织物上浆 [高覆盖率织物应用PR-Su的上浆]

　　随着我国清洁化生产工作的推进,印染行业也对废水排放进行严格的管理,并对含有难降解的PVA的上浆产品实施严格限制。少用或不用PVA对纺织企业来讲,既可以使调浆方便,省时节能,又可以减少浆纱的二次毛羽,利于织造。对印染行业可以节约退浆费用,提高印染质量,减少退浆废液对环境的污染。
　　
　　1浆料选择依据
　　
　　1.1品种要求
　　上浆品种为:C29/OE36.4 503.5/236 160纱卡。
　　织物的紧度:经向紧度 100.4%,纬向紧度 52.7%,总紧度 100.2%。
　　由于织物的经向紧度及总紧度较大,属于高覆盖率高紧度织物,织造难度较大,织造过程中经纱承受钢筘、综丝、停经片的摩擦较多,又受到织机五大运动的反复拉伸、弯曲和冲击,上浆过程中浆液对经纱的浸透、粘附及经纱上浆后获得的耐磨性能的提高很重要。针对这样的品种,生产中长期以来沿袭以完全醇解PVA为主的浆液配方,因为完全醇解型PVA有很强的分子间氢键,对亲水性天然纤维的亲合力较大。PVA具有优良的成膜性、粘附性及与其它浆料相溶性的特点,一度被认为是“理想”的浆料,在经纱强度的增加、耐磨性提高等综合指标上,较少有浆料与之匹敌。
　　PR � Su为马铃薯变性淀粉,对棉纤维有很好的粘附力,浆料易溶解,煮浆时间短,可节约大量蒸汽能源。PR � Su在取代PVA上浆方面显现出了优良的性能。由PR � Su与PVA的性能指标对比(表 1)可以看出,PR � Su浆液对棉纱的粘附力及浆膜的耐磨性均与PVA几乎相同,且PR � Su的粘度较PVA低,利于浆液对纱线的浸透。另外,PR � Su浆膜断裂伸长率低于PVA,浆膜撕裂强度仅为PVA的 6% 左右,所以干分绞阻力小,再生毛羽少,分绞断头少。
　　
　　1.2织物的退浆性能及环保性能
　　织物的退浆性能对后整理的成品质量和退浆成本影响很大。印染过程的退浆方法有表面活性剂退浆、碱养退浆、氧化剂退浆等,无论哪种退浆工艺,布面均或多或少残留一些PVA,直接影响印染质量,需在后工序煮练漂白过程中进一步除去。整个退煮漂过程只是将PVA溶解脱落并经水洗,布面极易残留PVA,如果是外销产品,很容易在布面检测到PVA。如果要将PVA彻底退净,需耗用大量的蒸汽或水,生产成本提高。
　　PVA的另一致命弱点是对酸、碱及一般微生物很稳定,不易被降解,是一种非环保型的纺织浆料。PVA退浆废液中的化学需氧量(COD)为 4 000 ～ 8 000 mg/L,且废液几乎不回收,废液排放到水中后,PVA会影响水体的感官性能和水体的复氧,抑制甚至破坏水生生物的呼吸。在土壤及堆肥环境中,PVA的生物降解性很差甚至基本上不降解。应用 PR � Su完全取代PVA后,由于PR � Su属于淀粉类,坯布用酶退浆效果很好,并且退浆废液污水中的化学需氧量(COD)值小,处理成本低,容易达到排放标准,环境保护性能较好。
　　1.3PR - Su的溶解性
　　PR � Su在 95 ℃下保温 15 min即溶解,而PVA难溶解,在常压桶、95 ℃下保温 2 h才能溶解。因此采用PR � Su煮浆时间可比PVA大大缩短,可节约大量蒸汽能源,调浆操作简单方便。
　　1.4经济性
　　从企业生产经营的角度考虑,浆料成本的高低是一项重要因素。由表 1 可以看出,PR � Su的成本显然比PVA低。选用PR � Su取代PVA以后,生产成本可以降低。
　　
　　2浆液配方
　　
　　浆液配方主要依据纱线种类、经纱线密度、织物经纬密度、织物组织结构、浆纱覆盖系数等,同时根据相似互溶的原理及少组分、合理、必要的原则来确定。
　　依据相似互溶的原理,原配方选择含有羟基较多的PVA1799和变性淀粉作为主浆料,与棉纤维有较强的亲合力,同时加入液体丙烯酸类浆料HF � BXS,其浆膜的弹性及柔韧性比PVA和淀粉好,容易退浆,对环境保护有利。
　　取代PVA前后的浆液配方如表 2 所示。
　　
　　
　　3浆膜性能
　　
　　对两种配方浆液的粘附力及浆膜进行拉伸和耐磨实验,浆膜性能实验结果见表 3。
　　
　　从表 3 可以看出,两种配方的浆液粘附力指标中,纱条的断裂强力及断裂伸长率接近。新配方浆膜断裂强度和耐磨性能指标比原配方有微量下降,原因是在新的配方中不是以PR � Su等量取代PVA,而是增加了变性淀粉的用量。
　　
　　4浆纱工艺及浆纱质量
　　
　　由表 1 可以看出,PR � Su的含水率比PVA大得多,所以在确定浆液含固量时,浆桶高度相应降低。为避免产生轻浆,新配方的浆液含固量及浆纱上浆率适当增加。由于经纱在上浆辊处的覆盖系数为 80.2%,远远大于覆盖系数 50% 的理想值,所以选择双浆槽浆纱机,以满足纱线进浆槽后有良好的吸浆条件,使浆液浸透、被覆均匀。浆纱各区段的张力及伸长严格控制,退绕区 500 N,引纱辊送经张力 200 N,干区张力 2 300 N,卷绕张力 3 200 N,使浆纱总伸长在 1.2% 以下。虽然经纱为纯棉,为了进一步降低经纱表面毛羽,提高纱线表面的平滑性及耐磨性,采用 0.3% 的后上蜡。浆纱工艺及浆纱质量见表 4。
　　
　　
　　5织造效果
　　
　　织机选用GA747 � 200剑杆织机,车速 180 r/min。两种配方的织机上机工艺相同:开口时间 290˚ ,后梁 85 mm,停经架高 180 mm,前后 300 mm,织机效率及经纱断头率见表 5。
　　
　　表 4 中新配方的浆纱质量如浆纱断裂强力、断裂伸长率及增强率比原配方略有降低,而浆纱耐磨性能与原配方非常接近。表 5 中两种配方的织造效果如织机效率及经纱断头率无明显差异。由此可以看出,新配方中浆纱断裂指标的少量下降对浆纱在织造过程中的效率及断头率影响不大,且仍能满足织造的需要。而浆纱耐磨性能与原配方没有明显差异,加上浆纱出烘房后目测观察其毛羽较原配方降低,织造时梭口清晰度好。表 4 的用浆成本说明新配方较原配方可以节约用浆成本,因此采用新配方可以完全取代PVA。
　　
　　6存在的问题及解决措施
　　
　　6.1浆液的凝冻
　　在对两种浆液配方进行浆膜制做实验时发现,若按照常规浆膜摊铺的温度要求,由于新配方变性淀粉的用量比较多,浆液的流动性随温度变化比较大,当浆液温度低于 70 ℃进行浆膜摊铺时,由于温度降低后浆液产生凝冻现象,其流动性降低,导致浆膜摊铺有一定的困难,严重时浆膜不易摊平整,直接影响浆膜性能。生产实践中也存在此类问题,即若温度降低,在北方低温的季节会产生输浆不畅而堵塞输浆管的现象,尤其是在输浆管路长,保温措施差的情况下堵塞更加严重,造成输浆不畅,新浆补充不及时。
　　针对这种现象,在选择PR � Su不等量取代PVA时,配方中加入少量的PVA,如将新配方中加入 6.25 kg 的PVA,通过生产实践发现,堵塞浆管的现象基本可以消除。也可采用加入适量GP � 10或EN � K,二者具有较好的抗凝冻性。
　　6.2回潮率对浆纱质量的影响
　　采用PR � Su取代PVA后,若回潮率在 7.5% 左右或低一些时,织机的好轴率下降,主要是织机经常出现倒断头现象。而这种情况若不全面观察分析,很大程度上会误认为是由整经的倒断头引起。在对整经质量的严格控制后并未有较大的改善。通过认真分析与观察,发现浆纱在复分绞棒与伸缩筘之间时产生脆断头,如果不仔细观察很难发现,因为浆纱的运行速度较快,瞬间产生的断头很快被卷进织轴,到织机即形成倒断头,
　　针对这种现象,考虑到有可能是因为浆液配方中变性淀粉的用量较多,由于其断裂伸长率较小,当回潮率较低时易产生脆断头。所以适当提高浆纱的回潮率,范围为 8% ～ 9%,同时加强浆纱挡车工的巡回操作,一方面做到车前不离人,重点查看伸缩筘,另一方面勤巡回检查,以预防为主,及时发现并处理倒、并、绞头,但要注意正常开车时不能随意挑纱搬筘,否则易产生绞头。通过采取上述措施,好轴率明显提高,由浆纱脆断带来的织轴倒断头情况消失。
　　
　　7结论
　　
　　(1)织造经向紧度和总紧度分别为 100.4% 和 100.2%的高覆盖率高紧度织物时,以一定量的PR � Su取代PVA后,浆纱的耐磨性能未明显降低,浆纱后的再生毛羽少,毛羽贴伏好,织造效果与PVA浆液基本相当。(2)用浆成本降低,同时也可以减少由使用PVA带来的环保问题。(3)在冬季低温环境下,取代PVA的浆液配方中,变性淀粉的使用量较多时,浆液的流动性降低,会产生浆液堵塞输浆管道的现象。采取一定措施可以改善浆液流动性。(4)浆纱回潮率不宜低,否则会在浆纱复分绞时产生脆断头,织造时倒断头增加。(5)PR � Su为马铃薯变性淀粉,对棉纤维有很好的粘附力,浆料易溶解,煮浆时间短,可节约大量蒸汽能源。
　　
　　参考文献
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