一種純大麻織物的煮漂一浴工藝

張 毅，徐建清

（1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江紹興 312000；2.上?？祁櫺虏牧峡萍加邢薰?，上海 201620）

大麻纖維是人類(lèi)最早使用的紡織纖維之一，利用它開(kāi)發(fā)出來(lái)的服裝面料具有獨(dú)特的吸濕性、透氣性、涼爽感、抗靜電性與防紫外線性能等，屬于綠色紡織面料[1-2]。與棉纖維相比，大麻纖維化學(xué)成分中的木質(zhì)素和果膠含量偏高，且不易去除，導(dǎo)致大麻織物硬度大，柔軟性差，易起皺，且具有刺癢感[3-4]，在一定程度上影響了其服用性能。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)大麻織物的染色前處理工藝一般借鑒原亞麻生產(chǎn)工藝，即強(qiáng)堿煮煉→酸洗→氯漂（或氧漂），以去除殘膠、麻皮及色素，具有工藝流程長(zhǎng)、污染環(huán)境大、纖維損傷大、無(wú)法節(jié)約水資源等缺點(diǎn)[5]。這就促使國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)大麻織物的前處理工藝進(jìn)行了廣泛探索，旨在找出最適合的大麻前處理工藝。岳仕芳等[6]運(yùn)用多功能助劑與雙氧水一浴軋蒸工藝探討了大麻織物的前處理效果；許志忠等[7]研究了大麻/棉混紡針織物的前處理工藝，采用清棉師Scolase100T 作為煮煉劑，取得了較滿(mǎn)意的效果；高樹(shù)珍[8]研究了淀粉酶在大麻織物退漿中的應(yīng)用；鐘智麗[9]探討了堿處理對(duì)大麻純紡織物服用性能的影響，并得出最佳處理工藝；齊文玉等[10]通過(guò)退煮、氧漂（二浴法）對(duì)純大麻織物進(jìn)行前處理，優(yōu)化得出最佳退煮-氧漂工藝參數(shù)；許瑞超等[11]研究了大麻滌綸混紡針織物進(jìn)行煮漂的一浴工藝，得出煮漂一浴工藝可以簡(jiǎn)化操作環(huán)節(jié)、節(jié)約能源等結(jié)論。

為了減少物料稱(chēng)量，簡(jiǎn)化生產(chǎn)操作，減少污水排放并且降低成本，本課題針對(duì)純大麻織物，研究了堿+五合一精煉劑的煮漂一浴工藝，以織物經(jīng)向斷裂強(qiáng)力、經(jīng)向硬挺度、毛效、白度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)來(lái)探討氫氧化鈉用量、五合一精煉劑用量、處理溫度、處理時(shí)間的影響，通過(guò)極差與方差分析，擬出煮漂一浴的最佳工藝方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

純大麻坯布55 tex×55 tex，經(jīng)向158 根/10 cm，緯向147根/10 cm，幅寬145 cm，210 g/m2。

1.2 試劑

五合一精煉劑（上?？祁櫺虏牧峡萍加邢薰?，固體，純度100%），氫氧化鈉，硅酸鈉，尿素（固體，純度100%），精煉劑，滲透劑JFC（純度30%），濃硫酸（98%，杭州久靈化工有限公司）。

1.3 工藝流程

純大麻織物→堿+五合一精煉劑煮漂一浴處理（氫氧化鈉用量8～16 g/L，五合一精煉劑用量3～7 g/L，溫度80～100 ℃，時(shí)間50～90 min，滲透劑JFC 2 g/L，浴比1∶10）→酸洗（98%濃硫酸0.5 g/L，室溫，5 min）→熱水皂洗→烘干→測(cè)試。

1.4 測(cè)試

1.4.1 經(jīng)向斷裂強(qiáng)力

依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1 部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》，采用YG026B 型電子織物強(qiáng)力機(jī)，取5 塊試樣進(jìn)行測(cè)試，取平均值。

1.4.2 經(jīng)向硬挺度

依據(jù)GB/T 18318.1—2009《紡織品彎曲性能的測(cè)定第1 部分：斜面法》，采用HD207N 自動(dòng)織物硬挺度儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試6塊試樣，取平均值。

1.4.3 毛效

依據(jù)FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》，采用YG871 毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試：將試樣剪成經(jīng)向30 cm、緯向2 cm 的條樣，在離一端1 cm 處沿緯向用鉛筆畫(huà)一平行線，將試樣豎直插入蒸餾水中，并使平行線與液面平齊，測(cè)量蒸餾水在30 min內(nèi)上升的高度，單位為cm。

1.4.4 白度

依據(jù)GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》，采用智能式數(shù)字白度計(jì)（3nh 高品質(zhì)電腦色差儀），在保持經(jīng)緯向一定的條件下在同一塊試樣不同部位測(cè)試4 次，取平均值，結(jié)果以相對(duì)白度值表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 幾種常見(jiàn)前處理工藝的效果對(duì)比

分別采用酶退氧漂工藝（酶液3.5 g/L，JFC 2 g/L，57 ℃，60 min；30%雙氧水8 g/L，80 ℃，60 min）、酸退氧漂工藝（98%濃硫酸5 g/L，室溫，15 min；30%雙氧水12 g/L，80 ℃，60 min）、堿煮氧漂工藝（氫氧化鈉15 g/L，精煉劑5 g/L，100 ℃，60 min，30%雙氧水10 g/L，JFC 2 g/L，80 ℃，60 min）、堿氧一浴工藝（氫氧化鈉12 g/L，30%雙氧水12 g/L，高效精煉劑4 g/L，無(wú)磷絡(luò)合分散劑4 g/L，100 ℃，100 min）、堿+五合一精煉劑煮漂一浴工藝（氫氧化鈉12 g/L，五合一精煉劑5 g/L，硅酸鈉3 g/L，JFC 2 g/L，90 ℃，90 min）、堿煮五合一精煉劑煮漂二浴工藝（氫氧化鈉10 g/L，硅酸鈉3 g/L，60 min，五合一精煉劑5 g/L，JFC 2 g/L，尿素2 g/L，90 ℃，50 min）對(duì)純大麻織物進(jìn)行前處理，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 幾種常見(jiàn)前處理工藝的效果對(duì)比

由表1 可知，堿氧一浴工藝經(jīng)向斷裂強(qiáng)力損傷最嚴(yán)重，達(dá)27.6%以上，目前此工藝應(yīng)用較少；其次為堿+五合一精煉劑二浴工藝，而酶退氧漂、酸退氧漂、堿+五合一精煉劑一浴工藝經(jīng)向斷裂強(qiáng)力損傷較小；堿+五合一精煉劑一浴工藝的經(jīng)向硬挺度最低，即最柔軟；堿氧一浴工藝的毛效最高，其次為堿+五合一精煉劑二浴工藝、堿+五合一精煉劑一浴工藝；堿+五合一精煉劑一浴工藝的白度相對(duì)偏低，但相差較小，原因在于工藝中未使用雙氧水；堿+五合一精煉劑一浴工藝與二浴工藝相比，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力損傷小，硬挺度小，毛效相當(dāng)，白度稍差，但一浴工藝可簡(jiǎn)化操作、節(jié)約能源、減少污水排放。綜合考慮，選擇堿+五合一精煉劑一浴工藝進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 堿+五合一精煉劑煮漂一浴工藝優(yōu)化

由表2 可知，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力、毛效、白度的影響因素主次順序均為：A、B、D、C，經(jīng)向硬挺度的影響因素主次順序?yàn)椋篈、B、C、D。

表2 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果

由表3 可知，A、B 對(duì)4 個(gè)指標(biāo)均為影響顯著，C 僅對(duì)經(jīng)向硬挺度影響顯著，D 僅對(duì)白度影響顯著，其余均影響不顯著。A3時(shí)經(jīng)向斷裂強(qiáng)力最低，強(qiáng)力損傷達(dá)23%，對(duì)后續(xù)工藝不利，故選擇A2；B2時(shí)經(jīng)向硬挺度為4.95 cm，為最低值，故選擇B2；鑒于C 僅對(duì)經(jīng)向硬挺度影響顯著，且C2時(shí)該值最低，故選擇C2；D 僅對(duì)白度影響顯著，且D3時(shí)白度最佳，故選擇D3。綜合考慮，A2B2C2D3為最佳工藝方案。

表3 方差分析表

由表4 可知，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了A2B2C2D3為最佳工藝方案，即氫氧化鈉用量12 g/L、五合一精煉劑用量5 g/L、處理溫度90 ℃、處理時(shí)間90 min。此工藝條件下純大麻織物的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力為529 N，經(jīng)向硬挺度為4.92 cm，毛效為9.5 cm/30 min，白度為80.6%。

表4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

2.3 性能對(duì)比

由表5 可以看出，經(jīng)堿+五合一精煉劑一浴工藝處理后，純大麻織物的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力下降了14.7%，經(jīng)向硬挺度降低了34.7%，毛效提升了72.7%，白度提升了29.4%。與常規(guī)堿煮氧漂工藝相比，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力降低了3.6%，經(jīng)向硬挺度降低了23.7%，毛效提升了31.9%，白度降低了4.6%。原因在于常規(guī)工藝引入了氧漂，故白度相對(duì)較高，同時(shí)五合一精煉劑中含有表面活性劑，可提升織物毛效，改善手感，使得硬挺度和毛效均顯著改善。

表5 性能對(duì)比

3 結(jié)論

（1）堿+五合一精煉劑對(duì)純大麻織物進(jìn)行煮漂一浴工藝的最優(yōu)方案：氫氧化鈉用量12 g/L，五合一精煉劑用量5 g/L、處理溫度90 ℃、處理時(shí)間90 min。

（2）堿+五合一精煉劑一浴工藝與常規(guī)堿煮氧漂工藝相比，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力降低了3.6%，經(jīng)向硬挺度降低了23.7%，毛效提升了31.9%，白度降低了4.6%；性能得以顯著改善，并簡(jiǎn)化了操作，減少了污水排放，節(jié)約了成本。