什么是熱定型 熱定型工藝原理
2019-04-08 15:26:45 來源:全球紡織網(wǎng)
什么是熱定型?熱定型工藝原理,在紡織品染整加工過程中,織物要受到(包括物理機(jī)械的、化學(xué)的)多種復(fù)合作用。使得產(chǎn)品在外部形態(tài)及結(jié)構(gòu)尺寸上有所變化,有的甚至失去了織物所應(yīng)具備的形態(tài)、外觀和風(fēng)格,嚴(yán)重影響了服用性能。因此確保織物的外部形態(tài)和尺寸的穩(wěn)定性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。通常將穩(wěn)定織物的外觀、形態(tài)和尺寸的處理過程稱定型處理,針對(duì)不同纖維織物的特點(diǎn),有著多種不同的定型處理方法,其中包含化學(xué)方法(如棉織物的樹脂整理、絲光等)和物理機(jī)械方法(如毛織物煮、蒸呢,合成纖維熱定型等)。
在合成纖維的大分子結(jié)構(gòu)中一般不含有親水基團(tuán),分子鏈排列緊密,結(jié)構(gòu)緊湊,吸濕溶脹性極差,因而在常態(tài)下合成纖維的縮水現(xiàn)象并不明顯,然而合成纖維具有良好熱塑性,當(dāng)處于溫度較高的環(huán)境中時(shí),大分子鏈段間的重排使得纖維微結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生很大變化,這些變化又可通過降低環(huán)境溫度而被相對(duì)永久保持下來。
這種熱塑性可集中表現(xiàn)在合成纖維織物于染整加工中的形態(tài)多樣性。合成纖維及其混紡織物在紡織染整加工過程中,有多次受到干、濕熱處理的歷史,且織物在運(yùn)行過程中要受到各種張力的拉伸作用,因而其外形、尺寸始終處于多變復(fù)雜的狀態(tài),如經(jīng)、緯向長(zhǎng)度變化(收縮或伸長(zhǎng)),布面折皺、手感粗糙等,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了嚴(yán)重影響。
針對(duì)這一問題,為了提高合成纖維的熱穩(wěn)定性,采用熱處理的方法,利用其熱塑性對(duì)合成纖維予以定型。也就是將織物在張力下置于高溫環(huán)境中(如180~200℃),并保持一定的尺寸或形態(tài),熱處理一段時(shí)間后,迅速冷卻降溫,使改變了的纖維微結(jié)構(gòu)被固定下來,在宏觀上賦予了織物相對(duì)穩(wěn)定的尺寸和形態(tài)。由于是熱處理的方法,故稱為熱定型。
整個(gè)熱定型過程,可以劃分為四個(gè)階段
1、加熱階段:
加干態(tài)或濕態(tài)織物進(jìn)入熱定型機(jī)中,織物表面加熱到定型溫度。
2、熱平衡階段:
熱能透入纖維中,使纖維表面和內(nèi)部到達(dá)同樣的定型溫度。
3、轉(zhuǎn)變及分子調(diào)整階段:
纖維處在應(yīng)力作用下,當(dāng)定型溫度到達(dá)以后,纖維結(jié)構(gòu)中的較弱次價(jià)交鍵即被破壞,纖維分子鏈重新取向排列。
4、冷卻階段:
織物離開拉幅定型機(jī)前進(jìn)行快速冷卻,于是織物的形狀就按照纖維分子新的排列狀態(tài)固定下來。
織物進(jìn)行熱定型加工時(shí),通常是在干態(tài)下施與織物一定張力,保持一定尺寸,于高溫環(huán)境中處理一定時(shí)間來完成的。為了加強(qiáng)定型作用及效果,降低定型溫度,也可以水作為增塑劑,在織物含水的情況下或在水中進(jìn)行熱處理,因此熱定型工藝按是否含增塑劑水可分為干熱定型和濕熱定型兩大基本工藝。
干熱定型工藝是使織物在干態(tài)、無水的情況下進(jìn)行熱處理。通常采用熱風(fēng)加熱或紅外線輻射加熱方式。
1、熱風(fēng)拉幅定形機(jī)定形
一般采用針板式拉幅機(jī),定形溫度與織物幅寬均可以自由控制,定形效果比較滿意,是目前印染廠最常用的定形機(jī),由進(jìn)布裝置、超喂裝置、探邊器、伸幅裝置、加熱烘房、出布裝置等組成。熱源可采用電熱式、油熱式、燃?xì)馐健?br />
干熱定型工藝
定形的溫度與織物中纖維的種類和形態(tài)均有密切關(guān)系,且對(duì)合成纖維的混紡種類和織物的用途均有很大影響。
織物 定形溫度
錦綸66長(zhǎng)絲(針織品) 190~200
錦綸66長(zhǎng)絲織物 180~190
錦綸6長(zhǎng)絲織物 170~180
滌綸長(zhǎng)絲織物 200~220
滌毛混紡織物 170
滌棉(或滌粘、滌富)混紡織物(淺色或白色) 180
滌棉(或滌粘、滌富)混紡織物(深色) 190~210
丙烯酸系纖維織物 140
三醋酰纖維織物 190~210
膨體滌綸織物 150
△不同合成纖維織物的定形溫度
定形的時(shí)間,取決于織物達(dá)到傳熱介質(zhì)的溫度所需的時(shí)間,范圍很大,從稀薄織物的10s到厚重織物的30〜40s;但織物上的實(shí)際溫度不易測(cè)定,故普遍多保留有比較大的安全因素。不過定形時(shí)間過長(zhǎng),不但沒有好處,而且會(huì)使織物色澤變黃、手感變硬。
紅外線定形
發(fā)熱物質(zhì)發(fā)出的長(zhǎng)波輻射,波長(zhǎng)范圍從可見光譜的紅色尾端(0.73m)到約1mm為止,這就是紅外線。紅外線光譜一般分為三個(gè)區(qū),即波長(zhǎng)0.72〜1.5m的近紅外線區(qū),1.5〜20m的中紅外線區(qū)和20〜1000m的遠(yuǎn)紅外線區(qū),過去曾有人試驗(yàn)用波長(zhǎng)1〜4m的中間紅外線輻射在滌綸上,發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)1〜2m的紅外線能自由地透過纖維,而3〜3.5m的輻射線實(shí)際上全部被纖維吸收;因此較短波長(zhǎng)的紅外線雖透入纖維內(nèi)部,但沒有能量吸收發(fā)生,較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射線進(jìn)入纖維后即讓予全部能量。在這種情況下,輻射線僅有全部能量的一半到達(dá)纖維的最內(nèi)部。
近年來發(fā)現(xiàn)一種幅射源,發(fā)出的最大輻射波正好位于處理物料的平均吸收區(qū)同一范圍內(nèi),這種幅射源叫做“特選發(fā)射體”。輻射源的波長(zhǎng)一定要與處理物料的吸收相適應(yīng),如波長(zhǎng)選擇得當(dāng),輻射線將在纖維材料內(nèi)部輻射出大部分能量,增強(qiáng)纖維中分子鏈的振動(dòng),振動(dòng)程度相當(dāng)大時(shí),分子鏈間很多交鍵就會(huì)被振斷,分子鏈就在勢(shì)能極小的方式中,自動(dòng)排齊。
合成纖維在一般熱定形設(shè)備中,溫度要在200℃以上才能適當(dāng)?shù)囟ㄐ危x擇紅外線發(fā)射體,溫度在80〜120℃就可以達(dá)到目的。這就是紅外線式熱定形比熱風(fēng)式熱定形優(yōu)越的原因。
濕熱定型工藝
聚酰胺和聚丙烯腈纖維及其混紡織物、某些聚酯變形紗織物多采用濕熱定型工藝,濕熱定型的溫度要低于干熱定型。
1、水浴定型法
將織物在110℃沸水中處理0.5~2h,該法簡(jiǎn)便易行,但定型效果差,定型后織物仍有較大的熱收縮率。
2、高壓汽蒸定型法
定型在高壓釜中進(jìn)行,用110~135℃的高壓飽和蒸汽處理織物20~30min,可獲得良好的定型效果。該法需特殊耐壓設(shè)備,生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行。
3、過熱蒸汽定型法
用過熱蒸汽在常壓下處理織物,溫度可達(dá)130℃左右。該法能縮短熱處理時(shí)間,生產(chǎn)效率高,能提高色澤鮮艷度,防止纖維泛黃,改善織物的手感、風(fēng)格和彈性。
合成纖維熱定型時(shí),主要受溫度、時(shí)間和張力等因素的影響,這些因素的合理控制對(duì)獲得良好的熱定型效果有著十分重要的意義。
溫度(最主要的因素)
1、對(duì)尺寸熱穩(wěn)定性的影響
滌論織物,若要在某溫度下有良好的熱穩(wěn)定性,則定形溫度應(yīng)高于該溫度30~40℃,溫度過高,會(huì)使纖維損傷。經(jīng)熱溶染色的品種,定形T可比熱溶T低10℃。
2、對(duì)防皺性及手感的影響
定形溫度越高,有利于提高織物的防皺性,會(huì)使織物的剛度提高,影響手感和懸垂性。
3、對(duì)染色性能的影響
定形溫度對(duì)染色性能影響十分明顯,對(duì)染料的吸收率隨溫度升高先是降低,隨后上升。
熱定形T應(yīng)根據(jù)纖維品種和織物要求而確定,對(duì)T/C織物而言,除定形后熱溶法染色的品種,溫度選擇200℃,其余可選擇190℃,若染料升華牢度差,則定形T不宜高,還應(yīng)注意T的均勻性(溫差≤2℃),滌毛混紡織物為160~170℃。滌粘混紡為180℃。
時(shí)間
加熱定形所需時(shí)間大約可以分為以下幾個(gè)部分:
(1)加熱升溫階段:將織物表面水分蒸發(fā)并加熱到定形溫度所需的時(shí)間,又稱為加熱時(shí)間
(2)熱滲透階段:熱量向纖維內(nèi)部擴(kuò)散,使織物內(nèi)外達(dá)到定形溫度的時(shí)間,又稱為熱滲透時(shí)間
(3)分子調(diào)整階段:織物達(dá)到定形溫度后,纖維內(nèi)分子鏈段相互滑移而進(jìn)行重排。又稱為分子調(diào)整時(shí)間
(4)降溫階段:使織物的尺寸固定下來所需的降溫冷卻階段,又稱為冷卻時(shí)間
加熱和滲透時(shí)間較長(zhǎng),分子調(diào)整時(shí)間很短,一般只要1~2秒鐘。加熱時(shí)間長(zhǎng)短受下列因素的影響:織物含濕量、纖維導(dǎo)熱性、溫度和介質(zhì) 一般定形時(shí)間需2~15秒,總的時(shí)間在15~30秒。
張力
施加張力有助于布面舒展平整,有助于提高定形效果。可改進(jìn)織物滑、挺爽的風(fēng)格,提高彈性和耐磨性。但張力過大,織物薄而板硬。熱水收縮率提高。
張力由經(jīng)向的超喂和緯向伸幅來控制,實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)織物品種、風(fēng)格要求,施加張力大小不同。
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