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高压上浆工艺的研究和应用

——暨GA301-240A型浆纱机技术改造

 王正虎(上海复纺纺织咨询服务公司)
曹建国  郑世年 (江苏省仪征布厂)

   [摘要] 高压上浆工艺的优越性,已经得到广泛的认可。我厂GA301型浆纱机经过技术改造,最大压浆力已达25KN,并采用了式套线性加压控制。在涤粘和纯棉品种的高压上浆工艺研究和生产应用取得良好的效果。加深了“二高一低”及浆液粘度,浓度和压浆力关系理论和实践的认识。并对浆液渗透与披复的比例分配。以及高压上浆提高纱线耐磨性,降低毛羽的机理进行了探索。

[关键词]高压上浆、耐磨、毛羽、渗透与披复。

一、压浆机构存在的问题和技术改造

1.1 我厂GA301-240A型浆纱机是94年安装投产,在生产使用中有许多不尽不人意的地方。今年初,由上海复纺纺织咨询服务公司帮助我厂对其进行了高压上浆线性加压、织轴卷绕传动采用交流二单元高新技术、浆纱在线伸长率检测、经纱退绕张力气动加压自动控制等方面的技术改造。运行至今性能可靠,在浆纱质量和织造效率等方面取得了良好的效果。

1.2 GA301浆纱机原机上浆机构采用双浸双压双浆槽进行上浆。前道压浆辊压力采用高、低速二级切换控制方式。当气缸压力为0.15Mpa时,因与平衡弹簧的拉力抵消,压浆力为零。当气缸压力为0.55Mpa时,压浆力仅为5.59KN

1.3 该压浆机构存在下述缺点

1.3.1 压浆力较低,最大只有5.59KN,满足不了目前品种上浆的需要,无法进行“二高一低”的工艺实践。

1.3.2 由于压浆辊的抬起采用两边平衡拉簧方式,有时因气压波动,压浆辊上拉而产生浆纱质量事故。同时,平衡拉簧易疲劳程度不同,需经常校正左右二边的零位压力,稍不注意,会造成横向上浆率的差异。

1.3.3 前道压浆辊压力采用高、低速二级切换方式,当车速在高速区变化时,压浆力不变,致使上浆率随车速的变化而产生波动,影响了浆纱的质量。

1.4 GA301浆纱机压浆机构技术改造

1.4.1 上、下浆槽前道压浆辊压浆力3KN25KN,更换式对内部为橄榄状结构的上浆辊、压浆辊。压浆辊表面硬度750(邵氏)。

1.4.2 取消原机平衡拉簧,压浆辊抬、压改为双作用气缸。彻底解决了左、右横向上浆差异的老大难问题。

1.4.3 压浆力控制方式分高、低速二个区域,若以10/分为界线,车速在10/分以下采用常压压力,压浆力大小可根据品种设定。这10/分速度也称切换速度,此切换速度可根据工艺需要任意设定。车速超过切换速度,压浆力采用线性加压控制,即压浆辊的压力随车速同步线性增或减,有效地控制了上浆率的偏差,提高了产品质量。考虑到品种的开发,上、下浆槽设置两套线性加压装置,可根据品种工艺要采取不同的压浆力。

1.4.4 压浆力线性控制由微处理器CPU和人机界面,比例阀等组成。(电气原理框图,见本文第三节有关内容)在人机界面上可以设定和显示车速、切换速度、最高车速、最大压浆力。因此在使用中非常方便直观。

二、高压上浆工艺的研究和应用

2.1 高压上浆的特点,国内外已有许多文章阐述,我们经过高压上浆工艺的研究和具体生产应用,对高压上浆工艺提高经纱的耐磨性能,降低纱线毛羽的作用机理进行了一些探索。

2.2 所谓“二高一低”上浆工艺,是在高压浆力条件下。配制相对高浓度。低粘度的浆液,在高压挤压作用下,使浆液渗透到纱线内部,加强纤维间相互粘结,浆液渗透到纱线内部浓度越高,纤维间亲和力越好,抱合越紧密,纱线的耐磨性越强。

2.3 在高压浆力的作用下,采用较高浓度的浆液,克服了纱线上毛羽自身的刚性而贴伏于纱身。同时高压带来低压出加重率,纱线在烘燥过程中,浆膜形成的时间提早,浆膜完整度高。高压作用浆液披覆量相对减少,降低了经纱干分绞的阻力,使经纱在干分绞时,轻快滑爽,落浆落物少,而达到了减少经纱毛羽的效果。

2.4 上述观点是否正确,我们先看一下印度学者P·K哈勒在研究可织性指数时的一些试验[1]。哈勒将耐磨性列为首位,并提出可织性与浆纱耐磨次数,毛羽指数及断裂伸长率之间的关系式:

                          

            ——可织性指数;    ——平均耐磨次数;  

          ——磨断时伸长率%                 ——毛羽指数;

    并用C40s棉纱在不上浆、用低压上浆和用高压上浆三种不同情况下摄制了原浆纱的截面显微相片如下图:

                           浆纱断面切片

        (a)未上浆纱      (b)低压上浆纱      c)高压上浆纱

            

并作了低压上浆和高压上浆两种不同情况下的压扁园度系数、浆膜厚度和浸透深度的比较如下表:

 

未上浆纱

低压上浆

高压上浆

纤维

表面

浆膜

表面

纤维

表面

浆膜

表面

园度系数

0.742

0.719

0.635

0.764

0.723

直径(mm

0.158

0.153

0.180

0.141

0.157

浆膜厚度(m·m

 

0074

0008

浸透深度(m·m

 

0008

0020

由表可知,高压上浆后的压扁度大,浆膜厚度小但浸透度比低压上浆好得多。

关于浸透与被覆的比例究竟多少为好看法不一,日本深田要先生认为浸透好的浆纱断裂时的耐磨性比被覆好的浆纱好,抗拉强度及屈曲强度也比被覆好的浆纱好,但弹性较差且浆纱发硬。表面被覆好的浆纱易发脆,当屈折时浆膜即产生裂纹,因而落浆多易于起毛。

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