合金鍺纖維紗的漿紗工藝研究

王 菲，武海良，沈艷琴

(西安工程大學 紡織與材料學院，陜西 西安 710048)

2016年我國紡織業(yè)經(jīng)濟運行情況總體好轉(zhuǎn)

合金鍺纖維紗的漿紗工藝研究

王 菲，武海良*，沈艷琴

(西安工程大學 紡織與材料學院，陜西 西安 710048)

介紹了合金鍺纖維的結(jié)構(gòu)和性能特點，通過設(shè)計兩種漿料配方分別對14.6 tex合金鍺纖維經(jīng)紗進行了上漿試驗，測試了兩種漿料配方的漿液性能、漿膜性能和漿紗效果。結(jié)果表明，對合金鍺纖維經(jīng)紗上漿采用以變性淀粉為主，加入適量聚丙烯酸、抗靜電劑等的配方，可有效改善其各項物理性能；上漿紗耐磨性能良好，伏貼毛羽效果明顯，滿足了漿紗要求。

合金鍺纖維；經(jīng)紗上漿；漿液性能；漿膜性能；漿紗效果

合金鍺纖維作為一種新型的保健型纖維備受人們關(guān)注[1]，紡織用合金鍺纖維是將鍺粉體高溫煅燒研磨，粉體上出現(xiàn)孔洞后再經(jīng)二次研磨，置入牛奶蛋白紡絲液中進行紡絲而成的。該纖維吸附性好，其織物可釋放負離子，具有消除異味功效；纖維表面呈“十”字形凹槽結(jié)構(gòu)，具有良好的導濕、透氣性[2-4]。然而該纖維紗線在織造過程中容易出現(xiàn)斷頭影響織造效率，且耐磨性較差，毛羽多，對酸或堿較敏感，因此很有必要探究其上漿工藝性能。目前對合金鍺纖維經(jīng)紗上漿工藝研究尚未有文獻資料，本文根據(jù)合金鍺纖維結(jié)構(gòu)和性能特點，制定了兩種漿料配方進行上漿試驗，對比分析了其漿液、漿膜和上漿紗性能，為合金鍺纖維經(jīng)紗的漿紗生產(chǎn)提供一定依據(jù)。

1 試驗部分

1.1 材料和儀器

試驗材料：聚乙烯醇(PVA1799)，聚丙烯酸，變性淀粉，抗靜電劑，蠟片；14.6 tex合金鍺纖維紗。

試驗儀器：YT821型可調(diào)漏斗式黏度計(常州華紡紡織儀器有限公司)；HD021N單紗強力儀(江蘇南通宏大集團)；HWS-250型恒溫恒濕箱(上海精宏試驗設(shè)備有限公司)；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)；Y-731型纖維抱合力機(常州紡織儀器廠)；YG171B-1型紗線毛羽測試儀(太倉市大明光電儀器廠)。

1.2 漿料配方

根據(jù)合金鍺纖維紗的性能和結(jié)構(gòu)特點，制定了兩種漿料配方如表1所示。

表1 漿料配方 單位：%

1.3 測試方法

1.3.1 經(jīng)紗性能

在電子顯微鏡下觀察纖維的橫、縱結(jié)構(gòu)，對經(jīng)紗的力學性能及回潮率進行測試，并分別在Y-731型纖維抱合力機和YG171B-1型紗線毛羽測試儀上測試其耐磨性能和毛羽，并記錄數(shù)據(jù)[5]。

1.3.2 漿液性能

分別將兩種配方的漿料配制成700 ml、濃度為6%的漿液，加熱到95 ℃以上保溫30 min；用YT821型漏斗式黏度計測試其相對黏度，在以后的3 h內(nèi)每0.5 h測定1次，以漿液從漏斗式黏度計中漏完所需時間秒數(shù)來衡量其黏度并計算黏度熱穩(wěn)定性[6]。

1.3.3 漿膜性能

將漿液煮好后再冷卻至50 ℃左右慢慢倒在聚酯片上，并用玻璃棒輕輕來回移動使?jié){液鋪滿在聚酯片上，自然干燥成膜后仔細把漿膜從聚酯片上剝下[7]，再測試漿膜性能。

將漿膜剪成長≥100 mm，寬5 mm的漿膜條十條，在單紗強力儀上測試漿膜斷裂強力和斷裂伸長率；機器隔距100 mm，拉伸速度50 mm/min。按相關(guān)方法[8]，對漿膜厚度、水溶速率和漿膜拉伸等性能進行測試。

1.3.4 漿紗性能

(1)漿紗強力 在南通宏大HD021N型電子單紗強力儀上測試，試樣夾距為500 mm，拉伸速度500 mm/min，共測30組取其平均值。

(2)漿紗耐磨性 采用Y731型抱合力機進行測試，共測30組取其平均值。

(3)漿紗毛羽 采用YG171B-1型紗線毛羽測試儀進行測試，紗線通過速度30 m/min，毛羽長度設(shè)定3 mm；每次測試紗線長度為1 m，共測30組取其平均值。

(4)退漿率 稱取一定質(zhì)量的樣紗，將試樣放入濃度為2%的100 ml氫氧化鈉溶液內(nèi)，煮15-20 min后取出以清水漂洗樣紗，洗凈為止。再將上述樣紗放入烘箱內(nèi)烘至恒重后取出，稱取其重量并計算退漿率[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 經(jīng)紗性能

在電子顯微鏡下觀測合金鍺纖維的橫截面及縱向結(jié)構(gòu)形態(tài)如圖1所示，其經(jīng)紗性能測試結(jié)果見表2。

由圖1可看出合金鍺纖維橫截面形態(tài)各異，縱向表面有凹槽，這對纖維強力有一定的影響。由表2可見合金鍺纖維紗線耐磨性較差，毛羽多，影響織造效率和降低織物的耐用性。

2.2 漿液黏度

表3為兩種漿料配方的漿液黏度測試結(jié)果。由表3可知，兩種漿料配方漿液的黏度值均較低，表明漿液的流動性好，浸透性高，可滿足上漿要求；其黏度熱穩(wěn)定性均達到85%以上，且配方2#的漿液穩(wěn)定性更高，更有利于經(jīng)紗上漿均勻。

(a)橫截面形態(tài)

(b)縱向形態(tài)圖1 合金鍺纖維在電子顯微鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)

回潮率/%耐磨性/次斷裂強力/cN斷裂強度/cN·tex-2伸長率/%3mm毛羽/根·m-13.231481.131.912.321

表3 兩種漿料配方的漿液黏度測試值

2.3 漿膜性能

2.3.1 漿膜外觀

圖2是相同條件下的兩種漿料配方的漿膜外觀。由圖2可見配方1#的漿膜成膜良好，透明度一般，手感較粗糙；配方2#的漿膜光滑，成膜完整，手感柔軟，透明度較高。

2.3.2 漿膜性能

兩種漿料配方的漿膜厚度、斷裂強力、耐屈曲次數(shù)等性能測試結(jié)果見表4。由表4可看出，兩種配方的漿膜斷裂強力都較高，且相差不大；但配方1#的吸濕率較低，耐屈曲次數(shù)少，易導致漿紗在織造過程中落物多，織造質(zhì)量難保證。同時配方1#水溶性較差，退漿困難，易造成退漿不徹底，其含有的PVA對環(huán)境污染嚴重，故配方2#應(yīng)是最佳選擇。

(a)配方1#漿膜外觀

(b)配方2#漿膜外觀圖2 兩種漿料配方的漿膜外觀圖

項 目配方1#配方2#厚 度/mm0.0790.073吸濕率/%3.64.9水溶速率/s3.22.6斷裂強力/cN702.1698.7斷裂伸長率/%0.61.3耐屈曲次數(shù)/次1722斷裂強度/cN·mm-21777.51914.3

2.4 漿紗性能

2.4.1 上漿工藝

兩種配方配制成的漿液濃度為10%，用ASS3000型全自動單紗漿紗機進行上漿實踐，其上漿工藝參數(shù)見表5。

2.4.2 上漿效果

圖3為數(shù)碼生物顯微鏡下觀察到的原紗、上漿紗的縱向形態(tài)，上漿紗耐磨性、斷裂強力、毛羽指數(shù)等性能測試結(jié)果見表6。

表5 上漿工藝參數(shù)

(a)原紗

(b)配方1#上漿紗

(c)配方2#上漿紗圖3 1 600倍下的紗線表面形態(tài)

由圖3可看出，14.6 tex原紗的毛羽較多且結(jié)構(gòu)松散，用兩種配方上漿后上漿紗的結(jié)構(gòu)緊致，毛羽貼服均勻，表明兩種配方漿液對紗線的被覆性好。

從表6可看出，合金鍺纖維原紗經(jīng)上漿后，上漿紗毛羽降低率均在90%以上，毛羽帖伏效果明顯；但配方2#的增強率、增磨率明顯高于配方1#，表明配方2#的滲透性較好，更利于織造，更能確?？椩煨省?/p>

表6 上漿紗性能測試值

3 結(jié)論

對14.6 tex合金鍺纖維經(jīng)紗上漿采用以變性淀粉為主漿料，聚丙烯酸為輔助漿料，不添加PVA的漿料配方是可行的。不僅漿液黏度低，黏度穩(wěn)定性好，其成膜性良好有一定的柔韌性，漿膜的水溶速率、斷裂強力、耐屈曲性優(yōu)異；而且上漿紗的增強率、耐磨性和毛羽降低率指標好，可滿足上漿要求。

[1] 趙金龍，沈蘭萍. 竹炭改性滌綸紗線的上漿工藝[J]. 合成纖維，2013，(9)：45-47.

[2] 韓學政，張本孟，蔣秀鳳，等.合金鍺纖維混紡針織紗的開發(fā)[J].棉紡織技術(shù)，2012，(4)：34-36.

[3] 遲玲玲.18.2 tex合金鍺纖維轉(zhuǎn)杯紡針織紗的開發(fā)[J].上海紡織科技，2015，(6)：46-47，70.

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2016年我國紡織業(yè)經(jīng)濟運行情況總體好轉(zhuǎn)

數(shù)據(jù)顯示，2016年1～12月，我國紡織業(yè)運行總體情況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，多項數(shù)據(jù)同比上漲，僅出口交貨值出現(xiàn)下降，虧損企業(yè)數(shù)量有所增加，但虧損額度下降。

2016年1～12月，紡織工業(yè)增加值同比增長為4.9%，生產(chǎn)運行總體平穩(wěn)；紡織業(yè)固定資產(chǎn)投資增長10.7%；紡織業(yè)產(chǎn)銷率為98.4%，服裝制造業(yè)為97.7%；但紡織出口交貨值同比下降0.9%。

2016年1～12月，紡織業(yè)主營業(yè)務(wù)收入同比增長4.1%；紡織業(yè)虧損企業(yè)同比增加7.0%，虧損額同比下降5.8%；利潤保持增長，紡織業(yè)利潤同比增長4.4%，紡織業(yè)產(chǎn)成品存貨同比下降0.1%。

Discussion on the Sizing Process of Germanium Alloy Fiber Yarn

WANG Fei, WU Hai-liang*, SHEN Yan-qin

(School of Textile and Materials, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China)

The structure and performance characteristics of germanium alloy fiber were introduced. 14.6 tex germanium alloy fiber yarn was proceeded to sizing tests using two slurry formulations. The slurry performance, film property and sizing effect were tested. The results showed that the physical properties of germanium alloy yarn were improved through adopting a modified starch-based, adding an appropriate amount of polyacrylic acid and antistatic agent. The sizing yarn had good wear resistance, obvious fit hairiness effect, and met the sizing requirements.

germanium alloy fiber; warp sizing; slurry properties; film property; sizing effect

2016-11-08

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

王 菲(1991-)，女，研究生，主要從事新型漿料與漿紗技術(shù)研究，E-mail:1450351244@qq.com。

*通信作者：武海良，男，陜西寶雞人，教授，E-mail:whl@xpu.edu.cn。

TS105.2

A

1673-0356(2017)02-0012-04