純棉緊密紗上漿工藝研究

2019-09-13 08:52:56鄭云龍王進美孫衛國

紡織科學與工程學報 2019年3期

鄭云龍，王進美，石煜，孫衛國

(西安工程大學紡織科學與工程學院，陜西西安 710048)

0 前言

緊密紡是在改造的細紗機上加裝緊密紡裝置紡制而成[1]，通過柔和的空氣動力從外側將纖維流集聚，這樣到達紡紗三角區的纖維流很窄，以至于紡紗三角區寬度收縮到接近零。所有纖維在紡紗三角區都被抓住，并且完全捻合進紗體中[2]。緊密紡紗線毛羽少條干、棉結、粗細節均低于傳理采用條混的方式。統環錠紡緊密紡織物光潔、堅牢，其拉伸性、挺括性、耐磨性、透氣性、抗起毛起球性優于傳統環錠紡織物[3]，其吸漿能力比傳統環錠紗要差，在對特細號緊密紗選擇漿液配方和確定上漿工藝時，應綜合考慮紗線的結構特點，針對其性能確定漿紗工藝。為了保證漿液對紗線的滲透，漿液黏度可比傳統環錠紗適當降低；同時由于緊密紗耐磨性較傳統環錠紗要好，因此上漿率可相對降低。需要注意的是，對于特細號紗的上漿來說，黏度濃度如果太低，雖有利于漿液充分地滲透到紗線內部，但又會造成漿液對紗線表面的被覆不足，造成漿膜完整度差。因此在緊密紗的漿料配比中，適當減少了普通變性淀粉的用量，這樣不僅可以降低漿液的含固量，同時使漿液的黏度也有所下降，滿足了緊密紗不同于傳統環錠紗的上漿要求[4]。本文選用7.3tex純棉緊密紗進行研究，用正交試驗對漿料配方進行優化設計，確定 7.3tex純棉緊密紗上漿的最優配方。

1 實驗部分

1.1 實驗材料及儀器

紗線:純棉緊密紗(7.3 tex，濰坊市裕邦紡織有限公司)，

漿料組分:CD－DF868L(科實新材料東莞有限公司)、氧化淀粉(河北百味生物科技有限公司)，NP－320L、KS－55(東莞市嘉宏有機硅科技有限公司)

儀器:YT821漏斗式粘度計，HD026PC電子織物強力儀，ZHD－4型紙張厚度計，南通宏大HD021N電子單紗強力儀，DZ－2A型真空干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)，ASS3000型全自動單紗漿紗機YG171A型毛羽儀，XSZ－H生物顯微鏡，Y731型紗線耐磨儀，FA1004精密電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)。

1.2 實驗過程

根據工廠的經驗配方，確定7.3tex純棉緊密紗漿料配方如下表1所示。

表1 7.3tex純棉緊密紗漿料配方

1.2.1 漿液性能測試

調制700mL濃度6%的漿液，恒溫水浴加熱到95℃，保溫半小時測試粘度值，在以后的3小時內，每半小時測定一次，用秒表記錄粘度值。保溫過程中注意觀察漿液何時全部溶解并測量和記錄全部溶解時的漿液溫度。在保溫1小時測得的粘度即為漿液的粘度值，并測試漿液的 pH值，最終計算粘度熱穩定性，測試用公式(1)計算如下:

式中:η1——95℃保溫 1小時后測得的粘度值S；

max｜η－η1｜——后 5 次粘度值的極差；

粘度熱穩定性(%)＝100－粘度波動率

1.2.2 漿膜的制備及性能測試

照漿料各配方采用定積法，分別調制含固量為3%的漿液200mL(配制的漿液總量應多于理論上所需的量)，把所得到的漿液轉移到已放置于水浴鍋中的三口燒瓶，加熱的同時用攪拌器以120r/min的速度攪拌。待三口燒瓶中配制的液體溫度達到95℃并保持90min后加熱結束，為了讓避免出現分層的情況，攪拌器繼續工作，待燒瓶中漿液的溫度下降至50℃時，用燒杯取出40mL，采取玻璃棒引流的方式將上漿液緩慢倒至于聚酯膠片上并呈圓形，待液體干燥成薄膜后，即為可實驗用的漿膜。

(1)漿膜外觀觀察

將各配方實驗所得漿膜放在室內光線好的地方，觀察其外觀情況。

(2)漿膜厚度測試

每個配方選取十組式樣，取平均值作為漿膜的厚度。

(3)漿膜的水溶速率測試

將1.1.2中制備好的漿膜裁成30mm×10mm的矩形條狀并在長度方向上的中心線上作一直線標記，之后把漿膜浸沒于80℃的熱水中，在標記線與水平面重合的瞬間快速按秒表計時直至漿膜脫落消失時停止計時，以此時秒表的示數作為漿膜水溶速率。漿膜的水溶速率測試結果取10次的平均值。

(4)漿膜強伸性能測試

裁剪好式樣(寬5mm、長15cm長條)后放入恒溫恒濕箱內(溫度25℃、相對濕度65%)平衡24h，調溫調濕完成后，在南通宏大HD021N電子單紗強力儀上測試其斷裂強力及斷裂伸長率，調節機器隔距為100mm，將漿膜條夾在上下夾頭上，開動機器拉伸漿膜條，試驗樣本為10次。

(5)漿膜耐屈曲性測試

將漿膜裁成30mm×10mm的條狀，在長度方向中間處畫一直線記號，放在恒溫恒濕室內平衡24小時，之后用手抓住兩端使之在不受張力的情況下彎曲，記錄下彎曲的次數，做十次，取平均值。

1.2.3 漿紗性能測試

實驗儀器:ASS3000型全自動單紗漿紗機

上漿方式:雙壓雙浸。具體工藝參數如下表2。

表2 上漿工藝參數

(1)漿紗毛羽測試

實驗儀器:YG171A型紗線毛羽測試儀。對各配方漿紗試樣進行毛羽測試，毛羽長度設定為3mm以上，1m長紗線內單側長達3mm毛羽的根數稱為毛羽指數。

按照公式(2)計算毛羽降低率。

式中:d—漿紗毛羽降低率，%

n0—原紗毛羽指數平均值/根·m－1

nj—漿紗毛羽指數平均值/根·m－1

(2)漿紗耐磨性能測試

每組共測30次，取平均值。漿紗的增磨率計算公式見公式(3)。

式中:m—漿紗增磨率，%

m0—原紗耐磨次數

mj—漿紗耐磨次數

(3)漿紗增強率與減伸率測試

實驗儀器為HD021N電子單紗強力儀，夾口間距設置為500mm，速度500mm/min，每組測試次數為30次，取平均值作為結果。

漿紗增強率的計算公式(4)所示

式中:ε—漿紗減伸率，%

Ls—原紗斷裂伸長，%

Lj—漿紗斷裂伸長，%

(4)漿紗退漿率測試

取小段原紗稱重后置于烘箱內，溫度設置為105℃，待質量恒定時稱重讀數即為前干重，之后將此段原紗煮沸30min，用去離子水清洗后在置于相同溫度的烘箱內待質量恒定時稱重讀數即為后干重，然后按照公式(6)計算毛羽損失率

式中:Z—增強率，%

Pj—漿紗斷裂強力，cN

Ps—原紗斷裂強力，cN

紗線減伸率用公式(5)

式中:β—漿紗毛羽損失率，%

B—原紗試樣煮洗前干重，g

B1—原紗試樣煮洗后干重，g

選用NaOH試劑對漿紗進行退漿，將紗線放入2%NaOH溶液中(紗線:溶液＝1:35)，在100℃水浴鍋中反應30min后置于清水中漂洗。將其置于110℃的干燥箱內，待質量恒定時冷卻20min后稱重，按照公式(7)計算漿紗退漿率。

式中:S—退漿率，%

W0—試樣退漿前干燥質量，g

W1—試樣退漿后干燥質量，g

β—毛羽損失率，%

(5)漿紗回潮率測試

將漿紗樣品數根扎成一束，稱重，精確至0.01g，然后放入 105℃～110℃烘箱內，烘至恒重，內冷卻 20分鐘左右，稱其重并精確至 0.01g。計算漿紗回潮率。

按照下公式(8)計算漿紗回潮率。

式中:WG—漿紗回潮率，%

Wj—漿紗濕重，g

W—漿紗干重，g

2 測試結果

2.1 漿液粘度及熱穩定性測試

表3 漿液粘度及熱穩定性測試

由表3可看出，三個配方漿液粘度穩定性值均高于85%，且三個值差距不大，這表明三個配方均有較高的漿液粘度穩定性。綜合來看，第三個配方的漿液粘度穩定性值最高，紗線上漿更有利。

2.2 漿膜性能測試結果

2.2.1 漿膜外觀

各配方實驗所得漿膜圖片如圖1所示

圖1 漿膜成膜性圖片

由圖1可看出，三種配方成膜性都比較良好，成膜平整光滑，具有比較好的延展性。配方一成膜較粗糙，透光能力一般，配方二漿膜透光能力較弱，顏色較深，配方三漿膜透光能力強，成膜比較光滑。

2.2.2 漿膜厚度、水溶速率、強伸性能、耐屈曲性

測試結果

表4 漿膜厚度、水溶速率、強伸性能、耐屈曲性測試結果

由表4可知，配方一的漿膜斷裂強度最高，這正是因為CD－DF868L接枝淀粉被改性后所新加入的支鏈具有的空間位阻效應和其所含的親水基團吸收水后有增塑效果，影響了淀粉分子間－OH的結合，以至于大分子的堆砌不緊密，所以淀粉膜的結晶度被縮小，這恰恰有利于改善淀粉膜的柔韌性，導致增大了淀粉膜的斷裂伸長，卻降低了斷裂強度。由表3可知，配方二的耐屈曲性最好，利于上漿。