学习任务 2-3 轧压整理
织物除了通过前处理(如丝光、碱减量处理) 可以改变织物的表面特征,还可以通过后整理达到这种效果。如改变织物表面光泽的轧光整理、电光整理; 使织物表面产生凹凸花纹效应的轧花整理。
一、光泽整理
织物的光泽主要由织物表面对光的反射情况决定。当光线射到织物上时,会产生一定的反射光,反射光较强,织物光泽就强。织物的表面性能赋予了织物不同的光泽效果。实际上,对部分织物来说,由于其特有的用途,要求有较强的光泽; 而对另一部分织物来讲,并不用单纯追求其光泽强度,往往是适度的反射与透射光,便能获得较令人满意的光泽效果。因此可以根据织物品种、用途、对光泽的不同要求,对织物进行轧光或电光整理。
1. 轧光原理及方法 光的反射主要是由物体的表面特征决定的,织物的表面可视作由多层纤维所组成,除了纤维、纱线品种和织物的组织结构影响织物表面的光泽度之外,织物表面纤维的排列整齐度及表面光洁度对织物表面的光泽度也会产生直接影响。织物经前处理、染色、印花等湿加工后,纱线的弯曲程度加剧,织物表面的光洁度与平整度变差。再者,织物表面上附着的绒毛也造成织物表面的不光滑,对光形成漫反射,所以就大大地影响了织物表面的光泽度。
轧光整理就是利用纤维在湿、热条件下,具有一定的可塑性或热塑性,经轧光后,纱线被压扁,耸立的纤毛被压伏在织物的表面上,使织物变得比较平滑,降低了对光线的漫反射程度,从而达到提高织物光泽的目的。
根据整理要求不同,轧光工艺可以选择不同的温度,常用的有以下三种方法:
(1) 热压法(150 ~ 200℃) : 采用热压法可使织物表面变得平滑,并获得均匀和一定程度的光泽。
(2) 轻热压法(40 ~ 80℃) : 采用轻热压可使织物手感柔软,但不影响纱线的紧密度,织物稍有光泽。
(3) 冷压法: 采用冷压使纱线压扁,排列更紧密,从而封闭了织物的交织孔,使织物表面平滑,但不产生光泽等效果。
轧光整理效果,很大程度上取决于轧辊辊面材料、轧压力及温度,根据软辊与硬辊轧点的不同组合以及压力、温度、穿布方式的变化,轧光设备可分为普通轧光机、摩擦轧光机和叠层轧光机三大类。
2. 常用轧光机及轧光辊筒
(1) 常用轧光机:
①普通轧光机: 普通轧光机可由 3 ~6 根软、硬轧辊组成多种软、硬轧点,以适应不同的织物整理要求。习惯上,织物通过硬轧点即硬轧辊与软轧辊之间的轧点的,称为平轧光; 通过软轧点即两个软轧辊的轧点的,称为软轧光。平轧光和软轧光广泛用于棉织物、涤棉混纺织物等改善外观风格的整理中,轧光又可作为涂层整理的前处理工序,以防止涂层浆渗透,并改善涂层表面的平滑性。轧辊组多为立式排列,也有 L 形排列。穿布方式不同时,轧光效果也不同,如图 2-18 所示为普通轧光机的各种穿布方式。
图 2-18(a) 表示织物在加热钢辊和聚酰胺均匀辊之间通过,可获得高光泽度; 图 2- 18(b) 表示织物在棉轧辊和聚酰胺均匀辊之间通过,可获得消光整理的效果,织物手感柔软、丰满; 图 2-18(c) 表示织物依次通过两组轧点,并施加不同的压力,这样既可获得需要的光泽,又能获得手感柔软、丰满的效果。
②摩擦轧光机: 摩擦轧光机一般为三辊轧光机,下辊筒用铸铁制成,中间辊筒为软轧辊,上面为摩擦辊,是可加热的经过镜面抛光的镀铬钢辊。摩擦轧光是由于摩擦辊运转的表面线速度大于织物通过轧点的线速度,即两者的速度差使被加工织物表面受到摩擦作用而取得磨光效果,从而使织物获得强烈的光泽。
摩擦辊与软轧辊构成摩擦点,下辊筒与软轧辊构成硬轧点,织物先通过硬轧点,再经过摩擦点。摩擦辊运转的表面线速度大于织物通过轧点的线速度,两者之比,最大可达 4∶ 1,通常速度比为(1. 3∶ 1) ~ (2. 5∶ 1) ,摩擦辊的温度通常为 100 ~120℃,织物带液率控制在10% ~15%。
③叠层轧光机: 叠层轧光机由 5 ~7 根轧辊组成,再配备一组装有 6 ~ 10 套导辊的导布架,穿布示意见图 2-19。
图 2-18 穿布方式
1—棉轧辊 2—钢辊 3—聚酰胺(Nipco) 轧辊
图 2-19 叠层轧光机的穿布示意图
1—齐边辊筒 2—张力辊筒 3—纤维软轧辊 4—加热硬轧辊
叠层轧光机是将织物叠层通过同一轧点进行轧光,利用织物的相互压轧作用,使布面上产生波纹效应,并使纱线圆匀,手感柔软,线纹清晰,具有类似麻织物的光泽。织物在进行叠层轧光时,先依次穿过轧光机各辊筒,经导布辊再重复穿绕 1 次,如此循环往复 3 ~6 次,以致在同一轧点上同时有 3 ~6 层织物受到挤压作用。府绸类织物经过叠层轧光整理后,可改善其府绸效应,使纬纱组织粒纹更显突出。
(2) 轧光辊筒: 轧光机的轧光辊筒主要有硬轧辊(金属轧辊) 和软轧辊两大类。
①硬轧辊: 轧光机的硬轧辊多由冷铸钢和中碳钢等金属制得,辊径一般为 200 ~300mm,辊芯中空,可加热,其热源常用蒸汽、电热与煤气。磨光钢辊即摩擦辊一般表面镀铬并经镜面抛光、磨平处理。
②软轧辊: 软轧辊多以棉、纸片等纤维物质高压制成。软辊辊直径较大,一般为 350 ~660mm,近年来,德国研制出了聚酰胺塑料弹性辊(Nipco 轧辊) ,它是采用塑造工艺,将聚酰胺塑料浇压成圆筒形,并用螺栓固定于钢轴上,辊筒内通油压,可解决轧压挠度问题,达到使织物均匀受压的目的。软轧辊的各种材质及其使用性能见表 2-2。
表 2-2 软轧辊的材质及其使用性能
3. 电光整理 电光整理是使织物通过表面刻有密集细平行斜线的加热辊(电光辊) 与软辊组成的轧点,经轧压后,织物表面形成与主要纱线捻向一致的平行斜纹,对光线呈规则地反射,使织物表面获得犹如丝绸般柔和的光泽。电光整理的原理和轧光整理的原理基本相同。电光机多属两辊轧光机类型,但也有制成三辊式的。
为了形成良好的电光效应,织物表面形成的平行斜纹线的角度和密度与织物纱线的线密度和捻回角要吻合,这就要求电光辊上刻纹线的斜向要尽可能与织物表面上主要纱线的捻向一致,即电光轧纹的斜角以织物表面主要纱线的捻向为主,例如横贡缎的纬纱浮长于布面,故应以纬纱的捻向为主,多采用 25°左右的电光刻纹线。直贡缎的经纱浮长于布面,则应以经纱的捻向为主,采用 65° ~ 70°的电光刻纹线。至于平纹组织的织物,经纬纱浮长相似,一般采用 25°或 70°左右的电光刻纹线,而 45°刻纹线因正好轧在织物经纬纱的交织点上,造成局部反射率过强,有使织物表面上全部反射光线混乱的缺点,故常避开不用。如果电光轧纹的角度选用不当,则往往会将纱线中的纤维切断,导致织物在加工后强力显著下降。另外,电光辊刻纹线的密度与纱线的线密度大小及织物组织有关,一般线密度小的织物选用较大的刻纹线密度,而线密度大的织物,选用较小的刻纹线密度,一般以8 ~ 12 根 /10 cm 为最普通。
棉织物的规格不同,电光整理时所选用的电光辊也不同,见表 2-3。
表 2-3 棉布规格与电光辊的选用
4. 光泽整理工艺因素分析 织物轧光、电光整理的效果与织物的含湿率、所受压力和整理的温度、布速等工艺条件有关。此外与织物上所含有的整理剂也密切相关。
(1) 织物的含湿率: 织物整理时的含湿率对成品的手感、光泽、成形性等影响很大。织物含湿率越高,光泽整理后制成品的手感越硬,织物的成形性和光泽越好,成品厚度越薄。反之,干燥织物可获得柔软的手感。一般经电光、摩擦轧光、热轧光、轧花整理的织物都因为要求其具有较强的光泽,硬挺的手感,所以整理时,需要这些织物有较高的含湿率,一般为 10% ~ 15%; 对于平轧光和叠层轧光整理的织物,为了防止织物在加工过程中伸长而起皱,含湿率较低为好。
(2) 整理温度: 轧光整理温度不同,织物获得的轧光效果也不同。冷压法给予成品柔软平光效果; 轻热轧法(40 ~80℃) 整理的成品稍有光泽,手感稍硬; 热压法(150 ~ 200℃) 整理的成品具有强光泽和较硬挺的手感。
(3) 压力: 整理时所用压力越大,整理效果越好,但成品的手感也随着压力的增大而变硬。压力的选择要和布速、整理温度、织物的含湿率等条件相适应。
(4) 布速: 布速往往要根据整理织物的品种、纤维材料、重量及轧光机辊筒的排列情况而定。一般控制在 10 ~60m/min,但轧纹整理有时要低至 10m/min 以下。
5. 光泽整理工艺
(1) 工艺流程:
①一般轧光工艺流程:
织物浸轧浆液或柔软剂溶液→烘干→拉幅→轧光
②一般棉织物的电光整理工艺流程:
浸轧浆液或柔软剂液→烘干→拉幅→平轧光(或摩擦轧光) →(给湿堆放) →电光
电光前,织物先经平轧光或摩擦轧光,有利于提高织物的光泽和改进电光后的手感。但要控制好电光前织物的含湿率,防止因织物含湿率过高而造成轧皱印。可采取在电光前将织物给湿堆放的措施。
③其他整理工艺: 在光泽整理时,常与防缩防皱、拒水拒油和涂层等化学整理结合,提高织物的光泽耐久性,为此研究人员开发了一些多功能的整理新产品。
例如涤/棉耐久油光防水织物。这种织物要求具备的光泽酷似油一样,而且要持久,防水性能要优良、耐久,故需采用化学整理和机械整理相结合的方法。其整理工艺流程为:
浸轧树脂拒水剂(轧液率 60% ~ 70%) →预烘→拉幅烘干(落布时控制含湿率为 12% ~16% ) →摩擦轧光→焙烘(150 ~ 155℃ ,4 ~ 5min) →摩擦轧光→打卷
树脂拒水剂溶液组成:
混合树脂初缩体(HMM/DMEU =1/4) 4%(质量分数)
催化剂 适量
有机硅防水剂乳液(或拒水拒油剂乳液) 6%(4%) (质量分数)
摩擦轧光工艺条件:
第一次 第二次
摩擦比 80% 40%
线压力 >3437N/cm(350kgf/cm) >2750N/cm(280kgf/cm)
钢辊温度 180℃ 180℃
布速 25m/min 45m/min
(2) 工艺条件: 织物光泽整理时的工艺条件见表 2- 4。
表 2-4 轧光、电光整理工艺条件及特点
二、轧纹整理
纺织品的轧纹整理和轧光、电光整理相似,都是利用织物在湿热状态的可塑性,并利用光泽整理设备中硬轧辊(即金属辊) 表面的变化,即使用刻有花纹的硬轧辊轧压织物,使其表面产生凹凸花纹效应和局部光泽效果。
1. 轧花 轧花机多为两辊式,其软、硬辊为母子辊,硬钢辊筒上刻有深度较大的花纹,硬钢辊辊筒圆周长度与软辊圆周长度要保持一个整数比例,如 1∶ 2 或 1∶ 3 等,并以齿轮啮合,使软、硬轧辊保持相同线速度运转,软辊上压行的花纹图案与硬辊上雕刻的花纹紧紧地吻合。
2. 拷花 又称轻式轧花,由轧纹辊筒(印花机用紫铜辊筒) 与丁腈橡胶辊筒(胶层厚度约25mm) 配合组成,只有硬辊刻有花纹,刻制方法采用腐蚀法,花纹深度较浅,只有 0. 4 ~ 0. 6mm,压力也较小。拷花用的硬辊由刻有凸版花纹的淬火硬钢辊挤压而成。织物经整理后,被轧着花纹处显示出光泽。
轧纹用金属辊筒可以采用内加热或外加热方法加热至 150 ~ 200℃,印轧含有热塑性纤维的织物,或先经热固性合成树脂初缩体处理过的纤维素纤维织物,焙烘以后即生成耐久性凹凸花纹和局部光泽。
耐久性轧花整理工艺流程为:
二浸二轧树脂整理液(轧液率60% ~70%) →预烘→拉幅烘干→轧花(拷花) →松式焙烘→成品