蒋龙宇
(江苏联发纺织股份有限公司， 江苏 海安226600)
摘要：纱线上浆是一个系统工程，上浆率是浆纱工程重要的指标之一，它直接关系到用浆成本、浆纱的性能、织造生产情况、能源消耗、成品手感面料品质等。本文主要论述低上浆工艺浆料的选择、浆纱工艺的实践、案例分析。
关键词：低上浆率、浆料的选择、浆纱工艺参数
前言
上浆率是浆纱工程重要的指标，它关系到用浆成本、浆纱的性能、织造的生产情况、能源消耗、织造车间温湿度、后道退浆压力等。上浆率是浆纱工艺最为关注的指标，被视为织造的重要保证。所以实际生产过程中，上浆率的控制，宁高不低，但在保证织造后高上浆率存在很多弊端。首先织造的可织性可能会降低。因为上浆率提高后浆纱的柔韧性反而降低，经纱在织造过程中容易被折断，直接影响织机布机效率和坯布布面质量；高上浆率的浆纱直径也会有所增加，经纱排列的相对密度增加，加剧经纱之间的摩擦，对高经密规格的织造会带来很大难度；高上浆的浆纱，在浆纱和织造过程中产生的落物必然增加，高上浆率还会增加能耗，一方面是高上浆率的浆纱，织造车间的温湿度肯定必须配以高温高湿，才能满足生产条件；另一方面退浆所消耗也会有所增加。所以低上浆率工艺探讨有所必要。
一、低上浆工艺分析
低上浆是指浆纱的上浆率较原有实际上浆率降低30~50%，它不仅能降低上浆成本，还能减少织物落物，改善生产环境；对后道整理而言可有效降低退浆负担，大量减少整理退浆污水。在目前大环境下，低上浆环保可以得到很好的推广。
经纱上浆的根本目的是为了顺利织造，同时不给后道整理退浆造成困难。对于短纤纱的上浆要求而言，是将纱线表层的纤维用粘着剂相互粘结牢固，并将毛羽贴伏在浆纱表面，不被织造过程中的激烈摩擦，重新翘起而影响顺利织造。
要大幅降低上浆量，就必须从以下几个方面着手：
1、关键减小纱线的上浆率；
2、缩小纤维间的空隙，提高纱线纤维之间的紧度；
3、减少用以贴伏浆纱毛羽的浆膜的厚度；
为此，我们要知道要大大减少上浆率，就必须进一步提高浆料性能以保证上浆效果。实现低上浆后，由于浆膜厚度显著变薄，对浆纱的回潮，车间相对湿度提出更高的要求。以往我们纯淀粉上浆，防止浆膜脆性问题，强调提高浆纱回潮率。而大幅降低上浆率后，浆膜厚度减薄本身就能有效提高浆膜的柔韧度，所以要重视浆纱回潮率和车间相对湿度对上浆率浆纱质量的研究。
二、实现低上浆工艺的实践
1、优选对所需上浆纤维粘附性、耐磨性好的浆料
要想实现低上浆就必须要优选适合低上浆的纺织材料。目前除PVA是大家公认的能够满足粘附性、成膜性、耐性性都很好的纺织浆料，我们从市场优选了一只醚化型高性能淀粉，现对高性能醚化淀粉进行检测分析：
上浆所使用的浆料是否具有优良的性能？不能只看浆料生产企业的产品介绍，根据需要做必要测试分祈是十分重要的，也是工艺推广成功的前提。
浆料化学结构特点与红外光谱分析光谱图剖析如下： （表一）
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波数
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振动形式
|
功能团
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备注
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3320～3320
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O—H伸缩振动
|
羟基
|
|
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2900
|
C—H伸缩振动
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—CH3
|
|
|
1420
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C—H2摇摆振动
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—CH2—碳链骨架
|
|
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1350
|
O—H振动
|
羟基
|
面内弯曲振动
|
|
1200
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C—O—C（反）
|
（六）环振动
|
伸缩振动
|
|
860
|
O—H（反）伸缩振动
|
多羟基
|
|
注：检测结果由上海东华大学提供。
从表可看出光谱剖析可以看出，未出现PVA、聚酯等化学高分子的特征波数，而逞采用优质的玉米淀粉、马铃薯淀粉作为原料，通过一定的醚化与酯化多次深度变性而成。该浆料分子结构中，含有羟基、羧基、酯基等多种极性基团。由于支链和多种不同化学基团的存在，对于各种纤维上浆时，应该具有较好的粘附性和浸透性。
浆料的技术质量指标及实测结果 （表二）
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项目
|
高性能淀粉
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PVA1799
|
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外观
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白色粉末
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透明颗粒状
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有效成份
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87%
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96%
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粘度mpa.s
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16
|
24
|
|
pH
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7
|
7.5
|
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水溶性
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75℃完全溶解
|
85℃完全溶解
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浆料性能的检测
浆料粘度及粘度热稳定性测试：
测试条件：浆液浓度：6%；
浆液温度：95℃；
绝对粘度：NDJ-79型回转粘度计；
粘度及粘度稳定性 （表三）
|
浆料
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绝对粘度（CP）
|
60min
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90min
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120min
|
150min
|
稳定性（%）
|
|
高性能淀粉
|
16
|
16
|
16
|
15
|
15
|
90%
|
|
PVA1799
|
24
|
24
|
24
|
23.5
|
23.5
|
95%
|
浆液粘附性的测定
测试方法：粗纱浸浆法；
纯棉：14.5Tex粗纱；
测试条件：室温25℃；
相对湿度：65%；
粘附性测试结果 （表四）
|
项目
|
断裂强度（N）
|
断裂伸长（%）
|
|
高性能淀粉
|
101.7
|
6.5
|
|
PVA1799
|
110.2
|
9.8
|
浆膜性能
浆膜性能主要包括浆膜的强度、耐磨性能、耐屈曲次数及吸湿性等，这些数据基本上可以反映出浆料的上浆性能及耐磨性能。
浆膜检测 （表五）
|
项目
|
断裂强力
|
断裂伸长%
|
屈曲/次
|
厚度mm
|
耐磨g/cm2
|
|
高性能淀粉
|
13.5
|
4.9
|
2643
|
0.1089
|
0.00075
|
|
PVA1799
|
23.5
|
9.8
|
10000次以上
|
0.1245
|
0.00056
|
浆料的环保性能：
这是能否取代PVA的一个关键，区分其生物降解性能的难易，按BOD5/CODcr的比值衡量。具体如下： （表六）
|
BOD5/CODcr
|
<0.2
|
0.2～0.45
|
0.45～0.8
|
>0.8
|
|
生物降解性
|
难以降解
|
降解性差
|
降解性好
|
容易降解
|
提供的BOD5和CODcr数据，列表如下：
（表七）
|
项目
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高性能淀粉
|
普通氧化淀粉
|
PVA1799
|
|
BOD5 O2mg/g
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537
|
632
|
800
|
|
CODcrO2mg/g
|
926
|
1523
|
182000
|
|
BOD5/CODcr
|
0.57
|
0.41
|
0.004
|
从上表可以看出，此高性能淀粉的BOD5/CODcr最好达到了0.57，可以认为是一只生物降解性能较好的浆料，完全可以取代PVA。
退浆效果
取一块上浆的棉布，按下述工艺配方进行退浆；
配方：淀粉酶12g/l，渗透剂10g/l；
工艺：轧工作液(70℃，pH值7.5)→汽蒸（100℃，35min）→热水洗→冷水洗。
按此工艺条件处理后，布面上用K-I溶液进行滴定，布面不变蓝色，表明所有上浆基本清除。这说明高性能淀粉上浆后采用常规的退浆工艺即可。
通过检测和各种实验，此高性能淀粉和其他淀粉、PVA1799的各项性能进行对比可见：此高性能淀粉适应细支纱的上浆要求，水溶性好优于其他的淀粉，更加优于PVA1799,其粘度热稳定则尤其优秀，十分接近PVA；浆液粘着力高于对比淀粉近20%，与PVA也仅仅相差4%.
2、低上浆工艺的试验和生产实践
在整个低上浆工艺推广攻关过程中，我们对国内外上浆技术的状况和发展动态进行了调研，有针对性的进行了研究，确定了最终成果的水平和预期的技术目标。
技术方面：我司对浆料物理和化学知识进行培训，包括选用浆料，到上浆各个环节进行了讲解，使所有技术人员从理性上有初步的了解；
设备方面：由工程部牵头，对浆纱机设备进行了调研，从满足低上浆工艺工艺的各项工艺参数的角度出发，走访了各大设备制造商。确定上浆的主要设备：国际领先的卡尔迈耶浆纱机。
具体生产工艺如下：
调浆工艺
针对高性能淀粉的特性，经过多次试验确定采用高压煮浆，其温度105℃时间5min；
4.3.2.浆纱配方 （表八）
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配方
|
低上浆配方
|
原配方1
|
原配方2
|
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体积
|
960L
|
650L
|
650L
|
|
PVA1799
|
/
|
37
|
48
|
|
高性能淀粉
|
75
|
/
|
/
|
|
磷酸酯淀粉
|
50
|
37
|
24
|
|
液体丙烯
|
6
|
6
|
6
|
|
蜡片
|
2
|
2
|
2
|
|
含固率
|
7%
|
11%
|
10%
|
|
通用工艺
|
1所有煮浆温度105℃；
2煮浆时间5min；
3浆槽温度：深色90℃，中色85℃，浅色以及易沾污品种80℃；
|
|
备注
|
深色纱、复染纱占总经60%以上时，定积凸30升
|
4.3.3.浆纱上浆工艺
采用卡尔迈耶双浆槽浆纱机，双浸双压的上浆工艺，适当配置各区张力，保证两个浆槽的张力一致。
工艺参数的优化： （表九）
|
项目
|
原工艺参数
|
优化工艺参数
|
|
浆槽粘度/S
|
10~11
|
8~9
|
|
浆液pH值
|
6～7
|
6～7
|
|
车速/m/min
|
60
|
55～60
|
|
A/B浆槽预压/KN
|
0.3～0.35
|
0.4～0.45
|
|
A/B浆槽终压/KN
|
20～22/8～10
|
28～30/15～18
|
|
轴染预烘温度/℃
|
110～125
|
110～125
|
|
第一预烘温度/℃
|
100～120
|
105～125
|
|
第二预烘温度/℃
|
105～125
|
115～135
|
|
合并烘温度/℃
|
85～110
|
100～115
|
|
浆槽温度/℃
|
85～90
|
80～90
|
|
退绕张力/mpa
|
0.15～0.2
|
0.1～0.15
|
|
入纱张力/mpa
|
0.1
|
0.1
|
|
湿区张力/mpa
|
0.2～0.25
|
0.1～0.2
|
|
干区张力/mpa
|
0.2～0.3
|
0.2～0.3
|
|
卷绕张力/mpa
|
0.32～0.34
|
0.28～0.3
|
|
回潮率/%
|
6.5＋1
|
7＋1
|
注：1、上浆工艺参数要依据产品规格、浆液粘度进行有效调整；
2、各区的张力依据生产时纱片的手感确定；
4.3.4、织造上机效果
规格：50*50*140*90*1/1*57/58 （表十）
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项目 配方号
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低上浆配方
|
原配方1
|
原配方2
|
|
织机机型
|
丰田多臂710
|
丰田多臂710
|
丰田多臂710
|
|
织机车速
|
620
|
620
|
620
|
|
织机效率
|
92.3%
|
90.7%
|
92.8%
|
|
断经（次/12H）
|
6
|
7
|
5
|
|
断纬（次/12H）
|
19
|
18
|
16
|
对比上机织造效果：由于使用低上浆工艺，浆纱手感没有以前硬朗，纱线手感滑爽，织造断率降低，织造能够达到原有要求。
三、结论
低上浆的工艺实施后，上浆率较原来实际上浆率降低30~50%，它不仅大幅度降低上浆成本，提高织机效率获得经济效益的同时，也减少了浆纱和织造落物，改善生产环境；也对后道整理降低退浆负担。
参考文献
[1]本德萍，郭晓玲，韩慧民.酶转化淀粉低温上浆性能的研究:中国,《纺织科技进步》2011年04期.
[2] 丰亦军.降低浆纱毛羽的几项措施:中国,《棉纺织技术》2009年2月份.
[3] 周永元.纺织经纱上浆的进展和建议:中国,《纺织导报》2001年05期.