張 雄, 李 淳, 楊 麗 芳

(1.大連工業(yè)大學(xué) 紡織輕工學(xué)院, 遼寧 大連 116034;2.遼寧天維紡織研究建筑設(shè)計(jì)有限公司, 遼寧 沈陽(yáng) 110016)

0 引 言

過(guò)濾介質(zhì)是過(guò)濾設(shè)備的心臟部件,決定著分離產(chǎn)品的質(zhì)量、效率和成本等關(guān)鍵要素[1]。機(jī)織滌綸過(guò)濾介質(zhì)的滲透性是決定濾布過(guò)濾性能的重要參數(shù),也是影響過(guò)濾的關(guān)鍵[2]。熱定型整理是滌綸機(jī)織濾布必不可少的工序,它通過(guò)消除織造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,調(diào)整滌綸纖維的微細(xì)結(jié)構(gòu),使之建立更加穩(wěn)定的形態(tài),提高纖維的取向度和結(jié)晶度,來(lái)保證滌綸機(jī)織濾布在后加工和使用過(guò)程中的物理機(jī)械性能和過(guò)濾性能[3-4]。目前,對(duì)機(jī)織織物的滲透性研究?jī)H限于織物的組織結(jié)構(gòu)、厚度、紗線的細(xì)度、捻度等織造工藝,還未有人從熱定型工藝對(duì)滌綸機(jī)織濾布滲透性的影響進(jìn)行研究。斜紋滌綸機(jī)織濾布由于其良好的強(qiáng)度和過(guò)濾效率,通道不堵塞,廣泛應(yīng)用于制藥、食品行業(yè),但是制藥、食品對(duì)濾布要求良好的過(guò)濾精度。透氣性是表征濾布滲透性的重要指標(biāo),本文就濾布的熱定型工藝對(duì)斜紋滌綸機(jī)織濾布的透氣性能的影響進(jìn)行探討,研究結(jié)果對(duì)斜紋機(jī)織濾布的生產(chǎn)和選型具有一定的指導(dǎo)意義。

1 試 驗(yàn)

1.1 材 料

大連華隆濾布有限公司織造的不同經(jīng)緯密的斜紋滌綸長(zhǎng)絲機(jī)織濾布,規(guī)格指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 滌綸機(jī)織濾布的基本指標(biāo)

1.2 儀 器

Z958-320型電熱絲加熱定型機(jī),YG-461E型數(shù)字式透氣量?jī)x。

1.3 方 法

1.3.1 織物熱定型

由于機(jī)織濾布比一般的服用織物較為厚密,工廠對(duì)滌綸機(jī)織濾布的定型工藝上一般采用較高的定型溫度和較長(zhǎng)的定型時(shí)間,讓熱量有足夠的時(shí)間均勻地滲透到織物纖維內(nèi)部,從而達(dá)到最佳的定型效果。根據(jù)工廠實(shí)踐,本試驗(yàn)采用定型溫度為180～220 ℃,定型時(shí)間為120～170 s,測(cè)試并討論定型后滌綸機(jī)織濾布的透氣量的變化。

1.3.2 測(cè)試指標(biāo)與方法

所測(cè)試的試樣均在溫度(20±2) ℃、相對(duì)濕度(60±2)%恒溫24 h調(diào)濕后進(jìn)行測(cè)試。

透氣性:參照GB/T 5453—1997進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱定型對(duì)滌綸機(jī)織濾布結(jié)構(gòu)的影響

取5種不同經(jīng)緯密度、不同緊度的斜紋滌綸機(jī)織濾布在200 ℃定型150 s,分別測(cè)試各規(guī)格濾布定型前后的透氣量、經(jīng)緯密及干熱收縮率,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),隨著滌綸濾布經(jīng)緯密、緊度的增加,透氣量明顯下降。這是由于織物的透氣量和織物的覆蓋系數(shù)和孔隙率有很大的關(guān)系,經(jīng)緯密越大的織物越豐滿,孔隙率越小,所以經(jīng)緯密越大的織物透氣量越小。經(jīng)緯密越小的織物定型后經(jīng)緯密變化、面積收縮率明顯要大于經(jīng)緯密大的織物,這是由于隨著織物經(jīng)緯密的增加,定型時(shí)紗線的收縮相對(duì)減小,織物的收縮率也相對(duì)降低。

表2 熱定型對(duì)滌綸機(jī)織濾布結(jié)構(gòu)的影響

2.2 熱定型溫度對(duì)斜紋機(jī)織濾布透氣性的影響

由圖1可見(jiàn),隨著溫度的升高,織物透氣量下降明顯。這主要是由于織物的經(jīng)緯密、緊度及紗線的直徑隨溫度升高而增大,使得織物的透氣量明顯下降。而且隨著溫度的升高,經(jīng)緯密、緊度越小的織物,透氣量下降得越明顯。這是因?yàn)榫o度越小的織物隨溫度的升高其經(jīng)緯向收縮越大,面積收縮率越大。而織物的經(jīng)緯密和緊度是決定織物透氣性的主要因素。所以經(jīng)緯密度越小、緊度越小的織物受熱定型溫度的影響越大。

圖1 熱定型溫度對(duì)滌綸機(jī)織濾布透氣性的影響

Fig.1 Influence of heat-setting temperature on the air permeation of filter cloth

2.3 熱定型時(shí)間對(duì)斜紋機(jī)織濾布透氣性的影響

將5種滌綸機(jī)織濾布分別定型120～160 s,不同地方各取10塊測(cè)透氣量取平均值,不同定型時(shí)間對(duì)滌綸濾布透氣量的影響如圖2所示。由圖2可知,定型時(shí)間對(duì)滌綸機(jī)織濾布透氣性的影響要小于定型溫度對(duì)滌綸機(jī)織濾布透氣性的影響。

Fig.2 Influence of heat-setting time on the air permeation of filter cloth

從整體上看隨著定型時(shí)間的延長(zhǎng)織物的透氣量呈下降的趨勢(shì)?？椢镌诙ㄐ蜁r(shí)間小于140 s,隨著定型時(shí)間的增加透氣量下降明顯。定型時(shí)間超過(guò)150 s,透氣量幾乎沒(méi)有變化。

2.4 滌綸機(jī)織濾布熱定型工藝最優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理

根據(jù)單因子試驗(yàn)結(jié)果,選擇工廠最常用的斜紋機(jī)織濾布作熱定型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),確定各因子水平編碼如表3所示,試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)處理見(jiàn)表4。由表4的計(jì)算可得回歸方程,經(jīng)整理得:

y=53.189-8.579x1-4.387x2+

表3 因子水平編碼表

表4 試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)處理

2.5 方差分析及回歸方程顯著性檢驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得斜紋機(jī)織濾布的透氣量的方差分析見(jiàn)表5。通過(guò)表5的方差分析可以認(rèn)為回歸方程在α=0.25水平上顯著。對(duì)回歸方程分別就x1、x2求偏導(dǎo),解二元一次方程最后得出,當(dāng)定型溫度為212 ℃、定型時(shí)間為143 s時(shí)透氣量達(dá)到極小值。

表5 回歸方程的方差分析表

3 結(jié) 論

[1] 丁啟圣. 機(jī)織布非織造布等在分離領(lǐng)域中的應(yīng)用[C]. 2009中國(guó)過(guò)濾用紡織品創(chuàng)新發(fā)展論壇, 2009.

[2] 王唯一,丁啟圣. 過(guò)濾介質(zhì)及其選用[M]. 北京:中國(guó)紡織出版社, 2008:86-109.

[3] 于華,李淳. 機(jī)織過(guò)濾布的透氣性研究[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 1996, 14(6):20-23.

[4] 吳堅(jiān),汪德璜,李淳,等. 滌綸長(zhǎng)絲濾布熱收縮性能的研究[J]. 大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 1997, 16(1):58-63.

(WU Jian, WANG Dehuang, LI Chun, et al. Thermal contractibility of polyester filter fabrics[J]. Journal of Dalian Institute of Light Industry, 1997, 16(1):58-63.)