天絲/竹纖維混紡紗性能及上漿工藝研究

祁 彬，武海良，沈艷琴，崔桂新，嚴燕鈁

（1. 西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，西安 710048; 2. 紹興中紡院 江南分院有限公司，浙江 紹興 312000）

天絲/竹纖維混紡紗性能及上漿工藝研究

祁 彬1，武海良1，沈艷琴1，崔桂新2，嚴燕鈁2

（1. 西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，西安 710048; 2. 紹興中紡院 江南分院有限公司，浙江 紹興 312000）

通過對14.6 tex天絲/竹纖維混紡紗線的物理性能進行研究分析，發(fā)現(xiàn)天絲/竹纖維混紡紗線具有毛羽多、彈性差、濕模量高、吸濕膨脹等性能缺陷。為改善其漿紗性能，針對天絲/竹纖維紗線的缺點，配置了兩種適合于其上漿的漿料配方，并測試分析了其漿液、漿膜和漿紗性能。結(jié)果表明，加入適量的聚丙烯酸和變性淀粉等漿料對天絲/竹纖維混紡紗線的上漿效果好，上漿后，漿紗性能得到明顯改善。

天絲；竹纖維；混紡紗；性能；上漿工藝；實驗

0 引言

天絲纖維和竹纖維均屬于性能優(yōu)良的綠色環(huán)保型纖維[1]。竹纖維具有天然抗菌功能，吸濕性好[2]；天絲纖維是以木漿為原料，強度高，剛性好，且具有優(yōu)良的生物可降解性[3]，但竹纖維紗脆性大，在織造工序中易使紗線斷頭幾率增大；天絲纖維耐磨性差，絲束松散[4]，經(jīng)混紡后得到的天絲/竹纖維混紡紗線與單一紗線相比，雖聚集了兩者大部分優(yōu)點，改善了竹纖維的強度，也使得天絲纖維的吸濕性增加，但天絲/竹纖維混紡紗線耐磨性差，毛羽多，易斷頭等缺陷并未得到解決[5]，因此對于天絲/竹纖維混紡紗線的漿紗工藝研究非常重要。實驗以14.6 tex天絲/竹纖維（50/50）混紡紗為研究對象，測試分析了天絲/竹纖維混紡紗線的力學(xué)性能，并從分子結(jié)構(gòu)和相似相容原理出發(fā)，制定了兩種漿料配方，研究分析了漿液性能及漿紗性能，得出了上漿的最佳工藝配方，為天絲/竹纖維（50/50）混紡紗的上漿提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 實驗部分

1.1 主要材料及儀器

材料：14.6 tex天絲/竹纖維（50/50）混紡紗線，PVA1799，變性淀粉，聚丙烯酸，CMS，甘油。

儀器：YT821型可調(diào)式漏斗式黏度計（常州華紡紡織儀器有限公司），HH-2型恒溫水浴鍋（國華電器有限公司），HD021N單紗強力儀（南通宏大型電子儀器廠），ASS3000型全自動單紗漿紗儀（天津市隆達機電科技發(fā)展有限公司），Y731D型纖維抱合力儀（常州市第一紡織設(shè)備有限公司），YGl71A型毛羽測試儀（太倉市大明光電儀器廠）。

1.2 混紡紗線性能測試

選用HD021N電子單紗強力儀對混紡紗線的原紗強力和伸長率進行測試，通常測試30 組數(shù)據(jù)，取其平均值，并計算斷裂強度；在每次走紗長度為1 m的條件下對混紡紗的毛羽進行測試，測試次數(shù)需要達到15 次以上，并取其平均值記為混紡紗的毛羽指數(shù)；在摩擦行程80 mm，磨片空載往返速率為145 次/min條件下測試紗線耐磨性，多次測試，求平均值。

1.3 漿料配方

根據(jù)天絲/竹纖維（50/50）混紡紗的性能特點，配制兩種漿料配方，漿料配方見表1。

表1 漿料配方(質(zhì)量分數(shù))

1.4 漿液性能

漿液黏度和黏度熱穩(wěn)定性，把兩種配方分別配置成質(zhì)量分數(shù)6%的漿液700 ml，水浴鍋加熱到95 ℃后，對漿液黏度進行測試，此黏度為漿液的黏度值，此后對漿液黏度多次（n≥5）測試，測試間隔為0.5 h，并記錄數(shù)值；參照文獻[6]對漿液黏度熱穩(wěn)定性進行計算。

1.5 漿膜性能測試

1.5.1 漿膜制備

依據(jù)文獻[7]的方法，采用澆鑄法制備漿膜，將200 ml質(zhì)量分數(shù)為3%的漿液冷卻至35 ℃溫度，量取40 ml倒于聚四氟乙烯盤上，待其自然干燥成膜后用于性能測試。

1.5.2 漿膜力學(xué)性能

參照文獻[8]將漿膜裁成長150 mm、寬5 mm的條狀試樣，放在恒溫恒濕（RH65%，25℃）箱內(nèi)24 h，進行調(diào)濕處理，并在夾持距離100 mm和拉伸速度100 mm/min的條件下測試其斷裂強力和斷裂伸長率，測試有效樣本20 個。

1.5.3 漿膜水溶速率

將漿膜裁成長100 mm、寬10 mm的長條，然后將長條浸入80 ℃的水中，用秒表計時漿膜在熱水中水溶的時間，每種漿膜試驗10 次，取平均值。夾子質(zhì)量約為3 g。

1.6 漿紗性能測試

分別用兩種配方調(diào)配質(zhì)量分數(shù)為10%的漿液700 ml，在ASS3000型全自動單紗漿紗機上對14.6 tex 天絲/竹纖維（50/50）混紡紗進行上漿實踐，漿紗條件：漿槽溫度80 ℃，漿紗卷取速度30 m/ min。

參照文獻[9]方法，在HD021N單紗強力儀上對漿紗拉伸性能進行測試；用YG171B-1型紗線毛羽測試儀測試經(jīng)紗毛羽指數(shù)，計算毛羽降低率；在Y-731型抱合力機上對紗線耐磨性進行測試，并與原紗對比分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 混紡紗線的性能

原紗性能測試結(jié)果見表2。

表2 混紡原紗性能

由表2可以看出，天絲/竹纖維（50/50）混紡紗的斷裂強力為218.9 cN，伸長率為10.9%，耐磨次數(shù)為31 次，且毛羽較多。

2.2 漿液的黏度及黏度熱穩(wěn)定性

在相應(yīng)試驗條件下，對配方一與配方二的漿液黏度測試結(jié)果見表3。

表3 兩種漿料配方漿液黏度的秒數(shù)測試

從實驗結(jié)果可知，配方一與配方二的漿液黏度均較低，漿液流動性好；漿液黏度熱穩(wěn)定性都在95%以上，說明添加聚丙烯酸的二號配方能均勻滲透天絲/竹纖維紗線，利于經(jīng)紗上漿。

2.3 漿膜

2.3.1 漿膜外觀

兩種配方的漿膜外觀如圖1所示。

由圖1看出兩種配方成膜均勻完整，透明度高，但配方二漿膜的柔韌性較好，手感光滑。

圖1 兩種配方漿膜外觀

2.3.2 漿膜的其他性能

表4為兩種配方漿膜性能測試。

表4 兩種配方的漿膜性能

由表4可以看出，添加聚丙烯酸的漿料配方具有更好的水溶性，漿膜在水中的溶解速度快，因此易于退漿；其漿膜耐屈曲性優(yōu)于配方一，但斷裂強度明顯低于添加PVA的配方。這說明添加PVA的漿料漿膜柔韌性較差，吸濕困難，漿紗在干分絞過程中容易落漿，不僅會造成環(huán)境污染，而且還會使?jié){紗存在強力弱點區(qū)，在織造過程中紗線的斷頭幾率增大，同時也會造成二次毛羽，降低漿紗的可織性。此外，聚丙烯酸漿料雖然可以改善漿膜柔軟性及耐屈曲性，但漿膜的吸濕性強，稀釋再黏性嚴重，會增強漿紗的干分絞阻力，因此，聚丙烯酸漿料應(yīng)用時需選擇合適的配比。

2.4 漿紗

2.4.1 上漿工藝

分別用兩種配方配制質(zhì)量分數(shù)為12%的漿液對天絲/竹纖維（50/50）混紡紗線進行上漿，上漿的工藝參數(shù)見表5。

表5 上漿工藝參數(shù)

2.4.2 漿紗效果

圖2是上漿前后在光學(xué)顯微鏡下觀察到的紗線毛羽狀況及縱向表面形態(tài)。

由圖2可以看出原紗表面毛羽很多，結(jié)構(gòu)松散，經(jīng)過兩種漿料配方上漿后的漿紗，結(jié)構(gòu)緊密，毛羽貼伏好。說明兩種漿液滲透性強，對天絲/竹纖維（50/50）混紡紗線的粘附力較好，有利于提高漿紗質(zhì)量。

用兩種漿料配方對天絲/竹纖維（50/50）混紡紗線進行上漿，并對漿紗性能進行測試分析，測試結(jié)果見表6。

由表6可以看出，經(jīng)過對上漿后的漿紗性能對比分析，經(jīng)兩種配方上漿后的天絲/竹纖維（50/50）混紡紗性能均得到改善，但兩種配方漿料的上漿效果有所差異。加入聚丙烯酸漿料的漿紗毛羽降低率相對較好，說明聚丙烯酸漿料可以使?jié){液的浸透擴散能力增強,漿液對天絲/竹纖維（50/50）混紡紗線的被覆性和滲透性增加，有利于伏貼紗線毛羽。同時，加入聚丙烯酸提高了漿液的黏附力，使?jié){紗耐磨性明顯提高。因此，添加聚丙烯酸的配方二漿料更加能滿足天絲/竹纖維上漿的需要。

圖2 14.6 tex天絲/竹纖維混紡紗上漿前后表面狀態(tài)

表6 漿紗性能測試

3 結(jié)論

⑴ 從漿液性能看，兩種配方的漿液黏度值較低，黏度熱穩(wěn)定性較高，故漿液的流動性好，有利于漿液的滲透，符合高濃低黏的上漿要求。

⑵ 由漿膜性能看，加入聚丙烯酸漿料的配方漿膜成膜性好，漿膜完整，透明度高，手感光滑，柔韌性好。

⑶ 從漿紗性能看，14.6 tex天絲/竹纖維（50/50）混紡紗經(jīng)上漿后，毛羽降低率和斷裂強力都有所提高，而加入聚丙烯酸漿料配方的上漿效果更佳，漿紗耐磨性更好，漿紗強伸性能更優(yōu)。

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Tencel/bamboo fiber blended yarn performance and sizing process research

QI Bin1, WU Hai-liang1, SHEN Yan-qin1, CUI Gui-xin2, YAN Yan-fang2

( 1. School of Textile and materials, Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048 China; 2. Shaoxing China Textile Academy Jiangnan Branch Co. Ltd, Shaoxing 312000 China )

Through physical properties of the Tencel/bamboo fiber blended yarn were studied, it is found that Tencel/bamboo fiber blended yarn has more hairiness, poor flexibility, high wet modulus, moisture expansion performance defects. In order to improve the above faults and sizing blended yarins’ properties, two kinds of sizing formulas were designed based on Tencel/bamboo fiber blended yarn faults. The sizing, film and sizing properties were tested and analyzed. Results show that, polyacrylic acid and modified starch size mixture formula have a good sizing effect for Tencel/bamboo fiber blended yarn, sizing performance was significantly improved.

tencel; bamboo fiber; blended yarn; performance; sizing process; test

TS104.51

A

1007-9815（2016）02-0044-04

定稿日期:2016-04-22

陜西省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目（2015GY161），紹興市2015年公益計劃項目（2015B70003）

祁彬（1992-），女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，碩士研究生，研究方向為新型漿料與漿紗技術(shù)，(電子信箱)2268307019 @qq.com；通訊作者：武海良（1962-），男，陜西寶雞人，教授，(電子信箱)whl@xpu.edu.cn。