上浆工艺的现状和发展 周永元

周永元一、经纱上浆目的的演变：在纺织厂生产中，除了一些股线、强捻丝及某些类型的变型丝（如网络丝）外，大多数经纱在织造之前都必需经过上浆。

这个织前准备工序称为《经纱上浆》。

经纱上浆的根本目的是提高经纱的《可织性》，使其在织造时能承受织机上强烈的机械作用。

但在具体实现提高《可织性》的内涵上，近代在总结生产实践和深入科学研究的基础上，有了新的进展和更深的分析。

a、上浆目的的《传统说法》在上世纪70年代以前，无论在纺织厂的工艺设计中或大专院校的专业教说书中都认为经纱上浆目的有三：①增强②保伸③耐磨因此，那时鉴别上浆效果和浆纱质量的指标是：浆纱机上《三个率》（上浆率、回潮率和伸长率）和浆纱质量《二个率》（增强率和减伸率）。

致使每个纺织厂的浆纱车间，要对每个织轴从浆纱机上落轴后，迅速称重估算它的"加重"上浆率；每台浆纱机上都装了"回潮率"显示仪；定时用夹纸条方式掌握纱线伸长率。

试验室必需定期取原纱和浆纱的试样，在单纱强力仪上测试它的增强率和减伸率。

但经常发现"增强率"和"减伸率"这两个指标与织机生产实际不一致。

从表1的生产实际结果分析，经纱的织造效果（经纱断头率）有明显差别的三组浆纱，而它们的浆纱增强率与减伸率区分不出有什么显著差异。

表1 涤/棉（65/35）细布（9672）的浆纱比较又从表2的分析对比可见：4040府绸在有梭布机（1511型）上织造时，经纱在织机处所受的最大张力值，远低于14.5tex（40英支）纱的断裂强度（只有它的20%左右）；经纱在织机上正常制织时，所受的最大伸长率是0.65%，也远低于经纱断裂伸长（7%～8%）。

由这个测试对比和纺织厂的多数生产实际都说明强力与伸长并不是经纱断头的主要原因。

表2: 40英支经纱在织机上所受机械作用与原纱性能对比由表2可见，经纱从织机的后梁移动到织口成布，要受到反复拉伸与弯曲达4000多次；经纱之间摩擦，以及经纱与综眼、走梭板、引纬器等摩擦是相当剧烈可观的，都超过了未上浆的原纱的耐磨性。

为了降低经纱断头率，提高经纱的可织性及产品质量，必须赋予经纱以更高的耐磨性；粘附贴伏突出在纱条表面的毛羽，适当增加经纱强度，并尽可能地保持经纱原有的弹性。

这也是《经纱上浆》成为织造前经纱准备工作中的一个关键环节的原因。

b、上浆目的的《现代说法》通过对上列表1和表2的分析。

在80年代的多次全国性上浆研讨会上讨论和认证后，明确了经纱上浆的主要目的应该是耐磨和贴伏毛羽。

这是近20年来，在我国已得到了公认，并已列入大专院校教材中。

在一本近期出版的高等纺织院校的专业教材中说：《上浆的目的是：使毛羽贴伏，纱线耐磨、增强、尽量保持原纱的弹性伸长，提高经纱织造性能》。

因此，在评价经纱上浆效果时，现在已是用《粘附力》、《耐磨次数》和《毛羽减少率》作为浆纱的重要指标；把沿用很久的增强率与保伸率作为一个参考性指标。

在探索与开发新浆料时，也常运用"化学工业"上的《相似相容原理》，判别纤维材料与浆料之间的粘附性。

这一点在1985年以后，国内就有专著与不少文章发表，接受了这观点。

1999年美国aatcc（美国纺织化学家和染色家协会）召开的上浆专题研讨会（warp sizing symposium）也专题研讨了"纤维与浆料间的粘附性的判别问题"，认为经纱上浆主要目的应是："提高浆纱耐磨性，要注意浆料与纤维材料之间的亲和力。

会上有人明确提出应该用──溶解度参数（solubility parameter）来判别"，即纤维与浆料的《溶解度参数》值越接近，则它们之间的粘附力就越大。

用溶解度参数差值预测纤维与浆料间的粘附力，这与我们在十多年前提出的用《相似相容原理》判别是一致的。

经过数十年的争论与生产实践证明：经纱上浆的主要目的是增加耐磨和贴伏毛羽；对细支纱也需考虑适宜的增强与保伸。

在喷气织机织造时，贴伏毛羽的要求更为突出。

因此，要求浆料应与纤维材料有良好的粘附能力，也有一定的成膜能力。

从《材料学科》的观点来说，要同时具备这二个条件的材料，它们必然是一类高分子化合物。

这也充分说明了当前纺织上浆所用的浆料(粘着剂)，无论是天然的、或合成的、或变性的浆料全都是高分子化合物的根本原因。

二、上浆工艺的几次大讨论：近代在纺织上浆工艺方面曾有过多次全国性（或地区性）的深入讨论、辩论和专题研究，从而加速促进了经纱上浆技术的发展和深化，也培育了一大批经纱上浆技术人员的成长。

在上世纪的70年代～80年代，一批国外著名的浆料公司，来我国纺织厂试浆时，他们都表示：中国纺织厂的浆纱技术人员和技工的调浆和上浆工艺技术是一流的。

笔者在当时参加这类技术交流会上，多次听到这样的评价。

归纳起来有如下一些《讨论》：a、重浆与轻浆：这是在上世纪50年代初的上浆工艺大争论：1954年以前，我国主要使用生物发酵法及氯化锌浸渍分解的淀粉浆，由于分解的不均匀性，浆的粘度很高，所用的压浆力又较低，只能采用重浆工艺路线（上浆率在20%左右）。

1954年后，全国范围使用淀粉的化学分解剂，以硅酸钠(也有使用氯胺t的)分解淀粉的方法，使上浆工艺大大地前进了一步，淀粉得到了充分而又均匀的分解，上浆率有明显的降低（例如：2321市布的经纱上浆率由16%下降到8%）。

当时在全国掀起了《推广轻浆工作法》热潮。

这不仅为国家节约了大量的工业用粮，而且使纺织厂的劳动环境的改善成为可能，使纺织厂车间的温湿度能接近人体的舒适度，显著减轻了纺织工人的劳动强度。

b、高温上浆与低温上浆上世纪70年代～80年代，在涤/棉混纺纱上浆中，基本上都是使用以pva为主体的混合浆，有的甚至用纯pva 上浆。

由于国产的1799pva的醇解度已超过99mol%，它的溶解很困难，必需在煮沸后才能溶解。

因此当时多数纺织厂主要用95℃以上的高温上浆的工艺。

这个高温也带来了《浆斑》的大量增加，造成经纱断头增加和浆斑疵点明显增多。

当时用得最好的代表是：河北石家庄几个棉纺织厂，生产水平一直在国内前列。

有些纺织厂(其中：以上海国棉六厂为代表)提出并使用了低温上浆工艺，pva经溶解后，以低于80℃的温度上浆，上海国棉六厂一度曾坚持用50℃左右的工艺上浆。

它在织机的织造工艺作了一定的配合后，其织造效果同样达到了国内先进水平，而它的《浆斑》疵点却大大减少。

这两种上浆工艺，在1981年四川内江市召开的《全国浆纱技术经验交流会》上作了专题研讨。

对高温和低温，以及对pva结皮问题作了详尽的分析。

明确了pva高温时容易结皮的基本原因是它的成膜性太好引起的。

高温时，浆液表面与液面上的空气层温差大，表面水份容易挥发，导致pva结皮。

讨论结果认为，低温上浆确实能减少浆斑疵点，但要掌握这上浆工艺，对挡车工的技术要求高，一般纺织厂难以自始至终做到。

因此后来一般纺织厂在对涤/棉纱上浆时，仍以高温上浆工艺为多。

c、滑石粉在上浆中的作用：减磨还是增磨!？滑石粉在上世纪80年代之前，一直是作为上浆用的主要辅助浆料之一，被纺织界称?quot;减摩剂"，即它有降低浆纱表面摩擦的性能，并使浆纱更光滑。

50年代以前和国外资本主义国家也常把它作为《增重剂》用于上浆，以增加坯布的重量，在市场上可卖出好的价格。

滑石粉作为减摩剂在浆液中使用，其用量可达10%以上(对淀粉重量%)。

但在织机上织造时，发现浆纱对筘片、综丝、梭子等的磨损相当严重，有明显的条痕；而在浆纱机了机调换经轴时，对浆槽的清洁工作时，发现浆槽底部有非常坚硬的沉积物，要有锤子才能将它们凿下，经观察基本上都是滑石粉的沉淀。

这些生产中出现的情况，引起了一些上浆工作者的思考，滑石粉的作用究竟是什么？也是在1981年四川内江召开的《全国浆纱技术经验交流会》上，当时的西北纺织工学院黄柏龄老师首先提出了：《滑石粉是一个增磨剂》的论点。

当时有一批上浆工作者提出了异议，尤其是一些上海纺织厂的上浆技术人员坚持认为它是"减摩的"。

会上华东纺织工学院几位老师也支持是增磨的看法，并作了’微观’的分析。

经过会上深入讨论：如果，滑石粉在浆纱和织布机的机件之间能任意滚动的话，这时滑石粉是具有减摩效能，即浆滑动摩擦转为滚动摩擦。

但在浆纱上的滑石粉是被浆膜镶"死"在浆纱的表面，因此在织造时导致了浆纱表面粗糙，磨损加大（相似于一张"砂皮纸"），从而得出滑石粉确是增加浆纱对织布机的机件磨损。

在这会上，得到以石家庄为代表的北方上浆工作者的认同，回厂后很快取消了滑石粉的使用；而以上海为代表的一批上浆工作者显然持有不同看法，回厂后仍坚持使用滑石粉的配方。

但经过若干年后，他们也就不再使用滑石粉作为辅助浆料了。

滑石粉作为上浆的辅助材料也就此消失了。

现在这个观点已为大家所接受，也有一点体会：生产中出现的情况要深入分析事物的本质。

充分讨论是揭示本质的条件；接受更正确实要有一个"过程"和"时间"。

d、浸透为主还是被复为主在重浆的上浆工艺中，显然是以被复为主的。

在用化学分解剂的轻浆上浆工艺中，为了保证对经纱有一定的增强功效，也就提出了应以浸透为主。

在我国纺织上浆生产中，一度出现了上述两种截然不同的观点。

为了验证，也推出了《浆纱切片》的试验方法，并一度把它列为考核经纱上浆的重要质量指标之一(注：这个指标至今在某些纺织厂仍在运用之中)。

这一争论也推动了我们对经纱上浆目的的《反思》。

在明确了上浆主要目的既然是耐磨和贴伏毛羽，那就应该既要有一定的浸透，也不能没有良好的被复。

但重要的不是浸透和被复之间的数量比例；更重要的是浆料对纤维纱线的粘附性的强弱、浆膜的完整性和机械性能。

e、起泡与消泡以淀粉为主体的浆液有时调浆、煮浆不得法，浆液会起泡。

浆液泡沫会造成"轻浆"的疵点。

一般情况下它很易处理，只需在浆槽中临时加入少量的硬脂酸钠，即能去除。

但在起用了pva浆料后，由于pva很易起泡，尤其是部份醇解的pva(例如：1788)。

因此，消泡问题成为上浆工作者面临的一个新课题，消泡剂也常作为一种辅助浆料，出现在浆料配方中。

在生产实际应用中，常发现加了常用的消泡剂后，有时不仅没有消泡，反而会出现更多的泡沫。

这就使我们着手了解和分析"起泡和消泡"的实质性问题。

起泡现象是浆液中存有气体或空气时，这些气泡在一定条件下(如：温度升高或搅拌加剧等等)漂浮在浆液表面所形成的。

对常用的消泡剂的化学结构分析：消泡剂实质是一类表面活性剂，也即是一种降低液体表面张力的物质。

由此可见，若浆液表层积有气泡，则加入少量的表面活性剂(例如：硬脂酸钠)，以降低浆液的表面张力，使气泡的泡膜很快破裂，起到了消泡效果。