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一文看懂热定形机设备,不同纤维织物的定形温度不再神秘!
时间:2019-03-14 10:11:37    来源:环球纺机  

一文看懂热定形机设备!【印染学习与交流】荐读,好文章必须要分享,给所有的印染厂!干货满满,一起往下滑!对定型机将有不同的理解!


热定形按其使用能源分类可分为湿热定形、蒸汽定形、干热定形。


(1)湿热定形。可以在交辊卷染机上用98〜100℃水处理1〜3h。湿热定形存在下列不足。


①易起皱纹。

②幅宽不能控制。

③定形效果差,以后不适用于高温加工。


(2)蒸汽定形。织物打卷、包布置蒸呢机中,蒸汽加温处理,定形的温度与时间,视蒸汽压力而定,见表1。


表1 蒸汽压力与温度和定性时间的关系

蒸汽压力

(绝对压力,Pa)

温度(℃)

定型时间(min)

蒸汽压力(绝对压力,Pa)

温度(℃)

定型时间(min)

39.3

140

10

16.7

112

30

27.5

130

15

——

——

——


饱和蒸汽定形机价格较低廉,定形效果与干热定形相似,织物手感较丰满、柔软,但不易保持均匀,并且有其他缺点:


①定形时要排除空气,否则易使制成品发黄甚至脆损。

②幅阔不能控制。

③布卷内外定形程度不易保持一致。



蒸汽定形即经常应用的蒸呢工序,它是一种机械性和物理性的整理工艺。此工艺的目的不仅是稳定织物长度、幅度,同时还维持织物的特性如平滑、松厚、丰实与弹性充足的手感和增进天然光泽度。过去主要用于羊毛、蚕丝、粘胶和这些纤维混纺织物,目前广泛应用于涤粘中长混纺织物的定形加工上。


蒸汽定形即经常应用的蒸呢工序,它是一种机械性和物理化的整理工艺。此工艺的目的不仅是稳定织物长度、幅度,同时还维持织物的特性如平滑、松厚、丰实与弹性充足的手感和增进天然光泽度。过去主要用于羊毛、蚕丝、粘胶和这些纤维混纺织物,目前广泛应用于涤粘中长混纺织物的定形加工上。


常用的蒸呢机有间歇式和连续式两种,间歇式又称锅蒸式蒸呢机。这种机器有开口正常式和温度高达140℃的高压式。它们的技术原则是将要处理的织物分批地用绒面或光面蒸呢包布夹层卷绕于多孔圆筒上,光面包布多用缎纹织物。卷绕时,严格地控制织物的张力。布卷放入机器后,机内蒸汽从卷内透至卷外或从卷外透入卷内,排除织物中夹有的空气,加强蒸呢效果。处理时间随加工要求而定,一般约8〜15min。锅蒸式蒸呢机在汽蒸以后,抽出机内蒸汽,送入冷空气流将布卷织物冷却,然后出布。


图1 热定形机


连续式蒸呢机的主要结构是高压汽蒸圆筒、抽吸圆筒和常压汽蒸圆筒。圆筒直径900mm,外包毛毡式蒸呢包布。汽蒸圆筒外有蒸汽夹套将蒸汽喷透于织物上,压力为7. 86Pa(0.8kgf/cm2);抽吸圆筒的抽吸压力为9.82Pa(1.0kgf/cm2 )。各圆筒备有环行蒸呢压力带和棉导布。将处理织物导绕于圆简上,蒸呢压力带及棉导布各有张力辊和控制辊,控制其张力和位置。连续式蒸呢机主要用于整理染色织物,提高织物的手感,使其富有弹性而无极光,这些效果要在间歇式蒸呢机上完成是比较闲难的。


在连续式蒸呢机中,织物进入机中的高压蒸汽圆筒时,用比较高的压力蒸汽,压烫织物并使织物具有一定光泽,抽吸圆筒的单位压力增大至9.82Pa(1.0kgf/cm2)时,能进一步增进织物光泽,同时还可改善织物的手感,抽吸压力越高,织物的手感越丰实,弹性越好。常压蒸汽圆简蒸汽压力较低,可以去除织物上过分的光泽并改善织物的体积(即使织物变得较为松厚)。织物在无张力的条件下离开常压蒸汽圆筒,导至运布履带上,通过冷却区,然后落布。织物在机中运转时,织物的张力能自动控制,并且在高压蒸汽圆筒和抽吸圆筒间严密控制,使织物能得到预缩作用。运转布速为16〜35m/min。


织物经蒸呢整理以后手感柔软,富有悬垂性,织物上的断头和稀密弄等织疵可隐藏消除,尺寸稳定,纹理清晰,光泽柔和,极光消失,使涤粘中长化纤混纺织物产品更具毛型织物感。



(3)干热定形。干热定形有不同的设备和方法。


①圆筒定形。织物经2〜6个圆筒加热(用蒸汽或煤气为热源)处理,然后用冷水辊筒冷却,定形温度可达200℃以上,但织物幅宽不能控制,温度又不易调节,所以采用不多。


圆筒定形是一种接触式的热处理方法,热量的转移较其他方法迅速,多用在热熔染色上。如热熔染色在不同类型的热处理机中用 210℃热固色,需要的固色时间,见表2。


 表2 不同类型干热定形机加热固色时间

机器类型

加热时间(s)

留在机内固色时间(s)

总热固色时间(s)

热风机

30~60

20~30

50~90

拉幅机

5~20

20~25

30~45

圆筒机

3

7~17

10~20


从表2可以发现,圆筒机无论加热时间,还是留在机内固色时间都是最短的,总热固色时间与热风机的时间比率约为1:5。为了发挥圆筒机的特点,德国蒙福兹厂制成了蒙福里沙托(Monforisator)圆简式热处理机(图2、图3),此机可用于热塑性纤维的热定形和热熔染色,它是由八只分成两排、立式安装的双套壁热定形圆筒和一台短拉幅机紧接组成;热定形圆筒与拉幅机全部封闭,使全机能保持一个恒定的温度。全机可由进布装置、圆筒定形机、拉幅加热区、冷却区、冷却辊筒和落布装竹组成。八圆筒热定形机,每只圆筒外径为350mm.用8mm 不锈钢板焊接制成,夹层中1/3装有清水,但没有空气,在内套中装有煤汽火口 ,将夹层环行区的水加热变成饱和蒸汽使整个圆筒外层加热均匀,温差不超过2℃,最高工作温度可达220℃, 蒸汽压力约0. 158MPa,火门最大功率为29. 1kW。织物在2 ~ 3s内即可加热到220℃,而热风式热定形机要25〜35s才能达到。拉幅机紧接在热定形机圆筒后,既增加织物的热处理时间,又精确地控制织物的幅宽。处理150g/m的织物车速是:热定形100m/min,而热熔染色则为35〜40m/min,机长占地约13m,在处理温度达到以后,织物留在机内处理的时间为17~19s。200g/m和85g/m的涤棉(67:33)混纺织物在热定形时的温度测定值见表3。


表3 涤棉混纺织物在蒙福里沙托圆筒机上热定形温度的测定

规格(g/m2)

布速(m/min)

圆筒温度(℃)

在各圆筒上布的温度(℃)

加热时间

圆筒编号1

2~8

1

2

3

4

5

200

12.5

210

220

206.5

220

——

——

——

8

200

25

205

220

182

215

220

——

——

7

200

35

200

220

160

206

217

220

——

7

200

45

195

220

141

194

212

217

220

7

84

100

198

220

146

197

213

218

220

3





②热风拉幅定形机定形。一般采用针板式拉幅机,定形温度与织物幅宽均可以自由控制,定形效果比较满意,是目前印染厂最常用的定形机,由进布装置、超喂装置、探边器、伸幅装置、加热烘房、出布装置等组成。热源可采用电热式、油热式、燃气式。由于热定形机为高温机械,与一般热风拉幅机有所不同。如忽略这一点,将会引起设备使用中的某些困难。例如运行中难以调幅、布铗刀口变形等,所以这类设备在机械设计时,应考虑到在高温运转中布铗的变形、导轨的纵向膨胀、调幅螺杆对高温中的工作适应性及鼓风设备主轴热膨胀等因素。


机械润滑方面也要受到高温的影响,故铗轨润滑可采用含硅或其他耐热物质的高温润滑油脂或采用石墨酚醛玻璃布层压板固体润滑,也可采用碳石墨条平板润滑。至于风扇轴承可采用自动循环加油方法,最好与全机连锁控制,作为加强设备安全使用的措施。


在热定形时,铗链经常要进出热风房,所以铗链上的温度往往比热风房的温度低50℃左右。为此有些设备在铗链进入热风房前,另用红外线加热或采用特殊设计的针板(图4),尽量减少织物与针板底板接融,以避免织物的布边部分与中部产生热定形不一致的缺点。 热风房温度常控制在150〜230℃,温度均匀一致,要求保持在±3℃的范围内,热风速度不易过快,但风量要大,以免织物被吹脱针板。织物出热风房后,仍在针板拉紧的情况下,即应采用吹冷风或通过冷水辊筒的方法进行强制冷却,然后脱针,以完成定形过程。厚重的工业用布,应采用布铗式拉幅定形机定形,否则将会拉坏针板。



图4 改进针板示例


操作热风拉幅定型机

应注意以下几点


a.热风温度与热风风速要求在织物的全幅布面上能保证均匀一致。b.热定形机箱内大气中的含氧量要求大量降低,以免影响加工成品的特性。

c.定形织物出机时要迅速冷却。

d.在热定形时如要严格控制加工织物的幅宽,最好采用针板拉幅定形;布铗拉幅通常用以整理布宽控制要求不高的工艺。

e. 加工织物上边和下边的热风风压必须保证平衡,避免加工织物布边吹离针板。

f. 加工织物上针板时要保持优良的规则性,使针板尽可能接近布边;在热定形时具有良好的稳定性。


定形的温度与织物中纤维的种类和形态均有密切关系,且对合成纤维的混纺种类和织物的用途均有很大影响,见表4。


表4 不同合成纤维织物的定形温度

织物

定形温度

锦纶66长丝(针织品)

190~200

锦纶66长丝织物

180~190

锦纶6长丝织物

170~180

涤纶长丝织物

200~220

涤毛混纺织物

170

涤棉(或涤粘、涤富)混纺织物(浅色或白色)

180

涤棉(或涤粘、涤富)混纺织物(深色)

190~210

丙烯酸系纤维织物

140

三醋酰纤维织物

190~210

膨体涤纶织物

150


定形的时间,取决于织物达到传热介质的温度所需的时间,范围很大,从稀薄织物的10s到厚重织物的30〜40s;但织物上的实际温度不易测定,故普遍多保留有比较大的安全因素。不过定形时间过长,不但没有好处,而且会使织物色泽变黄、手感变硬。



③红外线定形。发热物质发出的长波辐射,波长范围从可见光谱的红色尾端(0.73m)到约1mm为止,这就是红外线。红外线光谱一般分为三个区,即波长0.72〜1.5m的近红外线区,1.5〜20m的中红外线区和20〜1000m的远红外线区,过去曾有人试验用波长1〜4m的中间红外线辐射在涤纶上,发现波长1〜2m的红外线能自由地透过纤维,而3〜3.5m的辐射线实际上全部被纤维吸收;因此较短波长的红外线虽透入纤维内部,但没有能量吸收发生,较长波长的辐射线进入纤维后即让予全部能量。在这种情况下,辐射线仅有全部能量的一半到达纤维的最内部。


近年来发现一种幅射源,发出的最大辐射波正好位于处理物料的平均吸收区同一范围内,这种幅射源叫做“特选发射体”。辐射源的波长一定要与处理物料的吸收相适应,如波长选择得当,辐射线将在纤维材料内部辐射出大部分能量,增强纤维中分子链的振动,振动程度相当大时,分子链间很多交键就会被振断,分子链就在势能极小的方式中,自动排齐。合成纤维在一般热定形设备中,温度要在200℃以上才能适当地定形,而选择红外线发射体,温度在80〜120℃就可以达到目的。这就是红外线式热定形比热风式热定形优越的原因。



现在法国的Poly-Fix热定形机就是采用这种红外线燃烧器,使发出的最大辐射波长和纺织品的吸收波长中间区域相同,该机的主要组成是:进布装置→装有两排立式红外线燃烧器的热定形装置→邻接冷却区→落布装置。织物在两排红外线燃烧器间通过,两排红外线燃烧器相隔距离可以调节,热定形温度不超过100℃,布速为15〜50m/min,机器功率为95kW。


我国现在应用的红外线热定形机,多为立式针板拉幅机。采用的红外线辐射源有:电热红外线发生器,有石英管电热丝元件式、辐射材料涂层管状元件式和碳化硅陶瓷板式;煤气红外线发生器,有铁铬钼丝金属网板式、锆质多孔陶瓷板式和锆质致密板式。


来源│数码智造图书馆 曹林 编辑


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