【无梭织机生产新纱线品种的浆纱技术】 浆纱技术对纱线毛羽的影响

　　无梭织机较有梭织机速度成倍甚至数倍增长并采用“小梭口、大张力”工艺,因而要求经纱增强、保伸,特别是耐磨和减少毛羽。针对生产新纱线品种必须选择合适浆料,采用高压煮浆设备和多单元传动浆纱机,并列举当前流行品种的浆纱要点。
　　The weaving speed of shuttleless looms is multiple of shuttle looms and “small shed, big tension” are usually adopted by shuttleless looms, which needs yarns with such properties as increased tenacity, guaranteed elongation, abrasion-proof and low hairiness. Aiming at the size appropriate to new type yarns, this paper has adopted high pressure size boiling apparatus and multi-unit driving sizing machine to achieve the key points of the sizing for new type of yarns.
　　
　　根据市场需要,各种新型纤维和新型纺纱的纱线品种开发日渐增多,既满足了社会需求,也为纺织企业创造了较好的效益。现代无梭织机较过去有梭织机在优质、高产和多品种上展现了无与伦比的优越性,但也为其最重要的准备工序浆纱提出了较高的要求。浆纱技术已在不断地革新、改进,以适应多种新纱线品种的生产,现将其基本经验加以论述,以供同业参考。
　　
　　1无梭织机生产对经纱质量的要求
　　
　　无梭织机的运转速度较有梭织机成倍,甚至数倍地增加。有梭织机速度大体为 150 ～ 200 r/min,无梭织机速度较低的也在 300 ～ 400 r/min左右,先进的喷气织机甚至高达 1 000r/min。随着速度增加,经纱开口、打纬反复拉伸的频率成倍或数倍增加。经纱之间以及经纱与综丝、钢筘、引纬器件的挤压、摩擦大大增加,因而要求纱线有较高的强力、充足的弹性和坚牢的耐磨能力。
　　无梭织机由于取消了梭子引线,剑杆头、片梭导梭齿等引纬器件截面减小,梭口得以显著减小,其钢筘处的有效梭口高度如表 1 所示。
　　无梭织机梭口减小后其清晰度会受影响,经纬纱容易交织不正常产生织疵,尤其是纬纱在梭口受阻造成缺纬停台严重影响效率。因此必须采取“小梭口、大张力”的工艺,增加张力以避免开口不清和保证打纬紧密,利于织物成形,并将保持经纱光洁、减少毛羽作为重要的要求。
　　
　　无梭织机生产要求有较高的原纱质量。一些较先进的织布工厂常要求所用原纱的断裂强力、纱线条干、粗细节都要达到乌斯特公报 50% 的水平;要求控制纺纱工序的纤维损伤和短绒以及硬并丝型毛羽;要求 3 mm及以上的毛羽每 10 m纱线不超过 60 根。
　　
　　2适应无梭织机生产的浆纱技术进步
　　
　　浆纱的目的在于使原纱增加强力、保持弹性伸长、提高耐磨牢度、降低毛羽,使浆纱具有满足无梭织机生产的可织性,适应上述要求的浆纱技术进步表现在以下几方面。
　　2.1采用新型的优质浆料
　　淀粉类浆料由于资源丰富、价格相对低廉、有利于环保,一直占主浆料的大宗。淀粉变性从酸解、氧化到醚化、酯化,进而到接枝,品种由低到高可供选用。新型转基因淀粉更是从淀粉的种植开始改进,从而使新型淀粉类浆料达到高浓、低粘,具有很高的粘附力和较好的成膜性。连同其他含有聚酯和聚丙烯酸类的高档淀粉一起,例如CP � L、PR Su、K � 2000到K � 5000、DF525 � DF858等等取代PVA,形成少用、不用PVA的浆料进步潮流。
　　合成浆料PVA1799和205MB搭配使用,高浓低粘,具有很高的粘附性、成膜性和耐磨能力,仍然在部分高档品种上少量使用。国产水分散性聚酯浆料如PE等也已在市场上供应,为纯涤纶等纱线新品种采用。聚丙烯酸类浆料作为增加粘附性、柔软性和提高浆液混溶性的基本配浆成分,不论是固态还是液态均在不断改进。浆纱蜡片作为新型油剂,使用方便,纯度提高,还掺有抗静电等助剂。其他助剂如柔软剂、浸透剂、防腐剂、水溶性后上蜡及后上油等化工新产品不断开发,满足新型纱线品种的需要。
　　2.2高压煮浆设备的广泛使用
　　调浆时间由 3 h缩短到 1 h,而且浆料分解均匀,达到高浓低粘的要求。
　　2.3新型浆槽的使用
　　(1)带有预热器的循环浆液均匀,液面高低稳定,温度自动控制。
　　(2)配备引纱辊,使纱线按所需张力喂入浆槽吸浆。
　　(3)可实行单浸单压、单浸双压、双浸双压直到双浸四压,以适应不同品种上浆的需要。
　　(4)配置弹性优良的橡胶压浆辊,可选择合适的硬度,可采用高、中、低压上浆。压浆辊压力可随车速无级调压,保证上浆一致。
　　(5)预湿上浆已开始采用,可节约浆料,降低上浆率,提高上浆均匀度和柔软度,并减少毛羽。
　　2.4湿分绞装置的使用
　　浆槽出来的纱片经过通入低温水产生凝露的湿分绞棒抹纱分层,或者经过通入蒸汽的小烘筒防粘分层,然后进行预烘,可减少纱线毛羽及保护浆膜完整,并有利于干分绞和减少再生毛羽。
　　2.5烘筒温度的自动控制
　　烘筒温度分组控制,实现对分层纱片的温度、预烘和合并烘燥的温度分别设定和自控,合并烘燥温度又与回潮率的检测反馈联动。并且在上落轴和停车时能自动减少蒸汽输入,自动降温。这一系列温控对于棉纱以外的新型纤维纱线尤其重要。
　　2.6后上蜡
　　烘干后的纱片再经过蜡辊涂抹水溶性的蜡层或有机硅油剂,或抗静电剂,使纱线表面平滑,毛羽软化,能顺利通过后续的干分绞和伸缩筘齿,并有利于织造时通过综、筘、停经片。
　　2.7多单元传动
　　浆纱机引纱辊、上浆辊、烘筒、拖引辊和浆轴分别由独立电机传动,并通过变频器、程控器、编码器由微电脑系统调控电机速度,从而控制纱线喂入浆槽、纱线上烘筒预烘、纱线出烘筒干分绞和纱线卷入浆轴各区段的伸长(张力)及总伸长率。可根据各种新型纱线的材质性能具体设计安排,保证浆纱顺利进行。
　　2.8浆纱过程的检测
　　包括浆液浓度和粘度的检测、温度检测、张力监控、回潮率监控以及上浆率的在线检测和监控等。
　　
　　3新型纱线品种的浆纱要点
　　
　　3.1紧密纺纱线
　　紧密纺纱线的纱身紧密均匀,表面光洁,棉纱少;毛羽减少 50% 以上,强力提高 10% ～ 20%。目前大多纺制中、细特纱,生产较高档织物。
　　其浆纱要点有以下几方面:
　　(1)由于纱身紧密,浆液浸透较难,应选用低粘度、粘附力强的浆料,主要是高档变性淀粉浆料。对细特高密品种适当掺用PVA1799和205MB、低粘度聚丙烯酸浆料以及渗透剂、蜡片。染色纱要加柔软剂。
　　(2)含固率及上浆率较普通环锭纱降低 2 个百分点左右,回潮率可增加到 8% 左右。要保持纱线柔软,防止织造时出现经缩波纹。
　　(3)为保证浆液浸透,应采用高压浆力。浸没辊应加侧压,可保持纱片排列均匀,防止并合绞缠。
　　(4)由于纱线毛羽少,捻系数较大,纱片中邻纱并拢时易绞缠。所以经轴退绕张力、浆槽喂入张力以及烘房湿区张力均应适当加大,并要防止干分绞和筘齿处纱线绞缠顶断。
　　(5)经验表明单浆槽浆纱覆盖率控制在 50% ～ 65%左右,烘筒覆盖率控制在 30% ～ 50% 左右,有利于防止经纱绞缠。
　　(6)用好湿分绞和后上蜡,有利于干分绞和顺利通过筘齿。
　　(7)浆纱绞线应采取中分,不宜层层剥。穿绞操作要避免把纱片碰乱、碰断。
　　(8)起机带头要均匀,防止松纱绞缠。运转中不停机是关键,停机或慢速运行时纱线较松,易绞缠,以致干分绞和通过筘齿时顶断。
　　3.2氨纶弹力纱线
　　氨纶弹力纱线以氨纶丝为纱芯,外包棉、粘胶或其他纤维形成包芯纱、包缠纱等。由于氨纶含量不同而形成高弹(氨纶达 20%)、中弹(氨纶占 10%)和低弹(氨纶占 2% ～ 5%)纱线。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)主浆料应采用粘附力强、耐磨的浆料,一般为PVA与变性淀粉混合浆。因氨纶耐氯性差,不宜采用次氯酸钠作氧化剂的变性淀粉,也不能用其他含有游离氯离子的助剂。要加用聚丙烯酸浆料、蜡片和柔软剂以提高浆膜柔 韧性。
　　(2)上浆率与类似品种棉纱相近或稍高 1 ～ 2 个百分点。上浆以被覆为主,使包覆纤维不裸露,紧密耐磨。因此浆液粘度不宜偏低,压浆力不宜过高。整个生产过程依靠浆料的固化作用使氨纶弹性暂不显现,利于穿经、结经和顺利织造。回潮率按棉和氨纶含量比折算,大体掌握在 7%以下。
　　(3)温度不宜过高,浆槽温度 85 ～ 90 ℃,烘筒温度在 110 ℃以下,以免损伤氨纶的弹性。
　　(4)浆纱各段张力要能保持纱线排列均匀,不致松弛造成弹性蜷缩。大致喂入伸长率 0% ～ 0.2%,湿区伸长率 0.3% ～ 0.8%,总伸长率 1.2% 左右。
　　3.3细旦纯涤纶短纤纱线
　　细旦纯涤纶短纤纱线一般使用 0.89 ～ 1.1 dtex、长度 26 ～ 38 mm的棉型纤维,纺制 12 ～ 13 tex或 7.3 × 2 tex的高密品种。由于涤纶属于疏水性纤维,强度虽高但易产生静电,毛羽多会影响织造开口不清、效率低。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)纯涤纶纱线为疏水性,普通淀粉浆不易浸透,粘附力差,落浆多。掺用较高比例的PVA混合浆虽能增加粘附力,但难以解决分纱造成的再生毛羽。使用高浓低粘的转基因酯化淀粉,少用或不用PVA已有较好效果,近来已有水溶性聚酯浆料供应市场,应是合适的浆料。可掺用聚丙烯酸酯浆料、防静电剂、平滑剂等,使配方完善。
　　(2)采用“两高一低”上浆工艺,重浸透、求被覆、增耐磨。上浆率与高比例涤棉纱相近,大体在 13% 以上。回潮率按纯涤纶标准回潮率掌握,一般都在 1% 以下。
　　(3)浆槽温度 93 ～ 95 ℃,烘筒温度以 130 ℃以下 为宜。
　　(4)用好湿分绞,保浆膜,减毛羽。
　　(5)用好后上蜡或者后上油,增平滑,抗静电。
　　(6)各段保持适当的张力,以利纱片匀整,分绞顺利,卷绕紧密,总伸长率控制在 1% 左右。
　　3.4Modal纤维纱线
　　Modal纤维强度优于棉和粘胶,仅次于天丝®;湿伸长接近于棉,小于天丝®;成纱柔软、滑爽,透气性好;常与棉和涤纶混纺,其纯纺纱也有细特高密品种。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)主浆料以淀粉为主,涤纶/Modal混纺纱或纯Modal细特高密品种可掺用PVA,以增强浆液粘附力,控制纤维滑移,提高耐磨能力。由于该纤维比电阻高,易产生静电起毛,停经片处积花,应采用抗静电剂。聚丙烯酸类浆料、蜡片等助剂也不可少。
　　(2)上浆率与类似品种棉纱相近或稍低,回潮率 9% ～ 10% 为宜,浆纱应在兼顾浸透的基础上着重被覆,可依靠低粘度的优质淀粉和低聚合度的PVA增加浸透,而采取适中的压浆力保证被覆。采取单浸单压或单浸双压,浸没辊抬高,以减小浆纱湿伸长。
　　(3)注意纤维脆性,采用较低温度:浆槽温度 85 ～ 90 ℃,烘筒温度在 110 ℃以下。
　　(4)使用湿分绞,贴伏毛羽,保护浆膜。
　　(5)使用抗静电剂含量高的后上蜡材料,或者直接使用抗静电剂。
　　(6)尽量减小各区张力和伸长率,应控制总伸长率在 1.2% ～ 1.5% 左右。
　　(7)减少浆纱断头,细特品种起机时可先穿好大小绞线,通过浆槽后放浆。
　　3.5天丝® 纱线
　　与其他再生纤维素纤维比较,天丝® 干湿强度高,干湿强度差异小,初始模量高。但其标准型原纤化等级高,有较大的吸湿膨润性,受摩擦容易起毛起球。其交联型通过非原纤化处理改进。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)主浆料以淀粉类为主,涤纶与天丝® 混纺或纯天丝® 细特高密品种可掺用PVA,以增强浆液粘附性,贴伏毛羽,提高耐磨能力。助剂为聚丙烯酸类浆料、蜡片柔软剂及抗静电剂等。
　　(2)由于天丝® 纱线强度高而易产生毛羽,浆纱应在兼顾浸透的基础上着重被覆,可依靠高浓低粘的优质变性淀粉和低聚合度的PVA增加浸透,采用单浸双压和适中的压浆力保证被覆。
　　(3)由于标准型天丝® 遇水膨胀,其径向膨胀 40% 左右。要避免在压浆辊压力作用下纱与纱之间粘连,以致干分绞难以分开和筘齿顶绞断头,要使用双浆槽等措施降低覆盖率到 30% 左右。
　　(4)上浆率与类似品种棉纱相近,回潮率应提高到 9% ～ 10%。
　　(5)限制高温,浆槽温度 85 ～ 90 ℃,烘筒温度在 120 ℃以下。
　　(6)使用湿分绞,贴伏毛羽,保护浆膜。
　　(7)使用后上蜡,保持纱线光滑,防止静电起毛。
　　(8)张力和伸长率适中。涤纶/天丝® 混纺纱因弹性伸长大,为避免纱线横移绞缠,应加大退绕张力。
　　3.6再生竹纤维纱线
　　再生竹纤维是竹浆制成的再生纤维素纤维,具有良好的吸湿性、悬垂性、染色性及良好的光泽和抗菌、抗紫外线性能以及生物可降解性。由于其干强与棉纤维相近,而湿强仅为其 52%,且湿伸长大,与普通粘胶纤维相似。且由于内部空腔与侧面裂纹沟槽相通,因而水分和浆液进入会引起纤维膨胀,使浆纱手感粗硬、脆断。尤其是不耐碱,应加注意。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)再生竹纤维富含羟基,主浆料应使用优质变性淀粉。因为不耐碱,不宜用PVA浆料,以免印染用碱退浆损伤纤维。应掺用聚丙烯酸类浆料、蜡片等柔软剂、吸湿剂及抗静电剂。
　　(2)应采用低粘度浆液增加浸透,适中的压浆力保证被覆。采用单浸单压或单浸双压以减小浆纱湿伸长。
　　(3)上浆率较类似品种棉纱略低,回潮率提高到 9% ～ 10%。
　　(4)浆液应保持中性,pH值 6.5 ～ 7.5 为宜。
　　(5)温度宜低,浆槽温度 85 ～ 90 ℃,烘筒温度110 ℃以下为宜。
　　(6)使用湿分绞,贴伏毛羽,保护浆膜。
　　(7)使用后上蜡。
　　(8)采用小张力、低伸长率,尤其要控制浆槽喂入和预烘区湿伸长率,总伸长率控制在 1.2% ～ 1.5%。
　　3.7大豆蛋白复合纤维纱线
　　大豆蛋白复合纤维可纯纺或混纺成多种特数纱线,强伸度高,但不匀率较高,纤维抱合力差,毛羽多,特别是 3 mm以上长毛羽多以及耐酸碱性差。
　　其浆纱要点有以下几个方面:
　　(1)因纤维含有羟基、羧基、氨基等亲水基团,可用淀粉类作主浆料,细特高密品种可适量掺用PVA。应掺用聚丙烯酸类浆料、蜡片及抗静电剂。
　　(2)大豆蛋白复合纤维是再生纤维,没有油脂、杂质,比照类似品种棉纱上浆率可降低 1 ～ 2 个百分点,回潮率与棉纱相近。上浆工艺可采用高浓低粘浆液,较高的压浆力,确保浸透、被覆兼顾,贴伏毛羽,增加耐磨。
　　(3)大豆蛋白复合纤维遇酸或碱都易水解,用中性浆,pH值 6.5 ～ 7.5 为宜。
　　(4)温度宜低,浆槽温度 85 ～ 90 ℃,烘筒温度 100 ℃以内。
　　(5)使用湿分绞棒,贴伏毛羽,保护浆膜。
　　(6)使用后上蜡或后上油,软化浆膜,消除静电,使分纱容易,耐磨增强。
　　(7)小张力,低伸长率控制在 0.7% ～ 0.9% 左右。
　　
　　4结语
　　
　　从以上列举的几个流行纱线品种的浆纱要点看,应做到以下几方面:(1)了解该纱线的纤维属性和纺纱方式,掌握纱线的物理机械性能;(2)结合纱线特数和密度,选择浆料,考虑上浆率、回潮率、伸长率和张力;(3)设定浆液浓度、粘度、pH值、温度、浆纱速度、压浆力、浸压和烘燥方式等工艺条件。
　　
　　参考文献
　　[1] 于鹏,彭军. 高支高密紧密纺浆纱工艺探讨[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[2] 黄立新. 细旦涤纶织物优化上浆工艺的研究[A]. 全国浆料和浆纱技术2004年会论文集[C]. 2004.
　　[3] 吴惠林. 弹力织物的开发[A]. 全国浆料和浆纱技术2006年会论文集[C]. 2006.
　　[4] 刘淑敏,王玉河,南树伦,等. 双弹力布织物的生产实践[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[5] 王涛,张华明. 100%Modal纤维纱的上浆实践[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[6] 刘充,白明辉,孙海芳. 纯天丝品种无PVA的生产实践[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[7] 周学军,王楠. 涤与天丝混纺织物的生产实践[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[8] 王付秋,卢永玲,屈平,等. 竹纤维浆纱技术探讨[A]. 全国浆料和浆纱技术2009年会论文集[C]. 2009.
　　[9] 孙剑锋. 大豆纤维织物浆纱工艺的探讨[A]. 全国浆料和浆纱技术2006年会论文集[C]. 2006.
　　[10] 洪仲秋. 六种新型纤维的性能和纺织生产要点[A]. 2005年金杯第一届全国棉纺织行业中青年科技工作者论坛[C]. 2005.