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(shù)工程辦公室(NFT)(德國)

漢麻是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的纖維之一，主要用于石油或藥品生產(chǎn)以及特種紙和天然纖維的制造。漢麻纖維具有纖維細(xì)度不勻、纖維直徑較大的特點(diǎn)。Lyohemp纖維的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)纖維線密度小、紗線條干均勻度、強(qiáng)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(biāo)。

加工Lyohemp纖維的第一步包括為漢麻短纖維和未經(jīng)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(jìn)后的堿煮工藝可降低漿粕中有機(jī)雜質(zhì)的含量，提高纖維素纖維的產(chǎn)量(圖1)。首先需在約160 ℃的溫度，卡帕值為5的條件下，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)約25%的NaOH以最大程度地降低漿粕中木質(zhì)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(duì)卡帕值和纖維提取率的影響

為進(jìn)一步調(diào)整漿粕的聚合度，需改進(jìn)漂白工藝，包括對(duì)漿粕進(jìn)行氧化和堿(次氯酸鈉)處理，同時(shí)采用特殊螯合劑絡(luò)合含量較高的重金屬和堿金屬離子。表1為經(jīng)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(cè)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(dá)到可接受范圍，也可降低漿粕中有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)的濃度并達(dá)到加工的要求。鐵和鈣離子濃度的少量上升并不會(huì)使溶劑的分解溫度，也即設(shè)定溫度降低，也不會(huì)使紡絲原液中鈣鹽結(jié)晶程度增加。綜上，漢麻漿粕的各項(xiàng)參數(shù)良好，可應(yīng)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(biāo)符合Lyocell纖維工藝的需求，下一步需確定開發(fā)合適聚合度的漢麻纖維的工藝。通過混合內(nèi)切、外切纖維素酶的酶處理方法調(diào)節(jié)漢麻漿粕聚合度，根據(jù)所選的混合物將漢麻漿粕的聚合度調(diào)節(jié)在目標(biāo)值附近，使?jié){粕的相對(duì)分子質(zhì)量分布和聚合度達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)要求(圖2)，不同配方酶處理方法獲得的試樣參數(shù)列于表2。

圖2 酶處理后漢麻漿粕的相對(duì)分子質(zhì)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(duì)分子質(zhì)量及其分布等參數(shù)值

接下來，通過調(diào)整纖維素的濃度使聚合度達(dá)到優(yōu)選值，即可將漢麻漿粕直接溶于NMMO溶液中。光學(xué)顯微鏡和顆粒測(cè)量結(jié)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(zhì)的測(cè)量結(jié)果顯示，其與含普通木漿的溶解液的黏度值在同一數(shù)量級(jí)。通過典型的干濕紡絲設(shè)備可輕易并安全地對(duì)紡絲原液進(jìn)行紡絲。所得Lyohemp短纖維的物理性能與普通的Lyocell纖維相當(dāng)(表3)，兩種纖維之間的主要區(qū)別體現(xiàn)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(lǐng)下，對(duì)較低線密度的Lyohemp纖維進(jìn)行紡紗工藝加工，并獲得了低支數(shù)紗線。該紗線的強(qiáng)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(qiáng)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(duì)比

采用常規(guī)針織設(shè)備生產(chǎn)的Lyohemp纖維針織物表現(xiàn)出非常好的染色性能，尤其是進(jìn)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