阻燃經(jīng)紗上漿及多層阻燃面料生產(chǎn)應(yīng)用水溶性聚酯漿料的實(shí)踐

郭 杰，孫軼榮，陳春華，閆學(xué)軍，曾社平，唐建東

(1.際華三五四二紡織有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441002;2.新型環(huán)保復(fù)合面料湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 襄陽(yáng) 441002；3.湖北山特萊新材料有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441002；4.際華集團(tuán)股份有限公司，北京 100020)

KeyWords:water-soluble polyester slurry；flame-retardant warp；sizing；sizing process；flame-retardant fabric；organization chart；drawing-in；weaving；warping

0 引言

目前，經(jīng)紗上漿用漿料仍以聚乙烯醇(PVA)為主要原料。PVA作為高分子合成漿料，具有漿膜強(qiáng)韌、耐磨性好的優(yōu)點(diǎn)，但也存在煮漿時(shí)間長(zhǎng)，易結(jié)皮且退漿困難，退漿廢液中的PVA難以生物降解對(duì)環(huán)境污染較大的問題，故歐洲一些國(guó)家已禁用PVA上漿。在我國(guó)，每年大約有70億美元的紡織品在出口時(shí)遭遇技術(shù)壁壘的不利影響，故漿紗工藝少用或不用PVA是漿料研究人員面臨的一個(gè)重要課題。

聚酯漿料的研究始于20世紀(jì)70年代初，其產(chǎn)品含固量為30%的水分散液，由于吸濕性高、再粘性大，實(shí)際應(yīng)用受到限制；80年代初，法國(guó)等國(guó)家對(duì)聚酯漿料的縮聚單體進(jìn)行了大量研究，相繼開發(fā)出性能改進(jìn)的新型聚酯漿料。這類漿料水溶性好、吸濕性適中、再粘性小，不會(huì)在鋼筘上產(chǎn)生落漿，上漿率相比其他漿料也大幅降低，且粘度很低、漿液表面張力低，有很好的滲透性，易于退漿，且退漿廢液易生物降解，用于無(wú)捻或加捻滌綸長(zhǎng)絲、滌綸變形絲的上漿效果良好。通過調(diào)節(jié)聚合組分，此類漿料還可與淀粉、PVA混合用于短纖紗上漿[1]。

根據(jù)客戶要求，我公司采用湖北山特萊新材料有限公司利用廢舊塑料瓶碎片作為原材料，經(jīng)過酯化、聚合等加工工藝生產(chǎn)出的新型高品質(zhì)水溶性聚酯漿料，并對(duì)阻燃經(jīng)紗進(jìn)行上漿，完全取代PVA漿料，極大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出高質(zhì)量阻燃面料，織機(jī)生產(chǎn)效率達(dá)到89%。

1 水溶性聚酯漿料的應(yīng)用

筆者采用一種新型水溶性聚酯漿料，以滿足當(dāng)前阻燃經(jīng)紗上漿性能的要求。創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)水溶性聚酯漿料經(jīng)紗上漿及其生產(chǎn)工藝，該工藝是用水溶性聚酯漿料完全替代PVA漿料，應(yīng)用于經(jīng)緯紗均為阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料的經(jīng)紗上漿，以此提升混紡面料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，從而達(dá)到特種阻燃防護(hù)服裝的性能要求。該面料的經(jīng)紗密度為74根/(10 cm)，緯紗密度為64根/(10 cm)，織物幅寬為162.56 cm。

1.1 水溶性聚酯漿料的性能指標(biāo)

水溶性聚酯漿料的外觀性能表征見表1，其漿膜的水溶性及吸濕性測(cè)試結(jié)果見表2，對(duì)阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料經(jīng)紗上漿粘附力測(cè)試結(jié)果見表3。

表1 水溶性聚酯漿料外觀表征

表2 水溶性聚酯漿料漿膜的水溶性和吸濕性測(cè)試結(jié)果

表3 水溶性聚酯漿料對(duì)阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料經(jīng)紗上漿粘附力測(cè)試結(jié)果

1.2 水溶性聚酯漿料應(yīng)用于阻燃經(jīng)紗上漿的實(shí)踐

1.2.1 上漿工藝

1.2.1.1檢查交班漿回漿情況，交班儲(chǔ)備漿的濃度和粘度應(yīng)在規(guī)定值以內(nèi)；及時(shí)記錄，合理利用。

1.2.1.2查看阻燃經(jīng)紗應(yīng)用水溶性聚酯漿料上漿的生產(chǎn)工藝，并根據(jù)漿紗工藝配方進(jìn)行配料。

1.2.1.3打開高壓桶的加水裝置，加水至起始水位(在高壓桶第2個(gè)有光線玻璃位的中間)，做到起始水位保持在420 L～450 L；打開電子控制箱低速按鈕，進(jìn)行配料投放時(shí)依次加入水溶性聚酯漿料、聚丙烯酸、變性淀粉、輔助劑和漿紗用蠟；蓋上安全蓋，鎖好安全螺絲。

1.2.1.4啟動(dòng)高速攪拌，開啟煮漿開關(guān)；正常情況下，當(dāng)15 min～20 min時(shí)的高壓桶內(nèi)溫度可達(dá)到115 ℃～120 ℃的設(shè)定值，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)開始生效，進(jìn)行漿液的高溫保壓及滲透，核定時(shí)間為50 min，到達(dá)規(guī)定時(shí)間，打開儲(chǔ)漿桶的進(jìn)漿開關(guān)，關(guān)閉排污開關(guān)，進(jìn)行出漿；大約等待5 min～10 min，表層熱蒸氣散去、漿液面平穩(wěn)，測(cè)量漿液的各項(xiàng)重要指標(biāo)，并記錄濃度和粘度等指標(biāo)；待到漿紗需要用漿時(shí)，由調(diào)漿員協(xié)同后車把漿抽到漿槽，煮沸后進(jìn)行二次測(cè)量，詳細(xì)記錄漿液的差異化，及時(shí)反饋重要指標(biāo)的波動(dòng)，這樣有助于改善漿料配方，有效保證漿紗質(zhì)量。

1.2.1.5在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)時(shí)，調(diào)漿員須對(duì)每1500 m經(jīng)紗進(jìn)行一次漿液測(cè)量，并及時(shí)記錄。

采用NJD-79型回轉(zhuǎn)式粘度儀測(cè)量水溶性聚酯漿料的粘度及穩(wěn)定性。經(jīng)測(cè)量，水溶性聚酯漿料的濃度為1%～15%時(shí)，粘度由2 mPa·s增大至7.5 mPa·s。由此可見，水溶性聚酯漿料適合于“兩高一低”上漿工藝要求，且熱粘穩(wěn)定性良好。水溶性聚酯漿料漿液粘度及穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果見表4。

表4 漿料粘度及穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果

漿料的粘度大于8 mPa·s時(shí)，其滲透少、被覆大，易形成表面上漿；而粘度小于3 mPa·s時(shí)，滲透多、被覆少，易造成漿紗減伸過多、毛羽貼覆不夠。水溶性聚酯漿料粘度為4.3 mPa·s，屬中間值，粘度低、漿液流動(dòng)性好，利于浸透，粘度熱穩(wěn)定性極高，為90.68%，有利于經(jīng)紗上漿的均勻性。

1.2.2 漿料配方

對(duì)阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料經(jīng)紗上漿，所需水溶性聚酯漿料各原料占比：水溶性聚酯漿料為15%，聚丙烯酸為10%，變性淀粉為70%，輔助劑為3%，漿紗用蠟為2%。

1.2.3 漿紗溫度及上漿過程控制

采用津田駒HS30型漿紗機(jī)，漿槽溫度控制為90 ℃，烘房溫度控制為100 ℃以內(nèi)(95 ℃為宜)；阻燃經(jīng)紗分別通過2個(gè)漿槽和4個(gè)烘筒，使其上漿均勻，漿膜完整、柔韌，毛羽減少，強(qiáng)力增大，滿足織造要求，并依次通過分紗板緊密卷繞在漿軸上。

2 多層阻燃面料的織造工藝

2.1 織物組織

阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料的工藝組織圖，見圖1。各層織物組織結(jié)構(gòu)見圖2：表層織物為3/1斜紋組織(見圖2a))，里層織物為2/2斜紋組織(見圖2b))，底層織物為1/3斜紋組織(見圖2c))。

2.2 穿經(jīng)工序

穿經(jīng)工序采用全自動(dòng)穿筘機(jī)，按照織物工藝要求依次穿過停經(jīng)片、綜和筘，采用順穿法，4入/齒；穿法為1，2，3，4，數(shù)字代表經(jīng)紗穿在第幾頁(yè)綜框上。

2.3 織造工藝

采用日本津田駒噴氣織機(jī)進(jìn)行織造，開口時(shí)間為290°，后梁高度為60 mm，送經(jīng)時(shí)間為310°，送經(jīng)張力為2800 N，轉(zhuǎn)速為595 r/min；采用“大張力、小開口”生產(chǎn)工藝；將后梁、停經(jīng)架高度提高，后梁向前推進(jìn)；通過開口、引緯、打緯、卷取和送經(jīng)5大織造系統(tǒng)的配合，使經(jīng)緯紗按照要求交織成織物。根據(jù)紗線易脆斷、毛羽少的特點(diǎn)，采用“高后梁、遲引緯”的工藝及刺軸邊撐，以減少布面緯縮。

2.4 整經(jīng)工序

對(duì)坯布進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)量和修補(bǔ)，卷裝成包。

2.5 面料測(cè)試結(jié)果

阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料測(cè)試結(jié)果，見表5。

表5 阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

3.1隨著市場(chǎng)對(duì)織物面料環(huán)保性能的更高要求，采用一種新型水溶性聚酯漿料，滿足了當(dāng)前阻燃經(jīng)紗上漿性能的要求。創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)的水溶性聚酯漿料經(jīng)紗上漿及其生產(chǎn)工藝，已完全替代PVA漿料，解決了PVA漿料難以生物降解、對(duì)環(huán)境污染較大的問題。

3.2水溶性聚酯漿料粘度低、漿液流動(dòng)性好，適合“兩高一低”上漿工藝要求，利于浸透，且其粘度熱穩(wěn)定性極高，達(dá)到90.68%，有利于經(jīng)紗上漿的均勻性，可應(yīng)用于經(jīng)、緯紗均為阻燃粘膠/芳綸1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多層阻燃面料的經(jīng)紗上漿，可提升阻燃混紡面料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，達(dá)到特種阻燃防護(hù)服裝的性能要求。

3.3通過多層設(shè)計(jì)，多組分阻燃面料不僅在民用紡織用品中有十分廣闊的應(yīng)用前景，而且在軍用服裝特別是特種軍用服裝方面也有較大的應(yīng)用前景，具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。