摘  要：本文介绍近几年国内外开发的新型高性能变性淀粉在纯棉、纯涤纱以及涤棉混纺纱无PVA上浆技术和实用效果分析，从原纱质量要求、浆料性能、浆纱浆料配方，浆纱上机工艺技术要求，实验到实际应用效果，反映在高速无梭织机短纤无PVA上浆是完全可以实现的，符合高速无梭织造效率和质量要求。

关键词：无PVA上浆、纱线质量、浆料粘附性、浆膜弯曲、浆纱参数、效果分析。

0前言

纺织行业提出短纤纱无PVA上浆已有20年，迫使中国这几年尽快采用无PVA上浆主要是：一环保对纺织企业排放有要求，二是企业、地方政府环保意识提高，三是欧美国家对从中国进口纺织品提出更高的要求，不允许进口坯布中含有PVA的织物，四是纺织浆料企业研发能力提高，一批高性能浆料陆续推出促使纺织业在不影响布机生产效率情况下在中高支纱上浆基本不用PVA，尤其是在纯棉品种上不用PVA上浆，有的甚至在80支100支纯棉品种上不用PVA ,令人高兴的是已经出现在涤棉、高配涤棉和纯涤品种上基本不用PVA上浆，这为彻底取代PVA上浆奠定基础，但是在不用PVA上浆也出现了一些问题，主要表现在纱的质量上和浆料的选用以及浆纱上机工艺上，在有些纺织厂管理比较好，纱的质量比较好实现无PVA成为可能，有些纺织企业则不然纱质较差管理也存在问题，在无PVA上浆过程中出现一些问题尤其是在涤棉和高配涤品种上进行上浆在织造时布面现棉球，所以免不了加上一些PVA，还有就是浆料选择不当，在涤棉品种上和纯涤品种上选择什么样的浆料进行上浆是很关键的，另外就是上浆工艺设计必须符合所浆品种。下面就无PVA上浆需解决几个问题进行分析。

1无PVA上浆经纱质量要求

1．1经纱质量要求

1）纱线质量指标

在无PVA上浆的一个很重要的条件是原纱质量，在上世纪70-90年代由于纺纱设备机械与信息技术结合还相对换比较落后，所以在配棉技术和纺纱技术还远不如当今技术，如今纺纱不管是设备还是还是技术都比上世纪设备和技术先进得多，而且纺纱质量大幅度提高,出现了紧密纺纱线、转杯纺纱、赛络纺纱、气流纺纱、涡流纺纱即便是环锭纺纱在条干上都取得很大进步，通过自络处理又使纱线质量上一个台阶，这为浆纱无PVA上浆提供了先决条件，通过几年无PVA上浆实践，在一般情况下原纱质量指标至少能够达到表1情况即可满足无PVA上浆经纱质量要求。

表1

2）经纱质量条件对无PVA浆纱影响

在无PVA上浆纱线的选择上，乌斯特公报条干纯棉可选择25%水平以内，涤棉可选择50%，而纯涤也可选择50%的水平，在断裂强度上选择50%-75%水平是可以满足喷气织机织造需求的，所以在纱线选择上条干CV值要尽量考虑在25%的水平，断裂强力上考虑放在较次位置上，有时在选纱线质量指标时有的企业偏重于考虑断裂强力这个指标，但上浆后效果并不理想，在浆纱配方中加了不少PVA，但还是达不到所希望效果，原因在于纱线条干不好细节和毛羽过多。另外在选择纯涤纱线时要考虑纱线接头的捻结强度，因为纯涤纱线在自动络筒机打结是靠旋转气流和其回捻惯性进行的，纯涤纤维票面比较光滑卷曲能力差所以接头容易滑脱，纯棉接头强力可以达到原纱强力的85%以上，但纯涤接头强力则差很多，在纯涤品种织造时产生断经停车有30%是结头滑脱造成的，一般情况纱支越粗接头强度越小，接头越容易滑脱，在另一方面还要考虑纱线细节指标，在上浆过程中细节处上浆率是比较高会产生脆断，尤其是纯棉品种要加以注意，在涤棉上要注意棉结和毛羽以及配棉等级，在很多企业涤棉品种在上布机后出现棉结，而其上浆率并不低，浆料配方中PVA的量也比较大，但是仍然出现轻浆迹象，这就要注意是否是配棉等级较低所致，有的企业在涤棉配棉上加入等级较差的普梳棉条，在细纱加捻过程中导致涤纶纤维外露毛羽较多，所以涤棉品种配棉等级是要考虑的一个重要因素。因此在织造紧度不大的品种一般是注重于条干指标，而断裂强度可以比条干指标低一个等级是可以接受的。但对于织造紧度较大的品种条干和断裂强度指标是同等重要，都必须达到乌斯特公报50%以内的水品，这是保证布机效率的必要条件，当然在考虑成本情况下也可以适当放宽到乌斯特公报75%水品，质量指标水平高于75%会影响织机效率降低挡车工看台数，反而导致成本上升。

2无PVA上浆浆料性能及要求

1） 目前取代PVA浆料

无PVA上浆首先要了解目前在使用浆料的物理性能和化学性能，我们知道天然纤维和聚酯纤维都是高聚物纤维，棉纤维是一种天然高聚合纤维，而聚酯纤维是人工合成高聚合物合成纤维，棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞经伸长、加厚而成的种子纤维，不同于一般的韧皮纤维。它的主要组成物质是纤维素。目前市场上用于纺织上浆的浆料主要是从植物中制取，如小麦马、铃薯、玉米以及木薯和热带芭蕉玉等等提取淀粉和对淀粉进行变性处理的淀粉衍生物，还有就是化学浆料PVA、聚酯丙烯酸系，聚酯。PVA由于其降解困难是目前取代的主要对象。

①   用于棉纤维上浆浆料

目前在我国用于纯棉无PVA上浆主浆料主要是淀粉衍生物和丙烯酸浆料，淀粉衍生物在我国基本上是干法或半干法生产工艺，这种工艺生产主要问题在于稳定性差，欧洲这类产品主要是湿法生产，产品稳定性好价格较高，丙烯有固体和液体两种，由于纺织企业意味着降低成本，浆料厂家为了适应纺织厂要求不管是液体丙烯还是固体丙烯其纯度都大打折扣，国外发达国家如欧洲上世纪八十年代就用丙烯酸加变性淀粉取代PVA在纯棉进行上浆，效果非常好，我国目前纺织企业在浆料配方中丙烯所占比例仅有1%左右，更本就没有起到丙烯在浆纱上的作用。另外目前有一些国内外生产高性能淀粉衍生物取代PVA取得了长足进步，效果明显。这些高性能淀粉衍生物与普通变性淀粉按一定比例混合普遍用于纯棉高支高密品种无PVA上浆。

②   用于聚酯纤维及聚酯纤维混纺纱浆料

在含聚酯纤维品种如涤棉和高配涤以及纯涤上进行无PVA上浆需要有一种与聚酯纤维很好亲和力的浆料和变性淀粉进行混合来取代PVA在含涤品种进行上浆，目前市场这类将浆料也有不少，作为主浆料的主要有聚酯、丙烯酸酯、变性淀粉等浆料。但是聚酯降解是比较困难的，丙烯酸和聚酯浆料含有微毒对人体是有影响的。至于淀粉衍生物在涤棉、纯涤进行无PVA上浆作用不大，主要是没有从根本是解决淀粉浆对涤粘附差和浆膜脆硬的问题。

2） 浆料粘附性

无论是纯棉、涤棉、纯涤上浆首先要解决的是浆料对这些纤维的粘附性的问题，才能解决无PVA上浆的问题。

①   对棉纤维粘附性浆料

在纯棉上进行无PVA上浆需要了解浆料对纤维的粘附性和浆膜的增韧性问题，因为对棉纤维具有良好的粘合性和增韧性浆料才能作为无PVA 上浆的浆料，为此我们把目前市场上常用各类浆料与棉及涤棉粘附性做个对比，如表2

                       各类浆料对棉粘附力对比  表2

从表2中可以看到各类浆料对棉的粘附性并不高，但对于纯棉上浆粘附力在60N以上是可接受的，其次是浆膜断裂伸长，PVA、丙烯、DF868粘附力大于60N而且断裂伸长度比较大，符合上浆必要条件，PVA作为不洁浆料出口欧盟的胚布中不能含有PVA，所以取代PVA在我国也将成为必然，目前用于纯棉上浆取代PVA作为主浆料的也就是丙烯、淀粉衍生物和DF868，淀粉衍生物作为取代PVA 上浆主浆料进行上浆时缺点是浆膜脆硬，浆膜弯曲能力差，所以要加一定比列的丙烯，主要目的是增加淀粉浆膜弯曲能力以适应布机织造，另一种办法解决办法是增加浆纱回潮率，增加回潮率就是曾加浆膜润湿效果是浆膜在织过程中弯曲能力不至于浆膜破裂，在织造过程中有两处使经纱变形量较大的地方，一处是在梭口满开时经纱在综眼处，另一处是在打纬区，经纱在和两处变形附在经纱的浆膜也发生变形浆膜破碎将料与纤维粘附力下降纤维间滑移量增加导致经纱断头和起毛起球，解决好浆料粘附性和和浆膜弯曲性问题就可以在纯棉高支高密品种上浆取代PVA进行上浆。

②   对涤棉和纯涤纤维粘附性浆料

现在在纯棉品种上进行无PVA上浆基本上已可以实现，在涤棉和高配涤棉以及纯涤上进行无PVA上浆已在很多织造厂实现，主要是选择对涤纤维粘附性好的浆料，目前对涤纤维粘附性比较好的浆料就是聚酯和丙烯酸酯类浆料，变性淀粉类浆料一般是磷酸酯、醋酸酯、以及淀粉衍生物，但目前市场上这类变性淀粉取代度极低，仅有个别生产厂家取代度达标，所以采用变性淀粉浆料取代PVA在含涤和纯涤品种上进行上浆进展缓慢，解决涤棉和纯涤上浆的关键是选择浆料对涤纤维的粘附性。

表3

从表3中可看到与涤纤维粘附性最好的是聚酯和DF868TC，经过实践证明纯聚酯加变性淀粉和DF868TC加变性淀粉在涤棉和纯涤品种上取代PVA进行上浆效果好。

3无PVA上浆对浆纱主要上机工艺的技术要求

目前浆纱设备大部分是九十年代以后国产和进口的设备，国产设备主要是郑州恒天纺机GA308、310、311以及盐城纺机厂和无锡生产浆纱机，还有一些荣伊莱纺机生产浆纱机。进口主要是祖克432、632、卡尔迈耶、津田驹HS-20、SH-30、-SH-40以及贝宁格浆纱机，

1）压浆力：

由于国产和进口浆纱机在浆纱设备结构存在差异，所以在浆纱过程中存也存在差异，比如说卡尔迈耶、津田驹、和贝宁格浆纱机浆槽结构是不同的，浆纱出浆槽是垂直进入烘房的而国产浆纱机大部分是参考祖克浆纱机浆纱出浆槽是倾斜式入烘房，压浆辊压榨形式也不一样，有垂直压榨形式和横向压榨形式方式，垂直加压双浸双压浆槽体积较大，浆液循环流动性比横向压浆要差，因为横向压浆方式浆槽体积要小。目前国内纺织厂将纱压力选择一般是在1速是5KN,2速是12KN-18KN,有的厂是1速选择8KN，2速选择24KN，有的更高些。那么这些压力对无PVA上浆有些什么影响呢？调整浆纱压浆辊压力要和浆料配方中浆液含固率结合起来考虑，因为浆纱中有个重要指标是压出回潮率，压出回潮率可以大概知道压浆辊的弹性和硬度，我们知道压出回潮率和浆液含固率、上浆率有关即：H=S/G（H表示压出回潮率、S表示上浆率、G表示浆液含固率）。从这个关系式可以看到压出回潮率和上浆率成正比，与浆液含固率成反比，就是说在浆液含固率不变的情况下，压出回潮率大上浆率就大，一般来说压出回潮率既不能过大也不能过小，加大压浆力而压出回潮反而增大反映压浆辊包覆橡胶硬度小，胶辊压榨宽度大浆纱渗透差，压力不大而压出回潮过小反映出压浆辊硬度大胶辊压榨宽度小浆液从纱线上大部分被挤出去，从实际实践中的经验压出回潮率90%-110%之间为好，就是上浆率为浆液含固率的0.9-1.1倍。这在无PVA上浆很重要，压浆力可以根据压出回潮率为依据进行调节。有条件的企业自己做上浆率测试，无条件的企业可委托有条件企业帮助做，这对浆纱质量有好处。

2）浆纱速度：

现在浆纱机与过去郑纺机生产的G142浆纱机不同，老式G142是弹簧加压，压力一般是固定的不随车速变化而发生变化，所以车速一般确定后基本不变，这类浆纱机车速加快浆纱上浆率会上升，慢速时由于压浆力不变浆纱上浆率会变小导致浆纱上浆率波动比较大，影响浆纱质量，所以要求确定车速，这就是过去国企的定车速的缘故，目前大多数纺织企业引进高速织机，为了适应高速织机的需要相应配套新型浆纱机，这种新型浆纱机的压浆力是随着浆纱机车速的变化而变化的，就是浆纱机车速增大压浆力也随之增大，如果确定两点车速浆纱压力将呈线性增加，浆纱的压出回潮率基本不变，如果原纱质量好车速不是影响浆纱上浆质量的因素。

3）浆纱伸长率：

伸长率是浆纱的一个很重要的指标，对于不同纤维种类的纱线在浆纱过程中的要求是不一样的，在不同的浆纱设备上浆纱各区伸长设定不同的，但总体上是纯棉、聚酯纤维及其混纺纱线伸长小于1%，而在人棉、莫代尔、天丝之类浆纱伸长控制在3%以内，但实际上有些设备上的实际值比3%要大些，有的达到了5%。这并不是机显的而是实际测得，所以在设定伸长参数时实际测试一下在机伸长，根据实际测数值再确定机上数值比较准确。

3） 浆纱回潮率

浆纱回潮率对无PVA上浆也是重要的，不同纤维种类纱线上浆回潮率是不一样的，同样不同浆料品种对经纱上浆回潮率要求也是不一样的，以淀粉浆为主上浆和以PVA浆为主上浆回潮率要求是不一样的，对于纯棉纱线而言，含PVA一般回潮率设置在6.5%左右，采用淀粉衍生物为主浆料上浆回潮率要大一般设定在8%-9%。这主要是解决淀粉浆膜过干出现的脆硬问题，目前纯棉无PVA上浆回潮率8%-9%已被普遍接受，要达到8%-9%回潮率的前提是浆料配方中不能有丙烯，否则会发生再粘现象，无PVA上浆回潮率放大也是解决淀粉浆膜具有弯曲性能，好浆料两种功能一是对纤维粘附性二是浆膜具有一定的弯曲性能而不破裂，淀粉浆一个突出问题是浆膜脆而硬浆膜弯曲性能差，提高回潮率的目的是增加浆膜弯曲性能，所以以纯淀粉为主浆料回潮率要考虑放大，在涤棉或纯涤品种上浆使用以纯淀粉为主浆料回潮率也应放大，一般回潮率在5%-6%是没有问题的，如果按传统方法将回潮率设定在1.5%-3%势必浆膜还未上机织造浆膜就已破碎，一方面落浆大，另一方面起棉球经向断头多影响布机效率、对布面风格和质量也是影响很大。

4实际应用效果分析

无PVA上浆目前主要是在纯棉40支或80支，涤棉21支至45支，而在纯涤12至48支上进行上将的比较多浆料也主要是以DF868、PR-SU、P24、K5、等一些性能比较好的浆料在纯棉上应用，在涤棉和纯涤上是以聚酯、丙烯酸酯、DF868TC与DF868、pr-su、K5、等进行配伍上浆。 

5结论

1 、不管是纯棉还是涤棉以及纯涤品种原纱质量条件对于无PVA上浆至关重要，原纱质量条件不好即使加PVA进行上浆其效果也不会好，所以原纱质量指标最好在伍斯特公报50以内水平，尤其是关注原纱细节最低强力指标。

2 、无PVA上浆首先是选择浆料必须是对纤维粘附性好的浆料，而且浆膜具有一定的弯曲能力，其次对于纯淀粉浆料上浆要加大上将回潮率，再次就是丙烯加变性淀粉上浆要注意丙烯纯度和与变性淀粉配伍的比列。

3、浆纱主要上机工艺对无PVA上浆很重要，浆纱压浆力、回潮率、浆槽浆液粘度、浆槽温度设定必须合理。浆液含固率一旦确定压浆力偏大掌握，浆槽粘度在浆纯棉品种一般掌握在7-8秒，在浆涤棉和纯涤品种浆槽粘度一般掌握在11-12秒。（3^#漏斗）(上海西达国际化工  程晓星)