解決棉染整中“死痕”及尺寸不穩定和布面效果差的生產工藝

來源:中國紡織網2019/7/4 12:29:00分類:面料輔料
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  針對棉針織物在染整加工過程尺寸穩定性差易產生褶皺折痕等問題,文中闡述了棉針織物縮水和布面褶皺折痕產生的原因,并從設備和工藝兩方面提出了降低棉針織物縮水率、防止棉針織物出現褶皺折痕的具體措施,為棉針織物染整加工過程中尺寸穩定和布面效果提供了參考依據。

  棉染整加工常見質量問題

  棉針織物在染整加工過程中常出現的質量問題表現為4個方面:

  1.染色、印花中易出現色花、色差、色牢度不良等問題;

  2.纖維損傷程度較大;

  3.織物縮水率較高、尺寸穩定性較差;

  4.布面褶皺折痕現象嚴重和摩擦毛羽較多,即布面效果差。

  經過染料和助劑化工工作者和染整工作者的共同努力,與染色相關的問題和纖維損傷較重的問題,已得到了較好的解決,但棉針織物尺寸穩定性差和布面效果差(表現為褶皺折痕和毛羽)的問題,長期以來未得到好的解決,本文將對棉針織物縮水的原因、防縮技術和棉針織物出現褶皺折痕的原因及其克服方法進行探討。

  縮水和布面褶皺折痕產生原因

  1.棉針織物縮水原因

  衡量織物縮水程度的縮水率,是用滾筒式洗衣機洗滌即織物在水中以完全松弛狀態自由收縮的結果,不僅是經過染整加工后的光坯布和成衣在松式洗滌時會縮水,剛編織完的針織坯,在完全松弛狀態下用水浸漬時,也會出現尺寸收縮現象,即縮水。針織物用水洗滌或在水中進行松弛處理的收縮過程,是由纖維收縮、紗線收縮和織物結構收縮共同完成的。

  1.1纖維縮水

  在紡紗、紡絲(化學纖維)、織布和拉伸力較大的染整工序中,纖維會因外力拉伸而伸長并在纖維內形成內應力,而在拉伸狀態下的干燥作用和纖維間的抱合力、紗線間的交織阻力作用,會使該伸長狀態和內應力暫時固定;在用水或水蒸汽處理時,水分子會削弱纖維大分子鏈段之間的作用力,降低大分子鏈段的回縮位壘,在內應力的作用下,纖維將發生收縮。

  長絲織物、捻度較小的紗織物和再生纖維素纖維織物,在染整濕加工(如練漂和染色)中,纖維容易受到外力拉伸而伸長,會產生較大的縮水率;棉針織物,其練漂、染色過程如果采用的是松式加工方式,纖維將不會受到拉伸,因纖維原因造成的縮水率很小,但如果采用的是拉伸張力較大的加工方式,將會產生較大的纖維縮水率。必須要重視的是,被外力拉伸而產生的纖維形變,會因纖維間的抱合力和紗線間的交織(線圈套結點)阻力而難以恢復,因此要注重對棉針織物練漂和染色過程中拉伸外力的控制。

  1.2紗線縮水

  紗線縮水來自兩個方面:纖維的吸水溶脹和紗線受外力作用產生的伸長。

  首先,纖維在水中吸水溶脹會導致紗線長度收縮,溶脹性越大的纖維織物,由此引起的縮水率越大。幾種纖維素纖維的溶脹性能見表1。

       纖維溶脹使得紗線有效直徑增大,不能伸長甚至有所變短(可用纖維繞紗軸行程衡量)的纖維在不可能發生紗線解捻的情況下,只能通過降低沿紗軸行程(由Ll變為L2)來調整在紗線中的位置和姿態,使紗線縮短。

  另外,在染整濕加工過程中過大的拉伸外力作用或拉伸外力不是過大但長時間連續不斷地作用于織物,致使織物沒有松弛回縮機會,必然會導致紗線伸長、紗線捻度降低的現象,而濕加工中的水,會對纖維素纖維紗線起到定捻作用。

  自由狀態的紗線,這種拉伸可以完全回縮,但織物中的紗線,由于纖維之間的抱合力和紗線之間的交織阻力作用而難以恢復,若只通過超喂拉幅、橡膠毯預縮等整理方法是難以回縮的,但在滾筒洗衣機中或在可使織物得到完全松弛水處理的過程中,通過纖維溶脹被拉伸的紗線可以回縮。

  1.3 織物縮水

  棉纖維在水中吸水溶脹,除了會引起紗線結構的變化還會引起針織物線圈結構的變化。

  首先,纖維溶脹使紗線有效直徑增大,在紗線不能退捻且紗線本身又縮短的情況下,在線圈套節點處,只有通過增大線圈寬度、縮短線圈高度或縮小圈柱間距,來調整針織線圈的三維空間狀態,這一過程可能會導致織物縱向和橫向共同收縮(b1 a或b1 >b,a1

  另外,易拉伸變形的針織物在練漂和染色等濕加工過程中,即使是在較小的外力拉伸下線圈也易產生較大的形變,常表現為線圈高度增大和線圈寬度縮小,棉針織物在濕態下的這種形變,由于織物線圈套結點處紗線交織阻力和纖維間抱合力的作用而難以恢復,這將給織物造成更大的縮水空間。

  還必須要重視的是,與紗線在濕加工中外力拉伸造成的織物變形程度相比,線圈被拉伸而造成的織物形變程度會更大,因為當針織物縱向或橫向受外力拉伸時,首先表現為線圈高度或寬度的增大,其次才是紗線被拉伸,再次便是纖維被拉伸。當然,外力拉伸造成線圈拉長帶來的織物伸長量雖然較大,但通過適當的后整理技術(如超喂伸幅、橡膠毯預縮),比較容易回縮。

  棉針織物(單面)產生褶皺折痕的原因

  棉針織物特別是單面針織物,在染整加工過程中極易產生經后整理無法消除的看似是褶皺折痕的現象,嚴重影響到織物的布面外觀效果。這一現象產生的根本原因,也與纖維的溶脹緊密相關。

  棉纖維溶脹必然會引起紗線結構和線圈結構的變化,紗線結構的變化表現為紗的變粗、縮短和捻度增大,線圈結構的變化表現為圈弧增大和圈柱縮短或圈柱間距縮小,這兩種變化的結果導致織物收縮致密。由于紗線交織阻力和纖維間抱合力對織物組織結構的約束,盡管纖維溶脹過程是可逆的,但已收縮致密的織物形態不會因纖維形態的恢復而復原。

  織密稀松的單面棉針織原坯布,在進行初次濕加工(如練漂)時,如果織物受到了不規則外力作用(大小不一、方向任意),如織物繩狀運行、壓輥擠壓、染色機噴嘴擠壓、織物本身堆布擠壓等,在纖維還未溶脹或溶脹效果還很差的時候,由于纖維抱合力較差、紗線交織阻力較小,紗線結構(表現為捻度)和織物結構(表現為套結點的三維空間)會產生不均勻的變化,這樣織物因纖維溶脹發生的收縮致密效果也將是不均勻的,而這種織物密度不勻、套結點三維空間有異樣的效果,卻會因溶脹收縮后已經大大增高了的纖維抱合力,和紗線交織阻力的作用而無法復原,于是就形成了看似是褶皺折痕的現象。雙面針織物,因為織物組織結構原因,其坯布狀態時就具有了相當高的紗線交織阻力和纖維抱合力,在初次濕加工(如練漂)時,織物不易因不規則外力作用而發生不均勻收縮現象。

  因為棉針織物的初次濕加工工序大多為練漂,又普遍是使用染色機進行繩狀練漂,所以許多染整廠就錯誤地認為,單面棉針織物出現后整理無法消除的褶皺折痕是由繩狀練漂造成的,只有采用平幅練漂方能克服。

  棉針織物防縮技術

  棉針織物縮水來自三個方面,即纖維縮水、紗線縮水和織物(線圈)縮水,而且都與織物拉伸張力有關,因此,防縮方法和技術可采取以下四個途徑:

  a.盡可能地減小棉針織物在濕處理加工過程中的拉伸外力;

  b.在練漂和染色前,對坯布進行松弛濕處理,使織物充分地收縮致密;

  c.采用絲光處理;

  d.在練漂、染色和印花后,進行強迫回縮的防縮技術整理。

  1.減小拉伸張力的練漂、染色和水洗技術

  針織物易拉伸變形的特點,給控制練漂、染色和水洗等過程中織物拉伸張力帶來了很大難度,這也是針織物連續化練漂和染色技術發展緩慢的重要原因,用噴射染色機等間歇式染色機進行練漂、染色及其水洗等全過程的優點之一,就是織物松弛效果好,易于控制織物的尺寸穩定性和密度(單位面積的質量)。

  這種良好的松弛效果,來自織物在運行過程中可以不斷地得到松弛的松弛區和只要對織物施加很小張力就可使織物快速運行的低張力拉伸區。

  棉針織物的連續化練漂、染色及水洗方法,也可參照松式染色機的這種工作原理,實現全松式技術.

  其中的連續化水洗單元機,采用葉片轉鼓式結構,織物的松弛程度好于噴射染色機,而且能用于筒狀、開幅和縫邊成筒3種狀態的針織物.

  2.棉針織物水中松弛預處理技術

  結構較為稀松的棉針織坯布,可在水中松弛浸漬,通過纖維溶脹使織物收縮致密,由于纖維間的抱合作用和紗線間的交織作用,致密后的織物結構具有相當好的穩定性,在后續加工過程中,只要是拉伸外力較小,或即便是拉伸外力較大但作用時間很短且又能及時地得到在水中松弛的機會(如噴射染色機),織物不會產生較大的形變,更不會產生后整理消除不了的拉伸形變。用間歇式松式染色機進行練漂加工能獲得良好的尺寸穩定性,其原因就是棉針織坯布在染整全過程的第一步濕加工中就得到了松弛預處理,而有些連續化練漂設備加工的產品尺寸穩定性不佳,其原因除了練漂后連續化水洗機對織物拉伸張力較大或連續拉伸時間過長外,還與坯布經歷的第一步濕加工是在拉伸狀態下進行的有關。

  3.絲光

  絲光是降低棉織物縮水率、提高尺寸穩定性非常重要的技術。首先,絲光會使棉纖維發生不可逆溶脹,絲光棉織物在水洗時,因為棉纖維溶脹程度大大減小,所以縮水率大幅度降低;另外,絲光會使棉纖維大分子鏈段發生重排,可較好地消除纖維中內應力,更有利于提高織物的尺寸穩定性。

  值得一提的是,當下有許多工廠采用坯布絲光,因為表皮絲光現象較為嚴重,絲光能提高織物尺寸穩定性的功能不能得到充分體現,若采用練漂后絲光,這一問題便可得到解決;有的工廠采用雙絲光工藝,即進行棉紗絲光+坯布絲光的兩次絲光,織物獲得了良好的尺寸穩定性,其中對布的絲光實際上就是采用了練漂后絲光,雙絲光獲得的效果,并不是兩次絲光效果的疊加。

  4.防縮后整理技術

  棉針織物在經歷濕態的和干態的各種染整工序中,織物拉伸變形是在所難免的,需要通過適當的后整理工序加以改善。其中防縮整理主要有兩種方法。

  4.1縱向超喂和橫向伸幅

  在棉針織物縱向受到拉伸變長的同時,往往也會帶來橫向的收縮,最為直接的降低縱向縮水率、提高尺寸穩定性的方法,就是縱向適當超喂同時橫向伸幅。開幅織物用針鋏鏈拉幅,筒狀織物用長撐板擴幅,同時要求織物中含一定量的水分,可通過浸軋水(可結合整理液)或噴水蒸汽的方法實現。

  這種縱向超喂和橫向伸幅的整理方法,降低織物縮水率的程度是有限的,因為紗線交織阻力作用,縱向超喂的量要完全靠橫向伸幅來消掉是有難度的,有時可能會導致因為橫向縮水率過大或織物密度(單位面積的質量)過小。

  4.2強迫回縮整理

  強迫回縮整理,是指在不要求織物橫向伸幅甚至允許變小的情況下,設法使織物的縱向長度變小。

  目前最為有效的方法是:橡膠毯預縮整理機防縮技術,該方法也是機織物防縮整理早已普遍采用的方法。

  棉針織物防褶皺折痕技術

  防止單面棉針織物產生后整理無法消除的褶皺折痕(可稱之為死褶)現象的有效步驟,是對棉針織坯布進行的第一步濕處理工序。

  具體方法有三種:

  方法1

  在織物受到不規則拉力和壓力作用前,使其以完全松弛狀態浸漬于水中,通過纖維溶脹使織物自由均勻地收縮;經均勻收縮致密的織物,會因纖維間抱合力和紗線間交織阻力的作用而相對穩定地固定下來,在后續加工中不會因壓力或拉力(適當大小的)的作用而產生死褶。如多功能全松式連續化練漂機,坯布經過的第一個單元是能使織物以完全松弛狀態浸漬于水中的松弛防褶機,織物在此中通過纖維溶脹自由均勻地收縮。

  方法2

  在織物受到不規則拉力和壓力作用前,對其進行有規則的和適當大小外力作用下(包括橫向和縱向)的濕加工,這種情況下因纖維吸水溶脹引起的織物形態變化,是均勻而有序的。有一些用于開幅針織物平幅加工的低張力連續化練漂機,就是利用這一方法來防止產生褶皺的。

  方法3

  在織物受到不規則拉力和壓力作用前,對其進行在有規則外力作用下的纖維不可逆溶脹處理,這一過程就是絲光。絲光后的棉針織物,在繩狀練漂和染色過程中,不會產生所謂的死褶,絲光棉織物尺寸穩定性高的原因也在于此。

  注意

  棉針織物縮水和單面針織物“褶皺折痕”,這兩種現象產生的原因有共同之處,都與棉纖維的溶脹性能有關,都與織物在練漂、染色和水洗等濕加工中所受到的外力有關,這也是本文把棉針織物尺寸穩定和布面效果歸納在一起來寫的原因。

  如何提高棉針織物的尺寸穩定性以及獲得良好的布面效果(無褶皺折痕、無摩擦毛羽等),是長期以來針織行業關注的課題,為此也研究和確立了許多工藝技術以及研制了相關設備,但始終沒有得到很理想的效果,依然存在著尺寸不夠穩定和布面褶皺折痕嚴重等現象。

  從過去的相關技術看,更多的是注重了松式加工過程,如用間歇式松式染色機(多為繩狀噴射染色機)進行練漂、染色和水洗的全工藝流程和使用松式熱風烘干機烘燥織物等,雖說織物尺寸穩定性得到了一定程度的改善,但帶來的問題是布面褶皺折痕、摩擦毛羽現象的加重和水、電、汽消耗量大幅度增大以及產品質量不穩定等;平幅連續化練漂技術和平幅染色技術近些年受到了重視,但其使用的設備大多為緊式連續化方式,雖然能獲得平整的布面效果,但存在著織物縮水率較大或單位面積重量(克質量)較輕的現象。

  由此可見,要想獲得最為理想的尺寸穩定性和布面效果,僅是注重以上的“松式加工”和“平幅加工”是不夠的,還必須要注重以下三點:

  第一,重視在對棉針織坯布進行第一次濕處理過程中由于纖維吸水溶脹引起的織物形態變形以及由此帶來的對織物尺寸穩定性和布面效果的影響。最佳的方法是,織物以完全松弛狀態置于水中,通過纖維溶脹使織物自由均勻地收縮致密,這樣既能獲得良好的尺寸穩定性又能保證平整的布面效果。

  第二,重視可使棉纖維發生不可逆溶脹的絲光工序對棉針織物的“定形”作用。經過絲光處理的棉針織物,不僅尺寸穩定性高,而且再大的外力(壓力或拉力)也不會使織物產生褶皺折痕。

  第三,重視防縮后整理技術?!俺狗揽s技術”(超喂擴幅、超喂烘燥、超喂壓光等)不是防縮技術的全部內容,一些成熟的棉機織物防縮技術如橡膠毯預縮機防縮技術等,應該在針織物防縮整理中推廣應用。

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