预湿上浆在高支纯棉织物生产中的实践

张淑梅，赵 玉，王文志，孟翠玉，张国生

(1.烟台南山学院，山东 龙口 265706； 2.山东南山纺织服饰有限公司，山东 龙口 265706)

随着纺织工业的快速发展，环保浆料和新型浆纱设备取得较大发展，浆纱工艺随之也获得了重大创新。预湿上浆作为一种现代的新型上浆技术，已在国外纺织工业中广泛应用，在我国由于受到各方面因素的影响，近年来才得到进一步推广应用。通过实践，预湿上浆技术可以提高浆纱质量，降低上浆率，能够体现现代纺织工业追求的绿色、智能和品质。

1 产品规格

本文重点探讨预湿上浆技术在双纬直贡缎生产实践中的应用。精梳纯棉9.7 tex原纱质量指标：单纱断裂强力139.8 cN，强力不匀率10.5%，条干均匀度CV值13.5%。织物规格：缎纹组织，经向密度787根/(10 cm),纬向密度302根/(10 cm)，双合股，幅宽307 cm。

2 预湿上浆原理

预湿上浆是在经轴架与浆纱槽之间安装预湿装置，经纱在进入上浆槽之前，先经过预湿水槽预湿处理[1]，再进行上浆。在预湿槽里通过热水对纱线的浸湿与洗涤，再经过一对挤压辊来控制纱线的回潮率，使纱线浸浆时，具备良好的浸润和吸浆条件[2]。

传统的上浆方式不经预湿，高支纯棉纱上浆普遍存在上浆不足、织造困难的问题，主要原因是高支纱的捻系数一般偏大，纤维在纱体中排列紧密，纤维间空隙小，同时纯棉纱线表面附有棉蜡、果胶及糖分等杂质，上浆时纱线经过浆槽的时间又短(1.5～3.0 s)，作用不足，难以润湿，浆液不易渗透，因此吸浆困难，上浆率低，浆膜在纱线表面分布不匀。

预湿上浆技术的关键在于棉纱经过预湿水槽内80 ℃以上的高温水预湿和挤压辊的挤压处理[3]，清除了棉纱上的棉蜡、胶质及糖分等杂质，纱线得到了很好的润湿，可降低上浆时纱线与浆液接触的表面张力，浆液能够充分渗透到纱线内部；预湿后经高压挤压，纱线中60%以上的水分和空气被挤出，纱线的预湿回潮率被控制在20%～40%范围内，纱线内湿外干，使得浆料在纱线截面的分布由中心向外围均匀增加，并在纱线表面形成了连续而完整的浆膜，提高了被覆率[4-6]，纱线表层的上浆率提高了，但总吸浆量减少，达到提高浆纱质量、减少毛羽、节约浆料、降低成本的目的，可为织造的顺利进行创造条件[7]，因此，预湿上浆可以很好地解决纯棉高支纱传统上浆中存在的浸透和被覆问题。

3 预湿上浆工艺

3.1 预湿工艺

3.1.1 预湿水温

为了在经纱上浆前清除纱线表面的纤维杂质和达到完全润湿纱线的目的，预湿时要合理设置预湿水温。根据棉纱上的蜡质、果胶等物质在76～81℃以上的热水中易被溶解的特性[8]，一般预湿温度控制在85 ℃左右，纱线可以得到更好的润湿，过热会增加耗能。

3.1.2 预湿水压

纱线润湿后，含水率较高，不宜直接进入浆槽，必须经过1～2次挤压辊的挤压，排除纱线内的大部分水分，当纱线的预湿回潮率控制在20%～40%范围时，纱线可以达到较好的吸收状态[9]，而纱线的预湿回潮率取决于挤压辊的压力值。挤压辊压力过小，则导致纱线的预湿回潮率过高，使过多水分带到浆槽引起浆液浓度不稳定，从而影响浆纱质量的稳定性[10-12]；挤压辊压力超过95 kN时，含水率降低不明显，而此时设备的能耗明显增大[13]，且纱线结构也出现严重的变形。因此，应根据纱线的粗细、纯纺或混纺以及纤维类别，合理设置纱线的预湿回潮率，一般挤压辊压力控制在60～100 kN范围内[14]。经过多次试验，纯棉9.7 tex品种挤压辊压力设置为95 kN，纱线预湿回潮率为37%。

3.1.3 预湿伸长率

预湿后纱线的湿区长度会拉长，要采取相应的措施，严格控制纱线的预湿伸长率不超过0.1%。

3.2 上浆工艺

由于9.7 tex纯棉精梳纱线密度低，强力低，织造过程中断头多且经摩擦易起棉球，因此上浆时除优选浆料配方外，在上浆过程中还应该掌握“高温中速、低张力、高渗透、高被覆、小伸长”的原则[15]，以达到提高浆纱断裂强力和耐磨性、减少伸长率和降低毛羽的目的。

3.2.1 浆料配方的确定

通过浆纱增强纱线的耐磨性和毛羽贴伏性能是选取浆料配方的主要原则。传统的PVA为主的浆料配方，由于浆液黏度偏大，不易渗透，因此上浆率低；而且其浆膜强力高，高支纱分绞困难，易发生二次毛羽，造成织造断头增加；PVA浆料在自然环境中不易降解，易形成环境污染。为满足高支高密品种浆纱“低黏度、强渗透、耐磨和高弹性”的要求，选择黏结力、流动性、黏度热稳定性好、浆膜富有弹性，耐磨且生物易降解的浆料CE-50为主浆料,搭配少量氧化淀粉降低成本，配伍适量的黏度低、渗透力强、浆膜柔软有弹性、可降解的聚丙烯酸酯类浆料QI-89[16]。

浆料配方为:CE-50为75.0 kg，氧化淀粉37.5 kg，QL-89为25.0 kg，蜡片2.0 kg。

3.2.2 调浆工艺

预湿后的纱线经过挤压辊的挤出了大部分水分，但纱体中仍含有一定量的水分，纱线进人浆槽时，纱体内的水稀释浆液，会引起浆液浓度和黏度降低，影响纱线上浆过程和上浆质量的稳定性。因此，在上浆过程中，要根据需要不断补充含固量较高的浆液，以平衡预湿纱线带入浆槽的水分，从而使浆液的含固量保持在一个稳定的范围内。根据实践经验，补浆含固量应根据实际情况比浆液含固量高1%～2%，每次补浆体积控制在50 L，补浆间隔时间8 min左右，预湿浆纱机的补浆工作由浆液浓度在线自动检测与控制系统和人工检测共同完成。

3.2.3 上浆工艺参数设置

为保证高支纱线取得良好的浆纱效果，选用在Karl Mayer预湿上浆机上浆。在确定预湿上浆工艺时，必须考虑高支纱上浆率不可太低、提高耐磨性能和降低织造过程中毛羽形成的目的。因此在设计预湿和上浆工艺时，要综合考虑，采取上浆浓度与压浆辊压力调整相结合以控制上浆率降低的幅度。以“高渗透兼顾被覆”为原则，采用“先重后轻”的压浆力，同时提高浆液浓度1%～2%[17]。传统上浆与预湿上浆工艺参数设置见表1。

4 预湿上浆效果

4.1 上浆率降低

由于预湿后的纱线经过高压浆辊挤压，纱线中会保留35%左右水分，大部分水分将分布在纱芯部位，纱线的中心位置被水占据后，浆液只均匀分布在纱线的表面和纱体中心的外围，从而降低了纱线的上浆率。传统上浆与预湿上浆质量指标对比见表2。可看出，预湿上浆比传统上浆上浆率降低10.37%左右。

由于上浆率降低，后整理工序退浆率相对也减少，从而降低了废水量和处理废水的费用，节约成本的同时环境也得到保护。

表2 传统上浆与预湿上浆质量指标对比

4.2 浆纱性能改善

4.2.1 毛羽贴伏

预湿处理能够清除纱线表面杂质，纤维间的空气也被挤出，有利于纱线吸附浆液，提高纱线表面浆膜完整性。传统上浆与预湿上浆毛羽外观对比见图1。在电子显微镜下传统浆纱后纱线毛羽多而长，纤维间抱合力差；预湿浆纱后纱线表面贴伏光洁效果突出，毛羽明显减少。由表3也可看出，预湿上浆比传统上浆毛羽降低率提高了19.06%。

图1 传统上浆与预湿上浆毛羽外观对比

4.2.2 浆纱的断裂强力和耐磨性提高

预湿上浆比传统上浆纱线的增强率提高而强力不匀率减少，且毛羽降低率提高。这是由于纱线经过预湿上浆后，浆液均匀分布于纱线表层和内部纤维之间，纱线表面浆膜完整结合牢固，纱线内纤维之间浆膜均匀分布，结合力增强，再加上纱线主干毛羽的贴伏，浆纱的强力和耐磨性均明显提高。

4.2.3 浆纱弹性改善

采用预湿上浆后上浆率比传统上浆率低。根据生产实践，这是由于预湿后纱中心部分被水分占据，浆液不易渗透进入，纱线中心浸润的浆液少，因此纱线更加富有弹性。

4.3 织造质量和效率改善

预湿上浆后的纱线织机梭口更清晰，织造效率进一步提高。这是由于预湿上浆使得纱线吸浆效果好，且浆液在纱线表面及内部合理均匀分布，干燥后的浆纱浆膜完整，纱线的耐屈曲性和抗磨性提高，且纱体柔韧而富有弹性，因此增强了经纱在织造过程中抵抗各种摩擦和张力的作用，因此织机开口清晰，织造断头明显降低，从而提高了织造效率。

5 结束语

预湿上浆技术应用于纯棉高支纱，虽然上浆率降低，但由于浆液在纱体内的合理分布，上浆后纱线的断裂强力增加，断裂伸长不匀率降低，耐磨性能提高，特别是2 mm以上的毛羽明显减少；织造分绞变得更容易，织造时由于开口清晰，断头明显降低，织造的效率明显提高，因此预湿上浆技术的应用可以在提高浆纱质量稳定生产的同时，降低生产成本，且绿色环保。