摘要：根據(jù)織物機械整理的要求，詳細分析了繩狀氣流柔軟整理機的工作原理和結構功能，提出對織物機械整理實施的三個基本過程，以及每個過程的形成條件和參數(shù)控制方法。正確理解氣流柔軟整理機的各項功能，既可以有效地控制和達到預期效果，同時又可以發(fā)掘潛在的整理功能。
　　
　　紡織品除了纖維的一些特性外，更多的是通過功能性整理而獲得?？椢锏恼碓诟纳破浞眯缘耐瑫r，還可以獲得許多功能性和布面風格效果，給人們的生活增添了新的情趣。織物整理除特殊整理功能外，更多的是柔軟、搖粒、縮絨和預縮等常規(guī)整理。在柔軟整理過程中，傳統(tǒng)方法大多是采用化學法，大量助劑的使用對人體和環(huán)境都會產(chǎn)生一定的危害。而采用機械整理，則能夠起到很好的環(huán)保作用，而且還可以產(chǎn)生化學法所得不到的效果，具有較高的附加值。
　　
　　在機械柔軟整理中，較為典型的氣流柔軟整理，是目前織物機械柔軟整理效果比較理想的一種工藝。它在原有的基礎上，還可增加一些輔助裝置，獲得一些新的功能，進一步擴大使用范圍。然而，要真正用好氣流柔軟整理，還必須對其原理和結構有一個全面的了解。應該結合織物纖維特性以及整理條件，對氣流柔軟整理過程進行分析。只有這樣才能夠達到預期所要求的效果，并且還可衍生出我們沒有想到的效果，或者解決目前在其它整理機器所存在的問題。由于涉及的范圍比較廣，很難從幾個簡單例子講清楚，所以，這里僅就織物以柔軟、縮絨和搖粒等幾個常規(guī)機械整理功能，對氣流柔軟整理機的原理實現(xiàn)和結構保證方面進行分析和討論，為正確理解和使用氣流柔軟整理工藝提供幫助。
　　
　　1、織物機械整理的目的
　　
　　織物整理可以提高其內在的品質，并可獲得有別于普通織物的感觀效果，是織物后加工的一道重要工序。許多新型紡織纖維的特性，就是通過不同的整理過程后而表現(xiàn)出來的；即使是同一品種的織物，采用不同的整理方法也可獲得不同效果。有些織物經(jīng)過一定的機械整理，既可以保留原有的優(yōu)良特性，同時還能克服或改善原來存在的缺陷。所以，織物整理是一種集中體現(xiàn)紡織品綜合性能的加工手段，主要表現(xiàn)以下幾方面。
　　
　　1.1、改善織物的服用性
　　
　　天然纖維和化學纖維總會存在一些不足之處。作為服裝用料，滿足服用性是*位，其次才是加工性和如何保證服用性的要求。麻纖維制作的服裝具有較好的透氣性和吸濕性，夏季穿著有涼爽感，但如果不經(jīng)過后整理（如柔軟），那么穿上之后會有刺癢感。天然纖維中含有蠟質或油脂等共生物，而化學纖維在紡絲過程中也帶有油劑，使得這些纖維具有一定的柔軟度。但是，由于這些共生物的存在會影響染色質量，所以必須通過前處理將它去除，結果反而使這些纖維失去了原有柔軟度，不得不在染色之后又增加一道柔軟整理工藝?；谀壳暗睦w維制造工藝水平，還無法*達到織物的服用性，必須通過織物整理來彌補，或者改善纖維原有或前道工序留下的不足。
　　
　　柔軟是改善織物手感的一種整理方法。是使纖維發(fā)生松弛或降低纖維與纖維間的摩擦系數(shù)，賦予織物柔軟、平滑手感的加工工藝?；瘜W法柔軟整理，主要是用化學助劑來降低纖維之間的摩擦系數(shù)，使纖維在外力作用下容易滑動而產(chǎn)生柔軟效果。機械柔軟整理則是通過外力的反復作用，降低織物纖維的剛性，提高柔軟度。
　　
　　毛織物后整理中有一道重要工序，稱為縮呢或縮絨。它是利用羊毛所具有的縮絨特性，在濕熱條件下，經(jīng)機械外力對毛織物的反復作用，使得織物的纖維會相互交錯纏結而氈縮。經(jīng)縮呢后的織物結構變得緊密，織物表面只有少量的纖維纏結或覆蓋?？s絨是一種毛纖維（羊毛）順鱗片摩擦系數(shù)，小于逆鱗片摩擦系數(shù)的差微摩擦效應?？s絨后的織物手感柔軟、豐滿，主要用于粗紡毛織物，目前也逐步用于精紡毛紡織物。
　　
　　毛紡織物的縮絨主要與羊毛的鱗片和彈性等內在因素有關，但必須通過三個外界作用條件，即溫度、濕度和外力才能夠達到縮絨效果。
　　
　　1.2、提高織物附加值
　　
　　隨著人們生活水平的不斷提高，崇尚自然化、個性化的服飾已成為時尚；同時新型紡織纖維的不斷出現(xiàn)，也*地豐富了紡織面料的品種。織物不僅僅是滿足服用性，而且還可以仿自然界許多動物、植物外表。在給人類社會增添了新的色彩同時，還保護了野生動物。由于許多織物通過整理后，具有較強的新穎和時尚型，所以往往就有較高的附加值。
　　
　?。?）搖粒絨搖粒絨是針織面料的一種，小元寶針織結構，在大圓機編織而成?？棾珊笈鞑枷冉?jīng)染色，再經(jīng)拉毛、梳毛、剪毛、搖粒等多種復雜后整理加工處理。面料正面拉毛，搖粒蓬松密集而又不易掉毛、起球；反面拉毛疏稀勻稱，絨毛短少，組織紋理清晰、蓬松彈性特好。它的成份一般是全滌的，手感柔軟。用于制作冬季御寒休閑服，深受國內外中青年人的喜愛。
　　
　　（2）Lyocell[天絲]原纖化處理它是一種具有環(huán)保特性的新型纖維，分為普通型和交聯(lián)型。其中普通型的Lyocell纖維具有原纖化特性，它是在纖維縱向表面分叉出來的短纖絨，長短不均勻。如果將這些短纖絨進行一定程度的酶處理，然后再通過一定的織物相對運動，即可產(chǎn)生二次原纖化，這時得到的是長短一致的，布面可產(chǎn)生桃皮絨的效果，具有較高的商用價值。
　　
　　Lyocell纖維原纖化的產(chǎn)生需要具備一個很重要的條件，這就是織物之間在一定濕態(tài)下，要有相互摩擦運動。大量的應用表明，采用空氣流牽引織物運動，能夠給織物之間的相互摩擦運動帶來非常有利的條件。
　　
　　1.3、環(huán)保要求
　　
　　織物的化學法整理工藝是，通過化學助劑減少纖維之間的摩擦系數(shù)，削弱纖維抵抗變形的能力，在一定程度上提高織物的柔軟度。由于化學助劑或多或少對人體和環(huán)境有一定的危害，有的通過使用后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對人的健康有影響，而有的暫時還沒有發(fā)現(xiàn)，但還需要一定的時間或者方法才能夠驗證。所以，開發(fā)和采用機械的整理方法，已成為滿足環(huán)保要求的首要任務。歐洲對紡織品進口的環(huán)保要求是非常嚴格，一些綠色壁壘也是為了環(huán)保而設置的。
　　
　　2、織物機械整理的基本條件
　　
　　2.1、濕度
　　
　　提供一定的濕度[尤其是濕熱]條件，可以使親水性纖維得到溶脹，有利于減少纖維在揉搓中的阻力。天然纖維素纖維在濕熱自由松弛狀態(tài)下，還可得到一定的預收縮。羊毛纖維因干燥時的纖維鱗片對纖維抱合很緊，無彈性，缺少定向摩擦，即使在外力作用下，也很難伸長或回縮，無法進行縮絨。而在濕潤條件下，毛纖維鱗片會膨脹而張開，這時在外力作用下就能夠伸長或回縮，可產(chǎn)生縮絨。
　　
　　2.2、外力
　　
　　外力的作用形式很多，有軋輥的擠壓作用、柵欄的撞擊作用、氣流的振動和拍擊作用等等。在不同的整理過程中，應該以什么形式的外力作用，才能獲得所要求的效果，有一個側重點問題。從氣流柔軟作用的原理來看，zui重要的是氣流的振動和拍擊作用。因為它比任何其它機械作用都來得柔和、均勻，能夠被絕大部分需要外力作用的織物整理所接受。棉纖維在氣流的振動和拍擊作用下，不會出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象。至于麻類織物因其纖維的剛性較大，所以還要附加柵欄撞擊作用。在濕潤條件下，羊毛在受到反復擠壓和揉搓時，會產(chǎn)生定向摩擦效應，形成相互交錯纏結，產(chǎn)生縮絨。
　　
　　2.3、溫度
　　
　　提高處理溫度，對任何纖維都可以加快分子鏈段運動，降低纖維剛性。纖維容易伸長或回縮，有利于揉搓效果。溫度可根據(jù)工藝要求確定，干整理采用空氣加熱，濕整理可以采用噴直接飽和蒸汽。
　　
　　3、氣流柔軟整理原理分析
　　
　　機械柔軟整理是利用機械方法，在一定的張力狀態(tài)下，將織物多次揉搓以降低織物纖維的剛性，使之恢復到適當?shù)娜彳浂?。機械柔軟整理是以擠壓、搓揉等機械方法，讓纖維發(fā)生應力松弛，釋放掉在加工過程中因為受拉伸而產(chǎn)生的內應力，使纖維、紗線本身柔順、松弛，進而表現(xiàn)為織物柔順、松軟，從而獲得柔軟效果。從以上的幾種織物整理過程來看，都有一個重要的條件，那就是對織物要有一定的機械作用。
　　
　　3.1、工作原理
　　
　　高壓風機產(chǎn)生高壓氣流，通過文丘里管轉換為高速氣流，牽引繩狀織物作循環(huán)運動。織物纖維周期性地經(jīng)歷拍打、變化作用力和撞擊過程，可獲得特殊的整理效果。完成這種效果整理，需要實現(xiàn)以下三個基本過程。
　　
　?。?）在一定的區(qū)域內[氣流噴嘴和導布管]，高速氣流對織物進行劇烈抖動，織物之間相互產(chǎn)生摩擦，氣流與織物接觸處的邊界層內，氣流對織物產(chǎn)生的相對滑動摩擦?？諝鉁囟鹊脑黾?，或者提高氣流速度，都可能增加織物運動的激烈程度。
　　
　?。?）當完成一定區(qū)域內的氣流與織物的相互作用后，織物在突然失壓狀態(tài)下，產(chǎn)生急劇蓬松，自由向四周撒開，織物纖維的狀態(tài)會發(fā)生變化。織物彎曲或受擠壓的纖維迅速展開，釋放內應力。在這種周期性的作用下，織物的暫時性折痕能夠得到消除，纖維分子的剛性也會不斷減弱。
　　
　?。?）失壓狀態(tài)下的織物以一定速度撞擊柵欄，將動能全部轉換為織物纖維的變形能，然后自由落入儲布槽?？椢镅匦被踇通常底部墊聚四氟乙烯板]滑到儲布槽前部，經(jīng)提布輥重新進入氣流噴嘴進行下一個循環(huán)。
　　
　　值得注意的是，織物在整個動程循環(huán)中，氣流噴嘴前的提布輥，并不起到牽引織物運行的主要作用，而是作為改變織物運行方向，減少阻力之用?？椢镌诟咚龠\行條件下，雖然提布輥有速度調節(jié)[變頻調速]，但很難做到與氣流牽引織物的速度同步。這種速度差是客觀存在的。如果將該速度差控制在一定的范圍內，讓提布輥的線速度低于氣流牽引織物的速度，那么就如同旗桿拉住在風中飄揚的旗幟一樣，能夠產(chǎn)生劇烈的抖動。這恰恰為氣流對織物的作用，以及織物之間的揉搓提供來了有利條件。

　　
　　由圖1得知，提布輥并不設計成具有很大牽引力的結構（如采用增加摩擦力的橡膠條），而是采用齒形條，對織物的握持力非常小。在不大的線速度下，織物就會與提布輥面產(chǎn)生相對滑動。正是這種帶有牽制作用的提布結構，可以使織物在高速氣流的牽引下產(chǎn)生劇烈的抖動。為了保證這一功能的實現(xiàn)，電氣控制對提布輥電機變頻采取了保護措施。
　　
　　3.2、織物的受力狀況
　　
　　相對其它機械柔軟整理而言，繩狀氣流柔軟整理對織物的作用條件有所不同。首先，由氣流噴嘴與氣流導布管構成的織物牽引系統(tǒng)，不僅是織物循環(huán)運動的主要動力源，而且更重要的是它為織物與氣流提供了一個相互作用的環(huán)境，同時也是織物之間進行相互揉搓過程的區(qū)域。由于高速氣流在這個區(qū)域內處于紊流狀態(tài)，對自由松弛狀態(tài)的織物實際上是產(chǎn)生一個三維方向的作用，所以無論是哪種整理過程，對整個織物都能夠獲得均勻的作用效果。
　　
　　根據(jù)不同織物纖維的特性，可以提供濕熱或干熱環(huán)境，讓織物纖維大分子鏈段松動，以及纖維的膨潤。這樣更加有利于纖維之間位置的變動，加大纖維的揉搓力度。在濕熱處理條件下，純棉針織汗布可產(chǎn)生良好的預縮效果；而聚酯類纖維在干熱處理條件下，能夠獲得非常均勻的搖粒絨效果。有應用表明，經(jīng)繩狀氣流柔軟整理機做出的搖粒絨的品質，比傳統(tǒng)滾筒式搖粒機更佳。
　　
　　3.3、織物的受力時間和程度
　　
　　織物在一段足夠長的導布管中，受到高速紊流狀態(tài)的氣流作用，能夠產(chǎn)生非常高的震蕩頻率，可在較短的時間內完成織物的揉搓次數(shù)，有效地降低織物纖維的剛度，其作用的強度遠大于平幅或者連續(xù)式機械柔軟。對于麻類、毛圈類織物，還提供一個柵欄撞擊過程。麻類織物纖維受到瞬間劇烈撞擊，可增加柔軟度；毛圈類織物受到適度撞擊可以蓬松毛圈，使倒下的毛圈恢復原狀。對織物的作用的時間和程度，可以根據(jù)不同的織物特性和工藝要求進行調整。
　　
　　4、設備結構功能分析
　　
　　氣流柔軟整理機的工作原理，必須借助必要的結構和控制功能來實現(xiàn)。每個結構既有自身的作用特點，同時又有與其它相關結構的協(xié)調關系，只有這樣才能夠組合成為一個有機整體，共同完成工作的全過程。圖2為機器的結構示意圖。現(xiàn)對主要結構功能進行分析。
　　
　　4.1、儲布槽
　　
　　用于儲放織物，尾部翹起形成一定坡度，底部襯聚四氟乙烯板，織物撞擊柵欄后順勢下滑。為了防止后面的織物翻倒壓到前面，儲布槽后部設置了一組擋桿，可以保證織物有序下滑。儲布槽底部的坡度應滿足織物在自重作用下能夠自由下滑，并且不發(fā)生壓布、翻布[后面壓到前面]現(xiàn)象。
　　
　　4.2、空氣加熱器
　　
　　供空氣加熱之用。采用翅片式換熱管間接加熱，熱源可以是蒸汽或者導熱油?？諝饧訜岬难h(huán)利用是節(jié)能所必須考慮的，現(xiàn)在有的設備空氣加熱是沒有回用的，會造成很大能源浪費。由于回風中帶有大量的細短絨，如不加以凈化就容易堵塞空氣加熱器，因此，回風應經(jīng)除塵系統(tǒng)凈化后才能使用。不過，這樣會增加設備結構的復雜程度，目前做得比較好的是部分凈化回用。

　　
　　4.3、氣流循環(huán)系統(tǒng)
　　
　　由高壓風機產(chǎn)生高壓氣流，通過必要的管路分配系統(tǒng)，在文丘里管內產(chǎn)生高速氣流，完成氣流對織物的振動和牽引過程。這部分主要由高壓風機和氣流噴嘴所組成，可根據(jù)不同的處理工藝進行風量的調節(jié)。這里既包括布速的改變，同時還起到對織物作用力度的控制。
　　
　　4.4、提布輥裝置
　　
　　采用齒形輥，可交流變頻調速。與氣流牽引織物運行速度在高速條件下，會形成一定的線速度差。通?？椢锞€速度大于提布輥線速度[有一定相對滑動]，對織物產(chǎn)生一個牽扯作用，有利于織物在氣流中波動。但相對滑動速度不能過大，否則會對某些織物產(chǎn)生擦傷。所以，兩者具體的速度控制在什么范圍zui合適，應根據(jù)織物的特性和處理工藝要求來決定。
　　
　　4.5、軋輥裝置
　　
　　該裝置是作為選用件，通常用作水洗處理中對織物進行擠壓處理液，加大液體對織物滲透力，提高水洗效率。在柔軟整理中不使用該裝置。
　　
　　4.6、撞擊柵欄從導布管出來的織物，雖然在氣流壓力釋放下速度有所下降，但仍處于較高運行速度狀態(tài)。這時，如果織物通過撞擊柵欄，進行瞬間能量轉換，就可以使得剛性較強的纖維得到強制變形，獲得一般機械作用無法達到的效果。撞擊柵欄對麻類織物的作用是非常顯著的，也是那些需要強烈撞擊，才能得到處理效果的織物所必須設置的。
　　
　　4.7、噴直接蒸汽給濕裝置
　　
　　該裝置是為織物需進行濕態(tài)處理而設置的。由于飽和濕蒸汽遇到溫度低的織物，會釋放出潛熱，并在纖維上形成冷凝水，迅速濕潤纖維，所以織物可以在濕態(tài)下快速升溫。純棉針織物在這種狀態(tài)下，可以獲得一定的收縮。噴直接蒸汽一般設置在兩個位置，一個是在氣流噴嘴之前的風管內，另一個在導布管出口。蒸汽噴嘴噴出扇形水霧狀，可以增加與氣流或空氣的接觸面積，提高傳熱效率和傳熱分布的均勻性。
　　
　　4.8、除塵系統(tǒng)
　　
　　與織物作用后的氣流夾帶大量從織物脫落的碎短絨，必須及時從設備容腔中排除。通過一個的除塵裝置，將碎短絨截留并收集，經(jīng)凈化的空氣排除機外[正規(guī)的工廠還要引到集中除塵系統(tǒng)]。該系統(tǒng)中的除絨裝置，是采用刮盤式。正常時不工作，當刮盤上濾網(wǎng)積聚的絨毛過多時，除塵風機的進口阻力增大，有一負壓傳感裝置發(fā)出信號，刮盤開始工作。刮下的絨毛通過螺旋絞龍排到收集袋。
　　
　　5、技術參數(shù)的確定
　　
　　為了滿足各項功能整理的需要，除了一些必要的機械結構外，更重要的是在不同整理過程中，對相應的工藝參數(shù)的控制。從目前整理功能來看有以下幾個主要技術參數(shù)。
　　
　　5.1、織物線速度
　　
　　織物線速度起兩個作用，首先是在織物長度一定時，可以表現(xiàn)織物環(huán)循環(huán)的頻率，顯然頻率越高，對織物作用次數(shù)越多，有利于需要一定作用次數(shù)的整理過程；其次是高壓氣流對織物振動拍擊和織物之間的揉搓，可隨織物線速度的變化而不同。這兩個作用是相互關聯(lián)的，快速循環(huán)的織物必然會受到強烈的作用，對不同的織物品種和整理工藝有不同的要求。
　　
　　5.2風量
　　
　　風量對織物處理效果起到很重要的作用。織物的線速度和高壓氣流對織物振動拍擊的程度，可以通過風量的大小控制。風量形成的高速氣流牽引織物運行，須保證與提布輥線速度的關系。風量大小應根據(jù)織物品種和整理工藝來確定，編程進行動態(tài)控制。在干整理過程中，應考慮到空氣隨溫度的提高粘性增加，會增大對織物的牽引力，即布速提高。
　　
　　5.3、溫度
　　
　　它是根據(jù)工藝要求而設定的。通常有二個檢測點，一個在空氣加熱器與循環(huán)風機之間，檢測加熱空氣的溫度并控制加熱的溫度；另一個在除塵風機上，檢測排風溫度。升溫和保溫是由空氣加熱器提供，冷卻一般是通過吸入機外自然空氣進行強制對流循環(huán)來實現(xiàn)。因為空氣的比熱較小，所以空氣強制對流降溫的速度也比較快。
　　
　　5.4、濕度
　　
　　對許多親水性纖維[如棉、麻、粘膠等]，在一定的濕度條件下，可以增加纖維的膨潤性，有利于整理效果。采用循環(huán)氣流中加濕[如濕飽和蒸汽]或者排濕，可以有效控制容腔內空氣的濕度。
　　
　　5.5、時間
　　
　　是控制整理過程的長短。在其它參數(shù)一定的條件下，整理過程進行到什么程度，就由時間來控制。在滿足整理過程的條件下，所用的時間越短越好，可以避免織物在長時間的作用下可能出現(xiàn)的損傷。
　　
　　5.6、預熱
　　
　　主要是控制冷凝水的排放。在直接蒸汽加熱加濕之前，織物和設備有可能是冷態(tài)，一旦蒸汽進入循環(huán)氣流中放出潛熱時，就會在管壁和設備容腔內壁上形成冷凝水。如果滴在織物上就會產(chǎn)生水漬印，影響產(chǎn)品質量。因此，除了設備應設置預熱防止冷凝水滴外，還要及時排除管道和儲布槽內的冷凝水。
　　
　　6、結論
　　
　　織物的氣流柔軟整理是一項環(huán)保型整理技術，具備了織物機械柔軟整理的必要條件。了解織物機械整理的功能要求，掌握氣流柔軟過程的作用條件，是使用或開發(fā)間歇式繩狀氣流柔軟整理機的關鍵。為此，可得出以下幾個使用和控制要點。
　　
　?。?）高速氣流對織物產(chǎn)生的三維振動拍擊、揉搓是織物整理的重要過程，也是處理效果的關鍵部分。許多織物的整理效果是氣流對織物高頻振動所完成的，而并非是撞擊柵欄的作用。
　　
　?。?）高速氣流壓力的急劇變化，織物可以在瞬間獲得迅速蓬松，內應力釋放，并有一定的預縮效果。這是織物的一個快速形態(tài)變化，織物原有的暫時性折痕可通過這個變化消除。
　　
　?。?）織物對柵欄的撞擊，可以進行能量轉換，較大的動能轉化為織物纖維的變形能，降低纖維的剛性。剛性較強的纖維[如麻類]通過對柵欄的撞擊，可顯著降低纖維的剛性。
　　
　　（4）能耗大是目前間歇式織物繩狀柔軟整理機的主要問題。如何充分利用循環(huán)回風，應從機械結構成本，以及使用的經(jīng)濟性來綜合考慮。
　　
　?。?）氣流柔軟應用于針織物搖粒絨的整理，比傳統(tǒng)滾筒式搖粒機效果更好，質量穩(wěn)定?？梢宰鳛闈L筒式搖粒機的替代產(chǎn)品。
　　
　?。?）利用間歇式氣流柔軟機所具有的機械特性，進一步完善連續(xù)式氣流柔軟機，可以獲得更高的生產(chǎn)效率。
　　
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