上浆工艺设置对浆纱的影响

摘要：上浆工艺参数的设置对浆纱质量的影响是很关键的，直接影响织造效果。文章简单介绍了上浆工艺包含的内容及上浆工艺设计必须考虑的主要因素。分析了上浆工艺设置对浆纱质量的影响，包括浆液含固量、压浆力对上浆率的影响、上浆率的设置对浆纱质量的影响、高压浆力、高上浆率对织造的影响及浆纱覆盖系数（率）对上浆的影响。

关键词：上浆工艺；浆纱质量；上浆率；压浆力

中图分类号：TS104.7 文献标志码：A

The Effect of Process Settings on Sizing Quality

Abstract： Parameter-setting of sizing process has significant influence on sizing quality and consequently on weaving quality. The paper first introduced briefly the contents of sizing process and the key factors to be considered during process design， and then it analyzed the effect of process settings on sizing quality， including the effect of solid content and squeeze intensity on size pick-up， the effect of size pick-up on sizing quality， the effect of high squeeze intensity and high size pick-up on cover factor and the effect of cover factor on sizing quality.

Key words： sizing process； sizing quality； size pick-up； squeeze intensity

纺织上浆是个系统工程，除了浆料、上浆设备，还包括上浆工艺、浆纱操作、浆纱和织造环境等因素，各种因素共同作用，缺一不可。有些纺织企业，特别是规模较小的纺织企业，缺乏专业浆纱技术人员，其浆纱工艺存在不少问题；对有些上浆工艺理解不全面，比如高压上浆工艺，教条地应用于所有品种上，浆纱效果不理想。本文就上浆工艺设计展开研讨、交流、学习，希望大家对上浆工艺的研究，引起足够的重视。

1上浆工艺包含的内容

上浆工艺不能狭隘地认为，就是调浆配方，调浆配方不过是上浆工艺的一个内容而已，它还包括如下的内容。

1.1浆液制备

（1）调浆配方和调浆工艺要求：投料顺序、搅拌时间、烧煮温度、保温时间等；

（2）浆液浓度（含固量）；

（3）浆液粘度，这里是指浆槽内的粘度。每个企业的实际情况不同，浆桶与浆槽粘度差异也不一样；

（4）浆液酸碱度（pH值）。

以上这些要求，要达到一个目的，就是调制的浆液是符合工艺要求的。在调浆工作管理上，要做好以下几点：

（1）根据工艺配方，先备料，后调浆，防止投料差错；

（2）煮浆要求：确保烧煮温度和时间，使各种浆料充分溶解，混合均匀；

（3）浆液检测：以定积为主、粘度为辅，确保含固率；

（4）调浆前后：调浆工要与有关人员进行信息沟通，及时调整调浆工作。

1.2工艺参数

包含上浆率、伸长率及浆纱剩余回潮率的控制要求。

1.3上机工艺参数

（1）压浆力的设置与调节；（2）浆槽浆液温度的设置；（3）经纱浸浆形式（单浸双压、双浸双压等）的设置，不是所有品种都适合双浸双压；（4）分层预烘与湿分绞的运用设置；（5）预烘温度、合并烘温度的设置与调节，如果纤维、头份数差异不大，两个预烘区的温度要一致，预烘温度差异严重的话会造成两层纱片张力大小不一；（6）浆纱速度的设置；（7）后上蜡或后上油的设置。

2上浆工艺设计必须考虑的主要因素

2.1纱线

2.1.1纱线的种类

有亲水性纤维、疏水性纤维、人造纤维纱线，有纯纺及混纺纱线。对疏水性纤维混纺、高比例含涤纶、纯涤等品种要特别重视，根据“相似相溶”原理，选择对疏水性纤维粘附性能强的浆料，这是浆好此类品种的关键。亲水性纤维对浆料的选择相对容易些，这类浆料比较多。

2.1.2经纱纺纱方式及纱线品质

据有关资料介绍，用相同配棉原料纺相同号数纱，对分别采用传统环锭纺、集聚纺（紧密纺）、赛络纺、集聚赛络纺、喷气涡流纺等方式纺出的纱进行测试对比，测试结果见表1。

从浆纱和织造角度来看，集聚赛络纺的纱线耐磨性能相当好，同其他纺纱方式的纱线比，综合性能是最好的，其次是集聚纺的纱线。这两种纱线在相同品种上浆时，设计上浆率都不需要太高。但是由于这两种纱线的紧密性好，浆液不容易渗透，因此上浆工艺和选择浆料时，要充分考虑浆液的渗透性。一般情况下，浆液的含固量大于上浆率（色织纱两者数值比较接近），在设计上浆工艺时，要充分重视这些特点。只要浆液渗透做好了，一般织机效率都比较理想。

另外纱纺的工艺有普梳、半精梳、全精梳的区别，纱线的捻度还有强捻纱、高捻纱之分，纺纱方式还有转杯纺纱。在设计上浆工艺时，还是要考虑这些因素。

纱线品质是十分重要的，它直接影响上浆效果和织造效率。有测试条件的，应对筒子纱进行必要的测试，主要看最低断裂强度，而不是看平均值，应看断裂强度CV值。另外纱线伸长率是十分重要的，如果伸长率不大，浆纱工序的经纱保伸就十分重要，否则容易在织造时造成“脆断”。纱线的条干和毛羽情况也要考虑，这样在设计上浆工艺时，做到心中有数，以便采取相应的工艺。

若没有测试条件，首先凭经验对筒子纱目测、手拉纱线做定性判断；其次注意整经万米百根断头情况，采取相应工艺措施。

2.2织造

要考虑织物组织是平纹还是斜纹，或是缎纹组织，如果既有平纹组织又有缎纹组织，要按平纹来考虑，上浆率偏中掌握。还要根据钢筘的每筘穿入根数，考虑钢筘对纱线的摩擦因素，最后确定织造难度。

应考虑本企业织造车间、织机状态实际情况对浆纱的特殊要求。每个企业织造车间的状况不尽相同，尤其值得注意的是车间的相对湿度，是偏干还是偏湿。织机的使用年限，特别是停经片、综丝、钢筘等部件的磨损程度，对浆纱耐磨性的要求是不一样的。这些因素在制定浆纱工艺时是不容忽视的。

2.3上浆设备

2.3.1浆纱设备状况和上浆特性

浆纱设备是很重要的，因为它是浆纱系统工程的基础，如果这个基础有故障或缺陷，一直都会影响着浆纱效果。本人曾经在某企业的贝宁格双浆槽浆纱机上试浆JC60S，一个织造难度不是很高的产品，2次试浆，因经向断头高，织造效率不理想。数月后再次造访该企业，交流中得知该企业PVA不能少、上浆率不能低的原因——两个浆槽，由于主压浆辊质量问题，上浆率相差27%。由此可知，作为合格的浆纱工作者，对上浆设备的性能必须要掌握，对其发生的故障要敏锐察觉，想办法尽快解决，否则再好的上浆工艺也不会有理想的效果。

上浆特性是指本企业的上浆设备，在浆纱时存在的某些规律性的东西，比如浆液含固量与上浆率之间的关系、浆桶粘度与浆槽粘度之间的变化规律、压浆辊硬度、表面是光面还是微孔等等特征。上浆特性是指浆纱机的脾气特性。因为每台浆纱机，哪怕是同型号的浆纱机，其脾气特性都不尽相同，尤其是随着使用年限的增加，各种因素都会加大这些差异，在设计上浆工艺时必须要考虑这些差异。

2.3.2湿分绞装置和分层预烘

湿分绞装置和分层预烘工艺，是降低落浆、落物及减少再生（二次）毛羽的有效措施。如果湿分绞装置完好即不沾浆，停车后再启动，经纱上不粘浆条，干分绞处无断纱。湿分绞装置适用于任何品种，哪怕不分层预烘，使用湿分绞对减少落浆、降低再生毛羽都是有利的。

分层预烘工艺不是所有品种都适用，要根据纱线支数、每个浆槽的经纱根数情况而定。支数高、经纱根数少，不适合用分层预烘，否则在干分绞时断纱增多。

2.3.3单、双浆槽或多浆槽的运用

有观点称：经纱覆盖系数（率）在40%～60%为好，本人认为有其合理性，这是大多数浆纱工作者认可的，也是双浆槽上浆设备普及的原因。

随着我国纺织事业的发展，上浆设备的性能也普遍提高，很多中小型纺织企业，或是专业从事浆纱代加工企业，高速双浆槽浆纱机已经很普及了，甚至有三浆槽的设备。

这样就带来一个值得讨论的课题：降低经纱覆盖系数是否有利于上浆效果？这也是近年来本人一直关注的课题。在此，呼吁大家在有条件的情况下做一些对比试验，看看是否有利于提高织机效率，是否有利于降低上浆成本。

2.4其他因素

2.4.1本地区的气候特征

众所周知，纺织企业对气候变化还是很敏感的，一场大雨，使空气清新，提高了空气中的湿度，布机车间的织造效率会相应提高；季节变换，开始刮干风了，如不采取措施，织造时的断头就增加了。

气候因素在设计上浆工艺时，也需要考虑，尤其是浆纱回潮率控制的好，根据气候变化做相应工艺调整，能有效弥补气候因素对织造效率的影响。

2.4.2调浆用水质问题

因自来水价格的不断提高、自来水供应紧张等因素，有些纺织企业调浆用水采用地下水、地表水、河水，甚至鱼塘、池塘里的水。这些不同的水对浆料的溶解、对浆液的质量，或多或少是有影响的，其中对浆液粘度的影响十分明显。山东某纺织企业由于水质问题，需投入350g的过硫酸类降粘剂，才能达到工艺要求。而山东另一纺织企业，在浆液含固量8%、没有PVA的浆液中，也是因为水质问题，是不能投入任何降粘剂的，否则浆液粘度就很低。

调浆用水还有另一方面特点，因气候变化，其水质是不断变化的，一般察觉不了这种变化。使用水溶性聚酯浆料的企业，都会遇到聚酯有时不能溶解的难题。这除了生产聚酯企业本身的问题外，其中水质的变化也是重要的原因。因此，在设计上浆工艺时，水质因素也是要考虑的内容。

3上浆工艺设置对浆纱质量的影响

上浆工艺所包含的内容很多，严格地讲，每项工艺内容参数的设置调整，对浆纱质量都有或多或少的影响，但是有些企业调整工艺参数后，并未获得好的浆纱效果。这是因为他们调浆配方豪华，比如PVA超量使用，价格贵的浆料不正常地使用，其次上浆率宁高勿低。这样的上浆工艺掩盖了很多问题。有些工艺参数的调整就显现不出它的作用。

上浆工艺的设置中，浆料配方是令很多人最感兴趣的，也是比较重要的内容。浆料配方又涉及到浆料性能，因素比较复杂，本文不作重点讨论。

3.1浆液含固量、压浆力对上浆率的影响

调浆成分确定后，浆液含固量和压浆力这两个工艺参数影响着经纱的上浆率。一般情况是含固量大，上浆率就大；压浆力大，上浆率就降低。但是在有些情况下，压浆力增加到一定数值后，上浆率不再降低了，上浆率就超出工艺设定的要求了。

首先人们对压浆力与上浆率关系的理解上存在偏差，认为在正常浆纱速度时，如果浆大了，只要加大压浆力就能把上浆率降下来。事实上，当浆液含固量设计得比较大时，很多品种、很多浆纱机，压浆力达到一定数值后，再继续加大压浆力，上浆率的降低是非常有限的。这是因为浆纱设备压浆辊的内部机械结构、材质；橡胶层的结构、材质、硬度、表面形态；压浆力的加压形式所决定的。这种压浆力大小、调节上浆率的能力，称为“压榨能力”，严格地讲，每台浆纱机都不一样。每种机型的浆纱机“压榨能力”差别也很大，特别应引起重视的观点是这种“压榨能力”是有限的，而不是无限的，因此浆液的含固率要设置在合理范围内。

因此，有必要提出每个品种的浆液含固量要有个合理范围。浆液含固量、压浆力、上浆率三者之间在一定的范围内（含固量在一定区间、压浆力在一定数值内）存在敏感区。即在这个范围内，压浆力的调节变化同上浆率存在正相关，且线性变化的关系，那么浆液含固量设定在这个范围内就是合理的。

比如，纯棉40S133×100防羽布品种，如果压浆力设定在25kN，浆液浸透比例合适，毛羽贴伏也较好；浆液含固量12.5%时，上浆率为14.5%左右。压浆力大于25kN时，上浆率如果能线性降低，这样的含固量在敏感区间是比较合适的，如果提高压浆力而上浆率降不下来，说明浆液含固量高了。

目前，有些纺织企业，特别是浆纱加工企业，浆液含固量、压浆力等工艺参数都比较保守，经纱的上浆率都偏大，“轻浆”极少发生了，但织机效率不理想。用心找到本企业各个品种合适的浆液含固量、压浆力、上浆率三者的关系尤为重要。

压浆力的大小必然联想到高压上浆的工艺思路，这么多年，大家都十分推崇高压上浆工艺，也取得了许多经验，这是值得肯定的。但是高压上浆工艺不适用所有品种，比如高含涤、纯涤品种，人造纤维、天丝、木代尔等品种，有些集聚纺品种，等。上述品种如教条地采用高压上浆工艺（压榨能力强的），浆纱效果往往不理想。

浆纱机的“压榨能力”因机型不同、压浆辊的构造不同有着显著的差异，不能因为别人采用高压上浆工艺，就盲目跟风，而应该立足于本企业的实际情况，认真地摸索出适合本企业的浆液含固量、压浆力、上浆率之间的工艺。

3.2上浆率的设置对浆纱质量的影响

上浆率在浆纱工程中是至关重要的一个工艺参数，因为上浆率是否合适直接影响到织造效果，长期从事浆纱工作者都有过“轻浆”的经验，浆纱一旦发生“轻浆”现象，在织造时，轻者则影响布机效率，严重时，经纱起毛起球，无法织造，甚至报废，对“轻浆”轴的复浆处理，技术难度大，成功率也不高，有些品种，有些幅宽是无法复浆的。

许多浆纱工作者经历过“轻浆”现象后，在上浆率的设置上往往是宁高勿低。着重强调一下，过高上浆率不但降低了织机的织造效率，同时增强了毛羽在织造中的危害性。

经纱上，尤其是经纱外露的毛羽上，浆液分布情况是极不均匀的，毛羽上的浆液附着量明显大于经纱主干上的附着量。另外还有一个现象，毛羽上浆液的附着量极不均匀，毛羽的末端（毛羽与纱的主干连接处为起始端）上的浆液附着量呈圆柱状或球状，浆液附着量的直径有的甚至大于毛羽直径的2～3倍。因此本人认为，毛羽上的上浆率大于经纱主干上的上浆率，过高的上浆率更增强了毛羽在织造时的危害性，使毛羽刚度和强力、耐磨性都增加了，毛羽在织造过程不易折断，强韧的纠缠能力对织造相当不利。

那么上浆率应该怎样设定才比较合适呢？多年的浆纱工作经验认为，采用上浆率设定的经验计算公式作为基本的计算还是比较靠谱的。此计算公式比较适合传统环锭纺纱，对新型集聚纺、赛络纺纱线和小剑杆、有梭织机品种，上浆率要酌情降低。为方便大家生产应用，摘录洪仲秋先生的有关数据于后，供参考。

3.3上浆率设定的经验计算公式（适用于高速喷气织机）

现介绍一个操作性较强的经验计算公式。

S=（0.35/tex+0.143）×Ez/K（1）

式中：S——设定上浆率（%），tex——纱线特数（tex），Ez——织物总紧度（%），K——织物组织结构系数。平纹、提花，K=2；2/2，1/2，2/1，斜纹，K=3；3/1，1/3，卡其，K=4；4/1，1/4，缎纹，K=3。

由式（1）可知：确定上浆率大小的因素主要包括纱线特数、织物紧度及织物组织。而上浆率的调整因素有主浆料的选用、织机类型与速度、纤维种类和织物组织等。

一般情况下上浆率的确定还需注意以下几点：

（1）以PVA为主体的浆料配方其设定上浆率要比以淀粉为主体的浆料配方，其上浆率可低1～2个百分点。

（2）织机类型若以有梭织机（180r/min左右）为1，在相同情况下，则剑杆织机（300r/min左右）的上浆率为有梭织机的1.10倍，片梭织机（250r/min左右）为有梭织机的1.15倍，喷气织机（500r/min以上）为有梭织机的1.20倍。

（3）纤维若以纯棉为1，则粘胶短纤维为纯棉的0.7～0.8倍，纯涤纶1.1～1.15倍，涤棉、涤粘1.05～1.15倍。

（4）以平纹类织物为1，斜纹、哔叽织物的上浆率为平纹的0.8～0.85倍，贡缎织物紧度高为平纹的0.9倍左右。

运用上面的经验公式可操作性比较强，计算了27个产品的数据见表2。

从表2计算结果看，式（1）基本上符合当前的实际应用现状，可操作性较强。

3.4高压浆力、高上浆率对织造的影响

某企业基本概况：生产涤/棉65/3545S×45S110×7694～105，宽幅小剑杆织机、高速整经机、全烘筒双浆槽浆纱机、主压浆辊光面橡胶辊、高压调浆。主要存在如下问题：织造车间如果相对湿度低，经向断头明显增加；纱线毛羽粘连，过停经片不顺畅，严重时造成断头；织轴到后梁之间有不规则的断头现象。在生产现场观察到，织造车间如同“桑拿房”，用水上喷下浇（织机上方喷雾、地面浇水），增加湿度，有些织机的纱面上都有明显的雾水。在这样的条件下，织机的织造效率也能达到90%左右。对上浆工艺的调查发现，上浆率和压浆力、浆液含固量设置不合理，表3是原上浆工艺和调整过程的上浆工艺。

从表3可以看出，原调浆配方上没有原则性的错误，由于浆液含固量太高，近31kN的压浆力（光面橡胶压浆辊）没有把上浆率降下来，却过度地增加了浆液的浸透，浆纱回潮又不重视，偏干掌握，浆纱的脆断就不可避免了。

高上浆率的浆纱只有在高湿度的环境下，才有可能取得较好的织造效果。纯棉品种如此，涤/棉品种也一样。该企业织机采用“上喷下浇”高湿度，织造效果也是可以的，但是提高了生产成本，降低了利润，恶化了环境，浪费了资源。

因此工艺调整的思路：降低浆液含固量，达到降低上浆率的目的；降低压浆力，提高浆液的披覆；降低上浆率，改善织机的高温环境，织造效率反而有所提高。新工艺是为了解决生产上长期未能解决的问题，同时又降低了上上浆成本，是最佳上浆工艺摸索的过程。

使用原工艺时，压浆力大、上浆率高，浆出来的纱硬度高，手感不滑爽。上机以后必须回潮大，织机相对湿度如果低于80%断经率将会很高。调整工艺后，手感柔软、滑爽，开台率明显提高。新工艺1、2上浆率偏大，毛羽有点多，回潮偏大，在织机上开口有点粘连，影响效率。新工艺3加大了压浆力，降低了回潮，减少固体丙烯的用量。浆出来的纱，毛羽贴服好，手感滑爽，而且耐磨性好，上机以后开口特别清晰，效率很高。

3.5浆纱覆盖系数（率）对上浆的影响

浆纱覆盖系数是指纱线横截面在上浆辊上覆盖的程度，纱线直径大，总经根数多，其覆盖系数就高，反之则低。普遍认为，覆盖系数过高，纱线之间相互挤压甚至重叠，容易造成上浆不匀，浸透和被覆不良；覆盖系数过低，纱线在浆槽内容易移动、错位，在干分区分绞时容易断头、撞筘。

本人的观点是，浆纱覆盖系数高不但存在上述问题，往往还造成浆料成本上升，如增加PVA或高性能淀粉的用量，上浆率往往偏大掌握，还容易造成单根或几根“轻浆”起棉球的现象。

浆纱覆盖系数过低，老旧上浆设备确实会造成断头，新型高速浆纱机掌控得好一般都不会产生断头。因为造成断头的主要原因是纱线在浆槽内的移动大，严重错位。而新型高速浆纱机即使是六辊双浸双压的浆槽形式，由于浸没辊具有侧压功能，所以纱线进入浆槽后，是不会产生严重移动和错位的，五辊式、四辊式浆槽纱线就更不会发生严重移动和错位了。事实证明，只要浆槽机械结构合理，如头份少、不要分层预烘，浆纱覆盖系数低也是没有问题的。

如果采用低浆纱覆盖系数的上浆工艺，对浆纱质量有什么影响呢？以纯涤（瓶化纤维）45S×45S110×7663，6950根品种的生产实例，浆液含固量、压浆力、上浆率三者之间数据的变化见表4。

纯涤品种比较难以上浆，其上浆率有时低于含固量，或者接近含固量。一般纯涤品种不怕上浆大，就怕上浆小。

从表4的生产实例可以看出，采用双浆槽（降低浆纱覆盖系数）工艺，即使是采用20kN的高压浆力，上浆率也是不低的，降低浆纱覆盖系数后难以上浆的纯涤品种也容易上浆了。

以C60S×C60S170×124105"大提花品种的生产实例，降低浆纱覆盖系数对降低浆料成本的影响见表5。

从数据不难看出浆料成本的差异，尽管三浆槽上浆率要略高于双浆槽，但实际浆料成本要低很多。三浆槽上浆工艺的浆纱质量得到用户认可，三浆槽的浆料配方双浆槽是无法生产的，这就是降低浆纱覆盖系数可以适当降低浆料成本的实例。

因此，降低浆纱覆盖率是提高浆纱质量和上浆成本的一项有效的工艺手段。

4对上浆工艺效果的评判

对上浆工艺效果的评判很难有一个统一的标准。因为每个企业、每个浆纱工作者、每位专家学者等所站的位置、看问题的角度不同，特别是利益所在不同，对效果的评判就不同。

大多数人的意见是，好的浆纱工艺应该是较低上浆成本、较高织机织造效率和实物质量。再高一点的要求，还应考虑对印染的影响，比如退浆的难易程度、退浆废水对环境的影响。

哪怕纱线、织物规格、浆纱、布机型号、浆料配方、上浆工艺都相同，织造效果一定是有差异的。其他企业好的上浆工艺，只能参考，而不能复制。只有适合本企业实际情况的，能获得低上浆成本、较高织机织造效率、质量得到用户认可的上浆工艺才是好工艺。这里特别指出的是，好工艺也是有时效性的，不会永远不变。随着影响浆纱因素的改变而失效。只有敏锐地发现本企业浆纱工序状况的变化，及时采取合理有效的工艺调整，这才是浆纱工艺高手。

5结束语

（1）上浆工艺参数的设置对浆纱质量的影响是很关键的，直接影响织造效果。（2）上浆工艺参数所包涵的内容是多方面的，不能仅局限于浆料配方、上浆率等几个参数。（3）在设计上浆工艺时，还必须考虑到纱线、织造难度，本企业浆纱、织机设备状况，浆纱覆盖系数，本地区气候特征，调浆用水质等因素。（4）正确认识本企业上浆工艺参数的调整对浆纱质量影响的特性和规律，这是根本，是搞好上浆工艺的关键。（5）适应本企业的上浆工艺，并能获得好的综合效益，才是真正的好工艺。

参考文献

[1] 唐新军，宋均燕，何小东，等. 不同纺纱方法的成纱机理及纱线耐磨性能研究[J]. 棉纺织技术，2015，43（7）：17-21.

作者简介：王正虎，男，1950年生，高工。

作者单位：上海纺织科学研究院。