CN101831715A - 一种大麻纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大麻纤维，大麻纤维细度为1500～4000公支，强度为4～10cN/dtex。本发明提供的大麻纤维具有较高的细度和强度，可以采用干法纺纱和其它纤维混纺制备各种档次的纺织产品。本发明还提供一种所述大麻纤维的制备方法，包括化学脱胶、后处理、打纤、给油、软麻、给油加湿、堆仓、机械开松步骤，所述化学脱胶为：将双氧水、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入水中，搅拌均匀，然后加入大麻皮，升温，保温，清水洗涤；将碱、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入到水中，搅拌均匀，加入氧化后的大麻，升温，保温，清水洗涤。所述方法可以制备出细度极高的大麻纤维，且所述方法环境污染小。
Description
技术领域
本发明属于纺织领域，具体的说，本发明涉及一种大麻纤维及其制备方法。
背景技术
大麻(也称汉麻，不同地方也称为火麻、魁麻、线麻、寒麻、杭州麻等)纤维具有吸湿透气、防紫外线、抗静电等生态特性以及抗菌、抑菌等天然保健功能，符合当今的绿色消费理念，特别是大麻纺织品具有良好舒适性(无刺痒感)和卫生性，深受消费者的青睐，使其在服装、服饰、装饰家用等领域有着广泛的应用前景。
目前大麻纤维的提取一般有化学脱胶法、生物酶脱胶法和物理脱胶方法等，在制取大麻纤维之前，还需对麻皮进行沤麻。化学脱胶一般是在高温高压条件下进行的，对纤维强力损伤大，对设备要求高；微生物和酶法脱胶受酶活力的限制使脱胶难以彻底且成本高；单纯的物理脱胶方法尚不能制取较细的大麻纤维。
譬如“碱煮和氧漂对汉麻织物染色性能的影响”(纺织科技进展2008年第3期p66)公开了如下制备方法：(1)氢氧化钠10g/L，亚硫酸钠3g/L，硅酸钠2g/L，浴比1∶20，温度80℃条件下，处理汉麻织物90min，(2)双氧水漂白最佳工艺为：双氧水8g/L，温度85℃，时间90min，pH值10～11，浴比1∶20。
“纯大麻织物前处理工艺探讨”(青岛大学学报第16卷第3期2001年9月p40)公开了如下制备方法：煮练工艺：NaOH 0～40g/L；QFR2901 0.6～4.8g/L；Na2SO35g/L；浴比20∶1；温度100℃；时间60min；漂白工艺：H2O2(35％)0～12g/L；水玻璃6g/L；QFR2901 2g/L；pH值10.5～11.0；温度85℃；时间60min。
“大麻织抓前处理工艺研究”(中国纺织大学学报200年12月26卷6期p102)公开了煮练采用氢氧化钠30g/L、TX-10 1g/L、洗衣粉1g/L、Na2SO35g/L、Na5P3O101g/L、浴比1∶20、时间1.5h；漂白采用双氧水(35％)8g/L、Na2SiO32.5g/L、TX-10 3g/L、pH为10.5-11.0、温度85℃、浴比1∶20、时间1h的制备方法。
上述方法均在氧化步骤前增加了一步煮练，增加了制备步骤。且煮练过程使用了高浓度的氢氧化钠，增加了废液处理难度，对环境破坏较为严重。关键在于，按照上述方法难以制备高细度的大麻纤维。
由于大麻单纤维长度较短，故必须保留部分胶质采取束纤维纺纱。目前，大麻纺纱主要有湿纺和干纺两种，其湿纺与亚麻湿纺相类似，大麻的打成麻细度一般在200～350公支，而长纤维的干纺则主要是采用苎麻设备，即原麻经过脱胶，制成细度约1000～1500公支的精干麻，在苎麻纺纱设备上进行加工。但由于这两种纺纱所用的大麻纤维细度粗，所以，成纱的细度也粗。由于大麻湿纺成纱质量相对较好，一般采用湿纺工艺纺制大麻纱，所纺纱细度一般在20～48公支的粗支纱。湿法纺纱须经粗纱练漂，与其它纤维混纺时，对不耐酸和高温高压煮练的纤维(如毛、丝、粘等)，显然不相适宜，限制了湿法纺纱混纺产品的开发，干纺的最大优势在于可以与各种纤维(特别是绢、毛、羊绒、棉、可溶性维纶、粘胶等)混纺，形成丰富多彩的产品系列，较能适应不同市场层面的需求。但是干纺对原麻处理要求比较高，既要求工艺纤维细，又要求其长度好。
为了解决上述问题，本发明提出一种新的大麻纤维制备方法，使纤维的性能(尤其是细度、柔软度等)进一步完善，以实现纺纱流程缩短，生产效率提高，成纱质量改善，应用领域拓宽。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种大麻纤维，本发明提供的大麻纤维具有较高的细度和强度，可以采用干法纺纱和其它纤维混纺制备各种档次的纺织产品。
本发明第二目的在于提供这种大麻纤维的制备方法，所述方法可以制备出细度极高的大麻纤维，且所述方法环境污染小。
一种大麻纤维，所述大麻纤维细度为1500～4000公支，强度为4～10cN/dtex；优选细度为2000～3500公支，强度为4.5～8cN/dtex；更优选为细度为2500～3000公支，强度为5～7cN/dtex。
根据前面所述的大麻纤维，所述大麻纤维长度为20～100mm；优选为30～60mm；更优选为40～50mm。
前面所述大麻纤维的制备方法，所述的制备方法包括化学脱胶、后处理、打纤、给油、软麻、给油加湿、堆仓、机械开松步骤，所述化学脱胶为：
(1)氧化：将双氧水、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入水中，搅拌均匀配制氧化液，然后将大麻皮加入氧化液中，升温，保温，氧化后的大麻皮用清水洗涤；
(2)碱煮：将碱、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入到水中，搅拌均匀配制碱煮液中，将清水洗涤后的大麻皮加入碱煮液，升温，保温，得到的大麻纤维用清水洗涤。
根据前面所述的制备方法，
步骤(1)氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～5g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；优选氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10；
步骤(2)碱煮液中碱含量为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～6g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；优选碱煮液中碱含量为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10。
根据前面所述的制备方法，
步骤(1)所述升温为升温至50～110℃，升温时间20～40min，所述保温为保温1.0～3.5h；优选所述升温为升温至70～90℃，升温时间30～35min，所述保温为保温1.5～3.0h；
步骤(2)所述升温为升温至80～120℃，升温时间30～40min，所述保温为保温1.5～4.5h；优选所述升温为升温至100℃，升温时间35min，所述保温为保温2.0～4.0h。
根据前面所述的制备方法，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述的渗透剂为JFC渗透剂；优选为碱金属硅酸盐为硅酸钠，所述的碱为氢氧化钠。
根据前面所述的制备方法，所述后处理为将纤维膨松剂和水配制后处理溶液，将碱煮后得到的大麻纤维加入到后处理溶液中浸泡。
根据前面所述的制备方法，所述的纤维膨松剂为BK-100和尿素以5∶1～1∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为2～8g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶8～1∶12，所述浸泡为50～70℃下浸泡20～110min；优选BK-100和尿素以2∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为3～6g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶10，所述浸泡为60℃下浸泡30～90min。
根据前面所述的制备方法，所述给油为将机械油、氢氧化钠或氢氧化钾、洗涤剂加入到水中搅拌均匀配制乳化液，将得到的大麻纤维浸泡其中；用量为每公斤大麻纤维用机械油6～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g、水3～12kg，60～100℃下保温0.5～3h；优选为机械油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g、水4～8kg，80℃下保温1h；所述机械油优选为锭子油或白油。
根据前面所述的制备方法，所述给油加湿为将植物油、氢氧化钠或氢氧化钾和洗涤剂加入到水里，搅拌均匀，喷洒在软麻机输出的大麻纤维上，用量为每千克大麻用植物油7～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g，水60～160g；优选每千克大麻用植物油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g，水80～140g。
根据前面所述的制备方法，所述机械开松为将大麻纤维使用带有针齿的开松机进行初步开松，再将初步开松的大麻纤维喂入梳棉机进一步开松，所述梳棉机给棉板抬高1～8cm，刺辊与给棉板隔距0.10～8.0mm；优选所述梳棉机给棉板抬高1～5cm，刺辊与给棉板隔距0.12～6.0mm。
下面对本发明所述技术方案详细论述：
所述大麻纤维的制备方法，包括化学脱胶、后处理、打纤、给油、软麻、给油加湿、堆仓、机械开松步骤，所述化学脱胶为：
(1)氧化：将双氧水、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入水中，搅拌均匀配制氧化液，然后将大麻皮加入氧化液中，升温，保温，氧化后的大麻皮用清水洗涤；
(2)碱煮：将碱、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入到水中，搅拌均匀配制碱煮液中，将清水洗涤后的大麻皮加入碱煮液，升温，保温，得到的大麻纤维用清水洗涤。
所述大麻皮即从大麻植物茎杆上直接剥取下来的韧皮。大麻皮中含有大量的木质素，而木质素在碱液里的溶解量是一定的，在一定的反应环境条件下，木质素可以被氧化成氧化木质素，而一些氧化木质素在碱液中的溶解量是要大于未经氧化的木质素，本发明在对大麻皮的氧化中所用的氧化剂为双氧水，双氧水可以氧化木质素，同时也会对纤维本身产生一定的破坏作用，但是控制一定的反应条件和加入一些反应助剂(硅酸钠)，可以降低双氧水对纤维本身的损伤。
在强碱介质中，H2O2的分解反应为H2O2＝H++HO2 -，HO2 -＝H++HO2 2-，HO2 --OH-+(O)。在该反应中，H2O2分解产生了过氧氢离子(HO2 -)，它是漂白纤维的主要成分，能与纤维色素分子中的双键发生氧化反应，有退浆、消色、漂白等作用，因而H2O2的漂白取决于分解产生HO2 -的速度。如果在氧化步骤中加入了氢氧化钠这种强碱，势必会导致H2O2＝H++HO2 -反应迅速向右偏移，对大麻纤维产生很强的破坏作用。
此外，尿素对纤维具有一定的蓬松作用，渗透剂可以增加化学药品对纤维的渗透作用。
碱煮可以去除大部分大麻纤维中的氧化木质素和其它胶质，并能使未能去除的胶质发生溶胀，以利于后道膨松剂的处理。
大麻皮在经过氧化后，氧化木质素在碱煮的过程中会溶于碱液，同时其他一些胶质如果胶、半纤维素等也会溶于碱液中。
所述的氧化和碱煮具体操作可以参照现有技术中类似的技术方案。譬如化学试剂的用量、温度和时间，均可参见现有技术。譬如“纯大麻织物前处理工艺探讨”《青岛大学学报》2001年9月第16卷第3期p40，即公开了这种类似的操作。
在氧化和碱煮步骤中的最后都要进行水洗，本领域技术人员都知晓应该水洗到何种程度及采用何种方法进行水洗，本发明中均优选为洗到洗涤液pH为6.5～7.5，更优选为7。
然而为了进一步提高制得的大麻纤维质量，可以对氧化和碱煮操作优选为：
步骤(1)氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～5g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；更优选氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10；
步骤(2)碱煮液中碱含量为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～6g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；更优选碱煮液中碱含量为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10。
采用本发明上述用量的化学试剂，能够得到细度更高、更加柔软的大麻纤维。其中碱液对大麻纤维的溶胀程度直接影响到后面的后处理步骤，溶胀充分，经过膨松剂处理后的大麻纤维分散度较好，所制取的纤维较柔软，但是大麻纤维过度溶胀后会导致纤维长度过短，所以要严格控制碱煮工艺。故所述的氧化和碱煮的温度和时间还可再进一步优选为：
步骤(1)所述升温为升温至50～110℃，升温时间20～40min，所述保温为保温1.0～3.5h；更优选所述升温为升温至70～90℃，升温时间30～35min，所述保温为保温1.5～3.0h；
步骤(2)所述升温为升温至80～120℃，升温时间30～40min，所述保温为保温1.5～4.5h；更优选所述升温为升温至100℃，升温时间35min，所述保温为保温2.0～4.0h。
前面所述的碱金属硅酸盐可使用本领域现有技术中任何的碱金属硅酸盐，即本领域技术人员通常知晓这种碱金属硅酸盐。但本发明中可优选的是，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾；更优选为碱金属硅酸盐为硅酸钠，所述的碱为氢氧化钠。
所述的渗透剂也为本领域现有技术中任何的渗透剂，本领域技术人员均知晓应该采用的渗透剂种类，无需为此付出更多创造性劳动。然而为提高产品质量，本发明可以优选的是，所述的渗透剂为JFC渗透剂。
根据前面所述的制备方法，所述的后处理可以采用现有技术中任何的后处理方法，本发明优选的是所述后处理为将纤维膨松剂和水配制后处理溶液，将碱煮后得到的大麻纤维加入到后处理溶液中浸泡。
大麻纤维在经过氧化和碱煮后，已经去除了一大部分胶质，但是仍有部分胶质虽然已被碱液溶胀，但是仍然黏附在纤维上，大麻纤维在碱煮后如果没有进一步的后处理，待这些溶胀的胶质干燥以后纤维又会重新被粘到一起。后处理就是利用纤维膨松剂的膨松作用，使纤维之间的胶质发生膨胀而使纤维分离。
后处理后纤维的性能与碱煮后纤维的溶胀程度有很大关系，碱煮后的大麻纤维需要在胶质未干燥的情况下经行后处理，因为在溶胀的情况下，胶质对纤维黏附力较弱，膨松剂较容易渗透到胶质中而使胶质发生膨胀作用。
根据前面所述的制备方法，所述的纤维膨松剂及具体操作可以采用现有技术任何的膨松剂和具体操作，但本发明优选的是，所述的纤维膨松剂为BK-100和尿素以5∶1～1∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为2～8g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶8～1∶12，所述浸泡为50～70℃下浸泡20～110min；更优选BK-100和尿素以2∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为3～6g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶10，所述浸泡为60℃下浸泡30～90min。
所述的BK-100为上海润基纺织材料有限公司生产，外观为黄色液体，有效物含量≥45％，pH值(1％水溶液)为6.5～7.5，粘度≤200mpa.s(25℃)。
所述膨松剂还可以是软片与氨基硅油等的复配剂优选二者比例为1∶1。
在后处理后还需要对大麻纤维进行打纤、水洗和脱水。所述的打纤可以是现有技术任何的打纤。譬如用木槌对后处理后的大麻纤维进行敲打，打击2～6次。然后用清水对敲打后的大麻纤维进行清洗，洗去残留在纤维表面的药品和杂质。再利用离心脱水机将大麻纤维脱水。本发明不为上述的打纤、水洗和脱水所限制。
根据前面所述的制备方法，所述给油为将机械油、氢氧化钠或氢氧化钾、洗涤剂加入到水中搅拌均匀配制乳化液，将得到的大麻纤维浸泡其中；用量为每公斤大麻纤维用机械油6～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g、水3～12kg，60～100℃下保温0.5～3h；优选为机械油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g、水4～8kg，80℃下保温1h；所述机械油优选为锭子油或白油。
所述洗涤剂可以为现有技术中本领域的任何洗涤剂，本领域技术人员通常知道这种洗涤剂的种类，即本领域技术人员对此无需再付出创造性劳动。本发明的实现不被洗涤剂种类所限。譬如日常用洗涤剂，如烷基苯磺酸钠、硫酸钠、硅酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠等的复配剂。
大麻纤维在经过水洗和脱水后放入油剂中，防止残留在大麻纤维表面的胶质经烘干后又将大麻纤维粘结在一起；增加大麻纤维表面的润滑性和柔软性，减少机械开松等后道加工中对大麻纤维的损伤。
给油后离心脱水，再烘干，利用现有的离心方法和烘干机将潮湿的大麻纤维离心后烘干，以便存放和运输。
所述的软麻即将烘干后的大麻纤维经过多对罗拉的反复搓揉，使纤维柔软、松散，利于后道加工。其具体可以参考现有技术任何软麻操作，本领域技术人员无需为此付出更多创造性劳动。
由于烘干后纤维的水分太少，纤维毛糙且僵硬，为增加大麻纤维表面的润滑性和柔软性，减少机械开松等后道加工中对大麻纤维的损伤，要给大麻纤维喷洒一些油和水，即进行给油加湿。所述的给油加湿可以是现有技术中任何的给油加湿操作，然而本发明可以优选的是：
所述给油加湿为将植物油、氢氧化钠或氢氧化钾和洗涤剂加入到水里，搅拌均匀，喷洒在软麻机输出的大麻纤维上，用量为每千克大麻用植物油7～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g，水60～160g；更优选每千克大麻用植物油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g，水80～140g。
油一般采用植物油，因其具有一定的粘性，可以适当提高纤维之间的抱合力。所述植物油可优选为茶油或菜油。
所述洗涤剂可以为现有技术中本领域的任何洗涤剂，本领域技术人员通常知道这种洗涤剂的种类，即本领域技术人员对此无需再付出创造性劳动。本发明的实现不被洗涤剂种类所限。譬如日常用洗涤剂，如烷基苯磺酸钠、硫酸钠、硅酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠等的复配剂。
将给油后的大麻纤维脱油水后放入仓中，使所加的油、水能均匀地渗透到大麻纤维内部。所述的堆仓可以参考现有技术中任何的堆仓操作，本发明优选的是仓中温度保持在25～40℃，堆仓时间为24～48h；更优选温度为30～35℃，堆仓时间为35～40h。
根据前面所述的制备方法，所述机械开松可以为现有技术中任何开松设备进行任何开松操作。但为了提高大麻纤维质量，优选将大麻纤维使用带有针齿的开松机进行初步开松，再将初步开松的大麻纤维喂入梳棉机进一步开松。为了进一步减少开松梳理时对大麻纤维的损伤，保证纤维长度，再优选所述梳棉机给棉板抬高1～8cm，刺辊与给棉板隔距0.10～8.0mm；更优选所述梳棉机给棉板抬高1～5cm，刺辊与给棉板隔距0.12～6.0mm。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明直接对大麻皮进行脱胶，将现有湿纺中的沤麻、粗纱煮漂合为一道，节省时间，缩短工序，减少污染；
(2)本发明采用氧化→碱煮→后处理的化学脱胶工艺，利用氧化剂的氧化作用去除部分胶质并产生氧化木质素，减少了碱煮过程中的碱的用量，减轻了对环境的污染；
(3)由于双氧水有较好的氧化作用，可有效地氧化和去除胶质，所以本发明在对大麻进行脱胶过程中避免了高温高压，对纤维损伤小，能源消耗相对较少，对设备要求低；
(4)本发明利用开松机和梳棉机的联合作用对大麻纤维进行开松，大麻纤维经过化学脱胶后松散度得到很大的提高，在纤维松散的前提下，机械开松可有效地分劈纤维，使纤维的细度可高达1500-4000公支；
(5)本发明公开制备的精细化大麻纤维，大大改善了大麻纤维的可纺性，使其能利用现有的棉纺纺纱工艺设备完成干纺加工，其纺纱工艺流程为：开清→梳棉→预并→精梳→并条→粗纱→细纱→后加工，大大缩短了纺纱工艺流程，纺高支高档并能纺制60公支以上的大麻纯纺或混纺纱，克服了传统湿法和干法大麻纱只能纺粗支(主要在20-48公支)纱的局限，满足了纺高支纱和制成高档的服装和装饰用织物的需求。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明作更具体的解释，但本发明并不仅仅局限于这些实施例，同样这些实施例也不以任何方式限制本发明。
实施例1
将大麻皮放入氧化液中，每公斤大麻皮用水10公斤(即浴比为1∶10)，氧化液中双氧水(按纯按纯H2O2算)含量为8g/L，硅酸钠含量4g/L，尿素含量2g/L，JFC含量2g/L。将氧化液的温度由常温匀速升至90℃，升温时间控制在30min，温度到达后让氧化液保温1.5h；氧化过的大麻皮经水洗后再放入碱煮液中，碱煮液中氢氧化钠含量6g/L，硅酸钠含量2g/L，尿素含量2g/L，渗透剂JFC含量2g/L，浴比采用1∶10(每公斤大麻用水10公斤)，35min升温至100℃，并保温3h；再将经过碱煮后的大麻纤维放入后处理液中，后处理液中纤维膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)含量4g/L，与大麻纤维的浴比为1∶10，后处理温度控制在60℃反应60min。用木槌对后处理后的大麻纤维进行敲打，打击2～6次；用清水对敲打后的大麻纤维进行清洗，洗去残留在纤维表面的药品和杂质。利用离心脱水机将大麻纤维脱水，将脱水后的大麻纤维浸泡的乳化油中，每公斤大麻纤维机械油用量20g，NaOH3g、洗涤剂8g，与8公斤水搅拌形成乳化液，将亚麻纤维浸渍其中，在80℃的环境下保温1h。将给油后的纤维脱水，经烘干机烘干。烘干后的亚麻纤维经过软麻机加工，并喷上乳化液，其成分为(每公斤亚麻)：茶油或菜油10g，NaOH6g、洗涤剂5g，100g的水搅拌调制成乳化液，后放入温度为35℃的仓中37h；利用开松机对堆仓后的大麻纤维进行初步开松后，再将其喂入梳棉机中，梳棉机给棉板抬高5cm，刺辊与给棉板隔距采用3.0mm。
表1、实施例1制备的大麻纤维主要性能指标
实施例2
将大麻皮放入氧化液中，每公斤大麻皮用水10公斤(即浴比为1∶10)，氧化液中双氧水(按纯按纯H2O2算)含量为8g/L，硅酸钠含量4g/L，尿素含量2g/L，JFC含量2g/L。将氧化液的温度由常温匀速升至90℃，升温时间控制在30min，温度到达后让氧化液保温1.5h；氧化过的大麻皮经水洗后再放入碱煮液中，碱煮液中氢氧化钠含量6g/L，硅酸钠含量2g/L，尿素含量2g/L，渗透剂含量2g/L，浴比采用1∶10(每公斤大麻用水10公斤)，35min升温至100℃，保温3h；再将经过碱煮后的大麻纤维放入后处理液中，后处理液中纤维膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)含量4g/L，与大麻纤维的浴比为1∶10，后处理温度控制在60℃反应60min。用木槌对后处理后的大麻纤维进行敲打，打击2～6次；用清水对敲打后的大麻纤维进行清洗，洗去残留在纤维表面的药品和杂质。利用离心脱水机将大麻纤维脱水，将脱水后的大麻纤维浸泡的乳化油中，每公斤大麻纤维锭子油用量10g，NaOH3g、洗涤剂2g，与4公斤水搅拌形成乳化液，将亚麻纤维浸渍其中，在80℃的环境下保温1h。将给油后的纤维脱水，经烘干机烘干。烘干后的亚麻纤维经过软麻机加工，并喷上乳化液，其成分为(每公斤亚麻)：茶油15g，NaOH3g、洗涤剂6g，100g的水搅拌调制成乳化液，后放入温度为35℃的仓中40h；利用开松机对堆仓后的大麻纤维进行初步开松后，再将其喂入梳棉机中，梳棉机给棉板抬高1cm，刺辊与给棉板隔距采用2.0mm。
表2、实施例2制备的大麻纤维主要性能指标
实施例3
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)7g/L，硅酸钾2g/L，尿素3g/L，JFC4g/L。温度70℃，升温时间34min，保温1.5h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钾3g/L，硅酸钾2g/L，尿素2g/L，渗透剂JFC3g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温4h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)4g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间30min；
给油：白油15g，氢氧化钾6g、洗涤剂7g，水8公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：茶油20g，氢氧化钾6g，洗涤剂7g，水90g；
堆仓：温度37℃，时间37h；
机械开松：给棉板抬高2cm，刺辊与给棉板隔距采用5.0mm。
表3、实施例3制备的大麻纤维主要性能指标
实施例4
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)8g/L，硅酸钾2g/L，尿素2g/L，JFC3g/L。温度75℃，升温时间35min，保温3h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钾8g/L，硅酸钠2g/L，尿素1g/L，渗透剂JFC4g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温2.5h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)5g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间40min；
给油：白油20g，氢氧化钾4g、洗涤剂8g，水5公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：菜油17g，氢氧化钾3g，洗涤剂8g，水80g；
堆仓：温度30℃，时间45h；
机械开松：给棉板抬高5cm，刺辊与给棉板隔距采用6.0mm。
表4、实施例4制备的大麻纤维主要性能指标
实施例5
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)5g/L，硅酸钠2g/L，尿素3g/L，JFC4g/L。温度90℃，升温时间33min，保温1.6h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钠4g/L，硅酸钾2g/L，尿素3g/L，渗透剂JFC2g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温3.5h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)4g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间70min；
给油：锭子油17g，氢氧化钠3g、洗涤剂6g，水6公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：植物油14g，氢氧化钠3g，洗涤剂2g，水140g；
堆仓：温度32℃，时间38h；
机械开松：给棉板抬高4cm，刺辊与给棉板隔距采用0.15mm。
表5、实施例5制备的大麻纤维主要性能指标
实施例6
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)5g/L，硅酸钠1g/L，尿素1g/L，JFC2g/L。温度80℃，升温时间31min，保温1.9h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钠6g/L，硅酸钾2g/L，尿素3g/L，渗透剂JFC4g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温4.0h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)3g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间90min；
给油：锭子油19g，氢氧化钠6g、洗涤剂5g，水6公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：植物油13g，氢氧化钠4g，洗涤剂3g，水130g；
堆仓：温度34℃，时间36h；
机械开松：给棉板抬高3cm，刺辊与给棉板隔距采用0.55mm。
表6、实施例6制备的大麻纤维主要性能指标
实施例7
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)12g/L，硅酸钾3g/L，尿素2g/L，JFC4g/L。温度85℃，升温时间30min，保温1.5h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钾7g/L，硅酸钾2g/L，尿素3g/L，渗透剂JFC3g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温2.0h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)6g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间80min；
给油：白油10g，氢氧化钾4g、洗涤剂6g，水5公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：菜油19g，氢氧化钾6g，洗涤剂4g，水110g；
堆仓：温度34℃，时间40h；
机械开松：给棉板抬高2cm，刺辊与给棉板隔距采用4.0mm。
表7、实施例7制备的大麻纤维主要性能指标
实施例8
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)8g/L，硅酸钠4g/L，尿素4g/L，JFC2g/L。温度75℃，升温时间35min，保温1.7h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钠5g/L，硅酸钠2g/L，尿素1g/L，渗透剂JFC3g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温3.5h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)5g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间55min；
给油：锭子油20g，氢氧化钠5g、洗涤剂5g，水4公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：菜油14g，氢氧化钾5g，洗涤剂5g，水120g；
堆仓：温度31℃，时间40h；
机械开松：给棉板抬高3cm，刺辊与给棉板隔距采用0.75mm。
表8、实施例8制备的大麻纤维主要性能指标
实施例9
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)7g/L，硅酸钾4g/L，尿素3g/L，JFC3g/L。温度90℃，升温时间33min，保温1.8h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钠6g/L，硅酸钾2g/L，尿素2g/L，渗透剂JFC2g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温2.0h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)4g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间75min；
给油：白油12g，氢氧化钾5g、洗涤剂7g，水7公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：茶油11g，氢氧化钾5g，洗涤剂6g，水100g；
堆仓：温度35℃，时间36h；
机械开松：给棉板抬高4cm，刺辊与给棉板隔距采用5.5mm。
表9、实施例9制备的大麻纤维主要性能指标
实施例10
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)6g/L，硅酸钾3g/L，尿素5g/L，JFC1g/L，温度80℃，升温时间32min，保温1.9h，浴比为1∶10；
碱煮：氢氧化钾4g/L，硅酸钠2g/L，尿素1g/L，渗透剂JFC4g/L，浴比1∶10，温度100℃，升温时间35min，保温4.0h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以2∶1混合)3g/L，浴比1∶10，温度60℃，时间60min；
给油：白油14g，氢氧化钠6g、洗涤剂8g，水6公斤，温度80℃，保温1h；
给油加湿：植物油12g，氢氧化钠4g，洗涤剂7g，水110g；
堆仓：温度35℃，时间36h；
机械开松：给棉板抬高3cm，刺辊与给棉板隔距采用4.5mm。
表10、实施例10制备的大麻纤维主要性能指标
实施例11
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)3g/L，硅酸钾1g/L，尿素1g/L，JFC5g/L，温度50℃，升温时间20min，保温1.0h，浴比为1∶8；
碱煮：氢氧化钾2g/L，硅酸钠1g/L，尿素4g/L，渗透剂JFC1g/L，浴比1∶8，温度80℃，升温时间30min，保温1.5h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以5∶1混合)2g/L，浴比1∶8，温度50℃，时间20min；
给油：液压油6g，氢氧化钠2g、洗涤剂2g，水3公斤，温度60℃，保温3h；
给油加湿：植物油7g，氢氧化钠10g，洗涤剂2g，水60g；
堆仓：温度25℃，时间46h；
机械开松：给棉板抬高1cm，刺辊与给棉板隔距采用0.1mm。
表11、实施例11制备的大麻纤维主要性能指标
实施例12
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)2g/L，硅酸钠1g/L，尿素4g/L，JFC6g/L，温度60℃，升温时间40min，保温1.2h，浴比为1∶9；
碱煮：氢氧化钾10g/L，硅酸钾4g/L，尿素6g/L，渗透剂JFC5g/L，浴比1∶9，温度90℃，升温时间32min，保温1.8h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以3∶1混合)7g/L，浴比1∶9，温度55℃，时间25min；
给油：机械润滑油30g，氢氧化钠10g、洗涤剂3g，水10公斤，温度70℃，保温2h；
给油加湿：植物油9g，氢氧化钾2g，洗涤剂9g，水70g；
堆仓：温度27℃，时间43h；
机械开松：给棉板抬高6cm，刺辊与给棉板隔距采用0.12mm。
表12、实施例12制备的大麻纤维主要性能指标
实施例13
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)11g/L，硅酸钠2g/L，尿素2g/L，渗透剂OEP-70(无色至微黄色粘稠物，pH值：6～8(1％水溶液)，渗透力：≤8秒，江苏省海安县石油化工厂)7g/L，温度100℃，升温时间25min，保温3.5h，浴比为1∶11；
碱煮：氢氧化钠12g/L，硅酸钾3g/L，尿素5g/L，渗透剂OEP-70 6g/L，浴比1∶11，温度110℃，升温时间37min，保温3.7h；
后处理：膨松剂(膨松剂BK-100与尿素以1∶1混合)8g/L，浴比1∶11，温度70℃，时间100min；
给油：齿轮润滑油25g，氢氧化钾9g、洗涤剂9g，水11公斤，温度65℃，保温3h；
给油加湿：植物油25g，氢氧化钠8g，洗涤剂12g，水150g；
堆仓：温度37℃，时间24h；
机械开松：给棉板抬高7cm，刺辊与给棉板隔距采用7.0mm。
表13、实施例13制备的大麻纤维主要性能指标
实施例14
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)9g/L，硅酸钾4g/L，尿素3g/L，渗透剂TM(磷酸型单烷氧基类钛酸酯类)5g/L，温度110℃，升温时间37min，保温3.3h，浴比为1∶12；
碱煮：氢氧化钾11g/L，硅酸钠1g/L，尿素5g/L，渗透剂TM 7g/L，浴比1∶12，温度120℃，升温时间40min，保温3.9h；
后处理：膨松剂(软片与氨基硅油1∶2)7g/L，浴比1∶12，温度65℃，时间105min；
给油：锭子油8g，氢氧化钠8g、洗涤剂10g，水9公斤，温度90℃，保温0.9h；
给油加湿：植物油27g，氢氧化钠9g，洗涤剂11g，水160g；
堆仓：温度40℃，时间25h；
机械开松：给棉板抬高8cm，刺辊与给棉板隔距采用8.0mm。
表14、实施例14制备的大麻纤维主要性能指标
实施例15
具体操作同实施例1、2，具体试剂用量和操作参数如下：
氧化：双氧水(按纯按纯H2O2算)10g/L，硅酸钾3g/L，尿素5g/L，渗透剂BX(二丁基萘磺酸钠)8g/L，温度105℃，升温时间27min，保温1.4h，浴比为1∶9；
碱煮：氢氧化钠9g/L，硅酸钾1g/L，尿素4g/L，渗透剂JFC5g/L，浴比1∶11，温度90℃，升温时间38min，保温4.0h；
后处理：膨松剂(软片与氨基硅油1∶1)2g/L，浴比1∶15，温度57℃，时间110min；
给油：锭子油40g，氢氧化钾15g、洗涤剂12g，水12公斤，温度100℃，保温0.7h；
给油加湿：植物油30g，氢氧化钾12g，洗涤剂14g，水200g；
堆仓：温度39℃，时间27h；
机械开松：给棉板抬高8cm，刺辊与给棉板隔距采用9.0mm。
表15、实施例15制备的大麻纤维主要性能指标
采用本发明制备的精细化大麻纤维通过如下纺纱流程纺制高支大麻纤维纯纺和混纺纱：
纯纺：→开清→梳棉→预并→精梳→并条→粗纱→细纱→后加工。
→并条2→粗纱→细纱→后加工。
注：上述流程中，精梳(即预并→精梳)工序在纺高支纱(纯纺50公支以上，混纺60公支以上)时采用，纺60公支以下的麻/棉纱时，棉可以不精梳；化纤都不要精梳)
表16、采用上述工序生产的精细化大麻纤维纯纺纱主要质量指标如下
表17、采用上述工序生产的精细化大麻纤维混纺纱主要质量指标如下：
本发明还提供若干比较例，以说明本发明所述的制备方法具有优势：
比较例1
表18、不同方法制备的亚麻纤维主要性能指标
其中1为按照“碱煮和氧漂对汉麻织物染色性能的影响”(纺织科技进展2008年第3期p66)方法制备；
其中2为按照“纯大麻织物前处理工艺探讨”(青岛大学学报第16卷第3期2001年9月p40)方法制备；
其中3为按照“大麻织抓前处理工艺研究”(中国纺织大学学报200年12月26卷6期p102)方法制备；
其中4为按照本发明实施例4方法制备。
比较例2
本比较例说明采取不同氧化参数对产品质量的影响，本比较例是按照实施例1方法，并对具体参数进行调整。当考察一个参数时，其它参数固定不变。譬如当考察碳酸钠用量的影响时，其它参数如硅酸钠、尿素等均采用已经确定的本发明方案中的某个固定值。
表19、不同氧化参数对亚麻纤维细度的影响(Nm)
表20、不同碱煮参数对亚麻纤维细度的影响(Nm)
以上数据说明，当采用本发明制备方法，能够制备细度高的亚麻纤维，且优选方案得到的亚麻纤维具有更高的细度。
表21、不同氧化参数对亚麻纤维断裂强度的影响(cN/tex)
表22、不同碱煮参数对亚麻纤维断裂强度的影响(cN/tex)
以上数据说明，当采用本发明制备方法，能够制备高强度的亚麻纤维，且优选方案得到的亚麻纤维具有更高的强度。
此外，氢氧化钠和双氧水用量通常认为用量越大，纤维细度越高，强度越小，然而实验发现，当氢氧化钠用量逐渐提高时，纤维细度的确逐渐提高，当达到一定程度后，细度提高非常缓慢，但是强度下降却非常迅速。
此外，本发明所述技术方案的各项参数的范围都一一分别进行组合实验，无论参数如何组合进行，得到的纤维强度、细度均可符合上述的规律，即本发明技术方案所述的参数范围无论如何组合，得到的亚麻纤维性能均优于范围之外的参数，而优选的参数范围得到的亚麻纤维性能又可得以进一步提升。由于篇幅所限，本发明对于其他组合的实验数据不再一一列举。
Claims (11)
1.一种大麻纤维，其特征在于，所述大麻纤维细度为1500～4000公支，强度为4～10cN/dtex；优选细度为2000～3500公支，强度为4.5～8cN/dtex；更优选为细度为2500～3000公支，强度为5～7cN/dtex。
2.根据权利要求1所述的大麻纤维，其特征在于，所述大麻纤维长度为20～100mm；优选为30～60mm；更优选为40～50mm。
3.权利要求1或2所述大麻纤维的制备方法，所述的制备方法包括化学脱胶、后处理、打纤、给油、软麻、给油加湿、堆仓、机械开松步骤，其特征在于，所述化学脱胶为：
(1)氧化：将双氧水、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入水中，搅拌均匀配制氧化液，然后将大麻皮加入氧化液中，升温，保温，氧化后的大麻皮用清水洗涤；
(2)碱煮：将碱、碱金属硅酸盐、尿素和渗透剂加入到水中，搅拌均匀配制碱煮液中，将清水洗涤后的大麻皮加入碱煮液，升温，保温，得到的大麻纤维用清水洗涤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
步骤(1)氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～5g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；优选氧化液中双氧水含量以纯H2O2计为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10；
步骤(2)碱煮液中碱含量为2～12g/L，碱金属硅酸盐含量1～4g/L，尿素含量1～6g/L，渗透剂含量1～6g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶8～1∶12；优选碱煮液中碱含量为3～8g/L，碱金属硅酸盐含量2g/L，尿素含量1～3g/L，渗透剂含量2～4g/L，大麻皮和氧化液比例为1∶10。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
步骤(1)所述升温为升温至50～110℃，升温时间20～40min，所述保温为保温1.0～3.5h；优选所述升温为升温至70～90℃，升温时间30～35min，所述保温为保温1.5～3.0h；
步骤(2)所述升温为升温至80～120℃，升温时间30～40min，所述保温为保温1.5～4.5h；优选所述升温为升温至100℃，升温时间35min，所述保温为保温2.0～4.0h。
6.根据权利要求3～5任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述的渗透剂为JFC渗透剂；优选为碱金属硅酸盐为硅酸钠，所述的碱为氢氧化钠。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述后处理为将纤维膨松剂和水配制后处理溶液，将碱煮后得到的大麻纤维加入到后处理溶液中浸泡。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的纤维膨松剂为BK-100和尿素以5∶1～1∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为2～8g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶8～1∶12，所述浸泡为50～70℃下浸泡20～110min；优选BK-100和尿素以2∶1混合，所述后处理溶液中纤维膨松剂含量为3～6g/L，大麻纤维和后处理溶液比例为1∶10，所述浸泡为60℃下浸泡30～90min。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述给油为将机械油、氢氧化钠或氢氧化钾、洗涤剂加入到水中搅拌均匀配制乳化液，将得到的大麻纤维浸泡其中；用量为每公斤大麻纤维用机械油6～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g、水3～12kg，60～100℃下保温0.5～3h；优选为机械油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g、水4～8kg，80℃下保温1h；所述机械油优选为锭子油或白油。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述给油加湿为将植物油、氢氧化钠或氢氧化钾和洗涤剂加入到水里，搅拌均匀，喷洒在软麻机输出的大麻纤维上，用量为每千克大麻用植物油7～30g、氢氧化钠或氢氧化钾2～10g、洗涤剂2～12g，水60～160g；优选每千克大麻用植物油10～20g、氢氧化钠或氢氧化钾3～6g、洗涤剂2～8g，水80～140g。
11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述机械开松为将大麻纤维使用带有针齿的开松机进行初步开松，再将初步开松的大麻纤维喂入梳棉机进一步开松，所述梳棉机给棉板抬高1～8cm，刺辊与给棉板隔距0.10～8.0mm；优选所述梳棉机给棉板抬高1～5cm，刺辊与给棉板隔距0.12～6.0mm。
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