泡沫上漿：魯泰的又一項全球創(chuàng)新

牛方

多年來，魯泰紡織股份有限公司穩(wěn)坐全球頂級色織面料生產(chǎn)商的頭把交椅，其技術創(chuàng)新始終走在同行業(yè)前端。

近日，“紡織之光”色織產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排關鍵技術重點成果推廣會于山東臨清召開。魯泰紡織股份有限公司織造事業(yè)部織布三廠廠長劉立強在推廣會上介紹了魯泰的又一項全球領先的創(chuàng)新技術成果——“經(jīng)紗泡沫上漿工藝技術與助劑”。該項目成功實現(xiàn)了經(jīng)紗泡沫上漿的產(chǎn)業(yè)化應用，打破了全球紡織行業(yè)多年來在經(jīng)紗泡沫上漿領域始終只處于實驗室階段的狀態(tài)，對于全球織造行業(yè)的技術進步與綠色發(fā)展具有積極的推動作用。該項目獲得了2015年度“紡織之光”科學技術一等獎。

金牌工藝誕生：填補全球空白

在機織面料的生產(chǎn)過程中，紗線首先需要經(jīng)過上漿才能上織機織造，織造完成后還要再進行退漿工序。從上漿到織造再到退漿，這樣的過程長期并廣泛的應用于整個織造行業(yè)內，自從人類有了紡織業(yè)，自從這組工序誕生之后，就不曾被改變過。

然而上漿需要漿料，上漿過程需要蒸汽，織造之后的退漿會產(chǎn)生污水，這一切都是機織面料生產(chǎn)所需要付出的成本，而在節(jié)能減排要求日益嚴苛的今天，這些成本逐漸演變成為了一種生產(chǎn)的代價。

劉立強說：“全國現(xiàn)有織機120萬臺以上，織物總產(chǎn)量約為880億米。大多數(shù)織物需進行經(jīng)紗上漿，以適應高速織造。為此，每年消耗的漿料近兩百萬噸，同時還需消耗大量的蒸汽，除此之外印染中的退漿過程也會產(chǎn)生大量污水。隨著環(huán)保意識增強和環(huán)保政策的嚴格實施，經(jīng)紗上漿的環(huán)保性問題已引起紡織行業(yè)的廣泛關注?！?/p>

“節(jié)約資源，有益環(huán)保是經(jīng)紗上漿技術創(chuàng)新的任務和使命。”劉立強說。

除此之外，行業(yè)的普遍情況是：經(jīng)紗上漿率越高，退漿負荷越重，漿料也越容易殘留在織物上。而漿料殘留會導致織物發(fā)硬，影響手感和穿著舒適，因此許多高端品牌為保證產(chǎn)品檔次，對漿料殘留也有嚴格要求。劉立強表示：“低上漿，易退漿是全球經(jīng)紗上漿的先進模式和發(fā)展趨勢?！?/p>

而值得欣喜的是，近年來隨著集聚紡技術的推廣應用，原紗品質顯著改善，毛羽減少70%-80%，強力增加10%-15%?！霸喥焚|的提高使得經(jīng)紗上漿的要求更容易達到，為降低經(jīng)紗上漿率提供了可能?！眲⒘娬f。

在這樣的背景下，魯泰憑借著自己多年來在棉紡織造行業(yè)的技術積累和創(chuàng)新經(jīng)驗，著手集中攻關一種新型上漿模式——“泡沫上漿”。

其實，泡沫上漿技術早在上世紀80年代就被提出，國外關于泡沫上漿技術及設備的研究歐美等地較多，但大多停留在實驗室階段，國內關于泡沫上漿的研究主要是高等院校進行科研探索，關于成熟的泡沫漿紗工藝、設備、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)未見報道。

魯泰牽頭的這項技術創(chuàng)新，聯(lián)合了江南大學、武漢紡織大學、常州市潤力助劑有限公司，宜興市軍達漿料科技有限公司共同攻關，針對經(jīng)紗泡沫上漿技術進行了系統(tǒng)的研究并最終實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應用，打破全球瓶頸，推動了漿紗技術的進一步提升。劉立強說：“泡沫上漿具有低上漿、易退漿和節(jié)能減排的特點，漿紗質量指標以及織造效率可以達到浸壓工藝水平。并且采用泡沫上漿工藝可實現(xiàn)漿料使用量降低24.3%，蒸汽用量降低13.83%，退漿助劑用量降低23.3%，退漿用水減少20%，廢水排放減少10%，COD排放量減少24%，節(jié)能減排成效顯著?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2021/08/04/qkimagescntacnta201607cnta20160711-1-l.jpg"/>

全程自主研發(fā)：設備、配方、工藝一個都不少

魯泰“經(jīng)紗泡沫上漿工藝技術與助劑”項目的成功是中國織造行業(yè)的一大突破，為行業(yè)節(jié)能減排提供了新路徑，打破了紡織品出口的“綠色壁壘”。而且劉立強告訴記者：“泡沫漿紗成品面料較傳統(tǒng)漿紗更舒適。這種舒適主要體現(xiàn)在手感好，手感比傳統(tǒng)上漿面料提升1級，布面較柔軟；懸垂性好，懸垂系數(shù)比傳統(tǒng)上漿面料平均低4.35%；透氣性好，透氣率比傳統(tǒng)上漿面料平均高6.7mm/s；吸水性好，吸水性比傳統(tǒng)上漿面料低3.31；功能性整理級別高，面料的防油整理級別提高1級，提升產(chǎn)品功能性?！?/p>

作為一家長期鉆研高端面料生產(chǎn)工藝的企業(yè)，魯泰的每一項技術研發(fā)都是在不斷推進面料的舒適性和附加值，劉立強說：“泡沫上漿產(chǎn)品的漿料殘留少，有助于提高印染加工質量，同時使服裝面料的手感好、穿著舒適，有助于實現(xiàn)產(chǎn)品的高檔化，占據(jù)國際高端市場?！?/p>

如此既節(jié)能減排又提升產(chǎn)品檔次的“金牌工藝”，魯泰得之并不易。從設備改造到漿料配方研發(fā)再到工藝調整，魯泰聯(lián)合專業(yè)院校的科研團隊、供應商一同攻關才有了一個比較好的結果。其中的曲折僅從一個環(huán)節(jié)就可看出。

劉立強說：“要實現(xiàn)經(jīng)紗泡沫上漿的成功產(chǎn)業(yè)化必須要開發(fā)出適合漿紗機大貨生產(chǎn)使用的‘發(fā)泡機。項目組通過計量泵分別將漿液、發(fā)泡劑和壓縮空氣一起輸送到混合器中進行預混，然后在發(fā)泡機中發(fā)泡。開發(fā)了泡沫漿液生成與供給的程序控制系統(tǒng)，使得泡沫生成量和泡沫供給量與漿紗機速度相匹配，以免泡沫供給的過剩和不足。除此之外還要‘均勻施泡器為了確保泡沫漿液能夠均勻涂覆在經(jīng)紗片紗上，項目組創(chuàng)新性地設計了狹縫刀口施泡器，刀口狹縫的寬度可以根據(jù)泡沫施加量進行調整，以控制泡沫薄膜層的厚度。刀口上方的噴淋嘴與出漿口呈中心對稱，且向兩側噴淋嘴間距依次減小，避免了等間距分布造成的中間泡沫堆積，保證兩側泡沫輸送量均衡。”

除了設備研發(fā)，更重要的是漿料配發(fā)的研制。項目組首先對發(fā)泡助劑進行篩選，之后再優(yōu)選單一組分的發(fā)泡漿料，劉立強說：“常用變性淀粉、PVA等漿料，雖然具有一定的發(fā)泡能力，但不能滿足泡沫漿紗的要求，我們與漿料生產(chǎn)廠家進行技術合作，通過試驗驗證，從漿料的取代度、粘度、混溶性、發(fā)泡后泡沫穩(wěn)定性等方面進行改善，開發(fā)新型泡沫漿紗漿料?！?/p>

確定了漿料配方后，項目組經(jīng)過多次試驗對漿液溫度、攪拌速度等參數(shù)進行了優(yōu)化?！安捎昧_氏泡沫法測試初始泡沫高度、3min和5min泡沫高度，再以目標函數(shù)分析法，確定發(fā)泡能力最佳的發(fā)泡溫度。例如：在新型變性淀粉與固體聚丙烯酸類漿料配比為60：40， 漿液濃度為6%時，溫度為50℃時漿液發(fā)泡能力最佳?！眲⒘姺窒淼膸缀鹾翢o保留。

接下來項目組進行了單紗上漿實驗、整漿聯(lián)合機實驗，最后實現(xiàn)了泡沫上漿大生產(chǎn)。項目組對CPT80/2、CPT100/2、CPT40品種分別采用傳統(tǒng)漿紗和泡沫漿紗方式的漿紗質量指標進行了對比，結果顯示：“CPT80/2品種的上漿率較傳統(tǒng)漿紗低1.6%，CPT100/2品種上漿率較傳統(tǒng)漿紗低1.5%，CPT40品種上漿率較傳統(tǒng)漿紗低1.4%。三種紗支的增強率、減伸率、耐磨提高率、毛羽降低率均符合泡沫漿紗質量標準?！?/p>

劉立強說：“100/2及以下的合股品種實現(xiàn)泡沫漿紗常態(tài)化，在祖克兩漿槽漿紗機上員工已能夠掌握泡沫漿紗技術，能夠自主操作發(fā)泡機進行泡沫漿紗，成品織疵率保持在正常水平，質量穩(wěn)定，實現(xiàn)了泡沫漿紗由試驗階段到產(chǎn)業(yè)化推廣的突破。”

該項目從設備、配方到工藝，全程自主研發(fā)，成果顯著，不僅制定了工藝標準、企業(yè)生產(chǎn)操作標準，更重要的意義是對于整個色織產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排和技術創(chuàng)新提供了技術參考和發(fā)展的信心。