定型机、涂层机专业生成厂家无锡前洲兴华机械2022年1月5日讯 对涤纶锦纶织物的热定型加工早已被人们所熟知，热定型的主要目的是为了提高织物的热尺寸稳定性。
热定性加工表面上看并不复杂，但实际上热定型时纤维的超分子结构发生深刻的变化，所以必然对织物的机械物理性能及染色性能有相应的影响。由于涉及纤维超分子结构的问题，所以要评估热定型效果以及诸影响因素的作用必须采用高新科技方法及理论才会达到预期的目的。
含氨纶弹性织物中，虽然氨纶只占了少数，但为了使成品具有良好的热尺寸稳定性也是需要进行热定型的。另一方面，由于含氨纶弹性织物热定型技术难度颇大，对于某些必须进行热定型的织物，有的企业为了降低成本就省略了，以至于使用者十分难堪，如一些用氨纶加弹得棉牛仔裤，会洗一次缩一次，经多次洗涤后，裤管仅仅地裹在腿上，既不好看也不舒服。
又如有的腈纶衫中加入了氨纶丝后，只能用低温洗涤，一经热水洗，一件大人穿的腈纶衫竟一下变成小孩穿得了。有的含氨纶弹性织物，热定型加工安排的生产顺序会对织物尺寸与规格产生较大影响。
含氨纶弹性织物中，往往含有三种或三种以上的纤维，对于此类织物再染整加工中必须同时照顾到各类纤维的不同要求，这些更增加了对热定型加工的复杂因素，如羊毛、蚕丝不适宜经受高温热定型加工，与此相反，涤纶则要求在较高温度进行热定型。某些具有特殊风格的织物，如按计划要利用氨纶的高回弹性，使织物呈现立体浮雕效果（类似于泡泡纱效果），因此热定型加工是十分关键的工序，必须慎重操控。
为给深入论述含氨纶弹性织物的热定型机理打下基础，下面先阐述热定型的基础理论。
涤纶热定型的原理：一般物理学上的“能量最低原理”完全可以用于描述涤纶热定型的原理。涤纶及其纺织品（纱线及织物等）在纺织及染整加工过程中由于受到牵引、拉伸、扭曲等机械作用而发生某种程度的变化，这种形变由于发生在涤纶的玻璃化温度（Tg=81℃）以下，因此保留下来的形变属强迫高弹形变，即使在外力除去后也不是能完全回复的，形变保留在纤维上，意味着纤维内贮存了相应的内应力。
使纤维处于较高的能级，因此是不稳定的。在热定型加工时，纤维被加热到170-210℃之间，已大大高于Tg，因此大分子内旋转极易发生，分子运动的结果必然自发地趋于能量最低状态。这种维持尺寸不便，使涤纶分子内部的能量释放出去的过程在高分子学里用“应力松弛”这一专用术语来描述。
然而在120℃以上时，涤纶还会发生另一现象，即“结晶化过程”。也就是涤纶的结晶都会增高，非结晶区的比例会有所减少。由于结晶是一个放热过程，而且结晶的潜热的量是比较大的，使涤纶内的能量大大下降，使整个体系处于新的能量最低状态。由此可见，涤纶热定型时有两个原因是涤纶降低体系内的能量，使它们处于能量最低状态。据此可用下式简洁地表示热定型过程中涤纶的能量降低：结晶化过程＋应力松弛过程=涤纶能量降低过程。
为了对以上说法加深认识，现在来讨论其他纤维的情况。例如棉、毛、丝等纤维，只要它们在加工过程中受到拉伸、发生了形变，而且形变中如果没有塑性形变的话，那么在外力除去后，普弹性便立即回复，回复速度快的高弹形变也较快地回复了但是回复速度较慢的高弹形变往往是难以回复的甚至缓弹形变中的一部分也是难以回复的，最明显的例子是“折皱”、“压痕”等难以自动消除。
“折皱”、“压痕”这是回复较慢的高弹形变与缓弹形变的形象表现。染厂中解决这一问题的办法是给织物以湿热处理（如定幅加工），在湿与热的帮助下，大分子内旋转加剧，很快的实现了“应力松弛”，在宏观上“折皱”与“压痕”消除了。
那为什么对毛、丝、棉、粘胶等纤维不像涤纶那样进行热定型呢？因为它们不会在高温下发生上述的结晶化过程，因此对它们进行热定型是画蛇添足，而且高温还会使此类纤维遭受热损伤，故对此类纤维只要给予汽蒸定幅已足矣。
反过来说，正因为此类纤维不会发生结晶化过程，只发生了应力松弛过程，因此它们很易在使用时再次出现“折皱”与“压痕”。如果我们只对涤纶纤维进行汽蒸定幅加工，让它也只发生应力松弛过程，不发生结晶化过程的话，那么它的保型性肯定没有热定型加工那么好。
因此对涤/棉织物进行热定型加工时，在涤纶中发生了结晶化及应力松弛，而棉纤维只是发生了应力松弛。如果从微观角度来考察应力松弛和结晶化过程的话，热定型加工可分为以下三个过程：
1. 织物进行热定型时，首先在箱体内织物被加热，随着温度上升，尤其是超过涤纶的tg(81℃)以后，涤纶非结晶区内大分子链段发生越来越剧烈的内旋转，即大分子链段杰主动能克服了大分子间的范德华力，内旋转使体系内的能量趋于最低状态，即将原来因纺织加工及染整加工时累积贮存在涤纶内的能量全部释放出来，实现了应力松弛。
2. 在新的稳定状态下，一旦分子或链段稳定下来后，分子间的作用力开始重建，如氢键结合的力、范德华力等，进而某些链段进入晶格，开始结晶化过程，并相应的放出结晶潜热，使体系能量进一步降低，进入更新的低能量状态。
3. 织物离开热定型机箱体，温度回降到室温，由于以低于涤纶的玻璃化温度，使大分子链段德内旋转冻结，使热定型效果保持下来。
根据这一原理，在涤纶织物离开定型机的加热区后，应在平整状态下立即使其降温到Tg以下，如用冷水滚筒或吹冷风等方法。否则在Tg以上使织物进入堆布箱的话，织物又会起皱，这意味又开始了一种新的状态，迫使涤纶分子在这种状态下重新进行上述三个过程，并会把这种起皱状态保持下来，破坏了织物的平整性。
在织物进入定型机的加热区以前，对织物进行超喂处理，有利于涤纶释放出贮存在纤维内部的能量，并使织物获得所需的幅宽计经纬密度。
涤纶是一种热塑性纤维，在染色等一系列加工过程中，由于受多次机械作用和多次拉伸，使织物原来的门幅和线圈几何形状有所变化，因而产生变形和收缩，甚至横直丝缕歪斜，严重影响产品的质量。热定形目的主要是使涤纶针织物在有张力状态下加热，织物在规定温度下焙烘，使纤维分子间的次价键和分子链段的热运动加剧，从而可使分子重新组合、排列，内应力相对稳定。因此可提高织物的尺寸稳定性，增强抗皱性能，同时对织物表面光洁度、强力、抗起毛起球等性能也有一定的改善。
涤纶针织物在热定形过程中关键是控制定形温度和定形时间，如果热定形温度过低，时间过短均能造成织物表面不平整、不挺括、门幅收缩等疵病，失去定形作用；如定形温度过高或时间过长，会造成织物发硬变脆，强力下降，弹性降低并能使某些分散染料升华而产生色差，严重的甚至能使纤维熔融。
实践证明，涤纶针织物的合适定形温度为180-210℃，定形时间20-90s，冷却温度为50℃左右。并可按下式计算(按不同定形机构造计算)：
▊各类涤纶针织物在Z921型针板拉幅定形机上，当定形温度为185-190℃时，其线速度为：涤纶经编蚊帐布10-15m／min，涤纶经编衬衫布12-18m／min，涤纶经、纬、编外衣布12-20m／min，涤纶色织提花布7-10m／min。
另外，在定形时也不可忽视对织物的“张力”和“超喂”应相互配合恰当。如果拉幅的幅宽超过织物所具有的门幅，将造成缩水率增大，强力下降等现象；如果超喂过大或张力大小不等则容易造成纬向波浪形(俗称“木耳边”)，反之则会在经向产生条纹。总之，在操作过程中要严格控制幅宽、张力、超喂等工艺条件。
来源：印染人 印染学习与交流
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