摘  要：本發(fā)明涉及一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝。該工藝包括：將植物油、無水甲醇和堿混合，堿催化反應(yīng)，得到生物柴油，然后將生物柴油與滲透劑、抗靜電劑、乳化劑復(fù)配，得到亞麻油劑，再將亞麻油劑與水混合配置成給油溶液均勻噴灑在亞麻纖維表面，乳化，堆倉養(yǎng)生。相同條件下(油劑配比、給油工藝、紡紗工藝)，本發(fā)明得到的亞麻油劑與傳統(tǒng)植物油給油效果相比，含油率提高6.63～7.94％，制備的亞麻紗與傳統(tǒng)植物油給油紡成的亞麻紗相比斷裂強(qiáng)力提升5.26～6.65％，毛羽降低5.10～7.09％，條干不勻率降低1.56～2.30％。

 

技術(shù)要點(diǎn)

1.一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，包括：

(1)將植物油、無水甲醇和堿混合，堿催化反應(yīng)，得到生物柴油，然后與滲透劑、抗靜電劑、乳化劑復(fù)配，得到亞麻油劑；

(2)將步驟(1)中亞麻油劑與水混合，將得到的給油溶液均勻噴灑在亞麻纖維表面，乳化，堆倉養(yǎng)生。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中植物油為菜籽油，所述菜籽油粘度為60～80mPa.s；堿為氫氧化鈉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中植物油與無水甲醇的摩爾比為1：3～10，堿的用量為植物油重量的0.8～1.5％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中反應(yīng)溫度為30～65℃，反應(yīng)時間為30～60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中生物柴油粘度為15～25mPa.s，親水親油平衡值為7～9。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中滲透劑為快速滲透劑T；抗靜電劑為抗靜電劑SN；乳化劑為：質(zhì)量比為3:5～7聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯以及失水山梨醇單油酸酯組成的混合物，乳化劑親水親油平衡值為7～9。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(1)中亞麻油劑中生物柴油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為74～88％，滲透劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1～3％，抗靜電劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1～3％，乳化劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(2)中給油溶液中亞麻油劑的用量為亞麻纖維干重的1～3％，亞麻纖維與給油溶液的質(zhì)量比為1:6～8。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(2)中乳化時間為10～30min，乳化溫度為25～35℃，乳化攪拌速度為500～800r/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述步驟(2)中堆倉時間為24～36h。

 

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于亞麻短纖維干紡加工領(lǐng)域，特別涉及一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝。

 

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的亞麻紡紗一般采用濕法紡紗技術(shù)，簡稱“濕紡”，主要工藝流程包括軟麻、梳麻、并條、粗紗、煮漂、濕紡細(xì)紗、干燥等，逐步去除纖維中的膠質(zhì)等雜質(zhì)，濕法紡紗技術(shù)紡制得的亞麻紗表面光潔，毛羽少，具有柔和的光澤，但濕紡工藝流程較長，效率低，且濕紡車間的勞動環(huán)境差，耗水耗能也較多。而棉紡環(huán)錠紡系統(tǒng)的設(shè)備和技術(shù)相比亞麻濕紡更為先進(jìn)成熟，生產(chǎn)速度遠(yuǎn)高于亞麻濕法紡紗，且成紗均勻度也顯著優(yōu)于濕紡紗。因此，利用棉紡系統(tǒng)對亞麻短纖維進(jìn)行干紡不僅可以簡化紡紗流程，提高產(chǎn)量和效率，而且可以改善成紗性能。亞麻短纖維干紡的工藝流程是預(yù)處理、脫膠、給油、烘干、開松、給油加濕、紡紗等，亞麻纖維雖然在脫膠過程中去除了較多的果膠、木質(zhì)素和半纖維素等非纖維素物質(zhì)，但同時也去除了對紡紗有利的脂蠟質(zhì)成分，導(dǎo)致纖維在烘干后相互粘結(jié)，造成大量并絲硬條，同時由于亞麻纖維的結(jié)晶度較高，沒有棉纖維的天然卷曲，在烘干過程中水分蒸發(fā)后，纖維易在后續(xù)的紡紗工序中折斷，降低梳成率，并且紡成的紗線毛羽多，條干不勻率高。因此開松后的亞麻纖維需要給油，使纖維松散，柔軟，改善纖維表面狀態(tài)，從而使其機(jī)械物理性能得到改善。給油方式為噴灑給油，堆倉放置一段時間，以確保油劑滲透到纖維內(nèi)部，有效減小纖維與機(jī)械間動摩擦系數(shù)，降低纖維損傷。

油劑的質(zhì)量和性能，對亞麻纖維的紡紗加工過程及成紗質(zhì)量有著直接的影響。油劑常用的平滑劑有礦物油以及植物油等。礦物油性能穩(wěn)定、成本低、平滑性好。良好的平滑性可以有效降低纖維在梳理時所受到的摩擦阻力，減少纖維損傷；但又會使得纖維之間抱合力小，紗條的強(qiáng)度降低；且礦物油保濕性較差。植物油粘性好，可以增加纖維間的抱合力，提升紗條強(qiáng)度，但粘度過高會降低平滑性，提高纖維在梳理時所受到的摩擦阻力，使纖維損傷大，也影響油劑在纖維中的滲透性，降低給油率。

中國專利CN200910009283.5公開了一種亞麻纖維及其制備方法，通過適量的植物油和燒堿，通過皂化作用，使產(chǎn)生的油酸皂起到乳化劑的作用。但是，由于植物油粘度大，使得油劑僅僅在纖維表面吸附，不能有效地滲透到纖維內(nèi)部，堆倉時間長。

 

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，以克服現(xiàn)有技術(shù)中亞麻給油工藝使用的植物油粘度較大、給油效果差的缺陷。

本發(fā)明提供一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，包括：

(1)將植物油、無水甲醇和堿混合，堿催化反應(yīng)，得到生物柴油，然后與滲透劑、抗靜電劑、乳化劑復(fù)配，得到亞麻油劑；

(2)將步驟(1)中亞麻油劑與水混合，將得到的給油溶液均勻噴灑在亞麻纖維表面，乳化，堆倉養(yǎng)生。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中植物油為菜籽油，所述菜籽油粘度為60～80mPa.s。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中堿為氫氧化鈉。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中植物油與無水甲醇的摩爾比為1：3～10，堿的用量為植物油重量的0.8～1.5％。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中反應(yīng)溫度為30～65℃，反應(yīng)時間為30～60min。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中生物柴油粘度為15～25mPa.s，親水親油平衡值為7～9。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中滲透劑為快速滲透劑T；抗靜電劑為化學(xué)成分主要是十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽的抗靜電劑SN。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中乳化劑為：質(zhì)量比為3:5～7聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(吐溫80)以及失水山梨醇單油酸酯(斯盤80)組成的混合物，乳化劑親水親油平衡值為7～9。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中亞麻油劑中生物柴油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為74～88％，滲透劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1～3％，抗靜電劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1～3％，乳化劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20％。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中反應(yīng)結(jié)束后靜止分層，下層為甘油，上層為粗制生物柴油；取上層液水洗，并回收副產(chǎn)物甘油及多余甲醇，最終得到的產(chǎn)物即為精制生物柴油。

優(yōu)選地，所述上層液用蒸餾水清洗直至水相中無明顯乳白色物質(zhì)為止，在洗滌好的液體中加入占總質(zhì)量l0％的無水硫酸鈉除去殘余的水分，常壓下將柴油相加熱至110℃～120℃，回收蒸發(fā)的甲醇，待油層變?yōu)闇\黃色透明的液體時，將生物柴油移出。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中給油溶液中亞麻油劑的用量為亞麻纖維干重的1～3％，亞麻纖維與給油溶液的質(zhì)量比為1:6～8。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中乳化時間為10～30min，乳化溫度為25～35℃，乳化攪拌速度為500～800r/min。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中堆倉時間為24～36h，使亞麻回潮率為15～20％，含油率為1～2％，有效減小纖維與機(jī)械間動摩擦系數(shù)，從而達(dá)到減少纖維損傷、提高成紗質(zhì)量的目的。

本發(fā)明的原理：植物油的主要成分是高級脂肪酸甘油酯，其中的脂肪酸主要是油酸、亞油酸和軟脂酸，在催化劑作用下，高粘度的植物油與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯使得植物油的碳鏈長度以及分子量降低，從而達(dá)到降低其粘度的目的。粘度降低后，油劑平滑性提高，可有效降低梳理時纖維損傷，提升纖維強(qiáng)力。同時油劑更易滲透入纖維，置換出纖維與纖維間的毛細(xì)水、纖維表面緊密結(jié)合的粘附水(與纖維間有氫鍵作用力)、纖維內(nèi)部的結(jié)合水(與纖維大分子之間有氫鍵作用力)和自由水(存在于纖維內(nèi)部的縫隙與孔洞之中，與纖維素大分子之間無氫鍵作用力)，在纖維表面以及內(nèi)部形成黏連的油膜，當(dāng)纖維與金屬接觸時，牢固的油膜可減小摩擦阻力，并且良好的滲透性可以縮短給油時間或者在相同的時間內(nèi)提高含油率，含油率適當(dāng)增高可使纖維與金屬間的摩擦系數(shù)降低，梳理時纖維與針齒作用減緩，避免纖維受損，提升纖維強(qiáng)伸性。

 

有益效果

本發(fā)明得到的亞麻油劑與傳統(tǒng)植物油給油效果相比，含油率提高6.63～7.94％，制備的亞麻紗與傳統(tǒng)植物油給油紡成的亞麻紗相比斷裂強(qiáng)力提升5.26～6.65％，毛羽降低5.10～7.09％，條干不勻率降低1.56～2.30％。

 

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

斷裂強(qiáng)力測試方法：GB/T3916?2013紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定。

毛羽指數(shù)測試方法：FZ/T01086《紡織品紗線毛羽測定方法投影計(jì)數(shù)法》。

條干不勻率測試方法：GB/T3292.2?2009《紡織品紗線條干不勻試驗(yàn)方法第二部分:光電法》。

含油率測試方法：GB/T5889?1986《苧麻化學(xué)成分定量分析方法》?脂蠟質(zhì)含量測定。

實(shí)施例1

一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，具體分為以下三個步驟：

(1)亞麻油劑的制備：采用粘度為60mPa.s的菜籽油與無水甲醇的摩爾比為1：3，堿催化劑氫氧化鈉的用量為0.8％，反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時間為60min，反應(yīng)結(jié)束后靜止分層，上層液用蒸餾水清洗直至水相中無明顯乳白色物質(zhì)為止，在洗滌好的液體中加入占總質(zhì)量l0％的無水硫酸鈉除去殘余的水分，常壓下將柴油相加熱至110℃，回收甘油以及蒸發(fā)的甲醇，待油層變?yōu)闇\黃色透明的液體時，將生物柴油移出。制備的生物柴油的粘度為15mPa.s親水親油平衡值(HLB值)為7。

(2)亞麻給油溶液的配置：生物柴油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為74％，快速滲透劑T質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％，抗靜電劑SN的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％，乳化劑為質(zhì)量比3:7的聚氧乙烯(20)山梨醇酐單油酸酯(吐溫80)以及失水山梨醇單油酸酯(斯盤80)組成的混合物，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％，親水親油平衡值(HLB值)為7。

(3)亞麻給油加濕養(yǎng)生：①給油：亞麻與給油溶液的質(zhì)量比為1:6，給油溶液中亞麻油劑的用量為亞麻干重的1％。亞麻油劑的乳化時間為10min，乳化溫度為35℃，攪拌速度為800r/min。②堆倉養(yǎng)生：堆倉時間為24h，使亞麻回潮率為15％，含油率為1％。

本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油在棉紡設(shè)備上紡制的48tex純亞麻紗(菜籽油油劑配比、給油工藝及紡紗方法與本實(shí)施例一致)質(zhì)量對比如下表：

表1 48tex純亞麻紗質(zhì)量對比

  

由表1可知，本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油效果相比，含油率提高7.94％；制備的亞麻紗與傳統(tǒng)植物油給油紡成的亞麻紗相比，斷裂強(qiáng)力提升6.65％，毛羽指數(shù)降低7.09％，條干不勻率降低1.56％。

實(shí)施例2

一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，具體分為以下三個步驟：

(1)亞麻油劑的制備：采用粘度為70mPa.s的菜籽油與無水甲醇的摩爾比為1：6，堿催化劑氫氧化鈉的用量為1.2％，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時間為45min，反應(yīng)結(jié)束后靜止分層，上層液用蒸餾水清洗直至水相中無明顯乳白色物質(zhì)為止，在洗滌好的液體中加入占總質(zhì)量l0％的無水硫酸鈉除去殘余的水分，常壓下將柴油相加熱至115℃，回收甘油以及蒸發(fā)的甲醇，待油層變?yōu)闇\黃色透明的液體時，將生物柴油移出。制備的生物柴油的粘度為20mPa.s親水親油平衡值(HLB值)為8。

(2)亞麻給油溶液的配置：生物柴油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80％，快速滲透劑T質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％，抗靜電劑SN的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％，乳化劑為質(zhì)量比3:6的聚氧乙烯(20)山梨醇酐單油酸酯(吐溫80)以及失水山梨醇單油酸酯(斯盤80)組成的混合物，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16％，親水親油平衡值(HLB值)為8。

(3)亞麻給油加濕養(yǎng)生：①給油：亞麻與給油溶液的質(zhì)量比為1:7，給油溶液中亞麻油劑的用量為亞麻干重的2％。亞麻油劑的乳化時間為20min，乳化溫度為30℃，攪拌速度為650r/min。②堆倉養(yǎng)生：堆倉時間為30h，使亞麻回潮率為18％，含油率為1.5％。

本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油在棉紡設(shè)備上紡制的42tex純亞麻紗(油劑配比、給油工藝及紡紗方法與本實(shí)施例一致)質(zhì)量對比如下表：

表2 42tex純亞麻紗質(zhì)量對比

  

由表2可知，本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油效果相比，含油率提高7.03％；制備的亞麻紗與傳統(tǒng)植物油給油紡成的亞麻紗相比，斷裂強(qiáng)力提升6.21％，毛羽指數(shù)降低6.36％，條干不勻率降低2.16％。

實(shí)施例3

一種亞麻短纖維干紡給油加濕養(yǎng)生工藝，具體分為以下三個步驟：

(1)亞麻油劑的制備：采用粘度為80mPa.s的菜籽油與無水甲醇的摩爾比為1：10，堿催化劑氫氧化鈉的用量為1.5％，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為30min，反應(yīng)結(jié)束后靜止分層，上層液用蒸餾水清洗直至水相中無明顯乳白色物質(zhì)為止，在洗滌好的液體中加入占總質(zhì)量l0％的無水硫酸鈉除去殘余的水分，常壓下將柴油相加熱至120℃，回收甘油以及蒸發(fā)的甲醇，待油層變?yōu)闇\黃色透明的液體時，將生物柴油移出。制備的生物柴油的粘度為25mPa.s親水親油平衡值(HLB值)為9。

(2)亞麻給油溶液的配置：生物柴油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為88％，快速滲透劑T質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1％，抗靜電劑SN的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1％，乳化劑為質(zhì)量比3:5的聚氧乙烯(20)山梨醇酐單油酸酯(吐溫80)以及失水山梨醇單油酸酯(斯盤80)組成的混合物，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％，親水親油平衡值(HLB值)為9。

(3)亞麻給油加濕養(yǎng)生：①給油：亞麻與給油溶液的質(zhì)量比為1:8，給油溶液中亞麻油劑的用量為亞麻干重的3％。亞麻油劑的乳化時間為30min，乳化溫度為25℃，攪拌速度為500r/min。②堆倉養(yǎng)生：堆倉時間為36h，使亞麻回潮率為20％，含油率為2％。

本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油在棉紡設(shè)備上紡制的36tex純亞麻紗(油劑配比、給油工藝及紡紗方法與本實(shí)施例一致)質(zhì)量對比如下表：

表3 36tex純亞麻紗質(zhì)量對比

  

由表3可知，本實(shí)施例與傳統(tǒng)植物油給油效果相比，含油率提高6.63％；制備的亞麻紗與傳統(tǒng)植物油給油紡成的亞麻紗相比，斷裂強(qiáng)力提升5.26％，毛羽降低5.10％，條干不勻率降低2.30％

 

摘自國家發(fā)明專利，發(fā)明人：楊樹，曹巧麗，郁崇文，楊建平，李召嶺，申請?zhí)枺?/font>202210860520.4，申請日：2022.07.21