天丝/竹纤维混纺纱性能及上浆工艺研究

祁 彬，武海良，沈艳琴，崔桂新，严燕钫

（1. 西安工程大学 纺织与材料学院，西安 710048; 2. 绍兴中纺院 江南分院有限公司，浙江 绍兴 312000）

天丝/竹纤维混纺纱性能及上浆工艺研究

祁 彬1，武海良1，沈艳琴1，崔桂新2，严燕钫2

（1. 西安工程大学 纺织与材料学院，西安 710048; 2. 绍兴中纺院 江南分院有限公司，浙江 绍兴 312000）

通过对14.6 tex天丝/竹纤维混纺纱线的物理性能进行研究分析，发现天丝/竹纤维混纺纱线具有毛羽多、弹性差、湿模量高、吸湿膨胀等性能缺陷。为改善其浆纱性能，针对天丝/竹纤维纱线的缺点，配置了两种适合于其上浆的浆料配方，并测试分析了其浆液、浆膜和浆纱性能。结果表明，加入适量的聚丙烯酸和变性淀粉等浆料对天丝/竹纤维混纺纱线的上浆效果好，上浆后，浆纱性能得到明显改善。

天丝；竹纤维；混纺纱；性能；上浆工艺；实验

0 引言

天丝纤维和竹纤维均属于性能优良的绿色环保型纤维[1]。竹纤维具有天然抗菌功能，吸湿性好[2]；天丝纤维是以木浆为原料，强度高，刚性好，且具有优良的生物可降解性[3]，但竹纤维纱脆性大，在织造工序中易使纱线断头几率增大；天丝纤维耐磨性差，丝束松散[4]，经混纺后得到的天丝/竹纤维混纺纱线与单一纱线相比，虽聚集了两者大部分优点，改善了竹纤维的强度，也使得天丝纤维的吸湿性增加，但天丝/竹纤维混纺纱线耐磨性差，毛羽多，易断头等缺陷并未得到解决[5]，因此对于天丝/竹纤维混纺纱线的浆纱工艺研究非常重要。实验以14.6 tex天丝/竹纤维（50/50）混纺纱为研究对象，测试分析了天丝/竹纤维混纺纱线的力学性能，并从分子结构和相似相容原理出发，制定了两种浆料配方，研究分析了浆液性能及浆纱性能，得出了上浆的最佳工艺配方，为天丝/竹纤维（50/50）混纺纱的上浆提供一定的理论基础。

1 实验部分

1.1 主要材料及仪器

材料：14.6 tex天丝/竹纤维（50/50）混纺纱线，PVA1799，变性淀粉，聚丙烯酸，CMS，甘油。

仪器：YT821型可调式漏斗式黏度计（常州华纺纺织仪器有限公司），HH-2型恒温水浴锅（国华电器有限公司），HD021N单纱强力仪（南通宏大型电子仪器厂），ASS3000型全自动单纱浆纱仪（天津市隆达机电科技发展有限公司），Y731D型纤维抱合力仪（常州市第一纺织设备有限公司），YGl71A型毛羽测试仪（太仓市大明光电仪器厂）。

1.2 混纺纱线性能测试

选用HD021N电子单纱强力仪对混纺纱线的原纱强力和伸长率进行测试，通常测试30 组数据，取其平均值，并计算断裂强度；在每次走纱长度为1 m的条件下对混纺纱的毛羽进行测试，测试次数需要达到15 次以上，并取其平均值记为混纺纱的毛羽指数；在摩擦行程80 mm，磨片空载往返速率为145 次/min条件下测试纱线耐磨性，多次测试，求平均值。

1.3 浆料配方

根据天丝/竹纤维（50/50）混纺纱的性能特点，配制两种浆料配方，浆料配方见表1。

表1 浆料配方(质量分数)

1.4 浆液性能

浆液黏度和黏度热稳定性，把两种配方分别配置成质量分数6%的浆液700 ml，水浴锅加热到95 ℃后，对浆液黏度进行测试，此黏度为浆液的黏度值，此后对浆液黏度多次（n≥5）测试，测试间隔为0.5 h，并记录数值；参照文献[6]对浆液黏度热稳定性进行计算。

1.5 浆膜性能测试

1.5.1 浆膜制备

依据文献[7]的方法，采用浇铸法制备浆膜，将200 ml质量分数为3%的浆液冷却至35 ℃温度，量取40 ml倒于聚四氟乙烯盘上，待其自然干燥成膜后用于性能测试。

1.5.2 浆膜力学性能

参照文献[8]将浆膜裁成长150 mm、宽5 mm的条状试样，放在恒温恒湿（RH65%，25℃）箱内24 h，进行调湿处理，并在夹持距离100 mm和拉伸速度100 mm/min的条件下测试其断裂强力和断裂伸长率，测试有效样本20 个。

1.5.3 浆膜水溶速率

将浆膜裁成长100 mm、宽10 mm的长条，然后将长条浸入80 ℃的水中，用秒表计时浆膜在热水中水溶的时间，每种浆膜试验10 次，取平均值。夹子质量约为3 g。

1.6 浆纱性能测试

分别用两种配方调配质量分数为10%的浆液700 ml，在ASS3000型全自动单纱浆纱机上对14.6 tex 天丝/竹纤维（50/50）混纺纱进行上浆实践，浆纱条件：浆槽温度80 ℃，浆纱卷取速度30 m/ min。

参照文献[9]方法，在HD021N单纱强力仪上对浆纱拉伸性能进行测试；用YG171B-1型纱线毛羽测试仪测试经纱毛羽指数，计算毛羽降低率；在Y-731型抱合力机上对纱线耐磨性进行测试，并与原纱对比分析。

2 结果与分析

2.1 混纺纱线的性能

原纱性能测试结果见表2。

表2 混纺原纱性能

由表2可以看出，天丝/竹纤维（50/50）混纺纱的断裂强力为218.9 cN，伸长率为10.9%，耐磨次数为31 次，且毛羽较多。

2.2 浆液的黏度及黏度热稳定性

在相应试验条件下，对配方一与配方二的浆液黏度测试结果见表3。

表3 两种浆料配方浆液黏度的秒数测试

从实验结果可知，配方一与配方二的浆液黏度均较低，浆液流动性好；浆液黏度热稳定性都在95%以上，说明添加聚丙烯酸的二号配方能均匀渗透天丝/竹纤维纱线，利于经纱上浆。

2.3 浆膜

2.3.1 浆膜外观

两种配方的浆膜外观如图1所示。

由图1看出两种配方成膜均匀完整，透明度高，但配方二浆膜的柔韧性较好，手感光滑。

图1 两种配方浆膜外观

2.3.2 浆膜的其他性能

表4为两种配方浆膜性能测试。

表4 两种配方的浆膜性能

由表4可以看出，添加聚丙烯酸的浆料配方具有更好的水溶性，浆膜在水中的溶解速度快，因此易于退浆；其浆膜耐屈曲性优于配方一，但断裂强度明显低于添加PVA的配方。这说明添加PVA的浆料浆膜柔韧性较差，吸湿困难，浆纱在干分绞过程中容易落浆，不仅会造成环境污染，而且还会使浆纱存在强力弱点区，在织造过程中纱线的断头几率增大，同时也会造成二次毛羽，降低浆纱的可织性。此外，聚丙烯酸浆料虽然可以改善浆膜柔软性及耐屈曲性，但浆膜的吸湿性强，稀释再黏性严重，会增强浆纱的干分绞阻力，因此，聚丙烯酸浆料应用时需选择合适的配比。

2.4 浆纱

2.4.1 上浆工艺

分别用两种配方配制质量分数为12%的浆液对天丝/竹纤维（50/50）混纺纱线进行上浆，上浆的工艺参数见表5。

表5 上浆工艺参数

2.4.2 浆纱效果

图2是上浆前后在光学显微镜下观察到的纱线毛羽状况及纵向表面形态。

由图2可以看出原纱表面毛羽很多，结构松散，经过两种浆料配方上浆后的浆纱，结构紧密，毛羽贴伏好。说明两种浆液渗透性强，对天丝/竹纤维（50/50）混纺纱线的粘附力较好，有利于提高浆纱质量。

用两种浆料配方对天丝/竹纤维（50/50）混纺纱线进行上浆，并对浆纱性能进行测试分析，测试结果见表6。

由表6可以看出，经过对上浆后的浆纱性能对比分析，经两种配方上浆后的天丝/竹纤维（50/50）混纺纱性能均得到改善，但两种配方浆料的上浆效果有所差异。加入聚丙烯酸浆料的浆纱毛羽降低率相对较好，说明聚丙烯酸浆料可以使浆液的浸透扩散能力增强,浆液对天丝/竹纤维（50/50）混纺纱线的被覆性和渗透性增加，有利于伏贴纱线毛羽。同时，加入聚丙烯酸提高了浆液的黏附力，使浆纱耐磨性明显提高。因此，添加聚丙烯酸的配方二浆料更加能满足天丝/竹纤维上浆的需要。

图2 14.6 tex天丝/竹纤维混纺纱上浆前后表面状态

表6 浆纱性能测试

3 结论

⑴ 从浆液性能看，两种配方的浆液黏度值较低，黏度热稳定性较高，故浆液的流动性好，有利于浆液的渗透，符合高浓低黏的上浆要求。

⑵ 由浆膜性能看，加入聚丙烯酸浆料的配方浆膜成膜性好，浆膜完整，透明度高，手感光滑，柔韧性好。

⑶ 从浆纱性能看，14.6 tex天丝/竹纤维（50/50）混纺纱经上浆后，毛羽降低率和断裂强力都有所提高，而加入聚丙烯酸浆料配方的上浆效果更佳，浆纱耐磨性更好，浆纱强伸性能更优。

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Tencel/bamboo fiber blended yarn performance and sizing process research

QI Bin1, WU Hai-liang1, SHEN Yan-qin1, CUI Gui-xin2, YAN Yan-fang2

( 1. School of Textile and materials, Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048 China; 2. Shaoxing China Textile Academy Jiangnan Branch Co. Ltd, Shaoxing 312000 China )

Through physical properties of the Tencel/bamboo fiber blended yarn were studied, it is found that Tencel/bamboo fiber blended yarn has more hairiness, poor flexibility, high wet modulus, moisture expansion performance defects. In order to improve the above faults and sizing blended yarins’ properties, two kinds of sizing formulas were designed based on Tencel/bamboo fiber blended yarn faults. The sizing, film and sizing properties were tested and analyzed. Results show that, polyacrylic acid and modified starch size mixture formula have a good sizing effect for Tencel/bamboo fiber blended yarn, sizing performance was significantly improved.

tencel; bamboo fiber; blended yarn; performance; sizing process; test

TS104.51

A

1007-9815（2016）02-0044-04

定稿日期:2016-04-22

陕西省科学技术研究与发展计划项目（2015GY161），绍兴市2015年公益计划项目（2015B70003）

祁彬（1992-），女，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，研究方向为新型浆料与浆纱技术，(电子信箱)2268307019 @qq.com；通讯作者：武海良（1962-），男，陕西宝鸡人，教授，(电子信箱)whl@xpu.edu.cn。