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高压上浆的工艺特点及其浆纱散果的研究麓要 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 摘要 浆纱一贯被视为织造生产中最关键的一邋加工工序。抓住浆纱工作的质量，是提 蹇织糗生产效率羁产鹣溪量懿霉靠缳谖。近零寒，纾缀枣| 耧发展遮速，褰速、蹇经纱 张力织造的无梭织机数量日益增长，服饰用机织物的幅宽和紧密程度进一步提高，为 忿绦造生产辩浆纱工豫提密了更为8 苛蓊”戆质量要求，使浆移王程簧爨更秀充分静 重视和加强。因此，深入研究先进的上浆工艺，孬清影响上浆的质量因素，做则能够 设计釉控制这些因素，将上浆工艺超蒯巨大盼推动作翔。 本文对高压上浆王艺及其浆纱效果进行研究。磷究的主薅内容包括以下几个方 面：( 1 ) 对高压上浆的工艺指标进行分析，并选定高联上浆工艺指标矗q 影响因索。( 2 ) 裹压点浆工艺熬实现，包捶圭浆辩戆选矮，以及裹压力懿实瑗。裹压土浆懿浆辩选择 是浆纱质量的筲要保证。必须选择高浓度、低粘度和商流动性的浆料缎合，以保证恒 定熬土浆率秽魄孝蓦恰巍熬被覆专渗透。) 高藤圭浆麓歪力懿安现。嵩嚣主浆瓣压浆 力确定是浆纱工艺的核心技术。确定压浆力应注意轻熏次序，压浆力具有一个会理的 范雷，太大或太，j 、对象产珐不铡。( 4 ) 通建浆膜完整攀、上浆豹渗透率、上浆率、毛 羽以及可织性实验验诞高压上浆的效果。 通过分析，得出商压上浆的工艺参数，以及与之相应的浆液高浓、低秸( “两高 一低”) 上浆毅工艺，为高压土浆工艺瓣推广廉用提供了依据。 关键诿；浆纱工蕊；上浆覆量；巍压上浆；寒浓；低罄 住者：宗孝浜 指导教师：俞加林毕红军 s t u d i e so nt h et e c h n i c a lp r o p e r t yo fs i z i n gp r e s s u r e f o r c ea n d s i z i n ge f f e c t a b s t r a c t s i z i n gi st h em o s ti m p o r t a n tw o r k i n gp r o c e d u r eo ft h ew e a v i n g t h eq u a l i t yo ft h e s i z i n gi st h eg u a r a n t e e t oe n h a n c ee f f i c i e n c yo f w e a v i n gl o o ma n dt h eq u a l i t yo f p r o d u c t i o n m o s tr e c e n t l y , m o r es t r i c tq u a l i t yr e q u i r e m e n tw a sb r o u g h tu pt os i z i n gb yt h ew e a v i n g , i t w a sb c c a u s eo ft l 豫r a p i d l yd e v e l o p m e n to ff i b e r s , t h ei n c r e a s i n go fl o o m sw i t h 热。犯f a s t a n dt e n s i o na n dt h ee n h a n c e m e n to ft h ew i d t ha n dt i g h t n e s so fc l o t h s ot h es 幽g e n g u e e r i n gw a st ob ep a i dm o 诧a t t e n t i o n t h e r e f o r e , s t u d yo i lt h ea d v a n c e ds i z i n g t e c h n o l o g y , t h e n , t h ei n f l u e n c ef a c t o rc a nb ef o u n do i 屯d e s i g n e da n dc o n t r o l l e d , i tc a n b e g i v e n 黻e n o l t f l o u si m p e t u st os i z i n gt e c h n o l o g y i nt h i sp a p e r , w es t u d yo nt h eh i g h - p r e 黜s i z i n gt e c h n o l o g ya n dt h es i z i n ge f f e c t t h ec o n t e n ti n c l u d e ss e v e r a la s p e c t s ：f i r s t l y , a n a l y z et h et e c h n o l o g yi n d e xo f h i g h - p r e s s u r e s i z i n g , a n df i n do u tt h ei n f l u e n c ef a c t o r s e c o n d l y , a c h i e v et h eh i g h - p r e s s u r es i z i n g t e c h n o l o g y , i ti n c l u d et h es e l e c t i o no f m a i ns i z i n ga g e n ta n dh i g hp r e s s u r e t h em a i ns i z i n g a g e n ti st h ef l 敝g u a r a n t e e t ot h e q u a l i t yo f s i z i n g i tm u s tc h o o s et h es i z i n ga g e n tw i t hh i g hc o n c e n t r a t i o n , l o wv i s c o s i t ya n dh i g hf l u i d i t y , 1 5 0 c a ng u a r a n t e et h ec o n s t a n ts i z i n gr a t ea n ds u i t a b l ec o v e r a g ea n ds o a k a g e t h i r d l y , a c h i e v e t h eh i g hp r e s s u r e t h en u c l e u st e c h n i q u eo f 拉g hp r e s s u r es i z m gi st od e c i d et h ep r e s s u r e t h ep r e s s u r eh a sar e a s o n a b l er a n g e ，t o ol a r g ea n ds m a l li sh a r m f u lt op r o d u c t i o n f o u r t h , t h eh i 痨- p r e s s u r es i z i n ge f f e c tw a sp r o v e db yt h ee x p e r i m e n to f s e r o u sc o a tf u l l n e s s , p e n n e a b i f i t y , s i z i n gr a t e ，h a i r i n 汹a n dw e a v i n ge f f e c t b yt h ea n a l y s i s , w eo b t a i nt h et e e l m o l o g yi n d e xo f h i g h - p r e s s u r es i z i n g , a n dt h eh i g h c o n c e n t r a t i o n , l o wv i s c o s i t yo f n e ws i z i n gt e c h n o l o g y ，i tg i v e sab a s i st ot h ea p p l i c a t i o no f h i g hp r e s s u r es i z i n g k e y w o r d s ：s i z i n gt e c h n o l o g y ；s i z i n gq u a l i t y ；h i g h - p r e s s u r es i z i n g ；h i g hc o n c e n t r a t i o n ；l o w v i s c o s i t y w r i t t e nb y ：s o n gx i a o b a n g s u p e r v i s e db y ：y uj i a - l i n , b ih o n g - j u n 瑟 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独o i l 1 生声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律 责任。 研究生签名：叠擞 日 期：! 堕： ! ：z 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被套阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：彖芬织日期：研究生签名： 外氓 日期： 导师签名：蕴三互三五日期： v 3 ! ! ! ：! ! ! i 鸯压上浆缒工艺特威及其袋睁教果的研究 第一蕈前言 第一章前言 1 1 本课题的秘的和意义 巍织掇上，葶霞长发经纱扶缓辘上遨绕下来塞至形成织携，要受嚣3 0 0 0 5 0 0 0 次 程度不同的反复拉伸、屈曲和磨损作用。未经上浆的缀纱表面豫羽突出，纤维之间抱 合力誉是，程逡耱复杂税城力作用下，纱身惹毛，纤维游离，缀侠纱线解体，簇颏瑟 头。纱身起毛还会使经纱相互粘连，开1 2 1 不清，形成织疵，最后，正常的织造她程无 法维持。 浆纱的髫的正是为了赋予经纱抵御钋郝复杂机械力作用的能力，撼赢经纱的可织 性，保证织造过程顺利进行。因此，除股线、单纤长熊、加捻长丝、变形丝、阿络度 较裹瓣霹终丝终，足警_ | 羲毒黪短绎纱秘长丝缘嚣经上浆燕工。 浆纱一贯被视为织造生产中最关键的一道加工工序。应当说，如此强调浆纱工程 一煮纛不过分。生产巾骞“浆纱一努锋，缓裁一令班”蠹孽撵法，这歪说骥浆纱王程在 工厂擞产管理中的重要地位。抓住浆纱工作的质量，悬提高织机生产效率和产品质量 的可靠保证，褥浆纱正作酶缨小豌忽，会绘缀造生产带来严黧静不受精果。+ j 驻年来，野维材料发展迅速，高速、高缀纱张力织造的光梭织机数量日益增长， 服饰用机织物的幅宽和紧密程度进一步提高，工业用机织物不断开发，为此织造生产 对浆纱工作提掇了受为“苛刻”豹质量要求，使浆纱工程受到甏为充分蛇重视秘细强 上浆过程中，浆液在经纱表面被覆和向经纱内部浸透。经烘燥后，在经纱震面形 藏柔软、坚韬、塞毒辩缝豹鹭留浆貘，佼纱身必滢，纛璎楚茯；在纱线内部，艇强了 纤维之间的粘结抱合能力，改善了纱线的部分物理机械性能。合理的浆液被覆和浸透， 能使纱线织造性能得瓣獾离。 缀纱上浆后，其可织造性能大大得到提高，上浆所起的积极作用生瑟反映在以下 方面： 1 ) 耐磨憾改善。经纱表鞭坚韧的浆膜使其耐磨性能得到提高。浆膜的被覆要力 求连续完整，这样，浆膜才能起到良好的保护作用。生产中，上浆过獠中形成的轻浆 藏点就是经纱表瑟鲮泛坚耘豹装貘保护，在织援懿蜃浆、经等慧、综熊疆，黪鄹是镶 筘的剧烈作用下，纱线起毛、断头，织造无法进行。 l 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 第一章前言 2 ) 纤维集合性改善，纱线断裂强度提高。由于纤维之间抱合力增强所产生的积 极作用，使经纱断裂强度得到提高，特别是在织机上容易断裂的纱线薄弱点( 细节、 弱捻等) 得到了增强，这无疑对降低织机经向断头有较大意义。在合纤长丝上浆中， 改善纤维集束性，还有利于减少毛丝的产生。同时坚韧的浆膜要以良好的浆液浸透作 为其扎实的基础，否则就象“无本之木”，在外界机械作用下纷纷脱落，起不到应有 的保护膜作用。 3 ) 良好的弹性、可弯性及断裂伸长。经纱经上浆后弹性、可弯性及断裂伸长有所 下降。但是，上浆过程中对纱线的张力和伸长进行了严格控制，选用的浆料形成的浆 膜又具有较高弹性，浆膜的拉伸性能( 曲线) 应与纱线的拉伸性能( 曲线) 相似。浆 膜的弹性一般优于纱线本身的弹性，这样，当复杂外应力作用到浆纱上时纱线将承 担外应力的大部分作用，而浆膜仅承担小部分，使浆膜不至破坏，保护作用得以持久。 ，4 ) 纱线毛羽贴伏、表面光滑。由于浆膜的粘结作用，使纱线表面的纤维游离端紧 贴纱身，纱线表面光滑。在高密织物的织制时，可以减少邻纱之间的纠缠和经纱断头， 对于毛纱、麻纱、化纤纱及混纺纱、无捻长丝而言，毛羽贴伏和纱身光滑则尤为重要， 减少纱线毛羽在高速织造的无梭织机上尤为重要，纱线毛羽已成为衡量纱线可织性能 的重要方面。 5 ) 抗静电性提高。合理的浆液配方使浆纱具有合适的湿度，一定湿度的浆纱具 有很好的导电性能，即抗静电性提高，浆纱的可织性得到改善。 经纱上浆是在浆纱机上完成的把经纱浸入浆液中，通过浸没辊、上浆辊和压浆 辊的挤压作用，使浆液部分浸入经纱内部，部分被覆于经纱表面，从而获得一定量的 浸透和被覆上浆，达到工艺要求的上浆率。 高压上浆的优越性已被国内织造业普遍认同，国内己将高压上浆付之实践的主要 是近年来引进新型浆纱机的工厂。对于大多数无法筹集大量资金购迸新型浆纱机的工 厂，也在通过技术改造来实现高压上浆，此项技术改造适应于比较落后的机型，也适 应于国产的浆纱机，如g a 3 3 1 、3 3 2 ，sg | a 3 1 3 ，s g a l 4 0 1 ，g a 3 0 1 等，还包括早期 引进的浆纱机、染浆联合机，针对不同机型，所配的织机以及所织的品种，确定技术 改造的方案。为提高浆纱效率和浆纱质量，节约浆料和能源，开发生产高难度的粗厚 或细特高密织物，采用高压上浆技术以及与之相应的浆液高浓、低粘( “两高一低”) 上浆新工艺，已成为当今越来越多纺织厂的首选方案。但是，由于国内研究工作的起 2 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 第一章前言 步较晚，尤其缺乏系统完整地研究，本课题试图在理论上就高压上浆对浆纱质量的影 响进行分析，并通过实验加以验证，以促进我国高压上浆技术的推广应用。 1 2 国内外的研究现状【l - 7 1 1 2 1 新型上浆技术 传统的浆纱方式耗能太多，约占棉纺织厂耗能总量的1 2 。为降低浆纱的能耗， 人们研究出多种新的浆纱工艺。 a 干法上浆 传统上浆方法都是将纱引入水溶性浆料制成的浆液中吸附浆液，而后烘干。这种 方法既消耗大量的热能，退浆时又污染环境，因此为了解决此类问题，便产生了干法 上浆，目前有两种方式。 ( 1 ) 溶剂上浆 溶剂上浆即采用能溶于某种有机溶剂的浆料代替传统的浆液进行上浆。常用的有 机溶剂有全氯乙烯或三氯乙烯，它们和水的特性比较见表1 1 表1 1 全氯乙烯。三氯乙烯和水的特性比较 全氯乙烯三氯乙烯水 分子式c 1 2 = c c l 2c i h c = c c l 21 1 2 0 沸点 1 2 18 71 0 0 质量热容( j g ) o 3 8o 9 54 1 8 7 潜热( j g ) 2 0 9 7 72 3 9 9 22 2 8 2 3 3 有机溶剂的沸点低，质量热容小、潜热大。烘燥时蒸发有机溶剂要比蒸发水节能 数倍，但有机溶剂具有易挥发性，因此上浆装置与烘房都需要密闭。又因为有机溶剂 回收设备费用高，浆料价格贵等缺点，故至今仍没有推广目前，在分条整浆联合机 上，对长丝进行干法上浆，已投入生产。 ( 2 ) 热熔上浆 在整经机头与筒子架之间加装一根有回轮的罗拉，其上有许多沟槽，每一根经纱 按排列次序经过一相应的沟槽，热熔上浆采用的是聚合物固体浆料若以一定的压力 压在已加热到1 2 0 1 5 0 的沟槽罗拉上时，能使浆科熔化充满于沟槽底部。当纱线 3 壹垦圭墨竺三苎壁盛墨苎茎丝塾墨堕里塞 苎二兰堕直 从沟槽底部通过时，浆料就涂布在纱线上。当经纱卷到轴上时，熔融浆料已冷凝在纱 线表面。因此，既不需要浆槽也不需要烘燥，比传统浆纱机节能约8 0 ，并且取消了 浆纱机。 这种方法适合于长丝上浆，可以增加长丝的集束性，具有减摩、防静电等作用。 聚合性热熔浆料容易回收，退浆容易，对染整尚未发现有不利的影响。 b 泡沫上浆 选用一种易成泡沫的较浓浆液，将空气导入该浆液中，加以机械搅拌而形成泡沫， 再把这种泡沫浆入到经纱中去，这种方法称为泡沫上浆。它和普通上浆方法的区别是， 以少量的水份来容纳浆料分子，以泡沫为介质将浆料传送到经纱上，这样便可大大节 省烘燥过程的耗汽量。 c c h i m g e t - s i z i n g 新型上浆工艺 传统的上浆工艺有着许多经济和生态方面的缺点，如在传统的上浆工艺中，从工 厂排出的污液中浆液含量约有4 0 7 0 ，也即意味着处理废液时高成本的投入。 一种全新的上浆工艺已被开发出来，它的商业名称为“c h i m g e t - s i z i n g 一( 吉 姆盖尔上浆法) 。这种工艺依赖于改进了的上浆剂。在“c h i m g e r - s i z i n g ”上浆工 艺中，在两个上浆辊上都形成浆液层，并且上浆辊在切向与经纱片相匹配，浆纱所吸 收的浆液且可通过改变上浆辊的转动速度得到调节，如图1 1 所示。 环 l 一垃妙 2 压力壤 3 一上浆壤表面的袈麓层 4 一革面上浆的经妒 5 覆面上薤的经妒 图1 1 上浆系统图 该工艺中浆液作用于经纱表面，对经纱起保护作用，可使上浆率显著下降。同时， 所需蒸发掉的水量少，烘干经纱所需的能耗显著降低，且经纱不会互相交叉与传统 工艺上浆的经纱相比，新型工艺上浆的经纱保伸性好。 4 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究第一章前言 应用这种新型工艺的系统及产品已经得到了在o s n a b r u c k 的环保联盟代理 b 吼d e s s t i r u n gu m w e l t 的认可，认为其具有创新精神和良好的生态特性 d 预湿上浆 绿色化生产纺织发展的一个重要目标，预湿上浆作为一种能节省浆料、提高浆纱 质量、利于环保的绿色浆纱新技术，它的优越性已逐渐为大家所认识，近些年得到迅 速发展。 国外进口浆纱机s u c k e r ( 祖克) 、b e n n i n g e r ( 贝宁格) 、k a r lm a y 盯( 卡尔迈耶) 、 w e s t p o i n t ( 西点) 、t s u d a k o m a ( 津田驹) 以及国内郑纺机g a 3 0 8 和盐城纺机g a 3 3 8 浆纱机都配备了预湿水槽，还有些无预湿槽的浆纱机也改造增加了预湿装置，也有企 业将双浆槽浆纱机的第一个浆槽用做预湿水槽。 1 2 2 高压上浆 国外对高压上浆工艺应用较早，而且有一些专家从事工艺研究，所以对高压上浆 的认识比较清楚，如压浆辊硬度、压榨宽度、线压力、压浆力调节范围，浆液浓度和 粘度的确定，高压上浆后浆纱质量的提高等。 1 9 7 7 年法国米卢兹国际浆纱会议上提出高压上浆，主要目的就是为了节能通 过加大压浆力，使压出回潮率降低到1 0 0 以下时，可减少蒸汽消耗3 0 5 0 在 同样的用汽量时，浆纱机速度可由通常的3 0 5 0 m m i n 提高到4 0 7 5 m r a i n 。印度学 者哈里等人发表的研究报告表明，采用1 4 5 t e x 棉纱试验，其未上浆纱，低压上浆纱 ( 压浆力5 0 n p c m ) 和高压上浆纱( 压浆力2 5 0 n c m ) 的浆纱切片经显微镜观察，高压上 浆纱的圆度并未减低，而直径有所减小，表明纱线受高压后结构更为紧密。 从1 9 9 2 年全国浆料及浆纱技术年会( 以下简称年会) 上第一篇有关高压上浆的 论文提出高压上浆问题起，至今已经十多年了。在这期间，经过中国棉纺织行业协会 及各方面长期不懈的努力，目前高压上浆的理论及实践经验已被广泛地接受和认可 2 0 0 0 年年会上还总结出“两高一低”上浆工艺的十大优点。有些先进省份，已掀起 推广“两高一低”浆纱新工艺的活动，建立了从公司领导到轮班的领导小组，但也有 不少企业对高压上浆及“两高一低”的量化标准不太明白，行动上还不够积极。 国内在引进新型浆纱机的同时，也开始介入高压上浆的技术领域。对采用高压上 浆后在浆料及工艺方面的调整还缺乏经验，首先应该是消化国外有关资料，建立一个 5 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 第一章前言 初步的概念，如压浆辊的硬度一般在8 0 9 0 s h o r e 的范围，压榨宽度以1 0 1 8 m m 为 宜。浆液的粘度在提高浓度的条件下以中粘度比较容易掌握，近年来，国内已出现低 粘度的变性淀粉，丙烯酸类浆料以及低聚合度的p v a ，我们可总结这类浆料的使用 经验，确定适用于高压上浆的浆料的组合及参数。同时，对于大多数无法筹集大量资 金购进新型浆纱机的工厂，他们可以通过技术改造来实现高压上浆。 高压上浆时，浆液要具有含固量高、粘度低、流动性好的特点。这是因为经高压 浆力的挤压，浆纱的压出回潮率降低了，需蒸发的水分少了，但同时被挤压出的浆液 多了，上浆率就会下降。为了保证恒定的上浆率，浆液的含固量必须增加。在提高浆 液的含固量时，为了使浆液具有良好的浸透性和流动性，其粘度不能过高，与常压相 比，经过高压上浆的经纱断裂强度无明显变化，毛羽减少，耐磨性能提高，经纱没有 压扁，浆纱的综合性能有明显的改善。 喷气、喷水、剑杆和片梭等新型织机对浆纱提出了更高的要求，即经纱强度要高、 耐磨性能要好、毛羽要少、梭口要清晰等。实践证明，高压上浆的经纱能满足上述要 求。随着新型无梭织机的广泛使用，高压上浆技术也会有迅速的发展 1 2 - 3 国内外新型浆纱机对高压上浆的适应性 国外浆纱机，如欧美各国产品都具有高压上浆条件，如德国祖克浆纱机、卡尔迈 耶浆纱机、瑞士贝宁格浆纱机、美国西点浆纱机日本津田驹浆纱机、丰田浆纱机额 定压力仅1 5 k n ，不具备高压上浆条件。津田驹近来也已推出4 0 k n 的新型浆纱机 国外新型浆纱机的特点是自动化程度高，采用微机及p l c 程控器控制，浆纱许多参 数可以监测、监控，如温度、压力、速度、回潮率等。采用变频调速多单元传动后， 张力与伸长控制更加精确、迅速。祖克浆纱机随机配备的上浆率在线监测尤其为稳定 浆纱质量提供了方便。 国内新型浆纱机近年发展很快，如郑纺机g a 3 0 0 系列、盐城g a 3 3 0 系列、无 锡g a 3 4 0 系列、苏州g a 3 5 0 系列、射阳g a 3 6 0 系列等，也有采用微机控制及多单 元传动，设计水平不差，但材料和加工精度还有一定差距，因而普遍反映故障较多。 国内新型浆纱机中有一些和老式祖克4 3 2 型相似，双浆槽、全烘筒、边轴传动，经 轴气动控制，织轴卷绕为机械式无级变速器结构坚固、造型也很大方由于机械化 程度高，对于电气技术维修力量不足的厂家，较为适用。这些浆纱机大都具有4 0 k n 的 6 高压上浆的工艺特点及其装纱效果的研究 第一章前言 高压浆力，压浆辊也是橄榄轴心，辊面包覆硬橡胶。因此只要采用高浓低粘浆液，完 全可以推行高压上浆事实上，国内新一代的浆纱机应该都可以推行高压上浆，要说 有困难就在于压浆辊的包胶质量，有的在使用中容易龟裂、老化、表面起泡。有的热 稳定性差，回弹性差或表面不耐磨、跑浆。也有的反映上浆困难。目前的办法，除了 器材厂要提高胶辊质量以外，使用厂要经常检查胶辊表面状况，定期修磨。特别是两 个浆槽的压浆辊要同时修理，成对调换工艺人员要经常检查压出加重率的变化，调 整浓度与压力相适应，以确保浆纱质量。 1 3 研究内容 本课题中主要研究了高压上浆的工艺特点及其浆纱效果。研究的主要内容包括以 下几个方面： ( 1 ) 对高压上浆的工艺指标进行分析，并考虑选定高压上浆工艺指标的影响因 素。 ( 2 ) 高压上浆工艺的实现，包括主浆料的选用，以及高压力的实现。高压上浆 的浆料选择是浆纱质量的首要保证。必须选择高浓度、低粘度和高流动性的浆料组合， 合理确定浆液的含周率，适当降低粘度，以保证恒定的上浆率和比例恰当的被覆与渗 透。 ( 3 ) 高压上浆高压力的实现。高压上浆的压浆力确定是浆纱工艺的核心技术 确定压浆力应注意轻重次序，压浆力具有一个合理的范围，太大或太小对生产均不利。 高压上浆的压出回潮率高低是浆纱节能的重要因素。压出回潮率应尽量降低，以减少 烘干负担，节省能源。 ( 4 ) 通过浆膜完整率、上浆的渗透率、上浆率、毛羽以及可织性实验验证高压 上浆的效果。 7 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 第二章高压上浆的工艺特点 第二章高压上浆的工艺特点 2 1 高压上浆工艺指标 高压上浆的目的，一方面是使浆槽压出的纱线具有较低的湿加重率，降低烘燥能 耗和提供高速运转的条件；另一方面是加强浆液的浸透和粘附力，并使被覆完整，纱 线结构紧密，毛羽贴伏，以提高浆纱的可织性，其主要的工艺指标如下。 高压上浆工艺不仅仅是采用高压浆力，它只是一个方面，为达到预期的经纱上浆 效果和浆纱性能，还包括浆料的选用和浆液浓度的选择，从而形成一整套的工艺，其 内容主要包括浆液粘度、浓度和压浆力。 2 1 1 由浆液决定的指标 丸浆液含固率( d ) 浆液含固率( 或含固量) 即浆液的浓度，是指浆液中各种无水浆料的干重占浆液 总重量的百分比。 d = s m ，( s m + s n ) l o o ( 2 - 1 ) 式中：d 含固率( ) ； s m 浆液试样烘干后重量( g ) ； s n 浆液中水的重量( g ) 。 b 浆液粘度( 1 1 ) 粘度是指浆液流动时内摩擦阻力表现出的粘滞性能，反映浆液的流动性。浆液粘 度由主浆料的种类、浆料各组分的混溶性能、浆液浓度、调浆工艺、浆槽温度等诸多 因素所决定。 2 1 2 由压浆力( f ) 决定的指标 压浆力是指压浆辊挤压浆纱时所施加的压力总压浆力为f ( k n ) ，则线压力f 和压强p 分别为： f = f l ( n c m ) ( 2 2 ) p=flxb(ncm2)(2-3) 8 高压土浆的工艺特点及其浆纱效果的研究第二章嵩疆上装鲍芏艺特点 式中：l 压榨幅宽( c m ) b 压榨宽度( c m ) 走蓬斑加重攀( s a ) 聪出加重率是指缀过浆液浸渍、雎浆辊挤压后从浆槽出来的纱线上所吸附的浆液 重量表原纱予霪瓣秀分魄。 s a = ( v m - v n ) ，、r n l o o ( 2 - 4 ) 式孛：s a 莲如燕耋攀( ) v m 从浆槽出来浆纱豹湿重( g ) v n 采上浆经纱的干熬( g ) & 鹾嬲回潮率( w ) 一鹾出回潮率是指缀纱经过浆液浸渍、压浆辊挤压厢，从浆槽出来采进烘房时的回 淫率。 w = ( v m - w n ) w n x100(2-5) 式孛w _ 一压毽嚣灞攀( ) v m 浆纱从浆槽出来时的湿重( g )， w n 瓤浆稽密来的浆纱豹于重( g ) 2 t 2 褰莲上浆王芝援耩秘分罄 裔压浆力是高压上浆的酋蒙条件。高压造成的低吸浆率或嚣说低压出加重率必须 配合离浓度才能保持一定的上浆率，蔼高浓废熬浆液又必须是低秸废考有释予撩幸# 和 浆纱质量。因此，高浓度、低粘度是离压上浆的先决条件。 2 2 1 高压浆力 a 裔疆浆力藏蘑静嚣定 由于理论上的分歧，导致各国采用的高压浆力筢围各脊不同【8 l ：美国为4 0 1 0 0 k n ，德国为2 8 4 4 k n ，日本为2 0 4 0 k n 。国内对高压浆力的界定有以下三种 意见：( 1 ) 以压出燕凝率1 0 0 作必缀量指标，认为压出热熬率表达了袁压上浆樵 构最赢接的效果，并岛上浆率具有正比关系；( 2 ) 以压出回潮率l o o 作为衡量指 标，辫海在保涯上浆攀戆条终下，垂爨强漾攀是降耗瓣具蒋髂瑗；( 3 ) 羧浆纱撬压浆 空 壅堡圭整箜三苎登鏖墨茎墨璧鏊墨塑受塑 整三兰壹堡圭茎墼兰茎壁塞 辊加鹰能力作为衡量指标，因为加压能力表达崖取，易于掌握，同时，又与国外浆纱 设备接轨。因此，第兰种意见较为普遍。按照褪克浆纱机工艺平册中的数据，认为浆 纱正鬻速度- f8 k n 力低压上浆，2 6 k n 为中愿上浆，所谓“巾压”也即是“糍压” 的起点。考虑囡内现实情况、原纱条件、操作习惯、技术水平以及设备维修等因素， 将毫爨浆力雾定蔻2 0 k n ( 1 0 0 n c m ) 狱主。袭2 1 是绫谤接豢戆各楼器浆力豹范整。 表2 1 压浆力定量指标推荐范围 压浆力分档压浆力浆纱机代表机溅 愿n 低压 2 0祖克高压浆纱机 注：高舔土浆裔莲秀的标志；瑟密翔重攀1 0 0 。 b 相当压浆力 为清楚蛾反映高溉浆力的效果，文献资料 9 1 提出了“相当难浆力”的概念及用浆 纱速度系数计冀相当聪浆力的公式。 鼯= ( f n - f i ) ，( f m - f i ) = ( v w i ) ，( v m v 1 ) ( 2 - 6 ) 找入稼关鼗攒褥， k = l ，9 5 ( v 5 ) ( 2 - 7 ) fn=30k+10(2-8) 农低速v i = 5 m r a i n 时的压浆力f i - - 1 0 k n ，高速v m = 1 0 0 m r a i n 时压浆力 f m = 4 0 k n ，煎| j 介予速发v ，和v m 之闯韵任侮速度酃有一个栩应的莲浆力h ，医既 可计算出速度系数k ，由此折算出相当压浆力，以求得相当于离速度1 0 0 m r a i n 、4 0 k n 时的聪浆效果。在实际生产中，相当厩浆力具有一定的意义。 c 。意愿浆力下豹压榨隧 一 联浆力不同、压浆辊表面硬度不同，压榨宽度就不同；硬艘不同、压榨宽度不同， 霹榉撂影响垂浆力大小魏效暴。函踅，嘉基浆力下豹羝耱区墓骞较复杂瓣稠嚣关系t 表2 - 2 为不同压浆力下压浆辊凝面硬度不同时压榨宽度测试结果 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究第：章高麟上浆的工芑特点 表2 - 2 不同压浆力和聪浆辊表褥硬度条停下盼匿辖宽度( 单锭：n u n ) 压浆力k n 5 1 0 1 52 02 53 03 5 4 0 压浆辊表覆 6 5 1 0 41 3 。21 5 s 硬度( 肖氏 8 09 21 1 81 3 91 5 91 7 ，41 8 。61 9 72 0 0 度) 9 08 1 0 。51 2 。8| 5 。o1 6 61 7 。51 9 e2 0 。l 从袭2 - 2 孛分辑，弗考虑到离压上浆总是毫速运转，为傈 匿较充分戆揍压孵翘， 高压上浆的压榨宽度可界定在1 0 2 0 m m 。同时，在高聪上浆时，如果聪浆辊表面硬 发纛，自子变形荔使嚣椽送壤麓，浆纱被耪压对羯逑长，受压嚣熬交形不能完全後复， 纱的横截面变扁，纱线也容易彼此粘连，综合统计分析袭2 - 2 数据和文献资料 1 0 - 1 7 ， 我稻将麓莲上浆辩懿莲浆表嚣硬度赛定洚氏为7 0 9 0 c 。 d 高压浆力的设定依据 在多道加聪方式中，设定备道压力值和轻薰先后次序至关繁簧。生产选择压浆力 豹依撂楚：( 1 ) 经纱晶疑因素。妇纱线特数越大、吸浆枣越大，刘压浆力要毫；( 2 ) 上浆工芑因素。如浆料特性及配比、浆液浓度和粘度、经纱张力和浸浆长度等：( 3 ) 先轻垂、嚣重纛、裹垂力、增浚透。意聪上浆黢第一遂蓬浆辊终羯是送 擎瑗莲，撵爨 纱线中的空气，为高压没透做准备，压浆力较辍，一般常速压力设定为1 0 k n ，慢速 蓬力浚定为5 k n 左右。第二逶嚣浆辊燕芷式嚣浆，馐菇压浆力按压多余瓣浆液，莠 有无级调压装鬣保证浆纱质量，所以压浆力较商。文献资料t 1 日给出的第纛道压浆辊在 正常速度时压浆力p ( 0 噜) 的缴验计算公式： p=96728a43。85(2-9) 式中：s a 聪出加重率( ) 2 2 2 鸯浓度 裹聪上浆既然要求聪出加霞攀大幅度降低，郡么，为了达到定的上浆率，浆液 含固率必定要大幅度地挺高，因此，高压上浆需要高浓度来配合 浆渡浓度上浆搴、压浆力秘浆渡糙度密甥耀关。投据上浆戆基础公式1 7 1 ： 上浆率；压出加重率含固率 ( 2 - 1 0 ) 嚣燕压上浆戆撵标楚基窭黧重率1 0 0 ，健入主残鼙褥亳藤上浆熬褰滚裹爨矮 符合下列条件； 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究第二章高压上浆的工艺特点 浆液浓度( 含固率) 上浆率 即含固率在数值上应等于或大于上浆率是高压上浆高浓度的量化指标。综合文献 o s ，建议把高浓度界定为1 3 以上表2 3 为统计推荐的浆液浓度的分档范围 表2 - 3 浆液浓度定量指标推荐范围 浓度分档浆液浓度备注 低浓度 6 高压上浆高浓度的标志： 中浓度 6 1 3 浆液浓度( 含固率) 上浆率 高浓度 1 3 2 2 3 低粘度 高压上浆需要高浓度的浆液来配合，但浓度的增加导致浆液粘度随之增加。过高 的粘度不利于浆液的浸透，受挤压时还易造成打滑而使剩余物增多，甚至达不到一定 的上浆率，并且容易造成浆轴倒、并、绞头，是浆纱之大忌，为此，必须降低粘度。 高压上浆必须采用低粘度浆液，但究竟多大的粘度最为理想，国内外资料介绍甚 少在生产实践中看到，粘度呈现较复杂的情况。首先，存在于压浆辊和上浆辊挤压 区的浆液必须要有相当的粘滞性，形成具有一定厚度的较强液膜层，才能经得起高压 浆力的挤压，提供被覆与浸透所需的浆液量，故浆液粘度应高于中低压上浆的粘度。 其次，祖克浆纱机的工艺手册指出：不宜使用粘度低于8 0 m p a s 的浆液，否则 在浆纱正常速度与爬行速度之间的上浆差异过大，可见粘度又不能太低，降低粘度要 慎重。 综合文献资料【2 】l 嘲，结合各地高压上浆的具体实例，界定低粘度的条件是浆液粘 度热稳定性 8 5 ，建议将低粘度界定为8 m p a s 5 0 m p a s ( 约4 5 s l o 5 s ，标准水 值3 8 s ，漏斗式粘度计) ，表2 - 4 是统计推荐的粘度范围。 表2 4 浆液粘度定量指标的推荐范围 档次浆液粘庄u m p a 8 ( 浓度6 )备注 低粘度 8 5 0 高压上浆低粘度的标志： 中粘度 5 0 1 2 0应是高于中、低压上浆的 高粘度 1 2 0 1 8 7粘度 高压上袋的工艺特点及其篆纱效果豹研究第二章赫压上浆的鼍艺特点 2 3 选定高压上浆工艺指标所要考虑的因素 2 3 1 确定压浆力所要考虑的因素 常匿上浆瓶其有舔出回潮率大、蠛房蒸汽麓量高、车速低、落浆搴高、浆料浪费 大等问题，产艇的主要原因是压浆力不足，一般压浆力为1 7 6 3 5 3 n c m 。高压上 浆剐剐实施时，曾试虢采用3 9 2 6 8 6 n c m ，经过近几年实践以后，一般认为9 2 2 9 b 4 n ，c m 较为合适。 裁相同条件下，愿浆力增加，压出回潮率降低。常压浆纱机压出回潮率通常为 1 3 0 , 、- 1 5 0 ，貘惹繇灞率鬏撰缀造过程豹要求，鹱瑟麓麴不弱露选蔻2 7 ，蠢 此大缀水分必须在烘房蒸发掉，放能耗大、烘房负担过重，车速提高肖困难。而高压 浆纱税压密弱潮率萄辩低蜀6 0 8 0 ，这裁大大减少了貘漂受担。在上浆率毽定对， 压浆力与水份蒸发量的关系如图2 1 所示。从阁中可以看出压浆力较小时，其变化对 水份蒸发量影响较小。在压浆力一定辩，浆纱速度提商，压浆时间短，浆纱中残余浆 滚多，上浆率会增加。为了保诞稳定孵上浆率，高压上浆枧配蠢压浆力调节装爨，夔 时感应经纱的速度调节压力，使上浆率不变。 。 h i 艟 l 、 柚 邑 鲤 髓 糕 曦 栏 隶 * l o 8 鬟6 0 垂 o 2 艇浆力0 l c m ) 0 1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 0 图冬l 水分蒸发量与压浆力的关系 觚浆辊是高压上浆的关键部件，其表面的形状及硬度值鲞接影响潜浆纱的质量。 鬻嚣惫浆瓣，篷浆辊袭瑟戆磴瘦是聋氏酪度农右。瓷高压上浆对，麴果压浆辘表蔼 硬度低，由于变形使挤压区增加，浆纱被挤压的时间过长，受聪后的变形不能究全恢 复，纱的横截黼变扁，纱线也容易彼媳秸连。嬲诧，一般高压t 浆对，压浆辊袭面的 高压上装的工艺特点及其浆纱效果的研究第= 章高压上浆的工慧特点 硬度为强氏8 0 - 8 8 度。塞压上浆孛，农压浆辍鄹上浆壤溃邦热捱孵峦鼍：袈豹变形， 使高硬度的压浆辊不能充分与低硬度的上浆辊吻合，会使上浆不均匀。由于压力只能 麓在黎黟秀端，辊豹交形会穰逑部经纱承受熬纛秀大，巾罄经纱承受懿羝力较誉，麸 而引起止浆率的横向不匀。 为了使压浆辊在两端受压变形后，能和上浆辊均匀接触，其表面应其有一定的锥 度，辊的外形成是枣核状，这样，两端受压变弯时，辊的中部依然能和上浆辊正常接 触。在压浆辊长1 8 3 c m ，压浆力为6 3 8 9 6 n 时，压浆辊锥度为1 3 1 0 0 0 。这种锻度仅 逶舍予甄定豹爨浆力翻辊熬长发，条锌教交之嚣，效暴会受裂影嫡。薪式的上浆辊及 压浆辊是由计髯机辅助设计的，由于综合考虑了多种因索，上浆效果较好。 蠢蘧主浆辩，浆滚簧兵毒禽藩萋离、稿凄低、流动靛好静特意。这怒蠢为经莲蓬 浆力的挤压，浆纱的压出回潮率降低了，需蒸发的水分少了，但同时被挤压出的浆液 多了，t 浆率就会下降。为了保证恒定的上浆率，浆液的含固鬣必须增细。在提高浆 液的含蹰量时，为了使浆液具蠢良好的浸透性和流动性，其糙度不能过嵩，与常压相 比，经过高压上浆的经纱断裂强度无明驻变化，毛羽减少，耐磨性能提黼，经纱没有 嚣褒，浆纱豹缀合蛙裁有碉显熬改善。 喷气、喷水、剑杆和片梭等新型织机对浆纱提出了熏高的要求，即缀纱强度臻高、 辩瘗毪麓要努、笔罚要少、梭菇簧清骥等。实黢诞赁，蠢送土浆瓣经纱簸溃是上述要 求。随着新型织机的广泛使用，高压上浆技术也会有迅速的发展 离雉主浆的优越性能邑被认同，兔捷高浆纱效率和浆纱质爨，节约浆辩和撩源， 歼发生产高难度的租厚或细特蹒密织物，采用高压、高浓、低粘( “两商一低”) 上 浆新工就，已成为当今越来越多纺织厂的首选方案。刚歼始，由乎国内研究工作的起 步较晚，很长黪期以来，对。两嵩一低”土浆毅王艺一纛停蜜农定性研究上，在具体 应用中因没有统一的量化指标而各持已见，以至许多工厂将高压上浆设备长期用作低 嚣上浆瓣造残攀登要羚浪费，势怠浆辩燕产金戴也嚣没蠢统一熬摇据来攥范生黟，蘑 弓l 起一定程度的混乱。目前已从生产实际出发，定量定性研究了商压上浆的工艺指标， 建立7 套磁较合理鹃指标体系。 2 。3 2 确定浆液浓度所鬟考虑的翻素 高压上浆既然要求妪出加熏率大幅度降低，那么，为了达到定的上浆率，浆液 h 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究 第二章高压上浆的工艺特点 含固率必定要大幅度地提高，因此，高压上浆需要高浓度来配合。 2 4 2 0 1 6 1 2 8 4 0 + d = 2 0 02 55 07 51 0 01 2 51 5 01 7 5 图2 - 2 含固量、上浆率、压出加重率关系图 影响浆液浓度的因素有含圃量、含水率、调浆温度、调浆方法等。然而，更重要 的是含固量和上浆率、压出回潮率之间的相互关系。在工厂采用祖克$ 4 3 2 型浆纱机 浆t c j1 3 1 34 3 3 2 9 91 6 0 细布，压浆力采用前：9 k n ，后：1 8 k n ，变化含固量d ， 可得出图2 - 2 所示的上浆率、压出加重率和含固量之间的关系图。对于一定的浆液含 固量而言，压出加重率与上浆率呈线性关系。同样，经过覆盖系数综合影响着经纱的 上浆率。在高压上浆时，当含固量为1 3 4 时，经纱覆盖系数的增加反而使上浆率提 高 2 0 - 2 6 。 。 2 3 3 确定浆液粘度所要考虑的因素 高压上浆需要高浓度的浆液来配合，但浓度的增加导致浆液粘度随之增加。过高 的粘度不利于浆液的浸透，受挤压时还易造成打滑而使剩余物增多，甚至达不到一定 的上浆率，并且容易造成浆轴倒断头、并头、绞头，是浆纱之大忌，为此，必须降低 粘度。 浆液粘度受诸多因素影响：( 1 ) 粘度受纱线种类、产品规格、浆槽温度、浆纱车 速、压浆力大小等因素影响，因此，应视具体情况而定，并且所谓“低粘”只是相对 而言，不能一概而论；( 2 ) 要形成低粘度的浆液，必须配合低粘度的浆液组分，使用 低粘度的浆料是保证浆液低粘的先决条件 2 7 1 ；( 3 ) 浆料粘度、浆液粘度和压榨区粘度 各不相同，尤其是在高压浆力的作用下，压榨区的粘度是变化的，且测量复杂困难； ( 4 ) 粘度测量方法较多，原理各不相同，且易受环境和试验条件的变化而变化，因 一。静鞴q 高压上浆的工艺特点及其浆纱效果的研究薷：章高压上浆的z 慧特点 此，低旗量纯蠢实际载辫难。 结合目前对高压上浆压浆力的需要程度，考虑到粘度偏低掌握时对减少浆轴例断 头、蒡头、绞头癞点援为燕要，敷戳，可俊耀经验公式嘲冀塞慈爱戆蘩谤壤r t ( m p a 嚼。 r t = 6 0 2 x l n 7 1 3 ( 1 3 6 一s a ) ( 2 1 1 ) 式串；繇压密热重率( 2 4 高聪上浆工艺诸指橼之间的关系 2 4 1 浆液总固体率提离使高速浆纱成为可能 浆纱速度的捷高使浆纱在焱燥装置中停留时闻缩短，透诧，高速浆纱带来