棉纺织工艺浆纱.ppt

第三章 浆纱,授课教师：刘君妹授课班级：纺织04授课时间：3月29,本章内容安排,织造过程中经纱受力,开口：拉伸、弯曲、摩擦引纬：与梭子的摩擦打纬：冲击、与筘齿等的摩擦单位长度的纱线从织轴上退绕下来直至形成织物30005000次程度不同的反复拉伸、屈曲和摩擦作用。,浆纱（warping sizing)的目的,1.增强：浆液浸透（soakage）到经纱内部，增加纤维之间的抱合力，强力增加。2.减摩：浆液在经纱表面被覆（coverage）形成浆膜（sizing film），贴服毛羽，纱身光滑。3.保伸：尽量保持纱线的弹性提高经纱的可织性（weavability）。,上浆工作所起到的积极作用,1.耐磨性改善：abrasion resistance2.纤维集束性改善，纱线断裂强度提高（breaking tenacity）3.良好的弹性(elasticity)、可弯性(flexibility)及断裂伸长4.纱线毛羽贴服，表面光滑5.具有合适的湿度(humidity)6.获得增重效果7.获得部分织物后整理效果,本章主要内容,浆料浆液的调制和质量控制经纱上浆烘燥原理浆纱的质量控制与检验上浆工艺浆纱综合讨论,第一节 浆料(sizing materials),浆液性能：化学物理性质的均匀性和稳定性；对纤维材料的亲和性及浸润性；适宜的粘度。浆膜性能：对纤维材料的粘附性；强度、耐磨性、弹性、可弯性；适度的吸湿性，可溶性；防腐性。浆料分类：粘着剂、助剂。,粘着剂分类,一、粘着剂(adhesive),（一）淀粉（starch）（二）变性淀粉（三）聚乙烯醇PVA（四）丙烯酸系浆料（五）其它粘着剂,（一）淀粉（天然淀粉）,1.淀粉的成分淀粉：65%-85%，白色或微黄色，细腻粉末粗脂肪粗蛋白：微生物良好的培殖基，可溶性蛋白质易使浆液起泡。灰分纤维素水分,2.淀粉的化学结构,分子式(C6H10O5)n 按大分子形态分：,直链和支链淀粉的化学结构式,直链淀粉,支链淀粉,3.淀粉的化学性质,氧化，用次氯酸钠氧化成氧化淀粉，用于棉、棉/富，与PVA混合使用于T/C。酸化，在无机酸的作用下生成酸化淀粉。醚化，和环氧乙烷反应生成醚化淀粉。酯化，和酯化剂反应生成酯化淀粉。接枝淀粉，侧基上加长链结构，与丙烯酸类接枝共聚,4.淀粉在水中膨胀糊化三阶段,吸湿阶段：常温水渗透压力下，少量水分扩散到颗粒内部，体积略膨胀，粘度无明显变化。膨胀阶段：t，渗透压体积膨胀相互挤压粘度增大。温度一定时，粒子开始破坏变成半透明的分散液，粘度最大，开始破坏的现象叫做开始糊化。糊化阶段：温度升高直链分化、分支链破坏、粘度下降并趋于稳定状态成完全糊化。,5.浆液粘度(viscosity)的概念,定义：浆液流动时的内摩擦力的物理量。单位：动力粘度，泊（P），1P=100cP（厘泊）（帕秒）,1cp=1mPa.S（毫帕秒）。影响因素（A）浓度增加、粘度增加（B）聚合度增加、分子量增加、粘度增加（C）温度增高、粘度下降（D）搅拌快、粘度下降测定方法：旋转式粘度计(viscosimeter)恩式粘度计 漏斗式粘度计,6.淀粉的上浆性质,浸透性，呈水分散性糊化成浆，能浸透，欠佳成膜性，聚合度高、强度大、耐摩好、粗而硬弹性差粘附性，用于棉、人棉、富棉上浆，合纤差易退浆，环境污染小易腐败,（二）变性淀粉（modified starch）,淀粉的缺点：调浆时间长，黏度大且稳定性差，属低浓高黏浆料，浆膜脆硬 以各种天然淀粉为母体，通过化学、物力或其他方式使天然淀粉的性能发生显著变化而形成的产品称为变性淀粉。,1.各种变性淀粉的变性方式及变性目的,酸解淀粉（acid hydrolysis starch）,变性原理：加无机酸于淀粉悬浊液，降低淀粉分子甙健活化能，使大分子断裂，降低聚合度。必须控制水解程度。上浆性能：浆液粘度低，流动性好，但粘度稳定性略有下降；浆膜较脆硬，与原淀粉相似；对亲水性纤维有很好的粘附性，可代替10-30%的合成浆料。,氧化淀粉（oxidized starch）,变性原理：用强氧化剂对淀粉大分子中的甙健进行氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基。上将性能：粘度低，流动性好，浸透性强，粘度稳定性好，不易凝胶，与原淀粉相比，它对亲水性纤维的粘附性有所提高，形成浆膜比较坚韧，是棉纱、粘胶纱的良好浆料。,酯化淀粉（esterified starch）,变性原理：淀粉大分子中的羟基被化学活泼性较强的酯化剂（有机酸或无机酸）酯化的产物。由醋酸淀粉酯、磷酸淀粉酯、尿素淀粉（氨基甲酸酯淀粉）等。上浆性能：疏水性酯基的引入，对合纤的粘附性、亲和力加强；浆液粘度稳定，流动性好，不易凝胶，浆膜较柔韧，可用于棉、毛、粘胶、涤棉混纺纱上浆。,醚化淀粉（etherified starch）,变性原理：淀粉大分子中的羟基被各种试剂（环氧乙烷）醚化，引入醚化集团。有羧甲基淀粉、羟乙基淀粉等。上浆性能：水溶性和亲水性与取代基性能及取代度有关；淀粉醚浆液粘度稳定，浆膜较柔韧，低温时不易凝胶，适用于粘胶、羊毛等的低温上浆；对纤维素纤维有良好的粘附性；混溶性好,接枝淀粉（grafted starch）,变性原理：将合成低聚物接枝到淀粉大分子上，根据经纱上浆的要求进行接枝改性设计，可以使接枝淀粉兼有两者之长。表现出优良的综合上浆性能。上浆性能：是最新一代、最有前途的一种变性淀粉，用于疏水性纤维上浆，可以全部或部分代替合成浆料。,（三）纤维素衍生物,主要品种：CMC、HEC、MC上浆性能：1）高速搅拌能溶解2）黏度随温度升高而下降；温度下降又重新回升；在中性或微碱性时黏度稳定3）浆膜光滑、柔韧、强度较高；但浆膜手感太软；浆膜吸湿性好；具有良好的乳化性，混溶性好,（四）动物胶,用于毛纱、粘胶或醋酯长丝上浆上浆性能：1）水溶性：70度以上成水溶液 2）黏度：65-80度、PH值6-8时黏度稳定；3）对纤维素纤维和蛋白质纤维有良好的黏附性 4）浆膜较粗硬，弹性差 5）30-40度浆液易霉变、腐败,（五）聚乙烯醇（PVA）,1.制成：聚醋酸乙烯(CH2CHOOCCH3)n在甲醇溶液中醇解而得，用少量烧碱作为接触剂。2.醇解度（dB）：聚乙酸乙烯酯中，醋酸根被羟基取代的程度。或聚乙烯醇大分子中，乙烯醇单元占整个单元的摩尔分数比 完全醇解PVA，(CH2CHOH)n dB99%部分醇解PVA，(CH2CHOH)x(CH2CHOOCH3)y，dB=88%。聚和度为x+y表示：1799 1795 1788 PVA205,3.物理性质,无味、无臭、白色或淡黄色颗粒、粉末、片状或絮状，比重。,4.PVA的上浆性能,(1)水溶性(water solubility)：水溶性与醇解度有关，dB=85%88%最好；dB=98%,80度开始溶解；水溶性与聚合度有关，n=500，水溶性好，常温速溶；n=1700，80度以上加热搅拌溶解。,4.PVA的上浆性能,（2）粘度与聚合度、醇解度、浓度、温度有关：温度一定，浓度越高，粘度越大；浓度一定，温度越高，粘度越小；聚和度越高，粘度越大；与醇解度的关系：dB=87%，粘度最小。,4.PVA的上浆性能,（3）粘附性不同dB的PVA对不同纤维的粘附性不同：完全醇解的PVA对亲水性纤维具有良好粘附性，例如涤纶；部分醇解的PVA对疏水性纤维的粘附性好。,4.PVA的上浆性能,（4）成膜性：浆膜强度高，弹性好，断裂伸长大，耐磨性好（5）混溶性：具有良好的混溶性，混合液稳定，不分层。,4.PVA的上浆性能,（6）浸透性：优于淀粉浆，也属被覆性浆料，部分醇解PVA优于完全醇解PVA。（7）其它性质：吸湿再溶，织造再粘，开口不清；结皮，造成浆膜撕裂，毛羽增多；起泡，上浆不匀；分纱困难，采用湿分绞，浆液加助剂。,5.应用,短纤纱，贴附毛羽，减小摩擦，采用聚合度大的PVA；长丝，浸透集束作用，采用低聚合度亲水纤维，完全醇解PVA疏水纤维，部分醇解PVA,6.PVA的变性,丙烯酰胺共聚变性：“T”型变性PVA内酯化变性：丙烯酸酯参与共聚再内酯化接枝共聚：引入低聚和度的丙烯酸类物质效果不佳，难降解，污染大,（六）丙烯酸系浆料,单体结构：RCH2CCOOR，R和R不同，可得不同单体，常用：聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯类共聚物、聚丙烯酸及盐,1.聚丙烯酸甲酯PMA,习惯称为甲酯浆 80年代开始应用1）制成：2）基本特征：粘稠白色乳状液，有大蒜气味，总固体率约14%，PH值，高温、高速搅拌可溶于水。3）组分：甲酯(85%)、丙烯酸钠盐(8%)、丙烯睛(7%),4）上浆性能,A水溶性：可与任何比例的水互溶。B成膜性：弹性好、柔韧、强度低、耐磨差、柔而不坚，吸湿再粘严重C粘附性：对疏水纤维粘附好。D温度敏感、冬季易发硬、需加柔软剂，夏季不加，雨天吸湿性大。E遇重金属盐类生成沉淀，使用软水。,2.聚丙烯酰胺浆料,称酰胺浆：80年代开始应用 1）制成：丙烯酰胺共聚而成 2）基本特征：8-10%含固量 3）上浆特性：良好的水溶性，遇无机离子絮凝沉降 浆液成膜性好，浆膜强度高，伸度低 用于苎麻、棉、粘胶、涤棉织物的经纱上浆,3.丙烯酸酯类多元共聚物,制成：丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯、丙烯酸或丙烯酸盐等单体多元共聚而成。普通丙烯酸酯：丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙（丁）酯三元共聚物。GM-B改性丙烯酸酯：再加入丙烯腈成为四元共聚物。GM-C改性丙烯酸酯：再加入玻璃化温度高的甲基丙烯酸类单体形成四元共聚物。合成浆料LY-3N,4.聚丙烯酸盐多元共聚浆料,产品：丙烯酸、丙烯酰胺二元共聚物 丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺三元共聚 丙烯酸、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、丙烯腈四元共聚上浆特性：含固量25-30%，对亲水性纤维的黏附性较好，用于棉、粘胶、苎麻、涤棉纱上浆,5.固体聚丙烯酸（酯）浆料,第三代产品，含固量95%以上，有丙烯酸酯和丙烯酸盐两类产品不应以固态产品来衡量丙烯酸类的先进性,6.喷水织造用浆料,聚丙烯酸盐类：CH2CHCOORCH2CHCOONH4 调浆时-COONH4使浆料具有水溶性 烘燥：放出氨气，CH2CHCOORCH2CHCOOH 退浆：碱煮练，CH2CHCOORCH2CHCOONa 性能：有氨臭，粘附力较低，浓度低，烘燥时脱氨不完全，影响浆膜的耐水性。,6.喷水织造用浆料,聚丙烯酸酯乳液：以丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯乳液聚合共聚而成烘燥:水分子逸出退浆：碱煮练,（五）聚酯浆料,制成：对苯二甲酸、二元醇（乙二酸）等有机物共聚，含-NH2-OH-COO-特点：含固量高，水溶性好、粘度低、渗透性好、对聚酯纤维粘附性好；浆膜柔软光滑，韧性大，抗拉强度高，吸湿性好。能部分或完全取代PVA。CD-200聚酯浆料,（六）组合（即用）浆料,浆料的发展趋势。分两条技术路线：1.以变性PVA为主辅以变性淀粉。2.以丙烯酸类共聚树脂为主辅以变性淀粉。,（六）组合（即用）浆料,新型OIS系列即用浆料以天然高分子玉米淀粉为主要原料，采用变性淀粉研究新技术与改性乙烯聚合物及晶型改良助剂进行物化组合的新一代产品。混溶性、水溶性好，浆液不分层，改进了浆料的质量，适于纯棉与棉混纺等低特、高密织物经纱的上浆。,二、助剂（sizing auxiliaries）,用于改善粘着剂某些性能不足，使浆液获得优良的综合性能的辅助材料。种类多，用量少选用时考虑相溶性和调浆操作方便,1.淀粉分解剂(starch splitter),使用场合：淀粉聚合度大，粘度高，流动差，调浆时间长，必须加之。机理：使淀粉大分子甙键断裂，聚合度粘度下降，改善浆液流动性；降低淀粉的糊化温度，缩短调浆时间。物质及用量：1）碱性分解剂：硅酸钠，用量4-8%，火碱(0.5%-1%)先中和分后分解，防止“结硅”现象。,1.淀粉分解剂(starch splitter),2）酸性分解剂，盐酸0.2-0.3%、硫酸0.4-0.5%,要中和，不稳定。3)氧化分解剂，氯胺T（0.4-0.5%），次氯酸钠（0.5-1.2%）。以上两种分解剂调浆是极少用，集中在淀粉加工厂进行酸结和氧化，有利于浆纱质量的稳定。,2.浸透剂(penetrant),使用场合：高密品种，疏水合纤上浆，浸透不足的浆液。机理：降低浆液表面张力，利于浆液向纱内浸透、扩散、增加浸透性。物质及用量：表面活性剂类，例土耳其红油、JFC、平平加O,用量过多，易起泡，造成上浆不匀。,3.柔软润滑剂(softening agent),使用场合：浆膜脆硬、粗糙，如淀粉浆。机理：减小浆膜大分子间结合力，增加浆膜可塑性，提高平滑度。物质及用量：浆纱油脂26%。用量过大，浆膜强度下降 蜡片，新一代柔软润滑剂，用量5-9%用于淀粉等浆料,4.抗静电剂(antistatic agent),机理：中和纱线上的负离子或增加吸收性，以消除静电积聚。用量：阳离子型SN、抗静电剂MPN、乳白灵等应用：疏水合纤,5.润滑剂(lubricant),机理：使浆纱表面润滑，减小表面摩擦，提高耐磨性。物质用量：石蜡，硬脂酸等，上蜡率0.10.3%。应用场合：合成纤维和细特高密织物。,机理：调节浆液的酸碱度种类：酸性和碱性,6.中和剂(neutralizing agent),7.防腐剂（antisepticagent,应用场合：淀粉易腐败，造成霉变。机理：抑制霉菌生长。物质：2萘酚，用量0.20.4%，毒性大 福尔马林1%，用量过大，粘度下降。双氯酚，无毒,8.吸湿剂(deliquescent agent),机理：浆膜吸湿增加，改善弹性和柔韧性，减少脆断。物质：甘油12%应用：淀粉浆冬季使用。,9.消泡剂(difoamer),机理：附着表面，降低气泡膜的强度和韧度，使泡沫破裂。物质：硬脂酸，松节油。应用：加入浆槽。,10.增重填充剂(weighter),滑石粉,11.溶剂(solvent),水中含重金属盐类，生成沉淀，粘度下降。硬度：1升水中含相当于10mg氧化钙的重金属盐类称1度，大于8度称硬水。调浆用5度的软水。,作业,1.经纱为什么上浆，目的是什么？2.经纱上浆后的性能有哪些改善？3.试述淀粉成浆的三个阶段4.什么是粘度，含义是什么？5.试述淀粉的上浆性能6.试述淀粉的变性目的及种类7.试述PVA的醇解度与水溶性的关系8.CMC的上浆特性,第二节 浆液配方与调浆,浆液配方浆液的调制 浆液质量控制：含固率、淀粉生浆浓度、粘度、PH值、粘着力、浆膜性能,一、浆液配方(sizing instruction),(一)浆液组分的选择正确选择浆料组分，合理制定浆料配比1.浆料组分的选择：粘着剂和助剂，遵循以下原则。1）根据纱线的纤维材料选择浆料相似相容原理，双方应具有相同的基团或相似的极性，常用纤维和粘着剂化学结构对照表P98,(一)浆液组分的选择,2）根据纱线特数和品质选择浆料细特纱：浸透增强并兼顾被覆，上将率较高，选择性能较优的合成浆料和变性淀粉。粗特纱：上浆以被覆为主，兼顾浸透，上浆率较低。捻度较大的纱线：浆液中适当加入浸透剂，增加浆液的流动性。股线：上轻浆或过水，贴付毛羽，稳定捻度。,(一)浆液组分的选择,3）根据织物组织、密度等选择浆料织物组织不同，选择不同上浆率。高密织物的经纱，选择较高上浆率。车间湿度较低，加入适当稀释剂。需特殊后整理的织物，经纱上浆时可直接加入整理剂。市销的坯布，经纱上浆时加入适量增重剂和增白剂。,(二)浆料配比的确定,优选各种粘着剂成分相对溶剂的用量比例试验方法：正交试验、通用旋转试验浆液配方实例P101,(二)浆料配比的确定,各浆料用量的表示方法：1）主浆料为100%，其他浆料占主浆料的百分比 2）溶剂（水）为100%，各浆料占水的分分比 3）单位体积浆液中各浆料的投料数（千克）,浆液配方实例,纯棉32/32 251.5/244 91.5平布 无水淀粉：100%硅酸钠：4%烧碱：0.3 乳化油：2%滑石粉：12%二萘酚：0.4%纯粘胶纤维织物19/19 346.5/236 96.5(kg/m3)淀粉：70 油脂：2.8 漂白粉：0.8 滑石粉：4.2,浆液配方实例,1.纯棉的浆液配方1）C14.5/14.5 523.5/283 PVA1799 37.5kg,PVA205 8kg,LMA 5kg2)JC7.3/JC7.3 681/614 PVA1799 35kg,PVA205 25kg,变性淀粉25kg,LMA 15kg,油3kg,浆液配方实例,4.新型纤维的浆液配方1）Tencel 18/18,433/268平纹PVA35kg,TB-255 15kg，P-T3kg,浆纱膏5kg,后上蜡0.3%2）Modal PVA50kg,氧化淀粉25kg,AD10kg,抗静电剂3kg,NL40.2kg,浆液配方实例,1.涤棉的浆液配方：T/C细布13.1/13.1,346.5/252 PVA1799 37.5kg,变性淀粉40kg,AD10kg,油2.5kg,2-萘酚0.15kg 3.细旦纯涤府绸T12.3/T12.3 523.5/322.5 PVA1799 50kg,PVA205 25kg,变性淀粉12.5kg,聚丙烯酸25kg,柔软剂3kg,抗静电剂6kg.,二 浆液的调制,根据调浆方法把浆料调制成适合经纱上浆使用的浆液。（一）调浆设备浸渍桶、煮釜、调浆桶（常压、高压）、供应桶、输浆泵等。,（二）调浆方法,1.定浓法：以定量的干浆料，加水调制成以比重（波美浓度）表示的一定浓度的溶液，然后加热煮浆，用于淀粉浆的调制。2.定积法以定量的干浆料，加水调成以定体积，然后加热煮浆，用于合成和变性粘着剂的调制。,（三）淀粉浆的调制,1.浆料准备 淀粉准备、油脂准备：乳化处理 2-萘酚准备：溶解稀释 其它助剂的准备,（三）淀粉浆的调制,2.浆液的调煮50度校正浆液浓度：低于50度时固体易沉淀，所测浓度不准；高于50度时粘度大，波美表不能自由沉降，无法测量60度加分解剂，65度加油脂，80-85度供半生浆,（四）PVA浆的调制,定积法：纯PVA浆的调煮 PVA混合浆的调煮,三、浆液的质量指标、控制,浆液的质量指标：浆液总固体率、淀粉的生浆浓度、浆液粘度、浆液PH值、浆液温度等。1.浆液总固体率（含固率）定义：浆料干燥重量对浆液重量的百分比 测量：烘干法、折射法（手持量糖计、阿贝折光仪）,三、浆液的质量控制,2.淀粉生浆的浓度：比重=145/(145-Be)测量：波美浓度计 Be 定浓温度：膨化之后，糊化之前测量，玉米淀粉取65。C。3.浆液粘度：供浆前98。C定粘，用漏斗式粘度计测量（调浆室）实验室用恩氏粘度计和回转 粘度计测量。,三、浆液的质量控制,4.浆液的PH值 测量：精密PH试纸、PH溶液或PH计5.浆液温度：供浆温度 高温上浆981。C，低温上浆55-65。C。6.淀粉浆的分解度 通常取70%左右，速度太慢，不测量。,三、浆液的质量控制,7.浆液粘着力粗纱实验法、织物条实验法 8.浆膜性能：断裂强力和断裂伸长率,第三节 经纱上浆,浆纱机的工艺流程图,上浆装置简图,一、浸浆与压浆,（一）浸浆1.浸浆时间：由浸浆长度（液面高低，浸浆辊位置）和车速决定。长度430-530mm2.确定依据：浆液粘度、纤维种类、纱线特数、覆盖系数（P121）常小于50%，大于50%使用双浆槽。,一、浸浆与压浆,3.设备状态：浸浆辊型式：花篮式，罗拉式 4.纱线状态：松驰状态，0张力，负伸长。,一、浸浆与压浆,（二）浸压方式,一、浸浆与压浆,（三）压浆 挤压区内：1.排出空气，部分浆液压入纱线内部，完成浸透。取决于压浆力、粘度和压浆辊弹性。2.部分浆液压回浆槽，取决于压浆力大小。3.部分浆液留在纱线表面，取决于压浆力大小、粘度大小、车速。,一、浸浆与压浆,出挤压区：1.压浆辊弹性恢复吸浆，取决于压浆辊弹性和车速。2.留在纱线表面的浆液完成被覆，取决于压浆力、弹性、车速、粘度。,一、浸浆与压浆,（四）挤压区中的浆膜双压工艺：先重压后轻压，以浸透求被覆。先轻压后重压，强浸透,一、浸浆与压浆,（五）浆液浸透的Darcy定律 P120,结论：压浆力越小，浆液粘度越大，浆液对纱线的浸透率越小,一、浸浆与压浆,（六）压浆辊表面状态 1、压浆辊表面包复物的弹性。新毯、旧毯、半新半旧毯 2、橡胶压辊的使用。光面：第一压浆辊 微孔：第二压浆辊,一、浸浆与压浆,（七）压浆辊的硬度、加压强度 压浆辊均具有吞吐浆液的功能 常用压浆辊的硬度：肖氏硬度40-60 高压上浆压浆辊：肖氏硬度80-88 单浸双压低浓浆液常压：0.6t 双浸双压中压：2-4t,二、单浆槽与多浆槽,纱线覆盖系数定义：表示浆槽中纱线的排列密集程度。公式：,影响：影响浸浆与压浆的均匀程度。一定上浆条件下，覆盖系数越大，上浆率越低。,二、单浆槽与多浆槽,单浆槽，低密度，单色经使用。双浆槽，高密度，双色经使用。经纱覆盖系数K大于50%,三、湿分绞,湿分绞+5米平行进烘房保持浆膜完整温分绞的根数：3根、5根、7根温分绞的传动方式：积极传动传动比：1：20-1：30目的：保护浆膜完整，减小落浆率湿分绞与落浆率的关系：一根 三根 5根 七根 0.217%0.068%0.045%0.018%,四、浆纱速度和上浆率的关系,浆纱速度对上浆率的影响：快，压浆辊加压效果减小，液膜增厚，上浆率高；纱线在挤压区中通过的时间短，浸透量少，上浆率低。1、打慢车造成轻浆起毛，必须降低压浆辊压力。2、压浆辊压力与车速联动。,作业,1、简述浆液在挤压区和出挤压区的分配情况2、纱线的覆盖系数3、简述浆纱机速度与上浆率的关系。如何根据速度调节压浆辊的压浆力？,第四节 浆纱烘燥,浆纱压出回潮率：常压 120-150%，高压 60-80%上浆要求的浆纱回潮率：棉 6-8%T/C 2-3%需蒸发的水分：自由水：附着于纱线表面或存在于纤维间较大空隙中的水分结合水：渗入纤维内部与之呈物理性结合的水分,五、烘燥方式及特点,1、以热传导为主的烘筒式烘燥方式2、以热对流为主的热风式烘燥方式 3、以热幅射为主的非常规烘燥方式（能量消耗大，不经济，未普及）,1.烘筒式烘燥方式的特点,高热烘筒（内充过热蒸气）直接与湿浆纱接触传热，传热快。表面水份不断汽化，内部水分不断向表面移动，湿度梯度，内高，外低，湿流向由内外。温度梯度内高外低，热流向也是由内外，湿流向与热流向方向相同，高湿处高热，低湿处低热，湿流向阻力小。烘燥速度快，蒸发能力强。烘筒为载热体，周围空气为载湿体，载热体与载湿体分开，排湿时排热较少，热损失小，节省蒸气。,1.烘筒式烘燥方式的特点,烘房结构简单，穿纱长度短，意外伸长小，适合高速。湿浆纱易粘烘筒，浆膜完整率低。纱线毛羽多，需采用防粘措施。纱线截面形状园整度稍差。烘筒内表面形成冷凝水膜而隔热，应及时排出冷凝水。烘筒外表面与纱线间形成蒸气滞积层，阻碍热传导，应及时排湿。,2.热风式烘燥方式的特点,纱线表面水份气化，内部水分向表面移动，湿度梯度，内部大外部小，湿流向由内到外。温度梯度，外高内低，热流向由外到内。湿流向和热流向方向相反。湿流向阻力大，烘燥速度慢，蒸发能力低。高热空气既是载热体,又是载湿体,排湿时排出高热空气，热损失大，耗汽量多，工作效率低。,2.热风式烘燥方式的特点,热湿交换作用缓和，受热均匀，纱线圆整度好，浆膜完整，毛羽少，粘连少，易分纱。穿纱路线长，湿纱意外伸长大，不适合高速，传热系数小，需增大截面和时间。烘房结构复杂，处理断头困难。用于烘筒联合式，单独热风已淘汰。,五、烘燥原理,烘燥曲线图,五、烘燥原理,预烘阶段：湿浆纱进入烘房，很短时间内，吸收大量热量温度由室温升至湿球温度，蒸发少量自由水，回潮率稍有下降，烘燥速度从0增到最大。等速烘燥：当纱线温度等于湿球温度后就保持不变，纱线吸收大量热量，汽化大量自由水，回潮率直线下降，直到临界回潮率。烘燥速度不变降速烘燥：纱线达到临界回潮率后，浆膜初步形，汽气化水分比较困难，回潮率缓慢下降,五、烘燥原理,临界回潮率WL：由于初步形成浆膜，阻碍热传递和湿流向，回潮率下降缓慢，吸收热量，纱线温度开始上升，回潮率为40%。平衡回潮率WP：浆纱表面水汽压=周围空气水汽压，压差=0，湿流向=0，汽化水量=吸收水量，达到动态平衡，与烘房t干，参数有关。WPWOWL t湿t纱t干,六、烘燥速度,传热学原理：浆纱在dt时间内吸收热量为dQ dQ=KF(t2-t1)dt（KJ）设dQ热量使dW公斤水分汽化 dQ=dW*C 联立求得烘燥速度:dW/dt=(K/C)F(t2-t1)=F(t2-t1)式中：t2-t1干湿球温度差或烘燥势 汽化系数（Kg/m2.h）,讨论：影响烘燥速度的因素,(1)烘燥速度与干湿球湿度差（烘燥势）成正比。增加干球温度，降低湿球温度(2)烘燥速度与汽化系数成正比=A(V)1/2 A 实验常数；V重量速度（Kg/m2.h）(3)与受热面积成正比。增加穿纱长度，意外伸长大；分层进烘房，受热面积大(4)提高浆纱回潮率的探讨,讨论,1.为什么热风式烘燥方法的速度低？两个原因 2.为什么烘筒式烘燥方法的烘燥速度高？三个原因 3.新型穿纱方式与传统穿纱方式比较有何优有点？,七、烘房内穿纱方式对浆纱质量的影响,传统穿纱方式：新型穿纱方式：湿区纱路短，有利于控制湿区伸长；烘筒排列较低，操作方便；烘房穿纱灵活 纱线粘连少，浆膜完整，毛羽少,八、后上蜡与干分绞,1、后上蜡：减小纱线的摩擦，消除静电 2、干分绞:分绞棒根数:经轴数减一 分绞棒穿法：P131,九、烘燥能力,1、耗气量：烘燥1公斤原纱，所需蒸气量（公斤）2、蒸发量：每小时汽化的水分重量（公斤）3、汽水比：蒸发1公斤水需要的蒸气量（公斤）,思考题,1、对流烘燥法和热传导烘燥法对浆纱质量有何影响？2、烘房内穿纱方式对浆纱质量有何影响？3、为什么热风式烘燥方法的速度低？4、为什么烘筒式烘燥方法的烘燥速度高？,第四节 浆纱的质量控制与检验,质量指标：上浆率、回潮率、伸长率、增强率、减伸率、浸透率、被覆率、浆膜完整率、毛羽指数降低率等,一、上浆率的控制和检验,上浆率=(浆纱干重-原纱干重)/原纱干重 100%反映经纱上浆量的指标(一)确定 根据相似品种初定，与纱线结构、织物规格、主浆料性能等有关 如21支纯棉市布7-8%，40支棉府绸13-14%（淀粉浆），10-11%（PVA+变性淀粉）过大，经纱粗硬、脆断，弹性、伸度下降，浪费浆料。过小，强度低，耐磨差，易起毛断头，开口不清,一、上浆率的控制和检验,（二）影响上浆率S的因素 1.浆液浓度、粘度与温度浓度高，S大，是S的主要调整因素。粘度高，被覆多，S大；反之，S小。温度高，粘度低，S小；反之，S大。,一、上浆率的控制和检验,（二）影响上浆率S的因素 2.压浆辊压力P 常压200-600kg；中压2-4吨 其他条件不变时，P大，浸透好，压回多，被覆少，S小；反之，S大。,一、上浆率的控制和检验,（二）影响上浆率S的因素 3.压浆辊弹性(可控制)弹性好，挤压区大，压强小，上浆较为均匀，被覆不大，又适当的浸透，S较小 弹性差，上浆重，不均匀，被覆好，浸透亦较好。,一、上浆率的控制和检验,（二）影响上浆率S的因素 4.浆纱机速度(不可控制)车速快，压浆时间短，浸透小，被覆大，S大 反之，S小,一、上浆率的控制和检验,（三）上浆率的检验1.退浆法：求退浆率 步骤：毛羽损失率2.计算法（一个浆轴的平均值）,二、回潮率W的控制和检验,定义：W=(浆纱湿重-浆纱干重)/浆纱干重 100%过大，粘连，开口不清，霉断，伸长大，窄幅长码布过小，浆膜粗硬，脆断头，起毛落浆，宽幅欠码布。,影响回潮率的因素,1.烘房温度：可调调节气压改变t2.浆纱速度：稳定快，烘燥时间短，W大3.排风量：大，空气湿度低，W小；反之，W大。4.上浆率S：S大，水分多难汽化，W高,回潮率的测定和检验,测定：1.电阻法2.电容法3.微波法4.红外线法检验：烘干法,（三）伸长率的检验和控制,定义：=(浆纱长度-原纱长度)/原纱长度 100%过大，强力、弹性受损，条干恶化，卷绕密度大。过小，片纱张力不匀，易并绞线，卷装松散，容量小。棉：0.6-2.0%，T/C：0.5-0.7%,影响伸长率的因素,1.经轴退绕张力2.浸浆张力3.烘燥张力4.分纱张力5.卷绕张力,伸长率的检验,1.伸长率测定仪2.计算法：用于一缸线 浆纱长度=（墨印长度 每轴匹数+机头机尾）每缸轴数+浆回丝 原纱长度=整经码长-白回丝,（四）其它指标,1.增强率和减伸率 纱线强力测试以上进行测试,（四）其它指标,2.耐磨次数和增磨率 纱线质量的综合指标，浆纱耐磨仪测试,也可以测试纱线残留断裂强力和断裂伸长率间接评定浆纱耐磨性,（四）其它指标,3.毛羽指数和毛羽降低率：YG171A（B）毛羽测试仪 毛羽指数：单位长度纱线的单边上超过某一投影长度的毛羽累计根数,（四）其它指标,4.浸透率、被覆率 做浆纱切片，用显微镜投影仪、积分仪测出浆纱截面积S1，浆纱未被浸浆部分面积S2和原纱截面积S 浆膜完整率:浆膜包覆于浆纱的角度与360之比,（五）织轴卷绕质量指标,1、墨印长度2、卷绕密度3、好轴率,第五节 浆纱综合讨论,各品种上浆方式和工艺路线浆纱上机工艺参数设计浆纱疵点浆纱过程的自动控制上浆新技术浆纱产量计算,一、各品种上浆方式和工艺路线,1.短纤织物：轴经上浆(1)纯棉织物 高温度，低粘度，先重压，后轻压，重浸透，求被覆，湿分绞，保浆膜，低张力，小伸长，中回潮，匀卷装,一、各品种上浆方式和工艺路线,(2)T/C织物 轻张力，保弹性，低回潮，匀卷装，重加压，强浸透，重被覆，贴毛羽，湿分绞，保浆膜,一、各品种上浆方式和工艺路线,2.长丝织物：天然丝、聚酯丝、尼龙丝等 强集束，求被覆，匀张力，小伸长，保弹性，低回潮、地上浆率（1）有捻丝：轴经上浆（湿分绞+分层预烘）（2）无捻、少捻、变形丝：整浆联合 轴对轴上浆,一、各品种上浆方式和工艺路线,3.色纱上浆 轴经染色、轴经上浆；轴对轴上浆；分条整浆联合,一、各品种上浆方式和工艺路线,烘筒式浆丝机工艺流程,二、浆纱上机工艺参数设计,浆液的技术指标浆液使用时间压浆辊加压方式和重量浆纱速度上浆三率,二、浆纱上机工艺参数设计,1.浆液技术指标：浆箱六定：定浓、定粘、定温、定积、定PH、定固体量 浆槽三定：定温高温95以上，低温60-80 定粘、定PH,二、浆纱上机工艺参数设计,2、浆液使用时间：淀粉浆24小时 化学浆4-6小时,二、浆纱上机工艺参数设计,3、压浆辊的加压重量和加压方式 加压重量：低、中、高压 加压方式：先重后轻压出回潮率大 先轻后重,二、浆纱上机工艺参数设计,4.浆纱机速度 车速：35-60m/min,二、浆纱上机工艺参数设计,5、浆纱质量：上浆三率 P145-147 上浆率：以纯棉为标准，根据纤维种类、织物组织、织机类型等进行修正 回潮率：根据纤维种类确定，“定温变速”调整 伸长率：越小越好,二、浆纱上机工艺参数设计,6、墨印长度=织物匹长/（1-经纱织缩率）浆纱工艺参数实例 P147,三、浆纱疵点,P148-149 自学 1.上浆不匀 2.回潮不匀:烘房温度、浆纱速度不匀 3.张力不匀 4.浆斑 5.倒断头、并头、绞头 6.油污、锈渍、漏印流印等,四、浆纱过程的自动控制,1.压浆辊压力自动控制 P136 2.浆液温度自动控制 3.浆液液面高度自动控制 4.烘筒及热风温度自动控制 5.浆纱回潮率自动控制 6.浆纱上浆率自动控制 7.调浆系统的自动控制,1.压浆辊压力自动控制原理,气动式,1.压浆辊压力自动控制原理,压浆辊的变化状态：1、浆纱速度不变，压浆辊压力不变；2、浆纱速度提高，电磁阀9工作，压浆辊增压 3、浆纱速度降低，电磁阀10工作，压浆辊减压,2.浆液温度自动控制原理,3.浆液液面高度自动控制原理,溢浆方式 控制批P119直接补给式如图,4.浆纱回潮率自动控制原理,5、上浆率自动控制,在线检测方法：利用射线在线测定原纱和浆纱的绝对干燥重量 利用微波原理测定浆纱的压出回潮率和原纱回潮率,5、上浆率自动控制,上浆率自动控制系统,6、调浆系统自动控制,应用较少主要功能：自动配料和装料；定量加水控制；煮浆时间和煮浆温度控制；搅拌器速度的控制；浆液温度和粘度的在线检测,五、上浆新技术,（一）两高一低上浆：高浓高压低粘常压：300-800kg，压出回潮率 120-150%中压：2000-4000kg，60-80%高压：7000-10000kg作用：提高浆纱速度、节能,五、上浆新技术,2、上浆率、浆液总固体率和烘燥能力的关系 P150图3-51,五、上浆新技术,3、上浆率、浆液总固体率和压浆辊压力的关系 P151图3-52 结论 当浆液总固体率增加，为保证上浆率不变，压浆辊压力必须急剧增加,五、上浆新技术,4、高压上将工艺：高压力、高浓度、低粘度、先轻压、后重压、低压出、重渗透、求完整、湿分绞、分层烘、减毛羽、保浆膜、增耐磨、控张力、小伸长、后上蜡、干分绞、排列匀，紧卷绕,五、上浆新技术,5、高压上浆的有关问题1）单位长度合理的高压上浆压浆力98-294N/cm2）高压上浆纱线的耐磨性增加3）高压上浆纱线的圆整度并未下降4）高压上浆必须配合高浓低粘的浆料5）高压上浆的压浆辊易弯曲变形,五、上浆新技术,（二）预湿上浆工艺经轴架与桨槽之间插放预湿水槽，90左右的热水充分浸渍和挤压纱线。融化洗涤：棉蜡、糖衣、胶质等杂物良好的润湿吸浆状态：压出纱线中的空气,五、上浆新技术,五、上浆新技术,近年来进入实用的新型浆纱技术，对于中特纱上浆在提高浆纱质量的同时可减少浆料用量，进而降低浆纱成本水槽温度和浆槽温度自控：通过温控板块及相应的辅助结构对温度进行精确控制,五、上浆新技术,预加湿通过第一对轧辊引纱进入水槽，再经过压辊挤压压出回潮率保持在 20%左右带水量过大，上浆过程中很难找到浆液浓度的平衡点作用：尽量地清除纱线上油脂等杂物毛羽贴服，与不进行预加湿的情况相比，纱线在低上浆率时也能达到一定的强度及浆纱光滑程度，对降低成本起到很大的效果,五、上浆新技术,用好预湿浆纱设备的关键：合理地配置上浆工艺，控制浆液粘度：经纱预湿处理会引起浆槽的浆液浓度和粘度变化控制预湿纱的回潮率作为一项新技术，预湿上浆的工艺参数优化控制，还存在一些有待研究的课题德国祖克(Sucher Muller)、瑞士本宁格(Benninger)，美国的西点(west Point)浆纱机供应商都有预湿上浆装置供应,五、上浆新技术,中国纺机集团郑州纺织机械股份有限公司于是上浆在GA308系列浆纱机上完美实现,五、上浆新技术,（三）冷上浆适于毛织物和色织物生产装于分条整经机，类似上蜡装置，经纱从浸浆辊上拖过，达到吸浆目的据称比传统上浆节约成本85%，减少能耗和排放，利于环境保护关键是筛选高粘性低熔点的浆料,五、上浆新技术,（四）溶剂上浆实现上浆、退浆不用水，避免了日益严重的废水处理和环境污染的困扰（五）泡沫上浆采用高压上浆，压出回潮率50-80%（六）热熔上浆采用固体浆块，适合长丝上浆,六、新型浆纱机的发展特点,1、适应阔幅、大卷状 2、通用化 3、多烘筒烘燥 4、适当高速和自动控制 100-120m/min 5、变频调速分段传动 6、部件标准化、系列化：向模块化方向发展,作业,1.影响上浆率的主要因素有哪些？2.为什么烘筒式浆纱机烘燥速度快效率高适合高速？3.为什么热风式浆纱机烘燥速度慢效率低不适合高速？,4.压出回潮率、临界回潮率、平衡回潮率5.烘燥过成分哪三个阶段？试述温度、回潮率、烘燥速度的变化规律。6.何谓烘燥势？分析提高烘燥速度的措施。7.何谓回潮率？试述影响因素8.何谓伸长率？试述影响因素,9.叙述“两高一低”高压上浆新工艺的上浆原理。10.预湿上浆工艺的特点及用好该技术关键是什么？11.叙述浆纱工艺设定的内容,