汉麻/棉混纺纱浆纱探讨

闫红芹

（安徽工程大学 纺织服装学院，安徽 芜湖 241000）

汉麻又称为大麻，作为一种传统的纺织材料，是从大麻韧皮经脱胶加工而成的纤维素纤维.为了和毒品大麻区别，我国将低毒或无毒大麻称为汉麻.由于汉麻纤维独特的结构，其制品具有吸湿、透气、散热、防霉、抗紫外线、抗辐射、抗异味、无刺痒感等多种特性，被公认是新一代天然纤维和绿色环保纤维［1］.近年来，随着天然纺织纤维原料的短缺，汉麻纤维在产业用纺织品、室内装饰及民用纺织领域的应用日益受到人们的重视.但由于纯纺汉麻纱线毛羽长而多、条干差、断裂伸长率低、弹性差，故一般将汉麻纤维与棉混纺［2］.实际情况是混纺纱也存在毛羽长且丰富、弹性差的缺点，因此浆纱工艺是影响织造环节及坯布质量的重要因素.目前对汉麻纱线浆纱相关报道较少，只有文献［3］和文献［4］对汉麻纱线进行了浆纱研究.本文在此基础上，针对汉麻/棉混纺纱特点，用9种配方对混纺纱进行上浆处理，通过对浆纱性能及有关指标测试分析，筛选出合理的浆纱工艺，达到改善纱线性能、提高可织性的目的.

1 纤维特性

纤维的形态结构是浆纱必须充分考虑的.汉麻纤维表面很粗糙，纵向有许多裂隙和孔洞，并与中腔相连，这种结构在浆纱时形成毛细效应而加速纤维的吸浆速度和吸浆量.纤维吸湿后易横向膨胀造成纤维在纱线中排列更加紧密，导致纱线上浆不匀或粘并，难以形成良好的浆膜，影响后工序织造.另外，汉麻纤维是工艺纤维纺纱并且纤维粗硬，易形成长而多的毛羽，比普通棉纱偏硬、弹性差.因此，浆纱重点是对汉麻纤维表面的裂缝和孔洞进行填充、伏贴毛羽，从而使纱线表面平整、光滑、柔软，具有更好的弹性和韧性，明显降低纱线的摩擦因数，提高可织性.

2 原料与实验

2.1 浆料配方的制定

汉麻纤维和棉纤维的化学组成主要为纤维素，与变性淀粉浆料结构非常接近，因此选择含羟基的淀粉类作为粘着剂，变性淀粉具有粘度稳定、热稳定性佳、粘着性和成膜性较好的特点，适量应用一些成膜性、黏附性、水溶性等较好的PVA－1799，以增加纱线的耐磨性.丙烯酸的使用会使纱体柔软滑爽、成膜性较好，也利于毛羽贴伏，较好地改善上浆质量.

把浆料的含固率、变性淀粉与PVA的质量比、变性淀粉与马铃薯淀粉的质量比作为正交实验的3个因素，每个因素取3个水平，采用L9（34）正交表，选用的浆料配方如表1、表2所示.

2.2 原料及实验设备

实验样品为宁波雅戈尔公司提供的27.9tex大麻/棉55/45混纺纱.单纱平均断裂强力为415cN，断裂伸长率为4.7%，耐磨次数为4，1mm毛羽指数为1 281根/m，2mm毛羽指数为475根/m，3mm毛羽指数为193根/m，4mm毛羽指数为93根/m，5mm毛羽指数为46根/m，实验所用设备为HD021型电子单纱强力仪、YG172型纱线毛羽测试仪、Y731型抱和力机、501型超级恒温器、GA391B单纱浆纱机.

表1 因素水平表

表2 正交实验水平表

2.3 实验方法

取含固率为8%～12%浆液2 000g，煮浆温度控制在（100±0.5）℃左右，浆液pH值7.0左右，煮浆2 h至PVA完全溶解，在GA391B型单纱浆纱机上对混纺纱进行上浆处理，浆槽温度为（95±0.5）℃，浆纱机车速为70m/min.纱线试样调湿平衡24h，实验条件控制在标准状态下，温度为（20±2）℃，相对湿度为65%±3%.纱线强度和断裂伸长率在HD021型电子单纱强力仪上测试，夹持长度为500mm，测试速度为500mm/min，每种试样各测试30次.纱线毛羽在YG172型纱线毛羽测试仪上测试，测试速度为30m/min，每种试样各测试30次.耐磨次数在Y731型抱和力机上测试，每种试样各测试20次.

3 实验结果与分析

上浆后纱线的实验结果如表2所示.利用表2的数据进行极差分析，结果如表3所示.极差R的大小反映了实验因素的影响程度，极差越大，表示影响越显著.

表3 上浆后混纺纱的性能指标

表4 各因素影响分析

3.1 浆纱后毛羽变化

纱线上毛羽大部分是1～3mm的短毛羽，对织造影响不大，但3mm以上的长毛羽易在整经和织造中相互绞缠影响生产过程，被称为危害毛羽［5］.由于汉麻纤维表面粗糙且是工艺纤维纺纱，混纺纱毛羽丰富且长，如不浆纱后工序将无法进行生产.汉麻/棉混纺纱上浆的主要目的就是贴伏毛羽，由表2可见，本文选用的浆料配方贴伏毛羽的效果都非常好.经过上浆处理，混纺纱毛羽大幅度降低，尤其是对3mm以上的毛羽降低最多.

通过对正交实验数据分析发现，3种因素中，变性淀粉与PVA的质量比对纱线毛羽指数的降低影响最大.随着浆料组分中PVA含量的提高，毛羽降低率依次增加.在9组实验中，第3、46、79号试样毛羽指数的降低最大，即变性淀粉与PVA的质量比为7∶3时.说明当淀粉含量较高时，毛羽的降低率多.这是因为淀粉对纤维素类纤维的黏附性高，使浆料易与纤维大分子之间形成较强的结合，说明汉麻纱线浆纱可以少用甚至不用PVA浆料，也可取得较好的毛羽伏贴效果.另外，随着PVA含量的增加，浆液粘度也相应升高，不利于浆液的渗透，对浆纱其他性能有影响.其次是含固率和变性淀粉与马铃薯淀粉质量比，含固率增加，浆液披覆性提高有利于毛羽的伏贴.

3.2 浆纱后伸长率和强力变化

汉麻纤维性能与亚麻接近，强力高而伸长率小，使得混纺纱有较高的强力但过硬挺、弹性差.上浆后浆纱的弹性变化可用减伸率指标来衡量，减伸率小说明浆纱弹性降低少.混纺纱强力较高，完全能适应后工序的加工，所以增强并不是汉麻/棉混纺纱浆纱的主要任务.通过实验数据发现，浆纱后纱线强力均有增加，而伸长率都有所降低.减伸率最大变化为15.7%，最小是3.6%.通过正交实验分析发现，在确定的3种影响因素中，浆液的含固率对纱线的拉伸性能影响最大.随着浆液含固率增加浆纱强力逐渐增加，含固率为12%时，纱线获得最大的增强率，而减伸率也相对较大；纱线减伸率随着含固率的提高呈降低趋势，即随浆液含固率增加，纱线弹性损失较小.这是因为当含固率高时，浆料粘度高不易渗透，纱线拉伸时内部纤维相互间有较好地滑移.含固率的变化引起浆料黏度增加，当含固率超过一定范围，使浆纱呈现脆硬的特性，织造时纱线易断头.其次是变性淀粉与马铃薯淀粉的比例，影响最小的是浆料中变性淀粉与PVA的含量，PVA含量相对较高时，纱线能获得较大的强力和较小的减伸率.

3.3 浆纱后耐磨性变化

上浆对纱线耐磨性的改善非常显著，实验中浆纱后纱线耐磨次数最大的为1号试样，次数为239.6，每组配方中均有丙烯酸类浆料，实现改善耐磨性能的目的.在确定的3种影响因子中，含固率对纱线的耐磨性能影响最大.实验中含固率为8%时，纱线耐磨次数最高，浆液含固率增加，纱线耐磨性改善.但并不是含固率越高，纱线耐磨性越好，还要考虑到浆液粘度增加使浸透性降低，浆膜易在后工序外力作用下脱落.其次是变性淀粉与马铃薯淀粉的质量比的影响，随着变性淀粉含量的增加，浆纱耐磨次数依次降低.这是因为马铃薯淀粉属于原淀粉，具有较强地披覆能力，但浸透性差、浆膜脆硬，变性淀粉的加入能改善浆液的浸透性和浆膜的柔韧度.当变性淀粉与马铃薯淀粉质量比为5∶5时，浆纱耐磨次数也是可满足织造要求.最后是变性淀粉与PVA质量比的影响，由于PVA浆料的浆膜坚而韧，而淀粉浆料的浆膜硬而脆，因此PVA含量高，纱线能获得好的耐磨性能.变性淀粉与PVA质量比为3∶7时浆纱获得较高耐磨次数.

4 结论

针对汉麻/棉混纺纱线毛羽长而多、比普通棉纱线硬、弹性差等缺点，选用变性淀粉、马铃薯淀粉和PVA1799为主浆料，丙烯酸为辅助浆料，制定两种浆料配方对汉麻/棉混纺纱浆纱.实验发现，传统棉纱浆纱配方符合混纺纱浆纱，未使用PVA配方的实验也取得了较好的浆纱效果，符合织造要求，可以降低浆纱成本.PVA含量低有利于毛羽的伏贴，在一定范围内提高PVA含量，能使纱线获得较高的强力和较好的弹性及耐磨性.含固率对纱线各项性能影响均较大，在一定范围内适当增加含固率，可以提高浆纱品质.

［1］ 张建春.汉麻综合利用技术［M］.北京：长城出版社，2006.

［2］ 殷祥刚，滑钧凯，朱若英.大麻加工技术现状及发展［J］.天津工业大学学报，2003，22（1）：13－17.

［3］ 沈艳琴，本德萍，钱现.汉麻/棉混纺纱浆纱工艺研究［J］.上海纺织科技，2009，37（8）：10－19.

［4］ 程友刚，毛雷，王国立.棉/汉麻浴巾织物浆纱工艺分析［J］.现代纺织技术，2011（1）：41－42.

［5］ 周永元.纺织浆料学［M］.北京：纺织工业出版社，2004.