用于制备纺织浆膜的仪器及纺织浆膜的制备方法

摘要

本发明针对现有技术中制备纺织浆膜的装置结构简单，只能在自然状态下干燥，制备浆膜的时间不能得到有效控制，浆液易变质且制得的浆膜存在内应力易开裂的不足，提供一种纺织浆膜制备方法及纺织浆膜制备仪，该制备仪包括铺浆台、调整铺浆台水平度的水平调整装置，还包括控制铺浆台温度及加热时间的温控器、浆膜湿度控制装置、将铺设的浆液刮平的刮浆装置，采用上述结构的制备仪能够控制制备浆膜成型时间，使浆膜在恒温恒湿状态下成型的用于制备纺织浆膜的仪器及纺织浆膜的制备方法。

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备纺织浆膜的仪器及纺织浆膜的制备方法。 

背景技术

浆液对被浆纤维的粘附性能和浆液成膜后的浆膜性能反映了浆液的上浆性能，决定着浆纱的可织能力，正确评价浆液的浆膜性能、优化浆液配方、提高浆纱质量有重要的意义。 

在判断某种浆液的优劣时，常在试验室制作浆膜，对浆膜的性能进行测试。现有的浆膜制备方法，包括如下步骤，将浆液铺设在钢化玻璃板上台上，用玻璃棒将浆液铺展开来，放置在室温下自然干燥。采用上述方法制备浆膜，浆膜易产生应力，浆膜易开裂，对浆膜的物理机械性能受到影响，同时，由于在室温下自然干燥，与上浆的实际环境差异很大，所制得的浆膜的各项物理性能指标与实际差异大，难于对浆液的物理性能做出准确的评价。 

目前在纺织行业尚无专门的浆膜制备仪制备纺织浆膜，主要采用原始的简单装置，它是在经水平调整的玻璃板或金属板上铺设一层涤纶或聚脂薄膜，将浆液铺设在该薄膜上，而后用玻璃棒铺展浆液，将浆液铺平后再在自然条件下进行自然干燥制得浆膜，采用上述装置制备浆膜存在如下缺点：1、用玻璃棒铺展浆液难以将浆液分布均匀，使得制备的浆膜厚度不均，且每次浇制的浆膜之间的厚度差异大，使得浆膜的测试数据的离散值大，对浆膜性能的评价不客观；2、浆液在自然条件下干燥，受自然因素影响大，且干燥时间难以控制，时间过长会造成淀粉类浆液变质，且制得的浆膜存在较大的内应力，浆膜易开裂，无法满足浆膜测试尺寸的要求，并对浆膜的物理机械性能产生不良影响，同样对浆膜性能的评价不客观。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中制备纺织浆膜的装置结构简单，只能在自然状态下干燥，制备浆膜的时间不能得到有效控制，浆液易变质且制得的浆膜存在内应力易开裂的不足，提供一种能够控制浆膜成型时间，使浆膜在恒温状态下成型的用于制备纺织浆膜的仪器。 

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案： 

一种用于制备纺织浆膜的仪器，包括铺浆台、调整铺浆台水平度的水平调整装置，控制铺浆台温度及加热时间的温控器、将铺设的浆液刮平的刮浆装置，还包括铺浆台罩盖，在所述的铺浆台罩盖上设置有蒸汽排放调节旋转钮，在所述的铺浆台罩盖内设置有温湿度传感装置，所述温湿度传感装置与显示装置电连接，所述的铺浆台罩盖与所述的铺浆台密封连接； 

所述的刮浆板由刮浆板驱动装置驱动，刮浆面与浆液上表面接触； 

还包括浆膜厚度调整装置； 

所述的浆膜厚度调整装置为设置在铺浆台上的至少一个浆槽； 

所述的浆膜厚度调整装置为分别设置在刮浆板的刮浆面两端的刮浆板导轨，导轨工作面与刮浆面平行，在所述的铺浆台的表面设置有刮浆板导槽刮浆板导槽的形状与所述的刮浆板导轨的形状相匹配，刮浆板导槽底面与所述的铺浆台的上表面平行； 

所述的温控器设置有加热台，所述的铺浆台设置在加热台上，所述的加热台与所述的铺浆台为分体连接，在所述的铺浆台上表面设置有浆液溢流槽。 

采用本发明的用于制备纺织浆膜的仪器，由于可对浆液进行加热干燥，浆液制备时间可控，需干燥的时间短，可减少浆液在自然状态下干燥的应力，从而获得完整的浆膜，同时在加热状态下浆液自然流动，浆膜厚度均匀性好，同时在制备浆膜过程中可通过蒸汽排放调节旋转钮对铺浆台罩盖内的湿度进行调控，使制备浆膜时的湿度与纱线上浆时的湿度一致，所以可获得与纱线上浆时物理特性一致的浆膜。 

本发明的另一个目的是提供一种纺织浆膜的制备方法，他不仅可以缩短浆膜制备的时间，而且制得的浆膜的物理性能与浆液在实际使用中相仿，可以正确计价浆液的上浆质量。 

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案： 

一种纺织浆膜的制备方法，其特征在于：采用如权利要求1-6各项之一所述的用于制备纺织浆膜的仪器，包括如下步骤： 

a、制备浆液：按常规方法制备与纱线的种类相适应的浆液； 

b、铺浆液：将铺浆台调整水平，将浆液铺在铺浆台上，用刮浆装置刮平、刮匀，得到一定重量或一定高度的浆液； 

c、煮浆液干燥成膜：将温控器的加热温度设定为所述纱线的上浆温度，浆液进行干燥，直到浆液成膜，调整蒸汽排放调节旋转钮，保持铺浆台罩盖(15)内的湿度与纱线上浆时的环境湿度一致； 

d、起膜：将浆膜从铺浆台上取下，制得浆膜。 

8、如权利要求7所述的一种纺织浆膜的制备方法，其特征在于：所述浆液的重量按下式计算： 

$W\left(g\right)=\frac{S\times h\times \gamma }{C\times (1+M)}\times (1+K)$

其中：W(g)为在铺浆台上铺设的浆液的总质量 

S为铺浆台的面积； 

h为所制备浆膜的厚度 

M为浆膜的设计回潮率 

γ为浆膜的回潮率为M时的体积密度 

K为将浆液铺在铺浆台上时的损失系数 

C为浆液的浓度； 

所述浆液的高度按下式计算： 

$H=\frac{\gamma (1+K)}{R(1+M)C}h$

其中：H为所铺设浆液的高度 

h为所制备浆膜的厚度 

K为将浆液铺在铺浆台上时的损失系数 

C为浆液的浓度 

M为浆膜的设计回潮率 

γ为回潮率为M时浆膜的体积密度 

R为浆液的体积密度。 

采用本发明的方法制备纺织浆膜，由于浆膜的制备温度和湿度与纱线上浆的温度和湿度一致或相仿，所以制得的纺织浆膜与纱线实际上浆时的浆膜一致，可准确评价浆液的质量，为纱线上浆选取最适合的浆液。 

附图说明

图1为本发明用于制备纺织浆膜的仪器结构示意图； 

图2为图1的俯视图； 

图3本发明用于制备纺织浆膜的仪器另一实施例结构示意图； 

图4为图3的俯视图。 

图5为本发明用于制备纺织浆膜的仪器刮浆板实施例结构示意图； 

图6为本发明用于制备纺织浆膜的仪器刮浆板另一实施例结构示意图； 

图7为带有导轨的刮浆板刮浆状态示意图。 

图8为本发明用于制备纺织浆膜的仪器结构示意图； 

图9为图8的俯视图； 

图10为本发明用于制备纺织浆膜的仪器刮浆板实施例结构示意图。 

附图标记说明 

1-铺浆台  2-刮浆板导槽  3-溢流槽  4-刮浆板导槽底面  5-水平指示仪6 温控器操作面板  7-调整螺母  8-温控器  9-刮浆板  10-刮浆板导轨  11-刮浆面  12-导轨工作面  13-浆槽  14-刮浆板驱动装置  15-铺浆台罩板16-温湿度传感装置  17-蒸汽旋转钮 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作详细说明。 

如图1-10所示，本发明纺织浆液制备仪由铺浆台1、控制铺浆台1温度及 加热时间的温控器8、将铺设的浆液刮平的刮浆装置组成。为了接收从铺浆台1上流出的浆液，在铺浆台1的四周设置有浆液溢流槽3；为了观察和调整铺浆台1的上表面的水平度，设置有由水平指示仪及调整螺母组成的水平调整装置，水平指示仪5设置在铺浆台1台面的边部，调整螺母7设置在温控器8的底部。为了防止浆膜粘结在铺浆台上表面，便于起浆膜，在铺浆台1上表面设置防粘涂层，如聚四氟乙烯又称特氟龙涂层。为了使制备的浆膜与实际浆纱时浆膜的物理性能指标相接近，得到更客观的浆膜数据，在制备浆膜时要保持浆膜具有一定的回潮率，此回潮率与浆纱的回潮率保持一致。此时，在铺浆台上设置铺浆台罩盖15，在所述的铺浆台罩盖内设置有温湿度传感装置，该温湿度传感装置与显示装置电连接，对浆膜的温度和湿度进行监测，便于掌握温湿度的变化情况，在铺浆台罩盖15的上设置蒸汽排放调节旋转钮17，当湿度超过相应的数值时，开启蒸汽排放调节旋转钮17释放湿气，保持铺浆台罩盖15内的湿度与浆纱湿度一致。 

本发明的刮浆装置优选如下结构： 

第一种结构：刮浆装置为一具有窄平面的刮浆板9，该窄平面作为刮浆面11。与这种结构的刮浆装置相对应，铺浆台1上表面设置有浆槽13，浆槽13可以是一个，也可以是多个，多个浆槽13最好并列设置，其长度和宽度与所要制得的浆膜相适应，这样制得的浆膜无需裁切，可减少浆膜的破碎，且效率高、节约浆液。采用上述铺浆台时，浆槽13的深度应与所制得的浆膜厚度相适应。如图7所示，工作时，在浆槽13中注满浆液直到浆液溢出浆槽，刮浆板的长度跨过所铺设的浆液，并使刮浆面11贴着铺浆台1的上表面，刮浆板从铺浆台的一侧移向另一侧，浆槽13中多余的浆液在刮浆板的驱动下流至浆液溢流槽3内，反复移动刮浆板，即可得到厚度均匀且具有一定厚度的浆液。 

第二种结构是第一种结构的进一步变型。它是在刮浆板的刮浆面11的两端分别设置刮浆板导轨10，导轨工作面12与刮浆面11平行，导轨的高度H与浆膜的厚度相适应，当设置有浆槽时两刮浆导轨间的距离A大于等于浆槽的长度和宽度B；当没有设置浆槽时，两刮浆导轨间的距离A大于等于浆液的长度和/或宽度。这样设置的目的是保证每个位置的浆液均被刮浆板刮到，保证浆液厚 度均匀。刮浆导轨应位于浆液溢流槽的外侧，这样多余的浆液可被刮浆板刮到浆液溢流槽内。采用设置有导轨的刮浆板9，可以在刮浆的同时控制浆液的厚度，得到厚薄均匀且具有设定厚度的浆膜。为了更好地控制整个浆膜的均匀性，防止浆膜的某个位置漏刮，可在铺浆台1的上表面的两侧设置刮浆板导槽2，刮浆板导槽2的形状与刮浆板导轨10的形状相匹配，刮浆板导槽底面4与铺浆台1的上表面平行，这样，当刮浆时，刮浆板沿着刮浆板导槽有序移动，刮浆板经过铺浆台上铺设的所有浆液，多余的浆液进入到浆液溢流槽内，浆液被刮匀，且具有一定的厚度值。当然可在铺浆台的四周设置刮浆板导槽，这样沿着铺浆台的长度方向和宽度方向均能够刮浆。这种结构的刮浆装置适用于铺浆台不设置浆槽的情况。刮浆时，将浆液铺设到铺浆台的中间，浆液的厚度略大于所制得浆膜的厚度，将刮浆板导轨放入刮浆导槽内，沿着刮浆导槽移动刮浆板，浆液在刮浆板的驱动下向四周扩散，浆液被铺展到铺浆台上表面，在铺浆台的浆液没有铺展的位置或浆液少的位置补填浆液，重复刮浆，直到铺浆台上的浆液全部接触到刮浆面。设置刮浆板导槽可以对刮浆板进行导向和定位。 

为了提高浆液制备仪的工作效率，可设置刮浆板驱动装置14，驱动装置可为液压/汽动驱动装置，由液压缸/汽缸的活塞杆连接刮浆板的一端，由液压缸或汽缸对刮浆板进行往复驱动；也可以是丝杆驱动装置，由伺服电机与丝杆连接，由丝杆螺母与刮浆板的一端相连接，由伺服电机对刮浆板进行往复驱动；还可以由电机直接驱动刮浆板，电机设置在温控器内，由电机轴穿过温控器加热台及铺浆台的几何中心与刮浆板的刮浆面或刮浆板的一端相连接，由电机带动刮浆板转动。为了防止浆液从铺浆台上溢出，铺浆台的电机轴孔为凸台孔。 

优选温控器为电温控器，它具有一加热台，优选铺浆台1与温控器的加热台分离，铺浆台1的底部与铺浆台台面平行，铺浆台设置在加热台台面上，浆槽和溢流槽设置在铺浆台1上表面。刮浆板导槽及水平指示仪可设置在加热台台面上也可设置在铺浆台1上表面。铺浆台与温控器分离，可以根据对浆膜不同的厚度要求更换不同深度浆槽的铺浆台，同时便于清洁。 

在制备浆膜时，首先将铺浆台1调整水平，而后用刮浆板刮浆，通过温控器操作面板上的按钮设定加热的时间和温度对浆液进行加热制得浆膜。最好选 用在浆液干后能自动断电的温控器，防止对浆液过分加热。 

本发明浆膜的制备方法包括如下步骤： 

制备浆液-铺浆液-煮浆液-浆液干燥成膜-起膜。 

由于浆膜的厚度决定浆膜的机械性能，如断裂强力、断裂伸长、耐磨性利溶解性能，所以制备的浆膜厚度一般为0.2-0.5mm。所以在制备浆膜时，要控制浆液的量或浆槽的厚度，得到所需厚度的浆膜。 

当采用带有浆槽的铺浆台铺浆时，将浆液注满浆槽，刮浆板的刮浆面贴紧铺浆台上表面移动，将多余的浆液刮至浆液溢流槽内，这里，选择的浆槽的深度要与所制得的浆膜的厚度相适应，一般按下式计算：浆槽的深度与目标浆膜的关系为： 

$H=\frac{\gamma (1+K)}{R(1+M)C}h...\left(1\right)$

式(1)中： 

H为所铺设浆液的高度 

h为所制备浆膜的厚度 

K为将浆液铺在铺浆台上时的损失系数 

C为浆液的浓度 

M为浆膜的设计回潮率 

γ为回潮率为M时浆膜的体积密度 

R为浆液的体积密度。 

当铺浆台为平面时，也可用带有导轨的刮浆板来控制浆膜的厚度。此时，刮浆板的导轨的高度应符合公式(1)的要求。 

上述公式(1)的计算中，浆液的体积密度R通过预备试验的方法获得，具体按如下方式进行： 

1.测得浆槽的深度和浆槽的表面积，计算浆槽的容积； 

2.在浆槽内铺满特定组份特定含量的浆液； 

3.将浆液从浆槽内取出； 

4.用电子天平称取浆液的质量 

5.计算浆液的体积密度R。 

还可以通过控制在铺浆台上铺设的浆液总量的方式控制所制备浆膜的厚度。这个适用于铺浆台为平面的浆膜制备仪，采用无导轨的刮浆板。要得到目标厚度的浆膜，则在铺浆台上铺设的浆液的质量按下式计算： 

$W\left(g\right)=\frac{S\times h\times \gamma }{C\times (1+M)}\times (1+K)...\left(2\right)$

式(2)中： 

W(g)为在铺浆台上铺设的浆液的总质量； 

S为铺浆台的面积； 

h为所制备浆膜的厚度； 

M为浆膜的设计回潮率； 

γ为浆膜的回潮率为M时的体积密度； 

K为将浆液铺在铺浆台上时的损失系数； 

C为浆液的浓度。 

在公式(2)及公式(1)的计算方法中，通过预备试验获得目标浆膜的体积密度，方法如下： 

1.在浆膜制备仪上制备一确定配方组分、含固率完整的浆膜； 

2.用织物厚度仪测试浆膜的厚度δ 

3.用烘箱烘燥后，用电子天平称取浆膜干燥重量g₀

4.计算浆膜在设计浆纱回潮率M下的重量g＝g_0×(1+M) 

浆膜的回潮率为M，应该与浆纱的回潮率一致。一般，纯棉浆纱设计回潮率在6.5±0.5％；涤65％/棉35％的混纺织物的设计回潮率为2.5±0.5％，黏胶类织物设计回潮率为8±0.5％；纯涤织物的设计回潮率为1％以下。 

5.测得铺浆台的面积A； 

6.浆膜在设计回潮率的的体积密度 

按照上述方法制得的浆膜，由于其成型的工艺条件与纱线上浆的工艺条件相仿或相同，所以得到的浆膜与实际纱线上浆得到的浆膜一致，这样可对浆液的物理性能给出客观准确的评价。 

实施例1 

以制备纯棉浆膜为例对本发明方法做详细描述。采用平面铺浆台。 

制备浆液：按重量百分比为淀粉60％、PVA30％、聚丙烯酸甲酯10％的组份准备浆料，浆料用水调合成含固率为8％的浆液备用； 

铺浆液：按式(2)计算浆液的用量，将浆液铺到铺浆台上，用刮浆板刮匀浆液； 

浆液水分汽化：盖上铺浆台罩盖，将浆液用加热装置加热到130℃，恒温加热至到浆液干燥成膜，控制铺浆台罩盖内的湿度为65-72％； 

起膜，在室温下冷却浆膜，到达室温后开启铺浆台盖起膜。 

按照上述方法制得的浆膜，由于其成型的工艺条件与纱线上浆的工艺条件相仿或相同，所以得到的浆膜与实际纱线上浆得到的浆膜一致，这样可对浆液的物理性能给出客观准确的评价。 

实施例2 

以制备涤织物浆膜为例对本发明方法做详细描述。采用带有浆槽的铺浆台。 

制备浆液：按重量百分比为PVA 40％、聚丙烯酸甲酯40％、PVA20520％的组份准备浆料，制得含固率为8％的浆液。 

铺浆液：按式(1)计算浆液的厚度，选择浆槽深度与浆液厚度一致的铺浆台，将浆液铺满浆槽，用平面刮浆板刮匀、刮平浆液； 

浆液气化：将铺浆台罩盖盖到铺浆台上，设定加热温度为115℃，恒温加热到浆液干燥成膜，保持湿度为65％； 

起膜，在室温下冷却浆膜，到达室温后开启铺浆台盖起膜。