摘 要:本申请公开了亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺及混纺纺纱,包括以下步骤:对亚麻纤维使用复合工作液对其进行喷洒并进行汽蒸连续化处理得到改性亚麻纤维;对有色再生棉纤维进行开松、除杂、喷淋活化处理液、养生;在将改性亚麻纤维与有色再生棉纤维混合、均匀喷洒复配助剂、养生后得到混合纤维,再经过柔性梳理、并条、粗纱、细纱工序,得到混纺纱线,通过复合工作液进行“阳离子化改性”,主动改变亚麻表面电性、通过“生物基粘结剂”构建强化网络解决抱合力问题,获得兼顾优良服用性能与环境友好性的高品质纱线。
权利要求书
1.一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:对亚麻纤维进行喷雾-汽蒸连续化处理,使用复合工作液对其进行喷洒,随后在102-105℃的饱和蒸汽中处理8-12min,得到改性亚麻纤维;
活化处理:对有色再生棉纤维进行开松除杂,并喷淋活化处理液,调节其回潮率至8-10%后,在恒温恒湿条件下进行养生;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按比例混合,然后均匀喷洒复配助剂,养生后得到混合纤维;
S3.纺纱:将步骤S2所得混合纤维依次经过柔性梳理、并条、粗纱、细纱工序,得到混纺纱线;
复合工作液按重量的百分比计包括:
3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵8-15%;
低氨值氨基硅油微乳液3-6%;
渗透剂A 0.5-1.5%;
氢氧化钠1.6-4.5%。
2.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述复合工作液的总喷洒量为所述亚麻纤维重量的8-12%。
3.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述低氨值氨基硅油微乳液的氨值为0.3-0.6。
4.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述渗透剂A为烷基糖苷。
5.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述活化处理液按质量百分比计包括:
羧甲基纤维素钠3.0-6.0%;
聚醚酯类抗静电剂1.5-3.0%;
山梨醇2.0-4.0%;
橄榄油酸酯0.5-1.5%;
渗透剂B 0.1-0.3%。
6.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述养生在温度25℃、相对湿度65%的环境下进行,养生时间≥24h;喷洒所述复配助剂后的养生时间为6h。
7.根据权利要求1所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其特征在于,所述复配助剂为瓜尔胶与罗望子胶 2-羟基丙基醚的复配物。
8.亚麻纤维与有色再生棉纤维的混纺纺纱,其特征在于,由权利要求1-7任一项所述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺制备得到的。
技术领域
本申请涉及再生棉利用领域,尤其是涉及一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺及混纺纺纱。
背景技术
亚麻纤维源于天然,具有可生物降解、吸湿透气、抑菌等优良特性,是理想的生态纺织原料。有色再生棉纤维来源于回收的棉纺织品,经着色后再加工制成,其预先着色的特点能够从源头避免传统染色工艺带来的高水耗、高污染问题,并赋予产品独特的色纺风格。将二者进行混纺,理论上可结合天然纤维的生态功能性与再生纤维的循环经济价值,开发出高附加值的环保纺织品。
然而,在实际的混纺开发中,面临根本性的技术障碍。亚麻纤维本身具有长度不匀、纤维粗硬、表面光滑、结晶度高等特点,而再生棉纤维与新棉纤维不同,再生棉纤维在经历回收加工后,往往存在长度变短、强力受损、表面毛羽多、电荷失衡等问题。
这两种纤维在物理形态、表面化学性质及力学性能上均存在显著差异。当直接进行混纺时,异质纤维间界面结合力极弱,导致在纺纱过程中纤维抱合困难,成纱存在条干不匀、强力低、毛羽多、断头率高等缺陷,难以纺制品质达标的中高支纱线。
故而两种纤维“理化性质差异大、界面结合力弱”的问题导致其混纺可纺性差、成纱品质低,无法与新棉纤维和亚麻纤维混纺,制约了亚麻纤维和再生棉纤维混纺的应用和发展。
发明内容
为克服现有技术中亚麻纤维与有色再生棉纤维因理化性质差异大、界面结合力弱而导致混纺可纺性差、成纱品质低的问题,本申请提供了一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺及其制得的纺纱。该工艺通过一套协同的绿色预处理与适配纺纱技术,系统性地重构了两种纤维的界面性质与结合状态,旨在生产出兼具优异服用性能、视觉美感与环境友好性的纺织产品。
本发明的上述第一个发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,包括以下步骤:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:对亚麻纤维进行喷雾-汽蒸连续化处理,使用复合工作液对其进行喷洒,随后在102-105℃的饱和蒸汽中处理8-12min,得到改性亚麻纤维;
活化处理:对有色再生棉纤维进行开松除杂,并喷淋活化处理液,调节其回潮率至8-10%后,在恒温恒湿条件下进行养生;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按比例混合,然后均匀喷洒复配助剂,养生后得到混合纤维;
S3.纺纱:将步骤S2所得混合纤维依次经过柔性梳理、并条、粗纱、细纱工序,得到混纺纱线;
所述复合工作液按重量的百分比计包括:
3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵8-15%;
低氨值氨基硅油微乳液3-6%;
渗透剂A 0.5-1.5%;
氢氧化钠1.6-4.5%。
通过采用上述技术方案,对亚麻纤维的“深度生态改性”,使用特定配比的复合工作液进行喷雾-汽蒸处理,其中3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵在碱性条件下与纤维素羟基发生醚化反应,将季铵盐基团共价接枝于纤维表面,实现纤维表面Zeta电位由负转正;低氨值氨基硅油微乳液同步吸附成膜,降低纤维摩擦系数与刚性,此过程一步完成了纤维的阳离子化与柔软化;
其次对有色再生棉纤维的“活化处理”则通过活化处理液修复表面损伤、赋予持久抗静电性并调节回潮率,恢复其可纺性;
最后在混合纤维中施加复配助剂,其分子在养生过程中于纤维间形成物理交联的氢键网络,与阳离子化亚麻的静电引力协同,显著增强异质纤维间的抱合力,后续的柔性梳理与纺纱工艺则基于此优化的纤维状态进行适配;
由此针对亚麻与再生棉混纺的核心瓶颈——界面结合弱与可纺性差,通过“阳离子化改性”主动改变亚麻表面电性、通过“生物基粘结剂”构建强化网络解决抱合力问题,这将两种高环保价值但难混纺的纤维转化为高品质纱线,兼顾优良服用性能与环境友好性。
可选的,所述复合工作液的总喷洒量为所述亚麻纤维重量的8-12%。
通过采用上述技术方案,此用量区间确保工作液能以微小液滴形式均匀附着于每根纤维表面,形成一层连续且厚度最佳的液膜;
该液膜在后续蒸汽处理中,既能提供足量反应物(阳离子改性剂、碱催化剂)及柔软剂以实现充分的接枝与吸附反应,又因其带液率适中,可避免过量液体在纤维间形成液桥而导致纤维粘连,或造成蒸汽热负荷过大、能耗上升;
相较于浸轧法带液率高、反应不均,以及常规喷涂法易出现处理不足或过度浪费的技术矛盾,进一步提升实现了纤维高效、均匀、低耗的改性手段,并保证最终改性效果。
可选的,所述低氨值氨基硅油微乳液的氨值为0.3-0.6。
通过采用上述技术方案,氨基硅油分子通过其末端的氨基(-NH2)与纤维素表面的羟基形成氢键和定向吸附,从而在纤维表面铺展成膜,赋予柔软滑爽手感并降低摩擦系数,对此氨值在此特定范围内,能够确保了硅油分子拥有足量的氨基以实现在纤维上的有效、牢固吸附,形成连续且柔韧的有机硅弹性膜,同时限制了硅油分子中易被氧化生成发色基团的氨基含量,减少在后续102-105℃的蒸汽处理及可能的储存、使用过程中氨基氧化导致泛黄现象的可能;
如此既保障了复合工作液体系在碱性条件下的稳定性及其赋予亚麻纤维的优异柔软效果,又减少了因整理剂自身导致的潜在“黄变”风险。
可选的,所述渗透剂A为烷基糖苷。
通过采用上述技术方案,烷基糖苷具有显著降低液相表面张力与优异润湿能力的分子结构,能快速破坏亚麻纤维表面疏水屏障(如果胶、蜡质),驱动工作液主体(包含阳离子改性剂、柔软剂及碱)以毛细作用迅速渗入纤维束内部及单纤维表面的微隙,确保反应组分可及于纤维素大分子链上的羟基反应位点,为后续阳离子化醚化反应与柔软剂吸附得以均匀、彻底进行形成良好的基础,保障了纤维改性效果的均匀性与重现性。
可选的,所述活化处理液按质量百分比计包括:
羧甲基纤维素钠3.0-6.0%;
聚醚酯类抗静电剂1.5-3.0%;
山梨醇2.0-4.0%;
橄榄油酸酯0.5-1.5%;
渗透剂B 0.1-0.3%。
通过采用上述技术方案,水溶性羧甲基纤维素钠在纤维表面吸附并成膜,有效覆盖和修补微裂纹,同时贴服表面毛羽,为纤维提供均一的新界面;
聚醚酯类高分子抗静电剂通过其亲水链段在纤维表面形成连续的水合导电层,实现快速、持久的静电泄漏,克服了传统离子型抗静电剂易洗脱、不耐摩擦的缺点;
山梨醇作为小分子多元醇,可渗透至纤维无定形区,通过强氢键作用结合水分子,从内部维持纤维的含水与溶胀状态,恢复其柔韧性与可塑性;
橄榄油酸酯则在最外层形成润滑膜,与羧甲基纤维素钠修复膜协同,进一步降低纤维的动、静摩擦系数,保护纤维在后续加工中减少二次损伤;微量渗透剂B确保上述各组分能快速、均匀地渗透至每根纤维;
各组分在特定浓度配比下产生的协同效应兼具“界面修复、电荷疏导、内增塑与外润滑”,使处理后的再生棉纤维表面状态得到稳定、节电荷调、增强其韧性,最终提升纺纱的可纺性,进而优化所得产品性能。
可选的,所述养生在温度25℃、相对湿度65%的环境下进行;有色再生棉纤维养生时间为24h;喷洒复配助剂后混合的纤维为6h。
通过采用上述技术方案,以此工艺条件控制下,功能组分得以较优地在纤维内部及表面完成充分的扩散、重排与定向吸附,从而实现分子层面的均匀分布与牢固固着;
同时,该工艺条件促使纤维的吸湿与解湿达到动态平衡,有效释放内部应力,使纤维的力学性能恢复并稳定在最优状态——对于喷洒了复配助剂的混合纤维,此养生过程则允许胶质分子链充分水化、伸展,并在亚麻与再生棉纤维之间构建起牢固的氢键网络与物理缠结,从而完成界面结合力的最大化构建;
由此确保处理效果充分转化为纤维稳定和均一的性能,使获得产品的性能较优且高重现性。
可选的,所述复配助剂为瓜尔胶与罗望子胶 2-羟基丙基醚的复配物。
通过采用上述技术方案,瓜尔胶与罗望子胶 2-羟基丙基醚在分子结构与流变性能上可形成互补,两者复配可在纤维间构建了一个动态适应加工应力的增强界面:
瓜尔胶作为半乳甘露聚糖,其分子主链上富含羟基,能通过强氢键与纤维素纤维紧密结合,同时其高粘度与假塑性(剪切变稀特性)使其在喷洒后的初始阶段,即可快速包裹纤维并形成高强度的初始粘结,有效束缚纤维,防止在初步混合与输送过程中散开;
罗望子胶 2-羟基丙基醚则提供了优异的成膜柔韧性、热稳定性和粘弹性,其在纤维表面形成的膜能够耐受后续梳理、牵伸等工序中的持续机械应力与摩擦热,防止粘结网络过早破坏;
两者复配后,在养生过程中协同水化、伸展,其分子链相互交织并与纤维表面的羟基、以及经阳离子改性的亚麻纤维表面的正电荷位点产生多重氢键及静电相互作用,最终在纤维交叉点形成牢固、持久且具一定弹性的“粘结桥”;
由此满足本申请高比例混纺对抱合力的要求,又能承受严苛的纺纱机械作用而不产生脆断或积聚,从而在纺纱过程中持续、稳定地减少飞花与断头,最终在纱线中形成有利的纤维间结合,优化产品性能,并且在纺织成面料后还可使用酶洗浸泡去除;
亚麻纤维与有色再生棉纤维的混纺纺纱,由上述的亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺制备得到的。
通过采用上述技术方案,该纺纱的内部两种纤维通过“阳离子化接枝”、“表面修复活化”与“生物基粘结网络构建”三重界面工程,在异质纤维间建立了由共价键、静电引力、氢键及物理缠结共同构成的稳固多维结合,使其具备优良的集束性、强度及结构均一性;
继承了亚麻纤维的天然生态属性与再生棉纤维的循环经济价值、色纺美学,兼具高环保价值与高端品质。
综上所述,本申请至少具备以下有益效果:
通过“阳离子化改性-活化修复-生物基粘结”的界面协同增强技术,解决异质纤维抱合力差的问题,从而显著提升成纱的条干均匀度、断裂强力和抗起毛起球性,使所制混纺纺纱具有条干均匀、强力高、毛羽少、可织性好的特点。
具体实施方式
3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,CAS3327-22-8,分析纯市售产品,有效成分含量为65wt%;
低氨值氨基硅油微乳液,由市售氨基硅油乳化得到,氨基硅油含量控制在30wt%,乳化剂使用浙江科峰有机硅股份有限公司市售产品KF-488;
氨值0.2的低氨值氨基硅油微乳液以浙江科峰有机硅股份有限公司市售产品KF-5109乳化进行制备;
氨值0.3的低氨值氨基硅油微乳液以常州鹏华化工有限公司市售产品LC-203系列中氨值0.3的氨基硅油乳化进行制备;
氨值0.5的低氨值氨基硅油微乳液以浙江科峰有机硅股份有限公司市售产品KF-5105乳化进行制备;
氨值0.6的低氨值氨基硅油微乳液以常州鹏华化工有限公司市售产品LC-203系列中氨值0.5的氨基硅油乳化进行制备;
氨值0.6的低氨值氨基硅油微乳液以鑫冠化工市售产品系列中氨值0.8的氨基硅油乳化进行制备;
烷基糖苷为市售产品金兰APG0814;
椰油酰胺丙基甜菜碱,为山东荣元新材料科技有限公司市售产品椰油酰胺丙基甜菜碱CAB-35;
聚醚酯类抗静电剂为异十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯,为江苏省海安石油化工厂市售产品E-1306P;
橄榄油酸酯,为市售产品橄榄油酸酯PEG-7;
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐为江西益众化工有限公司市售产品AEC-9Na;
瓜尔胶,为上海联迈生物工程有限公司市售产品;
罗望子胶 2-羟基丙基醚,CAS:68551-04-2,为成都万象宏润生物科技有限公司市售产品;
氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、山梨醇、柠檬酸为市售试剂级产品;
亚麻纤维,经精细化处理的雨露麻,平均长度38mm,细度5.0dtex;
靛蓝色有色再生棉纤维,平均长度28mm,马克隆值4.2,短绒率10%。
制备例1
复合工作液,其组分按重量百分比包括有3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵12%(按有效成分记)、低氨值氨基硅油微乳液4.5%(按固含量记)、渗透剂A 1.0%、氢氧化钠3%。
低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.5的低氨值氨基硅油微乳液。
渗透剂A为烷基糖苷(APG0814)。
复合工作液的制备过程如下:
按配比称取3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、低氨值氨基硅油微乳液、渗透剂A和氢氧化钠;
3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵获得物料中有效成分含量为65wt%,故称取量为18.46kg;
低氨值氨基硅油微乳液固含量为30wt%,故而称取量为15kg;
渗透剂A称取量为1kg、氢氧化钠称取量为3kg;
将氢氧化钠投入60kg去离子水中,搅拌至溶解均匀,再加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,并持续搅拌10min,再加入渗透剂A,加入完毕后继续搅拌5min,得到第一液料;
在700rpm搅拌下向第一液料滴加低氨值氨基硅油微乳液,加入完毕后继续搅拌10min,再用去离子水补充总质量至100kg,以200rpm搅拌20min,得到复合工作液。
复合工作液需避免长时间静置,需在8h内使用完毕。
制备例2
复合工作液,与制备例1的区别在于低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.2的低氨值氨基硅油微乳液。
制备例3
复合工作液,与制备例1的区别在于低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.3的低氨值氨基硅油微乳液。
制备例4
复合工作液,与制备例1的区别在于低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.6的低氨值氨基硅油微乳液。
制备例5
复合工作液,与制备例1的区别在于低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.8的低氨值氨基硅油微乳液。
制备例6
复合工作液,与制备例1的区别在于渗透剂A为椰油酰胺丙基甜菜碱。
制备例7
活化处理液,其组分按重量百分比包括有羧甲基纤维素钠4.5%,聚醚酯类抗静电剂2.2%,山梨醇3.0%,橄榄油酸酯1.0%,渗透剂B 0.2%。
渗透剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC-9Na)。
用柠檬酸调节pH至6.0,余量为去离子水
活化处理液的制备过程如下:
将4.5kg羧甲基纤维素钠加入60kg去离子水中,搅拌形成均匀的悬浊液;
加热悬浊液至55℃,并保持搅拌直至形成均匀、透明的胶体,自然降温冷却至40℃,再加入3kg山梨醇,搅拌均匀后再加入2.2kg聚醚酯类抗静电剂,再在600rpm搅拌下滴加1kg橄榄油酸酯和2kg渗透剂B的预混物,混合均匀后加水和柠檬酸溶液调节总质量为100kg且pH为6.0,得到活化处理液。
制备例8
活化处理液,与制备例7的区别在于以等质量的去离子水替代山梨醇。
制备例9
活化处理液,与制备例7的区别在于以等质量的去离子水替代橄榄油酸酯。
制备例10
复配助剂为瓜尔胶与罗望子胶 2-羟基丙基醚按质量比1:1的复配物水溶液,瓜尔胶浓度为3wt%,罗望子胶 2-羟基丙基醚浓度为3wt%。
制备例11
复配助剂为瓜尔胶的水溶液,瓜尔胶浓度为6wt%。
制备例12
复配助剂为罗望子胶 2-羟基丙基醚的水溶液,罗望子胶 2-羟基丙基醚浓度为6wt%
复合工作液,其组分按重量百分比包括有低氨值氨基硅油微乳液4.5%(按固含量记)、渗透剂A 1.0%、氢氧化钠3%。
低氨值氨基硅油微乳液选用氨值为0.5的低氨值氨基硅油微乳液。
渗透剂A为烷基糖苷(APG0814)。
复合工作液的制备过程如下:
按配比称取低氨值氨基硅油微乳液、渗透剂A和氢氧化钠;
低氨值氨基硅油微乳液固含量为30wt%,故而称取量为15kg;
渗透剂A称取量为1kg、氢氧化钠称取量为3kg;
将氢氧化钠投入60kg去离子水中,搅拌至溶解均匀,加入渗透剂A,加入完毕后继续搅拌5min,得到第一液料;
在700rpm搅拌下向第一液料滴加低氨值氨基硅油微乳液,加入完毕后继续搅拌10min,再用去离子水补充总质量至100kg,以200rpm搅拌20min,得到复合工作液。
复合工作液需避免长时间静置,需在8h内使用完毕。
对比制备例2
复合工作液,其组分按重量百分比包括有3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵12%(按有效成分记)、渗透剂A 1.0%、氢氧化钠3%。
渗透剂A为烷基糖苷(APG0814)。
复合工作液的制备过程如下:
按配比称取3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、渗透剂A和氢氧化钠;
3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵获得物料中有效成分含量为65wt%,故称取量为18.46kg;
渗透剂A称取量为1kg、氢氧化钠称取量为3kg;
将氢氧化钠投入60kg去离子水中,搅拌至溶解均匀,再加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,并持续搅拌10min,再加入渗透剂A,加入完毕后继续搅拌5min,再用去离子水补充总质量至100kg,以200rpm搅拌20min,得到复合工作液。
复合工作液需避免长时间静置,需在8h内使用完毕。
对比制备例3
活化处理液,其组分按重量百分比包括有聚醚酯类抗静电剂2.2%,山梨醇3.0%,橄榄油酸酯1.0%,渗透剂B 0.2%。
渗透剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC-9Na)。
用柠檬酸调节pH至6.0,余量为去离子水
活化处理液的制备过程如下:
向64.5kg去离子水中加入3kg山梨醇,搅拌均匀后再加入2.2kg聚醚酯类抗静电剂,再在600rpm搅拌下滴加1kg橄榄油酸酯和2kg渗透剂B的预混物,混合均匀后加水和柠檬酸溶液调节总质量为100kg且pH为6.0,得到活化处理液。
对比制备例4
活化处理液,其组分按重量百分比包括有羧甲基纤维素钠4.5%,山梨醇3.0%,橄榄油酸酯1.0%,渗透剂B 0.2%。
渗透剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC-9Na)。
用柠檬酸调节pH至6.0,余量为去离子水
活化处理液的制备过程如下:
将4.5kg羧甲基纤维素钠加入60kg去离子水中,搅拌形成均匀的悬浊液;
加热悬浊液至55℃,并保持搅拌直至形成均匀、透明的胶体,自然降温冷却至40℃,再加入3kg山梨醇,搅拌均匀,再在600rpm搅拌下滴加1kg橄榄油酸酯和2kg渗透剂B的预混物,混合均匀后加水和柠檬酸溶液调节总质量为100kg且pH为6.0,得到活化处理液。
实施例1
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,包括以下步骤:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、65%RH的恒温恒湿环境中养生24h;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生6h;
S3.纺纱:将步骤S2所得混合纤维依次进行以下工序:
使用双联式梳棉机,车间温湿度设定为温度26℃,相对湿度60%,设定台时产量为28kg/h,设定刺辊转速为700rpm,锡林转速为300rpm,道夫转速为20rpm,给棉板~刺辊隔距为0.25mm,刺辊~锡林隔距为0.20mm,锡林~道夫隔距为0.13mm,控制生条萨氏条干不匀率≤3.5%,生条短绒率(16mm以下)≤14%进行柔性梳理;
采用三道进行并条,每道8根并合;头道设定总牵伸倍数为8.0倍,罗拉隔距为12×16mm,前罗拉压力为400N/端,出条速度为300m/min;二道:设定总牵伸倍数为7.8倍,其余参数同头道;三道:设定总牵伸倍数为7.6倍,其余参数同头道;末道熟条5m重量不匀率需≤0.8%;
公制捻系数为110,设定总牵伸倍数为8.0倍,罗拉隔距为10×22×28mm,设定锭速为950rpm,控制卷装密度为0.48g/cm3,进行捻制粗纱,粗纱重量不匀率需≤1.2%;
采用赛络菲尔纺技术进行细纱制备,其中短纤喂入亚麻/再生棉混纺粗纱,长丝喂入40D/12FPTT长丝且与粗纱保持10mm平行间距喂入,设定罗拉隔距为18×35mm,钳口隔距为3.0mm、设计英制捻系数为345、设定锭速为15000rpm,选用薄弓形钢丝圈,纺制成40英支单纱。
复合工作液为制备例1制备得到,活化处理液为制备例7制备得到,复配助剂为制备例10制备得到。
对比例1
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,与实施例1的区别至于步骤S1、S2不同。具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、65%RH的恒温恒湿环境中养生24h,活化处理液为制备例7制备得到;
S2纤维混合:将步骤S1所得亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生6h。
对比例2
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,与实施例1的区别至于步骤S1、S2不同。具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液为制备例1制备得到,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后,使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的水,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、65%RH的恒温恒湿环境中养生24h,活化处理液为制备例7制备得到;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生6h。
对比例3
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,与实施例1的区别至于步骤S2不同。具体如下:
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒水,水的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生6h。
对比例4
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为对比制备例1制备得到。
对比例5
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为对比制备例2制备得到。
实施例2
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的5%。
实施例3
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的8%。
实施例4
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的12%。
实施例5
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的15%。
实施例6
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为制备例2制备得到。
实施例7
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为制备例3制备得到。
实施例8
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为制备例4制备得到。
实施例9
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为制备例5制备得到。
实施例10
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复合工作液为制备例6制备得到。
对比例6
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于活化处理液为对比制备例3制备得到。
对比例7
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于活化处理液为对比制备例4制备得到。
实施例11
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于活化处理液为制备例8制备得到。
实施例12
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于活化处理液为制备例9制备得到。
实施例13
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S1、S2不同。具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液为制备例1制备得到,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后,使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、40%RH的恒温恒湿环境中养生24h,活化处理液为制备例7制备得到;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,40%RH下养生6h。
实施例14
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S1、S2不同。具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液为制备例1制备得到,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后,使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、70%RH的恒温恒湿环境中养生24h,活化处理液为制备例7制备得到;
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,70%RH下养生6h。
实施例15
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S1不同。
具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液为制备例1制备得到,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后,使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、65%RH的恒温恒湿环境中养生12h,活化处理液为制备例7制备得到。
实施例16
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S1不同。
具体如下:
S1.纤维预处理:
深度生态改性:
将开松后的亚麻纤维以松散纤维网形式输送,采用高压雾化喷嘴将复合工作液均匀喷洒于纤维网上,复合工作液为制备例1制备得到,复合工作液的喷洒量控制为亚麻纤维重量的10%;
随后,使喷洒后的纤维网进入105℃的饱和蒸汽反应箱中,处理10min,处理后纤维经水洗、烘干,得到改性亚麻纤维;
活化处理:
对有色再生棉纤维进行开松除杂后,在其开松机出口喷淋微温(35℃)的活化处理液,控制带液率,使其回潮率调节至9%,然后将纤维置于温度25℃、65%RH的恒温恒湿环境中养生30h,活化处理液为制备例7制备得到。
实施例17
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S2不同。
具体如下:
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生4h。
实施例18
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于步骤S2不同。
具体如下:
S2纤维混合:将步骤S1所得改性亚麻纤维与有色再生棉纤维按70:30的比例进行称重与混合,然后向混合纤维中均匀喷洒复配助剂,复配助剂为制备例10制备得到,复合工作液的喷洒量控制为混合纤维的3%,喷洒后将混合纤维在25℃,65%RH下养生8h。
实施例19
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复配助剂为制备例11制备得到。
实施例20
一种亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺,其与实施例1的区别在于复配助剂为制备例12制备得到。
对实施例1-20和对比例1-7所得纱线进行检测。
外观与均匀度
根据GB/T 3292.1-2008对纱线的条干均匀度进行检测;
根据FZ/T 01050-2024《纺织品纱线疵点的分级与检验方法电容式》对纱疵进行检测。
力学性能
根据GB/T 3916-2013检测单纱断裂强力,并计算断裂强度(由测得的单纱断裂强力除以纱线的线密度计算得出,单位为cN/tex)。
表面质量
使用专用毛羽测试仪(德国Zweigle G565/G566型),采用光电投影法,将纱线通过光学检测区域,仪器统计单位长度纱线单侧投影长度超过设定阈值(3mm)的毛羽根。
结果以毛羽指数表示,毛羽指数为在单位长度纱线的单边视图上,超过设定阈值(3mm)投影长度的毛羽累计根数作为单位为根/米。
老化色差
对实施例1、实施例6-9的纱线进行热加速老化,并用色差法色差计测量CIELAB色差值(ΔEab)和黄蓝轴色差值(Δb)。
将纱线紧密、均匀地绕在白色标准板上,制备成表面平整、无阴影的测试样品,使用色差计测量每个样品初始的L(明度)、a(红绿)、b(黄蓝)值;
再将样品置于105℃的烘箱中处理16h,再次测量老化后样品的L(明度)、a(红绿)、b(黄蓝)值;
计算获得色差ΔEab和黄变指数Δb。
检测结果见表1-2所示。
表1.外观与均匀度检测结果表
表2.老化色差检测结果表
对比实施例1和对比例1-5,实施例1的条干均匀度CV%值和纱疵数量小于对比例1-5,对比例2、对比例5的条干均匀度CV%值和纱疵数量低于对比例1和对比例4。
其原因在于对比例1中因为未处理的两种纤维抱合力极弱,在牵伸过程中无法被有效控制,导致条干严重不匀,CV%值和纱疵数量高;对比例4中复合工作液中无阳离子改性剂,缺失了改变亚麻表面电性的核心反应,故而纤维间静电结合力弱,故而对比例4的条干均匀度CV%值和纱疵数量较高。
实施例1的实施例1的断裂强力和强度显著大于对比例1-5。对比例1的断裂强力最低,其原因在于对比例1中纤维仅机械缠结;对比例4则应纤维间缺乏3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性带来的结合力增强,其强力也较低。
实施例1的有害毛羽数显著低于对比例1-5,且对比例1的毛羽指数最多。
故而可知本申请中对亚麻纤维的“深度生态改性”,使用特定配比的复合工作液进行喷雾-汽蒸处理,其中3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵在碱性条件下与纤维素羟基发生醚化反应,将季铵盐基团共价接枝于纤维表面,实现纤维表面Zeta电位由负转正;低氨值氨基硅油微乳液同步吸附成膜,降低纤维摩擦系数与刚性,此过程一步完成了纤维的阳离子化与柔软化;
其次,对有色再生棉纤维的“活化处理”则通过活化处理液修复表面损伤、赋予持久抗静电性并调节回潮率,恢复其可纺性;
最后,在混合纤维中施加复配助剂,其分子在养生过程中于纤维间形成物理交联的氢键网络,与阳离子化亚麻的静电引力协同,显著增强异质纤维间的抱合力。后续的柔性梳理与纺纱工艺则基于此优化的纤维状态进行适配;
由此针对亚麻与再生棉混纺的核心瓶颈——界面结合弱与可纺性差,通过“阳离子化改性”主动改变亚麻表面电性、通过“生物基粘结剂”构建强化网络解决抱合力问题,这将两种高环保价值但难混纺的纤维转化为高品质纱线,兼顾优良服用性能与环境友好性。
对比实施例1和实施例2-5,实施例1、实施例3、实施例4的条干均匀度CV%值和纱疵数量小于实施例2、实施例5,且实施例1最小;实施例1、实施例3、实施例4的单纱断裂强力、断裂强度大于实施例2、实施例5,且实施例1最大;实施例1、实施例3、实施例4的3mm毛羽指数大于实施例2、实施例5,且实施例1最小。
故复合工作液喷洒量过低会导致液膜不连续,改性剂和柔软剂附着不足,使纤维处理不充分、不均匀,结果纤维表面电性改变不完全,柔软度下降,抱合力与可控制性降低,造成成纱结构不匀、强力偏低、表面毛糙;喷洒量过高则会引起纤维粘连和蒸汽热负荷过大,影响开松梳理均匀性,增加条干不匀和纱疵;同时纤维过度溶胀或处理不均,反而损害纤维结合界面,不利于强力和毛羽控制。
由此本申请中复合工作液喷洒量为亚麻纤维重量的8-12%为较优。
对比实施例1和实施例6-9可知:
实施例1、实施例7、实施例8的条干均匀度CV%小于实施例6、实施例9,实施例1、实施例7、实施例8的纱疵小于实施例6、实施例9;
实施例1、实施例7、实施例8的单纱断裂强力、断裂强度大于实施例6、实施例9;
实施例1、实施例7、实施例8的3mm毛羽指数小于实施例6、实施例9,实施例1、实施例7、实施例8的色差ΔEab、黄变指数Δb小于实施例6、实施例9。
故而本申请的复合工作液中低氨值氨基硅油微乳液的氨值为0.3-0.6未较优,其既保障了复合工作液体系在碱性条件下的稳定性及其赋予亚麻纤维的优异柔软效果,又减少了因整理剂自身导致的潜在“黄变”风险。
对比实施例1和实施例10,实施例1条干均匀度CV%小于实施例10,实施例1的纱疵小于实施例10,实施例1的单纱断裂强力、断裂强度大于实施例10,实施例1的3mm毛羽指数小于实施例10,故而本申请的复合工作液中渗透剂A为烷基糖苷为较优。
对比实施例1和对比例6-7,实施例1条干均匀度CV%小于对比例6-7,实施例1的纱疵小于对比例6-7,实施例1的单纱断裂强力、断裂强度大于对比例6-7,实施例1的3mm毛羽指数小于对比例6-7。
对比实施例1和实施例11-12,实施例1条干均匀度CV%小于实施例11-12,实施例1的纱疵小于实施例11-12,实施例1的单纱断裂强力、断裂强度大于实施例11-12,实施例1的3mm毛羽指数小于实施例11-12。
故而本申请的活化处理液进行活化处理,其兼具“界面修复、电荷疏导、内增塑与外润滑”,使处理后的再生棉纤维表面状态得到稳定、节电荷调、增强其韧性;
活化处理液中水溶性羧甲基纤维素钠在纤维表面吸附并成膜,有效覆盖和修补微裂纹,同时贴服表面毛羽,为纤维提供均一的新界面;聚醚酯类高分子抗静电剂通过其亲水链段在纤维表面形成连续的水合导电层,实现快速、持久的静电泄漏,克服了传统离子型抗静电剂易洗脱、不耐摩擦的缺点;山梨醇作为小分子多元醇,可渗透至纤维无定形区,通过强氢键作用结合水分子,从内部维持纤维的含水与溶胀状态,恢复其柔韧性与可塑性;橄榄油酸酯则在最外层形成润滑膜,与羧甲基纤维素钠修复膜协同,进一步降低纤维的动、静摩擦系数,保护纤维在后续加工中减少二次损伤;微量渗透剂B确保上述各组分能快速、均匀地渗透至每根纤维;
由此在各组分产生的协同效应下最终提升纺纱的可纺性,进而优化所得产品性能。
对比实施例1和实施例13-14,实施例13的性能较实施例1下降,尤其是条干均匀度CV%值和毛羽指数较实施例1升高,实施例13的断裂强度较实施例1下降;实施例14较实施例1性能下降,尤其是毛羽指数和纱疵数提升明显。
对比实施例1和实施例15-16,实施例15的性能较实施例1下降,尤其是断裂强度下降、条干均匀度CV%值增大,纱疵和毛羽数量增加;实施例16则与实施例1性能相近,未有明显提升。
对比实施例1和实施例17-18,实施例17的性能较实施例1下降,尤其是断裂强度下降、条干均匀度CV%值增大,纱疵和毛羽数量增加;实施例18则与实施例1性能相近,未有明显提升。
故而本申请中养生在温度25℃、相对湿度65%的环境下进行,有色再生棉纤维养生时间为24h,喷洒复配助剂后混合的纤维为6h为较优,以此工艺条件控制下,功能组分得以较优地在纤维内部及表面完成充分的扩散、重排与定向吸附,从而实现分子层面的均匀分布与牢固固着;同时,该工艺条件促使纤维的吸湿与解湿达到动态平衡,有效释放内部应力,使纤维的力学性能恢复并稳定在最优状态——对于喷洒了复配助剂的混合纤维,此养生过程则允许胶质分子链充分水化、伸展,并在亚麻与再生棉纤维之间构建起牢固的氢键网络与物理缠结,从而完成界面结合力的最大化构建,确保处理效果充分转化为纤维稳定和均一的性能。
对比实施例1和实施例19-20,实施例1条干均匀度CV%小于实施例19-20,实施例1的纱疵小于实施例19-20,实施例1的单纱断裂强力、断裂强度大于实施例19-20,实施例1的3mm毛羽指数小于实施例19-20。
故而本申请中复配助剂为瓜尔胶与罗望子胶 2-羟基丙基醚的复配物为较优,两者复配后,在养生过程中协同水化、伸展,其分子链相互交织并与纤维表面的羟基、以及经阳离子改性的亚麻纤维表面的正电荷位点产生多重氢键及静电相互作用,最终在纤维交叉点形成牢固、持久且具一定弹性的“粘结桥”,由此满足本申请高比例混纺对抱合力的要求,又能承受严苛的纺纱机械作用而不产生脆断或积聚,从而在纺纱过程中持续、稳定地减少飞花与断头,最终在纱线中形成有利的纤维间结合,优化产品性能,并且在纺织成面料后还可使用酶洗浸泡去除。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明要求保护的范围内都受到专利法的保护。
文章摘自国家发明专利,亚麻纤维与有色再生棉纤维混纺工艺及混纺纺纱,发明人:杨欣欣,蒋莉莉,杨澜,胡建华,申请号:202610608453.5,申请日:2026.05.06。


