CN101413213B - 棉麻纤维及纱线的液氨改性方法 - Google Patents

棉麻纤维及纱线的液氨改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种棉花和麻类纤维或纱线的液氨改性方法，包括原料的烘干预处理、将原料置于密封的处理罐中浸氨、将经过浸氨处理的原料在纱架的快速转动下甩干、将甩干后的原料在纱架的缓慢转动下用氨气流烘干，以及将经过氨气流烘干的原料在纱架的缓慢转动下用空气流吹洗干净等步骤。本发明的方法在保留棉麻纤维及纱线固有优点的同时，去掉了棉麻纤维及纱线的不足，使其增加了柔软性、卷曲性和蓬松性，上染率、匀染性、染色鲜艳水平均有提高。并进一步解决了节约能源、提高效率和环保问题。

Description

棉麻纤维及纱线的液氨改性方法
技术领域
本发明涉及一种纺织原料的处理方法，特别涉及一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法。
背景技术
现有的棉、麻纤维及纱线是一大类天然纺织材料。在当今绿色、环保和回归自然理念的引导下，越来越受到市场和消费者的重视。但与合成纤维相比，棉、麻纤维及纱线存在着纺纱难、织布难、染色差，制成纺织品存在缩水、易皱等缺陷。液氨处理在保留棉、麻纤维及纱线固有优点的同时，去掉其不足，使其成为有特殊性能的纤维及纱线方面已是一种重要手段。但是在已有的方法中，对能源的节约和环保方面没有重点考虑。主要体现在：一是对浸氨后纤维上存有的液氨的去除措施不完善，使得需消耗能源才能让液氨做液-气-液循环回收，所需能源数量变大，加工时间变长；二是当前的液氨回收循环方法，因为生成的氨气中含空气，须经水吸收的工艺程序，将氨气吸收掉将空气排除，然后再从氨水中将氨气组分精馏出来，再冷凝成液氨，流程长，耗能大，装备投资大；三是在不密封的容器中处理，纤维及纱线干燥除味不彻底，污染环境；四是生产的批量小，无法满足大批量生产的需要。
发明内容
本发明的目的，就是为了克服现有技术存在的不足，而提供一种新的棉麻纤维及纱线的液氨改性方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，包括以下顺序进行的步骤：
A、原料的预处理
将待处理的棉麻纤维或纱线原料进行烘干，烘干温度不高于80℃，使烘干后原料的含水率低于6％；
B、浸氨
将经过预处理的原料置于密封的处理罐中，并固定在一个旋转纱架上，然后通入液氨，在纱架的缓慢转动下浸泡20秒～20分钟，再将液氨撤出处理罐；
C、甩干
将经过浸氨处理的原料，在纱架的快速转动下甩干，至原料上的含氨量占原料重量的50％以下，甩出的液氨撤出处理罐，返回贮氨罐重新使用；
D、氨气流烘干
将甩干后的原料，在纱架的缓慢转动下，用0～80℃的氨气流烘干，使原料上的含氨量降至10％以下；
E、空气流吹洗
将经过氨气流烘干的原料，在纱架的缓慢转动下，用空气流吹洗干净，然后拿出处理罐。
步骤B中所述的浸氨，采用的液氨压力为0.1-1.0Mpa，纱架的旋转速度为2～10r/min。
步骤C中所述的甩干，采用的纱架的旋转速度，为使甩干物的线速度在20～40m/s。
步骤D中所述的氨气流烘干，采用罐内压力为0.25～0.35Mpa，平均每公斤纤维或纱线的氨气流流量为30～100m3/h，纱架旋转速度为2～10r/min，烘干时间为0.5～2.5小时。
步骤E中所述的空气流吹洗，采用的纱架的旋转速度为2～10r/min，平均每公斤纤维及纱线吹洗气流流量为30～100m3/h，吹洗时间为3～8分钟。
步骤B中所述的浸氨，在通入液氨前，先将容器抽真空至0.001～0.008Mpa，然后充氨气至浸氨采用的压力范围内，再通入液氨。
所述的棉麻纤维或纱线在无张力或弱张力状态下浸入液氨中。
所述的弱张力为小于断裂强力的30％。
本发明由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和特点：
1、经过本方法处理的棉、麻纤维及纱线，通过X射线衍射检测，其纤维素的晶格发生了变化，从纤维素I变成了纤维素III，从纤维的外观、手感上看，增加了纤维的柔软性、卷曲性和蓬松性。检测其吸湿性能，强力等指标，均在±5％的范围以内，证明纤维的主要特性没有变化。经纺纱对比试验，在同一种的工艺条件下，细纱断头率下降了5～30％，纺纱的最高支数提高了10～50％，所织成的织物缩水率可以控制在1～5％以下，再经交联处理后，织物的抗皱性能按GB13796-92衡量均在3.5级以上。上染率、匀染性、染色鲜艳水平也均有提高。由于选择较高压力下处理大麻、亚麻等麻类纤维及纱线，液氨渗透到纤维结晶区的能量增强，可降低大麻、亚麻纤维的结晶度9～19％，有利于麻类染色和提高柔软度。
2、通过在浸氨后增加甩干的工序，使绝大部分(50～85％被脱出)液氨回到贮氨罐，不参与液-气-液相变循环消耗能量，降低了烘干成本50～85％。
3、通过对处理罐及内部的纤维抽真空以及采用氨气流烘干等手段，不使空气参与加工过程，使得需经相变循环的氨气，可以直接经压缩-冷凝变成液氨，不必采用吸收-精馏-冷凝的长工艺路线，可节约液氨循环的能量25～38％，还可降低液氨循环部分的设备投资70％。
4、通过采用密封的处理过程，加之被处理的纤维及纱线，通过纱架的旋转，可在翻转状态下，接受空气流的吹洗，可以基本消除纤维或纱线的氨气味。然后，还要对纤维或纱线进行烘干以进一步除味，可以达到用嗅觉也闻不到氨味，因此不会对纱线的存储、运输、使用造成环境的污染。
5、采用离心甩干，氨气流烘干，以及烘干时纤维及纱线在处理罐中是翻动或缓慢转动的，均可降低液氨处理耗时，可提高处理效率35～45％，也可提高了处理的均匀性。
6、采用在入罐前增加干燥的措施，以控制纤维及纱线的含水率，有利于控制被加工物中水分对液氨的稀释影响处理效果。
具体实施方式
实施例1
纤维的液氨改性方法(以煮练前亚麻纤维粗纱为例)。将亚麻的粗纱(3Nm)卷绕在特制的粗纱管上，卷绕密度为0.33g/cm3，先进行烘干，烘干温度为70℃，使烘干后原料的含水率低于6％；再将粗纱管放入密封的处理罐中，同时固定在可缓慢旋转的纱架上。在通入液氨前先将处理罐抽真空至0.005Mpa，然后充氨气至压力为0.3Mpa，再将液氨通人处理罐中，控制压力为0.5Mpa以下，控制纱架旋转速度为4r/min，浸泡粗纱180秒。然后甩干，甩干时纱架上的粗纱旋转线速度为30m/s以上。然后在60℃热氨气流中烘干，烘干时罐内压力保持在0.28～0.32Mpa，处理罐中平均每公斤纤维或纱线氨气流流量为50m3/h，此时纱架旋转速度控制在4r/min，烘干时间为1小时。最后将处理罐内的压力降至0.1Mpa，用空气流吹洗纱架上的粗纱4分钟，平均每公斤纤维或纱线吹洗气流流量为50m3/h，纱架旋转速度仍为4r/min，去掉处理罐内和粗纱上的氨气味，此时粗纱带氨率为纱线重量10％以下，将粗纱拿出罐外。
实施例2
绞纱的液氨改性方法(以棉纱60s/2为例)。将棉纱在摇纱机上络成长度1550mm，四绞重200g(单绞重50g)的形式，为防处理过程中纱线变乱，将绞纱沿圆周平均作4处捆绑，先进行烘干，烘干温度为70℃，使烘干后原料的含水率低于6％；再将绞纱放入带孔的纱笼中，将纱笼放入密封的处理罐内可缓慢旋转的纱架上。在通入液氨前先将容器抽真空至0.005Mpa，然后充氨气至压力为0.2Mpa，再将液氨通入处理罐中，控制压力为0.25Mpa，控制纱架旋转速度为6r/min，浸泡绞纱120秒。然后甩干，甩干时纱笼内绞纱的旋转线速度为30m/s以上。然后在80℃以下热氨气流中烘干，烘干时罐内压力保持在0.28～0.32Mpa，处理罐中平均每公斤纤维或纱线气流流量为40m3/h，此时纱架旋转速度为6r/min，烘干时间为1.2小时。最后将处理罐内的压力降至0.1Mpa，用空气流吹洗纱笼上的绞纱8分钟，平均每公斤纤维及纱线吹洗气流流量为40m3/h，纱架旋转速度仍为6r/min，去掉处理罐内和绞纱上的氨气味，此时绞纱带氨率为8％以下，将纱笼拿出罐外取出绞纱。
实施例3
筒纱的液氨改性方法(以36Nm大麻纱为例)。将大麻纱在松式络筒机上络成锥形筒纱，卷绕密度为0.32g/cm3，每个筒纱纱线净重为1.0kg，先进行烘干，烘干温度为70℃，使烘干后原料的含水率低于6％；再将筒纱固定在带孔的纱笼中，将纱笼放入密封的处理罐内可缓慢旋转的纱架上。在通入液氨前先将容器抽真空至0.004Mpa，然后充氨气至压力为0.7Mpa，再将液氨通入处理罐中，控制压力为0.8Mpa，控制纱架旋转速度为5r/min，浸泡250秒。然后甩干，甩干时纱架上筒纱的旋转线速度控制在30r/min。然后在65℃热氨气流中烘干，烘干时罐内压力保持在0.28～0.32Mpa，处理罐中平均每公斤纤维或纱线气流流量为55m3/h，此时纱架旋转速度为5r/min，烘干时间为1.2小时。最后将处理罐内的压力降至0.1Mpa，用空气流吹洗纱笼上的筒纱6分钟，平均每公斤纤维或纱线气流流量为40m3/h，纱架旋转速度仍为5r/min，去掉处理罐内和纱上的氨气味，此时筒纱带氨率为10％以下，将纱笼拿出罐外，取出筒纱。

Claims (6)

1.一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：包括以下顺序进行的步骤：
A、原料的预处理
将待处理的棉麻纤维或纱线原料进行烘干，烘干温度不高于80℃，使烘干后原料的含水率低于6％；
B、浸氨
将经过预处理的原料，置于密封的处理罐中，并固定在一个旋转纱架上，然后通入液氨，在纱架的缓慢转动下浸泡20秒～20分钟，再将液氨撤出处理罐；
C、甩干
将经过浸氨处理的原料，在纱架的快速转动下甩干，至原料上的含氨量占原料重量的50％以下，甩出的液氨撤出处理罐；
D、氨气流烘干
将甩干后的原料，在纱架的缓慢转动下，用0～80℃的氨气流烘干，使原料上的含氨量降至10％以下；
E、空气流吹洗
将经过氨气流烘干的原料，在纱架的缓慢转动下，用空气流吹洗干净，然后拿出处理罐；
步骤D中所述的氨气流烘干，采用罐内压力为0.25～0.35Mpa，平均每公斤纤维或纱线氨气流流量为30～100m3/h，纱架旋转速度为2～10r/min，烘干时间为0.5～2.5小时。
2.根据权利要求1所述的一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：步骤B中所述的浸氨，采用的液氨压力为0.1～1.0Mpa，纱架的旋转速度为2～10r/min。
3.根据权利要求1所述的一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：步骤C中所述的甩干，采用的纱架旋转速度，为使甩干物线速度在20～40m/s。
4.根据权利要求1所述的一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：步骤E中所述的空气流吹洗，采用的纱架的旋转速度为2～10r/min，平均每公斤纤维或纱线吹洗气流流量为30～100m3/h，吹洗时间为3～8分钟。
5.根据权利要求1所述的一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：步骤B中所述的浸氨，在通入液氨前先将处理罐抽真空至0.001～0.008Mpa，然后充氨气至浸氨采用的压力范围内，再通入液氨。
6.根据权利要求1所述的一种棉麻纤维及纱线的液氨改性方法，其特征在于：所述的棉麻纤维或纱线在无张力或弱张力状态下浸入液氨中，所述的弱张力为小于断裂强力的30％。
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