天然彩色棉上浆技术

   0 前言

　　保护生态、关爱大自然、造福下一代、尊重生命是21世纪的主题。随着经济高速增长，科技高速发展，文化品味日益提高，与人们息息相关的衣着无疑也将随着时代经济和文化的发展而发展。目前选用环保纤维生产绿色纺织品已成为一个热点，这是因为人类在满足生活的同时，还要避免自己的生存受到威胁。天然彩色棉的开发是绿色纺织品的发展方向之一，符合人们对衣着需求的发展趋势和回归自然的潮流。我国彩色棉生产从上世纪90年代才开始真正起步，研究和发展的势头迅猛，各地区都把这项研究作为一项有利于环保、生态、面向21纪纪振兴纺织业的新的增长点。国内科学家经过十多年的选育、引进，现在已培育出了棕、绿、黄、红、灰、紫等品系。并且已经形成一定的种植生产能力，目前，在甘肃、海南、四川、新疆等地已开始规模种植彩色棉，预计2003年我国彩棉产量可达2万多吨，在此基础上已有一些单位在进行彩色棉产品的探索与开发，并取得了一些经验。

　　PVA作为一种浆料，多年来一直是棉纺织品上浆的佳浆料，并发挥着巨大的作用。但随着社会的发展，PVA对环境污染的严重程度越来越显露出来了，并且PVA浆料在上浆时还存在着能耗大，浆膜过硬，高温时易结皮，分纱困难，毛羽外露，退浆不净，成本较高等问题。为了降低PVA的用量，达到伏贴毛羽，增加浆膜的柔韧性，降低浆料成本，减轻退浆时排放的废水对环境造成污染而带来的产品出口受到限制的后顾之忧，用绿色环保浆料取代PVA已是当务之急。

　　1 天然彩色棉纤维的特点及对上浆的要求

　　1.1 天然彩色棉纤维的特点

　　天然彩色棉是棉花的一个品种，虽然天然彩色棉被科学界和产业界用生物工程等高新技术进行改造，彩色棉的可纺性逐渐提高，有的接近白棉指标，但是，目前从实践中发现天然彩色棉纤维主要存在的问题有：（1）纤维细度偏细、成熟度差、纤维强度低、纤维长度偏短、短绒率高、棉结杂质较多，只能生产粗支产品；（2）色泽方面色谱不全，鲜艳度较差，尤其是色素尚欠稳定；（3）产品耐气候牢度较差，不耐较强的化学加工；（4）价格较高。这些使天然彩色棉的加工技术成为一门新的技术，天然彩色棉加工与白色棉加工工艺方法不同，是一门全新的技术。加工中必须慎重选择工艺，既要注意清洁生产，保证天然彩色棉的生态、环保特性，又要优选助剂、优选工艺，改善天然彩色棉色素不稳定引起色差的现象。表1列出了国内棕色和绿色两种颜色，四个品系天然彩色棉花的品质指标。


　　1.2 天然彩色棉纤维对上浆的要求

　　天然彩色棉纱的强力、弹性均比白棉差，表面毛茸多，它对浆液的要求较高。既要有较好的渗透，以适当增强，又要有良好的被覆，以贴伏毛羽，形成柔韧光滑的浆膜；既要使浆纱具有一定的刚性，又要防止过于粗硬而发生脆断头。

　 2 实验

　　2.1 实验浆料的选择

　　纺织品加工过程中的经纱上浆工序是纺织厂主要的污染源之一，这主要来源于浆料本身和生产浆料的过程及浆料使用后的退浆过程。因此绿色环保浆料基本的要求是在生长或生产过程中未受污染（如淀粉类植物生长过程中杀虫剂、除草剂的使用），生产过程中不污染环境、使用过程中对人体、环境无害、可回收利用、可自然降解等。此外，由于天然彩棉的色素不稳定，遇到酸、碱及强氧化剂色素会发生变化，为确保彩棉纺织加工过程中的“绿色”环保性。因此，浆料选择以FZ1磷酸酯变性淀粉为主的浆料液。

　　FZ-1磷酸酯变性淀粉是淀粉中羟基与磷酸产生的一种酯衍生物。FZ-１磷酸酯变性淀粉的糊化温度较低，水溶性好，粘度稳定性较高，抗凝胶性强，与其它浆料的共溶性好，浆液所制成的薄膜比较透明，易弯曲，较强韧，浆膜柔软，伸长和耐磨性较高，退浆容易，但强度较低。FZ-1磷酸酯变性淀粉的主要质量指标测试结果见表2。


　　2.2 实验浆料配方

　　实验采用天然彩色棉纱（兰州兴隆纺织股份有限公司提供）上浆试制织物（规格为：C14.6/14.6 523.5/283 119.4）的衬衫面料。其浆料配方见表3。


　　该品种密度大，纱号细，纱线毛羽较多，浆纱覆盖系数大，为保证浆纱质量，生产中采取“高浓低粘，小张力，被覆渗透兼顾”的工艺原则，以达到增强、保伸、贴伏毛羽的目的。浆纱工艺参数见表4。


　　2.3 实验结果讨论

　　采用FZ-１磷酸酯变性淀粉对天然彩色棉纱上浆试制规格为C14.6/14.6 523.5/283 19.4织物的衬衫面料。其织造效果见表5，从表中数据可以看出：各项指标都比较好。


　 3 结论

　　（1）天然彩色棉的开发是绿色纺织品的发展方向之一，对它的加工是一门全新的技术。加工中必须慎重选择工艺，要注意清洁生产，保证天然彩色棉的生态、环保特性。

　　（2）天然彩色棉纤维还存在着纤维细度偏细、成熟度差、纤维强度低、纤维长度偏短、短绒率高、棉结杂质较多、色泽方向色谱不全，鲜艳度较差，尤其是色素尚欠稳定等缺点，加工中必须考虑这些问题。

　　（3）FZ-1磷酸酯变性淀粉的粘附性能好，粘度稳定，浆膜光滑完整，浆液渗透好，浆纱易分绞，毛羽帖伏度高，浆纱弹性大幅改善。织机开口清晰，织机效率显著提高。实践证明，在一定范围内FZ１磷酸酯变性淀粉可100%取代PVA，且能改善浆纱可织造性能。
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