织物的定型工艺

温度是影响热定型质量最主要的因素。

因为织物经过热定型后，原来存在的皱痕被消除的程度，表面平整性的提高，织物的尺寸热稳定性和其他服用性能，都与热定型温度的高低有着密切的关系。

涤纶长丝织物

将经过精练的涤纶长丝织物在不同的温度下定型后，再放置在不同温度下进行自由收缩(即干热收缩)的试验结果表明热定型能提高织物的尺寸热稳定性，定型温度越高(120~220℃)，织物在指定温度下(120~200℃)的收缩率越低，例如未定型和在120、170、220℃定型的织物，在175℃下的自由收缩率分别为15%、10%、5.5%、1%。

如果需要织物在150℃下具有良好的尺寸热稳定性，定型温度必须提到180℃，但继续提高定型温度，对织物的尺寸热稳定性并无显著的改善，例如即使把定型温度提高到220℃，织物在150℃下仍然具有接近1%左右的自由收缩率。

如果需要织物在175℃下具有良好的尺寸热稳定性，则需要把定型温度提高到200℃左右。继续提高定型温度，织物在175℃下的自由收缩率仍在1.5%左右，对尺寸热稳定性并无明显的改进。

所以通常为了保证涤纶长丝织物在某规定温度下具有良好的尺寸热稳定性，定型温度往往要比该规定温度30~40℃。

锦纶织物

锦纶织物的情况也相类似，将具有4%正常回潮率的锦纶66经编针织物，经不同温度热定型后，再在1克/升的皂液中于200°F处（93.3℃）时处理1小时，它们的面积收缩百分率如图2-1-6所示。

定型温度越高，织物的尺寸稳定性越高。

混纺织物

对于混纺织物来说，由于合成短纤维的性能与长丝本来就有一定的差异，同时又是与其他纤维混纺在一起，因而它的热性能与长丝织物虽然基本相似，但又有其特点。

一般说涤/棉织物的尺寸热稳定性比涤纶长丝织物要高，经过定长热定型的织物，若定型温度比自由收缩温度只要高出20℃，便可具有良好的尺寸热稳定性，例如200℃定型的涤/棉织物，在180℃下的自由收缩率为1.5%。

对于需要在一般导辊式热溶染色机上进行热溶染色的织物，则染前热定型的工艺条件，应随热溶染色的具体条件而作适当的调整，现将未定型与经180℃和200℃定型后涤/棉织物，在热溶染色时经、纬向的尺寸变化率与涤纶的临界溶解时间(简称CDT)列于表2-1-13中。

所谓临界溶解时间(CDT)是指在规定温度下，涤纶圈形试样从开始接触苯酚直至溶胀解体所需时间(秒)。CDT与涤纶的结晶状态，包括结晶度、结晶尺寸和结晶完整性有关，能反映涤纶的“受热史”。

CDT越大，表示涤纶所经受的热处理条件越剧烈。

从表2-1-13可以看出，经过热定型的织物，在热溶染色过程中的尺寸稳定性比未定型的有显著的提高，并随定型温度的提高，尺寸变化率变小;热溶染色后涤纶的CDT虽然仍随它们的“受热史” 不同而有一定的差异，但相互间(未定型、180℃和200℃定型)的差距显著变小，主要是热溶染色温度高于热定型温度或与之相近时，对纤维的CDT有一定的提高作用，若低于热定型温度时作用不明显。

上述结果说明，染前热定型除了具有消除织物上的皱痕和保证染色均匀等有益的作用外，还能提高织物在热溶染色时的尺寸稳定性。

如果染前热定型的工艺条件选用适当，同时热溶染色时经向张力尽可能降低，则热溶染色后织物，即使不经过最后高温拉幅而具有成品所需的尺寸和尺寸热稳定性，也是有可能的，这样将有利于缩短工序，改善成品手感，并可降低对染料升华牢度等的要求。

定型温度除了对织物的尺寸热稳定性有密切的关系外，对织物的其它性能也有一定的影响。

将未定型的和在100~200℃定型的涤纶长丝织物，在水中于挤压状态下沸煮1小时，发现未定型织物上产生的皱痕多而深，经过一般条件熨烫后也不易去除，而经过定型的织物，随着定型温度的提高，皱痕变得少而轻，并且经过熨烫后也易于消除。如果将织物放在含有净洗剂(2克/升)和纯碱的溶液中，于45℃搓洗，也发现类似的情况，但比上述沸煮的程度要轻些。从这些现象可说明，经过定型后织物的湿防皱性提高了，锦纶织物的湿防皱性，也随热定型温度的增高和时间的延长而提高。

涤纶长丝织物经过热定型后变得比较粗糙或硬挺，影响着织物的手感和悬垂性。织物的硬挺度随定型温度的上升而直线上升;干防皱性也发生一定的变化，当定型温度低于170℃时虽无明显变化，但超过170℃以后则显著下降。然而热定型后织物硬挺度的提高和干防皱性的下降，只是一种暂时的现象，经过一些简单的处理，如织物经过后续加工的湿热处理后，或将织物用手搓揉或在水中用手搓洗后便可得到改善。

定型温度对织物的染色性能也有显著的影响。

经不同温度(120~230℃)定型的涤纶长丝织物，用2%(对织物重)CI disperse Red 92于100℃染色60分钟，织物对染料的吸收率如图2-1-7所示。

经不同温度干热定型后的锦纶6斜纹织物，对染料的吸收率可以得出定型温度高于150℃后，随定型温度的提高织物对染料的吸收开始有所下降，超过170℃后下降显著，定型温度过高将严重影响纤维的染色性能。另外，干热定型易导致锦纶泛黄，特别是高温的长时间处理。

从以上的讨论可以知道，热定型温度对织物的性能影响很大，因此生产上除了应根据纤维品种和定型后织物的各项性能来确定并控制定型温度外，还要注意使织物得到均匀加热，如织物的两侧和中间温差应不超过±2℃等。必须指出的是，以往生产上所指出的定型温度，实际上通常是指箱体或加热介质的温度，并不能确切地反映织物在定型过程中的升温过程和定型温度的真实情况，而且不同设备之间也是难以比较的。

时间

定型时间是热定型的另一个主要工艺条件。织物进入加热区后，加热定型所需要的时间大约可分下列几个部分:

1、织物进入加热区后，将织物表面加热到定型温度所需要的时间，或称为加热时间。

2、织物表面达到定型温度后，使织物内外各部分的纤维，都具有相同的定型温度所需要的热渗透时间。

3、织物达到定型温度以后，纤维内的分子，按定型条件进行调整所需要的时间，或称为分子调整时间。

4、织物出烘房后，使织物的尺寸固定下来进行冷却所需要的时间，或称为冷却时间。

通常所指的定型时间，往往是指前三项所需要的时间，而不包括第四项在内。如果把第一项看做是一种预热作用，那么，定型时间仅指第二、三项所需要的时间，即热渗透和分子调整所需要的时间。

虽然热渗透也可视作加热的一部分，即加热过程的延长，但从另一方面来考虑，由于热渗透的结果，使纤维中分子链段运动加剧到一定程度，所以将一、二两项分开考虑也是可以的。

关于加热和热渗透所需要的时间，决定于热源的性能、织物单位面积的重量，纤维的导热性和织物的含湿量等。

所以纤维原料相同，在指定的设备上进行加工时，织物越厚，含湿量越高，则所需要的定型时间间要长些。

根据试验，加热所需时间与织物单位面积重量成比例，即织物单位面积重量加倍，则加热时间也要加倍。如果织物上的含湿大了，有比较多的水分需要蒸发，加热时间也要长些，这对织物经过加热区的时间较短的情况下更应引起重视。如果采用无接触连续测定织物表面温度的仪表，可以比较准确地测量出将织物表面加热到定型温度所需要的时间。至于热渗透所需要的时间，至今仍无有效的仪表，根据试验，随热源性能、织物厚薄、纤维粗细和导热性而异，大约需要2~15秒。

至于分子调整所需要的时间，有些人认为这个过程是很快的，平均约需1~2秒，因此只要能将织物均匀地加热到所需温度，则分子调整过程所需要的时间是可以忽略不计的。

薄型涤/棉织物经过200℃定长热定型时，定型时间从18秒到50秒，虽然纤维的超分子结构还会发一定的变化，但对织物在180℃下的尺寸热稳定性已无明显的改进，相反定型时间延长，织物白度下降。

实际上定型所需时间除了与织物的条件有关外，还与传热速率密切有关，传热速率加快，定型时间便可缩短，例如采用红外线辐射作为热源时，定型时间便可大为缩短。

织物经过加热后，应以适当的速率进行冷却。如果冷却速率太慢，对生产来说是不相宜的，如果冷却区不够长或车速过快都可能引起织物发生进一步的变形。相反，如果冷却速率太快，虽然不象玻璃那样立刻发生破裂，但是将产生内应力，使织物变得容易起皱并且缺乏身骨。

张力

热定型过程中织物所受到的张力对定型质量，包括织物的尺寸热稳定性、强力和断裂延伸度都有一定的影响。

经向尺寸热稳定性随着定型时经向超喂增大而提高，而纬向尺寸热稳定性则随着们幅拉伸程度的增大而降低。

不论定型时经向超喂和纬向拉伸的程度如何(在试验范围内)，定型后织物的平均单纱强力比未定型的略有提高，纬向的变化比经向明显。

定型后织物的断裂延伸度，纬向随着伸幅程度增大而降低，而经向则随着起喂的增大而变大。

当然，强力和断裂延伸度的变化都还与织物、纱线和纤维的结构以及织物的前处理条件有关。

从织物的服用性能来看，强力和断裂延伸度都是重要的因素，尤其是断裂延伸度过低是不适当的。

因此，为了使织物获得良好的尺寸热稳定性和有利于提高织物的服用性能，热定型时经向应有适当超喂，纬向伸幅不应太高。

为此，要求前处理中不采用较大的经向张力，以免经向过度伸长并迫使纬向发生较大收缩，以致最后需要进行较大的伸幅。

热定型时纤维所受到的张力也影响对染料的吸收率。锦纶6在试验的温度范围内，随张力增大，染料吸收率降低，但随温度的提高而增加。

热定型时，张力不同也会对纤维结构产生一定的影响，有人将高度拉伸的涤纶，在三种(松弛、维持定长、拉伸10%)不同的张力条件下，进行高温处理后，测定了波数为988厘-1的吸收峰的强度，如图2-1-8所示。

从图中可看出:

（1）分子链的再折叠数量随热处理温度的提高而增多;

（2）张力阻碍分子链的再折叠;

（3）在温度很高时，例如220℃，张力阻碍链折叠的作用大大减小。

以上试验结果说明，张力对纤维结构有较显著的影响，而纤维结构与性能之间又有密切的关系，因此，在任何定型过程中，注意张力的控制是很重要的。

溶胀剂

热定型时织物上有无溶胀剂存在对定型的效果有一定的关系，常用的溶胀剂实际上就是水或蒸汽。例如水分存在与否对锦纶染色性能有明显的影响。

与未定型纤维相比，染料在汽蒸定型纤维中的扩散速率是增加的，而在干热定型的纤维中是减小的。

染料在汽蒸定型后纤维中扩散速率的增加，从纤维结构来看，并不是由于解取向或端基增加而造成，而是因为形成了另一种超分子结构所引起的。

图2-1-9较锦纶6在干热和润湿状态下，热定型后纤维的核磁共振试验结果，已经知道核磁共振试验可以检出纤维中流体般运动的大分子链段的含量。

从图2-1-9可看出水分有“松散”纤维结构，增强大分子链段流体般运动的作用，甚至在室温时便十分明显。

由此说明水分在热定型过程中的增塑作用，从而影响纤维的超分子结构和物理性能。此外，若要使纤维经过定型后具有相同的结晶度，在汽蒸定型时，由于水分的作用，温度可以比干热定型的低一些，而且从吸水量来看，它们的无定形区结构也有所不同，汽蒸定型后的纤维的吸水量要高得多。

湿热定型时，张力对纤维的结构和物理性能也是有影响的。张力对“松散”纤维结构具有相反的效果。

热定型时水分对涤纶性能的影响较小，远不及对锦纶那样明显。

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