阻燃经纱上浆及多层阻燃面料生产应用水溶性聚酯浆料的实践

郭 杰，孙轶荣，陈春华，闫学军，曾社平，唐建东

(1.际华三五四二纺织有限公司，湖北 襄阳 441002;2.新型环保复合面料湖北省重点实验室，湖北 襄阳 441002；3.湖北山特莱新材料有限公司，湖北 襄阳 441002；4.际华集团股份有限公司，北京 100020)

KeyWords:water-soluble polyester slurry；flame-retardant warp；sizing；sizing process；flame-retardant fabric；organization chart；drawing-in；weaving；warping

0 引言

目前，经纱上浆用浆料仍以聚乙烯醇(PVA)为主要原料。PVA作为高分子合成浆料，具有浆膜强韧、耐磨性好的优点，但也存在煮浆时间长，易结皮且退浆困难，退浆废液中的PVA难以生物降解对环境污染较大的问题，故欧洲一些国家已禁用PVA上浆。在我国，每年大约有70亿美元的纺织品在出口时遭遇技术壁垒的不利影响，故浆纱工艺少用或不用PVA是浆料研究人员面临的一个重要课题。

聚酯浆料的研究始于20世纪70年代初，其产品含固量为30%的水分散液，由于吸湿性高、再粘性大，实际应用受到限制；80年代初，法国等国家对聚酯浆料的缩聚单体进行了大量研究，相继开发出性能改进的新型聚酯浆料。这类浆料水溶性好、吸湿性适中、再粘性小，不会在钢筘上产生落浆，上浆率相比其他浆料也大幅降低，且粘度很低、浆液表面张力低，有很好的渗透性，易于退浆，且退浆废液易生物降解，用于无捻或加捻涤纶长丝、涤纶变形丝的上浆效果良好。通过调节聚合组分，此类浆料还可与淀粉、PVA混合用于短纤纱上浆[1]。

根据客户要求，我公司采用湖北山特莱新材料有限公司利用废旧塑料瓶碎片作为原材料，经过酯化、聚合等加工工艺生产出的新型高品质水溶性聚酯浆料，并对阻燃经纱进行上浆，完全取代PVA浆料，极大降低了企业的生产成本，生产出高质量阻燃面料，织机生产效率达到89%。

1 水溶性聚酯浆料的应用

笔者采用一种新型水溶性聚酯浆料，以满足当前阻燃经纱上浆性能的要求。创新设计开发水溶性聚酯浆料经纱上浆及其生产工艺，该工艺是用水溶性聚酯浆料完全替代PVA浆料，应用于经纬纱均为阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料的经纱上浆，以此提升混纺面料的各项性能指标，从而达到特种阻燃防护服装的性能要求。该面料的经纱密度为74根/(10 cm)，纬纱密度为64根/(10 cm)，织物幅宽为162.56 cm。

1.1 水溶性聚酯浆料的性能指标

水溶性聚酯浆料的外观性能表征见表1，其浆膜的水溶性及吸湿性测试结果见表2，对阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料经纱上浆粘附力测试结果见表3。

表1 水溶性聚酯浆料外观表征

表2 水溶性聚酯浆料浆膜的水溶性和吸湿性测试结果

表3 水溶性聚酯浆料对阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料经纱上浆粘附力测试结果

1.2 水溶性聚酯浆料应用于阻燃经纱上浆的实践

1.2.1 上浆工艺

1.2.1.1检查交班浆回浆情况，交班储备浆的浓度和粘度应在规定值以内；及时记录，合理利用。

1.2.1.2查看阻燃经纱应用水溶性聚酯浆料上浆的生产工艺，并根据浆纱工艺配方进行配料。

1.2.1.3打开高压桶的加水装置，加水至起始水位(在高压桶第2个有光线玻璃位的中间)，做到起始水位保持在420 L～450 L；打开电子控制箱低速按钮，进行配料投放时依次加入水溶性聚酯浆料、聚丙烯酸、变性淀粉、辅助剂和浆纱用蜡；盖上安全盖，锁好安全螺丝。

1.2.1.4启动高速搅拌，开启煮浆开关；正常情况下，当15 min～20 min时的高压桶内温度可达到115 ℃～120 ℃的设定值，自动报警系统开始生效，进行浆液的高温保压及渗透，核定时间为50 min，到达规定时间，打开储浆桶的进浆开关，关闭排污开关，进行出浆；大约等待5 min～10 min，表层热蒸气散去、浆液面平稳，测量浆液的各项重要指标，并记录浓度和粘度等指标；待到浆纱需要用浆时，由调浆员协同后车把浆抽到浆槽，煮沸后进行二次测量，详细记录浆液的差异化，及时反馈重要指标的波动，这样有助于改善浆料配方，有效保证浆纱质量。

1.2.1.5在进行大批量的生产时，调浆员须对每1500 m经纱进行一次浆液测量，并及时记录。

采用NJD-79型回转式粘度仪测量水溶性聚酯浆料的粘度及稳定性。经测量，水溶性聚酯浆料的浓度为1%～15%时，粘度由2 mPa·s增大至7.5 mPa·s。由此可见，水溶性聚酯浆料适合于“两高一低”上浆工艺要求，且热粘稳定性良好。水溶性聚酯浆料浆液粘度及稳定性测量结果见表4。

表4 浆料粘度及稳定性测量结果

浆料的粘度大于8 mPa·s时，其渗透少、被覆大，易形成表面上浆；而粘度小于3 mPa·s时，渗透多、被覆少，易造成浆纱减伸过多、毛羽贴覆不够。水溶性聚酯浆料粘度为4.3 mPa·s，属中间值，粘度低、浆液流动性好，利于浸透，粘度热稳定性极高，为90.68%，有利于经纱上浆的均匀性。

1.2.2 浆料配方

对阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料经纱上浆，所需水溶性聚酯浆料各原料占比：水溶性聚酯浆料为15%，聚丙烯酸为10%，变性淀粉为70%，辅助剂为3%，浆纱用蜡为2%。

1.2.3 浆纱温度及上浆过程控制

采用津田驹HS30型浆纱机，浆槽温度控制为90 ℃，烘房温度控制为100 ℃以内(95 ℃为宜)；阻燃经纱分别通过2个浆槽和4个烘筒，使其上浆均匀，浆膜完整、柔韧，毛羽减少，强力增大，满足织造要求，并依次通过分纱板紧密卷绕在浆轴上。

2 多层阻燃面料的织造工艺

2.1 织物组织

阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料的工艺组织图，见图1。各层织物组织结构见图2：表层织物为3/1斜纹组织(见图2a))，里层织物为2/2斜纹组织(见图2b))，底层织物为1/3斜纹组织(见图2c))。

2.2 穿经工序

穿经工序采用全自动穿筘机，按照织物工艺要求依次穿过停经片、综和筘，采用顺穿法，4入/齿；穿法为1，2，3，4，数字代表经纱穿在第几页综框上。

2.3 织造工艺

采用日本津田驹喷气织机进行织造，开口时间为290°，后梁高度为60 mm，送经时间为310°，送经张力为2800 N，转速为595 r/min；采用“大张力、小开口”生产工艺；将后梁、停经架高度提高，后梁向前推进；通过开口、引纬、打纬、卷取和送经5大织造系统的配合，使经纬纱按照要求交织成织物。根据纱线易脆断、毛羽少的特点，采用“高后梁、迟引纬”的工艺及刺轴边撑，以减少布面纬缩。

2.4 整经工序

对坯布进行检验、测量和修补，卷装成包。

2.5 面料测试结果

阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料测试结果，见表5。

表5 阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料测试结果

3 结语

3.1随着市场对织物面料环保性能的更高要求，采用一种新型水溶性聚酯浆料，满足了当前阻燃经纱上浆性能的要求。创新设计开发的水溶性聚酯浆料经纱上浆及其生产工艺，已完全替代PVA浆料，解决了PVA浆料难以生物降解、对环境污染较大的问题。

3.2水溶性聚酯浆料粘度低、浆液流动性好，适合“两高一低”上浆工艺要求，利于浸透，且其粘度热稳定性极高，达到90.68%，有利于经纱上浆的均匀性，可应用于经、纬纱均为阻燃粘胶/芳纶1414 67/33 41.65 tex(N40 D)多层阻燃面料的经纱上浆，可提升阻燃混纺面料的各项性能指标，达到特种阻燃防护服装的性能要求。

3.3通过多层设计，多组分阻燃面料不仅在民用纺织用品中有十分广阔的应用前景，而且在军用服装特别是特种军用服装方面也有较大的应用前景，具有一定的市场推广价值。