預(yù)濕上漿在高支純棉織物生產(chǎn)中的實(shí)踐

張淑梅，趙 玉，王文志，孟翠玉，張國生

(1.煙臺(tái)南山學(xué)院，山東 龍口 265706； 2.山東南山紡織服飾有限公司，山東 龍口 265706)

隨著紡織工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)保漿料和新型漿紗設(shè)備取得較大發(fā)展，漿紗工藝隨之也獲得了重大創(chuàng)新。預(yù)濕上漿作為一種現(xiàn)代的新型上漿技術(shù)，已在國外紡織工業(yè)中廣泛應(yīng)用，在我國由于受到各方面因素的影響，近年來才得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。通過實(shí)踐，預(yù)濕上漿技術(shù)可以提高漿紗質(zhì)量，降低上漿率，能夠體現(xiàn)現(xiàn)代紡織工業(yè)追求的綠色、智能和品質(zhì)。

1 產(chǎn)品規(guī)格

本文重點(diǎn)探討預(yù)濕上漿技術(shù)在雙緯直貢緞生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。精梳純棉9.7 tex原紗質(zhì)量指標(biāo)：單紗斷裂強(qiáng)力139.8 cN，強(qiáng)力不勻率10.5%，條干均勻度CV值13.5%?？椢镆?guī)格：緞紋組織，經(jīng)向密度787根/(10 cm),緯向密度302根/(10 cm)，雙合股，幅寬307 cm。

2 預(yù)濕上漿原理

預(yù)濕上漿是在經(jīng)軸架與漿紗槽之間安裝預(yù)濕裝置，經(jīng)紗在進(jìn)入上漿槽之前，先經(jīng)過預(yù)濕水槽預(yù)濕處理[1]，再進(jìn)行上漿。在預(yù)濕槽里通過熱水對(duì)紗線的浸濕與洗滌，再經(jīng)過一對(duì)擠壓輥來控制紗線的回潮率，使紗線浸漿時(shí)，具備良好的浸潤和吸漿條件[2]。

傳統(tǒng)的上漿方式不經(jīng)預(yù)濕，高支純棉紗上漿普遍存在上漿不足、織造困難的問題，主要原因是高支紗的捻系數(shù)一般偏大，纖維在紗體中排列緊密，纖維間空隙小，同時(shí)純棉紗線表面附有棉蠟、果膠及糖分等雜質(zhì)，上漿時(shí)紗線經(jīng)過漿槽的時(shí)間又短(1.5～3.0 s)，作用不足，難以潤濕，漿液不易滲透，因此吸漿困難，上漿率低，漿膜在紗線表面分布不勻。

預(yù)濕上漿技術(shù)的關(guān)鍵在于棉紗經(jīng)過預(yù)濕水槽內(nèi)80 ℃以上的高溫水預(yù)濕和擠壓輥的擠壓處理[3]，清除了棉紗上的棉蠟、膠質(zhì)及糖分等雜質(zhì)，紗線得到了很好的潤濕，可降低上漿時(shí)紗線與漿液接觸的表面張力，漿液能夠充分滲透到紗線內(nèi)部；預(yù)濕后經(jīng)高壓擠壓，紗線中60%以上的水分和空氣被擠出，紗線的預(yù)濕回潮率被控制在20%～40%范圍內(nèi)，紗線內(nèi)濕外干，使得漿料在紗線截面的分布由中心向外圍均勻增加，并在紗線表面形成了連續(xù)而完整的漿膜，提高了被覆率[4-6]，紗線表層的上漿率提高了，但總吸漿量減少，達(dá)到提高漿紗質(zhì)量、減少毛羽、節(jié)約漿料、降低成本的目的，可為織造的順利進(jìn)行創(chuàng)造條件[7]，因此，預(yù)濕上漿可以很好地解決純棉高支紗傳統(tǒng)上漿中存在的浸透和被覆問題。

3 預(yù)濕上漿工藝

3.1 預(yù)濕工藝

3.1.1 預(yù)濕水溫

為了在經(jīng)紗上漿前清除紗線表面的纖維雜質(zhì)和達(dá)到完全潤濕紗線的目的，預(yù)濕時(shí)要合理設(shè)置預(yù)濕水溫。根據(jù)棉紗上的蠟質(zhì)、果膠等物質(zhì)在76～81℃以上的熱水中易被溶解的特性[8]，一般預(yù)濕溫度控制在85 ℃左右，紗線可以得到更好的潤濕，過熱會(huì)增加耗能。

3.1.2 預(yù)濕水壓

紗線潤濕后，含水率較高，不宜直接進(jìn)入漿槽，必須經(jīng)過1～2次擠壓輥的擠壓，排除紗線內(nèi)的大部分水分，當(dāng)紗線的預(yù)濕回潮率控制在20%～40%范圍時(shí)，紗線可以達(dá)到較好的吸收狀態(tài)[9]，而紗線的預(yù)濕回潮率取決于擠壓輥的壓力值。擠壓輥壓力過小，則導(dǎo)致紗線的預(yù)濕回潮率過高，使過多水分帶到漿槽引起漿液濃度不穩(wěn)定，從而影響漿紗質(zhì)量的穩(wěn)定性[10-12]；擠壓輥壓力超過95 kN時(shí)，含水率降低不明顯，而此時(shí)設(shè)備的能耗明顯增大[13]，且紗線結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。因此，應(yīng)根據(jù)紗線的粗細(xì)、純紡或混紡以及纖維類別，合理設(shè)置紗線的預(yù)濕回潮率，一般擠壓輥壓力控制在60～100 kN范圍內(nèi)[14]。經(jīng)過多次試驗(yàn)，純棉9.7 tex品種擠壓輥壓力設(shè)置為95 kN，紗線預(yù)濕回潮率為37%。

3.1.3 預(yù)濕伸長率

預(yù)濕后紗線的濕區(qū)長度會(huì)拉長，要采取相應(yīng)的措施，嚴(yán)格控制紗線的預(yù)濕伸長率不超過0.1%。

3.2 上漿工藝

由于9.7 tex純棉精梳紗線密度低，強(qiáng)力低，織造過程中斷頭多且經(jīng)摩擦易起棉球，因此上漿時(shí)除優(yōu)選漿料配方外，在上漿過程中還應(yīng)該掌握“高溫中速、低張力、高滲透、高被覆、小伸長”的原則[15]，以達(dá)到提高漿紗斷裂強(qiáng)力和耐磨性、減少伸長率和降低毛羽的目的。

3.2.1 漿料配方的確定

通過漿紗增強(qiáng)紗線的耐磨性和毛羽貼伏性能是選取漿料配方的主要原則。傳統(tǒng)的PVA為主的漿料配方，由于漿液黏度偏大，不易滲透，因此上漿率低；而且其漿膜強(qiáng)力高，高支紗分絞困難，易發(fā)生二次毛羽，造成織造斷頭增加；PVA漿料在自然環(huán)境中不易降解，易形成環(huán)境污染。為滿足高支高密品種漿紗“低黏度、強(qiáng)滲透、耐磨和高彈性”的要求，選擇黏結(jié)力、流動(dòng)性、黏度熱穩(wěn)定性好、漿膜富有彈性，耐磨且生物易降解的漿料CE-50為主漿料,搭配少量氧化淀粉降低成本，配伍適量的黏度低、滲透力強(qiáng)、漿膜柔軟有彈性、可降解的聚丙烯酸酯類漿料QI-89[16]。

漿料配方為:CE-50為75.0 kg，氧化淀粉37.5 kg，QL-89為25.0 kg，蠟片2.0 kg。

3.2.2 調(diào)漿工藝

預(yù)濕后的紗線經(jīng)過擠壓輥的擠出了大部分水分，但紗體中仍含有一定量的水分，紗線進(jìn)人漿槽時(shí)，紗體內(nèi)的水稀釋漿液，會(huì)引起漿液濃度和黏度降低，影響紗線上漿過程和上漿質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，在上漿過程中，要根據(jù)需要不斷補(bǔ)充含固量較高的漿液，以平衡預(yù)濕紗線帶入漿槽的水分，從而使?jié){液的含固量保持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)漿含固量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況比漿液含固量高1%～2%，每次補(bǔ)漿體積控制在50 L，補(bǔ)漿間隔時(shí)間8 min左右，預(yù)濕漿紗機(jī)的補(bǔ)漿工作由漿液濃度在線自動(dòng)檢測(cè)與控制系統(tǒng)和人工檢測(cè)共同完成。

3.2.3 上漿工藝參數(shù)設(shè)置

為保證高支紗線取得良好的漿紗效果，選用在Karl Mayer預(yù)濕上漿機(jī)上漿。在確定預(yù)濕上漿工藝時(shí)，必須考慮高支紗上漿率不可太低、提高耐磨性能和降低織造過程中毛羽形成的目的。因此在設(shè)計(jì)預(yù)濕和上漿工藝時(shí)，要綜合考慮，采取上漿濃度與壓漿輥壓力調(diào)整相結(jié)合以控制上漿率降低的幅度。以“高滲透兼顧被覆”為原則，采用“先重后輕”的壓漿力，同時(shí)提高漿液濃度1%～2%[17]。傳統(tǒng)上漿與預(yù)濕上漿工藝參數(shù)設(shè)置見表1。

4 預(yù)濕上漿效果

4.1 上漿率降低

由于預(yù)濕后的紗線經(jīng)過高壓漿輥擠壓，紗線中會(huì)保留35%左右水分，大部分水分將分布在紗芯部位，紗線的中心位置被水占據(jù)后，漿液只均勻分布在紗線的表面和紗體中心的外圍，從而降低了紗線的上漿率。傳統(tǒng)上漿與預(yù)濕上漿質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比見表2?？煽闯?，預(yù)濕上漿比傳統(tǒng)上漿上漿率降低10.37%左右。

由于上漿率降低，后整理工序退漿率相對(duì)也減少，從而降低了廢水量和處理廢水的費(fèi)用，節(jié)約成本的同時(shí)環(huán)境也得到保護(hù)。

表2 傳統(tǒng)上漿與預(yù)濕上漿質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

4.2 漿紗性能改善

4.2.1 毛羽貼伏

預(yù)濕處理能夠清除紗線表面雜質(zhì)，纖維間的空氣也被擠出，有利于紗線吸附漿液，提高紗線表面漿膜完整性。傳統(tǒng)上漿與預(yù)濕上漿毛羽外觀對(duì)比見圖1。在電子顯微鏡下傳統(tǒng)漿紗后紗線毛羽多而長，纖維間抱合力差；預(yù)濕漿紗后紗線表面貼伏光潔效果突出，毛羽明顯減少。由表3也可看出，預(yù)濕上漿比傳統(tǒng)上漿毛羽降低率提高了19.06%。

圖1 傳統(tǒng)上漿與預(yù)濕上漿毛羽外觀對(duì)比

4.2.2 漿紗的斷裂強(qiáng)力和耐磨性提高

預(yù)濕上漿比傳統(tǒng)上漿紗線的增強(qiáng)率提高而強(qiáng)力不勻率減少，且毛羽降低率提高。這是由于紗線經(jīng)過預(yù)濕上漿后，漿液均勻分布于紗線表層和內(nèi)部纖維之間，紗線表面漿膜完整結(jié)合牢固，紗線內(nèi)纖維之間漿膜均勻分布，結(jié)合力增強(qiáng)，再加上紗線主干毛羽的貼伏，漿紗的強(qiáng)力和耐磨性均明顯提高。

4.2.3 漿紗彈性改善

采用預(yù)濕上漿后上漿率比傳統(tǒng)上漿率低。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，這是由于預(yù)濕后紗中心部分被水分占據(jù)，漿液不易滲透進(jìn)入，紗線中心浸潤的漿液少，因此紗線更加富有彈性。

4.3 織造質(zhì)量和效率改善

預(yù)濕上漿后的紗線織機(jī)梭口更清晰，織造效率進(jìn)一步提高。這是由于預(yù)濕上漿使得紗線吸漿效果好，且漿液在紗線表面及內(nèi)部合理均勻分布，干燥后的漿紗漿膜完整，紗線的耐屈曲性和抗磨性提高，且紗體柔韌而富有彈性，因此增強(qiáng)了經(jīng)紗在織造過程中抵抗各種摩擦和張力的作用，因此織機(jī)開口清晰，織造斷頭明顯降低，從而提高了織造效率。

5 結(jié)束語

預(yù)濕上漿技術(shù)應(yīng)用于純棉高支紗，雖然上漿率降低，但由于漿液在紗體內(nèi)的合理分布，上漿后紗線的斷裂強(qiáng)力增加，斷裂伸長不勻率降低，耐磨性能提高，特別是2 mm以上的毛羽明顯減少；織造分絞變得更容易，織造時(shí)由于開口清晰，斷頭明顯降低，織造的效率明顯提高，因此預(yù)濕上漿技術(shù)的應(yīng)用可以在提高漿紗質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，且綠色環(huán)保。