苧麻上漿工藝的研究

王 坤,易浩杰

(1.湖南工程學(xué)院紡織服裝學(xué)院，湖南湘潭 411100；2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620)

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苧麻上漿工藝的研究

王 坤1,2,易浩杰1

(1.湖南工程學(xué)院紡織服裝學(xué)院，湖南湘潭 411100；2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620)

選用氧化玉米淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯三種混合漿料作為苧麻上漿的漿料，通過改變漿液的溫度、濃度、漿紗速度，設(shè)計(jì)不同上漿工藝，并通過運(yùn)用三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)來探討溫度、漿紗速度、濃度對苧麻上漿質(zhì)量的影響。通過實(shí)驗(yàn)得出濃度對紗線的增強(qiáng)率、減伸率、回潮、上漿率的影響最大，溫度對紗線3mm以上的毛羽指數(shù)影響最大，漿紗速度對回潮率的影響最大。最佳工藝參數(shù)為濃度10%，溫度95℃，漿紗速度27m/min。

苧麻 上漿 漿料 溫度 濃度 漿紗速度

0 前言

苧麻纖維大分子含有大量的親水性基團(tuán)—羥基(-OH )，吸濕透汽，苧麻纖維中間有溝狀空腔，管壁多孔隙，因而透氣性比棉纖維高三倍左右，吸濕放濕性好，服用舒適[1]。同時苧麻纖維含有叮嚀、嘧啶、嘌吟等元素，對金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌等都有不同程度的抑制效果，具有防腐、防菌、防霉等功能，適宜紡織各類衛(wèi)生保健用品，被公認(rèn)為“天然纖維之王”。因此苧麻纖維具有良好的穿著服用性能，苧麻織物具有粗獷、挺括、典雅、輕盈、涼爽、透氣、抗菌、保健等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性與獨(dú)特風(fēng)格是別的纖維無法比擬的[2]。它與棉、絲、毛或化纖進(jìn)行混紡、交織，可以彌補(bǔ)上述四大纖維的缺陷，達(dá)到最佳織物功效。因此，苧麻織物越來越受到消費(fèi)者的歡迎，尤其受到講究舒適的國外消費(fèi)者的青睞，并逐漸形成流行趨勢[3]。

根據(jù)“相似相溶”原理，應(yīng)選用與苧麻纖維分子結(jié)構(gòu)相似的粘著劑作為主漿料，這類粘著劑主要有淀粉(包括變性淀粉)、PVA(聚乙烯醇)、CMC(羧甲基纖維素)、PMA(聚丙烯酸醋)、PAM(聚丙烯酞胺)及丙烯酸類共聚漿料等[4]。

淀粉漿粘度高、浸透性差，形成的漿膜較粗硬，不耐磨，用純淀粉漿不易帖伏苧麻纖維長而粗硬的毛羽，因此苧麻紗上漿不宜全部采用純淀粉漿[5]。雖然變性淀粉的上漿性能得到了較大改善，其漿膜強(qiáng)度和彈性仍不能滿足織造要求。生產(chǎn)中一般習(xí)慣選用PVA和淀粉(或氧化淀粉)作主粘著劑[6]，但漿紗分紗時漿膜易撕裂，漿膜不均勻，織造中落漿嚴(yán)重[7]。若采用純化學(xué)漿，如PVA十PAM漿，漿紗的強(qiáng)力、彈性及毛羽的被覆情況均較好，但成本較高。采用成膜性好、強(qiáng)力、彈性高的PVA作為主漿料，降低強(qiáng)力不勻率，加適量成本較低的氧化玉米淀粉，再加少量能形成柔軟漿膜，且彈性、伸長好的PAM，采用低溫混合上漿，中等粘度，有利于漿紗操作和保證漿紗質(zhì)量，但各種粘著劑的配比比較隨意，一般是憑感覺，漿紗質(zhì)量不穩(wěn)定[8]。

目前，聚丙烯酸類漿料越來越多地得到了應(yīng)用。聚丙烯酸類漿料種類很多，有些品種對苧麻纖維粘附力很強(qiáng)，漿膜堅(jiān)韌耐磨，漿液不易結(jié)皮起泡，性能穩(wěn)定，退漿也容易[9]，所以，一些廠家己嘗試以聚丙烯酸類漿料作為主漿料進(jìn)行苧麻紗線上漿[10]。

本課題的主要問題是研究制定合理的漿料配方和上漿工藝，并通過改變漿液的溫度、濃度、漿紗速度來探究這些參數(shù)對漿紗質(zhì)量的影響。使紗線毛羽伏帖，保持紗線彈性，增加紗線耐磨性能。進(jìn)而提高織造效率和產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而提高織造效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品檔次。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

50米長的紗線八組，聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、變性玉米淀粉混合漿料，質(zhì)量比為1∶1∶1。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

YG061FQ/PC型電子單紗強(qiáng)力機(jī)

YG172型紗線毛羽測試儀

GA391型漿紗機(jī)

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

表1 實(shí)驗(yàn)方案

1.4 工藝流程

根據(jù)各組分濃度計(jì)算并稱取其相應(yīng)重量，先稱取PVA133.3g，放入3000mL水中，邊加熱邊攪拌至80℃以上，待其緩緩溶解。然后稱取聚丙烯酸酯133.3g，稱取氧化玉米淀粉133.3g并加水?dāng)嚢杈鶆?。然后各種成分混合定積至5000mL，放入水浴鍋繼續(xù)加熱至95℃以上，恒溫煮漿一小時，供熟漿。漿槽溫度為93℃左右、漿紗速度20m/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 漿紗速度對毛羽指數(shù)的影響

圖1 漿紗速度對3mm以上毛羽指數(shù)的影響

圖1中當(dāng)其他因素不變時，隨漿紗速度的增大，紗線表面3mm以上的毛羽指數(shù)，先下降然后上升，因?yàn)閯傞_始隨著漿紗速度的增大，壓漿時間變短，紗線被覆蓋變好，上漿率上升，所以毛羽降低率增大，但是隨著漿紗速度繼續(xù)增大時，紗線的浸漿時間變短，所以上漿率會稍微下降，紗線表面的有害毛羽增加，毛羽降低率也會下降。

2.2 溫度對毛羽指數(shù)的影響

圖2 漿液溫度對3mm以上毛羽指數(shù)的影響

圖2中當(dāng)其它因素不變時，隨著漿液溫度的增加，紗線表面3mm以上的毛羽指數(shù)降低，隨著漿液濃度的增加，上漿率增加，覆蓋在紗線表面的漿液增加，所以紗線表面的毛羽減少。

2.3 濃度對毛羽指數(shù)的影響

圖3 漿液濃度對3mm以上毛羽指數(shù)的影響

圖3中當(dāng)其他因素不變時，隨著漿液濃度的增加，紗線表面3mm以上的毛羽指數(shù)降低，隨著漿液濃度的增加，上漿率增加，覆蓋在紗線表面的漿液增加，所以紗線表面的毛羽減少。

2.4 漿紗速度對上漿率、回潮率的影響

圖4 漿紗速度對上漿率、回潮率的影響

在圖4中當(dāng)其他因素不變時，隨著漿紗速度的增加回潮率也隨之上升，而上漿率先上升后緩慢下降。這是因?yàn)殡S著漿紗速度的增大，紗線經(jīng)過烘房時間變短，紗線上完漿后的濕重增加，所以紗線的回潮率增大。漿紗速度快，一方面，壓漿輥加壓效果減小，漿液液膜增厚，覆蓋多。另一方面，紗線通過擠壓區(qū)的時間縮短，浸透少。結(jié)果上漿率高。但是隨著漿紗速度繼續(xù)增大時，紗線的浸漿時間變短，所以上漿率會稍微下降。

2.5 溫度對增強(qiáng)率、減伸率的影響

圖5 溫度對上漿率、回潮率的影響

從圖5中可知，當(dāng)其他因素一定時，隨著溫度的降低，紗線的增強(qiáng)率、減伸率也隨之下降。這是因?yàn)楫?dāng)溫度降低時漿槽中漿液的粘度增加，導(dǎo)致紗線表面的漿液較多，漿膜較厚，浸透到紗線內(nèi)部的漿液較少，紗線內(nèi)纖維間的膠合性下降，所以紗線的拉伸斷裂強(qiáng)力變小，紗線的增強(qiáng)率也就降低；紗線表面形成漿膜較少使得紗線的彈性降低，斷裂伸長變小。

2.6 濃度對增強(qiáng)率、減伸率的影響

圖6 濃度對紗線的增強(qiáng)率、減伸率的影響

由圖6可知，當(dāng)其他因素不變時，隨著漿液濃度的增加，紗線的增強(qiáng)率和減伸率也隨之上升。這是因?yàn)楫?dāng)漿液的濃度增加時，導(dǎo)致紗線在上漿時被漿液浸透少，被覆蓋增多，紗線表面沾的漿液增多，紗線表面形成較厚漿膜，較厚的漿膜使得紗線的彈性降低，紗線在拉伸斷裂時的伸長減少，所以紗線的減伸率增大。同時較厚的漿膜使紗線的拉伸斷裂強(qiáng)力增大，紗線的增強(qiáng)率也就增大。

2.7 正交實(shí)驗(yàn)表的極值、極差分析

表2 濃度與漿紗質(zhì)量指標(biāo)極值、極差匯總

表3 溫度與漿紗質(zhì)量指標(biāo)極值、極差匯總

表4 漿紗速度與漿紗質(zhì)量指標(biāo)極值、極差匯總

通過表2-表4的正交實(shí)驗(yàn)的極差分析，濃度對紗線的增強(qiáng)率、減伸率、回潮、上漿率的影響最大，溫度對紗線3mm以上的毛羽指數(shù)影響最大，漿紗速度對回潮率的影響最大。當(dāng)濃度取10%時，紗線幾乎所有的性能都是最佳，所以濃度應(yīng)選擇10%，當(dāng)溫度選擇95℃時，紗線除了回潮率其他性能都為最佳，而溫度對回潮率的影響程度最小，所以溫度應(yīng)選擇95℃，但重點(diǎn)考慮紗線表面3mm以上的毛羽指數(shù)和上漿率時，漿紗速度應(yīng)選擇27m/min，當(dāng)考慮紗線增強(qiáng)率、減伸率時，漿紗速度應(yīng)選擇20m/min，當(dāng)重點(diǎn)考慮紗線回潮率時漿紗速度選擇36m/min。紗線的5個指標(biāo)中上漿率，毛羽降低率最為重要，考慮這兩個指標(biāo)時漿紗速度選擇27m/min最佳。所以得出最佳工藝參數(shù)為濃度10%，溫度95℃，漿紗速度為27m/min。

3 結(jié)論

(1)含固率為10%，溫度95℃，漿紗速度20m/min時，增強(qiáng)率、減伸率最大；

(2)含固率為10%，溫度95℃，漿紗速度27m/min時，上漿率最高，且毛羽降低情況最好；

(3)含固率為10%，溫度85℃，漿紗速度36m/min時，紗線的回潮率最大；

(4)最佳工藝參數(shù)為濃度10%，溫度95℃，漿紗速度27m/min。

[1] 劉學(xué)峰. 苧麻上漿工藝的研究[D]. 蘇州: 蘇州大學(xué), 2007.

[2] 彭允誠. 苧麻織物生產(chǎn)工藝實(shí)踐[J]. 苧麻紡織科技,1995， 5(6): 31-33.

[3] 張斌. 替代PVA接枝變性淀粉漿料的研究[D]. 上海: 東華大學(xué), 2005.

[4] 張朝輝, 侯大寅. 混合漿液配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 紡織學(xué)報, 2003(4): 79-81.

[5] 陳俊賢. 聚丙烯酸酯改性漿料合成及其在苧麻單紗上的應(yīng)用性能研究[D]. 蘇州: 蘇州大學(xué), 2003.

[6] 和保鋼, 范恒永. 苧麻織物上漿實(shí)踐[J]. 棉紡織技術(shù), 2004(8): 53-54.

[7] 倪漢才, 周華. 純苧麻嗶嘰織造工藝研究[J]. 棉紡織技術(shù),1993(1): 29-31.

[8] 張謝蓉.減少苧麻紗線毛羽的研究[J]. 麻紡織技術(shù),1997(1): 20-24.

[9] 吳新, 吳紅. 苧麻細(xì)特紗織物漿紗工藝探討[J]. 廣西紡織科技, 2000(4): 18-19.

[10]許德生. 苧麻紗漿紗探討[J]. 紡織學(xué)報, 1996(4): 59-61.

2016-08-09

湖南工程學(xué)院青年科研項(xiàng)目(XJ1510)。

王坤(1982-)，女，博士研究生，講師，研究方向：產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā)及新技術(shù)的應(yīng)用。

TS105

A

1008-5580(2016)04-0065-04