漢麻/棉混紡紗漿紗探討

閆紅芹

（安徽工程大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

漢麻又稱為大麻，作為一種傳統(tǒng)的紡織材料，是從大麻韌皮經(jīng)脫膠加工而成的纖維素纖維.為了和毒品大麻區(qū)別，我國將低毒或無毒大麻稱為漢麻.由于漢麻纖維獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其制品具有吸濕、透氣、散熱、防霉、抗紫外線、抗輻射、抗異味、無刺癢感等多種特性，被公認(rèn)是新一代天然纖維和綠色環(huán)保纖維［1］.近年來，隨著天然紡織纖維原料的短缺，漢麻纖維在產(chǎn)業(yè)用紡織品、室內(nèi)裝飾及民用紡織領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到人們的重視.但由于純紡漢麻紗線毛羽長而多、條干差、斷裂伸長率低、彈性差，故一般將漢麻纖維與棉混紡［2］.實(shí)際情況是混紡紗也存在毛羽長且豐富、彈性差的缺點(diǎn)，因此漿紗工藝是影響織造環(huán)節(jié)及坯布質(zhì)量的重要因素.目前對漢麻紗線漿紗相關(guān)報(bào)道較少，只有文獻(xiàn)［3］和文獻(xiàn)［4］對漢麻紗線進(jìn)行了漿紗研究.本文在此基礎(chǔ)上，針對漢麻/棉混紡紗特點(diǎn)，用9種配方對混紡紗進(jìn)行上漿處理，通過對漿紗性能及有關(guān)指標(biāo)測試分析，篩選出合理的漿紗工藝，達(dá)到改善紗線性能、提高可織性的目的.

1 纖維特性

纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)是漿紗必須充分考慮的.漢麻纖維表面很粗糙，縱向有許多裂隙和孔洞，并與中腔相連，這種結(jié)構(gòu)在漿紗時(shí)形成毛細(xì)效應(yīng)而加速纖維的吸漿速度和吸漿量.纖維吸濕后易橫向膨脹造成纖維在紗線中排列更加緊密，導(dǎo)致紗線上漿不勻或粘并，難以形成良好的漿膜，影響后工序織造.另外，漢麻纖維是工藝?yán)w維紡紗并且纖維粗硬，易形成長而多的毛羽，比普通棉紗偏硬、彈性差.因此，漿紗重點(diǎn)是對漢麻纖維表面的裂縫和孔洞進(jìn)行填充、伏貼毛羽，從而使紗線表面平整、光滑、柔軟，具有更好的彈性和韌性，明顯降低紗線的摩擦因數(shù)，提高可織性.

2 原料與實(shí)驗(yàn)

2.1 漿料配方的制定

漢麻纖維和棉纖維的化學(xué)組成主要為纖維素，與變性淀粉漿料結(jié)構(gòu)非常接近，因此選擇含羥基的淀粉類作為粘著劑，變性淀粉具有粘度穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性佳、粘著性和成膜性較好的特點(diǎn)，適量應(yīng)用一些成膜性、黏附性、水溶性等較好的PVA－1799，以增加紗線的耐磨性.丙烯酸的使用會使紗體柔軟滑爽、成膜性較好，也利于毛羽貼伏，較好地改善上漿質(zhì)量.

把漿料的含固率、變性淀粉與PVA的質(zhì)量比、變性淀粉與馬鈴薯淀粉的質(zhì)量比作為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)因素，每個(gè)因素取3個(gè)水平，采用L9（34）正交表，選用的漿料配方如表1、表2所示.

2.2 原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)樣品為寧波雅戈?duì)柟咎峁┑?7.9tex大麻/棉55/45混紡紗.單紗平均斷裂強(qiáng)力為415cN，斷裂伸長率為4.7%，耐磨次數(shù)為4，1mm毛羽指數(shù)為1 281根/m，2mm毛羽指數(shù)為475根/m，3mm毛羽指數(shù)為193根/m，4mm毛羽指數(shù)為93根/m，5mm毛羽指數(shù)為46根/m，實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備為HD021型電子單紗強(qiáng)力儀、YG172型紗線毛羽測試儀、Y731型抱和力機(jī)、501型超級恒溫器、GA391B單紗漿紗機(jī).

表1 因素水平表

表2 正交實(shí)驗(yàn)水平表

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

取含固率為8%～12%漿液2 000g，煮漿溫度控制在（100±0.5）℃左右，漿液pH值7.0左右，煮漿2 h至PVA完全溶解，在GA391B型單紗漿紗機(jī)上對混紡紗進(jìn)行上漿處理，漿槽溫度為（95±0.5）℃，漿紗機(jī)車速為70m/min.紗線試樣調(diào)濕平衡24h，實(shí)驗(yàn)條件控制在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，溫度為（20±2）℃，相對濕度為65%±3%.紗線強(qiáng)度和斷裂伸長率在HD021型電子單紗強(qiáng)力儀上測試，夾持長度為500mm，測試速度為500mm/min，每種試樣各測試30次.紗線毛羽在YG172型紗線毛羽測試儀上測試，測試速度為30m/min，每種試樣各測試30次.耐磨次數(shù)在Y731型抱和力機(jī)上測試，每種試樣各測試20次.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

上漿后紗線的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示.利用表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，結(jié)果如表3所示.極差R的大小反映了實(shí)驗(yàn)因素的影響程度，極差越大，表示影響越顯著.

表3 上漿后混紡紗的性能指標(biāo)

表4 各因素影響分析

3.1 漿紗后毛羽變化

紗線上毛羽大部分是1～3mm的短毛羽，對織造影響不大，但3mm以上的長毛羽易在整經(jīng)和織造中相互絞纏影響生產(chǎn)過程，被稱為危害毛羽［5］.由于漢麻纖維表面粗糙且是工藝?yán)w維紡紗，混紡紗毛羽豐富且長，如不漿紗后工序?qū)o法進(jìn)行生產(chǎn).漢麻/棉混紡紗上漿的主要目的就是貼伏毛羽，由表2可見，本文選用的漿料配方貼伏毛羽的效果都非常好.經(jīng)過上漿處理，混紡紗毛羽大幅度降低，尤其是對3mm以上的毛羽降低最多.

通過對正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，3種因素中，變性淀粉與PVA的質(zhì)量比對紗線毛羽指數(shù)的降低影響最大.隨著漿料組分中PVA含量的提高，毛羽降低率依次增加.在9組實(shí)驗(yàn)中，第3、46、79號試樣毛羽指數(shù)的降低最大，即變性淀粉與PVA的質(zhì)量比為7∶3時(shí).說明當(dāng)?shù)矸酆枯^高時(shí)，毛羽的降低率多.這是因?yàn)榈矸蹖w維素類纖維的黏附性高，使?jié){料易與纖維大分子之間形成較強(qiáng)的結(jié)合，說明漢麻紗線漿紗可以少用甚至不用PVA漿料，也可取得較好的毛羽伏貼效果.另外，隨著PVA含量的增加，漿液粘度也相應(yīng)升高，不利于漿液的滲透，對漿紗其他性能有影響.其次是含固率和變性淀粉與馬鈴薯淀粉質(zhì)量比，含固率增加，漿液披覆性提高有利于毛羽的伏貼.

3.2 漿紗后伸長率和強(qiáng)力變化

漢麻纖維性能與亞麻接近，強(qiáng)力高而伸長率小，使得混紡紗有較高的強(qiáng)力但過硬挺、彈性差.上漿后漿紗的彈性變化可用減伸率指標(biāo)來衡量，減伸率小說明漿紗彈性降低少.混紡紗強(qiáng)力較高，完全能適應(yīng)后工序的加工，所以增強(qiáng)并不是漢麻/棉混紡紗漿紗的主要任務(wù).通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，漿紗后紗線強(qiáng)力均有增加，而伸長率都有所降低.減伸率最大變化為15.7%，最小是3.6%.通過正交實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，在確定的3種影響因素中，漿液的含固率對紗線的拉伸性能影響最大.隨著漿液含固率增加漿紗強(qiáng)力逐漸增加，含固率為12%時(shí)，紗線獲得最大的增強(qiáng)率，而減伸率也相對較大；紗線減伸率隨著含固率的提高呈降低趨勢，即隨漿液含固率增加，紗線彈性損失較小.這是因?yàn)楫?dāng)含固率高時(shí)，漿料粘度高不易滲透，紗線拉伸時(shí)內(nèi)部纖維相互間有較好地滑移.含固率的變化引起漿料黏度增加，當(dāng)含固率超過一定范圍，使?jié){紗呈現(xiàn)脆硬的特性，織造時(shí)紗線易斷頭.其次是變性淀粉與馬鈴薯淀粉的比例，影響最小的是漿料中變性淀粉與PVA的含量，PVA含量相對較高時(shí)，紗線能獲得較大的強(qiáng)力和較小的減伸率.

3.3 漿紗后耐磨性變化

上漿對紗線耐磨性的改善非常顯著，實(shí)驗(yàn)中漿紗后紗線耐磨次數(shù)最大的為1號試樣，次數(shù)為239.6，每組配方中均有丙烯酸類漿料，實(shí)現(xiàn)改善耐磨性能的目的.在確定的3種影響因子中，含固率對紗線的耐磨性能影響最大.實(shí)驗(yàn)中含固率為8%時(shí)，紗線耐磨次數(shù)最高，漿液含固率增加，紗線耐磨性改善.但并不是含固率越高，紗線耐磨性越好，還要考慮到漿液粘度增加使浸透性降低，漿膜易在后工序外力作用下脫落.其次是變性淀粉與馬鈴薯淀粉的質(zhì)量比的影響，隨著變性淀粉含量的增加，漿紗耐磨次數(shù)依次降低.這是因?yàn)轳R鈴薯淀粉屬于原淀粉，具有較強(qiáng)地披覆能力，但浸透性差、漿膜脆硬，變性淀粉的加入能改善漿液的浸透性和漿膜的柔韌度.當(dāng)變性淀粉與馬鈴薯淀粉質(zhì)量比為5∶5時(shí)，漿紗耐磨次數(shù)也是可滿足織造要求.最后是變性淀粉與PVA質(zhì)量比的影響，由于PVA漿料的漿膜堅(jiān)而韌，而淀粉漿料的漿膜硬而脆，因此PVA含量高，紗線能獲得好的耐磨性能.變性淀粉與PVA質(zhì)量比為3∶7時(shí)漿紗獲得較高耐磨次數(shù).

4 結(jié)論

針對漢麻/棉混紡紗線毛羽長而多、比普通棉紗線硬、彈性差等缺點(diǎn)，選用變性淀粉、馬鈴薯淀粉和PVA1799為主漿料，丙烯酸為輔助漿料，制定兩種漿料配方對漢麻/棉混紡紗漿紗.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)棉紗漿紗配方符合混紡紗漿紗，未使用PVA配方的實(shí)驗(yàn)也取得了較好的漿紗效果，符合織造要求，可以降低漿紗成本.PVA含量低有利于毛羽的伏貼，在一定范圍內(nèi)提高PVA含量，能使紗線獲得較高的強(qiáng)力和較好的彈性及耐磨性.含固率對紗線各項(xiàng)性能影響均較大，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加含固率，可以提高漿紗品質(zhì).

［1］ 張建春.漢麻綜合利用技術(shù)［M］.北京：長城出版社，2006.

［2］ 殷祥剛，滑鈞凱，朱若英.大麻加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，22（1）：13－17.

［3］ 沈艷琴，本德萍，錢現(xiàn).漢麻/棉混紡紗漿紗工藝研究［J］.上海紡織科技，2009，37（8）：10－19.

［4］ 程友剛，毛雷，王國立.棉/漢麻浴巾織物漿紗工藝分析［J］.現(xiàn)代紡織技術(shù)，2011（1）：41－42.

［5］ 周永元.紡織漿料學(xué)［M］.北京：紡織工業(yè)出版社，2004.