纺织技术的发展对浆料和浆纱的要求

1.浆纱的目的和意义 浆纱的目的就是要提高经纱的可织性。过去认为经纱断头的主要原因是经纱强力不够，浆纱的目的就是要增强、保伸和减磨。在纺织厂生产实际中，往往也是以浆纱的增强率和减伸率作为量化指标。 但是棉纺织行业的许多生产实际情况表明，这二个浆纱质量指标并不能完全反映织造生产的实况，不能很好反映出织造生产对浆纱性能的要求。通过进一步的认识研究，认为过去对于浆纱目的的认识是不全面的，经纱上浆的目的应该是：使浆纱耐磨和贴伏毛羽。当然这里所说的贴伏毛羽并不只是说仅从外观上使毛羽贴伏在纱线表面，而是要使毛羽具有一定牢度地粘结在纱线表面，从而能抵御外部摩擦，不至于在织造时很快地再生很多新的毛羽。 2.现代纺织技术的发展 在科学技术快速发展的时代，纺织技术也在纺织新纤维、纺纱新技术、织造新技术等多方面有很大发展。 2.1纺织原材料的发展 加工纤维原料的多样化是现代纺织技术的一大发展趋向。近年来出现了很多新型纺织纤维，如：Lyocell纤维、竹纤维、木质素纤维、玉米纤维、大豆纤维、牛奶纤维、甲壳素纤维等。这些新型纺织纤维是材料学科、纺织工程、信息工程、生物工程等各新型学科和传统学科交叉研究的成果。在分子结构、物理和化学特性方面既与现有的天然纤维有区别，但也有本质上与天然纤维相同或相似的方面，同时又具有合成纤维的一些特点，对浆纱工艺提出了新的要求。 天然的竹纤维制取方法是采用机械、物理方法去除竹子中的木质素、多戊糖、果胶等杂质，将纤维直接从竹子中提取出来。竹纤维中主要成分是纤维素和半纤维素。 玉米纤维其实属于聚乳酯纤维（PLA），制造时将玉米中的葡萄糖发酵成乳酸，直接聚合或真空蒸馏缩合后制成聚乳酸，最后通过熔融纺成纤维。乳酸单体为C3H6O3,特征基团为羰基，乳酸含有3种同分异构体，分别是L型、D型和Meso型乳酸，其中L型占99.5%[3]。PLA纤维具有优良的回弹性，强力可以和聚酯纤维媲美，单位体积重量却要轻很多。回潮率略大于聚酯纤维。 大豆纤维属再生植物蛋白纤维。单纯的植物蛋白纤维可纺性差。为了解决大豆纤维的纺纱问题，目前将大豆蛋白质分子侧链和PVA相接形成改性大豆纤维（MSPF）。在纺纱过程中，球形蛋白受到拉伸，在一定条件下，二硫键断裂，分子空间结构改变形成线性蛋白质分子。当温度在55～90℃范围内，线性蛋白质分子稳定存在。MSPF纤维的内部大分子取相度高，表层有细微沟槽且取向度低。 2.2纺纱技术的发展　 为了克服传统环锭纺纱技术的缺点，提高纺纱质量和效率，改变纱线结构和增加纱线品种，新型纺织技术得到了快速发展。 转杯纺是目前世界上技术最成熟、应用最广泛地新型纺纱技术，分为自排风式和抽气式两种。转杯纱条干好、纱身光洁、纱疵少、延伸性大、耐磨和强不匀小。但是转杯纱捻度较大，因此手感粗硬。 喷气纺一直以其输出速度高、可纺纱支细的特性而被人们所看好。传统的喷气纺由于其包缠假捻的成纱特性，纺制纯棉纱时强力较低，仅为同类环锭纱的60%--70%，从而限制了其应用范围。这是喷气纺的一大缺点。但是纯棉喷气单纱的强力虽低，但其加工成股线后强力会有较大的提高。目前喷气纱的特点是纱支高、硬挺、均匀、光洁和短毛羽较多等。 为了克服环锭纺纱方法中加捻三角区的不利影响，出现了集聚纺纱新技术。集聚纺的特点是可以显著地减少毛羽，小幅提高成纱强力，同时大大改善纱线条干和强力均匀性，棉结等杂质也显著减少。 新型纺纱技术带来了新的的纱线结构特点，纱线的外观、强力、吸湿性等指标也发生变化，对浆纱工艺也提出了新的要求。 2.3生态纺织品的发展 随着世界各国环保意识的日益提高，随着贸易壁垒以外的技术壁垒的出现和加强，生态纺织品或绿色纺织品也应运而生并不断发展。欧盟纺织品生态标签Eco-label、Oeko－Tex Standard 100及我国2005年将强制执行的《纺织产品基本安全技术规范》都对生态纺织品提出了明确的要求，对各类纺织品中禁用的物质和允许含有的一些物质的极限都做了严格规定。只有努力达到这些指标要求，取得相应的标签，才能有效应对激烈的国际市场竞争。 3.现代纺织技术对浆纱的要求 3.1新型纤维对浆料配方的要求 为了适应新型纺织纤维的特点，满足新型纺织纤维的要求，在浆料配方上也要开发出适合这些纤维上浆用的组分及浓度比例。根据纤维的化学结构特点，依据相似相容原理进行浆料选择。例如Lyocell纤维、竹纤维、木质素纤维、玉米纤维都含有羟基，大豆纤维、牛奶纤维和甲壳素纤维则含有酰胺基，就可以选择同样含有以上基团的浆料。此外，纤维中大分子排列的状态和纤维外观形态也影响纤维对浆料的吸收。浆液中含有90％至95％的水分，而水分子在纤维中除了和极性基团结合的直接吸附水外，还有间接吸附水以及毛细水。而且在高湿状态下，不仅纤维内部，纤维直接也会存在毛细水，这一点对纱线吸收浆液十分重要。例如竹纤维和大豆纤维内部大分子排列和表面形态结构都有利于形成毛细空隙，因此对浆液的吸收好，浆液在纱线中渗透快，在考虑上浆工艺时可以适当提高浆液粘度或提高烘燥温度使更多浆料可以被覆在纱线表面。 3.2新型纺纱技术对上浆工艺的要求 新型的纺纱技术使纱线的结构发生了变化，直接影响到纱线的吸湿速度，浆液在纱线中扩散的速度，以及浆液在纱线中的最终分布情况。因此，有必要根据各种新型纱线形成方式和结构的不同调整浆纱工艺参数。比较环锭纱、转杯纱和喷气纱，可知环锭纱纤维伸直度好，纱线结构紧密，长毛羽较多；喷气纱中心部分纤维取向度高，卷曲少，表面长毛羽要比环锭纱少，纱线的强力和强伸主要依靠表面纤维的紧密排列和对中心纤维的挤压纱线；转杯纱内部纤维伸直度低，纤维转移程度低，纱线捻度较大。纤维在纱线中的排列状态直接影响到了这三种纱的物理特性，喷气纱耐磨性最差；转杯纱耐磨性居中，但是原纱断裂强度低；环锭纱的耐磨性和断裂强力都不错。因此，和环锭纱的上浆参数相比，喷气纺纱线上浆就要求表面浆膜能够很好地覆盖纱线，浆膜完整。对于喷气纱上浆的浆液就要适当提高浆液粘度，保证浆膜完整性。转杯纱的上浆在保证纱线表面浆膜覆盖的前提下，浆料需要适当多渗透进纱线内部。为了提高可织性，要提高烘燥温度，要降低浆液粘度[5]。 集聚纺纱毛羽很少，最小强力远远大于普通纱，弱环少，纱线结构紧密。因此上浆时可适当降低浆液含固率和粘度，适当增加浆液渗透性，可适当降低上浆率。 4.生态纺织品的发展对浆料的要求 浆纱是为织造而设置的一道重要的准备工序，浆纱的重要性仅仅体现在织造过程中。织造工序完成以后，必须进行退浆以有利于织物的后整理加工和不影响的织物的使用性能。浆纱的污染问题主要表现为退浆废水。退浆废水的主要成分是浆料，有些浆料对生态环境将造成严重的影响，浆料的COD负荷占整个纺织行业COD负荷的40％，因此，浆料是纺织行业的最大污染源。目前生态纺织品开发趋热，世界各国环境保护意识的加强，绿色壁垒已经成为我国纺织品出口贸易的主要障碍。在保证浆纱质量的前提下，选择无污染生态型的浆料已经成为我国纺织技术发展的迫切需要。 在我国广泛使用的浆料品种中，PVA性能优良，但生物可降解性差，污染大。淀粉的生物可降解性好，环保性能好，但上浆性能较差，要改善其上浆性能，就要进行改性，要注意改性过程中的环保问题。 5.结语 当今纺织技术的多方面，高速化及生态化发展对浆纱设备、工艺以及浆料开发提出了新的要求。研究和了解这些发展的特点，并在浆纱工艺、设备及浆料应用上加以变化调整、才能适应这些发展对浆纱的要求。由于世界各种技术壁垒的日益加强，纺织品生态化的技术发展尤为重要，开发高效环保的新型浆料可以使得我国的纺织品跟上世界纺织品的发展潮流。 信息来源于：中国棉纺织技术信息网