亞麻纖維加工工藝綜述

■李江

〔塔城地區(qū)纖維檢驗所，新疆烏蘇833000〕

亞麻纖維加工工藝綜述

■李江

〔塔城地區(qū)纖維檢驗所，新疆烏蘇833000〕

亞麻是一種可再生的原料，它的可貴之處主要在于這種材料本身特有的性質(zhì)。這些特有的性質(zhì)使亞麻廣泛用于許多方面：55%用于服裝，20%用于裝飾織物和家用織物，10%用于家具、產(chǎn)業(yè)用織物。亞麻吸濕性好，染色色彩濃郁，而且它吸收人體濕氣，具有抗過敏性。亞麻比棉更難紡紗，亞麻纖維中纖維素大分子排列比棉更加線性化，由于棉纖維中纖維素大部分是螺旋狀的，因此，亞麻纖維之間的抱合力就比較小。購買亞麻纖維時困難更大，因為到現(xiàn)在對于亞麻還沒有一個像棉一樣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。亞麻有許多變化的參數(shù)：麻莖中纖維含量、束纖維的尺寸和結(jié)構(gòu)、單纖維表面形狀（長度、厚度、壁厚以及它們的分布）、束纖維和單纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)（纖維素含量、伴生物的類型和數(shù)量）。這些參數(shù)與種類、氣候和生長條件有關(guān)，實際上也適用于棉纖維，但纖維的質(zhì)量只是由馬克隆值、纖維長度和線密度這個分級指標(biāo)來確定的。

一、精細(xì)化處理

亞麻中伴生物的存在制約了纖維光澤、柔軟性、彈性、可紡性和印染的著色性能。亞麻是單纖維黏結(jié)的工藝?yán)w維，其中的伴生物起黏結(jié)作用，不能全部脫除，否則易使纖維解體，從而降低纖維的可紡性能。同樣追求亞麻纖維的細(xì)度勢必會降低纖維的長度，但是纖維的細(xì)度長度都是重要的可紡性能指標(biāo)。因此，對亞麻纖維的精細(xì)化改性有著很多的工作要做。

（一）亞麻的脫膠及化學(xué)處理

亞麻纖維衛(wèi)生、舒適、涼爽、抗菌，是良好的面料原料的選擇對象。但由于亞麻纖維本身的缺點，使得它的可紡性較差，進(jìn)而影響了最終產(chǎn)品的性能，造成產(chǎn)品檔次不高、品種單一。對亞麻纖維本身的物理化學(xué)性能進(jìn)行改善，通過精細(xì)化亞麻纖維的加工來提高亞麻的可紡性和最終使用性能，己成了亞麻類產(chǎn)品研發(fā)所面臨的首要問題。麻類纖維的脫膠方法、工藝參數(shù)的選擇及脫膠效果在一定程度上受纖維自身化學(xué)成分含量的限制。

因為傳統(tǒng)的亞麻原材料濕紡要求高質(zhì)量的原材料，目前用于亞麻短纖維準(zhǔn)備工藝的紡織機械的發(fā)展技術(shù)水平不高，所以亞麻原材料中只有打成麻（長麻）在傳統(tǒng)亞麻濕紡設(shè)備上紡紗，而亞麻短纖維因性能差異大、紡紗困難、利用率不高。亞麻短纖維經(jīng)機械加工處理后，分離度、主體長度得到改善，但纖維整齊度、柔軟度差，只能在棉紡設(shè)備上和其他纖維混紡，生產(chǎn)低檔低支紗。在紡紗過程中，混紡比、色差不易控制，粉塵污染較大。亞麻短纖維經(jīng)化學(xué)處理后，既能使可紡性達(dá)到最優(yōu)化，接近于棉，又能克服棉紡設(shè)備生產(chǎn)上混紡比、色差不易控制等缺點。化學(xué)處理后，亞麻短纖維可紡性棉質(zhì)化，可生產(chǎn)高檔高支紗，是解決亞麻短纖維在棉紡設(shè)備上生產(chǎn)的較好途徑之一。

（二）脫膠及化學(xué)處理流程

為克服濕法紡紗工藝缺陷，一方面要求能紡高支紗且能控制好質(zhì)量，以提高產(chǎn)品檔次；二是要求實現(xiàn)亞麻純紡或與其他纖維混紡，從而來擴大產(chǎn)品范圍，開發(fā)各種性能的產(chǎn)品，并使其適應(yīng)針織加工。若要做好這兩點，必須做好亞麻纖維進(jìn)行精細(xì)化加工，從改善原料品質(zhì)，紡紗工藝流程入手，走干紡工藝路線并調(diào)整各個工序，才能生產(chǎn)出符合市場要求的高品質(zhì)產(chǎn)品。首先，使用堿氧浴、膨松劑浸泡、機械開松三道工序?qū)喡槔w維進(jìn)行脫膠。堿氧浴就是指利用雙氧水與堿同時對亞麻纖維進(jìn)行作用，并通過雙氧水與木質(zhì)素反應(yīng)形成的易溶于堿液的氧化木質(zhì)素有效地去除亞麻纖維的木質(zhì)素，使脫膠和漂白在一道工序中實現(xiàn)，這樣縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率；其次，利用膨松劑的溶脹作用和開松機械將亞麻纖維縱向劈裂劈細(xì)，從而顯著地提高纖維的分裂度，改善原料品質(zhì)。其脫膠工藝流程為：（堿氧浴膨松劑BK-100）浸泡→水洗→脫水→給油→脫油水→烘干→切斷→機械→開松→煮練→漂白。

圖1　本方案亞麻纖維脫膠前后切片的橫向截面形態(tài)對比100倍

二、工藝比較

（一）傳統(tǒng)亞麻纖維紡紗工藝

傳統(tǒng)濕法亞麻紡紗工藝采用專用的麻紡設(shè)備，先將亞麻打成麻制成粗紗，然后以粗紗的方式進(jìn)行脫膠煮練加工，在纖維濕態(tài)下進(jìn)行紡紗，緩解了亞麻纖維可紡性差的缺點，但是紡紗工藝復(fù)雜，設(shè)備的要求很高，成本昂貴，而且很難進(jìn)行混紡，不利于產(chǎn)品開發(fā)。傳統(tǒng)亞麻短紡工藝由于亞麻纖維的可紡性較差，一般采用與其它纖維混合投料的方式，稱之為纖混。這種方式對纖維的混紡比很難控制，亞麻纖維的制成率很低；同時受亞麻原料的局限，其可紡支數(shù)也很低，一般可以穩(wěn)定生產(chǎn)的都在15 s以下且是低比例亞麻混紡紗。

（二）精細(xì)化亞麻紡紗工藝

亞麻纖維采用棉紡設(shè)備路線進(jìn)行紡紗加工，用棉紡設(shè)備紡麻纖維主要目的是通過精梳設(shè)備對纖維進(jìn)行梳理，提高麻纖維紡紗檔次，實現(xiàn)麻纖維高支數(shù)紡紗，對加工麻纖維高品質(zhì)麻面料和服裝提供保證。其主要的工藝流程如下所示。

預(yù)處理流程：亞麻二粗→帶水裝籠→預(yù)酸處理→高壓煮煉→酸洗、水洗→上油→抖麻除雜（屑）→烘干→軟麻→清彈處理（1遍～2遍）→給油、給濕、養(yǎng)生→優(yōu)質(zhì)亞麻短纖

生產(chǎn)工藝流程：清花機→梳棉機（FA系列）→并條機（FA系列）→精梳機→并條（FA系列）→粗紗（日本RME）→細(xì)紗（FA506-s）→絡(luò)筒。

三、機器和設(shè)備

（一）加工流程

原則上講，棉環(huán)錠紡戴轉(zhuǎn)杯紡工藝都可以加工棉型亞麻或柔性亞麻纖維。若亞麻含量高或應(yīng)用領(lǐng)域特殊，則需要對每種組分的機器通道和單個機臺上的特殊裝置進(jìn)行合理配置和優(yōu)化，生產(chǎn)速度通常比棉要低，工藝和技術(shù)都需要改進(jìn)。

1.開清通道/梳理。

由于在開松過程中，亞麻纖維可以很容易地同其他組分分離，這會導(dǎo)致高回花率，為此開松和除雜必須很緩慢和柔和。亞麻纖維比棉纖維要多排出4%～6%的雜質(zhì)，與化纖混紡時排出量更多。額外加濕會減少除雜率，進(jìn)一步開松后個別纖維束仍存在，必須改進(jìn)除雜工藝。梳理機的針布應(yīng)盡量與混合組分相匹配（產(chǎn)量為25 kg/h～30 kg/h）。

2.并條。

混合均勻的梳理條子可以很好地進(jìn)行并條，然而當(dāng)50%的組分是亞麻時，有必要采用兩道并條以避免粗紗機上的牽伸出問題，并可通過提高纖維平行度來提高成紗強力。如果采用合適的工藝，粗紗加工沒有問題。

3.環(huán)錠紡。

通過實驗確定正確的α值非常重要，這會影響采用不同材料混比時成紗的斷裂強度、產(chǎn)量及其他性質(zhì)。成紗捻度過高會降低成紗斷裂強力和成紗強度，增加不勻度，降低伸長率。下面列出的是標(biāo)準(zhǔn)紡紗速度：（1）50/50%柔性亞麻/棉約10 000（最大值）。（2）50/50%柔性亞麻/細(xì)特莫代爾纖維約11 500～12 000。（3）50/50%柔性亞麻/Lyocell纖維約11 500～12 000

紡紗后進(jìn)行汽蒸或給濕可以改善紗的加工特性，特別是對針織加工有利，同時要有好的清潔和吹風(fēng)裝置。

4.絡(luò)筒。

絡(luò)筒速度根據(jù)紗支定在700m/min～750m/min。空氣溫度為22℃～26℃，相對濕度至少60%，要有電子清紗器和捻接器以提高紗線質(zhì)量。上蠟時用軟石蠟特別合適。

5.轉(zhuǎn)杯紡。

轉(zhuǎn)杯紡紡杯選用低轉(zhuǎn)速31 000 r/min；合理選擇分梳輥針布規(guī)格，有利于麻纖維的分梳；超長纖維纏繞阻捻盤及排雜孔堵塞容易產(chǎn)生10 cm～30 cm的粗節(jié)紗，要注意預(yù)防。

（二）小結(jié)

精細(xì)化處理后的亞麻纖維完全可以在棉紡設(shè)備上順利紡紗。

亞麻纖維在紡紗前要給油加濕，可以提高其可紡性，給油率以1%～2%為宜。

精細(xì)化亞麻在開清工序采用鋸齒打手，采用“勤抓少抓、多松少打、多收少落、多混合少翻滾、低速度、大隔距、防粘連”的工藝，以獲得均勻的棉卷；梳棉工序要加裝皮圈導(dǎo)棉裝置，可增加麻網(wǎng)抱合強力，改善生條條干水平，減少墜網(wǎng)現(xiàn)象。

精細(xì)化亞麻纖維紡紗在并條工序的牽伸倍數(shù)不宜過大，宜采用“重壓、中定量、大隔距”的工藝原則；多道并合工藝的采用，使纖維充分混合。

精梳是麻纖維紡紗提高品質(zhì)檔次的關(guān)鍵工序，除了要選擇適合紡麻的配件外，重點控制麻纖維喂入量、拔取隔距、梳理隔距和牽伸工藝，通常喂入量在4008/m左右比較合適，以確保梳針的充分梳理，隔距及牽伸調(diào)整根據(jù)不同原料進(jìn)行調(diào)節(jié)；精梳間生產(chǎn)溫度不適宜太高，相對濕度維持在65%～70%；對操作工紡麻時的操作要求要細(xì)化和到位，這是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。

亞麻的回花經(jīng)過開松梳理后，得到的纖維條更有利于與棉等其他纖維混紡，這也說明今后可以加強對精細(xì)化亞麻纖維的開松處理，以提高亞麻纖維的細(xì)度。

細(xì)紗的捻系數(shù)以350～380捻/10 cm為佳；與棉混紡時以5條（精細(xì)化亞麻條）/2條（精梳長絨棉條）混紡，與粘膠混紡時以5條（精細(xì)化亞麻條）/3條（粘膠條）混紡，比例控制在70/3較佳。

圖2　亞麻纖維精細(xì)化前后對比

四、結(jié)論與展望

（一）結(jié)論

釆用精細(xì)化亞麻纖維在棉紡設(shè)備上純紡或者與其他纖維混紡也是完全可行的，而且質(zhì)量是可控的，是目前紡麻高紗支和精品麻紡紗的有效途徑。通過棉紡設(shè)備可以紡出更加高質(zhì)量的純紡紗與混紡紗，不僅大大縮短了工藝流程，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本，而且能夠擴大亞麻的針織應(yīng)用及提高紡紗支數(shù)，具有較廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕o油，同時控制纖維回潮率符合紡紗條件，可以使紡紗更順利。精細(xì)化亞麻纖維預(yù)處理中所加油劑不得過量，一般精細(xì)化亞麻在紡紗加工中應(yīng)考慮其長纖維多、纖維粗、抱合力小等特點，采取相應(yīng)措施控制油劑含量。如，開清工序采用鋸齒打手，采用“低速度、大隔距、防粘連”的工藝，以獲得均勻的棉卷；梳棉工序要加裝皮圈導(dǎo)棉裝置，可增加麻網(wǎng)抱合強力，改善生條條干水平，減少墜網(wǎng)現(xiàn)象；并條工序的牽伸倍數(shù)不宜過大，宜采用“重加壓、中定量、大隔距”的工藝原則；釆用多道并合工藝，以使纖維充分混合；精梳工序要選擇適合紡麻的配件，并重點控制麻纖維喂入量、拔取隔距、梳理隔距和牽伸工藝；精細(xì)化亞麻纖維紡紗混紡紗的質(zhì)量優(yōu)于純紡紗的；細(xì)紗的捻系數(shù)以捻為佳。

（二）展望

純紡精細(xì)化亞麻英支和英支織成的針織麻紡產(chǎn)品推出市場后受到客戶的關(guān)注。據(jù)悉，目前市場上還沒有干紡亞麻類高支數(shù)的產(chǎn)品，由于國家也還沒有制定干紡亞麻的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此天然亞麻纖維干紡紗前景是誘人的，市場是巨大的，需要生產(chǎn)亞麻纖維紡紗企業(yè)以及下工序針織企業(yè)共同開發(fā)研究形成高檔次產(chǎn)業(yè)鏈。一旦形成有規(guī)模的量產(chǎn)，產(chǎn)品將很快占有市場。