖漿式》的上漿方式,他們稱為MA上漿技術(shù)(Minimum-liquorApplicationTechnique)。對不能承受過大張力和伸長的紗線(例如:細(xì)支羊毛紗、粘膠纖維紗)來說,確也是一種值得嘗試的上漿方式。它沒有浸漬,也沒有壓漿,主要依靠經(jīng)紗壓向拖漿輥表面吸到漿液。因此,經(jīng)紗與拖漿輥的接觸角、接觸壓力、經(jīng)紗與拖漿輥的速度和接觸時(shí)間、漿液粘度等都是關(guān)鍵因素。同時(shí)要求所用漿液要有較高的濃度,顯然,吸漿量不會很大,上漿溫度也可較低(45℃)。據(jù)稱,上漿率比傳統(tǒng)上漿方法低38%的情況下,仍有同樣的織造效果。
也有專用商品漿料(Powersize)供應(yīng)于這種方式上漿,其主要成份是低粘度、低分子量的聚乙烯醇,也有用其他的分子量較低的聚合物,并配有潤濕劑和防腐劑等。據(jù)介紹用在T/C混紡紗上漿也有很好效果。

I、克茨法(Cutts)上漿
它不用壓力而用有刻槽的輥。槽輥浸沒在漿液中,并由二把刮漿刀抹去多余的漿液。經(jīng)紗在刻槽輥和表面包有橡膠的上漿輥之間的壓榨點(diǎn)處與漿液接觸,吸取漿液。它的主要特點(diǎn)是單側(cè)上漿,耗用漿料少,形成表面上漿。

四、在線檢測與監(jiān)控(OnLineDetect
眾所周知,漿紗質(zhì)量是織造的關(guān)鍵因素之一。最近美國有一個統(tǒng)計(jì)分析,對中等價(jià)位的織物織造時(shí),每仃臺一次,它的經(jīng)濟(jì)損失在$0.5$1.0.。則對一個有二百臺劍桿織機(jī)的工廠來說,若斷頭每增加1/10萬緯(約相當(dāng)于增加0.1/臺時(shí)),則每年要損失$500,000,是一筆相當(dāng)可觀的數(shù)字。這也可說是《漿紗老虎口》的一種數(shù)字表達(dá)。
因此,對漿紗機(jī)的計(jì)算機(jī)質(zhì)量監(jiān)控,是各個機(jī)械制造商所必需考慮的、也是使用漿紗機(jī)

的紡織廠越來越關(guān)注的。從計(jì)算機(jī)發(fā)展到現(xiàn)時(shí)這個水平,用在漿紗機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該是沒有什么難題?,F(xiàn)有的國內(nèi)外漿紗機(jī),幾乎或多或少都有一些質(zhì)量指標(biāo)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的,但能全面、系統(tǒng)性地、穩(wěn)定性方面來看,還不多。國內(nèi)的漿紗機(jī)還存在較大差距。其中祖克的"Pro-Size""Telecoll"系統(tǒng)考慮得較為完善,都是在線檢測與控制(OnLineDetect)的。
一臺具有智能計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代化漿紗機(jī),必需保證織軸上的經(jīng)紗達(dá)到:恒定的上漿率、高的耐磨性、低的毛羽、不致使經(jīng)紗發(fā)生粘連的恒定的回潮率、恒定的張力與伸長、保持紗線的彈性和織軸上經(jīng)紗的良好卷繞狀態(tài)。祖克漿紗機(jī)為達(dá)到這些要求,對傳動部份盡可能都用單獨(dú)電動機(jī)傳動,用計(jì)算機(jī)控制各個參數(shù),確保了它的穩(wěn)定性,這主要由"Pro-Size"來完成。對漿液和上漿工藝參數(shù)等方面,祖克用"Telecoll"系統(tǒng)監(jiān)控,以穩(wěn)定地達(dá)到所設(shè)定的:上漿速度、吸漿量、上漿率、漿液粘度、漿液溫度、液面高度等等。由于有較好的軟件支持,當(dāng)變更品種或變更任何參數(shù)時(shí),可很快、很容易地重新設(shè)定參數(shù)。據(jù)稱:使用這二個控制系統(tǒng)的漿紗機(jī)的效果:織造效率可增加三個百分點(diǎn)、漿料耗用量可節(jié)約20%、漿紗機(jī)生產(chǎn)率有明顯提高、經(jīng)紗質(zhì)量好而穩(wěn)定、用水和污水排放費(fèi)用都能減少。這些實(shí)際應(yīng)用效果使得這二套系統(tǒng)的投資,幾個月內(nèi)就能收回。
在檢測漿紗上漿率和回潮率的感知器,至今都是用微波法。美國西點(diǎn)公司用的是微波反射方式、而德國祖克等公司是用微波吸收方式。


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