专家观点：关于减少浆纱毛羽的探讨

       随着无梭织机应用的不断扩大，织机速度越来越高，减少浆纱毛羽是浆纱的主要目的之一。浆纱毛羽的多少直接影响到无梭织机生产的坯布产品质量。因此，如何减少浆纱毛羽己成为广大浆纱人士共同关心的热点课题。中国棉纺织行业协会在“浆料和浆纱技术2007年会”上对其作为主题进行研讨，本文是在学习和消化会议研讨内容后，结合自己的经验和积累的一些数据，提出了减少浆纱毛羽的有关工艺措施，并从工艺创新方面作大胆设想，提出进一步减少浆纱毛羽的一些新举措，供浆纱同仁们探讨。

 

1 对织造有害毛羽的认识

 

       在织机的织造过程中，普遍认为毛羽长度超过3㎜才会对织造产生有害影响，其主要表现为在开口过程中，经纱毛羽与相邻经纱发生缠绕而造成梭口不清，从而增加经纱断头和纬向阻断，影响织机效率的提高，并且会影响布面质量(雨状条影)和增加织造疵点。所以研究减少浆纱毛羽这一课题，应把毛羽长度锁定在3㎜以上的毛羽为研究对象，将3㎜以上的毛羽降低率作为浆纱质量的重要指标。

 

2 重视上浆前的纱线毛羽状况

 

       从现有的上浆工艺条件看，短纤纱线通过上浆只能减少毛羽，而无法消灭毛羽，所以必须重视纱线上浆前的毛羽状况，尤其是毛羽长度的分布，毛羽长度越长，浆纱贴伏的难度越大，对织造的危害越大。

 

2.1 Uster公报的毛羽指数（H）

 

       毛羽指数（H）是表示在检测纱线长度内，所有伸出毛羽的总长度与检测长度的比值。纺纱厂提供的筒纱毛羽指数（H) 是一项重要参考数据，但对提高浆纱可织性存在以下两点不碓定性：一是毛羽指数（H）包括对织造影响几乎很小的3㎜以下的毛羽；二是不同毛羽长度对织造的危害不同，同一毛羽指数值，对提高浆纱可织性可能出现截然相反的结果。

 

       山东某公司生产的CJ 7.3tex纱，各项质量指标（包括毛羽指数）均达到Uster公报5% ～25%的水平，但由于超长毛羽多，最长毛羽达15mm以上，最后浆纱质量无法满足织造要求，喷气织机效率只能达到60%左右。该公司生产的CJ7.3tex，几乎没有一家织厂能用得满意；相反，毛羽指数（H）值在75%水平，但短毛羽多，结果织厂反映很好，喷气织机效率高达95%以上。这说明Uster毛羽指数（H）无法正碓反映原纱毛羽和浆纱质量的关系。

 

2.2 建立机织用纱的毛羽评估标准

 

       鉴于上述分析，建立机织用纱的毛羽评估标准，就有一定实用价值，可让其指导生产实践，从而达到提高生产水平的目的。

 

       普遍认为，毛羽对织造发生危害的长度是指3㎜以上的毛羽，长度＜3㎜毛羽，一般认为较小，可以略计。在机织用纱的毛羽评估标准中可以不予计数。而毛羽长度越长，对织造的危害就越大。为了体现毛羽对织造危害的程度，并且要易于操作，采用毛羽长度分挡评分制，分值越大，对织造的危害就越大，其评分标准建议如下：（1）毛羽长度在3㎜~5㎜，每根毛羽评0.5分；（2）毛羽长度在5㎜~10㎜，每根毛羽评5分；（3）毛羽长度在10㎜以上，每根毛羽评50分。

 

2.3 毛羽检测方法的讨论

 

2.3.1 检测工具

 

       (1) 毛羽检测板

       ①在黑色绒面板(深色纱用白色板)上分别划有纱线位10条，每根检测纱线长度为10㎝，并在纱线位两端设有夹纱槽，以便固定纱线位置；

       ② 在纱线位的上方，分别划出与纱线位相距3㎜、5㎜、10㎜三根测量线；

       (2) 纬密镜

       (3) 织物分析针

       (4) 记录统计卡： 每张卡上可记录10根纱线长度为10㎝的毛羽数，分别统计3㎜~5㎜、5㎜~10㎜和10㎜以上毛羽根数，并分别按标准评分，总分即为1m纱线的毛羽评估。

 

2.3.2 检测操作及步序

 

       (1) 检测纱线依次固定在毛羽检测板的纱线位上；

       (2) 用织物分析镜和织物分析针清点纱线10㎝长度内，3㎜~5㎜、5㎜~10㎜和10㎜以上毛羽根数，并分别记录到统计卡。对倾斜状态的毛羽长度可用分析针轻轻拨正后测长，要避免毛羽与纱线连接处被损伤；

       (3) 统计不同毛羽长度区间的平均值和CV值；

       (4) 按评估标准计算分值。

       收集不同纱号、织机效率、纬停次数的浆纱样品进行实际检测，以寻找出碓保浆纱质量的毛羽分值。

 

2.4 机织用纱的毛羽评估标准的特点

 

       （1）工具简单，操作方便，易于推广；

       （2）能正确反映纱线毛羽对织机生产的影响，为织厂采购机织用纱提供可靠的依据；

       （3）为广泛开展减少浆纱毛羽的试验研究提供可靠的数字依据。

 

3  减少浆纱毛羽的讨论

 

3.1 正确选用浆料

 

       上浆不用PVA是减少浆纱毛羽的基础。

 

       由于PVA浆膜的断裂伸长高达200%以上，在模拟浆纱干分绞状态做浆膜撕裂强度时发现，PVA浆膜的撕裂强度等同于浆膜强度，加之PVA对纤维的粘结强度高，在对浆纱进行干分绞时，当浆膜撕裂强度和对纤维粘结强度都大于纤维在纱线内的摩擦阻力时，纱线内纤维的一端就会被迫拉出浆纱表面，形成浆纱再生毛羽。虽然使用PVA时，大部分均混有淀粉类浆料，其混合浆的浆膜断裂伸长大致在4%～5%左左，但各组分之间仅是物理混合，上浆纤维中肯定会有部分纤维直接由PVA相粘结，这部分纤维干分绞时，就有可能成为再生毛羽的根源。

 

       目前我国浆料市场已出现能等量完全取代PVA的淀粉类浆料PR-Su，其对纤维粘结性优于或接近PVA，而该类浆料浆膜的撕裂强度仅为浆膜强度的6%左右，所以在浆纱干分绞时的阻力很小，浆纱再生毛羽较使用PVA上浆明显减少。PR-Su在高号高密纯棉产品、涤棉混纺产品、纯涤纶产品和纯毛单纱产品都得到了广泛应用，普遍反映PR-Su完全取代PVA后，浆纱干分绞阻力明显降低，浆纱再生毛羽少，纱身光洁滑爽，喷气织机纬向阻断停台减少，织机效率提高，并且用浆成本亦有较大幅度下降，己为国内很多织造企业推广使用。

 

3.2 正确配置上浆工艺

 

       正确配置上浆工艺是减少浆纱毛羽的关键。

 

       影响浆纱毛羽的工艺因素很多，而浆液含固量、浆液粘度和压浆辊压力三者之间的合理配置是最关健的工艺因素，对提高浆纱质量和减少浆纱毛羽具有非常重要的现实意义。

 

       日常生产中，工厂之间的浆纱设备条件、原纱质量、操作习惯、 织造要求等等方面，存在着千变万化的差别，各工厂应根据自身具体条件，运用科学合理的方法，寻找到最经济、最有效的工艺条件。

 

3.2.1 对浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力三者的定性分析

 

       （1）浆液含固量。浆液含固量是确保上浆率最重要的工艺指标，同时它又受浆液粘度、压浆辊压力的影响，相同的浆液含固量在不同的浆液粘度和压浆辊压力的工艺条件下，上浆率、浆纱毛羽及浆纱质量会有很大差别，这是指用相同调浆配方为前提。如果采用不同浆料，由于对纤维粘附性发生较大变化，则上浆效果将会发生更大的差异。一般浆液含固量可以掌握在上浆率上下浮动20%范围内，即上浆率×（0.8~1.2），具体工艺参数要由上浆纱线种类、浆料配方和浆纱设备而定。

 

       （2）浆液粘度。浆液粘度的高低，不仅直接影响浆液被纱线吸附量的多少，还直接影响到上浆质量和浆纱毛羽的降低程度。尤其是在我国推行“二高一低” 上浆新工艺以来，对浆液粘度偏低掌握有了新的认识，主要认识如下：一是，浆液粘度低，有利于浆液对纤维的润湿和铺展，有可能形成分子级的紧密接触，以提高浆液对纤维的粘结强度。同理，纱线的毛羽在低粘度浆液中，毛羽表面容易获得均匀的润湿和铺展，能更好地粘附在纱身表面，达到贴伏毛羽的目的；二是，浆液粘度低，压浆时浆液在纱线之间的空隙中流速高，有利于毛羽贴伏各自纱线的主干，并且能贴伏得较紧密；三是，浆液粘度低，纱线通过浆液时，能提高浆液对纱线的浸透程度，而吸附在纱线表面的浆液相应减少，在达到同等上浆率的前提下，其浆纱表面被复量减少，并分布均匀，最终使浆膜厚度减薄，这样将为提高浆纱质量带来下列好处：第一，浆液粘度低，在含固量保证上浆率的前提下，压浆辊压力可比高粘度浆液降低，从而达到降低能耗和减少对压浆装置的磨损；第二，浆液粘度低，湿分绞时阻力小，特细号纱不会发生断头，湿分绞棒不易结浆皮，所以对用好湿分绞能起很好作用；第三，是浆膜厚度减薄后，在烘燥过程中，蒸发水分时的阻力小，有利于浆膜完整度的提高，当然浆纱毛羽同样会得到减少；最后，是浆膜厚度减薄后，在干分绞时的分绞阻力可以得到明显降低。可进一步减少浆纱毛羽、减少分绞断头和减少落浆落物。

 

       （3）压浆辊压力。压浆辊压力的大小，与压浆辊包覆材料的硬度和弹性有很密切的关系。假定压浆辊处在较好的状态时，适当加大压浆辊压力，有助于浆液对纱线的浸透，同时可使浆料与纤维接触得更紧密，可以更有效地提高浆料对上浆纤维的粘结性，亦有利于浆纱毛羽的减少; 另一方面是压浆辊压力加大后，浆液在纱线之间流出时，侧向的压力加大，无疑对贴伏毛羽具有很大帮助。

 

3.2.2 对浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力三者的定量分析

 

       由于浆纱装备差异很大，尤其是压浆装置差异就更大。这里仅分析国内常见的两种： 一种是以G142型为代表的国产老式低压浆纱机，压浆力几乎是压浆辊自重，弹簧加压调整范围很小；另外就是常见的进口浆纱机，压浆力可高达40kN，压力并可随速度变化而得到调整。

 

       （1）低压浆纱机

       浆液含固量： 通常为上浆率的70%～80%。

       浆液粘度： 由于压浆力小，必须降低浆槽粘度，以保证浆液必要的渗透。用3#漏斗测量浆槽粘度时，以7s为宜。

 

       （2）高压浆纱机：

       浆液含固量： 通常为上浆率的90%～110%。

       浆液含固量与上浆率比值高低还处决于以下因素：一是比值随纱线号数提高而降低；二是比值随纱线对浆液吸附性能的降低而提高；三是比值随纱线覆盖系数提高而提高；四是坯纱上浆时的比值高于色纱上浆。

 

       浆液粘度： 对浆液吸附性较好时，用3#漏斗测量浆槽粘度时，以7s为宜。对浆液吸附性较差时，可适当提高浆槽粘度。

 

       压浆辊压力：是上浆工艺中极为重要的工艺参数，在保证上浆率的前提下，以偏高掌握为好。按含固量设定的要求，根据出浆槽湿纱带浆多少加以调节。以PR-Su全部替代PVA后，不同纱号的常规品种，浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力三者的设定值见表1和表2。

 

       表1  不同粗细的常规品种纱线浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力

 

       表2  不同粗细的常规品种纱线浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力

 

3.2.3 减少浆纱毛羽的其他上浆工艺

 

       （1）浆纱速度

       从理论上讲，浆纱速度越高，纱线毛羽越易被贴伏，因为上浆时纱线作高速直线运动，空气和浆液等流体对其产生的阻力，会把松散在纱线主干外围的毛羽，顺沿纱线运动方向紧贴。可从生活中常见的毽子从高处下落时，鸡毛会自动向中心集聚这一事例看出，这就是空气阻力的作用。纱线通过浆液时，处于高速运行状态，浆液对纱线毛羽的集聚作用要比空气大得多，所以浆纱速度的提高对减少毛羽具有重要的作用。萧汉滨总工曾对CJ/T 9.7和CJ 7.3两种纱线上浆在不同速度下，作毛羽降低率试验见表3。

 

       表3  CJ/T 9.7和CJ7.3两种纱线在不同速度下上浆毛羽降低率试验

 

       （2）湿分绞棒

       湿浆纱出浆槽后经湿分绞棒的抹纱作用，对减少浆纱毛羽起很大重要。我国有很多这方面的研究和试验数据。现列举几组试验数据：山东鲁泰纺织有限公司对使用湿分绞棒的毛羽降低数据见表4，山东泰丰纺织集团对有无湿分绞棒的对比试验数据见表5。

 

        表4  使用湿分绞棒的毛羽降低数据

 

       表5  无湿分绞棒的试验数据据

    

从表4和表5的试验数据和大家的实践经验，普遍认为使用湿分绞棒对降低浆纱毛羽是具有很大作用的。但在工厂中，却经常看到有湿分绞装置而不使用的情况。这里涉及到许多因素，包括湿分绞棒内腔通水温度不够低；化学浆料使用比例过多；浆槽粘度偏高；压浆力偏小，带浆过多；湿分绞棒位置距烘房太近；湿分绞表面不光洁或不平直等等客观问题的存在，亦有操作工怕麻烦而不愿用的主观原因。

 

（3）分层预烘

湿浆纱分层预烘，浆纱在烘筒上预烘密度降低一倍，减少了浆纱毛羽间的相互干扰，降低干分绞阻力，对提高浆膜完整度和减少浆纱毛羽极为有利。萧汉滨高工曾做过专题试验，其测试数据见表6。

 

       表6  湿浆纱分层预烘的效果

 

       从表6可以看到，分层烘燥的毛羽降低率较未分层烘燥的提高10%～40%。但日常生产中，往往有许多原因而不能实行分层烘燥。如分层后两层纱线张力差异大；品种变换频繁，有些品种头份过少不宜分层烘燥，改成分层烘燥就很麻烦，影响设备运转效率，甚至造成供应脱节等严重问题时只能放弃分层预烘。

 

       （4）烘燥温度和烘燥时间

 

       在保证浆纱回潮率和浆纱速的前提下，合理设定烘筒温度对提高浆膜完整度和减少浆纱毛羽有着密切的关系。当湿浆纱贴到烘筒表面后，其水分的蒸发要冲破浆膜才能完成。如果烘筒表面温度过高，则水分蒸发时对浆膜的冲击和破坏就越大，最终降低了浆膜完整度和增加了浆纱毛羽。有资料[3]显示，不同筒烘温度对浆膜完整度影响见表7。从山东鲁泰就各组烘筒温度的设定对毛羽降低率的影响作了专题试验，其测试数据见表8。

 

       表7  不同筒烘温度对浆膜完整度影响

 

       表8  各组烘筒温度的设定对毛羽降低率的影响专题试验

       从表7和表8可以得出下列结论：在保证浆纱回潮率和浆纱速度的前提下，三组烘筒温度设定差异较小时，更有利于提高浆膜完整度和减少浆纱毛羽。

 

       （5）后上蜡

 

       浆纱烘干后导出烘房时，浆纱之间仍有部分毛羽相互粘连着，并且它们都粘附着浆液，其刚性和强度较未上浆前明显提高。一方面，当片纱通过上蜡辊表面时，浆纱表面相互粘连着的毛羽首先接触到上蜡辊上的蜡液，毛羽被浸润后，相互粘连强度大为减弱，在干分绞时毛羽易于分开，可有效地减少再生毛羽；另一方面，片纱局部被蜡液浸润后，浆纱表面的浆膜被软化，对减少干分绞时浆膜被强行撕裂，破坏浆膜完整度会有所减轻。山东鲁泰测试使用或不使用后上蜡对毛羽的影响数据见表9。

 

       表9  使用或不使用后上蜡对毛羽的影响数据

 

       （6）浆纱回潮率

 

       浆纱回潮率是浆纱质量的重要工艺指标，不仅对浆纱物理机械性能有很大影响，对降低浆纱毛羽亦有重要关系。尤其在淀粉类浆料全部替代PVA后，适当提高浆纱回潮率对提高浆膜完整度和减少浆纱毛羽，都会有很大帮助的。以前使用PVA等化学浆料时，浆纱回潮率稍有提高，会造成织轴退绕时，浆纱之间粘连成片状，严重影响顺利织造，所以一般把浆纱回潮率设定得较低。而不用PVA等化学浆料后，浆纱回潮率提高后，不会发生浆纱之间粘连成片的状况。现将不同浆料在各种纤维浆纱回潮率见表10。

 

       表10  不同浆料在各种纤维浆纱回潮率

 

3.3 减少浆纱毛羽的设想

 

       一个企业或一个行业乃至一个国家要做强做大，最根本的一条是要善于创新，只有不满足现状，在现有基础上不断改进和提高，亦就是不断创新，才有可能超过竞争对手而取得成功。我国是世界的纺织大国，但不是纺织强国，其最根本的一条是创新能力差，几乎所有纺织设备和工艺，都是沿袭或购买国外发达国家的成熟产品和成熟工艺。这里仅就减少浆纱毛羽方面，提出一些设想，供对减少浆纱毛羽有迫切要求的工厂和技术人员参考，希望能起到抛砖引玉的作用，把减少浆纱毛羽的工作做得比国外更好。

 

       （1）提高湿分绞棒的抹纱效果。原用湿分绞棒与湿浆纱的接触是点，只能对湿绞棒与纱线接触点上的毛羽起到抹纱作用，而纱线接触点上的毛羽占总量比例小，所以用湿分绞后，毛羽降低率提高幅度受到限制。

 

       如果能把湿分绞棒与湿浆纱的点接触改成面接触，即把湿绞棒表面刻成很密很细很浅的圈状凹纹，使湿浆纱在凹纹内接受抹纱，由于纱线接受抹纱的面积扩大，则浆纱毛羽降低率将会有大幅度提高。为此，下列几点要加以重视：①圈状凹纹的具体设计非常关健，其宽×深≈（0.1㎜～0.15㎜）×0.05㎜-0.1㎜为好，圈与圈的间距可在0.5㎜以上，圆弧与直线交接处要呈圆角，要求纱线在湿绞棒上能作自由横向移动；②操作上要加强湿分绞的清洁工作。

 

       （2）从单纱上浆的浆纱毛羽很少这一启示，引发了为什么片纱上浆毛羽没有单纱上浆减少得那么彻底的问题。从上浆过程来看，基本上都是经过退绕、浸浆、压浆、烘干、卷绕。影响毛羽的关健是浸浆工序，单纱上浆是单根纱浸入浆液，由于浆液对高速运动纱线产生的摩擦阻力，使纱线毛羽顺着运动方向集聚和紧贴在纱干上，并且压浆时不受其他纱线的干扰，最终使浆纱毛羽全部贴伏，毛羽降低率几乎达到100%。 减少毛羽方面，片纱上浆与单纱上浆最大的区别在于片纱浸浆时，纱线的毛羽被多层经轴纱线相互覆盖着，浆液对高速运动纱线产生的摩擦阻力，不足以克服其他纱线覆盖在毛羽上的粘附力，尤其是较长毛羽，它往往会与相邻的多根纱线发生粘附，其粘附力会大大超过浆液对纱线产生的摩擦阻力，所以部分较长的毛羽无法集聚和紧贴在纱干上。要降低其他纱线覆盖在毛羽上的粘附力，唯一办法是把浸入浆液的片纱分成多层，使每根纱线周围有足够的空间，纱线毛羽不受其他纱线的粘附。

 

       要实现上述要求，浆纱机的浆槽引入部件就必须作适当的改进，具体有以下几项：一是适当增加浆槽后部的深度和长度，使纱线进入浆槽后，浸浆10㎝长后接触浸没辊，同时浆槽可容纳片纱浸浆时分成8 层～10层，每层间距3㎜~5㎜；二是进浆槽前的导纱辊位置适当提高，确保片纱分层用绞棒位置；三是增设片纱分层装置。分层棒位置的合理确定非常重要，要求能将各分层纱片张力做到基本一致。如果分层纱片张力存在较大张力差异，则会影响到干分绞的顺利进行。具体见图1；四是分层数量的讨论。从理论上讲，能每个经轴分成一层，对降低浆纱毛羽的效果将会最佳; 但从实际操作和效果出发，每两只经轴合为一层比较合理，这样片纱的密度不大，每根纱线的毛羽没有被其他纱线覆盖，毛羽集聚到纱干的阻力几乎很小，对减少毛羽效果不受影响。但对设备改造和实地操作要简单得多。

 

4 结论

 

       减少浆纱毛羽是当今织造行业产业升级对浆纱提出的新要求，在“浆料和浆纱技术2007年年会上作为主题进行研讨，本文是在学习和消化会议研讨内容后，结合自身的经验，就减少浆纱毛羽提出比较切实可行的具体措施：

 

       （1）检测毛羽的方法要改进，使之每个工厂都能简单易行地检测出毛羽多少，并可以相互比较；

 

       （2）不用PVA上浆，是减少浆纱毛羽最基本的办法之一；

 

       （3）合理配置上浆工艺，是减少浆纱毛羽的关键。包括浆液含固量、浆液粘度、压浆辊压力、浆纱速度、湿分绞棒、烘燥温度和烘燥时间、后上蜡、浆纱回潮率等多个因素对浆纱毛羽都有直接影响；

 

       （4）提出减少浆纱毛羽的设想，供对减少浆纱毛羽有迫切要求的工厂和技术人员参考和讨论，希望能起到抛砖引玉的作用，把我国减少浆纱毛羽的工作做得比国外更好。

 

       参考文献：

       [1] 王方水，张建祥，张守刚等．降低纱线毛羽的探讨．全国浆料和浆纱技术2007年年会资料汇编．

       [2] 汪吉艮，周建才，丰亦军．上浆工艺参数对浆纱指标影响的初探．全国浆料和浆纱技术2007年年会资料汇编．

       [3] 萧汉滨．新型浆纱设备与毛羽关系的研讨．全国浆料和浆纱技术2007年年会资料汇编．

       [4] 李登祥．高号高密纯棉坯布浆纱减少毛羽的研究．全国浆料和浆纱技术2007年年会”资料汇编．