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作者简介：李季（1985-），女，汉，河南信阳人，助理实验师，硕士研究生，中原工学院，研究方向：纺织工程。
任毅（1986-），女，汉，河南郑州人，助理实验师，硕士研究生，中原工学院，研究方向：服装与纺织品设计。
摘 要：预湿上浆是经纱在进入浆槽之前呈湿态，即通过热水对经纱的浸湿与洗涤，再进行上浆。其提高浆纱质量和节省浆料的优势已被企业和学者们广泛认可。表征浆纱质量的指标主要有上浆率、毛羽量和纱线的力学性能。预湿上浆可以降低经纱上浆率，浆液浓度越高，浆纱的毛羽量越少，预湿上浆后，纱线的断裂强力增加。
關键词：预湿上浆；上浆率；毛羽；力学性能
预湿上浆，是在传统上浆方法基础上，通过改变纱线吸浆前的干湿状态，来收到较好的上浆效果。
经纱的预湿可以通过预湿浆槽或者喷淋预湿来实现，目前国内外均以预湿浆槽为主。纱线进入浆槽前先经过高温预湿处理，再经过高压榨力的挤压，然后进入浆槽进行上浆。图1为典型的浆纱机预湿槽的工艺流程[1]。
图1 浆纱机预湿槽
本课题中进行以下几种不同的实验来研究预湿上浆对棉纱质量的影响。
a.对28.4tex本色干纱直接上浆，不进行预湿；
b.在含有4%的Kieralon TX1576的沸水浴中分别对28.4tex纱线进行预湿上浆；
c.在含有4%润湿剂的不同浓度的浆料溶液中对28.4tex本色干纱上浆；
1.浆纱质量的指标
1.1上浆率
浆纱的质量直接影响织机的产量和织物的质量，上浆率作为浆纱质量的重要指标，其大小必然对浆纱质量产生比较大的影响。
为避免含水差异的影响，上浆率一般采用无水干重来计算，即上浆后经纱较上浆前经纱所增加的浆料干重与浆纱前经纱干重的百分比[2]。
1.2毛羽量
纱线毛羽是指伸出纱线表面的纤维突出物。毛羽导致经纱开口不清，造成织物的疵点，影响织物质量。
纱线经过预湿上浆后能够贴服毛羽。上浆过程中，浆液分子向纱线内部扩散，并在纱线表面形成一层完整的浆液膜[3]。
1.3纱线的力学性能
（1）断裂强力F：是指纤维能承受的最大拉伸外力（或负荷），或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力。单位为N，常用cN。
（2）断裂长度L：纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度。单位为km。
（3）断裂伸长率：纤维拉伸至断裂时的伸长率，表示纤维断裂时伸长变形能力的大小。
（4）断裂强度P：又称相对强度或比强度，它是指每tex纤维能承受的最大拉力。单位为N/tex，常用cN/tex。断裂强度计算公式如公式（1-1）所示。
P=F/tex（1-1）
式中F为断裂强力，tex为细度。
（5）断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量。如图3.1所示，单位是焦耳。计算公式如公式（1-2）所示。
w=∫F dl（1-2）
（6）初始模量或杨氏模量E：是指纤维拉伸曲线起始部分直线段的应力与应变的比值，即曲线在起始段得斜率。单位为Pa，常用MPa或GPa，计算公式如公式（1-3）所示。
E=tan a（1-3）
初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，即纤维的刚性。
2.实验工艺
2.1测定上浆率的工艺流程
测定上浆率的工艺流程为：把上浆后的纱线置于100℃烘箱中烘燥—称重—退浆—再烘燥—称重。为了去除纱线上的浆料，退浆的热水浴应为100℃。对未上浆的原纱进行同样的煮练处理，得出其含杂率，二者的差额就是我们要求的上浆率。计算公式如公式（2-1）所示。
上浆率（%）=退浆前干纱重量-退浆后干纱重量退浆后干纱重量*100%–原纱的杂质率（%）（2-1）
2.2测定毛羽的工艺
本实验中使用型号为Zweigle G567的毛羽测试仪来评定纱线的毛羽量。选择一段长为30m的试样，并设定测试仪转速为25m/min。按照光照投影测量设定长度的毛羽数量。本实验中，只选定长度大于或等于2mm的毛羽。
2.3测定力学性能的工艺
在测试温度为20℃±2℃，相对湿度为65%±2%的条件下，把试样放在型号为MTS20的测力机上进行拉伸试验，循环载荷为100N。根据法国标准NF G07003（单纱断裂力和断裂伸长率的测定），断裂时间应该为20s±3s，两夹具间的试样长度应该为500mm。从拉伸试验开始，记录下试样变形和抗拉强度的变化过程，由拉伸变形曲线的起始斜率可以求得杨氏模量。该循环测试的目的是研究纱线的疲劳度及其具有的弹性能力。
3.实验结果分析
3.1预湿上浆对上浆率的影响
对于细度为28.4tex的本色棉纱，得到表3-1和表3-2中的数据：
通常来说，经纱预湿处理后上浆率会降低，然而，实验得到的数据却是相反的。原因是润湿剂的浓度较高，其存在改善了纱线对浆料的粘附能力以及极大的促进了浆料的扩散。当纤维浸入到Kieralon TX1576中去，它们润湿效果很好，预湿后的纱线被水稀释并不能抵消其润湿效果，因此浆料的数量是非常稳定的。
3.2预湿上浆对毛羽的影响
取7组长度为30m，28.4tex的本色棉纱，标记为试样1、2、3、4、5、6、7，分别对其做如下处理。（1）试样1：不做任何处理；（2）试样2：在浓度为6%的浆液中上浆；（3）试样3：在添加了4%润湿剂的浓度6%的浆液中预湿上浆；（4）试样4：在8%浆液中上浆；（5）试样5：在添加了4%润湿剂的浓度8%的浆液中预湿上浆；（6）试样6：在10%浆液中上浆；（7）试样7：在添加了4%润湿剂的浓度10%的浆液中预湿上浆。测得毛羽量如表3-3所示。
表3-3表明，纱线经过上浆处理后，每米内毛羽量要比未上浆纱线少。对不同浓度下添加了4%润湿剂的预湿上浆处理和直接上浆处理的纱线毛羽减少程度比较后发现，未预湿上浆的纱线毛羽减少幅度反而较大，原因是较高浓度的润湿剂一定程度去除了纱线表面的蜡质和杂质，纱线表面的浮游毛羽较直接上浆的纱线稍多。此外，实验数据还表明，浆液浓度越高，浆料的粘附效果越好，使毛羽的贴服效果也越好。
3.3预湿上浆对纱线力学性能的影响
如同测量纱线毛羽时所用的处理方法，另取7组长度为550mm，细度为28.4tex的本色棉纱，每组5根，记为试样1、2、3、4、5、6、7。对试样进行不同的上浆处理，测得各项力学指标如表3-4所示。
从表3-4中可以看出，纱线上浆后，断裂强力均比未上浆纱线增加，当浆液浓度较高时，未预湿上浆纱线的初始模量要比原纱的初始模量增加，预湿上浆纱线的初始模量比未预湿上浆纱线低且低于原纱的初始模量。
4.结论
预湿上浆工序能够降低上浆率，节省浆料消耗，保护环境，减少毛羽量，提高纱线强力，从而提高织造质量。本章中通过设计四种不同的实验来验证预湿技术对浆纱质量的影响。
通过对实验数据的比较和分析，可以发现：
（1）选择合理的润湿剂浓度可以有效地平衡纱线上浆率的降低和纱线织造性能的改善。
（2）浆液浓度越高，浆纱的毛羽量越少。添加了润湿剂的预湿上浆工艺则要控制好润湿剂的浓度，因为较高的润湿剂浓度并不能很好的减少毛羽量。
（3）预湿上浆后，纱线的断裂强力增加，不同润湿剂浓度以及不同的浆液浓度对初始模量均有影响。（作者单位：中原工学院）
参考文献：
[1] 姚桂芬.预湿上浆技术及其应用.河北纺织.2002（3）：24-26
[2] 本德萍，郭晓玲.预湿上浆原理及其对浆纱效果的影响.棉纺织技术.2003，31（7）：13-16
[3] 陈新祥，余桂莲.预湿上浆技术的工艺初探.北京纺织.2003，24（3）：23-24
任毅（1986-），女，汉，河南郑州人，助理实验师，硕士研究生，中原工学院，研究方向：服装与纺织品设计。
摘 要：预湿上浆是经纱在进入浆槽之前呈湿态，即通过热水对经纱的浸湿与洗涤，再进行上浆。其提高浆纱质量和节省浆料的优势已被企业和学者们广泛认可。表征浆纱质量的指标主要有上浆率、毛羽量和纱线的力学性能。预湿上浆可以降低经纱上浆率，浆液浓度越高，浆纱的毛羽量越少，预湿上浆后，纱线的断裂强力增加。
關键词：预湿上浆；上浆率；毛羽；力学性能
预湿上浆，是在传统上浆方法基础上，通过改变纱线吸浆前的干湿状态，来收到较好的上浆效果。
经纱的预湿可以通过预湿浆槽或者喷淋预湿来实现，目前国内外均以预湿浆槽为主。纱线进入浆槽前先经过高温预湿处理，再经过高压榨力的挤压，然后进入浆槽进行上浆。图1为典型的浆纱机预湿槽的工艺流程[1]。
图1 浆纱机预湿槽
本课题中进行以下几种不同的实验来研究预湿上浆对棉纱质量的影响。
a.对28.4tex本色干纱直接上浆，不进行预湿；
b.在含有4%的Kieralon TX1576的沸水浴中分别对28.4tex纱线进行预湿上浆；
c.在含有4%润湿剂的不同浓度的浆料溶液中对28.4tex本色干纱上浆；
1.浆纱质量的指标
1.1上浆率
浆纱的质量直接影响织机的产量和织物的质量，上浆率作为浆纱质量的重要指标，其大小必然对浆纱质量产生比较大的影响。
为避免含水差异的影响，上浆率一般采用无水干重来计算，即上浆后经纱较上浆前经纱所增加的浆料干重与浆纱前经纱干重的百分比[2]。
1.2毛羽量
纱线毛羽是指伸出纱线表面的纤维突出物。毛羽导致经纱开口不清，造成织物的疵点，影响织物质量。
纱线经过预湿上浆后能够贴服毛羽。上浆过程中，浆液分子向纱线内部扩散，并在纱线表面形成一层完整的浆液膜[3]。
1.3纱线的力学性能
（1）断裂强力F：是指纤维能承受的最大拉伸外力（或负荷），或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力。单位为N，常用cN。
（2）断裂长度L：纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度。单位为km。
（3）断裂伸长率：纤维拉伸至断裂时的伸长率，表示纤维断裂时伸长变形能力的大小。
（4）断裂强度P：又称相对强度或比强度，它是指每tex纤维能承受的最大拉力。单位为N/tex，常用cN/tex。断裂强度计算公式如公式（1-1）所示。
P=F/tex（1-1）
式中F为断裂强力，tex为细度。
（5）断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量。如图3.1所示，单位是焦耳。计算公式如公式（1-2）所示。
w=∫F dl（1-2）
（6）初始模量或杨氏模量E：是指纤维拉伸曲线起始部分直线段的应力与应变的比值，即曲线在起始段得斜率。单位为Pa，常用MPa或GPa，计算公式如公式（1-3）所示。
E=tan a（1-3）
初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，即纤维的刚性。
2.实验工艺
2.1测定上浆率的工艺流程
测定上浆率的工艺流程为：把上浆后的纱线置于100℃烘箱中烘燥—称重—退浆—再烘燥—称重。为了去除纱线上的浆料，退浆的热水浴应为100℃。对未上浆的原纱进行同样的煮练处理，得出其含杂率，二者的差额就是我们要求的上浆率。计算公式如公式（2-1）所示。
上浆率（%）=退浆前干纱重量-退浆后干纱重量退浆后干纱重量*100%–原纱的杂质率（%）（2-1）
2.2测定毛羽的工艺
本实验中使用型号为Zweigle G567的毛羽测试仪来评定纱线的毛羽量。选择一段长为30m的试样，并设定测试仪转速为25m/min。按照光照投影测量设定长度的毛羽数量。本实验中，只选定长度大于或等于2mm的毛羽。
2.3测定力学性能的工艺
在测试温度为20℃±2℃，相对湿度为65%±2%的条件下，把试样放在型号为MTS20的测力机上进行拉伸试验，循环载荷为100N。根据法国标准NF G07003（单纱断裂力和断裂伸长率的测定），断裂时间应该为20s±3s，两夹具间的试样长度应该为500mm。从拉伸试验开始，记录下试样变形和抗拉强度的变化过程，由拉伸变形曲线的起始斜率可以求得杨氏模量。该循环测试的目的是研究纱线的疲劳度及其具有的弹性能力。
3.实验结果分析
3.1预湿上浆对上浆率的影响
对于细度为28.4tex的本色棉纱，得到表3-1和表3-2中的数据：
通常来说，经纱预湿处理后上浆率会降低，然而，实验得到的数据却是相反的。原因是润湿剂的浓度较高，其存在改善了纱线对浆料的粘附能力以及极大的促进了浆料的扩散。当纤维浸入到Kieralon TX1576中去，它们润湿效果很好，预湿后的纱线被水稀释并不能抵消其润湿效果，因此浆料的数量是非常稳定的。
3.2预湿上浆对毛羽的影响
取7组长度为30m，28.4tex的本色棉纱，标记为试样1、2、3、4、5、6、7，分别对其做如下处理。（1）试样1：不做任何处理；（2）试样2：在浓度为6%的浆液中上浆；（3）试样3：在添加了4%润湿剂的浓度6%的浆液中预湿上浆；（4）试样4：在8%浆液中上浆；（5）试样5：在添加了4%润湿剂的浓度8%的浆液中预湿上浆；（6）试样6：在10%浆液中上浆；（7）试样7：在添加了4%润湿剂的浓度10%的浆液中预湿上浆。测得毛羽量如表3-3所示。
表3-3表明，纱线经过上浆处理后，每米内毛羽量要比未上浆纱线少。对不同浓度下添加了4%润湿剂的预湿上浆处理和直接上浆处理的纱线毛羽减少程度比较后发现，未预湿上浆的纱线毛羽减少幅度反而较大，原因是较高浓度的润湿剂一定程度去除了纱线表面的蜡质和杂质，纱线表面的浮游毛羽较直接上浆的纱线稍多。此外，实验数据还表明，浆液浓度越高，浆料的粘附效果越好，使毛羽的贴服效果也越好。
3.3预湿上浆对纱线力学性能的影响
如同测量纱线毛羽时所用的处理方法，另取7组长度为550mm，细度为28.4tex的本色棉纱，每组5根，记为试样1、2、3、4、5、6、7。对试样进行不同的上浆处理，测得各项力学指标如表3-4所示。
从表3-4中可以看出，纱线上浆后，断裂强力均比未上浆纱线增加，当浆液浓度较高时，未预湿上浆纱线的初始模量要比原纱的初始模量增加，预湿上浆纱线的初始模量比未预湿上浆纱线低且低于原纱的初始模量。
4.结论
预湿上浆工序能够降低上浆率，节省浆料消耗，保护环境，减少毛羽量，提高纱线强力，从而提高织造质量。本章中通过设计四种不同的实验来验证预湿技术对浆纱质量的影响。
通过对实验数据的比较和分析，可以发现：
（1）选择合理的润湿剂浓度可以有效地平衡纱线上浆率的降低和纱线织造性能的改善。
（2）浆液浓度越高，浆纱的毛羽量越少。添加了润湿剂的预湿上浆工艺则要控制好润湿剂的浓度，因为较高的润湿剂浓度并不能很好的减少毛羽量。
（3）预湿上浆后，纱线的断裂强力增加，不同润湿剂浓度以及不同的浆液浓度对初始模量均有影响。（作者单位：中原工学院）
参考文献：
[1] 姚桂芬.预湿上浆技术及其应用.河北纺织.2002（3）：24-26
[2] 本德萍，郭晓玲.预湿上浆原理及其对浆纱效果的影响.棉纺织技术.2003，31（7）：13-16
[3] 陈新祥，余桂莲.预湿上浆技术的工艺初探.北京纺织.2003，24（3）：23-24