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在棉纺设备上加工黄红麻纤维纺纱前的预处理

来源:河南豫北纺织有限责任公司 余显中 杨宏君 别红雨 发布时间:2010年12月16日
前言 随着现代科技的进步及纺织行业的竞争加剧,纺织原料的选择范围也逐步扩大,同苎麻、亚麻等麻类纤维一样,有着优良的吸湿和透气性的黄红麻纤维因为其有着栽植方便,适应性强,产量高等优势,引起了人们的重视。近年来,我国的研究人员加大了对黄红麻的研究,特别在黄红麻的脱胶和变性方面取得了较大的研究成果,以改善黄红麻纤维的可纺性。黄红麻的应用也已经开始从麻袋、地毯布向服装材料发展,国际市场上商业化黄红麻混纺纱和织物已经出现。因此研究黄红麻的纺纱前处理工艺有着现实的重要意义。本文重点针对在棉纺设备上纺制黄红麻纤维与棉混纺纱的纺纱前预处理。1. 黄红麻纤维的特性1.1黄红麻纤维主要化学成分 黄红麻纤维主要化学成分为纤维素,其次为半纤维素,果胶物质、木质素、脂蜡质,含氮物质及微量元素等,其化学成分含量见表1-1。由表1-1可以看出,黄红麻纤维素含量低于亚麻和苎麻,果胶含量较低,木质素含量较高(约为苎麻的10倍),木质素含量高是黄红麻纤维比苎麻和亚麻更粗、硬、脆的根本原因。 表1-1 苎麻、亚麻、黄麻纤维的化学成分对比
纤维素(%) 半纤维素(%) 木质素(%) 果胶(%) 脂腊质(%) 水溶物(%)
苎麻 73.59 13.29 1.19 4.04 0.54 7.35
亚麻 60~70 12~18 3~8 3~5 2~4 3~5
黄麻 59~63 14~16 9~17 0.5~1 0.3~0.5 4~6
1.2黄红麻纤维的物理性能 黄红麻纤维属于纤维素纤维,含有羟基亲水基团,其极性强,吸收水分子能力强,吸湿性好。在其生长过程中同时还有糖类胶质,这些物质的存在也使黄红麻纤维的吸湿能力加大。黄红麻纤维的公定回潮率为12%。 我们加工用的黄红麻纤维物理性能如下表1-2所示。 表1-2 黄红麻纤维物理性能
单纤维长度 (mm) 单纤维细度 (μm) 束纤维长度(cm) 束纤维细度 (tex) 强度 (cN/tex) 伸长 (%) 杨氏模量 (cN/tex)
2~6 15~25 80~150 2.8~3.8 56 2.7 10.78
2. 黄红麻黄红麻纤维的纺纱前预处理黄红麻纤维的纺纱前预处理包括脱胶、软麻。2.1脱胶处理方法 黄红麻纤维的处理方法有很多,我们设计了三个脱胶方案,分别对黄红麻进行工业化脱胶处理,比较不同脱胶因素对纤维细度、残胶率、强度和伸长等指标的作用效果,然后再进行优化。 方案1:浸酸→水洗→煮炼→打麻→酸洗→水洗→脱水→上油→脱水→烘干→软麻→给油→堆仓 方案2:浸酸→水洗→煮炼→打麻→酸洗→水洗→氯漂→脱水→上油→脱水→烘干→软麻→给油→堆仓 方案3:浸酸→水洗→煮炼→打麻→酸洗→水洗→双氧水漂→脱水→上油→脱水→烘干→软麻→给油→堆仓表2-1 黄红麻脱胶后的质量指标
方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ
残胶率(%) 6.82 9.52 8.85
木质素含量(%) 7.58 6.57
6.34
细度(dtex) 11.1 21.46 37.33
强 力 平均 (g) 9.20 67.70 59.10
强度(cN/dtex) 3.6 3.1 1.6
不匀(cv%) 24.80 56.08 23.50
伸 长 平均(%) 3.2 3.0 2.8
不匀(cv%) 40.68 22.67 24.83
经综合考虑我们选用了方案三。2.2 软麻 经过脱胶得到的精干麻,还含有少量的杂质,经烘干后,回潮率不足,同时由于纤维表面上残留一定量的胶质,经烘干后胶质硬化等原因,纤维显得板结,手感粗糙,若用这样的原料进行纺纱加
工,会大大影响成品质量,如纱线条干、强力等,故在进行纺纱前必须对精干麻进行前处理,用于改善纤维的柔软度和松散度,增加纤维的回潮率,减少静电现象。 预处理包括下列工序: 机械软麻→切段→预开松→给湿加油→堆仓。 机械软麻是靠软麻机上一定数量的沟槽罗拉,将纤维反复弯曲搓揉,从而增加纤维的柔软度和松散度,一方面有利于乳化液的渗透,另一方面也有利于纺纱工程的顺利进行。 我们选用的是苎麻软麻机,即CZ141型往复式直型软麻机,经过反复弯曲揉搓的麻纤维在出麻帘子上时,麻帘子上方装有自动给湿喷头,把一定数量的乳化液喷射到精干麻上,采用的软麻工艺也同苎麻的软麻工艺。 此外,由于脱胶后黄红麻的工艺纤维长度仍然很长,为适合于棉纺设备加工,必须将其切段成一定长度的麻条。3. 切段长度的优选 黄红麻纤维属于韧皮纤维,由许多纤维束相互集合为若干纤维层,每层平行排列着的纤维束与纤维束之间,以及纤维层与纤维层之间均有柔软组织间隔着,而黄红麻的单纤维长度甚短,仅为1~5mm,不适合纺纱要求,所以在纺织生产中利用工艺纤维来纺纱,所谓工艺纤维是经过物理化学作用后,符合纺纱要求的具有一定细度和长度的束纤维,而束纤维是由十数根或数十根以上的纤维束靠胶质粘合而成,工艺纤维的长度和细度则且由脱胶工艺和脱胶程度来决定的。黄红麻与其它几种纤维长度、细度的比较如下表3-1所示。成熟棉纤维的表面有天然扭曲,苎麻和黄红麻纤维表面比较光滑,抱合性差。表3-1 黄红麻与其它几种纤维长度、细度对比
单纤维宽度(μm) 单纤维长度(mm)
平均 最宽 最细 平均 最长 最短
苎麻 29 60 20 60.3 600 20
亚麻 25 30 20 21 130 10
黄红麻 23 25 20 2.32 5.08 1.52
9.1 - - 28 - -
黄红麻经过半脱胶以后形成精干麻。单纤维之间仍是依靠胶质粘连在一起形成束纤维,经过半脱胶以后,束纤维之间胶质几乎被完全脱去,束纤维内部纤维与纤维之间的胶质也被脱去一部分,纤维之间的粘连作用比脱胶之前有所降低,为以后的纺纱过程的分裂劈细起到一定的作用,工艺纤维的细度和长度之间关系主要还依靠于脱胶工艺的合理选择。但由于胶质的存在,麻纤维本身的杨氏模量又较大,故在后加工过程中,纤维很容易被打断,成为短纤维而落去。 在棉纺设备上加工黄红麻棉混纺纱,首先要考虑的是黄红麻束纤维的长度要与棉纺设备的要求相符合。在纺纱中,纤维的长度和细度是决定成纱品质和加工性能的主要因素之一,混纺纤维的长度和细度必须相互适应,不可差异过大,适纺纤维的长度一般在25mm~40mm,在混纺时,若组成纤维的细度、长度差异太大,工艺上难以兼顾两者的需求。精干麻长度很长,必须先将其切成精干麻条,然后经过开松机进行开松。麻条在开松机刺辊的打击下,束纤维之间进行分离,束纤维内部的部分纤维也将分离,形成长短差异较大的束纤维。开松过的纤维是否能和棉纤维进行混纺,对于经过脱胶的精干麻,主要取决于精干麻的切段长度的设定和开松道数。针对黄红麻纤维的切段长度仍处于摸索阶段,没有什么资料可循,我们对几个切断长度进行对比优选,把麻的切段长度分为三档,进行试验,根据手扯长度,来确定比较合适的切段长度。3.1实验方法: 把精干麻切段长度定为45mm、70mm、110mm,分三组,重量各为2公斤,用切段机按所预定的切段长度进行切断后,再经开松机进行预开松(经二道剌辊开松),切段机的型号为QD-300型(中国石首市纺机制造厂),开松机型号为KS-500型(中国石首市纺机制造厂),经过二道锡林的开松各所得数据如下:表3-2 当切段长度为45mm时,纤维的长度分布百分比(%)
16mm以下 30mm以下 40mm及以下 60mm及以下 70mm及以下 平均长度(mm) 长度不匀(cv%)
26.55 4.74 14.54 20.67 33.5 42.09 104.6%
表3-3 当切段长度为70mm时,纤维的长度分布百分比(%)
16mm及以下 40mm及以下 60mm及以下 80mm及以下 140mm及以下 180mm及以下 平均长度(mm) 长度不匀(cv%)
2.3 19.27 15.69 29.42 21.57 11.76 75.25 50.76
表3-4 当切段长度
为110mm时,纤维的长度分布百分比(%)
40mm及以下 60mm及以下 80mm及以下 100mm及以下 120mm及以下 140mm及以下 180mm及以下 平均长度(mm) 长度不匀(cv%)
3.8 4.38 1.98 6.2 42.58 15.21 25.85 117.79 108.71
3.1.1、把经过开松的黄红麻纤维喷洒乳化油,并堆仓24小时,保证乳化油均匀渗透到纤维内部,加乳化油率为2%,保证回潮率在20%左右。3.1.2、把落麻收集起来,以确定经过梳理的落麻率3.2、结果与分析不同的切段长度下,经过梳棉后的实验结果如表3-5所示。表3-5 不同的切段长度下的黄红麻经梳理后的变化 <
项目 切段 长度(mm) 梳落麻(%) 平均长度(mm)
45 15.3 23
70 3.48 40
110 8.46 45
从试验数据可以看出,切段长度为45mm时,落麻较多,手扯长度偏短,短纤维含量高,当切段长度为110mm时,落麻也较多,手扯长度为45mm,但短纤维含量也较多。切断麻经过二道刺辊开松后,当切段长为45mm时,长度不匀太大,短绒含量太多,故不可取。当切段长度110mm时,长度不匀大,超长纤维含量太多,这可能由精干麻纤维中弯曲,缠绕现象很严重所改。而切段长度为70mm左右时,长度不匀较小,超长纤维含量较小,且短绒含量低。故选70mm左右的切段长度较为合适,经过实践检验,以70mm左右为切段长度时,经过开清和梳棉后,麻纤维的主体长度和棉纤维相比,较棉纤维略长,且超长纤维含量较少,落麻较低。这个长度在经过环锭纺后的成纱质量和麻纤维的含量来看还是比较合适的4.结语4.1通过对黄红麻纤维合适的纺前预处理,其适纺性能可以达到在棉纺设备上加工的需求。我们利用处理过的黄红麻纤维在棉纺设备上成功纺制成了黄红麻55/棉4519.5tex纱和黄红麻55/棉45 .6OE纱。4.2我们用所纺制的黄红麻55/棉45混纺纱织出的平布牛津纺和交织布,后整理以后,可以制作服装也可以制作家具等装饰布,具有很高的经常效益。4.3 切段长度选择70mm左右时,长度不匀较小,超长纤维含量较小,且短绒含量低,且超长纤维含量较少,落麻较低,比较适合在棉纺设备上加工。

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