机械手感整理—气流柔软处理体系
近年来,机械手感整理在纺织品整理中的应用逐渐增多,其原理是利用机械方式松弛织物结构,经多次拍打、轧压降低织物刚度,以增加织物表面的丰满度和蓬松度。与传统机械整理不同的是,在整理手段的应用上,由以往单一的技术手段变为多种技术结合的方式,使整理效果更全面;在材料应用方面,使用了目前先进的材料,从而避免在剧烈的加工条件下对织物造成损伤;在控制方式方面,采用日益成熟的计算机控制技术,使加工过程完全程序化、可控化,如再辅以适当的化学整理剂,则更可凸显整理品的优良品质。
气流柔软整理是一种典型的物理手感整理方法。意大利白卡拉尼(Biancalani)纺织机械有限公司推出的Airo系列柔软织物处理机[1]即属此类。该机器可用于绳状针织物和机织物的间歇式水洗、柔软及烘干加工。其根据文丘里管的风动原理,将热气流充进文丘里管,利用管内产生的负压吸进织物,然后再喷出文丘里管,撞击到用聚四氟乙烯制成的格栅上。在这一过程中,织物首先在文丘里管中受到加速度作用发生剧烈的揉搓,然后在被喷出文丘里管时因处于失压状态而得以膨化,在撞击到栅板时又受到适度的撞击摔打,使织物中的纱线及纤维间隙得以增大,织物的应力得到松弛(以上三步柔软作用于瞬间完成)。面料的运转完全靠气流动力,避免了机械传动造成的挤压与摩擦。文丘里管内壁形成的气流边界层对面料起到充分的气垫保护作用,使面料得到有力但又柔和的处理。在
作者简介:王建庆,男,(1956-),江苏常州市人,副教授,国家染整工程技术研究中心副主任,主要从事纺织化学与染整工程技术的研究和应用开发。
处理过程中,织物与气流、织物与管壁、织物与织物、织物与栅格之间不断摩擦、揉搓、拍打,并辅以助剂作用,使纱线及纤维产生蠕动、蓬松,甚至微纤化,织物的内应力彻底消除,从而使织物获得活络、柔软、蓬松的手感。
Spyra整理机
[1]
是一种新型的转笼式柔软烘干整理机械。
该机器采用了Biancalani的若干项专利技术,能连续加工绳状织物,产量较高。连续式转笼烘燥机中6～10只滚筒通过顺序排列,解决了传统非连续式烘燥滚筒中的有关技术问题。织物在进入机器前可先行浸轧整理剂,用绞盘提升,并由喷出的大量高压空气带入转笼。在前6个单元处向织物喷射蒸汽可增强整理效果,织物喂入最后两个转笼时通过喷入冷风可起固定整理效果的作用。Spyra整理机的多孔转笼有足够大的空间,可避免织物打结,各部分配备的载荷传感器收集盘可指示下一部分的车速。根据加工工艺,织物可进行膨松、烘干和柔软整理,从而改善针织物和装饰材料的手感,提高其附加值。
在绳状加工基础上推出的AIRO24[2],是一台新型、功能强大的连续式平幅转笼烘干柔软整理机,不仅保证整理织物具有间歇式绳状整理的效果,而且极大地提高了生产效率。其适用于各种机织物的柔软整理;丝绒、天鹅绒、麂皮绒、起毛织物、刷毛织物等的柔软和丰满度整理;弹性织物的松弛、柔软整理;针织物的预缩、松弛和丰满整理;涂层面料的机械柔软整理,且无需添加化学助剂。
气流柔软烘干整理技术已经在许多国家得到应用,已进入市场的有瑞士桑德森(SANTEX)集团的SANTASOFT平幅柔软整理机、意大利SALVADE公司的平幅柔软整理机、我国邵阳二纺机的SLMA1132W1平幅气流柔软烘联合燥机、沈阳东宝纺织印染机械有限公司的SMH92024型气流式柔软整理机等。
纺织品机械整理技术和装备的发展
2 机械外观整理
机械外观整理采用机械方式改变织物表面形态和光泽,以及纤维在织物表面的排列状态等,以赋予织物特殊的外观。其加工方法包括轧光、轧纹、起绒、磨毛、激光刻蚀和喷砂等。在实际生产中,往往采用多种方法组合以获得特殊的风格,或是使织物符合特定的使用要求。
2.1 磨毛整理
磨毛整理用于生产具有时尚风格的休闲类面料。通过磨毛整理可改变纤维在织物表面的排列状态,形成短而浓密的茸毛,得到类似麂皮、桃皮的绒面效果,也可得到仿旧整理效果。
近年来出现的以碳纤维磨料丝(也称含磨料尼龙丝)制成的磨毛辊更适合加工具短而细密绒面效果的面料,如麂皮绒、桃皮绒织物。碳纤维磨毛辊大多采用杜邦公司生产的碳纤维磨料丝,适用于各种机织物和针织物的磨毛,具有对织物布身损伤小,磨毛织物手感柔软,绒毛细密、均匀的特点,磨毛效果较传统的金刚砂皮辊具有质的飞跃。意大利的卡鲁(Caru)、拉发(Lafer)、Lisa、克劳斯特(MarioCrosta)公司,以及我国连云港鹰游、江阴五福公司都应用了这类磨毛辊。
Lisa公司和Lafer公司在起毛机原理上开发出了行星式碳
素纤维磨毛机。用碳素纤维辊替代行星磨毛机中的部分砂皮辊,并加装了切线刷毛系统和拍打装置制成的磨毛机,其三重刷毛加拍打的作用,可使织物表面更加清洁,适合化纤长丝织物和针织物的磨毛。
Lisa公司和MarioCrosta公司近期又推出了陶瓷纤维磨毛
机[3],这种纤维更具耐磨性,在高速运转下依然具有很长的使用寿命。Lisa磨毛机中所配置的碳素纤维辊较少,一般只有两只或四只,在使用过程中对织物的损伤很小,同时又能带给织物轻柔的手感,因此更适用于织物的柔软刷毛,不仅使织物表面的纹路更加清晰,还可遮盖织物上的部分瑕疵,可广泛应用于麂皮绒和超细旦灯芯绒的刷毛。
Lafer公司还开发了适用于机织布加工的麂皮起绒机
,采用特耐磨的合成金刚石砂纸Carbosint起绒。这类超细研磨机采用24只罗拉组成磨砂辊,包覆特制的Carbosint金刚砂,采用双转鼓及大圆鼓结构使织物与磨砂辊的接触面积大大增加,得到的磨毛效果更均一,手感更自然柔和,近似于湿磨毛的效果。
Carbosint砂纸的另一个优点是寿命长,运行1000000m以上,
仍可正常工作。相对于传统的砂纸,它可在很长时间内保证恒定的起绒效果,无需经常更换。该机器通过多种工艺参数的组合设计可获得不同的磨毛效果:
・圆鼓转向 可与织物运行方向相同或相反,速度可调。・磨毛辊 所有24条磨毛辊顺着或逆着织物的运动方向,或12条一组顺着织物方向,而另12条一组逆着织物方向。
・程序控制张力 可精确地控制织物(特别是针织物)张力,LoadCell(负载元)张力控制系统能通过工业电脑触摸屏,程序化地选择最适宜的织物张力。
・操作参数 能针对不同的产品设定和储存上百万种磨毛工艺参数和配方。
目前,先进的磨毛机都配有缝头跳跃装置。其清洁毛刷分
离系统可在磨毛过程中快速地将刷毛器从工作罗拉上分离,抽气盘打开系统迅速将清洁刷和工作罗拉暴露于机器外部,这两个装置对清洁机器时的人员安全及对机器的维护起到很重要的作用。
利用特殊研磨材料对织物表面磨刷,可使其表面的纤维末端翘起或被部分削除,使织物表面呈现出均匀、连续的仿石洗、仿旧效果。
Petra织物滑爽整理机
是意大利白卡拉尼公司新近研制的外观整理设备,主要用于改善织物的外观、手感和悬垂性。在一些资料中也有人称之为
Petra仿麂皮起绒机。Petra织物滑爽整理机采用高技术研磨
辊,表面涂有高细度合成研磨材料,可干湿磨。湿磨时,织物进入处理区后,可浸渍在水槽中,研磨辊以600～800次/min的速度高速往复运动。由于采用尖端技术的往复回转罗拉系统,因此只要简单调节平幅穿布的辊数就能控制布面的消光程度。
Petra织物滑爽整理可用于很多纺织品的后整理,如牛仔、
各种棉织物、Lyocell、亚麻、粘胶、蚕丝、羊毛及其混纺交织物。其加工产品外观可呈仿旧、褪色、桃皮绒和光滑状,手感柔软。服装面料用该机预处理,可简化甚至省去成衣的酶处理工艺,能将面料表面疵点降至最少。在家用装饰品市场方面,Petra织物滑爽整理机更带来了新的外观和与众不同的手感。
2.2 激光刻蚀整理
意大利的托尼路(Tonello)公司[6]推出了用于成衣整理的自动激光机(LaserRobot),可用于牛仔服的仿旧处理。设备上配有1～3个激光头,通过激光对织物表面进行灼烧、刻蚀,以获得不同亮度的纹理或花纹图案。激光刻蚀整理技术无需使用化学品,织物干态加工,无污染排放,是一种清洁生产技术。
2.3 成衣表面整理
近年来,随着休闲服装的走俏,围绕成衣仿旧整理的技术开发也成为一个亮点,其中尤以牛仔服装的仿旧整理最为多见。意大利的Tonello公司[6]推出了自动刷磨机(BrushRo2
bot)、自动喷彩系统(EcosprayRobot)、自动激光机(LaserRo2bot)等系列设备,应用于靛蓝和一些硫化染料染色成衣的仿旧
整理。这类设备通常将待处理服装置于模拟人体的人胎模特
(上身或双腿)上,然后对特定部位采用磨刷、喷彩、喷砂、化学
品局部褪色或漂白、激光刻蚀、起皱等方法,以获得各种特殊的仿旧、着色、褪色、漂白、磨破等效果。
在这类设备中,电脑人体活动的真实模拟程度及程序控制水平对整理效果有十分重要的影响。
3 机械防缩整理
纤维在润湿条件下会发生异向溶胀现象,纺织染整加工过程中受外力拉伸形成的热力学不稳定形变是织物发生“缩水”的根本原因。
3.1 弹性体阻尼预缩整理
机械预缩法是常用的防缩整理方法,其基本原理是通过物理作用松弛织物中纱线及纤维的结构,减少织物的内应力,消除潜在的收缩倾向。预缩后,织物被强制屈曲回缩,为纤维的
6
4印 染(2008No.24)
吸湿变形留下足够的空间,再润湿时,由于经纬纱间接触压力减少不致发生收缩,从而达到防缩的目的。迄今使用较为普遍的是弹性毯阻尼预缩法,如橡胶毯预缩和毛毯预缩整理装置。前述的气流柔软整理也具有防缩作用。按加工对象的不同,预缩机械分机织物预缩和针织物预缩两大类。
针织物的预缩整理是近期市场上推广力度较大的一类设备,该类设备的生产厂商主要有意大利斯帕罗托(SPEROTTO),法拉络(FERRAR0),林巴迪(LAMPERTI);瑞士桑德森(SAN2
TEX);美国杜布德(TUBE-TEX);韩国丰光;香港中加拉发,以
及国内的香港立信、邵阳纺机、山东德州亚星纺机、德州大河纺机、江西利群纺机等。
经瑞士桑德森公司的SANTACOMPKCTCK开幅针织物呢毯汽蒸预缩机
[7]
处理后的织物,布面匀整,具有极低的剩余缩
水率及柔软丰厚的手感。该机为连续加工设备,主要包括展幅、对中、超喂装置,针铗拉幅装置和呢毯预缩装置。加工时,织物在松弛干燥状态下经展幅和对中装置进入针板拉幅装置,根据预缩要求及最终幅宽设定拉幅宽度和超喂率,织物离开针铗时脱针柔和,无扭曲、折痕。预缩部分包括两套呢毯预缩装置,均装有特殊的弹性毛毡呢毯,避免两级预缩装置间产生任何张力。织物经呢毯与加热辊筒的阻尼挤压,可同时得到预缩和轧光双重效果。
该机配备的张力传感器可方便地控制织物张力,并确保各部分传动与设定的工艺速度同步;触摸屏控制面板MP370(西门子)可用不同语言(英文、中文等)存储各种工艺参数。
意大利法拉路(FERRARO)COMPTEX-RE针织物开幅式预缩机
[8]
的组成包括链条拉幅、蒸箱加湿、呢毯预缩轧光和连
续打卷出布等装置。该机对织物的对中、退卷、上针、超喂、渐进扩幅、整纬定幅、预缩、轧光、尺寸稳定,以及自动对齐布边的打卷等,均可一次连续完成,生产效率高,预缩效果均匀,尺寸形态稳定,手感柔软。
COMPTEX-RE能在预缩前以大量的蒸汽使织物得到充分
润湿,尤其适应于处理全棉针织物,如平针织物、罗纹织物、双罗纹织物、长毛绒织物、染色印花织物和交织物等。
德国布鲁克纳(Bruckner)公司Opti-shrink系列预缩机可用于机织物和针织物处理,由于采用了PLC工艺控制,能确保剩余缩水精确再现,还能使织物具有特殊的手感。
3.2 气流振荡松弛整理
利用高速紊流使织物以松弛状态在运行过程中发生反复剧烈振荡,从而达到松弛纱线结构,稳定织物形态,降低缩水率的目的,这也是近年来针织物松弛整理的一种有效方法。
瑞士桑德森生产的SANTASHRINK松式烘干机
[9]
,预缩效
果显著,可用于圆筒或开幅针织物的烘干、预缩和松弛整理。织物在烘燥过程中处于完全松式状态,烘箱中带有上下交替排列悬挂的强烈蒸汽喷嘴。喷嘴可喷射出高速热风循环气流,使织物在烘燥运行过程中呈波浪式振动,这种有规律的运动不仅有助于织物的烘干,还可使织物的结构松弛,从而达到一定的预缩效果。热风循环气流速度为18m/s或更高,烘箱空间紧凑,温度分配均匀。箱体内湿空气的排出和新鲜空气的输入均
由计算机控制。
4 复合及涂层整理
荷兰Klieverik公司的复合轧光机(LaminatingCalender
LFC)
[10]
通过组合,可对织物进行化学品预浸渍、热熔固化复合
和轧光等加工。该设备的双鼓结构可保证将热量有效传递给二层特殊的膜材料,使之与第三层基材,如碳布、玻璃布、芳纶和聚乙烯膜等形成特殊的复合材料。该设备可增强材料的强度和硬挺度,制成的材料质地轻、耐腐蚀、维护要求低、能耗小,可用于生产具有特殊用途的层压材料,其产品范围包括电子线路板、防爆、防弹材料,以及用于取代汽车和航空器等领域使用的钢材和铝材料制品。荷兰TENCATE公司采用该技术用于生产飞机部件,欧洲空客A380飞机的机翼即是在LFC131/131/
2000上生产出来的。
LaminatingCalenderLFC与粉点喷洒装置PSD2750组合使
用,可用于生产特殊要求的鞋服类、医用工作服、无纺布、饰带、家用纺织品、汽车内饰等产品。
意大利MPEngineering公司开发的涂层复合设备[11]由涂层装置、红外线烘箱、扩幅装置、轧光机、储布箱、剪边机、焊接机等组成。根据不同的用途,可对织物采用粉喷涂层复合、粉点涂层复合、圆网涂层复合、刮刀涂层复合和火焰复合等加工。粉喷涂层热熔复合适用于多种领域,如汽车工业、鞋类、服装、家具等。被复合的基布包括纺织品、无纺布、薄膜类、衬垫材料和人造革等。粉点涂层复合可用于生产服装内衬、透气内衬;筛网涂层可用于布面要求较高或热敏感织物的涂层;刮刀式涂层可用于自粘合制品、热熔粘合制品涂层、防水布等;火焰复合可用于PU泡沫材料与机织布、针织布、无纺布、人造革的复合,可单面或双面同时复合。
随着人们消费水平的提高和环境意识的增强,物理整理技术以低能耗、低污染的清洁生产特征,在纺织品整理中的应用必将日益扩大。可以预期,若干目前尚处于研发阶段的物理加工技术,如等离子体技术、高能电磁辐射加工技术等,距实际应用也正日行渐近。印染行业将以环境友好、清洁生产的新面目“可持续”地造福人类。
