目前,国外预湿上浆机的预湿方式有两种形式:一种是独立式,另一种是联合式。独立式是一种双浸双压预湿方式,有独立的预湿槽,预湿充分、效果好,但占地面积较大;而联合式则是一种预湿与上浆相结合的方式。它们都有温度控制系统,使蒸气在水中直接加热,用水平检测仪调节水面高度,并设有过滤水循环系统,保证水的质量和预湿的可控性与再现性。
国外的预湿上浆装置由输入机构、预湿槽和上浆部分组成,安装在浆纱机的经轴架与浆槽之间。由于预湿槽占地面积较大以及从经轴架到浆槽有较长的距离,浆纱机了机、上机换轴时经纱损耗较多。因此,该装置一般多用于单浆槽浆纱机,并采用预湿与上浆相结合的方法。
预湿上浆的输入机构相当于国产浆纱机上的后引纱辊,由动力直接驱动可以单独调节经纱浸入预湿槽热水时的张力,使经纱能在较小的张力条件下浸入预湿槽的热水中,便于吸水和降低经纱伸长。
进行预湿上浆的经纱进入浆槽前先进入预湿槽中,用90%左右的热水浸渍和挤轧(挤轧的压力约100kN,对棉纱来说预湿后纱的含水率应保持在 40%左右),使热水充分浸透经纱,并保证经纱上的蜡质、果胶质能够熔化,从而保证在浸浆时,有一个良好的润湿和吸浆条件。预湿槽采用溢流方式使杂物漂浮在水面,便于除去。水面高度保持恒定。采用直接蒸气喷射加热的方式控制水温,用水泵和阀门组成的循环系统将热水输送到预湿槽和喷淋管。然后用一摆锤式罗拉将经纱从预湿槽送到浆槽,确保纱片不松驰,并防止纱线扭结。
上浆部分的浆槽也有两种形式可供选择:一是单浸单压浆槽,二是双浸双压浆槽。上浆用的压辊采用普通的弹性轧辊,使压辊在整个有效宽度内保持均匀的轧浆作用,特殊结构的表面能保证浆液均匀分布,能维持轧辊表面包覆材料的使用寿命。为了均匀上浆,采用专门的下滚筒,确保压力均匀,在运行中没有摩擦损失,将预定的气动压力转换成挤压力,没有滞后现象产生。
近年来在预湿上浆研究方面,瑞士贝宁格公司研究了一种新的预湿基本工艺,在带有两个洗涤区、两个浸没辊和两对轧辊的分隔槽中只进行预湿,然后再进行上浆,使预湿和上浆相结合。实践表明,这种预湿和上浆相结合的方式效果最好,强烈的湿润和洗涤使热水充分渗透入经纱纤维内部;两个浸渍区优化了洗涤作用。第一对轧辊不仅可以阻挡尘杂,而且从经纱中排挤出空气,因而在第二道浸渍区内可以吸收更多的水份,而且在浸渍区内经纱停留的时间较长。据称该公司研究的这种预湿工艺主要用于高产量、长流程的上浆工艺,粗号纱线采用这种预湿方法可取得较满意的效果。
德国一纺织研究院运用蒸气作为预湿剂,对经纱进行上浆前的预湿,据说可取得更好的上浆效果。同时在其他条件相同的情况下进行试验得出,用145℃~195℃的蒸气对经纱进行预湿,浆纱的耐磨性最好。
据有关资料介绍:美国西点公司与一家棉纺织企业联合对该公司813型浆纱机浆槽前增加预湿槽进行长时间反复试验,发现除了能明显降低经纱上浆率以外,经纱的性能还有明显改善,主要表现在以下几个方面:(1)单纱强力增加,(2)减少了经纱上的毛羽(毛羽降低40%),(3)提高了经纱的耐磨性,(4)浆纱的分绞力减弱。他们用浆纱预湿方法加工 22.4 tex~64.8 tex纯棉纱织物(上浆率由9%下降为7.2%),在必佳乐喷气织机上织造,织机停台明显减少。用电子显微镜观察经纱表面浆膜形成完好,纱体柔软便于分绞,织机开口清晰,织造效率提高。因经纱上浆率降低,可减少印染退浆废水处理费用约70%,由于浆料耗用量减少,相应地减少了BOD和COD耗氧物的产生,为改善环境创造了有利条件。
经纱上浆预加湿技术不仅在环锭纯棉织物上得到应用,还扩大到纯涤纶纱、涤棉混纺纱等织物的加工,此外,新型纺纱中的转杯纱和喷气纱浆纱生产上也采用了预湿加工技术。
虽然预湿上浆技术有许多优点,既可节约浆料又能提高浆纱质量,使经纱强力、耐磨性提高,毛羽减少,织造效率提高,为下道工序加工创造良好的条件,但是,从大量试验中发现,采用经纱预湿上浆技术以后,当经纱从预加湿水槽中引到浆槽时,会把一定的水分带入浆槽,使浆槽中的浆液浓度逐步降低,为了保持浆液浓度的稳定性,要随时对浆槽中浆液浓度进行监控及时调节。这样就必须采用可靠高效的折射式自动监控调浆桶内浆液浓度的仪器,使输入浆槽中的浆液浓度始终保持在比设计的浓度稍高一些的水平,同时还可对热水槽中的水量和温度进行自动监控。实现浆槽内的浆液浓度与水槽内水的温度和水量监控的完美结合,才能保证预湿上浆取得预期的效果。
国内外纺织界专家们认为:经纱预湿上浆对于改善吸浆条件是可以理解的,但能否直接增加对纤维的粘附力还值得研究。另外由于经纱在润湿状态下进入浆槽,带入的水分会使浆槽内浆液浓度产生波动,同时也增加了湿浆纱承受机械拉伸的长度和作用时间,从而增加了浆纱的伸长率。所以,经纱预湿上浆技术还有待进一步深入研究与实践。