標籤:化學科技工藝高分子化合物

漿紗 英文:warp sizing 在經紗上施加漿料以提高其可織性的工藝過程。可織性是指經紗在織機上能承受經停片、綜、筘等的反覆摩擦、拉伸、彎曲等作用而不致大量起毛甚至斷裂的性能。未上漿的單紗纖維互相抱合不牢,表面毛羽較多,難以織制。上漿后一部分漿液透入纖維之間,另一部分粘附在經紗表面。以漿液透入纖維之間為主的上漿稱浸透性上漿,以漿液粘附在經紗表面為主的上漿稱被覆性上漿。

1定義

古代手工漿紗是將經紗展成片狀,用刷子或筘抹上漿糊,晾乾后繞成織軸。元代王禎《農書》中有使用刷子給經紗上漿的圖文。《天工開物·乃服篇》中「過糊」一節記載了用澱粉、牛皮、骨膠漿絲的方法和工具。18世紀末英國出現動力織機,使漿紗和織布分開而成為獨立的工序,出現了現代漿紗機的雛形。以後幾經改進,到1853年英國人J.博洛夫等的專利已具備現代漿紗機的基本特徵。

2漿紗方法

經紗的上漿方法主要有六種。
織軸上漿
由分條整經機做成的織軸,經上漿后再捲成織軸。這種方法多用於絲織、色織的多品種和小批量生產。
染漿聯合
在漿紗機的漿槽前加裝染色烘乾設備,使漿紗先染色、烘乾,然後上漿,合染色、上漿為一道工序,多用於需要染色的經紗上漿,如織制勞動布的色經上漿。
絞紗上漿
有手工和機械兩種方式,都是將絞紗在漿液中浸透、絞乾、抖松,然後烘乾。這種方法適用於色織、織帶等小批量生產。

3上漿設備

用於經軸上漿的機器由四個主要部分組成:①軸架:放置規定數目的整經軸,引出的經紗根數一般等於織物
漿紗機

  漿紗機

經紗總根數。②漿槽:存貯、加溫(保溫)漿液的容器和附加機件。經紗繞過浸沒輥吸附漿液,再經上漿輥和包有彈性表層的壓漿輥之間受到擠壓,使漿液透入紗中並壓去余漿,得到規定的上漿率。③烘倉:烘乾濕漿紗的裝置,分為烘筒式、熱風式和熱風烘筒聯合式三類。④車頭:包括主傳動、後上蠟裝置、分紗棒、測長列印、伸縮筘、織軸卷繞、上落軸等機構。主傳動要求較寬的無級變速範圍,且有爬行速度(2~3米/分),以適應不停車處理疵點的要求。分絞棒將烘乾的漿紗分成若干層。細密的紗層或化纖漿紗可通過後上蠟裝置塗上微量乳化蠟,使漿紗表面平滑並減少靜電積聚。分層后的漿紗經伸縮筘進一步分開,最後經拖引輥繞上織軸。織軸卷繞機構在不同車速下和織軸卷繞直徑漸增的情況下能使漿紗張力保持恆定。漿紗的測長列印給漿紗以匹長的標誌,一般在烘乾後進行。
20世紀70年代以來,溶劑上漿、熱熔上漿、泡沫上漿等方法相繼出現,可以節約烘乾能源。隨著電子技術的發展,漿紗機自動化的研究也取得了進展,已能自動控制漿紗的回潮率、伸長率、上漿率、經紗張力以及漿液液位、濃度、漿紗時溫度和蒸汽壓力等。

4漿料

主漿料(粘著劑)
屬高分子化合物。它們的分子結構須具有與纖維相同或相似的功能團,對纖維應有良好的粘附性,所以又稱粘著劑。主漿料的大分子之間必須有一定的自粘力,其溶液在乾燥后能形成有一定機械強度和延伸性能的薄膜。此外,主漿料還應含有一定量的親水性基團,以便調製成漿液。常用的主漿料有澱粉、動物膠、羧甲基纖維素、聚乙烯醇及丙烯酸類共聚物、水溶性聚酯等。
① 澱粉:是傳統的主漿料之一,常用的有小麥、馬鈴薯、玉蜀黍、甘薯、秈米、木薯等食用澱粉,其中以玉蜀黍和小麥澱粉上漿性能較好,可用於細號高密棉布的經紗上漿。橡仁澱粉等非食用澱粉也可作為上漿材料。澱粉在水中隨溫度升高而膨脹,糊化成漿,溫度降低后形成凝膠。澱粉漿只在糊化以後並高於凝膠溫度才適於上漿。澱粉漿流動性差,粘度不夠穩定,漿膜脆硬,易被微生物侵蝕而腐敗,因此必須配用柔軟劑、表面活性劑、澱粉分解劑和防腐劑等輔漿料。澱粉含有多量羥基,對同樣具有多量羥基的棉、麻、粘膠等纖維有良好粘附性。澱粉漿液乾燥成膜后具有較好的機械性能。各種澱粉衍生物,如含有羧基的氧化澱粉、水溶性澱粉醚(如羧甲基澱粉)、澱粉酯(如澱粉醋酸酯),以及陽離子澱粉、接枝澱粉等,廣泛應用於各種紗線的上漿。
② 動物膠:從動物的骨、肌腱、皮或其他結締組織中提取,屬於硬朊類蛋白質,由各種氨基酸組合而成。常用的有骨膠和明膠兩種,適用於天然絲、粘膠絲等上漿。動物膠漿液浸透性差,漿膜脆硬,易腐敗,須配用油脂、表面活性劑和防腐劑等輔漿料。
③ 褐藻膠:廣泛存在於各種藻類中,是β-D-甘露糖醛酸縮聚而成的天然高聚物。經化學加工製得的褐藻酸不溶於水,它的鈉(或銨)鹽可溶於水,稱為褐藻酸鈉(銨),其水溶液具有低濃度、高粘度特徵,可單獨作主漿料用於棉紗、粘膠紗上漿。 現在由於其成本、性能方面無優勢可言,已經很少使用。
④ 纖維素衍生物:主要是水溶性纖維素醚,常用的是羧甲基纖維素(CMC)。CMC由鹼纖維素用一氯醋酸醚化而成,當取代度大於0.4時,呈水溶性。工業用的CMC一般是羧甲基纖維素的鈉鹽,適用於棉紗、粘膠紗上漿。CMC水溶液具有低濃度、高粘度特徵,浸透性差,吸濕性好,乳化力強,與其他主漿料有良好的混溶性。粗製品含鹽量高,對機件腐蝕性強,不適於漿紗。由於其高粘度、再粘性和成本原因,不能作為主漿料使用。另一種常用的纖維素衍生物是羥乙基纖維素(HEC),上漿性能與CMC相似。
⑤ 聚乙烯醇:由聚醋酸乙烯酯醇解而得的水溶性高分子聚合物。常用的聚乙烯醇(PVA)按聚合度不同可分為高聚合度和低聚合度兩種。前者適用於短纖紗,後者適用於合成纖維長絲上漿。PVA按醇解度不同可分為完全醇解型和部分醇解型兩種。前者適用於親水性纖維,後者適用於疏水性纖維上漿。PVA漿膜堅韌,富有彈性,是現有漿料中最好的一種。它也可與其他主漿料以廣泛的混合比混溶使用,以獲得良好的上漿效果。它的主要缺點是:漿液起泡,結皮,對疏水性強的合成纖維粘附力較低。 特別是其分絞時的二次毛羽和退漿廢液的不可降解性,使得提倡「少用和不用PVA」已經成為一種趨勢,歐美已經明確提出不得進口使用PVA漿紗的織物。但由於PVA優異的漿膜特性和替代漿料的不成熟及成本的原因,目前在國內還不能完全替代。
⑥ 丙烯酸類共聚物:主要指以丙烯酸酯為主體的共聚物和聚丙烯醯胺。組分複雜多變,可根據用途製取。多為粘滯液體,含固率在10~40%之間。聚丙烯酸及其鹽類漿料起初用於錦綸絲上漿,以後常與澱粉混合用於合成纖維混紡紗上漿。聚丙烯酸酯類漿料對滌綸纖維有良好的粘附性,可用於滌綸長絲上漿。若α-碳原子上的氫被甲基取代,即成為聚甲基丙烯酸類漿料。羧基被醯胺基(-CONH2)取代即成聚丙烯醯胺(PAAm),屬非離子型極性漿料,適用於細號高密棉織物的經紗上漿。這類漿料的共同特點是對合成纖維粘附性好,漿膜強度低而斷裂伸長大(聚丙烯醯胺例外,它的漿膜強度高,斷裂伸長小),吸濕、再粘性強。不能單獨用於短纖紗上漿,宜與PVA或澱粉混用。適當選擇組分配比以控制其吸濕性和再粘性,用於合成纖維長絲上漿效果很好。  可作為主漿料的還有:聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯甲基醚和其他類型的共聚物。
⑦ 水溶性聚酯:一種以製造滌綸的單體(對苯二甲酸和乙二醇)為原料,加水性第三單體(如苯二甲酸磺酸鹽)共聚而得的高分子物。由於其對滌綸的親和性,在滌綸長絲上和短纖上已經使用,只是由於國外產品價格昂貴,國內共聚的技術水平尚待完善,所以推廣尚待時日。

輔漿料(助劑)

主要有柔軟劑、表面活性劑、澱粉分解劑、防腐劑和蠟等。
① 柔軟劑:能增進漿膜柔韌性,藉以承受織造時的動態負荷。常用的有牛脂、羊脂、棉籽油等,都是高級脂肪酸的甘油酯。其中以牛脂最適用於漿紗。
② 表面活性劑:能顯著降低液體表面張力的物質。主要使用陰離子型和非離子型表面活性劑,能增進漿液的浸透性,也有消除靜電和乳化等作用。
③ 澱粉分解劑:酸、鹼、氧化劑和酶都可作為分解劑對澱粉大分子中的甙鍵作適度水解,以增進漿液的流動性。硅酸鈉是常用的鹼性分解劑,也可使用氯胺T、次氯酸鈉等氧化分解劑。酸和酶較少使用。
④ 防腐劑:能抑制微生物在漿液中或紗布上繁殖,以防漿液變質、漿紗或織物發霉。澱粉、褐藻膠和動物膠等天然漿料常需配用防腐劑。常用的防腐劑有α-萘酚,是淡紅褐色鱗片狀固體,能溶解於鹼液,但不能與含氯氧化劑同時加入漿液,以免有效氯和α-萘酚發生加成反應而削弱氧化分解作用。
⑤ 蠟:分輔漿料蠟(調漿用)和後上蠟兩類。用作輔漿料的蠟應能在50~60℃時熔化並在室溫下凝固,且是水溶性的。後上蠟一般需經乳化,在出烘房后、分絞前處施加在漿紗表面,以增進其平滑性和減少靜電積聚。主要有石蠟(高級烷烴的混合物,難於乳化,退漿困難)、蜂蠟(高級脂肪酸和高級一元醇組成的酯,退漿也較難)和合成蠟(醚型或酯型的共聚物,如聚氧乙烯醚,與纖維的親和性較好,也易退漿)三種。石蠟和 蜂蠟不宜用於需要印染加工的織物。
70年代以來各種變性澱粉、澱粉衍生物和變性PVA漿料有較快發展。醋酸乙烯、馬來酸酐、苯乙烯等單體在共聚物漿料生產中的地位日益重要。為新上漿方法所需要的特種漿料和性能良好的油脂、乳化蠟、水溶性合成蠟、表面活性劑以及高效低毒防腐劑等也發展很快。預製的包裝漿料的袋皮本身也由漿料製成,使用時可整包投料調漿。

5調漿

根據經紗品種、工藝要求制訂漿液配方並將各種漿料以合理的順序和方法調製成規定濃度、溫度、粘度及pH值的漿液,供漿紗之用。一種漿料單獨使用往往不能滿足漿紗工藝的要求,因此需要根據經紗品種、號(支)數、織物規格選用幾種漿料以適當的比例配合併調製成均勻的漿液,方能適用。專業化的漿料工廠已能供應針對各類不同經紗要求的預製漿料。
調漿的主要用具是帶有攪拌器的調漿桶。調漿時先在桶內放入略少於預定量的水,按規定次序緩緩投入各種漿料攪拌,用蒸汽加熱至一定溫度,加水調整濃度,並調整其粘度和pH值,經管道輸至漿紗機的漿槽(或循環漿箱)備用。為了加速調漿過程、節約能源和提高漿液質量,在生產中已開始使用壓力煮漿釜、超聲勻化器等設備。全自動稱量、投料、調漿、輸漿系統也已研製出來。為了減輕乃至消除退漿污水對環境的污染,PVA、CMC、澱粉衍生物退漿廢液的超過濾濃縮和凝聚沉澱法回收再用系統已投入生產。
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