染整工藝與裝備
1染整的概念
染整加工與紡紗、織造加工一起,形成紡織品生產(chǎn)的全過程。
染整加工是對紡織樹料及其制品進(jìn)行物理的或化學(xué)的處理過程,而以化學(xué)處理為主。其目的是賦予紡織物色彩效應(yīng)(上色或或去色)、形態(tài)效應(yīng)(外觀形態(tài)、表面性質(zhì))、實用效應(yīng)(如防縮、免燙、阻燃等)。
染整工藝過程可歸納為預(yù)處理、染色、印花和整理四類。
預(yù)處理
采用化學(xué)方法去除織物上有礙進(jìn)行后續(xù)加工的雜質(zhì)(如纖維共生物、漿料、污染物等),從而使織物表面潔凈、潤濕,呈現(xiàn)出織物的本色光澤。
染色
對紡織物采用染浴(染料+助劑+溶劑)處理,通過染料與纖維發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)的結(jié)合,使染浴中的染料轉(zhuǎn)移到纖維上而生成不溶性的有色物質(zhì),使織物色澤均勻,染色牢度好。
印花
將染料配置成色漿(染料+糊料+化學(xué)藥劑),在織物上按事先設(shè)定的花樣圖案上染,并使之具有—定的色牛度。
整理
通過物理的、化學(xué)的或兩者結(jié)合的方法來改善織物外觀、手感和內(nèi)在質(zhì)量,提高織物服用性能和賦予織物某些特殊的實用效果。
2染整工藝路線的分類
由于不同的紡織制品,其纖維原料特性、織物組織結(jié)構(gòu)、規(guī)格、成品用途和質(zhì)量要求都不相同,其染整工藝路線也不同,棉、毛、絲織物傳統(tǒng)的工藝路線如下:
3染整工藝對染整機(jī)械的基本要求
(一)工藝適應(yīng)性強(qiáng):
要滿足溫度、壓力、速度、處理時間等工藝參數(shù)。
(二)自動化程度高:
對工藝參數(shù)應(yīng)盡可能自動檢測、自動調(diào)節(jié),精確控制。
(三)設(shè)備耐腐蝕性好:
染整工藝有較多的耐壓、耐腐蝕容器及設(shè)備,要選用高強(qiáng)度的耐腐蝕金屬材料;有些高溫烘燥及汽蒸設(shè)備更需要采用熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱穩(wěn)定性好的材料,并采用良好熱絕緣性的材料作為保溫層等。
(四)聯(lián)合機(jī)同步傳動性能好及調(diào)速范圍廣:
保證織物的操作張力盡可能小,以避免織物伸長或折皺,還必須有一定的調(diào)速范圍。
(五)設(shè)備耗能低、污染少:
提高結(jié)構(gòu)的密封性能和熱效率及熱絕緣效果,節(jié)省能源;設(shè)備應(yīng)配置必要的化學(xué)品回收裝置及余熱回收裝置,減少環(huán)境污染。
4染整機(jī)械的特點
(一)機(jī)器尺寸較龐大
為滿足加工對象的幅寬、工藝作用時間和生產(chǎn)車速的需要,單元機(jī)必須具有一定的容布量。
(二)設(shè)備種類、承壓容器及高溫設(shè)備較多
由于染整加工對象多(纖維、紗線、織物和成衣等),不同的加工對象需要有多種工藝過程 (間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式;平幅加工和繩狀加工等),因而設(shè)備種類繁多。
(三)單元機(jī)臺通用性強(qiáng),系列化程度高
為減少單元機(jī)種類,必須設(shè)計成通用于多種聯(lián)臺機(jī)的通用單元機(jī)。根據(jù)織物幅寬設(shè)計染整機(jī)器的系列產(chǎn)品,機(jī)器公稱寬度比織物幅寬增加200mm。目前公稱寬度為1200一4000mm,每隔200mm作為一種系列。
(四)聯(lián)合機(jī)多單元同步傳動要求高、調(diào)速范圍廣
交流變頻同步調(diào)速系統(tǒng)開始應(yīng)用,調(diào)速范圍已達(dá)1:10。
(五)自動化程度逐步提高
應(yīng)用電子和微機(jī)控制技術(shù)提高設(shè)備自動化程度和工藝重演性。
5染整機(jī)械的基本組成
(一)通用裝置
1.平幅進(jìn)布裝置
其作用是保證織物在一定張力下無折皺地從居中位置進(jìn)入單元機(jī)的握持點進(jìn)行連續(xù)運行。
平幅進(jìn)布裝置
2.擴(kuò)幅裝置
對織物施加緯向張力,以達(dá)到防皺、去皺、展平織物的目的。
(1)螺紋擴(kuò)幅輥(板):
在輥(板)表面,自中央分開,對稱分布左、右旋螺紋,織物在其表面通過時,織物與螺紋斜面緊貼接觸,依靠摩擦阻力,使織物沿緯向伸展,產(chǎn)生擴(kuò)幅作用。
(2)彎輥擴(kuò)幅輥:
彈性的橡膠輥面活套在一根固定的弧形彎軸上??椢飶陌蓟〉酵够〗佑|輥面,并帶動輥面在弧形彎軸上回轉(zhuǎn)。由于織物與輥面之間存在著摩擦力,且織物緯向與輥面間不產(chǎn)生相對滑動,因此織物緯向必將與彎輥母線一起增長,達(dá)到擴(kuò)幅的目的。
(3)伸縮式擴(kuò)幅裝置
擴(kuò)幅輥表面有多條可軸向伸縮的板條(或橡膠條),每塊板條嵌裝于與軸線斜交一定角度的槽形凸輪上,輥面擴(kuò)幅板條在回轉(zhuǎn)一團(tuán)的過程中,半圈內(nèi)向輥的兩端擴(kuò)伸,另半團(tuán)內(nèi)則向輥的中央收縮,織物包繞在向輥兩端擴(kuò)伸的半圈范圍內(nèi)(由A至B包角為30。一90‘),在帶動伸縮擴(kuò)幅輥回轉(zhuǎn)的同時、緯向獲得擴(kuò)展而去皺。
3.線速度調(diào)節(jié)裝置
多單元同步拖動中,為了消除運行過程中聯(lián)合機(jī)各單元機(jī)的線速度不一致,在單元機(jī)之間設(shè)有線速度凋節(jié)裝置,靠非電量信號檢測轉(zhuǎn)換成電量信號
(電壓或電流),以控制從動單元機(jī)的線速度,使各單元線速度達(dá)到同步。
(1)垂環(huán)式:
利用單元之間織物垂環(huán)長度(松弛程度)的變化,通過光電效應(yīng)控制從動單元機(jī)速度,這是一種低張力線速度調(diào)節(jié)裝置,結(jié)構(gòu)簡單,適用于既不能承受張力,又不允許折皺的平幅織物(如針織物、絲絨織物等)。
(2)重力式:
利用容布箱中容布量的變化轉(zhuǎn)換成電信號,靈敏度低,只適用于加工過程中允許織物停頓的場合。
(3)張力式:
利用織物經(jīng)向張力的變化轉(zhuǎn)換成電信號,有升降式、擺動式和氣動式三種基本形式。
升降式
有三輥和五輥兩種(俗稱三輥、五輥松緊架),其特點是織物張力恒定、緩沖量較大,適用于單元機(jī)間容易出現(xiàn)布速差異大的場合;
擺動式
俗稱擺式松緊架,其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、張力基本恒定,常用于聯(lián)合機(jī)的小軋車間控制同步;
氣動式
特點是采用氣缸調(diào)節(jié)織物張力,不僅可實現(xiàn)集體自控,且有緩沖作用,可用于密閉箱體內(nèi)(如導(dǎo)輥式平洗機(jī)、蒸洗箱、烘燥機(jī)、焙烘機(jī)等)及織物張力較大的場合。
4.出布裝置
平幅山布裝置分?jǐn)[功落命裝置和卷裝次布裝置兩大類。擺動落布裝置的作用是將織物送出礬合并整齊地折疊到堆布車中,一般有落布輥式和落布斗式兩種,對于布速較高者,則采用可移式落加裝置。擺功落布裝置足由兩套平面四連桿機(jī)構(gòu)組成,擺動范圍可調(diào).落布輻式適用各種場合.落布斗式主要應(yīng)用于蠶絲織物或毛織物的平幅落布,即車速較低的場合??梢剖铰洳佳b置適用于布速大于80m/min落布場合,便于調(diào)換布車。
卷裝出布用于車速較高場合,可克服高速擺動落布造成的織物起皺等缺陷,并可增加卷裝容布量,減輕勞動強(qiáng)度,卷裝直徑可達(dá)15mc卷裝出布的成卷方式有表面摩擦驅(qū)動式和卷布輥主動驅(qū)動式兩種形式。
前者結(jié)構(gòu)簡單,但卷繞張力大,卷繞張力不均勻。后者由變速電機(jī)或油馬達(dá)直接傳功卷布輥,隨卷繞直徑增大而相應(yīng)減慢卷布輾轉(zhuǎn)速,以保持卷繞線速度不變。
(二)通構(gòu)單元機(jī)
1.軋車
主要用于軋水或浸軋工作溶液。水洗過程中及烘干處理之前,將織物上多余水分盡量排除,以減少水對熱能的消耗,要求除軋液均勻、軋液效率高;浸軋是將工作溶液(如酸、堿、漂液、染液、樹脂整理液等) 軋透到織物中,并把多余溶液排除掉,要求軋液效率高,軋液均勻性好。
軋車是由軋輥、加壓裝置、擴(kuò)幅裝置、傳動系統(tǒng)、機(jī)架、安全防護(hù)裝置及自動控制系統(tǒng)所組成,軋液軋車還包括軋液槽。
軋車形式較多,按軋輥數(shù)量可分為二輥和三輥兩種;按其排列形式可分立式、臥式和傾斜式等;按加壓大小可分輕型和重型;按加壓機(jī)構(gòu)可分為液壓式(油缸加壓)和氣壓式(薄膜缸、氣袋、氣缸直接或通過杠桿加壓);按軋槽型式分則有單槽、雙槽、固定式、升降式、央套式等;按軋輥結(jié)構(gòu)分類則有普通軋車(包括中高輥軋車、中固輥軋車、中文輥軋車)、可調(diào)撓度軋車(包括頂加彎矩軋車、氣控中固輥軋車、油壓內(nèi)支撐均勻軋車、氣袋內(nèi)控均勻軋車)和軸向移動式曲線輥軋車等。
2、平洗機(jī)
以洗液為介質(zhì),洗除殘留在織物上的漿料、雜質(zhì)、酸、堿、固著染料、印花糊料及助劑等。包括水洗機(jī)(織物僅受洗液作用)和蒸油機(jī)(織物受蒸汽和洗液交替作用)兩大類。
平洗機(jī)提高洗滌效率的措施有:
(1)提高洗滌溫度,采用水與蒸汽交替處理。
(2)延長洗液對織物的作用時間,如采用回形穿布形式。
(3)增加浸軋次數(shù)、在上排導(dǎo)輥上增設(shè)小壓輥。
(4)增強(qiáng)洗液對織物的相對運動,如采用振動裝置、強(qiáng)力噴射、圓網(wǎng)吸入式水洗機(jī)等。
3、蒸箱
蒸箱的作用是使織物在不同溫濕度條件下完成染料、化學(xué)品對纖維的滲透、反應(yīng)和固著。
蒸箱由箱體、導(dǎo)布輥、導(dǎo)布輥傳動裝置,蒸汽管道和進(jìn)出布封口等組成。
在蒸箱內(nèi)以蒸汽作為工作介質(zhì),蒸汽既作為載熱體又作為供濕源,蒸箱內(nèi)的溫度、濕度及壓力是其主要的工藝參數(shù)。
根據(jù)染色工藝可分為還原蒸箱和顯色蒸箱兩種:
● 還原蒸箱用于棉及其混紡織物在還原染料染色后的汽蒸,蒸箱進(jìn)口為汽、液兩用封口,出口為液封口;
● 顯色蒸箱用于棉織物在軋染不溶性偶氮染料后的顯色蒸化,蒸箱進(jìn)出口均為汽封口。
4.烘燥機(jī)
靠熱能或電磁能,使?jié)窨椢飪?nèi)的水分蒸發(fā)而成為干燥的織物。
(1)烘筒烘燥機(jī):
使織物直接與高溫金屬表面接觸傳熱,水分從自由表面蒸發(fā)逸出,完成烘燥過程。主要由烘筒、烘筒軸承、蒸汽密封裝置(旋轉(zhuǎn)接頭)、排水裝置、機(jī)架和隔熱門板等組成。烘燥效率最高。
(2)熱風(fēng)烘燥機(jī):
利用對流傳熱原理,由熱空氣將熱量傳給織物,以蒸發(fā)織物中的水分。烘燥過程比較緩和,烘后手感柔軟,表面無極光。主要由織物輸送裝置、空氣加熱裝置、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、排風(fēng)裝置、進(jìn)出布裝置、機(jī)架及隔熱門板組成。
(3)熱輻射烘燥機(jī):
主要應(yīng)用于浸軋染液后織物的不接觸預(yù)烘,以防止染料在織物上泳移而造成染色不勻。因為紅外線照射到織物上能穿透濕織物,從纖維內(nèi)部使輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,在溫度迅速提高的同時,織物內(nèi)水分子強(qiáng)烈運動和迅速擴(kuò)散蒸發(fā),從而達(dá)到在短時間內(nèi)織物內(nèi)外層同時干燥的目的。
6柒整機(jī)械的發(fā)展趨向
向優(yōu)質(zhì)、高效、短流程、多功能、深加工、低消耗和環(huán)保等方向發(fā)展,以滿足多品種、小批量、快交貨等現(xiàn)代化架整生產(chǎn)的要求,提高機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性,最終實現(xiàn)各種工藝參數(shù)的在線檢測和全過程自動控制。
1.提高染整機(jī)械通用單元機(jī)相通用裝置的技術(shù)性能,向高效、高速、小型化發(fā)展,有關(guān)單元機(jī)向積木化組合式發(fā)展,便于印染企業(yè)選擇需要的聯(lián)合機(jī)機(jī)型。
2.發(fā)展適宜小批量、多品種、高質(zhì)量的間歇式加工的染整機(jī)械(如大卷裝、高溫高壓卷染機(jī)、微機(jī)控制的液流繩狀染色機(jī)等)。
3.配合高效短流程工藝,開發(fā)小批量連續(xù)加工設(shè)備(如小批量連續(xù)染色機(jī)、短流程連續(xù)練漂機(jī)等)。
4.采用交流變頻調(diào)速和微機(jī)控制,實現(xiàn)機(jī)臺之間的同步,邊到廣調(diào)的速比范圍(1:10以上),保持織物松式、半松式和低張力運行。
5.研制一機(jī)多用和多功能設(shè)備,例如可兼供焙烘工藝的長環(huán)蒸化機(jī)、適用拉幅工藝與熱定形工藝的高溫技幅定形機(jī)、多功能軋光機(jī)等:
6.提高在線檢測技術(shù)和自動控制技術(shù)水平,推廣應(yīng)用新技術(shù)如電子配色、激光雕刻、微機(jī)測配色系統(tǒng)等。
染整工藝與裝備
印花工藝與裝備