合金锗纤维纱的浆纱工艺研究

王 菲，武海良，沈艳琴

(西安工程大学 纺织与材料学院，陕西 西安 710048)

2016年我国纺织业经济运行情况总体好转

合金锗纤维纱的浆纱工艺研究

王 菲，武海良*，沈艳琴

(西安工程大学 纺织与材料学院，陕西 西安 710048)

介绍了合金锗纤维的结构和性能特点，通过设计两种浆料配方分别对14.6 tex合金锗纤维经纱进行了上浆试验，测试了两种浆料配方的浆液性能、浆膜性能和浆纱效果。结果表明，对合金锗纤维经纱上浆采用以变性淀粉为主，加入适量聚丙烯酸、抗静电剂等的配方，可有效改善其各项物理性能；上浆纱耐磨性能良好，伏贴毛羽效果明显，满足了浆纱要求。

合金锗纤维；经纱上浆；浆液性能；浆膜性能；浆纱效果

合金锗纤维作为一种新型的保健型纤维备受人们关注[1]，纺织用合金锗纤维是将锗粉体高温煅烧研磨，粉体上出现孔洞后再经二次研磨，置入牛奶蛋白纺丝液中进行纺丝而成的。该纤维吸附性好，其织物可释放负离子，具有消除异味功效；纤维表面呈“十”字形凹槽结构，具有良好的导湿、透气性[2-4]。然而该纤维纱线在织造过程中容易出现断头影响织造效率，且耐磨性较差，毛羽多，对酸或碱较敏感，因此很有必要探究其上浆工艺性能。目前对合金锗纤维经纱上浆工艺研究尚未有文献资料，本文根据合金锗纤维结构和性能特点，制定了两种浆料配方进行上浆试验，对比分析了其浆液、浆膜和上浆纱性能，为合金锗纤维经纱的浆纱生产提供一定依据。

1 试验部分

1.1 材料和仪器

试验材料：聚乙烯醇(PVA1799)，聚丙烯酸，变性淀粉，抗静电剂，蜡片；14.6 tex合金锗纤维纱。

试验仪器：YT821型可调漏斗式黏度计(常州华纺纺织仪器有限公司)；HD021N单纱强力仪(江苏南通宏大集团)；HWS-250型恒温恒湿箱(上海精宏试验设备有限公司)；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)；Y-731型纤维抱合力机(常州纺织仪器厂)；YG171B-1型纱线毛羽测试仪(太仓市大明光电仪器厂)。

1.2 浆料配方

根据合金锗纤维纱的性能和结构特点，制定了两种浆料配方如表1所示。

表1 浆料配方 单位：%

1.3 测试方法

1.3.1 经纱性能

在电子显微镜下观察纤维的横、纵结构，对经纱的力学性能及回潮率进行测试，并分别在Y-731型纤维抱合力机和YG171B-1型纱线毛羽测试仪上测试其耐磨性能和毛羽，并记录数据[5]。

1.3.2 浆液性能

分别将两种配方的浆料配制成700 ml、浓度为6%的浆液，加热到95 ℃以上保温30 min；用YT821型漏斗式黏度计测试其相对黏度，在以后的3 h内每0.5 h测定1次，以浆液从漏斗式黏度计中漏完所需时间秒数来衡量其黏度并计算黏度热稳定性[6]。

1.3.3 浆膜性能

将浆液煮好后再冷却至50 ℃左右慢慢倒在聚酯片上，并用玻璃棒轻轻来回移动使浆液铺满在聚酯片上，自然干燥成膜后仔细把浆膜从聚酯片上剥下[7]，再测试浆膜性能。

将浆膜剪成长≥100 mm，宽5 mm的浆膜条十条，在单纱强力仪上测试浆膜断裂强力和断裂伸长率；机器隔距100 mm，拉伸速度50 mm/min。按相关方法[8]，对浆膜厚度、水溶速率和浆膜拉伸等性能进行测试。

1.3.4 浆纱性能

(1)浆纱强力 在南通宏大HD021N型电子单纱强力仪上测试，试样夹距为500 mm，拉伸速度500 mm/min，共测30组取其平均值。

(2)浆纱耐磨性 采用Y731型抱合力机进行测试，共测30组取其平均值。

(3)浆纱毛羽 采用YG171B-1型纱线毛羽测试仪进行测试，纱线通过速度30 m/min，毛羽长度设定3 mm；每次测试纱线长度为1 m，共测30组取其平均值。

(4)退浆率 称取一定质量的样纱，将试样放入浓度为2%的100 ml氢氧化钠溶液内，煮15-20 min后取出以清水漂洗样纱，洗净为止。再将上述样纱放入烘箱内烘至恒重后取出，称取其重量并计算退浆率[9]。

2 结果与讨论

2.1 经纱性能

在电子显微镜下观测合金锗纤维的横截面及纵向结构形态如图1所示，其经纱性能测试结果见表2。

由图1可看出合金锗纤维横截面形态各异，纵向表面有凹槽，这对纤维强力有一定的影响。由表2可见合金锗纤维纱线耐磨性较差，毛羽多，影响织造效率和降低织物的耐用性。

2.2 浆液黏度

表3为两种浆料配方的浆液黏度测试结果。由表3可知，两种浆料配方浆液的黏度值均较低，表明浆液的流动性好，浸透性高，可满足上浆要求；其黏度热稳定性均达到85%以上，且配方2#的浆液稳定性更高，更有利于经纱上浆均匀。

(a)横截面形态

(b)纵向形态图1 合金锗纤维在电子显微镜下的形态结构

回潮率/%耐磨性/次断裂强力/cN断裂强度/cN·tex-2伸长率/%3mm毛羽/根·m-13.231481.131.912.321

表3 两种浆料配方的浆液黏度测试值

2.3 浆膜性能

2.3.1 浆膜外观

图2是相同条件下的两种浆料配方的浆膜外观。由图2可见配方1#的浆膜成膜良好，透明度一般，手感较粗糙；配方2#的浆膜光滑，成膜完整，手感柔软，透明度较高。

2.3.2 浆膜性能

两种浆料配方的浆膜厚度、断裂强力、耐屈曲次数等性能测试结果见表4。由表4可看出，两种配方的浆膜断裂强力都较高，且相差不大；但配方1#的吸湿率较低，耐屈曲次数少，易导致浆纱在织造过程中落物多，织造质量难保证。同时配方1#水溶性较差，退浆困难，易造成退浆不彻底，其含有的PVA对环境污染严重，故配方2#应是最佳选择。

(a)配方1#浆膜外观

(b)配方2#浆膜外观图2 两种浆料配方的浆膜外观图

项 目配方1#配方2#厚 度/mm0.0790.073吸湿率/%3.64.9水溶速率/s3.22.6断裂强力/cN702.1698.7断裂伸长率/%0.61.3耐屈曲次数/次1722断裂强度/cN·mm-21777.51914.3

2.4 浆纱性能

2.4.1 上浆工艺

两种配方配制成的浆液浓度为10%，用ASS3000型全自动单纱浆纱机进行上浆实践，其上浆工艺参数见表5。

2.4.2 上浆效果

图3为数码生物显微镜下观察到的原纱、上浆纱的纵向形态，上浆纱耐磨性、断裂强力、毛羽指数等性能测试结果见表6。

表5 上浆工艺参数

(a)原纱

(b)配方1#上浆纱

(c)配方2#上浆纱图3 1 600倍下的纱线表面形态

由图3可看出，14.6 tex原纱的毛羽较多且结构松散，用两种配方上浆后上浆纱的结构紧致，毛羽贴服均匀，表明两种配方浆液对纱线的被覆性好。

从表6可看出，合金锗纤维原纱经上浆后，上浆纱毛羽降低率均在90%以上，毛羽帖伏效果明显；但配方2#的增强率、增磨率明显高于配方1#，表明配方2#的渗透性较好，更利于织造，更能确保织造效率。

表6 上浆纱性能测试值

3 结论

对14.6 tex合金锗纤维经纱上浆采用以变性淀粉为主浆料，聚丙烯酸为辅助浆料，不添加PVA的浆料配方是可行的。不仅浆液黏度低，黏度稳定性好，其成膜性良好有一定的柔韧性，浆膜的水溶速率、断裂强力、耐屈曲性优异；而且上浆纱的增强率、耐磨性和毛羽降低率指标好，可满足上浆要求。

[1] 赵金龙，沈兰萍. 竹炭改性涤纶纱线的上浆工艺[J]. 合成纤维，2013，(9)：45-47.

[2] 韩学政，张本孟，蒋秀凤，等.合金锗纤维混纺针织纱的开发[J].棉纺织技术，2012，(4)：34-36.

[3] 迟玲玲.18.2 tex合金锗纤维转杯纺针织纱的开发[J].上海纺织科技，2015，(6)：46-47，70.

[4] 王 其，冯勋伟. 大豆纤维针织物导湿透汽性研究[J]. 纺织学报，2001，(3)：16-18.

[5] 于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2012：5.

[6] 赵其明，崔瑞芳，王文淑，等. 变性淀粉浆液粘度的测试方法研究[J]. 纺织学报，2002，(3)：30-31.

[7] 高卫东，范雪荣，赵凌云，等. 纺织浆料浆膜制备方法[J]. 棉纺织技术，1999，(4)：6-9.

[8] 高卫东，范雪荣，王鸿博，等. 浆料上浆性能评价指标初探：由浆液与浆膜性能评价浆料的上浆性能[J]. 棉纺织技术，1998，(10)：4-7.

[9] 殷佳敏，王菊萍，张 峰，等. 超声波在棉织物退浆工艺中的适用性[J]. 纺织学报，2006，(7)：31-33，47.

2016年我国纺织业经济运行情况总体好转

数据显示，2016年1～12月，我国纺织业运行总体情况出现好转，多项数据同比上涨，仅出口交货值出现下降，亏损企业数量有所增加，但亏损额度下降。

2016年1～12月，纺织工业增加值同比增长为4.9%，生产运行总体平稳；纺织业固定资产投资增长10.7%；纺织业产销率为98.4%，服装制造业为97.7%；但纺织出口交货值同比下降0.9%。

2016年1～12月，纺织业主营业务收入同比增长4.1%；纺织业亏损企业同比增加7.0%，亏损额同比下降5.8%；利润保持增长，纺织业利润同比增长4.4%，纺织业产成品存货同比下降0.1%。

Discussion on the Sizing Process of Germanium Alloy Fiber Yarn

WANG Fei, WU Hai-liang*, SHEN Yan-qin

(School of Textile and Materials, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China)

The structure and performance characteristics of germanium alloy fiber were introduced. 14.6 tex germanium alloy fiber yarn was proceeded to sizing tests using two slurry formulations. The slurry performance, film property and sizing effect were tested. The results showed that the physical properties of germanium alloy yarn were improved through adopting a modified starch-based, adding an appropriate amount of polyacrylic acid and antistatic agent. The sizing yarn had good wear resistance, obvious fit hairiness effect, and met the sizing requirements.

germanium alloy fiber; warp sizing; slurry properties; film property; sizing effect

2016-11-08

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)

王 菲(1991-)，女，研究生，主要从事新型浆料与浆纱技术研究，E-mail:1450351244@qq.com。

*通信作者：武海良，男，陕西宝鸡人，教授，E-mail:whl@xpu.edu.cn。

TS105.2

A

1673-0356(2017)02-0012-04