摘 要:本发明公开了一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，通过精准控制苎麻纤维预处理工艺、水溶性维纶改性工艺及混纺工艺参数，构建预处理-改性-混纺-后整理的一体化制备体系，实现苎麻纤维与水溶性维纶的高效相容，显著提升混纺材料的断裂强度、耐磨性能，降低纺纱断头率，同时保留苎麻天然透气、吸湿的优势和水溶性维纶的可降解、易整理特性；本发明方法流程简洁、可操作性强、生产成本可控，适配工业化大规模生产，制备的混纺材料可广泛应用于高档服装、家纺、医用纱布领域，契合现有工业企业的生产经营方向，具有良好的经济效益和市场前景。
权利要求书
1.一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，去除杂质后进行脱胶处理，脱胶完成后依次进行清洗、干燥、梳理，得到预处理苎麻纤维；
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维，放入改性剂溶液中进行浸泡改性，改性完成后进行脱水、干燥，得到改性水溶性维纶纤维；
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按预设质量比混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线；
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。
2.根据权利要求1所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中脱胶处理采用碱氧联合脱胶法，具体为：将去除杂质的苎麻原麻放入脱胶液中，脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为8-12g/L，过氧化氢浓度为5-8g/L，渗透剂JFC浓度为2-4g/L，脱胶温度控制在90-95℃，脱胶时间为1.5-2.5h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为150-200r/min。
3.根据权利要求2所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中干燥采用分段干燥方式，先在60-70℃下干燥2-3h，再在80-90℃下干燥1-1.5h，干燥至苎麻纤维含水率为8-10%；梳理采用针梳机进行，针梳机的针密为280-320针/英寸，梳理速度为8-12m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在1.8-2.2dtex。
4.根据权利要求1所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中改性剂溶液包括硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为3-5%，乙醇与去离子水的体积比为1:2-1:3，改性剂溶液的pH值调节至6.5-7.5。
5.根据权利要求4所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中浸泡改性的具体条件为：浸泡温度控制在40-50℃，浸泡时间为60-90min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为100-120r/min；脱水采用离心脱水，离心转速为3000-3500r/min，脱水时间为10-15min；干燥温度为70-80℃，干燥时间为2-3h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为7-9%。
6.根据权利要求1所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中预设质量比为苎麻纤维：水溶性维纶纤维=70:30-80:20；开清棉工序采用多松少打工艺，开清棉机的打手速度为450-550r/min，棉卷定量为380-420g/m，棉卷长度为30-40m。
7.根据权利要求6所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为300-350r/min，刺辊速度为800-900r/min，道夫速度为20-25r/min；并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为3.5-4.5倍，二道并条的牵伸倍数为4.0-5.0倍，并条速度为120-150m/min。
8.根据权利要求7所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中粗纱工序的牵伸倍数为5-7倍，粗纱捻系数为80-100，粗纱速度为8-12m/min；细纱工序的牵伸倍数为12-15倍，细纱捻系数为320-360，细纱速度为180-220r/min，细纱线密度控制在18-22tex。
9.根据权利要求1所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中络筒工序的络筒速度为800-1000m/min，络筒张力为15-20cN；并线工序的并线股数为2-3股，并线速度为600-800m/min；捻线工序的捻系数为280-320，捻线速度为500-700m/min。
10.根据权利要求9所述的苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为8-12%，浆纱速度为20-30m/min，上浆率控制在8-10%；织造采用平纹织造工艺，织造速度为150-180r/min；预缩温度为80-90℃，预缩率为3-5%；定幅整理温度为110-120℃，定幅时间为30-40s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±1cm以内。
技术领域
本发明属于纺织材料制备技术领域，具体涉及一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法。
背景技术
苎麻作为我国特有的天然纤维，具有强度高、透气性好、吸湿排汗快、抗菌防霉等优异特性，是一种绿色环保的纺织原料，被广泛应用于纺织行业。水溶性维纶是一种新型合成纤维，具有良好的水溶性、可降解性、柔软性和纺织加工性能，在纺织领域中常被用于混纺生产，可改善天然纤维的纺纱性能和成品手感。
苎麻与水溶性维纶混纺材料因其兼具天然纤维的环保舒适和合成纤维的优良加工性能，成为公司重点研发的产品之一。然而，在现有技术中，苎麻与水溶性维纶混纺生产过程中，存在一个单一且突出的技术问题：苎麻纤维表面含有大量羟基极性基团，分子链内及链间存在强氢键作用，具有较强的极性和吸湿性，而水溶性维纶纤维表面极性较弱，两者的界面相容性差，导致混纺过程中纤维之间的结合力不足，进而引发一系列问题：一是混纺材料的力学性能不足，断裂强度低、耐磨性能差，成品易破损、起毛起球；二是纺纱过程中断头率高，影响生产效率，增加生产成本；三是纤维分散不均匀，导致混纺材料的外观质量不佳，色泽不均。
目前，现有技术中针对苎麻与合成纤维混纺的改进方法较多，但大多聚焦于多种技术问题的同时解决，未针对“苎麻与水溶性维纶界面相容性差”这一单一核心问题进行针对性设计，导致改进效果不佳，无法从根本上解决上述衍生问题。例如，部分技术通过简单调整混纺比例来改善纺纱性能，但未对纤维进行改性处理，界面相容性差的问题未得到解决，混纺材料的力学性能依然不足；还有部分技术采用复杂的改性工艺，虽然能在一定程度上改善相容性，但工艺繁琐、生产成本高，不适用于工业化大规模生产。
因此，需要研发一种能够精准解决“苎麻与水溶性维纶界面相容性差”单一技术问题，且工艺简洁、成本可控、适配工业化生产的制备方法，成为当前亟待解决的技术难题，也对推动苎麻与化纤混纺业务的升级发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，专门解决苎麻与水溶性维纶界面相容性差导致的混纺材料力学性能不足、纺纱断头率高的单一技术问题，同时兼顾工艺简洁性、生产成本可控性和工业化适用性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，去除杂质后进行脱胶处理，脱胶完成后依次进行清洗、干燥、梳理，得到预处理苎麻纤维；
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维，放入改性剂溶液中进行浸泡改性，改性完成后进行脱水、干燥，得到改性水溶性维纶纤维；
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按预设质量比混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线；
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。
本发明一优选实施例，步骤S1中脱胶处理采用碱氧联合脱胶法，具体为：将去除杂质的苎麻原麻放入脱胶液中，脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为8-12g/L，过氧化氢浓度为5-8g/L，渗透剂JFC浓度为2-4g/L，脱胶温度控制在90-95℃，脱胶时间为1.5-2.5h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为150-200r/min。
本发明一优选实施例，步骤S1中干燥采用分段干燥方式，先在60-70℃下干燥2-3h，再在80-90℃下干燥1-1.5h，干燥至苎麻纤维含水率为8-10%；梳理采用针梳机进行，针梳机的针密为280-320针/英寸，梳理速度为8-12m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在1.8-2.2dtex。
本发明一优选实施例，步骤S2中改性剂溶液包括硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为3-5%，乙醇与去离子水的体积比为1:2-1:3，改性剂溶液的pH值调节至6.5-7.5。
本发明一优选实施例，步骤S2中浸泡改性的具体条件为：浸泡温度控制在40-50℃，浸泡时间为60-90min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为100-120r/min；脱水采用离心脱水，离心转速为3000-3500r/min，脱水时间为10-15min；干燥温度为70-80℃，干燥时间为2-3h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为7-9%。
本发明一优选实施例，步骤S3中预设质量比为苎麻纤维：水溶性维纶纤维=70:30-80:20；开清棉工序采用多松少打工艺，开清棉机的打手速度为450-550r/min，棉卷定量为380-420g/m，棉卷长度为30-40m。
本发明一优选实施例，步骤S3中梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为300-350r/min，刺辊速度为800-900r/min，道夫速度为20-25r/min；并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为3.5-4.5倍，二道并条的牵伸倍数为4.0-5.0倍，并条速度为120-150m/min。
本发明一优选实施例，步骤S3中粗纱工序的牵伸倍数为5-7倍，粗纱捻系数为80-100，粗纱速度为8-12m/min；细纱工序的牵伸倍数为12-15倍，细纱捻系数为320-360，细纱速度为180-220r/min，细纱线密度控制在18-22tex。
本发明一优选实施例，步骤S4中络筒工序的络筒速度为800-1000m/min，络筒张力为15-20cN；并线工序的并线股数为2-3股，并线速度为600-800m/min；捻线工序的捻系数为280-320，捻线速度为500-700m/min。
本发明一优选实施例，步骤S4中浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为8-12%，浆纱速度为20-30m/min，上浆率控制在8-10%；织造采用平纹织造工艺，织造速度为150-180r/min；预缩温度为80-90℃，预缩率为3-5%；定幅整理温度为110-120℃，定幅时间为30-40s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±1cm以内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）精准解决单一技术问题：本发明专门针对“苎麻与水溶性维纶界面相容性差”这一单一核心技术问题，通过苎麻纤维预处理去除杂质、暴露活性基团，水溶性维纶改性引入极性基团，再配合混纺和后整理工序的精准控制，使苎麻纤维与水溶性维纶纤维之间形成稳定的氢键结合，显著改善两者的界面相容性，从根本上解决了因相容性差导致的混纺材料力学性能不足、纺纱断头率高的问题。经实验验证，采用本发明方法制备的混纺材料，断裂强度较现有技术提升20-30%，纺纱断头率降低40-50%，耐磨性能提升30-40%，彻底解决了现有技术的痛点。
（2）工艺简洁、适配工业化生产：本发明的制备方法流程清晰，各工序工艺参数明确，无需复杂的设备和繁琐的操作，生产成本可控，适配湖北金源麻纺织科技有限公司现有的生产设备和生产流程，可直接用于工业化大规模生产，提高生产效率，降低生产成本，具有良好的实用性。
（3）产品性能优异、应用范围广：本发明制备的混纺材料兼具苎麻纤维天然透气、吸湿排汗、抗菌防霉的优势和水溶性维纶纤维柔软、可降解、易整理的特性，力学性能、外观质量和尺寸稳定性均符合行业标准，可广泛应用于高档服装、家纺、医用纱布等领域，拓展了苎麻与化纤混纺材料的应用范围，提升了产品的附加值，契合公司的现有业务发展方向。
（4）环保节能、符合行业趋势：本发明采用的脱胶剂、改性剂和浆料均为环保型材料，无有毒有害气体排放，无污染物产生，符合绿色纺织的行业趋势，尤其适用于苎麻与水溶性维纶的高效混纺生产，制备的混纺材料可广泛应用于服装、家纺、医用等领域；同时，分段干燥、精准控温等工艺设计，有效降低了能耗，进一步降低了生产成本，实现了经济效益和环境效益的双赢。
附图说明
图1为本申请实施例提供一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法的流程图。
图1
图2为本申请实施例提供的苎麻纤维预处理的工艺流程图。
图2
图3为本申请实施例提供的水溶性维纶改性的工艺流程图。
图3
图4为本申请实施例提供的混纺工序的工艺流程图。
图4
图5为本申请实施例提供的后整理工序的工艺流程图；
图5
图6为本申请实施例提供的的混纺材料与现有技术制备的混纺材料断裂强度对比示意图。
图6
图7为本申请实施例提供的混纺材料的微观结构示意图（显示苎麻纤维与水溶性维纶纤维的结合状态）。
图7
实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，去除杂质后进行脱胶处理，脱胶完成后依次进行清洗、干燥、梳理，得到预处理苎麻纤维；
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维，放入改性剂溶液中进行浸泡改性，改性完成后进行脱水、干燥，得到改性水溶性维纶纤维；
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按预设质量比混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线；
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。
在其中一个实施例中，苎麻原麻中含有大量的胶质、木质素和半纤维素等杂质，这些杂质会覆盖苎麻纤维表面的羟基基团，进一步加剧苎麻与水溶性维纶的界面相容性差异，同时影响纤维的可纺性。因此，步骤S1通过脱胶处理去除杂质，暴露苎麻纤维表面的活性基团，为后续与改性水溶性维纶的结合奠定基础；同时通过梳理使苎麻纤维变得松散、均匀，减少纺纱过程中的断头现象。
如图2所示，步骤S1中脱胶处理采用碱氧联合脱胶法，具体为：将去除杂质的苎麻原麻放入脱胶液中，脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为8-12g/L，过氧化氢浓度为5-8g/L，渗透剂JFC浓度为2-4g/L，脱胶温度控制在90-95℃，脱胶时间为1.5-2.5h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为150-200r/min。
步骤S1中干燥采用分段干燥方式，先在60-70℃下干燥2-3h，再在80-90℃下干燥1-1.5h，干燥至苎麻纤维含水率为8-10%；梳理采用针梳机进行，针梳机的针密为280-320针/英寸，梳理速度为8-12m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在1.8-2.2dtex。
具体而言，步骤S1中脱胶处理采用碱氧联合脱胶法，该方法脱胶效率高、脱胶均匀，且能最大程度保留苎麻纤维的天然性能，避免传统单一碱脱胶导致的纤维损伤。脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠作为碱性脱胶剂，能够破坏苎麻原麻中的胶质、木质素和半纤维素的结构，使其溶解于水中；过氧化氢作为氧化剂，能够进一步氧化分解残留的胶质，提高脱胶效果；渗透剂JFC能够降低脱胶液的表面张力，促进脱胶液渗透到苎麻原麻内部，确保脱胶均匀彻底。
进一步优化，氢氧化钠浓度控制在8-12g/L，若浓度过低，脱胶不彻底，杂质残留较多，影响后续纤维结合；若浓度过高，会损伤苎麻纤维的纤维素结构，导致纤维强度下降。过氧化氢浓度控制在5-8g/L，浓度过低则氧化分解效果不佳，浓度过高会过度氧化纤维，影响纤维性能。渗透剂JFC浓度控制在2-4g/L，能够达到最佳的渗透效果，同时避免浓度过高导致的成本增加。脱胶温度控制在90-95℃，该温度下脱胶反应速率适中，既能保证脱胶效率，又能避免高温对纤维造成损伤；脱胶时间为1.5-2.5h，确保杂质充分溶解；脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为150-200r/min，使苎麻原麻与脱胶液充分接触，保证脱胶均匀。
脱胶完成后，将苎麻纤维放入去离子水中进行清洗，清洗次数为3-4次，每次清洗时间为15-20min，直至清洗后的废水呈中性，去除纤维表面残留的脱胶液和杂质。清洗完成后进行分段干燥，分段干燥能够避免单一高温干燥导致的纤维收缩、脆化，先在60-70℃下干燥2-3h，去除纤维表面的游离水分，再在80-90℃下干燥1-1.5h，去除纤维内部的结合水分，干燥至苎麻纤维含水率为8-10%，该含水率既能保证纤维的可纺性，又能避免含水率过高导致的纺纱过程中纤维粘连、断头率升高，或含水率过低导致的纤维脆化、断裂。
干燥完成后，采用针梳机对苎麻纤维进行梳理，针梳机的针密为280-320针/英寸，梳理速度为8-12m/min，梳理过程中能够去除纤维中的短绒和残留杂质，使苎麻纤维变得松散、顺直，纤维排列更加均匀，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在1.8-2.2dtex，确保纤维细度均匀，为后续混纺工序奠定基础。
在其中一个实施例中，水溶性维纶纤维表面极性较弱，与极性较强的苎麻纤维之间的界面结合力不足，导致两者相容性差。步骤S2通过对水溶性维纶纤维进行改性处理，在其表面引入极性基团，提高纤维表面的极性，使其与苎麻纤维表面的羟基基团形成氢键结合，从而改善两者的界面相容性，增强纤维之间的结合力，进而提高混纺材料的力学性能，降低纺纱断头率。
如图3所示，步骤S2中改性剂溶液包括硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为3-5%，乙醇与去离子水的体积比为1:2-1:3，改性剂溶液的pH值调节至6.5-7.5。
步骤S2中浸泡改性的具体条件为：浸泡温度控制在40-50℃，浸泡时间为60-90min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为100-120r/min；脱水采用离心脱水，离心转速为3000-3500r/min，脱水时间为10-15min；干燥温度为70-80℃，干燥时间为2-3h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为7-9%。
步骤S2中改性剂溶液由硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水组成，硅烷偶联剂KH-550分子中含有氨基和烷氧基，烷氧基能够水解生成羟基，与水溶性维纶纤维表面的羟基发生缩合反应，使硅烷偶联剂牢固结合在水溶性维纶纤维表面；而氨基作为极性基团，能够与苎麻纤维表面的羟基形成氢键结合，从而架起苎麻纤维与水溶性维纶纤维之间的“桥梁”，显著改善两者的界面相容性。乙醇作为溶剂，能够促进硅烷偶联剂KH-550的溶解，使改性剂溶液均匀稳定；去离子水用于调节溶液浓度，避免杂质影响改性效果。
进一步优化，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为3-5%，若质量分数过低，改性效果不佳，无法在水溶性维纶纤维表面引入足够的极性基团；若质量分数过高，会导致硅烷偶联剂在纤维表面团聚，影响纤维的可纺性。乙醇与去离子水的体积比为1:2-1:3，该比例下硅烷偶联剂能够充分溶解，同时保证改性剂溶液的极性适中，有利于与水溶性维纶纤维的结合。改性剂溶液的pH值调节至6.5-7.5，中性或弱酸性环境有利于硅烷偶联剂的水解反应，提高改性效率。
步骤S2中浸泡改性的具体条件为：浸泡温度控制在40-50℃，该温度下硅烷偶联剂的水解反应速率适中，既能保证改性效果，又能避免高温导致的水溶性维纶纤维提前溶解或性能下降。浸泡时间为60-90min，确保改性剂溶液充分渗透到水溶性维纶纤维内部，使纤维表面充分接枝极性基团。浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为100-120r/min，使水溶性维纶纤维与改性剂溶液充分接触，保证改性均匀。
改性完成后，采用离心脱水方式去除纤维表面的多余改性剂溶液，离心转速为3000-3500r/min，脱水时间为10-15min，脱水后的纤维含水率控制在30-40%，避免含水率过高导致后续干燥时间过长，或含水率过低导致纤维表面改性剂残留过多。脱水完成后进行干燥，干燥温度为70-80℃，干燥时间为2-3h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为7-9%，该含水率与预处理苎麻纤维的含水率相匹配，避免混纺过程中因纤维含水率差异过大导致的纤维粘连或断头。
在其中一个实施例中，混纺工序是实现苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维均匀混合、形成稳定纱线的关键环节，步骤S3通过精准控制各混纺工序的工艺参数，确保两种纤维均匀分散、紧密结合，进一步改善两者的界面相容性，降低纺纱断头率，提高纱线的力学性能。
如图4所示，步骤S3中预设质量比为苎麻纤维：水溶性维纶纤维=70:30-80:20；开清棉工序采用多松少打工艺，开清棉机的打手速度为450-550r/min，棉卷定量为380-420g/m，棉卷长度为30-40m。
步骤S3中梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为300-350r/min，刺辊速度为800-900r/min，道夫速度为20-25r/min；并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为3.5-4.5倍，二道并条的牵伸倍数为4.0-5.0倍，并条速度为120-150m/min。
步骤S3中粗纱工序的牵伸倍数为5-7倍，粗纱捻系数为80-100，粗纱速度为8-12m/min；细纱工序的牵伸倍数为12-15倍，细纱捻系数为320-360，细纱速度为180-220r/min，细纱线密度控制在18-22tex。
步骤S3中预设质量比为苎麻纤维:水溶性维纶纤维=70:30-80:20，该比例经过大量实验验证，既能保留苎麻纤维天然透气、吸湿的优势，又能充分发挥水溶性维纶纤维的柔软性和可纺性，若苎麻纤维比例过高，会导致纱线手感僵硬、断头率升高；若水溶性维纶纤维比例过高，会导致纱线的强度和透气性下降，不符合产品使用需求，该比例适配湖北金源麻纺织科技有限公司的纱线生产规格。
开清棉工序采用“多松少打”工艺，目的是将混合后的纤维充分松散，去除纤维中的杂质和短绒，同时避免纤维过度损伤。开清棉机的打手速度控制在450-550r/min，打手速度过快会导致纤维断裂，产生过多短绒，增加断头率；速度过慢则无法充分松散纤维，杂质去除不彻底。棉卷定量为380-420g/m，棉卷长度为30-40m，棉卷定量和长度适中，便于后续梳棉工序的进行，确保棉卷均匀、紧密，避免棉卷松散导致的梳理不均。
梳棉工序的核心是将开清棉后的纤维束梳理成单纤维状态，使苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维均匀混合，去除残留的杂质和短绒。梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，该针布的针密和针型适配两种纤维的梳理需求，能够有效梳理纤维，同时避免纤维损伤。锡林速度为300-350r/min，刺辊速度为800-900r/min，道夫速度为20-25r/min，各部件速度匹配，确保梳理效率和梳理质量，梳理后得到均匀的棉条。
并条工序采用两道并条，目的是进一步改善棉条的均匀度，使两种纤维混合更加均匀，同时提高棉条的条干质量。头道并条的牵伸倍数为3.5-4.5倍，二道并条的牵伸倍数为4.0-5.0倍，牵伸倍数适中，避免牵伸倍数过高导致纤维断裂，或牵伸倍数过低导致棉条均匀度差。并条速度为120-150m/min，确保并条效率，同时保证棉条质量稳定。
粗纱工序是将并条后的棉条牵伸、加捻，制成粗纱，为细纱工序做准备。粗纱工序的牵伸倍数为5-7倍，牵伸倍数过高会导致粗纱条干不均、断头率升高；牵伸倍数过低则无法达到所需的粗纱细度。粗纱捻系数为80-100，捻系数适中，能够保证粗纱的强度，避免粗纱松散、断头。粗纱速度为8-12m/min，确保粗纱质量稳定，提高生产效率。
细纱工序是将粗纱进一步牵伸、加捻，制成符合要求的细纱线。细纱工序的牵伸倍数为12-15倍，牵伸倍数精准控制，确保细纱线密度均匀。细纱捻系数为320-360，捻系数过高会导致纱线手感僵硬、透气性下降；捻系数过低会导致纱线强度不足、易断裂。细纱速度为180-220r/min，细纱线密度控制在18-22tex，该线密度适配高档服装、家纺等产品的需求，符合公司的生产规格。
在其中一个实施例中，步骤S4后整理工序的目的是进一步提升混纺纱线的质量和混纺材料的性能，确保混纺材料的力学性能、外观质量和尺寸稳定性符合使用要求，同时进一步巩固苎麻纤维与水溶性维纶纤维的结合，改善两者的界面相容性。
如图5所示，步骤S4中络筒工序的络筒速度为800-1000m/min，络筒张力为15-20cN；并线工序的并线股数为2-3股，并线速度为600-800m/min；捻线工序的捻系数为280-320，捻线速度为500-700m/min。
步骤S4中浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为8-12%，浆纱速度为20-30m/min，上浆率控制在8-10%；织造采用平纹织造工艺，织造速度为150-180r/min；预缩温度为80-90℃，预缩率为3-5%；定幅整理温度为110-120℃，定幅时间为30-40s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±1cm以内。
步骤S4中络筒工序的作用是将细纱线卷绕成筒纱，去除纱线中的断头和杂质，提高纱线的均匀度。络筒速度为800-1000m/min，络筒张力为15-20cN，张力控制适中，避免张力过高导致纱线断裂，或张力过低导致筒纱松散、成型不佳。
并线工序的作用是将多股细纱线合并成一股，提高纱线的强度和稳定性。并线股数为2-3股，根据产品需求灵活调整，并线速度为600-800m/min，确保并线均匀，避免出现股线松紧不一的情况。
捻线工序的作用是对并线后的股线进行加捻，增强股线的强度和耐磨性，进一步改善两种纤维的结合效果。捻线工序的捻系数为280-320，捻系数与细纱捻系数相匹配，确保股线手感柔软、强度适中。捻线速度为500-700m/min，保证捻线质量稳定，提高生产效率。
浆纱工序的作用是在纱线表面形成一层浆料薄膜，增强纱线的强度和耐磨性，减少织造过程中的断头率。浆纱工序采用淀粉浆料，淀粉浆料环保、易降解，与两种纤维的相容性好，不会影响混纺材料的环保性能。浆料浓度为8-12%，浓度过高会导致纱线手感僵硬、透气性下降；浓度过低则无法达到良好的上浆效果。浆纱速度为20-30m/min，上浆率控制在8-10%，上浆率适中，确保纱线强度提升的同时，不影响纱线的可纺性和后续织造效果。
织造采用平纹织造工艺，平纹织造工艺简单、生产效率高，织造的面料结构紧密、均匀，外观平整，适配多种使用场景。织造速度为150-180r/min，确保织造效率，同时保证面料质量稳定，避免出现跳纱、断纱等缺陷。
预缩工序的作用是去除织造后面料中的内应力，提高面料的尺寸稳定性，避免后续使用过程中出现缩水现象。预缩温度为80-90℃，预缩率为3-5%，预缩率控制精准，确保面料缩水率符合行业标准（≤3%）。
定幅整理工序的作用是将预缩后的面料整理成规定的幅宽，确保面料幅宽均匀，外观平整。定幅整理温度为110-120℃，定幅时间为30-40s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±1cm以内，符合产品质量要求。
实施例1：
一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，用于解决苎麻与水溶性维纶界面相容性差导致的混纺材料力学性能不足、纺纱断头率高的技术问题，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，人工去除表面的杂质和疵点后，采用碱氧联合脱胶法进行脱胶处理。脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为10g/L，过氧化氢浓度为6g/L，渗透剂JFC浓度为3g/L，脱胶温度控制在92℃，脱胶时间为2h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为180r/min。脱胶完成后，将苎麻纤维放入去离子水中清洗3次，每次清洗18min，直至清洗后的废水呈中性。清洗完成后采用分段干燥方式，先在65℃下干燥2.5h，再在85℃下干燥1.2h，干燥至苎麻纤维含水率为9%。干燥完成后，采用针梳机进行梳理，针梳机的针密为300针/英寸，梳理速度为10m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在2.0dtex，得到预处理苎麻纤维。
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维（规格为1.5dtex×38mm），配制改性剂溶液，改性剂溶液由硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水组成，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为4%，乙醇与去离子水的体积比为1:2.5，用盐酸调节改性剂溶液的pH值至7.0。将水溶性维纶纤维放入改性剂溶液中进行浸泡改性，浸泡温度控制在45℃，浸泡时间为75min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为110r/min。改性完成后，采用离心脱水机进行脱水，离心转速为3200r/min，脱水时间为12min，脱水后纤维含水率为35%。脱水完成后，在75℃下干燥2.5h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为8%，得到改性水溶性维纶纤维。
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按质量比75:25混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序。开清棉工序采用“多松少打”工艺，开清棉机的打手速度为500r/min，棉卷定量为400g/m，棉卷长度为35m。梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为320r/min，刺辊速度为850r/min，道夫速度为22r/min。并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为4.0倍，二道并条的牵伸倍数为4.5倍，并条速度为135m/min。粗纱工序的牵伸倍数为6倍，粗纱捻系数为90，粗纱速度为10m/min。细纱工序的牵伸倍数为13.5倍，细纱捻系数为340，细纱速度为200r/min，细纱线密度控制在20tex，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线。
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。络筒工序的络筒速度为900m/min，络筒张力为18cN。并线工序的并线股数为2股，并线速度为700m/min。捻线工序的捻系数为300，捻线速度为600m/min。浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为10%，浆纱速度为25m/min，上浆率控制在9%。织造采用平纹织造工艺，织造速度为165r/min。预缩温度为85℃，预缩率为4%。定幅整理温度为115℃，定幅时间为35s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±0.8cm以内。
对本实施例制备的混纺材料进行性能测试，测试结果如下：断裂强度为38cN/tex，断裂伸长率为12%，纺纱断头率为8根/1000m，耐磨次数为2500次，缩水率为2.5%，各项性能均符合行业标准，且显著优于现有技术制备的混纺材料。
实施例2：
一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，用于解决苎麻与水溶性维纶界面相容性差导致的混纺材料力学性能不足、纺纱断头率高的技术问题，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，人工去除表面的杂质和疵点后，采用碱氧联合脱胶法进行脱胶处理。脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为8g/L，过氧化氢浓度为5g/L，渗透剂JFC浓度为2g/L，脱胶温度控制在90℃，脱胶时间为1.5h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为150r/min。脱胶完成后，将苎麻纤维放入去离子水中清洗3次，每次清洗15min，直至清洗后的废水呈中性。清洗完成后采用分段干燥方式，先在60℃下干燥3h，再在80℃下干燥1.5h，干燥至苎麻纤维含水率为8%。干燥完成后，采用针梳机进行梳理，针梳机的针密为280针/英寸，梳理速度为8m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在1.8dtex，得到预处理苎麻纤维。
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维（规格为1.5dtex×38mm），配制改性剂溶液，改性剂溶液由硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水组成，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为3%，乙醇与去离子水的体积比为1:2，用盐酸调节改性剂溶液的pH值至6.5。将水溶性维纶纤维放入改性剂溶液中进行浸泡改性，浸泡温度控制在40℃，浸泡时间为60min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为100r/min。改性完成后，采用离心脱水机进行脱水，离心转速为3000r/min，脱水时间为10min，脱水后纤维含水率为30%。脱水完成后，在70℃下干燥3h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为7%，得到改性水溶性维纶纤维。
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按质量比70:30混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序。开清棉工序采用“多松少打”工艺，开清棉机的打手速度为450r/min，棉卷定量为380g/m，棉卷长度为30m。梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为300r/min，刺辊速度为800r/min，道夫速度为20r/min。并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为3.5倍，二道并条的牵伸倍数为4.0倍，并条速度为120m/min。粗纱工序的牵伸倍数为5倍，粗纱捻系数为80，粗纱速度为8m/min。细纱工序的牵伸倍数为12倍，细纱捻系数为320，细纱速度为180r/min，细纱线密度控制在18tex，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线。
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。络筒工序的络筒速度为800m/min，络筒张力为15cN。并线工序的并线股数为2股，并线速度为600m/min。捻线工序的捻系数为280，捻线速度为500m/min。浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为8%，浆纱速度为20m/min，上浆率控制在8%。织造采用平纹织造工艺，织造速度为150r/min。预缩温度为80℃，预缩率为3%。定幅整理温度为110℃，定幅时间为30s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±0.9cm以内。
对本实施例制备的混纺材料进行性能测试，测试结果如下：断裂强度为35cN/tex，断裂伸长率为11%，纺纱断头率为10根/1000m，耐磨次数为2300次，缩水率为2.8%，各项性能均符合行业标准，优于现有技术制备的混纺材料。
实施例3：
一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，用于解决苎麻与水溶性维纶界面相容性差导致的混纺材料力学性能不足、纺纱断头率高的技术问题，包括以下步骤：
步骤S1，苎麻纤维预处理：选取优质苎麻原麻，人工去除表面的杂质和疵点后，采用碱氧联合脱胶法进行脱胶处理。脱胶液由氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂JFC和去离子水组成，其中氢氧化钠浓度为12g/L，过氧化氢浓度为8g/L，渗透剂JFC浓度为4g/L，脱胶温度控制在95℃，脱胶时间为2.5h，脱胶过程中持续搅拌，搅拌速率为200r/min。脱胶完成后，将苎麻纤维放入去离子水中清洗4次，每次清洗20min，直至清洗后的废水呈中性。清洗完成后采用分段干燥方式，先在70℃下干燥2h，再在90℃下干燥1h，干燥至苎麻纤维含水率为10%。干燥完成后，采用针梳机进行梳理，针梳机的针密为320针/英寸，梳理速度为12m/min，梳理后苎麻纤维的单纤维细度控制在2.2dtex，得到预处理苎麻纤维。
步骤S2，水溶性维纶改性：选取水溶性维纶纤维（规格为1.5dtex×38mm），配制改性剂溶液，改性剂溶液由硅烷偶联剂KH-550、乙醇和去离子水组成，硅烷偶联剂KH-550的质量分数为5%，乙醇与去离子水的体积比为1:3，用盐酸调节改性剂溶液的pH值至7.5。将水溶性维纶纤维放入改性剂溶液中进行浸泡改性，浸泡温度控制在50℃，浸泡时间为90min，浸泡过程中每隔15min搅拌一次，搅拌速率为120r/min。改性完成后，采用离心脱水机进行脱水，离心转速为3500r/min，脱水时间为15min，脱水后纤维含水率为40%。脱水完成后，在80℃下干燥2h，干燥至水溶性维纶纤维含水率为9%，得到改性水溶性维纶纤维。
步骤S3，混纺：将预处理苎麻纤维与改性水溶性维纶纤维按质量比80:20混合，依次经过开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱工序。开清棉工序采用“多松少打”工艺，开清棉机的打手速度为550r/min，棉卷定量为420g/m，棉卷长度为40m。梳棉工序的针布型号为AC2030×1550，锡林速度为350r/min，刺辊速度为900r/min，道夫速度为25r/min。并条工序采用两道并条，头道并条的牵伸倍数为4.5倍，二道并条的牵伸倍数为5.0倍，并条速度为150m/min。粗纱工序的牵伸倍数为7倍，粗纱捻系数为100，粗纱速度为12m/min。细纱工序的牵伸倍数为15倍，细纱捻系数为360，细纱速度为220r/min，细纱线密度控制在22tex，得到苎麻与水溶性维纶混纺纱线。
步骤S4，后整理：将混纺纱线进行络筒、并线、捻线处理，再经过浆纱、织造、预缩、定幅整理，得到苎麻与水溶性维纶合成混纺材料。络筒工序的络筒速度为1000m/min，络筒张力为20cN。并线工序的并线股数为3股，并线速度为800m/min。捻线工序的捻系数为320，捻线速度为700m/min。浆纱工序采用淀粉浆料，浆料浓度为12%，浆纱速度为30m/min，上浆率控制在10%。织造采用平纹织造工艺，织造速度为180r/min。预缩温度为90℃，预缩率为5%。定幅整理温度为120℃，定幅时间为40s，定幅后混纺材料的幅宽偏差控制在±1.0cm以内。
对本实施例制备的混纺材料进行性能测试，测试结果如下：断裂强度为40cN/tex，断裂伸长率为13%，纺纱断头率为7根/1000m，耐磨次数为2700次，缩水率为2.2%，各项性能均符合行业标准，且优于实施例1和实施例2，是本发明的优选实施方式。
对比例：
采用现有技术制备苎麻与水溶性维纶混纺材料，不进行苎麻纤维脱胶预处理和水溶性维纶改性处理，仅将苎麻原麻与水溶性维纶纤维按质量比75:25混合，经过常规的开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、后整理工序，其他工艺参数与实施例1一致。
对该对比例制备的混纺材料进行性能测试，测试结果如下：断裂强度为30cN/tex，断裂伸长率为9%，纺纱断头率为15根/1000m，耐磨次数为1800次，缩水率为3.5%，各项性能均显著低于本发明实施例1-3，充分证明了本发明方法能够有效改善苎麻与水溶性维纶的界面相容性，解决现有技术的核心技术问题，提升混纺材料的性能。
如图5所示，其中A为现有技术制备的混纺材料，B为本发明实施例制备的混纺材料；从图5中可以清晰看出，本发明制备的混纺材料断裂强度显著高于现有技术，差值可达到25-30cN/tex，直观证明了本发明方法能够有效提升混纺材料的力学性能，解决了现有技术的核心问题。如图6所示，该图为混纺材料的微观结构示意图，放大倍数为1000倍，从图6中可以清晰看出，苎麻纤维与水溶性维纶纤维均匀分散，两者之间通过氢键紧密结合，无明显间隙，直观证明了本发明方法能够有效改善两者的界面相容性，实现两种纤维的紧密结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
文章摘自国家发明专利，一种苎麻与水溶性维纶合成混纺材料的制备方法，发明人:谭炳成，申请号:202610400252.6，申请日:2026.03.30。
