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创新工艺实现无PVA环保上浆

来源:万方数据   作者:郭占军 王玉琦  发布时间:2013-08-26
1997年中国棉纺织行业协会提出“少用、不用PVA”的倡议以来,PVA占比逐年降低。但随着高速喷气织机的发展,织造产品难度的加大,对上浆的要求也随之提高,对“少用、不用PVA”提出了更大的挑战。很多浆料生产企业在研究开发以变性淀粉为代表的环保浆料,但是如何达到最佳浆纱效果,上浆工艺成为关键所在。

“两高一低”上浆工艺

    “两高一低”上浆工艺是以高压浆力为核心和相应的“高浓低粘”浆液相适应的高压上浆工艺,三者有机组合而成的浆纱工艺。高浓低粘浆料,特别是各种高性能、高浓低粘淀粉浆料广泛应用,采用较高的压浆力,通过高压压浆辊的挤压作用,增大渗透进入经纱内部的浆液量,改善纤维间相互粘结程度,提高浆纱的增强率。高的压浆力有助于克服经纱毛羽的自身刚性,增强对毛羽的服帖作用,减少毛羽。高压上浆压出回潮率低,减轻了烘筒的负荷,从而减少浆纱耗气,促进了浆纱质量的提高,有利于环保上浆。目前“两高一低”上浆工艺在中低支产品中替代PVA上浆发挥了作用。

    由于高支高密织物对浆纱的少毛羽、高耐磨的上浆工艺提出了更高的要求,因此在高支高密产品的应用中,“两高一低”上浆工艺还需从以下几方面探索:(1)要研究开发高含固量、低粘度、流动性好、易于浸透且黏附力强的浆料;(2)与适宜的压浆辊匹配,压浆辊的材质要满足高支高密织物高压上浆的弹性、耐磨、耐腐蚀等特性,压浆辊的强度、刚度、硬度等要求也应符合高支高密织物上浆的特点;(3)为符合高支高密织物的纱线上浆要求,压力装置应满足提供的压浆力使纱线达到浸透与被覆的合理配置。

预湿上浆工艺

    预湿上浆的原理是在浆纱机的经轴架与浆槽之间插放一个预湿水槽,经纱进入浆槽前,先在一个预湿槽中,用90℃左右的热水浸渍和挤压,使热水充分浸透经纱,并确保经纱上的蜡质、果胶质和脂肪物质能有熔化和洗涤作用。从而保证了后面浸浆时,有一个良好的润湿和吸浆条件。在浆纱机前加预湿技术,经预湿上浆后,经纱强力增加,毛羽减少,耐磨性能提高,甚至增加浆料在经纱的黏附力,减少落浆量,并有助于织造效率提高。上浆率的普遍降低,节省浆料并减少了染整厂水处理的费用,BOD、COD的减少,对环境改善颇有助益。

    但是预湿上浆技术的推广应用受到以下几方面限制:

    (l)特殊设备要求。由于经纱从预湿槽转移到上浆槽要带人大量水分,将会稀释浆液浓度,有时控制不当,浆槽浆液浓度低于要求,只能暂时停止预湿。比较可靠的措施是在浆槽设置浆液浓度监测和自动调节系统。

    (2)工艺参数的控制技术。预湿上浆使经纱在加压导纱条件下湿态长度增加,虽然高速浆纱机有先进的分区张力调节系统,但难免增加经纱的湿态伸长,因此预湿上浆的浆纱伸长率就会增加。生产实践证明,预湿上浆工艺对中低号棉纱最适用。

    (3)品种受限。纤维分子结构不同,纤维的特性也不同,其预湿效果也有所区别。纯棉纱或混纺纱中棉纤维比例较高的纱,压出回潮能达到要求,但合成纤维纯纺或混纺比例较高的纱,在100 kN的压力条件下,经纱压出回潮率也难以达到40%以下,所以预湿工艺技术对这些品种并不适用。

    (4)对预湿上浆的认识。对预湿上浆的适用范围理解存在误区,由于预处理纱线的压出回潮随纱支提高而提高,误认为预湿上浆较适用于粗支纱和中支纱以下,这也是我国纺织企业不积极引进预湿浆槽的重要原因。

合理设定烘筒温度

    烘燥温度的控制不仅影响浆纱回潮,而且对浆膜的性能产生至关重要的影响。在保证浆纱速度和回潮率的前提下,合理设定烘筒温度,对淀粉类浆料上浆尤为重要,对提高浆膜完整度和减少浆纱毛羽有很大关系。如果短时烘筒表面温度过高,则水分蒸发对浆膜的破坏和冲击就很大,造成浆膜完整度降低,浆纱落物增多,浆纱毛羽增加。

    变性淀粉类浆料本身的含水率在14%-15%左右,在以变性淀粉为主浆料的浆纱生产时浆纱回潮应比含有PVA上浆的偏大,在生产实践中企业摸索的经验是,全棉品种一般控制在8%-9%左右,cvc品种一般控制在5%-6%左右,T/C品种一般控制在4%-5%左右,有利于提高全棉纱线的物理性能,减少干分绞落浆和二次毛羽的产生。

    同时预热烘筒与主烘筒温度的适度偏差能有效保证浆膜的完整性,从而保证浆膜的耐磨性。以纱线公定回潮率为标准适当提高浆纱回潮,降低烘筒温度特别是降低合并烘筒温度,有利于提高浆纱效率和质量,节约能源。

湿分绞提高浆纱质量

    湿分绞装置设在浆槽与烘房之间,在新型高速浆纱机上,采用烘筒干燥装置,湿浆纱出浆槽后,直接进入烘燥装置,一般只采用一根湿分绞棒,将湿浆纱分为两层,分别进入两组预烘烘筒,称为分层预烘。这对保证单根纱浆膜完整、毛羽服贴以及烘干后干分绞顺利进行、减少分劈时的再生毛羽都有重要作用。

    湿分绞装置更适用于无PVA上浆,因PVA浆料容易在湿分绞棒的表面形成浆皮。生产实践表明:应用好的浆纱湿分绞棒对湿浆纱表面具有很好的“抹纱”作用,使浆液在纱的表面涂抹得更均匀,这样湿浆纱平行进入烘房后经过预烘,浆纱的水分被迅速蒸发,浆膜很快定型并趋于完整,浆纱毛羽服贴,表面光滑,减少了烘干后机前干分绞的阻力,对保持浆膜的完整性,减少浆纱的再生毛羽,减少落浆落棉,提高浆纱质量和浆轴的完好率都十分有利,便于提高织造的开口清晰度,减少布机断头。

后上油(蜡)改善织造效果

    浆纱后上油(蜡)是有效降低浆纱表面摩擦系数,减少静电积聚,改善织造效果的一项有效的技术措施,尤其对高密织物更加必要。通常后上蜡装置都安装在浆纱出烘房后与主绞棒之间,蜡浴装有加热设备,温度高低可自动调节控制。后上蜡剂是用于已烘干浆膜表面,所以对浆膜内部特性并无影响,后上蜡不影响浆料对纱线的黏附力。浆纱油剂和后上蜡剂成分主要为油脂、石蜡和聚乙二醇。在使用时应注意选择不含APEO的油剂或后上蜡剂,因APEO具有生物毒性和生物不易降解性,欧洲一些国家已限制在纺织品中使用。上浆油剂从纱线内部帮助纱线满足越来越高的浆纱要求;后上蜡从纱线表面满足越来越高的浆纱要求。

    后上油(蜡)可以降低纱线的摩擦系数,改善浆纱平滑性能和抗静电,减小综筘片的磨损,提高织轴可织性,降低经纱织造断头,还使浆纱机和织机上落物减少,提高织造效率,同时能大大减少由于纱身不光滑而造成的有关织疵,提高下机和入库正品率。但是,后上蜡不宜过多,否则后道印染厂染整预处理时,蜡在精练中难以脱落,往往由于退除不尽而造成染色不匀,而且蜡质不好、上蜡不当时,也会出现浆纱后上蜡后印染退浆时蜡不易褪尽、出现染色不匀、不易上色等问题,而且在织造时综、筘、停经片易产生积蜡现象。

    相较于后上蜡,后上油易于退浆时防止“蜡斑”,但后上油经纱平滑性不如后上蜡,织机效率可能不如后上蜡,因此在织造经密不高的品种时,适合用后上油;在织造高经密品种时,因织物交织点多,摩擦大,对织物平滑性要求更高,更适合用后上蜡。

    总而言之,浆纱的根本目的就是减少纱线表面毛羽、增加纱线断裂强力和提高纱线的耐磨性等方面改善纱线的可织造性能。因此在无PVA上浆时,必须根据变性淀粉等环保浆料本身的特性,结合纱线性能指标和品种的织造难易程度,针对织机性能,在浆纱工艺上作合理的调整和改进,设置适当的工艺参数,才能使浆纱满足织造的要求。

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