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    紡織上漿常見問題解析

    1 紗線毛羽的形成原因和改善措施
    紗線的毛羽可以分為三類:原紗毛羽(一次毛羽)、漿紗毛羽(二次毛羽)、再生毛羽(織造產生的毛羽)。
     
    1.1 原紗毛羽
    原紗毛羽的形成原因已有學者進行了深入研究。在紡紗過程中,處于加捻三角區中的纖維受到張力和加捻力的雙重作用,產生向心力。纖維反復發生內外轉移,使纖維的一端或兩端露在紗體外面,最終形成毛羽。
     
    1.1.1 變化規律
    原紗毛羽始于紡紗、增于絡筒。經絡筒后無論是長毛羽還是短毛羽都會成倍增加,具體見表1。
     
    1.1.2 分布規律
    對于管紗而言,小紗時毛羽最多,中紗時最少,大紗時稍多;1 mm~2 mm的短毛羽是組成紗線毛羽的主體,危害性較小,3 mm以上的毛羽雖占比不高,但對織造生產的危害甚大。JC 14.8 tex環錠紡管紗的1 mm毛羽數、2 mm毛羽數、3 mm毛羽數、4 mm毛羽數、5 mm毛羽數、6 mm毛羽數、7 mm毛羽數、8 mm毛羽數分別測得為482.06根/10 m、81.53根/10 m、22.19根/10 m、9.53根/10 m、4.86根/10 m、2.39根/10 m、1.49根/10 m、0.49根/10 m。由此可見,隨著毛羽長度增加,管紗毛羽急劇減少。
     
    1.2 漿紗毛羽
    漿紗毛羽(二次毛羽)是指漿紗過程中產生的、上了漿的有害長毛羽。這些上了漿的有害毛羽有兩個特點。一是隨著PVA用量和上漿率的增加,其對織造的危害程度也增加。二是漿紗毛羽的上漿率大于紗線的上漿率,從顯微鏡觀察,毛羽的上漿率估計是毛羽重量的1倍~2倍,毛羽的末端有時還會形成球團狀漿液, 這就是說, 上了漿的毛羽危害更大。
     
    1.2.1 形成原因
    漿料選擇不當,沒有遵循“相似相容”原理。漿料對紗線的黏結性差,漿膜不耐磨而且完整度差。漿料配方中,配伍不合理,漿膜的撕裂強度和韌度太高(尤其大量使用完全醇解的PVA)。這樣就容易造成漿紗干分絞阻力大,漿膜與紗線產生界面破壞,漿膜破裂,產生漿紗毛羽和落物。
    上漿率過高或過低。上漿率過高,加大了干分絞阻力;上漿率過低,漿液無法貼伏毛羽。同時還應注重,漿液對紗線的滲透和被覆的比例要適合品種上漿的需要,過度滲透和滲透不足都會產生負面影響。
    漿紗回潮偏干也是產生漿紗毛羽的原因。漿紗回潮偏干,漿膜變脆,黏結力和柔軟度都會下降,干分絞時落漿嚴重,增加了漿紗毛羽。
     
    1.2.2 改善措施
    漿料的選擇首先要以“相似相容”原理為原則,這是上漿的基礎,是上漿的根本。漿料選錯了,不要說減少毛羽,連漿紗的質量都難以保證。其次,漿料的黏結性是很重要,沒有良好的黏結性,就不會有良好的耐磨性,沒有良好的耐磨性,漿紗毛羽及再生毛羽(織造摩擦產生)就在所難免。還要注意漿料的成膜性,不成膜的漿料不建議作為主漿料,適當少量使用是可以的。漿料配伍時,要考慮漿膜的撕裂強度不要太高,否則分絞阻力大,因此要慎重選擇不同聚合度、醇解度的PVA。慎重選擇PVA的用量,是用好PVA、減少漿紗毛羽的重要原則。在有條件的情況下,少用不用PVA,對減少毛羽具有很好的效果。
    上漿率的大小要根據本企業的具體情況,通過試驗來確定合適的上漿率,同時考慮合適的漿液滲透和被覆的比例,比例多少沒有規定,只有范圍。因為上漿率的大小只能與本企業同品種相比,這樣最符合實際。
    漿紗回潮偏干毛羽增加,回潮略為偏濕毛羽減少,大家都有這個經驗。根據本企業織造車間的環境狀況,根據季節氣候,回潮略大些有利于減少毛羽和落物。
     
    1.2.3 其他經驗
    濕分絞保漿膜。這是漿紗行業共認有效的經驗,哪怕是不分層預烘,穿一根濕分絞棒,對降低干分絞阻力有效。
    分層預烘,效果顯著。分層預烘能減少漿紗烘燥時的覆蓋系數,可有效保證漿膜完整度,減少漿紗毛羽。
    烘筒表面涂聚四氟乙烯防黏層。減少烘筒與漿紗的剝離力,使漿膜完整,減少漿紗毛羽。
    采用高壓上漿。優化控制漿液滲透,高壓上漿能使漿料更緊貼纖維在紗的主干上,使表面的毛羽貼伏得更牢固。
    使用光面橡膠壓漿輥。相比較微孔橡膠壓漿輥,光面橡膠壓漿輥對減少漿紗毛羽更有利。橡膠壓漿輥的表面硬度要合適,最大壓漿力的條件下,壓榨寬度以不大于15 mm為宜。
    提高漿紗車速。高車速時漿紗與金屬上漿輥、烘筒剝離快,對毛羽伏貼好。
    采用后上蠟。后上蠟不僅能降低漿紗表面的摩擦因數, 減少靜電積聚,而且還能降低分紗阻力, 利于減少漿紗毛羽。
     
    2 漿紗落物產生的原因和改善措施
    漿紗落物,又稱為落漿落棉。以前的紡織企業都有漿紗落物率試驗,又分為落漿率和落棉(纖維)率,目前很少有企業在做這項試驗了。
     
    2.1 漿紗落物的產生原因
    漿料與紗線黏結力差。這是落物的主要影響因素,漿料與紗線如不能牢固黏結,干分絞時就容易脫離紗線而形成落物。如純滌品種,用PVA1799加淀粉的工藝進行上漿,漿紗車間如同“下雪”,因為PVA1799和淀粉對純滌黏結力差, 大量落物必然發生。
    表面上漿或上漿過大。這是在漿料與紗線黏結力好的前提下,如果形成表面上漿,同樣會引起大量落物。這是因為漿液滲透不足,紗線表面的漿沒有根基,如同造房子,沒有打好基礎,地面上的房子造得越高,越容易倒塌一樣。而上漿過大,即使有足夠的滲透,同樣會引起落物的增加。因為上漿大,漿紗表面上漿量也大,漿紗在干分絞時受到的阻力變大,漿膜被撕裂破壞的量也隨之增加,最終導致落物的增加。
    漿紗回潮偏干。漿紗過干會導致漿膜(尤其是淀粉類)變脆,與紗線的黏結力降低,在漿紗干分絞時容易產生落物,織造時落物也會增多。
    干分絞形式(位置)不良。該問題會造成紗層之間的額外高速摩擦,從而使落物增加。
     
    2.2 改善漿紗落物的措施
    2.2.1 漿料選擇
    漿料選擇必須注重其成膜性、與纖維的黏結性。“相似相容”原理就是從源頭上說明漿料與紗線間的適配性。漿料與紗線不相容、不適配,黏結性就差,落漿多就成為必然。有些漿料結構上相似了,但成膜性不好,也不能成為主漿料,否則也會因成膜性差,而造成落物增加。
    如短纖上漿用的水溶性聚酯,其結構同滌綸十分相似,理論上其對滌綸的黏結性是非常好的。但有些聚酯的成膜性差,用量增加了,落物也相應增加。在高含滌品種上漿中,采用成膜性良好的聚酯就具有較好的效果,聚酯用量增加,落漿就會明顯減少,漿紗滑爽。
     
    2.2.2 表面上漿或上漿過大
    該問題只要意識到了,應對措施都是常識性的,不再贅述。
     
    2.2.3 漿紗回潮偏干
    該問題也會造成落物增加,應對措施大家也都清楚。這里僅對慢車造成的回潮偏干,介紹兩個方法。
    方法一:根據品種烘干情況,設定當車速降至某一速度,自動關閉烘房蒸汽閥門;同時關閉烘房排濕風機。關閉排濕風機的作用, 是增加烘房的濕度, 因為濕度高,漿紗就不容易烘干, 利于改善慢速時回潮偏干現象。
    方法二:當車速下降至5 m/min,或至爬行時,在漿紗干分區的上方(照明燈安裝高度),自動噴水霧,水霧的覆蓋范圍為干分區的紗面,確保慢速時漿紗回潮。
     
    2.2.4 干分絞形成(位置)不良
    干分絞形成(位置)不良,尤其是隨著漿紗車速的升高,漿紗落物一定會增加。大多數漿紗機干分絞只有兩種形式:一是層層剝離的干分絞形式;二是對稱分絞的干分絞形式。從擋車操作上講,層層剝離的形式,操作方便,但相對比較,漿紗落物多。而對稱分絞,操作比較麻煩,但落物少。干分絞的紗層之間要有間隙, 分紗張力盡量均衡, 分紗棒盡量前移, 紗層在筘齒中分層清晰不重疊。
    從減少落物、減小干分絞紗層之間的張力差異方面來說,南通某紡織企業的三漿槽漿紗機的分絞形式很有特色。它是三個漿槽的三層紗片,出烘房也是平行的三層紗片,而不是我們常見的一層紗片。三層紗片,再進行對稱分絞,紗層張力均勻,漿紗落物少。這種分絞形式可稱為紗層平行、等張力分絞。
     
    3 集聚紡產品的上漿
    3.1 集聚紡紗技術特點
    集聚紡紗技術的作用和目的是減少甚至消除紡紗三角區,使紗線毛羽減少,強力提高,結構緊密,紗體光滑。集聚紡的紡紗原理是在傳統環錠紡紗機的牽伸區與加捻區之間增加一個凝聚區,利用空氣的負壓,積極引導纖維流向,并對纖維產生氣動集聚作用,使那些處在須條邊緣上的纖維能有效地向須條中心聚集,最大限度地減少或消除紡紗三角區。
     
    3.2 紗線結構
    采用同一批號的粘膠纖維分別制成18.2 tex渦流紗、傳統環錠紗、集聚紗和噴氣紗。每種紗取兩個圖像,分別為正常紗和解捻后的紗[1]50,見圖1。
    由圖1可清晰觀察出各種紗線的結構。集聚紗中的纖維排列尤其整齊清晰,由于氣流的吸聚作用,成紗結構緊密,紗線外觀光潔,紗線加捻螺旋結構清晰可見,纖維幾乎沒有內外轉移。傳統環錠紗中的纖維呈螺旋線排列,由于存在紡紗加捻三角區,較多邊緣纖維一端被捻入紗體,而另一端則容易露在紗體外面形成毛羽,因而其結構較為緊密,但紗體表面相對來說顯得雜亂無序,光潔度較差。
     
    3.3 成紗質量
    各種紗線毛羽測試結果見表3。紗線毛羽對紡織產品的手感和特性有顯著影響。長度為3 mm及以上的毛羽卻是影響紗線質量的潛在因素。由表3可看出,與傳統環錠紡相比,新型紡紗有害毛羽數(大于3 mm)均有顯著降低[1]50。
    各種紗線耐磨測試結果見表4和圖2。測試儀器為Y109型電腦多功能紗線耐磨儀。由表4可以看出,集聚紗的耐磨性比傳統環錠紗要好得多, 這也是其特點之一。由圖2還可看出,傳統環錠紗和噴氣紗易起球,集聚紗不易起球。這是由集聚紗的結構決定的[1]51。
    各種紗線強伸性能測試結果見表5。由表5可看出,集聚紡紗斷裂強度有所增加,但強伸性能并沒有明顯的優勢[1]51。
     
    3.4 集聚紗的上漿
    由以上分析可知,集聚紗毛羽少,紗線耐磨性好。紗線中纖維排列整齊緊密,紗外層光潔。集聚紡品種上漿過程中,常見的有紗線斷頭多、上漿率波動大、上漿偏高、甚至漿紗毛羽多等問題。
     
    3.4.1 斷頭多
    浙江某紡織企業,在生產兩個集聚紡小提花品種時,遇到漿紗無法正常開車的情況。品種1:JC 11.8/C 14.8(44.4 dtex) 732/354 208,品種2:JC 9.8/C 14.8(44.4 dtex) 826.5/433 203。每次停機后打慢車時,干分絞棒和前伸縮筘處產生大量的斷頭。查閱了許多有關集聚紡品種上漿的有關資料,從漿料配方、含固量、黏度、壓漿力等方面做了數次調整,也沒有明顯的效果;漿紗機各區張力從小到大、從大到小進行調整,甚至將烘房的傳動鏈條全部拆除,也不見好轉,幾次試漿,漿紗停機后的斷頭仍然很多。勉強漿紗,織機效率連60%都不到。漿料配方如下。
    配方 品種1 品種2
    原配方 原配方
    PVA1799/kg 20 25
    醋酸脂淀粉/kg 50 62.5
    膠粉/kg 37.5 25
    液體丙烯/kg 20 20
    蠟片/kg 2 2
    定積/m3 0.82 0.83
    納米混合漿料/kg 4 4
    該紡織企業是單織廠,紗線都是從全國各地采購來的,目前國內集聚紡設備也是多種多樣,造成同樣是集聚紡紗,上漿時斷頭嚴重與否差異很大的問題。針對這種情況,很多資料介紹減少斷頭的措施,都試驗過,沒有明顯的效果。而且30 km的紗已經做成了經軸。分析認為:造成漿紗斷頭多的原因,是集聚紡技術使纖維排列整齊,長短纖維受到空氣負壓引導,向紗體中心集聚,都參與加捻,而且伸直度高,定向性特別好。所用的集聚紡紗,捻系數大,紗線內應力強,而且應力的傳遞非常厲害。在整經前又沒有采取相應措施。因此,難以有效消除和控制紗線的捻回運動。針對以上情況,只能利用纖維和紗自身的“蠕變、蠕動”以及“松弛”特性,將整經軸靜置幾天,讓紗線的捻回應力在自然蠕動松弛中消除。此外這兩個品種的漿料配方及上漿工藝也存在一定的不合理,兩個品種配方中:PVA1799 20 kg~25 kg,醋酸酯淀粉50 kg~62.5 kg,膠粉25 kg~37.5 kg,液體丙烯20 kg,蠟片2 kg,納米混合漿料4 kg。漿液的黏度都在10 s以上,漿液含固量12.1%~12.5%。這樣的上漿工藝,漿液含固量和黏度都太高了,不能使漿料很好地滲透到紗線中去。只有使漿液滲透到紗線內部,才能夠很好地黏附纖維,消除或抵掉紗線的捻回運動,避免漿紗時的斷頭。在漿料配方的選擇上,要采用對集聚紗具有良好滲透性、黏附性較強、耐磨性和優良耐屈曲性能的漿料,才能采用較低上漿率的方案,來解決漿紗斷頭嚴重的問題,否則織造難以取得較好結果。
    新配方:PVA1799 6.25 kg,高性能淀粉100 kg,定積0.9 m3。采用的新配方是少組分的,工藝上很有特色,且漿料成本降低了30%左右,兩個品種共用一個配方。采用GA308型漿紗機和豐田710型噴氣織機生產。漿紗工藝如下。
    項目 品種1 品種2 新配方
    原配方 原配方
    車速
    /m·min-1 60 60 60
    漿槽溫度/℃ 95 95 98
    漿液黏度/s 10~11 10~11 6.5~7
    含固量/% 12.1 12.5 10.2
    上漿率/% 13±1 13±1 9±1
    回潮率/% 5.5~6.5 5.5~6.5 5.5~6.5
    伸長/% ≤0.9% ≤0.9% ≤0.9%
    壓漿力/kN 9/24 9/24 7/20
    新配方采用較低含固量、黏度的工藝,漿槽溫度也提升至98 ℃。上漿率顯著降低,漿紗開車順利。綜合上漿成本大幅降低??椩烨闆r如下。
    配方 原配方 新配方
    品種1車速
    /r·min-1 750 750
    品種2車速
    /r·min-1 600 600
    品種1
    開口清晰度 不清晰 清晰
    品種2
    開口清晰度 不清晰 清晰
    品種1光滑度 二次毛羽多 光滑柔軟
    品種2光滑度 二次毛羽多 光滑柔軟
    品種1織機效率/% <60 >85
    品種2織機效率/% <60 85~90
    從織機織造情況看,新工藝、新配方的實際效果非常好,尤其是經向斷頭非常低,達3次/8 h~4次/8 h,有些機臺織機效率甚至高達98%。
     
    3.4.2 上漿率波動大
    集聚紗品種的上漿率差異較大,若掌握不好會影響織機效率。表6是集聚紗品種的上漿情況,品種1、品種5漿料配方中,僅含6.25 kg PVA,其余均為高性能淀粉漿;品種2、品種3、品種4漿料配方相同,不含PVA,僅用淀粉加蠟片。
     
    3.4.3 上漿率偏高
    從品種結構及織造難易程度接近的幾個集聚紗品種來觀察,上漿率差異很大,甚至相差一倍,但織機效率卻沒有太大的差異。如浙江蘭溪某公司的集聚紗品種JC 9.8/JC 9.8(33.3 dtex) 622/342.5 208.3五枚三飛緞紋。調漿配方:PVA1799 6.25 kg,高性能淀粉100 kg,蠟片2 kg。漿液含固率10.2%,漿桶黏度5.8 s,漿槽黏度5.8 s。漿紗車速60 m/min,壓漿力12 kN~16 kN,機上回潮率7%~7.5%。采用祖克S432型漿紗機,豐田 710型噴氣織機,車速650 r/min。漿紗退漿率僅6.3%;織機效率93%。這么低的退漿率,卻沒有降低織機效率。從漿紗切片試驗看:漿液被覆率5.2%;漿液滲透率33.27%;漿膜完整率74%。從此數據可以看出,集聚紗品種低上漿、高效率是建立在漿液的良好滲透這個關鍵基礎上的。
    筆者認為要提高集聚紗經紗漿液的滲透,僅提高壓漿輥壓力作用有限,在相同漿紗機、相同漿液含固量條件下,降低漿液黏度是很有效的措施。
     
    3.4.4 漿紗毛羽多
    集聚紗漿紗毛羽多主要由兩個原因造成。一是PVA1799用量大;二是表面上漿,上漿量又偏高。在漿紗干分絞時,由于紗線被硬生生撕開,導致毛羽增多。集聚紗產品不用PVA上漿,是改善成品風格和質量的有效途徑,完全不用PVA上漿,只要優選高性能、適合集聚紗上漿的漿料,完全可以避免出現此類現象。集聚紗品種上漿,漿液的滲透是關鍵。一般情況下,集聚紗品種上漿率與同品種環錠紗相比要低很多;集聚紗本身有害毛羽少,如果按常規品種漿液被覆與滲透的比例來分配漿液,就有可能出現斷經增加、織機效率降低的問題。必須把有限漿液滲透到紗線內部,增加經紗的耐磨性是十分關鍵的。
     
    4 結論
    (1)從生產流程的角度來看,毛羽可分為原紗毛羽、漿紗毛羽(二次毛羽)和再生毛羽(織造時產生)。
    (2)漿料選擇不當是產生漿紗毛羽和漿紗落物的主要原因。在漿料選擇上,不但要嚴格遵循“相似相容”原理,還要注意漿膜的撕裂強度不能太大,否則在干分絞時,漿膜與紗線會產生界面破壞而造成毛羽,同時這也是造成落物多的主要因素。
    (3)上漿率過大,漿紗回潮偏干,也是漿紗毛羽和漿紗落物的常見原因。要根據品種、紗線質量及本企業各生產要素的具體情況,通過試驗找到適合本企業的上漿工藝。
    (4)改善漿紗毛羽和落物的傳統經驗有:用好濕分絞、分層預烘、使用光面橡膠壓漿輥、后上蠟等。應堅持用好這些有效的技術手段。
    (5)集聚紡紗線具有毛羽少、紗線耐磨性好、不易起棉球的特點;紗線纖維排列整齊緊密,紗外層光潔,但強伸性能并沒有明顯優勢。集聚紡紗線毛羽少,耐磨好是降低上漿率的重要依據,因此不需要高上漿。上漿率偏高不但浪費,還會產生大量漿紗毛羽,得不償失。
    (6)集聚紡紗線纖維排列緊密,紗外層光潔,漿液較難滲透到紗內。因此要選擇滲透性好的漿料,以及從含固量、黏度、壓漿力等方面重點考慮漿液的滲透。只要解決好漿液的滲透問題,就容易獲得好的織造效果。

     

    2020-08-04 15:31

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