棉织工艺设计
出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第1148页（12371字）
(一)络筒
络筒工序，是棉织厂的第一道工序，也是棉纺厂的最后一道工序，它的主要任务是将管纱或绞纱卷绕成筒纱，以便于下道整经、卷纬等工序的顺利完成。该工序工艺设计可参见“&cult=CN" ID="5EE15FC2740914DFF0F4CABB04DB3272F02C477458F6A91AADF671903F526ADF8FF185EE9572F28B"棉纺工艺设计”部分络筒工序的介绍。
(二)整经
1．工艺配置依据
(1)张力圈重量
为使经纱片纱张力均匀，通常采用上、中、下层，前、中、后排的矩形分段配置张力圈；同时要视车速设计的快慢，确定张力圈的重量。表18－172为车速200～250m／min时张力圈重量配置的参考数据。
表18－172 张力圈重量配置参考数据
(2)停经片(落针)、三角铜片重量(见表18－173)
表18－173 落针及停经片重量
(3)加压重量
1452A型在小轴时重锤左右一般各为18kg，当直径增大时，可以分段减压。
(4)后筘穿法
有顺穿、花穿、分段花穿等法。
2．工艺参数设计实例
以1452A整经机为例，见表18－174。
表18－1741452A整经机工艺参数
(三)浆纱
1．浆料配方
1)浆料的种类与特性
浆料分为粘着剂和助剂两大类
常见的粘着剂、助剂的浆液性能、使用要点见表18－175。
表18－175 粘着剂、助剂性能及使用要点
2)浆料选配依据
合理的浆料配方，必须符合上浆、织造及印染的各种工艺要求，应使调浆及上浆工艺顺利地进行，织造断头少，效率高、成布品质良好，印染加工时易退浆及无损于布质和降低浆料消耗及浆料成本。
通常确定工艺配方时，要根据纤维种类、经纱号数、织物结构等特点，结合浆料来源合理配用粘着剂和助剂。
(1)纤维种类
经纱的纤维种类与粘着剂的相溶亲和性，在选用浆料时是非常重要的因素。两种物质具有相同结构的基团时，它们能相互溶解，并且彼此之间的亲和力很大。浆料和适用纤维见表18－176。
表18－176 浆料和适用纤维
此外，根据不同的具体情况，使用适当的助剂。如淀粉浆配用分解剂、减摩剂、柔软剂、防腐剂；丙烯酸系浆本身很软，无需加柔软剂，而应配用减摩剂；合成浆料可少用防腐剂；动物胶应加防腐剂和柔软剂；碱性浆和褐藻酸钠浆应采用消泡剂。再如，合成纤维的吸湿性差，容易摩擦带电，应当使用吸湿剂和抗静电剂；蜡质多的棉纤维适当加一点乳化剂和浸透剂。
(2)经纱号数与品质
细号经纱，所用原料较佳，弹性和断裂伸长率较大，毛羽也少，但强度较低。故上浆时增强要求较高，上浆率应较高，浆液应有较好的浸透性、粘附性，被覆少些，减摩剂量可减少，适当增加柔软剂。反之，纱线愈粗，上浆时自要求重于被覆，上浆率可较低，多用些减摩剂，柔软剂可少用或不用。捻度大的纱线，因吸浆较差，上浆时应采用流动性较好的浆液，应加浸透剂，对淀粉浆宜多加分解剂。
及以上的线织物一般不上浆。
(3)织物结构
织物组织不同，织造时单位长度经纱所受摩擦次数也就不同；同样情况下，平纹比斜纹次数多，因此平纹上浆率应比斜纹的大。同样道理，同是平纹织物、府绸的应比一般平布高。
对于其它品种织物，在选择浆料时，也可根据其结构特性，参照上述要求进行。
3)浆液配方参考实例
(1)淀粉、褐藻酸钠、CMC浆配方范围(表18－177)
表18－177 定粉、褐藻酸钠、CMC浆配方范围
(2)常见织物品种浆料配方实例(表18－178)
表18－178 常见织物品种浆料配方实例
2．浆液调制
调浆方法，一般按浓度鉴别方式，可分为定浓法和定积法两大类。定浓法是以定量的干浆料，加水调成以比重表示的一定浓度的溶液，然后加热煮浆。定积法是以定量的干浆料，加水调成一定体积，然后加热煮浆。目前淀粉浆多数采取定浓法调制，而化学浆则多数采取定积法调制。
下面按照浆料性质分淀粉浆和化学浆两类来叙述调浆方法。
1)淀粉浆调制
(1)浆料准备
A．淀粉准备
在浸渍桶中，将经过按规定时间浸渍的淀粉，撇清上层黄水。加水充分搅匀后，按每单位体积内含无水淀粉量的规定要求，同时校正温度及相应的比重，使单位体积内含无水淀粉量保持不变。
对于干淀粉也可在称重后投入浸渍桶中，加水至一定体积，即可推算出单位体积粉液中的无水淀粉含量。
注意事项：
干淀粉宜在使用前2～3h，投入浸渍桶中加水搅拌；生浆浓度可定得低一些，以减少测定比重时的误差。
B．氧化淀粉及交联木薯淀粉的制造方法
A)氧化淀粉的制造
a．将水磨淀粉生浆撇去黄水后，打入另一装有间接加热管的浆桶内不断搅拌。以稀烧碱溶液中和酸分，使粉液的pH值达到7．5～8，校正浓度为16°Bé(比重1．125)。
b．加温至29～30℃，并不断搅拌。将有效氯含量为淀粉量的1%次氯酸钠，分两次加入，两次间相隔1h。
c．保持浆液温度在28～30℃，不断搅拌，直到10h为止。在此期间须经常测浆液的pH值，如发现pH值在7以下，则须用烧碱溶液中和到7～8，以免制成的氧化淀粉色泽发黄。
d．氧化完毕后，浆中的剩余有效氯，用重亚硫酸钠(即亚硫酸氢钠，分子式NaHSO3)溶液还原。
还原鉴定方法：自浆桶内取少量淀粉液，滴入数滴稀硫酸，使浆液的pH值为6～7，然后以淀粉碘化钾试纸测试，待纸上反应呈现白色为止。
e．将氧化完毕的粉液停止搅拌，沉淀后除去黄水，再用清水漂清1～2次备用。
B)交联木薯淀粉的制造
a．将精制木薯淀粉加水调整浓度至23°Bé左右。
b．用稀硫酸校正淀粉液的pH值至2．5～2．7。
c．加入按无水甲醛占绝干淀粉量0．25～0．3%的比例计算出的甲醛量，进行搅拌反应30min。
d．将淀粉溶液离心脱水，使成为含水38～40%的湿淀粉。
e．将上述湿淀粉送入热风干燥机进行干燥，同时进行交联作用。干燥时的蒸汽压力为180～220kPa，热风进口温度为120～125℃，出口温度为50～60℃，淀粉在干燥机中存留时间20min。成品的水分应控制在12～13%。
f．如果采用不经热风干燥的工艺，则可在加入甲醛后，延长搅拌反应的时间至2～3d。
g．如果欲降低淀粉中的游离甲醛和酸的含量，则可将交联处理后的淀粉，用清水搅拌及撇水1～2次。
C．二萘酚溶液配制
称取规定重量的二萘酚，放入搪瓷桶或铜制容器中。加入相当于二萘酚重量0．4倍的烧碱(如固体烧碱，必须先溶解稀释至30%或以下的浓度)，再加以适量冷水，然后用蒸汽直接通入液内烧煮，使二萘酚溶解后，再加冷水稀释待用。
也可在加入烧碱后，用棒搅匀，使二萘酚充分湿润，然后冲入相当二萘酚重的6～10倍沸水，继续搅拌1～2min，使二萘酚完全溶解。
D．硬脂酸钠配制
a．调制硬脂酸钠的配比为：
硬脂酸 1000g
烧碱(36°Bé) 60mL
清水 8000g
b．调制方法：将硬脂酸隔水加热熔化，然后倒入温度60℃左右的烧碱溶液中，不断搅拌，直至呈雪花膏状即成。
E．滑石粉准备
a．煮釜内先放入滑石粉重量5倍左右的冷水，再加入滑石粉量1%的烧碱，然后开动搅拌器投入规定量的滑石粉。开启蒸汽，煮沸后关小蒸汽，续煮30min，关蒸汽，冷却至60℃以下待用。
b．或采用不经煮的方法，只将滑石粉用冷水浸泡，搅匀后备用。
F．油脂准备
A)将油脂放入熔化桶内，以水浴的方法，使其熔化及沉淀杂质。如采取不乳化方法，即可自其上层澄清油液中舀取，称重后待用。
B)油脂的乳化
a．用烧碱乳化：按规定称取澄清的油脂，放入搪瓷桶中。加入油脂重量0．05～0．07倍的烧碱，并加入约为油脂重量一倍的冷水。然后通入蒸汽烧煮3～5min后待用。
b．用乳化剂OP乳化：按规定称取澄清的油脂，放入专用的搅拌桶内，加入油脂重量2．5%的乳化剂OP及0．5%烧碱，再加油脂重量50%的清水，开动搅拌器(螺旋桨式，速度1000r／min左右)，2h后即乳化。
G．分解剂准备 几种常用分解剂的准备工作：
a．硅酸钠溶液的准备：称取定量的1∶2．4，40°Bé的硅酸钠倒入搪瓷桶中，加入清水，稀释，搅匀，校正浓度为20°Bé后待用。
b．漂白粉溶液的准备：以少量清水将漂白粉搅溶后即可应用(注意其中有少量不溶物)。
c．烧碱溶液的准备：将烧碱稀释至13°Bé待用。
(2)浆料调合
a．将准备好的淀粉生浆，按定积或定量(最好经过筛子过滤)打入调浆桶不断地搅拌。
b．放入二萘酚溶液。
c．在搅拌片刻后打入滑石粉液。搅匀后测定与校正浆液pH值不低于7。
d．开放蒸汽，加温到50%关汽，焖15min后校正至规定浓度(定浓温度，可随各种淀粉不同的膨化温度而异)。
e．加温至60℃，加入硅酸钠溶液。继续加温到65℃，加入准备好的油脂。继续加热到规定温度(按需要可采取半熟浆或熟浆供应)焖10min左右，即可供应上浆用。
f．如用烧碱作分解剂，则先将淀粉、滑石粉、二萘酚混和后，校正pH值至7。然后开汽加温至约45℃，徐徐加入烧碱溶液，加热至50℃，按规定校正浓度，继续加温至95℃，关汽，焖10min左右，即可供应上浆用。
g．如用次氯酸钠作分解剂，则宜在50℃定浓及校正pH值至7～8后，加入次氯酸钠，焖20min，使其有效氯得到充分作用，再渐渐加热搅拌，至80℃时加入二萘酚溶液及油脂。继续加热至90℃，焖10min即可供应上浆用。
h．如用漂白粉作分解剂，则宜在40℃定浓及校正pH值至7～8后，将漂白粉溶液过筛加入，不断搅拌，并逐渐加温至80℃。加入二萘酚溶液及油脂，继续加热至90℃，焖10min左右，即可供应上浆用。
i．调制木薯淀粉和CMC混合浆时，其调合操作的顺序和方法是，调浆桶中先放入适量清水，加入二萘酚溶液，开动高速搅拌器，倒入规定量的滑石粉，开蒸汽，再倒入规定量木薯淀粉，继续加热及搅拌，直至煮沸，关蒸汽。继续搅拌45min后，此时各种浆料已溶匀。浆液的粘度也已基本稳定，然后加入油脂等其他辅料，搅拌均匀。再加水及调节浆液温度，进行定温和定积。
2)化学浆调剂
化学浆一般采用定积调浆法。油脂及二萘酚的准备与淀粉浆同。
(1)CMC浆调制
a．调浆桶中先放入为CMC重量20倍左右的冷水。倒入规定量的滑石粉及二萘酚溶液，开动高速搅拌器(螺旋桨式，转速1000r／min左右)1～2min后，徐徐倒入规定量的CMC，边搅拌边放冷水冲击上浮的CMC，以加速其溶解，加水至要求体积的4／5左右。开蒸汽加温至稍高于规定的定积温度关汽。继续搅拌，直至CMC全部溶解，再加入水调节温度，在规定温度(不宜低于40℃)中校正规定体积，并校正pH值至不低于7。
b．如需要加入淀粉或其他辅料，应在CMC溶解后，定积之前进行。
c．如需加入油脂，宜在定积后加温至60℃或以上后再进行。
(2)PVA浆调制
一般PVA在常温下不易溶解，必须加温以促其溶解。具体方法如下：
a．调浆桶内先放约为PVA量10倍的清水，开搅拌器，徐徐倒入规定量的PVA，开蒸汽加热至沸，再关小蒸汽，继续加温及搅拌直至完全溶解。一般用慢速搅拌器需时1～2h，如用速度为1000r／min左右的高速搅拌器，则时间可缩短至40～60min。
部分醇解型的PVA，加热至沸腾后，会产生大量泡沫。当因产生泡沫而影响调浆工艺进行时，可先将蒸汽关闭，使泡沫逐渐消失，然后再开蒸汽。如泡沫又剧增，则再次关蒸汽。如此反复数次(一般三四次)后，泡沫问题便可解决，这时再开蒸汽，保持约90℃温度，继续搅拌，直至PVA全部溶解。消除泡沫的另一方法为添加消泡剂。
b．如混用聚丙烯酸酯，则可在PVA溶化后，将聚丙烯酸酯加入PVA溶液中共同搅匀。
c．将各种准备好的辅料加入后，定温、定积，即可供应上浆用。
(3)褐藻酸钠浆调制
a．先将调浆桶底部出口用塞头塞住(以免被褐藻酸钠结块阻塞)，放少量冷水，放入规定量滑石粉，再加水至要求调和体积的1／2左右，开蒸汽，并开动高速搅拌器(或采用60r／min左右的中速搅拌器)，徐徐倒入规定量的褐藻酸钠及加入油脂和二萘酚溶液，与此同时，再加水至规定体积的3／4左右。加温至80℃时关汽。继续搅拌，直至褐藻酸钠颗粒完全溶解。
b．定温、定积，并校正pH值为7～8，即可供应上浆用。
c．如果需要加入淀粉等辅料，则应在褐藻酸钠溶解后，定积之前加入。
3)回浆处理
回浆输至浆桶后，须采取防腐措施，并迅速冷却。
用二萘酚处理：淀粉浆或淀粉混合浆、褐藻酸钠浆一般均可用二萘酚防腐。二萘酚用量为回浆量的0．25%。
用氯化锌处理：使用氯化锌防腐的用量为回浆量的1‰。
在使用回浆时，必须先检验回浆的质量，按质量决定使用方法。对于符合质量要求的回浆，可在调节pH值后与新浆混合调制使用，或加热后作为降低浓度的浆而直接放入浆槽使用。
3．上浆工艺指标及参数配置
1)浆纱工艺指标
(1)上浆率
主要棉织物在使用不同浆料时的上浆率参考范围见表18－179。
表18－179 各种棉织物使用不同浆料上浆率参考范围
注：①纯淀粉浆指用100%的玉米淀粉、小麦淀粉等。
②化学浆指用100%的CMC，PVA等。
③混合浆指用CMC等分别与淀粉按不同百分比混合使用。
(2)回潮率
表18－180是用淀粉作主浆料，浆纱回潮率的控制范围。用合成浆料时，则取同值或略高的数值为宜。
表18－180 浆纱回潮率
(3)伸长率
各种纤维伸长率范围与浆纱机配套伸长调节装置调节范围分别见表18－181和表18－182。
表18－181 各种纤维伸长率
表18－182 浆纱机变速装置及调节范围
2)浆纱工艺配置
各类织物上浆工艺配置要求见表18－183。
表18－183 几种织物上浆工艺要求及举例
4．浆纱质量控制要点
浆纱的主要质量指标是：上浆率、回潮率和伸长率。这里简要分析控制“三率”要点。
1)上浆率的控制
(1)浆液浓度、粘度、淀粉分解度 浆液浓度大时，粘度也大，浆液浸透差，被覆为主；反之，浆液浓度小时，粘度小，浆液被覆差、浸透好。当浆液浓度一定时，如淀粉分解度高、粘度低，必然也会影响上浆率。
(2)压浆辊加压强度 压浆辊加压强度大，浸透好，被覆少，上浆率低；反之，加压强度轻时，上浆率偏重。
(3)压浆辊包装材料 新绒毯或新包布，上浆较为均匀，被覆不大，浸透较好，上浆率较轻；反之，压浆不匀，浸透差于被覆，上浆率偏高。
(4)浆槽温度 温度低，浆液粘稠，浸透差；反之温度过高，淀粉分解度高，粘度降低，浸透好于被覆、上浆率低。
(5)浸浆长度 浸没辊位置高低，纱线浸入浆液时间长，对纱浸透上浆有利，且不影响被覆效果。但过低会受到水汀喷射影响而浆纱排列不匀。
(6)浆纱机速度 浆纱速度快，压去的浆液少，上浆率偏高；反之，则浸透好，被覆差，上浆率低。
2)回潮率的控制
影响回潮率的主要因素有：烘房温度、排汽风扇、通风机通风量、浆纱上浆率、浆纱机车速等。一般地说，烘房温度低、排气通风量小，上浆率高、车速快都会使回潮率加大。
3)伸长率的控制
调整伸长率的方法主要有改变拖引辊的回转速度和传动直径两种。但影响伸长率的因素还有烘房内穿纱长度、经轴架对经轴摩擦制动力等。
(四)穿经
1)综丝规格确定
综丝长度=2．7×后综的梭口高度+综眼高度
2)停经片的选择(表18－184)
表18－184 各种纱支停经片选择范围
3)筘片间隙计算
式中k为系数，40号筘以上取0．96，40号以下为0．93。
(五)卷纬(以SG193型为例)
1)张力配置参考数据(表18－185)
表18－185 不同纱支卷纬张力参考数据
2)卷绕尺寸配置(表18－186)
表18－186 卷绕尺寸配置
(六)热湿定捻
纬纱加热定捻有高温和低温两种。加热定捻高温一般为80～90℃，定捻时间可短些；加热定捻低温一般为40～60℃，定捻时间可长些。筒子直径大，卷绕密度大时，热定捻时间应长些；反之，可短些。纡管纱直接加热定捻时间可更短些。
表18－187为涤棉65／35混纺纱定捻工艺。
表18－187 涤棉65／35混纺纱定捻工艺
(七)织造
1．工艺设计原则
(1)改善织物的物理机械性能。
(2)提高织物的外观效应，体现织物的风格特征。
(3)减少织疵，提高下机质量。
(4)减少纱线断头，提高生产效率。
(5)降低消耗。
2．工艺参数配置
1)经纱上机张力
张力重锤配置参考数据(表18－188)。
表18－188 各类织物张力重锤配置参考数据
2)经位置线
经位置线的尺寸在梭口前部基本固定不变。边撑杆(L44)通常低于胸梁表面水平6．5mm，边撑盒倾斜角9°左右。织口点高于走梭板表面22mm。后梁高低参考数据见表18－189。
表18－189 各类织物后梁高低参考数据
3)开口与投梭
各类织物开口与投梭时间配置参考数据(表18－190)。
表18－190 各类织物开口与投梭时间
4)纬密计算
其中a%为下机缩率(一般细纺布1%左右，细平布、哗叽2%左右，粗平布、府绸、卡其织物3%左右，灯芯绒、平绒4%左右)。
3．各类织物织机工艺参数示例(表18－191)。
表18－191 各类织物织机工艺参数
注：①表中括号数字为相应英制表示法。
②化纤混纺纱混纺比例分别为：T／C：65／35；V／C：50／50；T／R：65／35。
4．改善织物外观效应的措施(表18－192)
表18－192 改善织物外观效应措施
四、棉织工艺设计实例
以96．5cm 19／16 283．5／271．5(38″ 30×36 72×69)纯棉细布、96．5cm 11．75×2／23．5 543／275．5(38″ 50／2×25 138×70)涤棉卡其、115．5cm 13／13 433／299(47″ 45×45 110×76)涤棉细布、99cm 18／18 433／275．5(39″ 32×32 110×70)维棉府绸四个织物为例，设计工艺技术参数见表18－193。
表18－193 几种织物工艺设计示例
