棕葉纖維的精細(xì)化加工及性能

張 毅，高金霞，戴 鴿

（1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江紹興 312000；2.浙江恒祥檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，浙江紹興 312000；3.寧波申洲針織有限公司，浙江寧波 315000）

棕葉纖維長度長，斷裂強(qiáng)度高，具有很好的開發(fā)利用價值。近年來，國內(nèi)外均有研究報道：伊東隆夫、杉山淳司等［1-3］對棕樹葉鞘維管束纖維的結(jié)構(gòu)及其生長變化進(jìn)行了研究，初步探討了纖維排列、單根維管束切面等；劉曉霞等［4-6］對棕葉纖維進(jìn)行了開發(fā)初探，研究了部分理化性能，并著重對纖維強(qiáng)度和染色性能進(jìn)行了分析；張毅等［7］研究了棕葉纖維的化學(xué)脫膠工藝，得出在最佳脫膠工藝下，棕葉纖維的斷裂強(qiáng)力為146 cN，線密度為1.44 tex，柔軟度為202捻/20 cm，具有一定的可紡性。

本實驗通過對化學(xué)脫膠后的棕葉纖維進(jìn)行精細(xì)化加工，即先采用軟油精進(jìn)行給油處理，再經(jīng)梳棉機(jī)進(jìn)行機(jī)械開松處理，以斷裂強(qiáng)力、線密度、柔軟度為評價指標(biāo)，分析處理后棕葉纖維的性能，擬出最佳處理方案，以改善棕葉纖維的柔軟度、細(xì)度等。

1 實驗

1.1 材料

化學(xué)脫膠后的棕葉纖維［脫膠工藝：NaOH 用量8%（omf），Na2S 用量5%，滲透劑JFC 用量2%，溫度100 ℃，時間90 min，浴比1∶10；斷裂強(qiáng)力146 cN，線密度1.44 tex，柔軟度202捻/20 cm］。滲透劑JFC、甘油（杭州久靈化工有限公司），三元共聚硅油（C912）、軟油精（H606）（東莞市涵峰化工科技有限公司）。

1.2 棕葉纖維的精細(xì)化加工方法

1.2.1 加工流程

將軟油精配制成乳液后對棕葉纖維進(jìn)行噴灑和燜包養(yǎng)生處理→采用A186F 型梳棉機(jī)對棕葉纖維進(jìn)行機(jī)械開松梳理，纖維縱向劈裂劈細(xì)以提高纖維細(xì)度；去除纖維中夾雜的并絲、超長纖維等以改善纖維品質(zhì)。

1.2.2 給油工藝條件

軟油精用量0.5%～4.5%（omf），水95.5%～99.5%，室溫，時間6～30 h。

1.2.3 機(jī)械開松工藝條件

開松次數(shù)1～3 次，為降低纖維損傷，可適當(dāng)抬高給棉板高度1～2 cm。

1.3 測試

斷裂強(qiáng)力：采用LLY-06E 型電子單纖維強(qiáng)力儀測試，設(shè)定上下夾持器夾持隔距為20 mm，移動速度為20 mm/min，測試50次，取平均值。

線密度：采用Y171B 型切斷器，依據(jù)中段切斷稱重法選取其中有代表性的主體部分纖維，首先采用夾持梳理方法梳去其中的短纖維，并使纖維完全伸直；然后用切斷器切取20 mm纖維，采用JN-B扭力天平（最大量程25 mg，分度值0.05 mg）稱重，統(tǒng)計纖維根數(shù)，根據(jù)定重制細(xì)度定義求出公制支數(shù)。

柔軟度：采用捻度測試儀測試。把經(jīng)過調(diào)濕平衡后的棕葉纖維順勢理直無捻曲地夾在捻度儀的夾持器中，此時捻度儀的指針在零位，然后加捻至纖維斷裂，記錄讀數(shù)，經(jīng)過換算，結(jié)果以扭曲度（即20 cm 內(nèi)的捻回數(shù)）表示，該值愈大，表明柔軟度愈好。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同助劑對棕葉纖維柔軟度的影響

由圖1可知，同等條件下，4種助劑對棕葉纖維柔軟度的影響程度依次是軟油精＞三元共聚硅油＞滲透劑＞甘油，因此選取軟油精對棕葉纖維進(jìn)行精細(xì)化處理。

圖1 不同助劑對棕葉纖維柔軟度的影響

2.2 軟油精處理單因子實驗

2.2.1 軟油精用量

由圖2可知，棕葉纖維的斷裂強(qiáng)力、線密度隨軟油精用量的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，原因是在滲透劑等助劑作用下，軟油精可充分滲入纖維束內(nèi)部，使纖維蓬松，纖維的分裂度（即細(xì)度）提高，斷裂強(qiáng)力、線密度下降，當(dāng)用量達(dá)到一定程度時，纖維間相互黏結(jié)，形成并絲或束纖維，斷裂強(qiáng)力、線密度上升。棕葉纖維的柔軟度隨軟油精用量的增加先上升后下降，原因在于一定量的軟油精使得纖維蓬松，手感大為改善；超出一定量后，纖維間相互黏結(jié)，柔軟度降低。綜上，軟油精用量選擇2.5%為宜。

圖2 軟油精用量對棕葉纖維斷裂強(qiáng)力、線密度、柔軟度的影響

2.2.2 處理時間

由表1可知，隨著處理時間的延長，斷裂強(qiáng)力逐步下降，線密度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，柔軟度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。原因為隨著處理時間的延長，乳液逐步滲透到纖維內(nèi)部直至內(nèi)外均勻，蓬松并溶脹棕葉纖維中的部分束纖維，使得斷裂強(qiáng)力下降，線密度下降，柔軟度提升，但是當(dāng)處理時間過長時，纖維間發(fā)生黏結(jié)使得線密度上升、柔軟度下降。綜合考慮，處理時間選擇24 h為佳。

表1 軟油精處理時間對棕葉纖維處理效果的影響

2.2.3 開松次數(shù)

由表2可知，隨開松次數(shù)增加，棕葉纖維的斷裂強(qiáng)力損傷明顯，線密度逐步下降，柔軟度先上升后下降。原因在于：（1）機(jī)械開松對纖維強(qiáng)力有一定的損傷，故斷裂強(qiáng)力逐步下降；（2）經(jīng)過梳理，將纖維縱向劈裂劈細(xì)，去除了纖維中夾雜的并絲、超長纖維、短絨等，使得線密度下降，柔軟度上升。但開松3 次后，纖維因損傷嚴(yán)重變得過短，使得柔軟度下降。綜合考慮，選擇開松2次為佳。

表2 開松次數(shù)對棕葉纖維處理效果的影響

3 結(jié)論

（1）甘油、滲透劑JFC、三元共聚硅油、軟油精在同等條件下處理經(jīng)化學(xué)脫膠后的棕葉纖維，柔軟度方面軟油精最佳，甘油最差。

（2）軟油精用量為2.5%（omf），處理時間為24 h時對棕葉纖維的處理效果最佳，斷裂強(qiáng)力為114 cN，線密度為0.81 tex，柔軟度為255 捻/20 cm，與未處理的棕葉纖維相比，斷裂強(qiáng)力降低了21%，線密度降低了44%，柔軟度提升了27%。

（3）用梳棉機(jī)對棕葉纖維進(jìn)行機(jī)械開松處理，開松2 次效果最佳，斷裂強(qiáng)力為93 cN，線密度為0.54 tex，柔軟度為301 捻/20 cm，較僅軟油精處理，斷裂強(qiáng)力降低了18.4%，線密度降低了33.3%，柔軟度提升了18.1%，顯著改善了棕葉纖維的性能。