艾草/棉混纺纱上浆效果及综合评价

高秀丽，高一传

（河南工程学院纺织学院，河南郑州 450007）

艾草为菊科艾属植物，又有艾蒿、医草、家艾、灸草之称，是一种多年生的草本植物[1]。艾草纤维是在纺丝液中加入艾草提取物制得的一种新型功能性纤维，具有艾草自身植物性的抗菌、驱蚊、保健等特性[2]；与普通黏胶纤维相比，回潮率相对较高，吸湿性能好，纤维比电阻显著减小，抗静电性能得到一定改善[3]，与棉混纺可以充分发挥其性能优势，降低制品的成本，拓宽其应用领域，但需要对纱线上浆来改善其可织性。通过对艾草/棉混纺纱进行上浆，研究其上浆效果并进行综合评价，优选最优浆料配方以指导生产。

1 实验

1.1 材料

艾草纤维1.67 dtex×38 mm，棉纤维1.56 dtex×29.9 mm；艾草/棉30/70混纺，40支Z捻；原纱：回潮率10%，断裂强度3.48 cN/tex，断裂伸长率4.56%，3 mm毛羽长度29.1根/10 cm。

1.2 仪器

测试条件：所有试样在标准大气条件下平衡48 h以上，在温度20 ℃、相对湿度65%条件下进行测试。

YG747 型通风式快速八篮烘箱，YG086C 型缕纱测长机，JA2004 型电子天平，YG029 型全自动电子单纱强力仪，YG171L型纱线毛羽测试仪，YT821型可调漏斗式浆液黏度计。

1.3 上浆方案

浆料是影响浆纱质量好坏的重要因素，为提高浆液质量、降低环境污染、改善浆纱性能，在选择浆料时遵循“相似相溶原理”，综合考虑,选取无PVA 的氧化淀粉、CD-DF868M 接枝淀粉、玉米淀粉、丙烯酸、甘油、2-萘酚、蜡片的混合浆料[4]。设计六种配方进行上浆实验，浆料配方中各组分比例见表1。浆液总含固量为12%，总浆料干重24 g[5]。

表1 浆液配方

1.4 调浆及上浆

调浆：首先，按照表1的设计方案依次称量浆料，然后在烧杯中加入一定量的水，将称量好的浆料倒入烧杯中，搅拌溶解；待溶解后进行加热，再加水定容至200 mL，加热至90 ℃以上，恒温加热至20 min，浆液制备完成；最后，用黏度计测量各配方的浆液黏度。

上浆：纱线上浆用GA391 型单纱浆纱机，烘箱实际温度控制在45～50 ℃，风箱打开，浆槽温度控制在90 ℃左右，浆纱速度40 m/min。

纱线上浆前先将浆纱机的电源和开关打开，进行预热；然后调节实验参数，将烘箱温度调至45 ℃左右，将浆槽温度调至90 ℃，浆纱速度调至40 m/min。当浆纱机浆槽温度和烘箱温度达到设定的温度后，将纱线通过压浆棍，将浆液倒入浆槽中，并在浆槽两边倒入热水保证浆纱的温度，打开开关。工艺流程：压浆→浸浆→卷绕→退绕。

2 确定优化方案

实验对六种浆液配方的浆液、浆纱性能指标进行了测试，结果见表2。

表2 浆液浆纱性能指标测试结果

运用浓缩映射法和功能评价值法对浆液和浆纱性能的实验数据进行处理，优选出最佳浆料配方的方案[6]。当实验值越大越好时，Aij=(aij-xi)/(di-xi)+1；当实验值越小越好时，Aij=(di-aij)/(di-xi)+1 其中：Aij为第i项指标第j个方案的功能映射值；aij为第i项指标第j个方案的实验值；xi为第i项指标各方案中最小值；di为第i项指标各方案中最大值，而i=l～11;j=l～5。不同浆料配方各项指标功能的映射值，如表3所示。

表3 不同浆液配方各项指标功能映射值

为直观地比较各方案中功能综合指标值之间的差异，采用优于线性连加的方法及功能评价法来进行表示，功能评价值Sj计算如下：

式中：ki为第i 项指标权重；Kij为各项指标间相互制约的经验值。

对各项指标的评价采用一对一的强制确定性来表示，把相对不重要的定为0.1分，把相对重要的定为0.2 分，统计各项指标权重见表4，计算出的功能评价值列入表5。

表4 各项指标的权重

表5 功能评价值Sj

由表5可知，不同的浆液配方对应的浆液和浆纱性能有很大差异，功能评价值相差较大，不同浆液配方的功能评价值由大到小是：1＞5＞6＞4＞2＞3。

3 结论

选用高性能淀粉为主浆料、辅助添加合适助剂的无PVA混合浆料对艾草/棉混纺纱进行上浆效果研究和综合分析。相比传统上浆方法，无PVA混合浆料实现了绿色无污染的环保上浆。通过浓缩映射法和功能评价值法进行优化，得出最佳浆料配方：氧化淀粉3 g、CD-DF868M 12 g、玉米淀粉3 g、丙烯酸2 g、甘油1 g、2-萘酚2 g、蜡片1 g。此配方的浆纱增强率达到14%，减伸率27%，纱线的毛羽贴伏，表面纤维游离端紧贴纱身，浆膜性能也有很大提高。