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羊毛纤维在纺纱、织造过程中,经常受到外力的作用,织物内部存在不同的内应力,若此时再进行洗、染等松式加工,在湿热条件下,会导致织物不均匀地收缩。另外,从织机上下来的织物呢面很不平整,易起皱,手感粗糙,缺乏弹性,幅宽也很窄。
煮呢原理
煮呢原理是利用湿、热和张力的作用,减弱和拆散羊毛纤维肽链间的交键,如二硫键、氢键和盐式键等,以消除内应力,同时使肽链取向伸直而在新的位置上建立新的稳定的交键,提高羊毛纤维的形状稳定性,减少不均匀收缩。
用蒸汽或热水处理带有张力的羊毛,因时间不同,会产生以下三种情况:一是处理时间短,然后去掉张力,把羊毛放在蒸汽中任其收缩,由于肽链间交键拆散,此时羊毛收缩比原长还短,这种现象称为羊毛纤维的“过缩”;二是处理时间稍长,冷却后去除外力,羊毛会产生一定的回缩,但不能回复到原来的长度,此时羊毛纤维的形状就被暂时固定,如果在更高温度的水或蒸汽中处理,羊毛还会收缩,这种现象称为羊毛纤维的“暂时固定”,其形成的原因是由于羊毛纤维在湿热和张力作用下,肽链间不仅有交键的拆散,而且有新交键重建的作用,但新交键尚未全部建立或结合得不稳固;三是处理时间更长(1~2h),去除张力后,即使放在蒸汽中,也只能使羊毛稍有回缩,此时羊毛的长度比原长增加约30%,这种现象称为羊毛纤维的“永久固定”。这是因为长时间的处理,使交键拆收而取向伸直的肽链之间在新的位置上形成了
新的稳定的交键,阻止了羊毛纤维及其织物从形变中回复的能力,因而有永久固定作用。煮呢就是利用羊毛的这种性质,使羊毛获得“永久定形”的效果。
影响煮呢质量的工艺因素
1.煮呢温度
从羊毛定形的角度来讲,煮呢温度越高,定形效果越好。从实验结果来看,当温度接近100°C时,羊毛才会获得永久定形效果。但温度越高,羊毛所受损伤越大,表现为强度下降,手感发硬,而且色坯会褪色、沾色、变色。实际生产中的煮呢温度视纤维性质、织物结构、风格要求、染色性能及后部工序而定,一般高温约95°C,中温约90°C,低温约80°C。低于80°C定形效果甚微。白坯煮呢一般选取较高温度;色坯煮呢一般选择的温度宜低些;粗而刚性较强的纤维,纱线捻度较大或轻薄硬挺的织物,温度可高些;细而柔软的纤维,松软丰厚的织物,温度可低些。
2.煮呢时间
分析定形效果看,煮呢时间越长,定形效果越好。因为煮呢时间长,旧键拆散较多,新键建立较完善,因而定形效果好。如果煮呢时间过短,原有交键被拆散,而新键未建立或建立不完全,定形稳定性差,会产生“过缩”或“暂时定形”的效果。但是煮呢时间不能过长,因为在高温下处理,羊毛会受到损伤,而且时间越长,强力损失越多,所以煮呢时间的选择要均衡考虑。
煮呢时间和温度有直接关系,煮呢温度越高,煮呢时间越短;而煮呢温度越低,则所需时间越长。高温短时,生产效率高,定形效果好,但易引起煮呢效果不匀,易于煮呢过重,损伤纤维,使颜色萎暗:低温长时纤维不受损伤,但定形效果差。经验认为,要求手感挺括的薄型丝型毛织物,可采用第一种方案;而手感要求丰厚有弹性的品种,则以第二种方案为宜。一般双槽煮呢时间约为60min,单槽煮呢为20~30min,然后再复煮一次。
3.煮液pH值的选择和水质要求
从煮呢效果来看,煮液pH值偏高,定形效果好,但高温碱性煮呢易使羊毛损伤,羊毛角朊大分子主键水解,纤维强力降低,手感粗糙、色泽泛黄。煮呢液pH值低,定形效果差,而且易造成“过缩”现象。白坯煮呢时,pH值大多控制在6.5~7.5。色坯煮呢时,为防止某些色坯在煮呢过程中颜色脱落,并使织物获得良好的光泽和手感,在弱酸性条件下煮呢,可以在煮呢液中加人少量有机酸,调节煮液的pH值为5.5~6.5.
煮呢用洁净的软水,一般软水往往碱度较高,如不加酸,则呢坯质量及上染性能易出现问题。
4.张力和压力
煮呢时织物上机张力和上辊筒压力对产品风格和手感有很大影响。
织物上机张力大,伸长越多,内应力降低越快,越有利于定形。张力大小可通过张力架角度调节。张力过大,会使织物幅宽收缩过多,手感过于板硬:张力过小,则会引起上机不平,易生成鸡皮皱,而且手感松软。张力的大小可根据织物品种不同,要求手感风格不同而定。要求手感丰厚的,如中厚花呢等,张力可小些,以便于织物加热时,可产生一定的回缩,要求手感挺括的,如薄花呢等,张力可大些,有利于薄滑平整。但要注意的是上机张力应始终保持一致。
织物煮呢时,经受上滚筒的压力,使织物表面平滑而有光泽,手感挺括,但对要求呢面丰满或纹路四凸清晰成易生水印的织物,则应减轻压力,甚至卸压煮呢。滚筒两端的压力要和中央均匀一致,否则会使呢而凸起,或造成水印。所谓水印,是由于织物中纱线变形移位,引起光线反射不一致而给人以波纹斑块不匀的光学效果。斜纹织物如华达呢、哔叽、贡呢等容易产生水印,颜色越深越明显,为了避免产生水印,应适当降低压力和温度或采用衬布。
5.冷却方式
煮呢完毕需要冷却,冷却不仅对定形效果起着重要作用,而且对织物的手感有重要影响。冷却方式主要由冷却温度和时间控制,冷却温度越低,冷却时间越长,定形效果越好,但要与煮呢温度配合,煮呢温度越高,降温的效应越显著。目前使用的冷却方式有突然冷却、逐步冷却和自然冷却三种。突然冷却就是煮呢后将槽内热水放尽,放满冷水冷却,或边出机边加冷水冷却。突然冷却的织物挺括、滑爽、弹性好,适用于薄型织物。逐步冷却为煮呢后逐步加冷水,采取冷水溢流的方式冷却,用这种冷却方法冷却的织物手感柔软、丰满,适用于中厚织物。自然冷却为煮呢后织物不经冷却,出机后卷轴放置在空气中自然冷却8~ 12h,自然冷却的织物手感柔软、丰满、弹性好,并且光泽柔和、持久,适用于中厚织物。总之,煮呢后的织物冷却越透,定形效果越好。降温速度对织物手感有明显影响,急降温手感挺括,缓降温手感柔软而有弹性。
煮呢工序的安排
煮呢工序的安排是根据织物规格、质量、染整设备以及产品风格来确定的,有先煮后洗、先洗后煮和染后复煮三种程序。
1.先煮后洗
先煮后洗程序,可使织物先初步定形,在以后的洗呢、染色加工中可减少织物的皱褶和收缩变形,一般用于要求挺括的品种,如全毛及混纺凡立丁、薄花呢及华达呢等。 有些品种煮呢一次达不到要求,常采用先煮后洗、洗后复煮的形式 两次煮呢。洗后复煮可提高定型效果,呢面平整,并可改进手感。但这种安排要求呢坯质量好,不但纱疵少,而且呢面洁净,少油疵。否则纺织疵点暴露更加明显,呢坏上的油污一经高温处理更难去除,甚至发生沾污。
2.先洗后煮
可使织物手感柔软,丰厚,滑细而有弹性,光泽柔和。国内采用这种工序安排的较多。特别是对于织疵和含油污较多的呢坯更加适宜,一般用于毛哗叽、中厚花呢等织物。其缺点是对于薄平纹及疏松结构织物易产生呢面不平整、泡泡纱和发毛等疵病,而对于条格花色织物则容易变形。
3.染后复煮
一般用于定形要求比较高的品种,用以补充染色过程中所损失的定形效果,去除染色过程中所产生的折痕,从而增进织物的平整度,有利于刷毛、剪毛,可使手感活络,光泽好。但如果复煮条件控制不当,容易使呢坯褪色、沾色或变色,所以染色牢度较差的毛织物不宜采用染后复煮工艺。因多了一道湿热处理工序,易引起纤维损伤,成本也有所提高。
煮呢设备
毛织物煮呢是在专用的煮呢机上进行,煮呢机主要有单槽煮呢机和双槽煮呢机,此外还有蒸煮联合机等。
1.单槽煮呢机
单槽煮呢机是最普通的一种煮呢设备。其结构简单,在煮呢过程中织物受到较大的压力和张力作用,因此煮后织物平整,光泽好,手感挺括,富有弹性。单槽煮呢机主要用于薄织物及部分中厚型织物。
用单槽煮呢机煮呢时,在槽內先放人适量的水(浸至下辊筒三分之二处,开蒸汽调节水温,根据加工品种,调整上辊筒压力。平幅织物经张力架、扩幅板进机,然后正面向内反面向外卷绕在下辊筒上。
卷绕时要保证织物呢边整齐、呢坯平整。卷呢完毕,再绕以细布数圈,煮呢辊在槽内级缓转动。加上上辊筒压力并开始用蒸汽加热,按工艺条件煮呢,第一次煮呢完毕,将织物倒头反卷,在相同的条件下进行第二次煮呢,以获得均匀的煮呢效果,然后冷却出机。单槽煮呢机煮呢时内外层温度差异大,使用该机时要注意的问题是如果温度和压力过高,易产生水印;由于煮呢过程中要翻身调头,所以生产效率低。
2.双槽煮呢机
双槽煮呢机的结构与单槽煮呢机相似,主要是由两台单槽煮呢机并列组成。煮呢时,呢坯往复在两个煮呢槽的下辊筒上进行,所以生产效率高。平幅织物在双槽煮呢机中煮呢,所受的张力、压力较小,所以煮后织物手感丰满、厚实、织纹清晰,并且不易产生水印,但定形效果不及单槽煮呢机好。该型机械主要用于华达呢等要求织纹清晰的织物。
3.蒸煮联合机
为了增强定形效果,将毛织物进行蒸呢、煮呢联合加工,可获得不同的手感和光泽。蒸煮联合机由拉幅装置、蒸煮槽、蒸煮辊、成卷辊和退卷出呢装置等。利用蒸煮机对毛织物煮呢时,平幅织物经电动吸边,针板拉幅后,和包布共同卷绕在蒸煮辊上,吊入蒸煮槽内,蒸煮时可通热水内外循环,均勾穿透织物进行热煮,热煮后可通蒸汽由里向外汽热。一般是先热煮,而后汽热,蒸毕再以冷水内外循环冷却或抽气冷却。可以单独热水煮呢或汽蒸,也可以两者结合进行。利用蒸煮联合机煮呢,呢匹经纬张力均匀,煮呢匀透,冷却彻底,煮后织物具有良好的定形效果及手感,弹性足,并且生产效率高,适用于薄型及中厚织物。其缺点在于操作不当时易产生呢边深浅不一或水印。
煮呢的目的就是使毛织物在一定的温度、湿度、张力、时间和压力条件下,消除织物内部的不平衡张力(内应力)产生定形效果,使织物呢面平整挺括、尺寸稳定,并且手感柔软丰满而富有弹性。
所以煮呢是精纺织物染整加工的重要工序之一。