吴保平  刘慧娟      菅宜春   袁庆玉

（河南工程学院）  （郑州三棉有限责任公司）    

摘 要：  研究在高覆盖率织物生产中以PR-Su浆料取代PVA的上浆工艺。对取代前后的浆液粘附力、浆膜强度、浆膜耐磨性、浆纱质量等指标进行了测试，并分析了各项指标对浆纱效果的影响。针对用PR-Su浆料取代PVA上浆实践中出现的问题，提出了有效的解决措施。

关键词： 高覆盖率；变性淀粉；PR-Su浆料；浆纱工艺

基于生态环保及国际贸易市场的要求，中国棉纺织行业协会于1977年就提出了浆纱要少用和不用PVA。随着我国清洁化生产工作的推进，印染行业也对废水排放进行严格的管理，并对含有难降解的PVA的上浆产品实施严格限制。少用或不用PVA对纺织企业来讲，既可以使调浆方便，省时节能，又可以减少浆纱的二次毛羽，利于织造。对印染行业可以节约退浆费用，提高印染质量，减少退浆废液对环境的污染。以下介绍PR-Su浆料取代PVA上浆的实践。

1  浆料选择依据

1.1  品种规格

上浆品种为：C29/OE 36.4 503. 5/236 160纱卡；

织物的紧度：经向紧度Ej=0.037×Pj×√Tex×l00%=0.037×503.5×√29×100% =100.4%

纬向紧度EW=0. 037×PW×√Tex×l00%=0.037×236×√36.4×l00% =52.7%

总紧度E=Ej+EW= 100. 2%

由于织物的经向紧度及总紧度较大，属于高覆盖率、高紧度织物，织造难度较大，织造过程中经纱承受钢筘、综丝、停经片的摩擦较多，又受到织机五大运动的反复拉伸、弯曲和冲击，因此，上浆过程中浆液对经纱的浸透、粘附及上浆后对经纱耐磨性能的提高很重要。针对这样的品种，生产中长期以来沿袭以完全醇解PVA为主的浆液配方，因为完全醇解型PVA有很强的分子间氢键，对亲水性天然纤维的亲合力较大。PVA具有优良的成膜性、粘附性及与其它浆料相溶性的特点，一度被认为是“理想”的浆料，在经纱强度的增加、耐磨性提高等综合指标上，较少有浆料与之匹敌。PR-Su浆料的性能在取代PVA上浆方面显现出了优良的性能。由PR-Su与PVA的性能指标对比表1[1]可以看出，PR-Su浆液对棉纱的粘附力及浆膜的耐磨性均与PVA相差无几，且PR-Su的粘度较PVA低，利于浆液对纱线的浸透。另外，PR-Su浆膜断裂伸长率低于PVA，浆膜撕裂强度仅为PVA的6%左右，所以干分绞阻力小，再生毛羽少，分绞断头少。

1.2 PR-Su浆料的性能特点

织物的退浆性能对后整理的成品质量和退浆成本影响很大。印染过程的退浆方法有表面活性剂退浆、碱退浆、氧化剂退浆等，无论哪种退浆工艺，布面均会或多或少残留一些PVA。即使经过煮练漂白处理，还是会残留一些PVA，直接影响印染质量。如果是外销产品，很容易在布面检测到PVA。如果要将PVA彻底退净，需耗用大量的蒸汽或水，生产成本增加很多。

PVA的另一致命弱点是对酸、碱及一般微生物很稳定，不易被降解，是一种非环保型的纺织浆料。PVA退浆废液中的化学需氧量COD为4000mg/L—8000mg/L，且废液几乎不回收，在土壤及堆肥环境中，PVA的生物降解性很差甚至基本不降解[2]。应用PR-Su浆料完全取代PVA后，由于PR-Su属于淀粉类，坯布用酶退浆效果很好，并且退浆废液污水中的化学需氧量COD值小，处理成本低，容易达到排放标准，环境保护性能较好[1]。

PR-Su浆料95℃保温15min即溶解，而PVA难溶解，常压桶95℃保温2h才能溶解。因此采用PR-Su煮浆时间可比PVA缩短l小时，可节约大量蒸汽能源，且调浆操作简单方便。从企业生产经营的角度考虑，浆料成本的高低是一项重要因素。由表l可以看出，PR-Su的成本显然低于PVA。选用PR-Su取代PVA以后，生产成本可显著降低。

2  浆料配方及浆纱工艺

2.1浆料配方

浆料配方主要依据纱线种类、经纱线密度、经纬密度、织物组织结构、浆纱覆盖系数，相似互溶原理及少组分、合理、必要的原则来确定。依据相似互溶的原理，原配方选择含有羟基较多的PVA1799和变性淀粉作为主浆料，与棉纤维有较强的亲和力，同时加入液体丙烯酸类浆料HF-BXS，其浆膜的弹性及柔韧性比PVA和淀粉好，容易退浆，对环境保护有利。

取代PVA前后的浆液配方如表2所示。

表2浆液配方

2.2浆膜性能

对两种配方浆液的粘附力及浆膜进行拉伸和耐磨实验，浆膜性能实验结果如表3所示。

表3两种配方浆液粘附力及浆膜性能对比

从表3可以看出，两种配方的浆液粘附力指标中，纱条的断裂强力及断裂伸长率接近。新配方浆膜断裂强度和耐磨性能指标比原配方稍有下降，原因是在新的配方中不是以PR-Su等量取代PVA，而是增加了变性淀粉的用量。

2.3  浆纱工艺及浆纱质量

由表l可以看出，PR-Su的含水率比PVA大得多，所以在确定浆液含固量时，浆桶高度相应降低。为避免产生轻浆，新配方的浆液含固最及浆纱上浆率要适当增加。由于经纱在上浆辊处的覆盖系数为80.2%，远远大于覆盖系数50%的理想值[3]，所以选择双浆槽浆纱机，以满足纱线进浆槽后有良好的吸浆条件，使浆液浸透、被覆均匀。浆纱各区段的张力及伸长严格控制，退绕去500N，引纱辊送经张力200N，干区张力2300N．卷绕张力3200N，使浆纱总伸长在1.2%以下。虽然经纱为纯棉，为进一步降低经纱表面毛羽，提高纱线表面的平滑性及耐磨性，再采用0.3%的后上蜡处理。浆纱工艺及浆纱质量如表4所示。    

表4浆纱工艺及质量

3  织造效果

织机选用GA747-200型剑杆织机，车速180r/min。两种配方的织机上机工艺相同，开口时间2900，后梁85mm，停经架高180mm，前后300mm。

织机效率及经纱断头率见表5。

表5  织机效率及经纱断头率

表4中新配方的浆纱质量如浆纱断裂强力、断裂伸长率及增强率比原配方略有降低，而浆纱耐磨性能与原配方非常接近。表5中两种配方的织造效果如织机效率及经纱断头率无明显差异。由此可以看出，新配方中浆纱断裂指标的少量下降对织造过程中的效率及断头率影响不大，断裂指标的少量下降仍能满足织造的需要，而浆纱耐磨性能与原配方没有明显差异，且浆纱出烘房后目测观察其毛羽较原配方降低，织造时梭口清晰度好。表4的用浆成本说明新配方较原配方可以节约用浆成本，因此采用新配方可以完全取代PVA。

4存在的问题及解决措施

4.1  浆液的凝冻

在对两种浆液配方进行浆膜制做实验时发现，若按照常规浆膜摊铺的温度要求，由于新配方变性淀粉的用量比较多，浆液的流动性随温度变化比较大，当浆液温度低于70C进行浆膜摊铺时，由于温度降低后浆液产生凝冻现象，其流动性降低，导致浆膜摊铺时有一定的困难，严重时浆膜不易摊平整，直接影响浆膜性能的研究结果。生产实践中也存在此类问题，即在北方低温的季节会产生输浆不畅而堵塞输浆管的现象，尤其是在输浆管路长、保温措施差的情况下堵塞更严重，造成输浆不畅，若新浆补充不及时，不能最大限度地保持浆液的新鲜，使浆槽内浆液的浓度与粘度不稳定，易造成上浆不稳定。

针对这种现象，可选择PR-Su不等量取代PVA，配方中加入少量的PVA，如将新配方中加入6.25Kg的PVA，通过生产实践发现，堵塞浆管的现象基本可以消除。也可采用加入适量GP-10或EN-K，二者具有较好的抗凝冻性[ 4]。

4.2  回潮率对浆纱质量的影响

采用PR-Su取代PVA后，若回潮率在7.5%左右或更低时，织机的好轴率下降，主要是织机经常出现倒断头现象。而这种情况若不全面观察分析，很大程度上误认为是整经的倒断头引起。在对整经质量的严格控制后并未有较大的改善。通过认真分析与观察，发现浆纱在复分绞棒与伸缩筘之间时产生脆断头，如果不仔细观察很难发现，因为浆纱的运行速度较快，瞬间产生的断头很快被卷进织轴，到织机即形成倒断头。

针对这种现象，考虑到有可能是因为浆液配方中变性淀粉的用量较多而引造成的。由于其断裂伸长率较小，当回潮率较低时易产生脆断头。所以适当提高浆纱的回潮率为8%~9%，同时加强浆纱挡车工的巡回操作，一方面做到车前不离人，重点查看伸缩筘，另一方面勤巡回检查，以预防为主，及时发现并处理倒、并、绞头，但要注意正常开车时不能随意挑纱搬筘，否则易产生绞头。通过采取上述措施，好轴率明显提高，由浆纱脆断带来的织轴倒断头情况消失。

5  结论

(1)织造高覆盖率、高紧度织物时，以一定量的PR-Su取代PVA后，浆纱的耐磨性能未明显降低，浆纱后的再生毛羽少，毛羽贴伏好，织造效果与PVA浆液基本相当。

(2)用浆成本降低，同时也可以减少由使用PVA带来的环保问题。

(3)在冬季低温环境下，取代PVA的浆液配方中，变性淀粉的使用量较多时，浆液的流动性降低，会产生浆液堵塞输浆管道的现象，可通过不等量取代PVA或者加入少量抗凝冻性好的浆料来改善。

(4)浆纱回潮率不宜过低，否则会在浆纱复分绞时产生脆断头，织造时倒断头增加。

(5) PR-Su为马铃薯变性淀粉，对棉纤维有很好的粘附力，浆料易溶解，煮浆时间短，可节约大量蒸汽能源。

参考文献：

[l]史博生，郑力．PR-Su浆料完全取代PVA上浆的工艺探讨（上）[J]．棉纺织技术，2008( 6):24-28

[2] 范雪荣，纪惠军，王强．试论聚乙烯醇浆料的环保性能（下）[J]．棉纺织技术，2007(8)：19-21

[3] 朱苏康，高卫东．机织学[M]．北京：中国纺织出版社．2008:105

[4] 史博生，郑力．PR-Su浆料完全取代PVA上浆的工艺探讨（下）[J].棉纺织技术，2008(7)：24-28