氨綸/棉包芯紗漿紗工藝研究

李成卓,沈蘭萍

(西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院,陜西 西安 710048)

氨綸/棉包芯紗織物不僅具有純棉織物的外觀以及氨綸織物的彈性,而且穿著柔軟、舒適,還克服了純棉織物彈性小,易折皺的缺點,因此,倍受消費者的青睞.但由于氨綸/棉包芯紗的外包純棉纖維耐磨性差、毛羽多、易斷頭,嚴(yán)重影響了織造效率[1-2].李旭等對純棉紗線的上漿工藝進(jìn)行了研究探討[3],朱慶生對少用或不用PVA上漿工藝進(jìn)行過研究[4],但尚未有人對氨綸/棉包芯紗的上漿工藝進(jìn)行實驗研究.本文針對氨綸/棉(30/70)包芯紗的特點,通過大量實驗,研制了2種配方,并與工廠生產(chǎn)用配方一起對氨綸/棉(30/70)包芯紗進(jìn)行上漿實驗,并對漿料及漿紗性能的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測試分析,優(yōu)選出適合氨綸/棉(30/70)包芯紗的最佳漿料配方,為氨綸/棉包芯紗的上漿工作提供了理論與實踐依據(jù).

1 實 驗

1.1 材料與儀器

(1) 材料 氨綸/棉(30/70)包芯紗,PVA,變性淀粉,聚丙烯酸,乳化油.

(2) 儀器 HH-4型恒溫水浴鍋(國華電器有限公司),YHw-1102型恒溫烘箱、YT821型可調(diào)式漏斗粘度計(常州華紡紡織儀器有限公司),YG171A型毛羽測試儀(太倉市大明光電儀器廠),ASS3000型全自動單紗漿紗機(jī)(天津市隆達(dá)機(jī)電科技發(fā)展有限公司),HD021N電子單紗強(qiáng)力儀(江蘇南通宏大集團(tuán)),Y731抱合力機(jī)(常州紡織儀器廠).

1.2 漿料配方

由于氨綸/棉包芯紗的外包纖維為棉纖維,其毛羽多,耐磨性差,在織造過程中,經(jīng)紗間毛羽易粘連,導(dǎo)致開口不清,造成斷頭多,影響織造效率,進(jìn)而影響坯布質(zhì)量[5].針對這些問題,本實驗采用PVA、變性淀粉、聚丙烯酸、乳化油作為氨綸/棉包芯紗的主要漿料成分,具體漿料配方如表1所示.其中,1#配方為工廠原用配方,2#配方和3#配方為本實驗用配方.

配方中的變性淀粉成漿后黏度低,浸透性強(qiáng),流動性、黏度穩(wěn)定性、漿液成膜性好,漿膜耐磨性、屈曲型、伸長性均較好,且可貼伏毛羽;加入PVA可增強(qiáng)漿膜彈性和柔韌性;適量的聚丙烯酸可以改善紗線的柔軟性以及漿料的粘附性;同時加入少量的乳化油能夠減小漿膜大分子之間的結(jié)合力,降低漿膜剛性,提高漿膜表面平滑程度;同時,變性淀粉與PVA、聚丙烯酸的共容性較好,且水溶性好,易于退漿.

1.3 上漿工藝參數(shù)

將3種配方調(diào)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的漿液700mL,用ASS3000型全自動單紗漿紗機(jī)進(jìn)行上漿,上漿工藝參數(shù)如表2所示.

表1 漿料配方

表2 氨綸/棉包芯紗上漿工藝參數(shù)

1.4 測試指標(biāo)

1.4.1 漿液黏度穩(wěn)定性 測試漿液黏度和黏度熱穩(wěn)定性時需使用的儀器為YT821漏斗式粘度計.根據(jù)制定的配方調(diào)制濃度為6%的漿液700mL,恒溫水浴加熱,并不停攪拌,使?jié){液溫度升到95℃時計時,每30min測一次黏度值,共測6次,60min時測得黏度值即為該種漿液的黏度值,后5次所測黏度值極差與第2次測定的黏度值的比值即為黏度波動率[6],黏度穩(wěn)定性(%)=1-黏度波動率(%).

1.4.2 漿膜制備 使用澆鑄法[7]制備漿膜.將平滑玻璃置于水平桌面上,并將聚酯膠片用水貼附在玻璃上;根據(jù)配方調(diào)制200mL、3%的漿液,使其在70℃恒溫狀態(tài)下保持30min,再使?jié){液溫度降到50℃時倒出,使用玻璃棒引流,盡量鋪成圓形.等自然干燥后取下漿膜,以備后續(xù)實驗使用.

1.4.3 漿膜強(qiáng)伸性能 將漿膜剪成長200mm、寬5mm條狀試樣,放在恒溫恒濕箱中,進(jìn)行濕熱平衡24h后取出,利用HD021N型電子單紗強(qiáng)力儀進(jìn)行強(qiáng)伸度測試.記錄數(shù)據(jù),共測10次取平均值.

1.4.4 漿膜水溶性 將濕熱平衡的漿膜裁剪成長100mm,寬10mm的長條,在長度方向中間做標(biāo)記,然后將其浸入80℃的水中,并保證記號與水面重合,開始計時至水中漿膜脫落時停止,記錄時間,共試驗10次取平均值.

1.4.5 漿紗耐磨性能 使用Y731型抱合力機(jī)測試漿紗的耐磨性,在常溫下測試30組,空載往返速率為105次/min,記錄數(shù)據(jù)并計算平均值.

1.4.6 漿紗毛羽 使用YG171A毛羽儀進(jìn)行紗線毛羽測試,儀器速度調(diào)至30m/min,每次測試紗線長度為1m,每組共30次,記錄數(shù)據(jù)計算平均值.

1.4.7 漿紗增強(qiáng)率和減伸率 使用HD021N電子單紗強(qiáng)力儀測試紗線強(qiáng)力,將儀器拉伸速度調(diào)至500mm/min,每組共測試30次,計算平均值.斷裂伸長率對漿紗質(zhì)量有較大影響,減伸率較小為好[8].

Z=[(P1-P2)/P2]×100%.

(1)

式中Z為增強(qiáng)率(%);P1為漿紗斷裂強(qiáng)力(cN);P2為原紗斷裂強(qiáng)力(cN).

D=[(E1-E2)/E2]×100%.

(2)

式中D為減伸率(%);E1為漿紗斷裂伸長率(%);E2為漿紗斷裂伸長率(%).

1.4.8 退漿率測試 將回潮率試驗后的紗線放入2%的NaOH溶液中,煮沸10min后放入清水中漂洗,洗凈后放入烘箱,將烘箱溫度調(diào)至105℃,待恒重后冷卻稱重,記錄數(shù)據(jù).精確至0.001 25g[9].計算公式為

S=[m0-m1/(1-β)]/[m1/(1-β)].

(3)

式中S為退漿率(%);m0,m1分別為試樣退漿前、后干燥質(zhì)量(g);β為毛羽損失率(%).

2 結(jié)果與分析

2.1 漿液的黏度穩(wěn)定性

3種配方漿液的黏度熱穩(wěn)定性測試結(jié)果如表3所示.由表3可以看出,各配方黏度熱穩(wěn)定性均較好,其中2#配方的黏度熱穩(wěn)定性最好,為98.78%,有利于增強(qiáng)紗線在漿紗過程中上漿的均勻性.

表3 3種漿料配方的黏度熱穩(wěn)定性

表4 3種配方漿膜性能測試結(jié)果

2.2 漿膜性能

3種配方制成的漿膜的厚度、水溶性、拉伸性測試結(jié)果如表4所示.由表4可以看出,3組配方漿膜均較薄;3組配方的水溶性均較好,有利于退漿;在斷裂強(qiáng)度方面,2#配方中變性淀粉含量較1#配方中的多,且PVA含量少于1#配方,而3#配方中不含PVA,因為變性淀粉本身形成漿膜較堅韌,PVA使?jié){膜斷裂強(qiáng)度進(jìn)一步提高.同時,變性淀粉可以提高漿液的滲透性,所以2#配方在斷裂強(qiáng)度方面表現(xiàn)最好,為672cN·mm-2,可有效提高漿紗斷裂強(qiáng)力.

2.3 漿紗性能

漿紗性能測試結(jié)果如表5所示.由表5可以得出,原紗上漿后,耐磨性和強(qiáng)力明顯增強(qiáng),毛羽也大幅度減少.3#配方中不含PVA,使得漿紗的耐磨性較另外兩種配方明顯偏低,在制造過程中易發(fā)生斷頭;1#配方漿紗的毛羽雖然明顯減低,但因變性淀粉含量較少,漿液的粘附性和浸透性稍差,導(dǎo)致增強(qiáng)率和減伸率較2#配方差,且退漿效果不如2#配方;2#配方含有適量的PVA和變性淀粉,其漿液浸透性較好,并可在紗線表面形成一層彈性好、斷裂強(qiáng)度高、斷裂伸長大、耐磨性好的保護(hù)膜,漿紗與原紗相比耐磨性提高了572.6%,強(qiáng)力提高了75.55%,毛羽降低率為66.67%.

表5 3種配方的漿紗性能

根據(jù)織造等工序?qū)Π本]/棉包芯紗要達(dá)到降低毛羽、增強(qiáng)保伸、增強(qiáng)耐磨、環(huán)保的要求,結(jié)合上述3種配方漿紗的性能測試研究,采用對比分析方法優(yōu)選獲得合適氨綸/棉包芯紗的漿料配方為2#配方，即變性淀粉60%;PVA25%;聚丙烯酸10%,乳化油5%.

3 結(jié) 論

(1) 1#配方漿紗耐磨性較好,增磨率為454.7%,毛羽降低率也較好,為88.89%.但配方中變性淀粉含量較少,漿液滲透性一般,所以在耐磨性、斷裂強(qiáng)力等力學(xué)性能方面都不及2#配方.

(2) 3#配方漿紗在斷裂伸長率和毛羽降低率方面表現(xiàn)較好,可有效貼伏毛羽.由于配方中不含PVA,導(dǎo)致漿紗耐磨性、斷裂強(qiáng)力等指標(biāo)較低,對原紗性能的改善不及1#和2#配方,因此,用變性淀粉完全取代PVA是不可行的.

(3) 2#配方漿液穩(wěn)定性最好,漿膜斷裂強(qiáng)度最高,漿紗耐磨性、增強(qiáng)率、減伸率在3種配方中均為最佳.由此可知,用適量的變性淀粉部分取代PVA,不僅可以很好地增強(qiáng)漿液滲透性，而且提高了漿膜的堅韌性，漿紗質(zhì)量顯著改善.

(4) 本次實驗優(yōu)選出的適合氨綸/棉包芯紗上漿的漿料配方為2#配方,即，變性淀粉60%，PVA25%，聚丙烯酸10%,乳化油5%.

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