纯亚麻长麻湿纺筒子纱碱氧一浴练漂工艺探讨9-35
岳仕芳1，3 张娟娟1，3 李 兴2
1．常州纺织服装职业技术学院2．江苏伊思达纺织有限公司；
3．常州市新型纺织材料重点实验室
原载：第九届全国染整前处理学术讨论会论文集；270-276
【摘要】本文对强力保护剂H用于亚麻长麻湿纺筒子纱碱氧一浴练漂工艺进行了探讨，在原常规碱氧工艺的基上添加强力保护剂H后进行试验，优化了强力保护剂H的最佳使用方法和用量，优化后工艺生产的亚麻纱的白度和毛效指标略优于常规工艺，强力与断裂伸长率分别比常规工艺提高了11.3% 和12.5%。大生产的纱再经柔软平滑剂处理后，柔软度提高较多。用该工艺生产的纱织造生产效率大大高于原工艺，且减少了织疵。
【关键词】亚麻筒子纱；碱氧一浴；强力保护剂H；强力；断裂伸长率；柔软度
亚麻纤维纤维素含量低，含杂量远高于棉纤维，且亚麻纤维具有伸长小、刚性大、纱线间的抱合力小，麻粒多、粗节多，纱线强力不均匀。因此纯亚麻纱在漂染过程及织造过程中，易产生断纱、断头现象，欲生产出高质量的亚麻色织面料，使染整加工和织造生产顺利进行，改善亚麻纱的柔软性、提高其强力和断裂伸长率具有非常重要的意义［1］。
纯亚麻长麻湿纺纱在纺纱过程中虽已经过粗纱煮漂初步脱胶，但由于亚麻单纤维较短，粗纱煮漂只能部分的脱胶，以束纤维纺纱，所以纺成的细纱还含较多果胶等杂质，在染色特别是浅色与漂白之前还需进一步练漂。亚麻纤维对化学药剂比较敏感，耐酸、碱、氧化剂的能力均比棉纤维差［2］，且灰分含量中铁离子含量较高［3］，碱氧一浴练漂存在着亚麻纱强力下降的隐患。为了能解决这一问题，我们比较了草酸、强力保护剂H［4］预处理及在原工艺中添加强力保护剂H等多个方案进行试验，以期能提高纱的强力、断裂伸长率及均匀度。
1 试验准备
1.1 仪器设备
IR-24P红外线高温染样机（厦门瑞比）；
YG155型捻度仪（温州大荣）；
YG021PC型电子单纱强力机纱线强力测试仪 （温州大荣）；
Dactour SF-600测色仪（美国DTC）；
YG871毛细效应测定仪 （南通宏大）；
SAMPAD-1 筒子纱染色试样机（中试） 立信染整机械（深圳）有限公司；
COS
1.2 材 料
36Nm亚麻长麻湿纺纱，各项性能测试为：断裂强力：8.39N 、CV值19.30%，平均伸长率：1.8%、CV值 16.66%，白度：77.66% 毛效：
1.3 药 品
低泡精练剂 LFD（Argaprep LFD、工业品、 上海雅运纺织助剂有限公司）、强力保护剂H（Argaquest H、工业品、 上海雅运纺织助剂有限公司）、YG-9020柔软平滑剂（工业品、 上海雅运纺织助剂有限公司）；702双氧水稳定剂（工业品、常州索尔宝化工有限公司）；30%双氧水、30%烧碱、草酸（工业品）。
1.4 测试方法
按GB/T3916测试标准在纱线强力仪上进行测试，测30次的平均值。
以垂直法30min水上升的高度来测试织物的润湿性。
用Datacolor SF-600测色仪测试织物的Gaz白度。
在YG155型捻度仪上采用加捻退捻法对试样加上相同的捻度（20捻/
1.5 小样试验
为解决亚麻纱在碱氧一浴工艺中因含重金属离子而导致双氧水产生无效分解而影响纱线强力，设计了以下几个工艺方案进行试验。
表1 工艺试验方案
|
|
草酸预处理 |
强力保护剂H预处理 |
碱氧工作液 |
碱氧漂工艺 |
|
常规工艺 |
0 |
0 |
碱氧处方1 |
√ |
|
方案1 |
0 |
0 |
碱氧处方2 |
√ |
|
方案2 |
√ |
0 |
碱氧处方1 |
√ |
|
方案3 |
√ |
0 |
碱氧处方2 |
√ |
|
方案4 |
0 |
√ |
碱氧处方1 |
√ |
|
方案5 |
0 |
√ |
碱氧处方2 |
√ |
1.5.2 主要工艺流程与工艺条件：
草酸处理（草酸
强力保护剂H 处理（强力保护剂H 2克/升，80℃，10分钟）→热水洗（75-80℃，2分钟）→ 室温洗。
保温（
据强力保护剂H及目前生产工艺实际情况，初步设定试验工艺处方详见下表2：
表2 工作液处方
|
|
强力保护剂H |
702稳定剂 |
30%烧碱 |
30%双氧水 |
低泡精练剂LFD |
|
碱氧处方1（g/L） |
0 |
2.0 |
4.0 |
4.0 |
1.0 |
|
碱氧处方2（g/L） |
1.0 |
2.0 |
4.0 |
4.0 |
1.0 |
2 小试结果分析与讨论
2.1 试验方案选择
按
表3 各方案试验后亚麻纱的质量指标
|
|
原纱 |
常规工艺 |
方案1 |
方案2 |
方案3 |
方案4 |
方案5 |
|
白度（%） |
77.66 |
82.50 |
82.35 |
81.55 |
81.33 |
82.00 |
82.45 |
|
毛效（cm/30分） |
4．2 |
8.8 |
9.0 |
9.1 |
8.7 |
9.2 |
8.8 |
|
单纱强力（N） |
8.39 |
7.31 |
8.08 |
7.68 |
8.37 |
7.79 |
8.41 |
|
强力损失率（%） |
|
-12.9 |
-3.7 |
-8.5 |
-2.4 |
-7.1 |
+2.4 |
|
断裂伸长率（%） |
1.8 |
2.1 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
|
断裂伸长提高率（%） |
|
16.7 |
27.7 |
33.3 |
38.9 |
38.9 |
38.9 |
注：强力损伤率（%）及断裂伸长提高率（%）：正值为增加，负值是减少。
从表3得知：即强力保户剂处理后的纱线强力高于草酸预处理后的纱线；经强力保护剂H预处理后又在碱氧工作液中添加强力保护剂H处理的纱线强力最好。从表3中还可看出，无论哪个方案煮漂后纱线断裂伸长率明显高于原纱断裂伸长率，但预处理后再经煮漂后的纱断裂伸长率比更高，且断裂伸长率大的强力也相应较高。原因是预处理后去掉不溶性无机盐和重金属离子后，煮漂效果更好，纤维间杂质去除更匀透，降低了纤维间的作用力、纤维的可移动性增大，应力集中现象得到了改善，纤维的韧性增强，这对后续染色、倒筒及织造工序的生产非常有利。从上表中数据看出，因白度、毛效无论哪个方案都能满足后续工序质量要求。结合强力、断裂伸长率及成本考虑，方案1较为合适，即不经预处理直接在碱氧工艺中添加强力保护剂H的方案。
2.2 强力保护剂H用量确定
为了找到亚麻纱碱氧工艺中强力保护剂H的合适用量范围，建立下列试验方案试验，即在碱氧处方1中其它助剂用量不变，变动强力保护剂H的用量：即
表4 不同用量强力保护剂H预处理后亚麻纱的各项质量指标
|
强力保护剂H（g/L） |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1 .2 |
|
白度（%） |
80.85 |
81.26 |
81.88 |
82.60 |
82.98 |
|
毛效（cm/30分） |
8.5 |
8.7 |
9.0 |
9.1 |
8.7 |
|
单纱平均强力（N） |
7.33 |
7.48 |
7.88 |
7.95 |
8.05 |
|
强力损失率（%） |
-12.6 |
-10.8 |
-6.1 |
-5.2 |
-4.1 |
|
伸长率（%） |
2.1 |
2.1 |
2.2 |
2.2 |
2.3 |
|
断裂伸长提高率（%） |
16.7 |
16，7 |
22.2 |
22.2 |
27.8 |
从表4数据可清楚地看出：随着强力保护剂H用量增加，白度有所增加，毛效也有所增加，当超过强力保护剂H超过
2.3 稳定剂用量确定
由于在碱氧处方中添加了强力保护剂H后，因其有一定的螯合分散性，对原碱氧工艺的稳定剂的最佳工艺用量范围会有一定影响，强力保护剂H的用量取1.0g/L，变化稳定剂用量、取三档值，即：1.5 g/L 、 2.0 g/L 、 2.5 g/L，其它用量不变，仍按方案1的工艺流程和条件试验，处理后试样各项质量指标列于表5：
表5 不同稳定剂条件下处理后试样各项指标
|
稳定剂（g/L） |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
|
白度（%） |
82.00 |
82.60 |
82.04 |
|
毛效（%） |
10.0 |
10.5 |
10.4 |
|
强力（N） |
8.06 |
8.10 |
8.08 |
|
伸长率（%） |
2.0 |
2.1 |
2.0 |
从上表数据要以看出，在碱氧工艺中添加强力保护剂H
通过小试得到了较为适合36Nm亚麻长麻湿纺纱的练漂优化后工艺如下，工艺流程及条件不变、同方案1，优化后处方见表6：
表6 优化后处方
|
处方 |
强力保护剂H |
702稳定剂 |
30%烧碱 |
30%双氧水 |
高效精练剂 |
|
用量（g/L） |
0.8～1.2 |
1.5～2.0 |
4.0 |
4.0 |
1.0 |
3 中试放样
按小样优化的工艺方案，我们在SAMPAD-1筒子纱染色试样机进行了中试，36Nm亚麻湿纺纱
3.1 亚麻纱练漂流程及工艺曲线：
流程：松筒→漂纱（100℃×
浴比：1∶7
3.2 亚麻纱练漂处方见表7：
表7 每公斤纱用量
|
处方组成 |
强力保护剂H |
702稳定剂 |
30%烧碱 |
30%双氧水 |
高效精练剂 |
|
常规工艺（g ） |
0 |
12．6 |
28 |
28 |
7 |
|
优化后工艺（g） |
7 |
12．6 |
28 |
28 |
7 |
3.3 中试结果及分析：
按上述优化后工艺进行中试，同时与原常规工艺进行了对比，毛效、白度、强力和断裂伸率测试数据见表8：
表8 优化后工艺与原常规工艺的各项指标对比
|
|
断裂强力（N） |
断裂伸长率（%） |
毛效（cm/30分） |
白度（%） |
||||
|
常规 |
优化后 |
常规 |
优化后 |
常规 |
优化后 |
常规 |
优化后 |
|
|
平均值 |
7.50 |
8.35 |
2.4 |
2.7 |
10.4 |
10.5 |
80.44 |
80.60 |
|
CV值（%） |
15.1 |
12.1 |
12.5 |
11.1 |
|
|||
从表8的数据可以清楚看到：优化后工艺中试纱线毛效和白度略优于常规工艺、且都能达到半制品质量要求，优化后工艺断裂强力明显提高于常规工艺，和原纱比较强力比仅下降0.5%，比常规工艺提高了11.3%；优化后工艺断裂伸长率比常规工艺明显提高，比原纱提高50%；从表7看出，优化后工艺CV值（%）变小，说明所有测试指标离散度变小，即优化后工艺练漂后纱的强力和断裂伸长率的均匀度明显提高了，这对减少后续倒筒、织造工艺断纱线现象非常有利。
4 柔软平滑试验
为进一步降低亚麻纱的刚性，以便更好地满足织造的需求，将中试样下来的纱用YG-9020柔软平滑剂进行处理，处理条件：浴比1：7 、10分钟、
温度50
表8 不同柔软平滑剂处理后剩余捻数对比
|
YG-9020 （% o.w.f） |
0 |
2.5 |
3.0 |
|
剩余捻数 |
41.3 |
49.5 |
54 |
从表8数据可看出，亚麻纱经柔软平滑剂处理后，纱的剩余捻数增加，剩余捻数越大，则纱线越柔软［5］，越有利于编织时纱线成圈。尽管随着柔软平滑剂的不断增加，剩余捻数还在增加，但如果继续增加，则成本增加，所以YG-9020柔软平滑剂取2.5～3.0% o.w.f 即可。
5 大生产
5.1 大生产工艺
大生产在COS
36Nm亚麻纱：
5.2 生产处方
每缸纱工艺用量见表9：
表9 大生产每缸纱药剂用量
|
处方组成 |
强力保护剂H |
702稳定剂 |
30%烧碱 |
30%双氧水 |
高效精练剂 |
|
用量（Kg） |
7 |
12．6 |
28 |
28 |
7 |
染色后用YG-9020柔软平滑剂
5.3 大生产纱线质量
大生产纱线质量测试如下表：
表10 大生产纱线质量指标
|
断裂强力（N） |
断裂伸长率（%） |
毛效（cm/30分） |
白度（%） |
|
8.35 |
2.7 |
10.5 |
81.10 |
大生产纱出厂后，经织造客户用后反馈信息，优化工艺生产的纱，织造顺利，织造时断纱现象明显减少，织造效率较以前提高30%左右，布面质量明显改善。
6 结 论
6.1 亚麻纤维中不溶性无机盐及重金属离子含量较高，按常规碱氧工艺练漂的纱强力保留率较低，均匀度较差。强力保护剂H预处理后按原工艺练漂和直接在原工艺处方中添加一定量的强力保护剂H都能较好地提高纱的强力。若先用强力保护剂H预处理再在处方添加一定量的强力保护剂H则强力保留率最好，但如预处理则生产时间长，水耗和能耗增加，所以方案2至方案5不轻易采用，如若纱线的强力要求高时则采用方案5较好。一般情况选用方案较经济合理。
6.2 在碱氧处方中添加0.8
6.3 亚麻纱经柔软平滑剂处理后，剩余捻数增加，纱线的柔软度增加，有利于亚麻纱在针织成圈，编织顺利。
6.4 优化后工艺大生产的亚麻纱织造时断纱现象明显降低，织造效率高，布面质量改善。
参考资料：
［1］赵小锋；张军；李素波；周剑平 亚麻纤维化学成分定量分析方法研究［J］《上海纺织科技》2008.2 52-52页