服用漢麻基Lyocell纖維

F.Meister，B.Kosan，I.Sigmund，J.Paulitz

1.Thuringian紡織與塑料研究所(TITK)(德國) 2.Saxon紡織研究所(STFI)(德國) 3.天然纖維技術工程辦公室(NFT)(德國)

漢麻是當今應用最廣泛的纖維之一，主要用于石油或藥品生產以及特種紙和天然纖維的制造。漢麻纖維具有纖維細度不勻、纖維直徑較大的特點。Lyohemp纖維的開發實現了生產纖維線密度小、紗線條干均勻度、強度可與普通再生纖維素纖維，尤其是萊賽爾(Lyocell)纖維相媲美的目標。

加工Lyohemp纖維的第一步包括為漢麻短纖維和未經漚麻的漢麻韌皮(HBS)確定合適的堿煮和漂白工藝，該工藝由捷克的OP Papirna(OPP)公司完成。改進后的堿煮工藝可降低漿粕中有機雜質的含量，提高纖維素纖維的產量(圖1)。首先需在約160 ℃的溫度，卡帕值為5的條件下，添加質量分數約25%的NaOH以最大程度地降低漿粕中木質素的含量，這一條件下纖維素纖維的提取率約為60%～62%。

圖1 改性的堿煮工藝對卡帕值和纖維提取率的影響

為進一步調整漿粕的聚合度，需改進漂白工藝，包括對漿粕進行氧化和堿(次氯酸鈉)處理，同時采用特殊螯合劑絡合含量較高的重金屬和堿金屬離子。表1為經處理后的漢麻漿粕的特性。

表1 漢麻漿粕的特性

由銅胺溶液法測定的大麻漿粕的聚合度偏高，可通過小幅降低紡絲原液中纖維素的濃度使聚合度值達到可接受范圍，也可降低漿粕中有機和無機雜質的濃度并達到加工的要求。鐵和鈣離子濃度的少量上升并不會使溶劑的分解溫度，也即設定溫度降低，也不會使紡絲原液中鈣鹽結晶程度增加。綜上，漢麻漿粕的各項參數良好，可應用于N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)溶解液中。

由表1知，除漢麻漿粕的聚合度外，其他指標符合Lyocell纖維工藝的需求，下一步需確定開發合適聚合度的漢麻纖維的工藝。通過混合內切、外切纖維素酶的酶處理方法調節漢麻漿粕聚合度，根據所選的混合物將漢麻漿粕的聚合度調節在目標值附近，使漿粕的相對分子質量分布和聚合度達到相應的指標要求(圖2)，不同配方酶處理方法獲得的試樣參數列于表2。

圖2 酶處理后漢麻漿粕的相對分子質量分布和聚合度的變化

表2 不同配方酶處理后漢麻漿粕的相對分子質量及其分布等參數值

接下來，通過調整纖維素的濃度使聚合度達到優選值，即可將漢麻漿粕直接溶于NMMO溶液中。光學顯微鏡和顆粒測量結果均表明纖維素在NMMO溶液中可均勻溶解。該溶液的流變性質的測量結果顯示，其與含普通木漿的溶解液的黏度值在同一數量級。通過典型的干濕紡絲設備可輕易并安全地對紡絲原液進行紡絲。所得Lyohemp短纖維的物理性能與普通的Lyocell纖維相當(表3)，兩種纖維之間的主要區別體現在Lyohemp纖維中的灰分含量(二氧化硅)較高。

表3 紡絲原液和Lyohemp纖維的特性

在德國STFI研究所的帶領下，對較低線密度的Lyohemp纖維進行紡紗工藝加工，并獲得了低支數紗線。該紗線的強度和條干均勻度可與眾所周知的再生纖維素纖維，如黏膠(CV)纖維和莫代爾(CMD)纖維相比擬(圖3)。與天然漢麻纖維相比，Lyohemp(CLY HA)的紗線條干均勻度明顯較低，但紗線的強度略低。

圖3 Lyohemp紗線性能與漢麻纖維紗線及再生纖維素纖維紗線性能的對比

采用常規針織設備生產的Lyohemp纖維針織物表現出非常好的染色性能，尤其是進行深黑色染色。此外，Lyohemp纖維針織物具有良好的透濕與舒適性等服用特性(圖4)。

圖4 100%Lyohemp纖維制成的針織睡裙