免退漿工藝對粘膠長絲哈達織物性能的影響

中圖分類號：TS101.9 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-265X（2025）07-0082-07

西藏是中國重要的生態(tài)安全屏障，但旅游業(yè)、城市化以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對西藏生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力和挑戰(zhàn)。哈達作為西藏特色產(chǎn)品之一，每年消費量巨大。目前市面上的哈達多為滌綸或滌棉混紡產(chǎn)品，價格低廉但生物難降解，對西藏脆弱的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。因此，開發(fā)生物降解型的哈達產(chǎn)品勢在必行。粘膠纖維作為纖維素纖維的一種，廢棄后可完全降解，適用于全生物降解型哈達產(chǎn)品的開發(fā)。

目前市場上三大主流漿料有淀粉、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸類。聚丙烯酸類漿料成本過高且存在吸濕再粘性等問題，限制其發(fā)展。而PVA與淀粉配伍性好，漿紗性能優(yōu)異，目前還不能被完全取代[1-3]。目前有很多關(guān)于新型漿紗工藝的研究，如低上漿率上漿，若上漿率高會導(dǎo)致漿紗硬而脆、上漿效果差、漿液消耗過多等問題，進而影響后續(xù)織造；中低溫上漿[4，不但節(jié)約大量能源且為操作工人提供了較舒適的工作環(huán)境；免退漿工藝是指經(jīng)紗經(jīng)過上漿并織制成織物后不進行傳統(tǒng)的退漿處理，可以直接進行后續(xù)工藝，免退槳工藝避免了退槳廢水的產(chǎn)生。當(dāng)前對免退漿工藝的研究較少[5-6]，張海煥等[7]研究了牛仔經(jīng)紗的免退漿工藝，研究結(jié)果表明，免退漿工藝的織物性能甚至優(yōu)于傳統(tǒng)上槳織物的性能，且該工藝減少了退漿廢水的產(chǎn)生，節(jié)約了能源。

本文采用復(fù)合變性淀粉與PVA-0588混合配制組合漿液，其中，復(fù)合變性淀粉含玉米淀粉和木薯淀粉兩種，同時對混合淀粉進行酯化加氧化雙變性，得到最終產(chǎn)品，即氧化醋酸酯淀粉，部分醇解PVA有良好的溶解性、低粘性等性能。采取輕漿、中低溫上漿方式，分析對比混合漿液與漿紗的各項性能，得到最適合哈達粘膠長絲經(jīng)紗上漿的漿料。將其應(yīng)用于哈達織物的織造，對免退漿工藝得到織物與傳統(tǒng)上槳工藝得到的織物性能及風(fēng)格進行對比評價，為免退漿工藝對織物性能與風(fēng)格的影響提供技術(shù)參考。

1實驗

1.1 實驗原料

長絲為13tex的無捻粘膠長絲，吉林碳谷碳纖維股份有限公司；復(fù)合變性淀粉，廣西明陽農(nóng)墾有限公司；PVA-0588（揮發(fā)分為 4.1% ），天津辛德瑪集團有限公司；蓖麻油，天津大茂化學(xué)試劑廠；蓖麻油聚氧乙烯醚，上海麥克林生化科技股份有限公司；有機硅型柔軟整理劑，上海涓瑞化工有限公司。

1. 2 組合漿液的配制與漿紗工藝

采用不同比例的復(fù)合變性淀粉和PVA-0588為主體漿料，配方一到配方五復(fù)合變性淀粉與PVA的比分別為 1：0，4：1，3：2，1：1，2：3 ，漿料固含量為 2% ，輕漿上漿。漿料在 95^°C 下攪拌 30min 完全糊化后，在 60^°C 下保溫 30min 。經(jīng)紗上漿采用ASS3000型全自動單紗漿紗機，對13tex粘膠長絲進行上漿，將變性淀粉、PVA與 0.5% 的油劑共同加入配置成漿液，采用單浸單軋上漿方式，上漿溫度60^°C ，烘房溫度 60^°C ，漿紗速度 20m/min ，壓漿棍壓力 0.2MPa 。傳統(tǒng)上漿工藝采用的漿料為企業(yè)提供的復(fù)合變性淀粉（氧化醚化豌豆和玉米淀粉）與氧化玉米淀粉，比例為 4：1 ，固含量 5% ，上漿溫度為 95^°C ，漿紗速度 20m/min ，壓漿棍壓力 0.2MPa 。

1.3 織造工藝設(shè)計

通過對漿液與漿紗性能的研究，確定最佳的漿料配方，將其應(yīng)用在哈達織物的經(jīng)紗上漿中。整經(jīng)機選擇 DSWa–02 型數(shù)字式小樣整經(jīng)機，實現(xiàn)整經(jīng)長度 3m ，織機選擇小樣箭桿織機。地組織設(shè)計一上三下緯斜紋，經(jīng)、緯密度均為300根 /10cm 。與傳統(tǒng)上漿工藝織物進行對比，兩種織物織造條件一致，區(qū)別在于免退漿織物不經(jīng)過退漿處理，傳統(tǒng)上漿工藝織物退漿方式選擇堿退漿，按照 40mL/g 的織物比，將織物浸在濃度 1% 的 ΔNaOH 溶液中，煮沸 30min ，用清水洗滌干凈然后烘干。后續(xù)均進行柔軟整理。

2 測試方法

2.1 復(fù)合變性淀粉結(jié)構(gòu)測試

使用NicoletIS50型傅里葉紅外光譜儀，采用KBr壓片法對復(fù)合變性淀粉樣品的紅外光譜進行分析。

2.2 漿液性能測試

2. 2.1 漿液顯微鏡圖像

使用WY-630MS型透反射偏光顯微鏡觀察淀粉的糊化程度。

2. 2. 2 漿液表觀粘度

采用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計，測量漿液的粘度 及粘度穩(wěn)定性。漿液在 60^°C 狀態(tài)下保溫 30min 后測第一次，之后在保溫狀態(tài)下每隔 ¹h 測一次，共測6次。

2.2.3 漿液透明度

取制備好的漿液，冷卻至室溫，利用ThermoEvolution201型紫外可見光分光光度計在 620nm 處測得槳液的透射比，以去離子水作為空白對照，每隔 ^1h 測一次，共測6次。

2.2.4 漿液表面張力

取制備好的漿液，冷卻至室溫，使用JK99FM自動表面張力儀測試其表面張力，測試3次取平均值。

2.3 漿紗性能測試

2.3.1 漿紗表面形態(tài)

采用臺式掃描電子顯微鏡（pHenomXL），樣品為原紗與性能較好的漿紗，對其表面形態(tài)進行分析。

2.3.2漿紗上漿率、耐磨與力學(xué)性能

耐磨采用TM-200iA高速型紗線摩擦抱合力試驗機，測試條件為摩擦角度 116^° ，張力負荷 150g ，梳針?biāo)铀俣?20回/分。力學(xué)性能采用YG061-1500型電子單紗強力機，測試漿后長絲紗的斷裂強力和斷裂伸長率。隔距長度 250mm ，拉伸速度為250mm/min ，參照標(biāo)準：GB/T3916—2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定（CRE法）》。

通過堿退槳的方法對槳紗的上漿率進行計算，將漿紗試樣放入 2% 的氫氧化鈉溶液中煮沸 10min 后取出，再用清水漂洗，烘干稱重。

2.4 哈達織物性能測試

測試前對待測樣品進行預(yù)調(diào)濕和調(diào)濕，在恒溫恒濕（溫度 （20±2）^°C 、濕度 （65±4）%） 環(huán)境中進行測試。

2. 4.1 織物規(guī)格與力學(xué)性能

織物規(guī)格包含厚度與克重，厚度參照標(biāo)準：GB/T3820—1997，采用YG141LA數(shù)字式織物厚度儀進行測試，壓腳面積 （2000±20）mm ，重錘負荷為 400cN 加壓時間為 10s ；克重參照標(biāo)準：GB/T4669—2008，使用天平稱重，精確到 0.001。

織物拉伸性能參照標(biāo)準：GB/T3923.1— 2013，采用YG065型電子織物強力儀；隔距長度 200mm ，拉伸速度為 100mm/min ；撕破強力參照 標(biāo)準：GB/T3917.2—2009，隔距長度 100mm ，拉 伸速度為 100mm/min 。

2.4.2 織物抗皺性能

織物抗皺性能參照標(biāo)準：GB/T3819—1997，采用YG541L型數(shù)字式織物折皺彈性儀測試，選擇垂直法測試。

2.4.3 織物彎曲性能

織物彎曲性能參照標(biāo)準：GB/T18318.1—2009，采用LLY-01型織物硬挺度測試儀，測試方法選擇斜面法。

2.4.4 織物風(fēng)格

采用KES-FB織物風(fēng)格儀測試兩種織物的織物風(fēng)格，取樣大小為 20cm×20cm ，測試前將織物熨燙平整，避免影響測試結(jié)果。

3 結(jié)果與分析

3.1 紅外光譜分析

圖1為復(fù)合變性淀粉與原淀粉的紅外光譜圖。位于 3200～3400cm^-1 的吸收峰為明顯的O一H伸縮振動峰，可以看出復(fù)合變性淀粉位于 3200～ 3400cm^-1 的吸收峰明顯變?nèi)?，說明其羥基部分被取代；此外在 1730cm^-1 處出現(xiàn)了明顯的 c=0 伸縮振動特征峰，說明復(fù)合變性淀粉中存在酯基基團[8]；在1560cm^-1 也存在比較明顯的吸收峰，該峰為 cosθ^- 的不對稱伸縮振動[9]，這兩個特征峰的存在是酯化和氧化同時作用的結(jié)果，證明復(fù)合變性淀粉的成功制備

圖1原淀粉與復(fù)合變性淀粉的紅外光譜圖 Fig.1Infrared spectra of native starch and compoundedmodified starch

3.2 漿料性能測試

3.2.1 漿液顯微鏡圖片

圖2（a）—（e）為不同配方的漿液偏光顯微鏡圖片，可以看出未出現(xiàn)偏光十字，證明漿液中的淀粉已經(jīng)完全糊化，PVA也已溶解。

圖2不同配方組合漿液的偏光顯微鏡圖片

Fig.2Polarized light microscope images of sizing solutions with different formula combinations

3.2.2 漿液表觀粘度

不同比例組合漿液的表觀粘度結(jié)果見表1。復(fù)合變性淀粉的酯化變性使得漿液的粘度降低，流動性增加，漿液的整體粘度偏小。部分醇解的PVA中含有大量酯基，因而能與酯化變性淀粉有很好的混溶性。

PVA-0588的分子量比復(fù)合變性淀粉低，故隨著PVA-0588含量的增多，漿液的粘度逐漸降低，但由于固含量較低，各個配方之間的漿液粘度相差較小，漿液的波動性不大。且采用低粘度的漿料應(yīng)用于長絲紗的上漿，對紗線的浸透性更好[1]，可以極大地改善紗線的集束性。

表1不同比例的組合漿液表觀粘度測試結(jié)果

Tab.1Test results of apparent viscosity for sizing solutions with different proportions of combinations

3.2.3 漿液配伍性

評估漿液配伍性對漿紗過程中漿液穩(wěn)定的影響程度，可以通過漿液透明度來表示，透明度越高，漿液中各組分相容性越好，有利于保持漿紗質(zhì)量穩(wěn)定；影響槳料透明度的主要是淀粉。不同比例的組合漿液透明度測試結(jié)果見表2，從表2可以看出，混合漿料的透明度均較高。主要因其復(fù)合變性淀粉的氧化變性，使得淀粉大分子鏈斷裂，聚合度下降，分子量降低，與PVA-0588的混溶性好，透明度高。隨著PVA-0588的加人，透明度逐漸升高。PVA-0588部分醇解，所帶有的乙?；鶊F能促進PVA-0588的水化，水合能力的增強，有利于與水分子間形成氫鍵，組合漿液的透明度高。

表2不同比例的組合漿液透明度測試結(jié)果

Tab.2Test results of transparency for sizing solutions with differentproportions of combinations

透明度的值變化越小，漿液的抗凝沉性越好。如表2所示，配方一和五的 ΔT 值較小，即純復(fù)合變性淀粉漿料以及PVA-0588含量高的漿料抗凝沉性較好，當(dāng)PVA-0588與復(fù)合變性淀粉的比例達到 1：1 時抗凝沉性最差。組合漿料中，淀粉與PVA-0588比例越接近1，漿液的穩(wěn)定性就越差。

3.2.4 漿液表面張力

不同比例的組合漿液表面張力測試結(jié)果如圖3所示，從圖3中數(shù)據(jù)可以觀察到，各配方表面張力相差較小，純變性淀粉漿料的表面張力最大，隨著PVAV0588的增加，表面張力逐漸下降，因部分醇解的PVA-0588中含有疏水性的乙?；鶄?cè)基，乙?；鶄?cè)基越多，在分子內(nèi)分布得越不均勻，表面張力就越低，組合漿料的表面張力就越低。表面張力影響浸透性，良好的浸透性是良好粘附性的前提，影響長絲紗集束性和機械性能，進而影響可織性。槳液對纖維的滲透性能與表面張力密切相關(guān)，表面張力越小，漿液對紗線內(nèi)部的滲透和表面的潤濕越好，有助于提高纖維間的抱合力。但并非表面張力越小越好，還需要對紗線的上漿性能綜合考慮。

圖3不同比例的組合漿液表面張力測試結(jié)果 Fig.3Test results of surface tension for sizing solutions with differentproportions of combinations

3.3 漿紗性能測試

3.3.1 漿紗表面性能

原紗和漿紗的SEM照片如圖4所示，原長絲紗抱合力差，結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)致強力偏低，耐磨性差。與漿前的紗線相比，槳后的紗線的集束性明顯變好。傳統(tǒng)上漿工藝的漿紗表面漿膜覆蓋率更高，主要是其漿紗上漿率高，而免退漿工藝漿紗上漿率略低，但漿后長絲紗的集束性都明顯提高，漿料浸透，形成膠接層，同時紗線表面形成漿膜，機械強度提高，耐磨性增強。減少織造過程中摩擦產(chǎn)生的單絲斷裂現(xiàn)象，以保證織造過程順利進行。且免退漿漿紗上漿率低，在不退漿的條件下，更利于后續(xù)的柔軟整理劑浸潤。

3.3.2 漿紗上漿率、耐磨與力學(xué)性能

原紗、傳統(tǒng)漿紗與免退漿漿紗性能測試結(jié)果見表3。與原紗線相比，漿后紗線的耐磨與強力都有所提高。由于復(fù)合變性淀粉中的酯化變性，降低了淀粉糊化溫度，漿液在低溫下不易凝膠，十分適合低溫上漿；氧化變性引入的羧基基團，提高了對粘膠纖維的粘附性。與傳統(tǒng)漿紗相比，免退漿槳紗的上漿率較低，主要是由于固含量的降低。復(fù)合變性淀粉硬而脆的大分子主鏈環(huán)狀結(jié)構(gòu)未能改變。

圖4原紗和漿紗的SEM圖

Fig.4SEM images of raw yarn and sized yarn

表3原紗與漿紗性能測試結(jié)果

Tab.3Performance test results of raw yarn and sized yarn

可以看出配方二到配方四中變性淀粉比例的減少，漿紗的力學(xué)性能與耐磨性能也變差，這是由于變性淀粉中的羧基基團減弱了淀粉分子間的作用力，提高了對粘膠纖維的粘附性，且酯化淀粉形成的漿膜更具韌性，使?jié){紗力學(xué)性能更優(yōu)異，槳紗性能越好。而部分醇解PVA存在大量酯基，使得與纖維素纖維形成的羥基間氫鍵締合數(shù)減少，上漿率降低，膠接層強力下降，紗線耐磨性也越差。傳統(tǒng)漿紗的增強率高于免退漿漿紗，主要是上漿率高，強力更高，但減伸率略差，較高的上漿率使得漿紗表面漿膜更厚，斷裂伸長率降低。從免退漿漿紗性能來看，當(dāng)配伍比例為 4：1 時最為適宜。此時的漿紗性能更好，更有利于后續(xù)織造工藝進行

3.4 織物性能測試

3.4.1 織物規(guī)格與力學(xué)性能

織物規(guī)格與力學(xué)性能測試結(jié)果見表4。傳統(tǒng)上漿工藝織物經(jīng)堿退漿，經(jīng)紗表面未有漿膜覆蓋，柔軟整理劑能更好地滲透到織物內(nèi)部，導(dǎo)致克重和厚度增加，但相差不大，這是由于采用輕槳上槳工藝，較低的上漿率使得織物的克重與厚度影響較小，使哈達織物更具有輕盈的手感。免退漿織物的力學(xué)性能優(yōu)于傳統(tǒng)退槳織物，這是因為漿紗的力學(xué)性能高于原紗，且免退槳工藝避免了退槳導(dǎo)致的紗線織物力學(xué)性能下降，進而提高了哈達織物的力學(xué)性能。

Tab.4Fabric specifications and mechanical properties

3.4.2 織物抗皺性能

表5為織物折痕回復(fù)角測試結(jié)果。免退槳工藝織物回復(fù)角更大，說明其抗折皺性能優(yōu)于傳統(tǒng)上漿織物。這主要是由于免退漿織物的經(jīng)紗表面被漿膜覆蓋，纖維間摩擦阻力小，低阻力滑移，有利于纖維變形后的回復(fù)。紗線表面越平滑，抗皺性越好，且其經(jīng)紗剛度較大，織物不易變形，折痕回復(fù)性好。而傳統(tǒng)上槳工藝織物經(jīng)退槳后，纖維間摩擦阻力增加，回復(fù)性差，抗皺性差。

表4織物規(guī)格與力學(xué)性能

表5 織物折痕回復(fù)角

Tab.5 Fabric crease recovery angle

3.4.3 織物彎曲性能

表6為織物硬挺度測試結(jié)果?？箯潉偠仁侵缚椢锏挚箯澢冃蔚哪芰?，其值越大，表明織物越硬挺。免退漿織物的抗彎剛度更大，剛性更好，柔軟性稍差。由于織物未經(jīng)退槳處理，經(jīng)紗表面存在漿膜，會增加紗線的剛度，進而影響織物的硬挺度。但二者相差較小，主要因為采用輕漿上漿，上漿率低，且漿液成膜性好，漿膜韌性強，對織物的彎曲性能影響較小。免退漿織物柔軟度適宜，更適用于哈達織物。

表6織物硬挺度

Tab.6Fabric stiffness

3.4.4 織物風(fēng)格

表7為織物風(fēng)格部分指標(biāo)的測試結(jié)果。平均摩擦系數(shù)和表面粗糙度的值越小，織物表面越平滑；壓縮比功值越大，表明織物越蓬松；剪切剛度值越小，越不易發(fā)生剪切變形；拉伸線性度越大，越不易發(fā)生拉伸變形[1I-12]。從表7中可以觀察到免退漿織物的表面更為平滑，織物間更緊密，抵抗變形的能力也更好。這是因為經(jīng)過退槳處理，經(jīng)紗表面的槳膜被去除，紗線表面變得粗糙，進而影響織物的表面性能；傳統(tǒng)上漿工藝織物更為蓬松，織物易變形，故免退漿織物的風(fēng)格更適用于哈達織物。

表7兩種織物風(fēng)格測試結(jié)果

Tab.7Test results of two fabric styles

4結(jié)論

本文通過在中低溫上漿的工藝條件下，對復(fù)合變性淀粉與PVA-0588混合漿液的各項性能進行分析研究，再在單紗漿紗機上進行漿紗試驗，并將漿后的粘膠長絲在小樣織機上進行上機織造，通過對比免退槳與傳統(tǒng)退槳工藝下兩種織物的各項性能，得出以下結(jié)論：

a）在輕漿、中低溫上漿條件下，免退漿工藝漿紗性能較原紗性能大大增強；與傳統(tǒng)漿紗相比，在低上漿率的同時，槳紗強力略有下降，但減伸率更低，耐磨性能也有所提高。

b）相較于傳統(tǒng)上漿織物，免退漿織物力學(xué)性能更優(yōu)異，抗皺性能更好，織物不易變形，風(fēng)格也更適合哈達織物。

本文的研究結(jié)果為粘膠長絲哈達織物的免退漿工藝提供了技術(shù)參考，該工藝可以節(jié)約能源，減少退漿廢水的排放，對保護西藏地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。

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Effects of the non-desizing process on properties of viscose filament Hada fabrics

ZHANGHao'，LIUYan1，HUYanli1，LUXuebin2，LIWei2 （1.School of Textile Science and Engineering，Tiangong University，Tianjin 3Oo387，China; 2.School of Ecology and Environment，Tibet University，Lhasa 85oOOO，China）

Abstract：Tibetis a typical ecologically fragileregioncharacterized byhigh altitude andsevere cold.Inrecent years，tourism，urbanization and industrial development have brought great pressure and chalenges to Tibet's ecological environment.Asone of the characteristic products of Tibet，Hada has a huge annual consumption.Most of the discarded Hada products are disposed ofthrough burial or incineration.Direct burial will cause soil polution and ecological damage，while incineration willeasilypollute theairand cause serious damage to Tibet's fragile ecological environment.At present，most of the Hada products on the market are made of polyester or polyestercottonblends，which arecheapbutdificulttobiodegrade.Therefore，itisimperative todevelop biodegradable Hada products.Viscose filament，as a type of regenerated celllose fiber，is an environmentally friendly product suitable for weaving biodegradable Hada products.

In this paper，a mixed sizing agent composed of different proportions of compounded modified starch and PVA0588 was used as the main sizing material，supplemented with a small amount of castor oil and castor oil polyoxyethylene ether as lubricants.Various properties ofthe mixed sizing pasteand sized yarn were testedand analyzed.Subsequently，the sized viscose filament yarn was usedas theraw material for the weaving of Hada，and the properties of fabrics processed with anon-desizing process were compared with those processed with a traditional desizing process.The ground weave was designed with one upper and three lower weft twill，and both warp and weft densities were 3OO pieces/1O cm.The fabrics were tested after soft finishing，with the distinction that the nondesizing fabrics did not undergo a desizing process but directly underwent soft finishing.The test results indicate thatas the content of compounded modified starch decreases，the viscosity of the sizing paste decreases，the transparency increases，and the surface tension drops.The properties of the yarn sized with the non-desizing process are significantly enhanced compared to the original yarn.Compared with the traditional sizing，at a lower sizing rate，the strength of the sized yarn slightly decreases，but the elongation decreasing rate is lower，and the abrasion resistance improves.The mechanical properties of the non-desizing fabric are beter than those of the traditional fabric，mainlydue to the beter mechanical properties of the yarn in the non-desizing fabric compared to the traditionall sized yarn.After desizing，some yarns undergo shrinkage，and the yarns become tighter， which results in the traditional sized fabric being thicker.The non-desizing fabric has good wrinkle resistance，small frictionresistance between fibers，good crease recovery，a smother fabric surface，and resistance to deformation under external forces.The surface of thenon-desizing fabric is smoother，the fabric is tighter，and ithas beter deformation resistance.In contrast，the traditional sized fabric is more fluffand prone to deformation.Therefore， the style of the no desizing fabric is more suitable for Hada fabric.

The research results of this paper provide technical reference for the research on non-desizing processing of viscose filament Hada fabrics.The non-desizing process studied for viscose filament Hada fabric can save energy andreduce thedischarge of desizing wastewater，which is of great significance for the protection of ecological environment in Tibet.

Keywords： non-desizing process； warp sizing at medium and low temperature; Hada fabric; viscose filament biodegradable