新型纺织纱线上浆的实践与体会

江苏悦达家纺有限公司

吴长宏

摘要：新型纺织纱线因纺纱方法的不同，形成了纱线结构上的区别，故而对上浆需求也有所不同。纱线中纤维成份的不同，还会产生对浆液吸附量的差异。于是，本文在分析纤维特性和纱线结构及浆料性能的基础上，介绍如何通过树立新的浆纱理念，使新型纺织纱线达到上好浆、上小浆或免上浆的实践过程。浅述如何从改变上浆工艺路线入手，让浆纱上浆性能实现增韧和减磨的体会。

关键词：纤维特性、纱线结构、浆料性能、上浆量、聚合度、结晶度、浸压方式、压榨宽度、烘燥形式。

1．前言

天丝、莫代尔、天竹等都是近几年研发出来的新型纺织纤维。紧密纺、赛络纺、赛络紧密纺、涡流纺等又是近几年推广的新型纺纱方法。用这些纺织纤维和纺纱方法所纺出的纱线通称为新型纺织纱线。

由于纺纱方式和纤维组份及纤维特性的不同，从而使各种新型纺织纱线的性能、结构、品质存有差异。并且这个差异对上浆有着不同的需求。比如，纯棉紧密纺纱和天丝紧密纺纱，虽然纺纱方法相同，纱线都具有纤维取向度高，结构紧凑，表层光洁、条干和强力CV值低的特点，对浆液都具备良好的吸附性能。但因天丝纤维中不含棉蜡、果胶等伴生物，并且纤维的聚合度和结晶度都小于棉纤维。于是，天丝纱线的吸湿性能好于棉纤维纱线。用高性能超低粘变性淀粉浆料匹配成浆液进行上浆，其浆纱的上浆性能即可满足织造的需求。然而，在多品种小批量的织造环境中，淀粉浆膜很难通过吸湿或放湿过程弥补“硬脆”的缺陷，使浆纱在织造时耐屈折性能下降而直接影响织造效率的稳定。显然，如何根据纱线结构和纤维的特性控制纱线对浆液的吸附量，以良好的上浆效果，实现浆纱的增韧，成为浆纱工作者共同关注的焦点。如何根据纱线的吸浆量控制好浆液在纱线上的分配比例数量，以最佳的压浆效果，实现浆纱的减磨，成为浆纱工作者共同努力的方向。

因此，新型纺织纱线的上浆，要以新的浆纱理念为引导，以浆纱工艺的创新为支撑，以设备良好的运行为保障，以浆纱技术的突破为起点。才能达到上好浆、上小浆或免上浆的上浆效果。才能降低能源和资源的消耗。才能加快纺织上浆创新、环保、高效的步伐。

2014年，我公司先后用紧密纺、赛络纺以及赛络紧密纺纱线生产了105″JCF100^S(100%长绒棉)×JCF100^S(100%长绒棉) 230×190缎纹五枚三飞、107″LF80^S（超细旦）×LF80^S（超细旦）200×180 缎纹五枚三飞、118″LF38/MDL47/JC15 60^S×LF38/MDL47/JC15 40^S 200×85 小提花等品种。

实践中，为让上浆纱线得到恰当的上浆量，浆液在纱线上达到合理的分配。通过浆纱理念的转变和浆纱工艺的创新及操作技术的提升，寻找到浆纱减磨的途径，摸索出浆纱增韧的方法，使新型纺织纱线的上浆性能满足了织造的需求。

2．新型纺织纱线上浆的实践与体会

上浆实践中，树立浆纱理念，分析纱线结构，研究纤维特性，了解浆料性能，掌握设备功能，创新浆纱工艺、强化过程控制、执行统一操作是实现新型纺织纱线上好浆、上小浆或免上浆的前提。并且只有根据纱线的品质和织物的耗纱量及浆料的性能进行浆液匹配，才能充分发挥浆料的性能，只有让上浆纱线达到恰当的吸浆量，并合理的分配在纱线上，才能稳定和提高浆纱的可织性。

2.1. 根据纱线结构改变浸压方式有利于吸浆量的控制

浆纱机的浆槽是上浆的核心部位。研究和掌握不同品牌浆纱机的浆槽结构与特点，实现对纱线上浆效果和压浆效果的控制至关重要。纱线从进入浆槽吸浆到被压浆送出浆槽的过程中，在压浆条件不变的情况下，纱线所能吸附浆液总量的多少，除与所浆纱线种类、纱线特数、纱线结构、纱线排列密度、浆液含固率、浆料粘附性能等有一定的关系外，更取决于不同的浸压方式。比如，贝宁格 — 360型浆纱机的浆槽是双浸四压的上浆机构，若不根据纱线的吸湿能力和纱线的上浆需求优化浆料匹配、调整浆液含固率、改变纱线在浆槽中的浸压形式，就不能从根本上解决不同结构的纱线在不同覆盖率情况下对浆液湿润和吸附的问题。于是，生产中，通过采用双浸四压、单浸双压、单浸三压、无浸双压的形式，对吸湿能力不同的纱线进行上浆，达到稳定上浆性能的目的。表1 是不同品种的实践结果。

纱线结构不同、纤维特性不同的上浆实践                表1

品种1．105″JCF100S(100%长绒棉)×JCF100S(100%长绒棉)   230×190 缎纹五枚三飞

品种2．118″LF38/MD L47/JC15 60S×LF38/MDL47/JC15 40S  200×85 小提花缎条

品种3．110″JCF120S/2×JC60S  200×120    丝光不烧毛色织大提花

品种4．120″JCF60S（细绒棉）×JC60S  198×100  缎纹五枚三飞，

品种5．107″LF80S（超细旦）×LF80S（超细旦）  198×100  缎纹五枚三飞，

分析：

品种1是纯棉高支高密品种，浆液匹配采用了混合浆，其目的是用好浆料上好浆。为保证上浆纱线达到恰当的吸浆量，采用双浸四压的浸压方式上浆，为让纱线的浸透上浆大于被覆上浆，将主压浆辊的压榨宽度控制在18～20mm之间。为减少浆纱有害毛羽的产生，湿浆纱分层进入烘燥。

品种2是混纺的高支紧密赛络纺纱。因纱线结构似同于股线，且纱体光洁滑爽，上浆要求为上小浆，所以匹配了以高性能、超低粘的马铃薯变性淀粉为主的浆液。采用单浸三压的浸压方式上浆，为让纱线的浸透上浆大于被覆上浆，将主压浆辊的压榨宽度控制在20～22mm之间。同时还降低了含固率和上浆率。湿浆纱不分层进入烘筒烘燥，并根据湿浆纱所需的蒸发量确实烘筒使用只数和烘筒表层温度，让浆纱保持应有的回潮率。

品种3是纯棉丝光线（不烧毛）。由因纱线呈现的丝光度好，而且纱线具有光洁滑爽，纤维取向度高，纱体结构紧凑，吸湿性能强的特点，可进行薄浆上浆或免上浆。于是采用了无浸双压的浸压方式对纱线进行吸浆和压浆，同时适度增大纱线在各区的伸长和浆纱的回潮率，以减少浆纱在伸缩筘齿处的涌头次数，提高浆纱的外观质量。

品种4和5纱线中的纤维为细绒棉和超细旦再生纤维素纤维。由于纤维越细时，其比表面积就越大，表面吸附能力就越强，同时纤维的吸附能力也就越大。而细绒棉和超细旦天丝的纤维纤度都很细，因此比表面积大，且吸浆后纤维间的抱合力好，纱线可采用高覆盖率和双浸四压的浸压方式上浆。

2.2．浆纱的压浆效果与纱线的结构有关

众所周知，研究浆纱的实质就是让纱线通过对浆液的润湿和压浆辊的压榨，实现浆液在纱线上分配比例的合理。实践中，认为传统的环锭纺纱线上浆，被覆上浆比例的确定是在上浆率一定的条件下，纱线特数愈大、织物耗纱量愈大则被覆上浆的比例愈大。而新型纺织纱线上浆时，由于纱线结构的不同，纱线中纤维特性的不同，会产生吸浆能力和上浆需求的差异。因此，在满足纱线上浆需求的前提下，被覆上浆的比例是根据纱线结构而定。如气流纺纱≥涡流纺纱＞普梳纱＞精梳纱＞紧密纺纱＞赛络纺纱＞赛络紧密纺纱＞股线＞丝光线。另外，被覆上浆比例与纱线中长绒棉的含量有关系，即纱线中长绒棉含量越高，则被覆上浆比例越小。被覆上浆比例与压浆力有关系。即纱线中长绒棉的含量越多，则主压浆辊的压浆力越高，压浆力越高则被覆上浆比例越小。

还有，浆纱要实现完整的被覆必须要有良好的浸透为支撑。因为浸透到纱线中的浆液不仅有效的防止纱线内部纤维间的滑移，使纱线中纤维的抱合力提高，而且还能与被覆在纱体外面的浆液产生有机的结合，提高浆膜的完整度和耐磨强度。但是浸透上浆需要有个度，需要有个优化范围。有关文献言“浆液的浸透率应控制在纱线截面积的20%～30%，最大不超过40%”。因为当浆液在纱线中浸透率超过40%时，会导致浆纱柔韧性能的下降。但是，当浸透率低于20%时，一是纤维间集束效果不理想，二是不能与被覆在纱线表面的浆液融合为一体，影响浆膜的牢固度。因此，新型纺织纱线的上浆，既要根据纱线结构控制浆液的吸附量，因为上浆效果是获得压浆效果的前提。还要根据吸浆量控制主压浆辊的压榨宽度，因为压榨宽度是获得压浆效果的关键。只有通过压榨宽度的控制，改变被覆和浸透上浆的比例，才能实现浆纱的减磨和增韧。否则压浆效果不能满足纱线结构的需要。

2.3. 根据纱线受挤压次数的变化调整浆液含固率同样可得到理想的上浆效果

高浓、高压、高速、低粘的上浆工艺理论已经得到全国浆纱界的广泛认同。尤其是含固率≥上浆率的工艺理论成为能否走高压上浆工艺路线的标准。然而，上浆过程中，由于纱线在浆槽内湿润时间的长短和受挤压次数的不同，会影响到上浆性能的稳定。例如，贝宁格 — 360型浆纱机，虽然浆槽的体积小，纱线在浆槽内最长的浸浆长度仅为70cm。但浆槽双浸四压的上浆结构，增加了纱线受挤压的次数，受挤压的时间也由0.02秒延长到0.08秒，由此解决了纱线湿润和吸附不足的问题。这就是贝宁格 — 360型浆纱机浆槽结构特点的所在。于是，利用这个特点，并通过实践中的摸索，将不同结构和不同吸湿性能的纱线的上浆率与含固率之比，由1:1.1调整为1：0.9，甚至1：0.6。那么，从表1中的数据可看出，浆液含固率的降低，不仅有助于纱线对浆液润湿速度的加快，更重要是含固率≥上浆率的上浆理念得到了改变。实践表明，遵循“极性相同”、“相似相容”原则匹配浆液组分，根据纱线的结构和纤维的特性及浆料的性能控制压榨宽度，浆液含固率可随着纱线受挤压次数的改变而变化。根据纱线的结构和纤维的吸湿性能改变对纱线的浸压形式，其含固率≤上浆率时也可走高压上浆的工艺路线，同时还能得到预期的上浆性能和理想的织造效率。贝宁格 — 360型浆纱机对不同结构的纱线上浆时，浆液含固率的控制范围排序为：

不同结构的纱线：普梳＞精梳＞紧密纺＞赛络纺≥赛络紧密纺，

不同纤维的纱线：涤纤维＞棉纤维＞麻纤维＞天丝≥莫代尔≥粘胶纤维＞丝光线等。

  2.4.浆纱的上浆性能与选用的浆料有关

一种变性淀粉浆料对纱线上浆后能否发挥其应有的性能，不仅与纤维特性、纱线结构、纱线品质、浆纱工艺、浆纱设备、过程控制、操作技术等因素有着密切的关系，而且还与变性淀粉分子结构的变化和淀粉结晶度的不同有关。因为 “极性相同”、“相似相容”匹配浆液组分虽能使纱线达到所需的吸浆量，但不同品种的淀粉其结晶度不同，同一品种的淀粉用不同的变性方法进行变性时，其结晶度也会产生一定的差异。这些不同和差异的存在，既会影响纱线的湿润和吸附效果，使浆液在纱线上分配比例不合理，又会影响浆膜的抗冲击性能，使浆纱的可织性达不到织造的需求。于是，分析纱线结构和研究纤维特性对浆液吸附量的影响显得尤为重要。关注变性淀粉分子结构的改变和重视淀粉颗粒结晶度的变化对浆膜性能的影响更显得不容忽视。例如，我公司刚开始生产118″LF38/MDL47/JC15 60^S×LF38/MDL47/JC15 40^S 200×85 小提花品种时，由于忽视纱线结构和纤维特性对浆膜性能的要求，所以采用了传统的浆料匹配进行上浆。结果因浆液粘度偏高，纱线吸浆量过剩，使浆纱在伸缩筘齿处频频出现涌头，不仅影响浆纱效率，关键是浆纱的脆断而导致织造效率的下降。

赛络纺纱线上浆的失败，迫使大家转变浆纱理念。认为根据纱线结构选用浆料，才能控制纱线的吸浆量。实现浆纱工艺的创新，才能提高纱线的可织性。注重浆纱过程的控制，才能保证上浆效果稳定。于是，重新对LF38/MDL47/JC15 60^S赛络纺纱线上浆时，浆液匹配采用了8010超低粘浆料，上浆工艺采用了降低浆液含固率、提高纱线覆盖率、缩短纱线吸浆时间，加大主压浆辊线性压力的路线。结果浆纱效率和织造效率都达到了预期的效果。表2是新型浆液配方和传统浆液配方的效果对比。通过对比可看出，之所以8010浆料可满足赛络纺纱线的上浆需求。一是因为马铃薯淀粉经醋酸和交联双重变性后，淀粉的分子结构和淀粉颗粒的结晶度出现了一定的变化。这个变化同普通变性淀粉最根本的区别在于其浆膜具备了致密耐磨擦和柔韧抗冲击的性能，从而改善淀粉浆膜硬脆的缺陷，实现浆纱的增韧。特别是超低粘的浆液，不但加快与纱线的粘附速度，由此解决纱线高覆盖率时吸浆难的问题，而且完整致密柔韧光洁的浆膜还让纱线具有了相似于长丝一样的上浆效果，使浆纱实现减磨。二是因为LF38/MDL47/JC15 60^S赛络纺纱的结构似同于双股线，不仅纱体表面光洁滑爽毛羽少，而且纤维具有很强的吸湿性能，所以只要上小浆，其上浆性能就可满足织造的要求。实践表明，根据纱线结构选用浆料是浆好新型纺织纱线的前提。根据纱线结构控制上浆量是浆好新型纺织纱线的基础，合理分配被覆与浸透上浆的比例是浆好新型纺织纱线的关键。掌握浆纱的过程控制，才能实现纱线上浆性能的减磨和增韧。

传统配方和新型配方上浆效果对比     表2

2.5.纱线的吸附性能与纱线结构和纤维组份及纤维特性有关

《纺织材料学》言，“由于纤维内部的亲水基团是纤维具有吸湿性的决定性因素。并且亲水性基团的存在与否，基团数量的多少、极性的强弱等因素决定着纤维吸湿能力的高低”。如棉、麻纤维是由纤维素大分子构成，他的每一个葡萄糖剩基上有三个羟基，因此具有良好的吸湿性能。天丝、莫代尔、粘胶、竹浆纤维、汉麻粘胶等再生纤维素纤维中不但含有大量的亲水基团且极性很强，而且纤维中还不含蜡质等伴生物。纯棉染色纱线、纯棉丝光线由于经染色和丝光后，基本除去纤维中的棉蜡等伴生物。所以，这些纤维纺成的纱线其吸湿性能都很强。彩色棉蜡质含量高，其吸湿性不如白棉。醋酯纤维，因大部分羟基被比较隋性的乙酸基所代替，所以吸湿能力很低。羊毛纤维和丝纤维中的蛋白质大分子是由a氨基酸缩合而成，因此大分子上有很多的氨基、酰胺基、羧基，所以表现出很好的吸附能力。聚酯纤维中没有亲水基团或亲水性极弱，因此吸湿能力很差。丙纶没有亲水基团，所以不吸湿。另外，纱线中纤维的聚合度和结晶度不同时，其吸附性能亦不相同。结晶度越高，无定形区就越少，其吸湿能力则越差。并且在同样的结晶度下，结晶颗粒的大小对吸湿性也有一定的影响，即晶体颗粒小的吸湿性大。纱线中纤维的聚合度越大则吸湿能力越小。表3中天丝、莫代尔纤维的聚合度和结晶度均小于棉纤维。于是吸湿能力比棉纤维大。棉纤维和粘胶纤维虽然都是纤维素纤维，但由于棉纤维的结晶度为70%，而粘胶纤维为30%左右，所以粘胶纤维的吸湿能力比棉纤维大得多。纯棉纱线经丝光处理后，由于纤维的结晶度降低而使吸附性增加。纤维大分子呈高度屈曲状态时，其分子间的间隔会越大，纤维的吸湿能力也就越高。纤维的纤度越细时，其结合体的比表面积就越大，表面吸附能力就越强，纤维的吸湿能力也就越大。

               常见纤维的聚合度和结晶度          表3

             此表摘录于《新型纺织纤维》P.47。

2. 6. 新型纺织纱线上浆的理念就是实现浆纱的“减磨”和“增韧”

从表4中的数据可看出，同特数不同纱线结构的紧密纺、赛络纺、赛络紧密纺等新型纺织纱线，虽然一定程度上提高了纱线的强力和毛羽的减少，特别是光洁滑爽的纱体，降低了纱线在织造时与综、筘、片摩擦的系数，为浆纱的减磨创造了条件。但是天丝、莫代尔等再生纤维素纤维纺成的紧密纺或赛络纺的纱线，染色后的纱线、纯棉丝光线等纱线，因纤维中不含棉蜡等伴生物，使纱线手感又涩又硬不滑软，用普通变性淀粉浆料上浆更显得挺拔，结果导致浆纱在织造过程中耐弯曲的性能明显下降。因此，上浆过程中，根据纱线的结构控制纱线对浆液的吸附量，根据浆纱压出加重率确定烘筒使用只数和设置烘筒表层温度，让浆纱具备良好的塑性，是纱线增韧的需要。根据纱线的上浆量合理分配被覆与浸透上浆的比例，使上浆纱线具备相似长丝一样的上浆效果，是纱线减磨的需要。

                      同特数不同纱线结构的物理指标                   表4

表中数据摘录于江苏悦达家纺有限公司试验室

3.结束语

1. 新型纺织纱线“减磨”和“增韧”的上浆理念,不单纯是提高浆纱的上浆性能。它内在包含着对纺织上浆工艺的探索与创新，包含着对纺织绿色上浆的追求与展望，也包含着纺织上浆创新、环保、高效目标的推进与奋斗。

2. 实践中，虽然根据纱线结构、纤维特性、浆料性能，寻找到一条浆纱减磨的途径，摸索到一点浆纱增韧的方法。并获得原纱品质是前提，设备运行是基础，工艺设计是条件，过程控制是保证，操作统一是关键的体会。但随着科学技术的突飞猛进，将会诞生很多不同特性的新型纺织纤维，还会研发出更好结构的纺织纱线。因此，如何加强对预湿上浆、泡沫上浆，免烘燥常温上浆等新型纺织上浆工艺的研究与实践，浆纱工作者是任重而道远。

3. 浆纱过程中，只有通过摸索和研究，才能知道纤维表面伴生物的含量及杂质的性能对上浆性能的影响；原纱品质和浆纱断裂伸长及织物组织结构对浆料性能的影响；浆纱压出加重率与烘筒蒸发量及浆纱回潮率的关系；不同纱线结构、不同纤维特性、不同织物组织结构与纱线断裂伸长的关系等等。

4. 在浆纱同行中流传着这样两句话：“浆纱一分钟，布机一个班”。“浆纱疏忽一瞬间，布机折腾一个班”。由此表明强化浆纱过程控制的重要性和执行统一操作法的关键性。只有营造分工明确、团结协作、优势互补、共同提高的工作氛围，才可稳定浆纱的半制品质量。

5. 浆纱可织性的稳定，设备是基础。如果没有性能稳定，运行良好的浆纱设备，原纱品质再好，也达不到预期的上浆效果和压浆效果。贝宁格 —— 360型浆纱机也不例外，目前虽是国内外一流浆纱设备，但不科学合理的使用，不认真的维护保养，同样会影响浆纱半制品的内在质量和外观质量。