温湿度与纯棉浆纱性能关系

石 煜,沈兰萍，宋 乐，阳 智

(西安工程大学 纺织科学与工程学院,陕西西安 710048)

0 引言

经纱上浆是织造的关键工序，上浆效果直接影响织机效率和织物质量。目前国内各纺织企业普遍采用提高车间相对湿度的方法来提高效率，这种生产经验在传统纺织品上具有很大的优势，但会大大增加生产成本，且较高的相对湿度与温度对设备的保养和工人的健康也是非常不利的。因此，研究温湿度对浆纱性能有何影响具有重要意义。

本文选取14.6 tex纯棉纱，根据车间浆纱工序的温湿度控制范围[1]，试验温度分别取20℃、22℃、25℃、28℃和30℃，相对湿度分别取60%、65%、70%、74%和78%，测试不同试验条件下浆纱的回潮率、拉伸断裂强力、耐磨性和毛羽指数，研究温湿度与浆纱性能之间的关系，从而优选出适宜纯棉纱上浆的温度和相对湿度，以提高织造性能。

1 浆纱配方

首先，为避免织造时浆膜脱落，浆料粘着剂应选择对纤维具有良好的粘附性和亲和力。根据相似相容原理，助剂应具有相同的基团或相似的极性，因此部分助剂也随之确定。对纯棉纤维上浆时，可采用淀粉，PVA等粘着剂，它们含有的羟基具有良好的相容性和亲和力[2-5]。

其次，细特纱的表面光洁，强力偏低上浆时应浸透增强并兼顾被覆，必要时加入适量的渗透剂等[6-8]。

最后，由于PVA浆料对各种纤维的粘附性优于天然浆料，浆膜具有强度高、弹性好、耐磨等“坚而韧”的特点，是目前常用纺织浆料中浆膜性能最好的一种纺织浆料，对淀粉类浆料有很好的增塑作用。

结合目前工厂常用浆料[9]，本试验所选取的浆料配方是：聚乙烯醇PVA1799质量分数为37.5%，变性淀粉A115质量分数为62.5%，浆纱上浆率为13.8%。

2 试验部分

2.1 试验仪器

JJ-1型电动搅拌器(上海浦东物理光学仪器厂)，HWS-250型恒温恒湿箱(上海精宏实验设备有限公司)，JA2003N型电子天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)，GZX-GF101-MBS型电热恒温鼓风干燥箱(上海跃进医疗器械厂)，HD021N型电子纱线强力仪(南通宏达实验仪器有限公司)，Y731D型抱合力机(常州市第一纺织设备有限公司)，YG171A型毛羽测试仪(太仓市大明光电仪器厂)。

2.2 浆纱性能测试

2.2.1 浆纱回潮率

采用烘箱干燥法[10]，测试浆纱在温度为20℃,相对湿度分别为60%、65%、70%、74%、78%条件下的回潮率；以此方法分别测试温度为22℃、25℃、28℃、30℃条件下随相对湿度改变的回潮率。

2.2.2 浆纱耐磨性

以浆纱耐磨次数为评价指标,采用Y731D型抱合力机测试不同温湿度条件下的浆纱耐磨性能,每组温湿度条件下测试20次取平均值。

2.2.3 浆纱毛羽指数

浆纱表面的毛羽用毛羽指数表征,采用YG171A型毛羽测试仪测试不同温湿度条件下的浆纱毛羽指数,每组温湿度条件下测试20次取平均值。

2.2.4 浆纱断裂强力

采用HD021N型电子纱线测试不同温湿度条件下的浆纱断裂强力，每组温湿度条件下测试20次取平均值。

3 结果与讨论

3.1 温湿度对浆纱回潮率的影响

14.6 tex纯棉浆纱在不同温湿度条件下的回潮率测试结果如图1所示。

图1 不同温湿度条件下的浆纱回潮率

由图1可以看出，每条折线整体趋势呈现不断升高的走势，当温度一定时，随着相对湿度的增大，空气中越来越多的水分子进入纤维，因此浆纱回潮率随之变大。当相对湿度为78%时，20℃、22℃、25℃、28℃和30℃条件下浆纱回潮率分别为9.15%、9.19%、9.3%、9.45%和9.49%,为各温度下浆纱的回潮率最大值。可见,同一湿度条件下，浆纱的回潮率随温度升高而增大，但每种温度相对应的回潮率数值较接近，在试验条件下浆纱回潮率受温度的影响较小。

3.2 温湿度对浆纱耐磨性的影响

14.6 tex纯棉浆纱在不同温湿度条件下的耐磨性测试结果如图2所示。

图2 不同温湿度条件下的浆纱耐磨次数

由图2可以看出，当温度为22℃、30℃时，随着相对湿度的增大，浆纱平均耐磨次数均逐渐增大；当温度为28℃时，随着湿度的增大，浆纱的平均耐磨次数均呈现先减小后增大的趋势。当温度为25℃时,改变相对湿度的大小，所得耐磨次数均大于其他温度下的耐磨次数，且在相对湿度为65%时浆纱耐磨次数达到峰值，且25℃时随着湿度的增大平均耐磨次数的变化幅度波动明显。当相对湿度大于72%时，五种温度条件下的浆纱耐磨次数虽均有所增大但未达峰值；由此或知，选取较高的车间湿度，有利于改善浆纱耐磨性能，但不宜选取过高。

3.3 温湿度对浆纱毛羽指数的影响

14.6 tex纯棉浆纱在不同温湿度条件下的毛羽指数测试结果如下页图3所示。

图3 不同温湿度条件下的浆纱毛羽根数

由图3可以看出，20℃、22℃、25℃和30℃时，毛羽根数会随着相对湿度的增大先减小后增大；而28℃时，毛羽根数则随着相对湿度的增大先增大后减小。且25℃时的毛羽根数明显少于20℃、22℃、28℃和30℃的。当温度为25℃、湿度为65%时，纱线毛羽根数最少，为9.0(根·m-1)。说明车间温湿度的高低对浆纱的毛羽根数有一定影响。

3.4 温湿度对浆纱断裂强力的影响

14.6 tex纯棉浆纱在不同温湿度条件下的浆纱断裂强力测试结果如图4所示。

图4 不同温湿度条件下的浆纱断裂强力

由图4可以看出，随着相对湿度的增大，25℃、22℃和30℃条件下，浆纱的断裂强力先增大后减小；20℃、28℃时，浆纱的断裂强力则先减小后增大，且两种温度下浆纱断裂强力的波动较大。其中当温度为25℃、湿度为65%时，纱线断裂强力最大为319.0 cN，原因在于相对湿度的增大会改善长链分子的整齐度，从而增加纤维的强力，但湿度过大时，也会降低纤维强力。温度升高时，纤维分子之间结合力减小，强力也会减小。因此，相对湿度与温度的选择均不宜过高。

4 结论

(1)浆纱的性能与温湿度密切相关，故当温度或湿度的选取不同时，则各项性能的曲线会相应发生一定波动。实验表明：温湿度共同影响浆纱的吸湿性能，由于温度升高会使纤维分子动能量增大，从而减弱某些区域内纤维分子间的引力，使强力下降，毛羽和耐磨次数无明显规律；随着相对湿度的增大，纤维吸附水分子越多，纤维间受力不均得到改善，强力增强，毛羽减少，耐磨次数增大；因此湿度对浆纱性能的影响很大，且湿度对浆纱性能的影响要大于温度。

(2)就PVA1799和变性淀粉A115混合的浆料配方而言，当温度为25℃、湿度为65%时，浆纱回潮率为7.63%，浆纱的耐磨次数、断裂强力、毛羽根数等各项性能均较优，可作为织造车间的最佳温湿度条件，有利于改善织造性能。