半糊化浆纱技术在纯棉高支高密品种上的应用实践
邱卫兵 张慧霞 乐平勇
(际华三五四二纺织有限公司)
目前纺织行业普遍使用“PVA+变性淀粉+助剂”的调浆模式,经过高温高压调制成完全糊化的浆液,供浆纱工序使用。此种调浆方法不仅费时(调好一桶浆耗时2小时以上)、消耗能源(长时间通蒸汽烧煮),而且聚乙烯醇(PVA)在自然环境下非常难以降解,对环境的危害性极大。
多年来,在棉纺织行业协会的倡议和引导下,加之下游企业和国外客户对纺织产品的环保性要求,国内许多纺织企业都在积极探索少用或不用PVA的新途径、新方法。我们公司在这方面通过长期的试验研究,逐步摸索出了一套适合不同产品档次、比较完整的浆纱工艺方案,较好地满足了不同客户的需求。但是,采用高性能的变性淀粉取代PVA实现绿色环保上浆,往往面临浆纱成本增加,浆纱质量稳定性欠佳的尴尬局面。由于纺织市场竞争非常激烈,公司领导要求浆纱不仅要实现绿色环保,而且要降低综合成本。为此,我们在今年8月份引进了半糊化浆纱技术,通过一系列前期的技术准备工作,逐步扩大试验规模,目前已进入了应用推广阶段,取得了较好的效果。
一、 关于半糊化上浆
半糊化上浆技术采用了一种以“高性能变性淀粉+原淀粉+助剂”的调浆方案,调制的浆液实质上是“部分淀粉完全糊化+部分淀粉乳液”的共混体。浆纱过程中浆槽不需要开蒸汽,仅靠浆液自身的温度维持。通过浆纱的渗透和被覆作用,纱线经过烘筒表面快速烘干时,也使得粘附在纱线表面大量吸水而未糊化的淀粉颗粒糊化破裂而被覆到纱线表面,形成完整牢固的浆膜,充分发挥了淀粉浆料的特性。
二、 试验品种
我们选定:JC60紧密纺×JC40(40D) 210×110 78" 5/3 弹力直贡,该品种生产难度系数大,总经根数:16340根,浆纱覆盖系数52.3%。正常浆纱过程中,由于纱线排列紧密,工艺上需要考虑兼顾渗透和被覆的比例,力求保证浆膜的完整性。采用传统的上浆工艺,由于PVA的使用量较大,浆液粘度高,流动性不理想,浆纱经过干分绞时,浆膜撕裂破损严重,落浆多。
三、 调浆配方及成本对比
常规工艺配方
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半糊化工艺配方
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PVA-1799 (kg)
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45
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PR-Su (kg)
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50
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低粘变性淀粉 (kg)
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80
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玉米原淀粉 (kg)
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100
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液体丙烯 (kg)
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12
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KF助剂 (kg)
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5
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蜡片 (kg)
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3
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浆料干重 (kg)
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113.4
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浆料干重 (kg)
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131.8
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含固量 (%)
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16.2
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含固量 (%)
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15.5
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浆桶粘度 (秒)
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12.0"~16.0"
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浆桶粘度 (秒)
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5.5"~6.5"
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调浆体积 (升)
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700
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调浆体积 (升)
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850
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用浆成本 (元/100升)
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130.00
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用浆成本 (元/100升)
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108.06
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干浆单价 (元/ kg)
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8.03
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干浆单价 (元/ kg)
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6.97
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从上表可知,半糊化配方干浆单价从全糊化配方8.03元/ kg降低到6.97元/ kg,降低了13.2%。
四、 调浆操作规范
1、严格按照调浆配方要求进行配料,各种配好的浆料一次性投放到位,并按规定的体积一次性加水到位;
2、调浆桶淀粉乳液温度设定:42~55℃,糊化器温度设定:62~65℃;
3、开启糊化器,使糊化器内的淀粉乳液糊化。糊化器内的浆液温度明显高于调浆桶淀粉乳液的温度,较大的温差及压力促使淀粉乳液快速从糊化器的底部进入,从糊化器的上部喷出,完成部分糊化,并形成连续不断的循环;
4、随着糊化器开启时间的增加,糊化淀粉的比例增加,浆液粘度逐步升高,当浆液粘度达到工艺规定值,关闭糊化器,完成半糊化浆液的调制;
5、半糊化上浆的实质是只有部分淀粉完全糊化,部分淀粉仍然以乳液的形态存在。半糊化浆纱的质量稳定性如何,有一个很重要的控制指标——浆液糊化程度。糊化度过低,会导致上浆率偏小,影响后工序生产。因此,调浆过程中不可过早关闭糊化器蒸汽阀门,待浆液粘度达到工艺规定范围,才表示调浆过程完成。
五、 浆纱上机工艺参数对比及浆纱操作规范
项 目
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常规工艺
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半糊化工艺
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浆纱机机型
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津田驹SH-30
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津田驹SH-30
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浆槽温度 (℃)
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90~95
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浆液自然温度
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电脑显示浆液粘度 (秒)
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13.0~15.0
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5.0~6.0
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压浆力 (×10KN)
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1.30
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1.50
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预烘锡林温度 (℃)
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110~135
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130~95
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主锡林温度 (℃)
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80~95
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40~50
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回潮率设定 (%)
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6.5~7.5
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8.0~9.0
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浆纱车速 (m/min)
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30~40
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45~55
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1、 按照浆纱操作法及产品的工艺规定做好浆纱起机前的各项准备工作;开车前须检查大、小浆锅的蒸汽阀门,确保开车过程中完全关闭,不存在漏蒸汽现象;
2、 关于浆纱回潮率的控制:半糊化上浆的回潮率控制很关键,回潮率过大会影响浆轴本身质量,回潮率过小,会导致浆纱开车环境恶化,影响喷气开台效率。一般从压浆力、锡林温度设定、浆纱车速等方面综合考虑。
⑴ 预烘锡林温度不宜过低,否则会影响粘附在浆纱表面淀粉颗粒的完全糊化,浆纱脱离预烘锡林时出现撕裂状况,严重破坏浆膜完整,导致干分绞落浆和毛羽增加。预烘锡林温度设定范围:95~135℃,通常是第一只预烘锡林温度最高,依次降低。具体视当时的设备状况和总经根数而定;
⑵ 主锡林在开车时只起一个辅助烘干的作用,为了实现快速烘干,尽量将烘干任务交给预烘锡林组来完成,建议主锡林温度:30~50℃;
⑶ 回潮率调节控制方法:开车过程中,挡车工要随时注意观察,总体原则是车头主锡林上方不冒白烟,以手掌心感受车头拖引辊中间部位的温度有微热感,车头分绞区域无明显的粉尘飞扬为适宜;
⑷ 开车过程中下绞线或者处理断头时,力求动作迅速,尽量减少打慢车的时间;
3、 其它质量控制措施按常规浆纱质量的控制要求执行。
六、 浆纱实测质量指标及用浆成本
项 目
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常规工艺
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半糊化工艺
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上浆率 (%)
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13.6
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10.2
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浆纱回潮率 (%)
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7.3
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7.9
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增强率 (%)
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16.3
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13.7
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减伸率 (%)
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12.6
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7.5
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百米经纱干重(kg/百米)
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16.35
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16.35
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百米用浆干重(kg/百米)
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2.22
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1.67
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百米用浆成本(元/百米)
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17.76
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12.69
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半糊化工艺的上浆率由全糊化工艺的13.6%降低到10.2%,降低了25%,所以百米用浆成本由17.76元/百米降至12.69元/百米,百米用浆成本降低了5.07元/百米。
七、 织造效果
项 目
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常规工艺
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半糊化工艺
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喷气织机车速 (rpm)
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590
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594
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经向停台 (次/班)
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12.7
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11.0
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纬向停台 (次/班)
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24.1
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21.2
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织机效率 (%)
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89.7
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91.4
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半糊化工艺的织机的经、纬向停台都有降低,织机效率从89.7%提高到91.4%。
八、 半糊化上浆新技术的优势
1、由于调浆配方组分简单,不需要在高压调浆桶烧煮,浆桶温度和糊化器温度均自动控制,调浆操作简单,降低了调浆工的劳动强度;
2、调浆桶温度控制在42~55℃,糊化器温度控制在62~65℃,浆槽不供蒸汽,采用浆液自身温度上浆,而且半糊化浆纱的回潮率控制比常规浆纱工艺的回潮率高一些,锡林温度的设定值低一些,这些可以大幅度降低蒸汽能源的消耗,降低浆纱费用;
3、解决了淀粉浆液老化、凝冻、结浆皮问题,不堵塞输浆管道,浆纱分绞轻快,有利于浆纱质量的提高;
4、不使用PVA浆料,大量使用玉米原淀粉,用浆成本明显降低;
5、由于不使用PVA浆料,而且淀粉中没有添加化学改性剂,退浆方便,费用低,零排放,低碳环保,绿色高效。