新型茸毛检验煮练装置的设计探索

苏日娜　汤杭燕　张巧琦

摘要： 丝绸作为中国传统的出口产品，还停留在产业链前端，远未实现其应有的经济文化价值。随着国际市场对高品质丝绸产品需求的增长，茸毛作为影响织物外观质量和使用价值的重要因素，越来越受到重视。目前，世界各检测机构大多沿用传统装置进行茸毛检验，准确性差、检验效率低。文章通过改进传统茸毛检验煮练装置的弊端，探索设计一种能够自动控温控时的新型煮练装置，以增强检验装置安全性、提高检验效率。经过对比实验，发现使用新型茸毛检验煮练装置与传统检验方法得出的数据误差在±2%以内，效率远远超过传统检验方法。

关键词： 生丝；茸毛检验；煮练装置；脱胶；染色

中图分类号： TS192.53文献标志码： A文章编号： 10017003（2018）04001905引用页码： 041104

Abstract： Silk as the Chinas traditional export product， is still in the front end of industrial chain， and its due economic and cultural value is not achieved. However， the international demand for highquality silk products is increasing. As an important factor influencing the appearance quality and the use value of the fabric， exfoliation is becoming more and more important. At present， most of the detection institutions in the world need to rely on exfoliation test with poor accuracy and low testing efficiency. Therefore， a piece of new boilingoff equipment which could automatically control temperature and time was designed and explored in this paper through improving the disadvantages of traditional boilingoff equipment for exfoliation test so as to enhance safety of test device and promote test efficiency. After the contrast experiment， it was found that the data error obtained by the new boilingoff equipment and the traditional method was within ±2%， and the efficiency was far more than that of the traditional detection method.

Key words： raw silk； exfoliation test； boilingoff equipment； degumming； dyeing

據国家统计局统计，2016年丝绸行业规模以上企业主营业务收入1273.91亿元，其中出口29.36亿美元，延续了“十二五”时期的下降趋势，外贸形势不乐观，原料质量“短板”依旧凸显[1]。然而，以意大利、日本为代表的高端丝绸产品需求量大幅增长，其中关系到后道加工的茸毛检测指标越来越受到重视。茸毛是生丝经精练、染色后，丝条表面上呈现出的白点状或毛羽状的微细纤维。茸毛多的生丝，制成织物，经染色后会产生较多的白色染疵，特别是染成蓝色的织物和缎面织物更为明显，降低了织物的外观质量和使用价值[2]。因此，对生丝进行茸毛检验十分必要。但是，目前对生丝进行茸毛检验仍然沿用传统方法，检验装置并无改观，检验效率低下。本文在传统检验装置的基础上加以改造，通过增加控制箱、排水装置等，使其能够实现自动控温控时。同时，选取不同规格的生丝试样，使用该装置与传统装置进行对比实验，以验证该装置的可行性。

1传统的茸毛检验煮练装置

目前，传统的茸毛检验煮练装置主要有紫铜制煮练、染色及清洗池。在脱胶过程中，需要将摇好的丝络连同络架浸没在温度（95±2）℃的精练溶液内煮练1h后，再放入约40℃的温水池中洗涤。洗涤完毕，将已脱胶的丝络连同络架移入液温在40～70℃的染色池内，经20min后取出，将染色后的丝络连同络架放在冷水池中进行清洗[2]。

整个检验过程中的加热装置为电炉或煤气，完全依靠检验员手动进行加热与控制温度，不仅存在很大的安全隐患，而且检验温度区间与检验时长难以掌控，会对检验结果的准确性有一定的影响。除此之外，传统的茸毛检验过程非常耗时耗力，不能满足大量的企业检测需求，因此，对新型茸毛检验煮练装置的探索十分必要。

2新型茸毛检验煮练装置设计

为了克服现有的人工控温控时煮练的不足，本文拟设计一种新型茸毛检验煮练装置，该煮练装置可以代替人工进行自动控温控时，实现自动恒温定时加热。

2.1选用材料

不锈钢板、加热管、金属垫、排水阀、具有报警功能的温度控制器、电感交流器、交流接触器、中间继电器、控制开关、指示灯等[3]。

2.2设计方法

2.2.1热水箱设计

在研究了紫铜制煮练、染色及清洗池后，发现传统的水箱没有排水装置，换水十分不便，于是探索设计如图1所示水箱。

根据图1设计，在热水箱内底部装有加热管2，热水箱外四个底角处各设有一只水箱脚5，将热水箱加高，热水箱内四个底角高于加热管的位置各安装一个金属垫4，以架高络架，避免络架与加热管直接接触，在热水箱底部低于水箱底面的位置处加装一个排水阀3，便于换水。

2.2.2控制箱设计

为了能够自动检测热水箱中水温、控制加热管启停和发出警报声，本文设计了如图2所示的控制箱电路图。该控制箱主要包括温度控制器TC、电感交流器L、交流接触器KM、中间继电器KA、控制开关SA1和SA2[4]。

根据图2设计，当热水箱中注入水后，先闭合控制开关SA1，再闭合控制开关SA2，此时指示灯HL1亮，温度传感器TE将信号传送到温度控制器TC，温度控制器TC本身带有定时控制功能与报警功能，温度控制器TC发出的控制信号通过控制交流接触器KM，来控制加热管的供电。待热水箱中的水温上升到所需温度，通过温度控制器TC设定加热时长。到达设定的时间之后（加热完成），温度控制器TC发出的控制信号通过控制指示灯HL2亮，进行加热完成指示，同时温度控制器TC自身报警功能触发，发出声音对检验员进行提示。

3实验

为测试新型茸毛检验煮练装置的脱胶染色效率和成功率，通过已定的设计方案制作出实体设备，如图3和图4所示。

3.1试样准备

准备5组不同规格的样丝，每组设置对照组和实验组。对照组使用传统方法进行茸毛检验，实验组使用新型茸毛检验煮练装置进行茸毛检验。通过切断机分别将受验的样丝卷绕在丝锭上，卷绕时间和丝锭数按表1所示[5]，然后按表2所示根据不同目的纤度摇取不同的线数。

3.2丝片脱胶和染色

3.2.1控制箱设定方法

控制箱界面如图5所示，由“温度3定时”面板、“加热启动”按钮、“加热停止”按钮、“加热完成”警报灯组成[6]。加热时打开电源开关，设定加热温度和加热时长，按下“加热启动”按钮，开始加热。

3.2.2脱胶

将摇好的丝框放在药液中进行脱胶（图6）。在第一台装置的热水箱中加入60L自来水，把预先配定的300g肥皂切成皂片，溶成皂液后注入热水箱，并用玻璃棒充分搅拌使其均匀。打开电源开关，通过控制箱控制加热管进行加热，可通过加盖顶盖缩短加热时间，待温度上升至（95±2）℃内，将丝络连同络架放在热水箱中的四个金属垫上，使丝络连同络架完全浸没在溶液中。通过控制箱设定恒温加热60min。煮练时注意保持水量，将脱胶后的丝络连同络架放入约40℃的温水池中洗涤，洗去胶皂残余[7]。废弃的胶皂水可通过旋转排水阀排出。

3.2.3染色

经过脱胶后的丝框需进行染色（图7）。在第二台装置的热水箱中加入60L自来水，把预先称定的24g甲基蓝染料注入热水箱，并用玻璃棒充分搅拌使其溶解。打开电源开关，通过控制箱控制加热管进行加热，可通过加盖顶盖缩短加热时间，待温度上升至40℃以上时，将丝络连同络架放在热水箱中的四个金属垫上，使丝络连同络架完全浸没在溶液中[8]。通过控制箱设定在40～70℃内恒温加热20min后取出，将染色后的丝络连同络架放在冷水池中进行清洗，洗去过量的染料。废弃的染料水可通过旋转排水阀排出。

3.3干燥

经脱胶、染色后的丝片，放在流动的空气中进行干燥（图8）。受验的丝片经过干燥后，会发生少数丝条并在一起，检验前需进行整理，使之恢复原来排列的状态[9]。

3.4成绩评定

检验时，把丝框和框架放在茸毛检验室的托架上，检验员站在丝框前方约50cm处，在灯光下逐片进行观察，检验丝框的任何一面上所显现的白色绒毛茸状的疵点（图9）。根据疵点对照5个标准照片（图10）逐一进行评分。50分以上以5分为一级，50分以下的以10分为一级。检验结果取20片的平均数即为茸毛的最低成绩[10]。

组样丝对照组和实验组茸毛检验数据如表3所示，其中13/15 D规格实验组茸毛证书如图11所示。

4结论

1）通过对比5组样丝对照组和实验组茸毛检验数据，发现使用新型茸毛检验煮练装置与传统检验方法得出的数据误差在±2%以内，检测结果准确，检测效率由原来的2人共同操作耗时大于36h/批提高到1人操作小于7h/批。

2）新型茸毛检验煮练装置不再使用电炉或煤气等具有很大安全隐患的加热源，而是使用加热管直接对水进行加热，同时能够避免人工直接接触煮练炉换水，以防止烫伤事故的发生，大大提高了加热装置的安全性。

3）能够代替人工进行自动控温控时，实现自动恒温定时加热，同时也大大增强了检验结果的准确性。能够节约检验时间，提高检验效率，满足企业的大量检验需求，经查阅相关文档和实地考察，目前市场上并无类似茸毛检验煮练装置设计，具有较强的市场推广前景。

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