第四章浆纱工艺与质量控制-第一节

织造工艺纺织科学与工程学院主讲：王文志教材：织造工艺与质量控制织造工艺织造工艺第四章浆纱工艺与质量控制本章知识点1、浆料组分选择和配比方法2、常见织物与新型纤维织物的浆料配方工艺3、常用浆料质量检验指标4、常用调浆方法及浆液质量指标及检验5、上浆工艺的确定6、高压上浆工艺与预湿上浆新技术7、浆纱质量指标的检验与控制8、提高浆纱质量的措施引言织造工艺浆纱工艺设计织造工艺问题二:纱线为什么要上浆？问题一:同学手上的两种纱线有何不同？问题三:上浆的目的是什么？问题四:上浆后纱线的强力和耐磨为何能提高？问题五:对浆液的工艺要求有哪些？织造工艺问题一、同学手上的两种纱线有何不同？项目纱线A纱线B纱线手感纱线毛羽纱线强力纱线耐磨为什么？？？？硬软少多大小好差织造工艺一、概述1、经纱在织造过程中所受的机械作用机织物的形成：多臂喷气织机织造工艺（1）机械作用拉伸摩擦弯曲开口打纬卷取经纱与经纱间、钢筘、综眼、导辊等后梁导辊综眼等织造工艺性质高频多种多变（2）作用性质织造工艺疲劳经纱破坏（断头）磨损、纱线结构松散结果织造工艺2、上浆目的原纱、浆纱数据比较实验分析结果织造工艺经纱织机上受机械作用与原纱性能比较:经纱所受机械作用原纱机械性能张力（CN）40～75断裂强度(CN)200最大伸长(%)0.65～1断裂伸长(%)7～8反复拉伸(次)4000经纱间摩擦(次)2000耐磨性(次)39与筘齿摩擦(次)400织造工艺增加纱线的强力提高纱线的光滑度；减小摩擦系数增强减摩耐磨保伸上浆目的减少伸长，保持弹性减少纱线的磨损织造工艺主要目的耐磨贴伏毛羽新的学术观点认为：织造工艺3、浆液的作用（1）被覆：使浆液包覆於纱条表面，烘干后形成表面光滑、坚韧并富有弹性的浆膜，提高浆纱的耐磨度。织造工艺（2）浸透：使浆液浸透到纱线内部,部分地胶合纤维。增加纱线强力，且牢固浆膜。织造工艺4、浆液的工艺要求(1)名词解释a.浆料：用于经纱上浆的材料；b.浆液：各种浆料按一定配方用水调制成可流动的糊状液体；c.浆纱：通过浆纱机，将浆液浸轧到经纱上,经烘干后的纱线；d.粘度：浆液流动时的内摩擦阻力；e.粘着力：浆液对纱线的结合能力；f.成膜性：浆液本身的结合能力。织造工艺(2)工艺要求1.良好的粘着力；2.良好的浸透性和成膜性；3.适当的粘度且稳定；4.良好的吸湿性、防腐性；5.价廉。返回织造工艺上浆工作所起到的积极作用1.耐磨性改善2.纤维集束性改善，纱线断裂强度提高3.良好的弹性、可弯性及断裂伸长4.纱线毛羽贴服，表面光滑5.具有合适的湿度6.获得增重效果（以坯布重量作为商品交易条件）7.获得部分织物后整理效果（具有厚重及身骨好的手感）织造工艺浆纱原理：⑴一部分浆液浸透到纱线内部，称为浸透上浆⑵一部分浆液包覆在经纱表面，称为被覆上浆织造工艺浸透与被覆的作用⑴浸透上浆增加了纤维间的粘结力，提高纱线的强度⑵被覆上浆使纱身光滑、毛羽贴伏，增强纱线的耐磨性织造工艺浸透、被覆与浆膜之间的关系：⑴浆膜主要由被覆上浆形成⑵浸透上浆是被覆上浆的基础⑶浸透上浆与被覆上浆之间没有明显的界限织造工艺上浆的范围需要上浆的经纱：短纤纱、低捻长丝可不上浆的经纱：单纤长丝、加捻长丝、股线织造工艺上浆后经纱性能的变化：⑴纱线耐磨性增强⑵纱线毛羽贴伏、表面光滑⑶纤维间抱合力增强，纱线断裂强度提高⑷纱线的弹性、可弯性及断裂伸长有所下降⑸纱线吸湿性有所改变⑹纱线变粗、重量增加织造工艺对浆纱的要求：⑴浆膜完整、毛羽贴伏⑵浆料性能好、成本低、来源广、无污染⑶浆纱效率高、能耗低⑷织轴卷绕平整、密度均匀织造工艺织造工艺织造工艺织造工艺织造工艺织造工艺织造工艺CCI-SS565单纱浆纱机视频织造工艺织造工艺浆纱视频浆纱的过程宏阳公司浆纱厂生产老式浆纱机GA308型浆纱机织造工艺一、对浆液配方的要求二、主浆料的选择三、辅助浆料的选择第一节浆液配方四、浆料配比的确定五、浆液配方工艺实例织造工艺浆纱工艺过程：调浆上浆浆液：浆料的水溶性液体浆纱质量直接影响织造效率浆纱质量取决于浆膜性能浆膜性能取决于浆料、浆液的性能纱线浆膜FF一、对浆液配方的要求织造工艺浆液性能要求：⑴浆液的物理化学性质均匀、稳定浆液不起泡，不沉淀，遇酸、碱或金属离子时不出絮状物⑵浆液对纤维的浸润性好、亲和力强⑶浆液粘度适当、稳定织造工艺浆膜性能要求：⑴浆膜坚韧、耐磨⑵浆膜的强度、弹性、吸湿性等与纤维相近纱线浆膜FF织造工艺浆料分类：主浆料（粘着剂）、辅助浆料（助剂）粘着剂的定义：对纤维具有一定粘着力的物质，是构成浆液的主体材料。因此：浆液的性能主要决定于粘着剂的性能浆纱用的粘着剂分为:天然粘着剂、变性粘着剂、合成粘着剂三大类。二、主浆料的选择织造工艺织造工艺1）概述淀粉作为经纱上浆的主要浆料已有悠久历史。淀粉对亲水性的天然纤维有较好的粘附性，淀粉的资源丰富、价格低廉；对环境的污染程度较其他化学浆料轻。目前广泛使用的淀粉粘着剂为天然淀粉和变性淀粉。（一）淀粉织造工艺2）天然淀粉—是由葡萄糖分子缩聚而成的高聚物。a）一般性质：物理性质：白色、微黄色的细腻粉末，分子式：（C6H10O5）n;聚合度n：200-6000；结构式：淀粉有直链淀粉和支链淀粉两种。（一）淀粉[C6H10O5]n织造工艺直链淀粉：(占20~25%)聚合度低，线型分子结构溶于热水，浆液流动性好浆膜坚韧，弹性好浆液渗透性好，是形成浆膜的基础支链淀粉：(占75~80%)聚合度高，树枝状分子结构难溶于水，浆液粘稠浆膜脆硬、耐磨浆液被覆性好，保证浆膜具有一定的厚度（一）淀粉织造工艺b）淀粉的结构及性质比较：（一）淀粉直链淀粉支链淀粉分子结构线形、规则分支型、不规则聚合度200-900600-6000与碘反映兰色紫色在水中状态溶于热水，浆液不很粘稠在热水中膨胀，浆液粘稠浆膜性能坚韧、有弹性硬脆、成膜织造工艺C）浆液的粘度:浆液的重要性质指标之一,直接影响浆液对经纱的被覆和浸透.上浆时应保持稳定.粘度的定义：液体流动时，表示其内摩擦力的物理量。（一）淀粉dvFdxA织造工艺单位：η-粘度，单位：帕·秒(Pa·s)或泊(P)1泊=0.1帕·秒1泊=100厘泊(cP）20℃水的粘度=1.0087cP粘度的表示：绝对粘度：单位时间内每单位面积的液体移动单位距离时内部摩擦阻力。（旋转式粘度计测量）相对粘度：分散液体的绝对粘度与介质绝对粘度之比。（乌式粘度计）（一）淀粉织造工艺粘度的测量：实验室用乌式粘度计、旋转式粘度计。生产中采用漏斗式粘度计，测量浆液从漏斗中漏完所需的时间。粘度小：浆液流动性好，浸透能力强粘度大：浆液粘稠，流动性差，被覆能力强乌式粘度计（一）淀粉织造工艺D）影响淀粉浆粘度的因素：①淀粉种类：支链淀粉含量多，粘度大②浆液温度：浆液粘度与淀粉的糊化程度有关糊化：淀粉颗粒在热水中膨胀细胞壁破裂大分子渗出淀粉完全糊化后，粘度与温度成反比③浆液使用时间：t4小时，粘度下降严重（一）淀粉织造工艺淀粉在水中性质变化大致可分为几个阶段：(1）膨胀：水温较低时（50℃以下），淀粉粒子不溶于水，由于水的渗透压力作用，淀粉粒子只吸收少量水分，体积略有膨胀，浆液粘度仅略有增加。(2）糊化：温度升高，支链淀粉发生膨胀，部分直链淀粉溶解于水，粘度上升。随着温度继续升高，粘度急剧上升，此时达到糊化温度。糊化温度：浆液开始出现粘度时的温度（一）淀粉织造工艺淀粉在水中性质变化大致可分为几个阶段：3）完全糊化：温度继续上升，粘度达到峰值之后开始下降并趋向稳定。在高温和低速搅拌下，粘度稳定时间为3-6小时，浆液处于完全糊化状态，此时的温度称完全糊化温度。完全糊化温度：浆液粘度基本稳定时的温度。(4）凝冻阶段：浆液冷却时出现增稠及凝冻，表面出现结皮现象。∴浆液宜在完全糊化温度之后的粘度稳定阶段。（一）淀粉织造工艺e）淀粉上浆应注意的问题：1）水溶性:淀粉不溶于水,一般采用高温上浆(95-98℃)2）浸透性:淀粉聚合度高，分子量大，∴淀粉浆需添加分解剂，使部分支链淀粉裂解，粘度↓，浸透性↑。3）成膜性:淀粉浆膜比较脆硬，浆膜强度大，弹性较差。∴淀粉浆需加入适量柔软剂、吸湿剂，以增强浆膜弹性（一）淀粉织造工艺e）淀粉上浆应注意的问题：4）粘附力:淀粉大分子中含有大量羟基，且具有较强的极性。根据“相似相容”原理，它对含有相同基团亲水性纤维具有良好的粘附力，所以，淀粉浆不能用于纯合纤的经纱上浆。5）霉变性:淀粉浆易霉变，需加防腐剂。（一）淀粉织造工艺3)变性淀粉：通过物理、化学或其它方式使天然淀粉的性能发生显著变化而形成的产品。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:a）酸解淀粉变性机理：淀粉大分子中的甙键对酸很不稳定，遇酸后迅速发生水解反应，使甙键断裂，淀粉的聚合度↓，粘度↓.上浆性能：浆液的流动性好，浸透性↑.（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:b）氧化淀粉机理：淀粉中的甙键被强氧化剂氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基。氧化后，淀粉大分子裂解，聚合度↓，粘度↓.性能：浆液的流动性好，浸透性↑；由于羧基的存在，浆液对亲水性纤维的粘附性↑。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:c）酯化淀粉机理：淀粉大分子中的羟基与无机酸或有机酸都能发生酯化反应，形成酯化物。所得产物为淀粉酯衍生物。淀粉酯的酯化程度以取代度表示。取代度：表示淀粉大分子中每个葡萄糖基环上羟基的氢被取代的平均数。取代度的平均值在0-3之间。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:c）酯化淀粉性能：酯化淀粉的大分子中带有疏水性酯基，对疏水性合纤的粘附性、亲和力↑。可用于聚酯纤维（中国的商品名为涤纶）的混纺、纯纺纱的上浆。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:d）醚化淀粉机理：淀粉大分子中的羟基被化学试剂（醇、卤代烃等）醚化，所得产品称为醚化淀粉。醚化程度也用取代度表示。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:d）醚化淀粉性能：淀粉醚的亲水性和水溶性改善程度与取代基性能及取代度有关。粘度稳定，浆膜柔韧。对纤维素纤维有良好的粘附性，低温下浆液无凝胶倾向，适宜于羊毛、粘胶的低温上浆。具有良好的混溶性。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:e）交联淀粉机理：淀粉大分子间通过酯化、醚化等化学反应，形成与化学键连接的交联状大分子，即成为交联淀粉。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:e）交联淀粉性能：交联淀粉的聚合度↑，粘度↑，粘度的热稳定性好。一般用于以被覆为主的经纱上浆，如麻纱、毛纱的上浆。也可用做混合浆料，与低粘度的合成浆料混合。（一）淀粉织造工艺主要变性淀粉:f）接枝淀粉机理：将高分子单体的低聚物接枝到淀粉大分子上形成。性能：可根据经纱上浆要求进行接枝改性设计，是一种有前途的变性淀粉。（一）淀粉织造工艺变性淀粉的种类很多，与天然淀粉相比，变性淀粉在水溶性、粘度稳定性、对合成纤维的粘附性、成膜性、低温上浆适应性等方面都有不同程度的改善。在经纱上浆中，变性淀粉的使用品种越来越多，使用比例、使用量也越来越大。是一种绿色浆料。（一）淀粉织造工艺当前，国际上纺织浆料中用得最多的仍然是变性淀粉浆料。美国为了节省劳动成本，他们主要是用不同规格的变性淀粉与聚乙烯醇混合的《组合浆料》形式。而欧洲仍然是使用以马铃薯淀粉为原料的变性淀粉与丙烯酸类浆料的混合浆。欧美主要国家所用的变性淀粉浆料中，酸解淀粉仍占80%以上。（一）淀粉织造工艺（二）纤维素衍生物主要品种：羧甲基纤维素CMC、甲基纤维素MC羟乙基纤维素HEC、上浆性能：1）高速搅拌能溶解2）黏度随温度升高而下降；温度下降又重新回升；在中性或微碱性时黏度稳定3）浆膜光滑、柔韧、强度较高；但浆膜手感太软；浆膜吸湿性好；具有良好的乳化性，混溶性好织造工艺羧甲基纤维素（CMC）织造工艺CMC的上浆性能：1）水溶性：取决于取代度（取代度是指羟基被取代的程度）。当DS0.4时，CMC才具有水溶性。DS越高，水溶性越好。一般DS为0.7-0.8。2）粘度：400-600cp用于经纱上浆。分为：低粘、中粘、高粘三级。影响因素：聚合度：300-500温度：T↑，η↓浓度：C↑，η↑（二）纤