CN106521951A - 竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法 - Google Patents

竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够有效改善纱线织造性能的竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法，该浆料按含固率计包括以下组分：PVA205为0～2%、CD‑99为5.5～6.5%、固体丙烯酸盐为2～3%。本发明采用CD‑99多元复合的磷酸酯淀粉浆液粘度稳定，流动性好，不易凝胶，浆膜也较柔韧，在一定程度上可以减少PVA的使用量；PVA205是部分醇解PVA，粘度较稳定，浆膜弹性好，断裂强度高，断裂伸长大，耐磨性好，成本低，利于大规模生产；固体丙烯酸盐对亲水性纤维粘附性好，浆膜柔韧，易分纱，毛羽少，水溶性好，易于退浆，不宜结皮，对环境污染小。

Description

竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法
技术领域
本发明涉及竹代尔/棉混纺纱线的浆料配方，具体涉及一种竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法。
背景技术
竹代尔纤维以竹子为原料，采用莫代尔纤维工艺制作而成的可降解的原生态再生纤维，与棉纤维同属于纤维素纤维，在提纯过程中采用新工艺，最大程度地保留了竹子的有机属性，更加有效的保持竹纤维绿色、环保、生态、健康、舒适的优越性和生物降解对环境无任何污染的特性，在强度、湿模量等方面继承了莫代尔纤维的特征，与天然纤维素纤维相同的分子结构决定了其具有良好的透气性与保水效果，其织物更适合贴身穿着，可应用于针织和梭织面料的生产。竹代尔不仅再次拓展了竹浆纤维的应用领域，可与各类纤维混纺并满足高速纺的要求，制得高档纱线与高档针织物，既适合织造轻薄织物也能满足厚重织物的要求，而且也将在贴身内衣面料、家居服饰、休闲运动服饰以及毛巾、床上用品等众多领域中获得广泛的应用。而作为机织用纱，开发和应用还不够完善，尤其是上浆工艺及浆料配方的研究和优化。
竹代尔纤维具有与莫代尔纤维类似的特征，湿模量较高，在水中纤维间的移动增多，摩擦系数增大，容易产生严重的原纤倾向，一经摩擦，极易造成面料的起绒、起球，影响织物外观风格，要对竹代尔纱线进行上浆来改善其可织性和织物的服用性能及织物外观风格。对竹代尔纱线上浆配方的优化对竹代尔纤维纱线机织物生产中的上浆工序具有一定的指导意义，对机织产品开发及推广有巨大的作用和意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效改善纱线织造性能的竹代尔/棉混纺纱线浆料、其制备方法以及上浆效果评价方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，由PVA205(聚乙烯醇205)、CD-99、固体丙烯酸盐三种原料制备而成，其中各组分按含固率计占比为：PVA205为0～2％、CD-99为5.5～6.5％、固体丙烯酸盐为2～3％；所述CD-99为通过接枝多元复合的磷酸酯变性淀粉，其磷酸酯的取代度为0.8。含固率是指浆液中各种浆料的干燥重量对浆液重量之比的百分率。
优选的，该竹代尔/棉混纺纱线浆料中各组分按含固率计占比为：PVA205为2.0％，CD-99为6.5％，固体丙烯酸盐为2.0％。
该竹代尔/棉混纺纱线浆料的制备方法包括下列步骤：首先按照上述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热25～35min，即得到所述浆料。
该竹代尔/棉混纺纱线浆料的上浆效果评价方法，包括下列步骤：
(1)纱线选择：选用细度为21～40支(本发明中所用细度单位“支”均指英支)的竹代尔纤维与棉纤维混纺纱线，其中竹代尔纤维的混纺比为30～50，棉纤维的混纺比为40～60；并测试原纱的断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽指标数据；
(2)制备浆料：按照上述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热25～35min，即得到所述浆料；
(3)浆纱：使用步骤(2)制备的浆料对步骤(1)所选的纱线进行上浆；
(4)上浆效果评价：对步骤(3)上浆后的纱线进行断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽指标测试，将测试结果与步骤(1)中原纱的相应指标数据进行对比分析，对浆纱的可织性效果进行评价。
优选的，所述步骤(3)的上浆过程为：首先将所述浆料打入浆槽，采用GA391单纱浆纱机，将烘箱温度控制在42℃～48℃，风箱打开，浆槽温度控制在75～85℃，以32～38m/min的浆纱速度进行上浆。
优选的，所述竹代尔纤维与棉纤维混纺纱线中的纤维长度为35～40mm。
本发明的有益效果在于：
1.因竹代尔纤维含有亲水性基团，根据相似相容原理应选用具有亲水性基团的浆料，所选用的浆料应以变性淀粉为主，PVA和丙烯酸为辅。本发明竹代尔/棉混纺纱线浆料采用了变性淀粉CD-99为主浆料，PVA205和固体丙烯酸盐为辅助浆料而实现更为有效的上浆效果。淀粉接枝改性是将淀粉与性能优越的合成聚合物接合在一起，提高淀粉的使用价值，解决了现有浆料配方存在的浆液粘度大、稳定性差等问题。
2.由于采用CD-99多元复合的磷酸酯淀粉浆液粘度稳定，流动性好，不易凝胶，浆膜也较柔韧，在一定程度上可以减少PVA的使用量；PVA205是部分醇解PVA，粘度较稳定，浆膜弹性好，断裂强度高，断裂伸长大，耐磨性好，成本低，利于大规模生产；固体丙烯酸盐对亲水性纤维粘附性好，浆膜柔韧，易分纱，毛羽少，水溶性好，易于退浆，不宜结皮，对环境污染小。
附图说明
图1为试验分析过程中A因素的作用趋势图；
图2为试验分析过程中B因素的作用趋势图；
图3为试验分析过程中C因素的作用趋势图。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，由PVA205(聚乙烯醇205)、CD-99(市售原料名称为磷酸酯复合胶粉)、固体丙烯酸盐盐三种原料制备而成，其中各组分按含固率计占比为：PVA205为0％、CD-99为6.5％、固体丙烯酸盐2％。其中，CD-99的磷酸酯取代度为0.8，含固率是指浆液中各种浆料的干燥重量对浆液重量之比的百分率。
实施例2：一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，与实施例1的不同之处在于，各组分按含固率计占比为：PVA205为1％、CD-99为6％、固体丙烯酸盐2.5％。
实施例3：一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，与实施例1的不同之处在于，各组分按含固率计占比为：PVA205为2％、CD-99为5.5％、固体丙烯酸盐3％。
实施例4：一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，与实施例1的不同之处在于，各组分按含固率计占比为：PVA205为2.0％，CD-99为6.5％，固体丙烯酸盐为2.0％。
实施例5：该竹代尔/棉混纺纱线浆料的制备方法，包括下列步骤：首先实施例1-4所述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热25～35min，即得到所述浆料。
实施例6：该竹代尔/棉混纺纱线浆料的上浆效果评价方法，包括下列步骤：
(1)纱线选择：选用细度为32支的竹代尔纤维与棉纤维混纺纱线，竹代尔纤维与棉纤维的混纺比为40/60，纤维长度为35～40mm。
(2)制备浆料：按照实施例1-3中所述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热30min，即得到所述浆料。
(3)浆纱：首先将步骤(2)所得浆料打入浆槽，采用GA391单纱浆纱机，将烘箱温度控制在42℃～48℃，风箱打开，浆槽温度控制在80℃左右，以35m/min的浆纱速度进行上浆。
(4)上浆效果评价：对步骤(3)上浆后的纱线进行断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽指标测试，将测试结果与步骤(1)中原纱的相应指标数据进行对比分析，对浆纱的可织性效果进行评价。
根据实施例6对纱线的可织性效果进行试验：对上浆后纱线的浆纱性能指标进行测试，综合评价其浆纱可织性效果，测试指标主要包括断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽。
实施例1-实施例3分别对应正交试验设计的三种不同占比的浆料配方，从实施例1-3中利用正交试验设计组合成不同试验方案进行上浆，并对浆纱前后纱线可织性指标进行测试和对比分析。采用L9(33)正交试验设计多组浆料配方，分别对纱线进行上浆试验。浆料配方的正交试验因素水平表见表1，正交试验方案表见表2。
表1 浆料配方的正交试验因素水平表
表2 浆料配方正交试验方案
1.浆纱性能测试结果。
(1)强伸性：浆纱强伸性的测试结果见表3。
表3 浆纱强伸性测试
(2)耐磨性：浆纱耐磨性的测试结果见下表4。
表4 浆纱耐磨性测试
试验号 最大 最小 平均值 CV％
1 248 144 186.7 18.3
2 213 142 180.7 11.6
3 220 145 175.9 16.7
4 237 162 202.5 10.3
5 170 102 137.1 14.4
6 198 114 156.3 16.8
7 305 150 250.9 19.5
8 354 185 268.0 21.6
9 398 239 328.3 17.2
(3)毛羽：浆纱的毛羽测试结果见表5、表6。
表5 毛羽根数
表6 毛羽指数
在实际生产中，一般认为长度超过2mm的毛羽才会发生相互缠结，危害纱线的可织性，因此我们认为3mm及以上的毛羽为有害毛羽。浆纱的有害毛羽的毛羽指数见表7。10cm长的纱线内单侧长达3mm的毛羽的根数称为毛羽指数。
表7 有害毛羽的毛羽指数
2.正交试验的综合平衡分析
运用综合平衡法对测试结果进行分析：将测试结果排名次，最好的是试验号1，最差的是试验号9。然后对测试的三项性能指标分别进行分析见表8，前三行的K是同一列中、同一水平的试验结果之和，脚号为水平编号，如K3是同一列中3水平的试验结果之和；下面三行是是K的平均值，即K/n，n为同一列中同一水平的试验次数；最后一行为极差R，是同一列中K的最大值与最小值之差。
表8 三因素三水平试验结果分析
从表8中可以看出，对于不同的性能指标而言，不同的因素影响程度是不一样的，所以将三个性能指标影响的重要性的主次顺序统一起来是不合理的。不同的性能指标所对应的最优方案是不同的，因此利用综合平衡法可以得到综合最优方案：对每一个指标分别进行分析，表9是对断裂强度的分析，表10是对断裂伸长率的分析，表11是对耐磨性的分析，表12是对毛羽的分析。
表9 断裂强度分析
表10 断裂伸长率分析
表11 耐磨性分析
表12 毛羽分析
根据表9、表10、表11、表12的分析可知A因素对断裂强度、断裂伸长率、耐磨性、毛羽的影响作用最大，B因素对耐磨性的作用较差，C因素为次要因素。对于断裂伸长率，A因素与B因素的影响效果是相同的。
三个因素对浆纱性能作用的趋势图：A因素的作用趋势图见图1，B因素的作用趋势图见图2，C因素的作用趋势图见图3。
因素A：对断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽，均是A因素最好，而对于断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽，A又是主要因素，应重点考虑。从图1可以看出A3时浆纱的断裂强度、耐磨性和毛羽，是最好的，A1时断裂伸长率最好。
因素B：对断裂强度、耐磨性和毛羽，均比A因素稍差，断裂伸长率与A因素相同，从图2可以看出B1时浆纱的断裂强度、耐磨性和毛羽，是最好的，选取B1。
因素C：对四个性能指标而言，C因素都是次要因素，按照少数服从多数原则。选取C1。
综合上述分析，最优方案为：A3B1C1。即PVA205为2.0％，CD-99为6.5％，固体丙烯酸盐为2.0％。
通过上述数据分析了解到，采用本发明浆料上浆后，对于改善纱线织造性效果非常显著，其中PVA205和CD-99作用明显，是影响上浆效果的主要因素；丙烯酸盐是次要因素，对纱线的耐磨性有相对较强的作用。通过对上浆前后的纱线性能对比，发现上浆效果很明显，增强率达到29％，减伸率为16％，耐磨提高率更是达到147％，毛羽降低率也达到99.4％。
不含PVA的浆料配方(实施例1)上浆性能中：增强率比有PVA浆料配方的增强率低5％，减伸率低2％；但是耐磨性相差较大，比有PVA浆料配方低63％；毛羽降低率比有PVA浆料配方低4.4％。可以看出无PVA的浆料配方强伸性和毛羽性能良好，但是耐磨性不足，如果不采用PVA，可以增大上浆率，增减被覆，来增加浆纱耐磨性，从而满足织造需要。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (6)

1.一种竹代尔/棉混纺纱线浆料，其特征在于，按含固率计，包括以下组分：PVA205为0～2%、CD-99为5.5～6.5%、固体丙烯酸盐为2～3%；所述CD-99为通过接枝多元复合的磷酸酯变性淀粉，其磷酸酯的取代度为0.8。
2.根据权利要求1所述的竹代尔/棉混纺纱线浆料，其特征在于，按含固率计，包括以下组分：PVA205为2.0%，CD-99为6.5%，固体丙烯酸盐为2.0%。
3.一种权利要求1所述的竹代尔/棉混纺纱线浆料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：首先按照权利要求1中所述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热25～35min，即得到所述浆料。
4.一种权利要求1所述的竹代尔/棉混纺纱线浆料的上浆效果评价方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）纱线选择：选用细度为21～40支的竹代尔纤维与棉纤维混纺纱线，其中竹代尔纤维的混纺比为30～50，棉纤维的混纺比为40～60；并测试原纱的断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽指标数据；
（2）制备浆料：按照权利要求1中所述的各组分的含固率计算并选取各原料，将称量好的PVA205加入水中，并进行加热溶解；将称量好的CD-99和固体丙烯酸盐加入水中搅拌，待溶解后进行加热；所得的两种溶液混合，然后加水定容，并加热至95℃以上，再恒温加热25～35min，即得到所述浆料；
（3）浆纱：使用步骤（2）制备的浆料对步骤（1）所选的纱线进行上浆；
（4）上浆效果评价：对步骤（3）上浆后的纱线进行断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和毛羽指标测试，将测试结果与步骤（1）中原纱的相应指标数据进行对比分析，对浆纱的可织性效果进行评价。
5.根据权利要求4所述的竹代尔/棉混纺纱线浆料的浆纱效果评价方法，其特征在于，所述步骤（3）的上浆过程为：首先将所述浆料打入浆槽，采用GA391单纱浆纱机，将烘箱温度控制在42℃～48℃，风箱打开，浆槽温度控制在75～85℃，以32～38m/min的浆纱速度进行上浆。
6.根据权利要求4所述的竹代尔/棉混纺纱线浆料的浆纱效果评价方法，其特征在于，所述竹代尔纤维与棉纤维混纺纱线中的纤维长度为35～40mm。
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