本发明涉及亚麻纺织领域，尤其是涉及一种亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法。
背景技术：
麻纺织行业是一个具有古老传统和特色的加工产业，是我国纺织行业中具有国际竞争优势的产业，是一个具有时尚文化内涵的产业。
麻纤维是最早用于纺织服装的天然纤维，以韧皮纤维和叶纤维为主，按照品种分类可分为亚麻、苎麻、黄(红)麻、大麻、罗布麻、剑麻等等。麻纺织行业是我国具有资源、生产和国际贸易比较优势的特色产业，亚麻纺织、苎麻纺织、大麻纺织等生产和贸易量均居世界首位。麻类纤维在种植、纺织加工、综合利用的整个过程中，具有鲜明的生态产业的特征，苎麻植物具有良好的水土保持功能和对土壤重金属修复功能，有利于促进生态环境保护和循环经济的发展。同时麻纺织终端产品涵盖了日常生活的方方面面，并融入更多的文化创意元素，使消费者生活更加多姿多彩。国家《产业结构调整指导目录》中已明确将“符合生态、资源综合利用与环保要求的特种天然纤维产品加工”列入纺织行业鼓励类条目，认为麻纺织业的发展对于改善纺织纤维原料结构，丰富纺织品品种市场、扩大出口等方面有着重要积极作用。
“十三五”期间麻纺织行业按照建设纺织强国的战略目标和走新型工业化道路要求，认清发展形势，理清发展思路，明确发展方向和重点，积极引导市场主体行为，促进麻纺织行业实现全面、稳定、协调的可持续发展。麻纺技术的进步促使产业不断升级，产品不断更新。
根据行业发展的新形势，江苏华信亚麻纺织有限公司不断进取，积极创新，研究开发了亚麻长丝sirofil纱，亚麻长丝sirofil纱生产技术符合行业发展的方向，填补了亚麻行业内技术空白。
siro纺是一种适应性强的工艺技术，可在羊毛纺织系统中加工生产所有的纤维，而且生产羊毛精梳纱的附加值及经济效益高。一般羊毛纺纱速度都比生产合成纤维低。siro纺克服了这些缺点，因为不再需要第二次加捻，而是一次成线。siro纺纱可较好的保持纺纱强力，可纺较细的纱，应用较低质量的原料生产出一定质量的好纱来。这一点在毛纺工业中十分重要，因为羊毛价格昂贵，在产品成本中占很大比例。因此siro纺的纱及织物性质类似于双股线及织物，但生产费用却低的多。例如在精梳毛纺工业中，siro纺会给企业带来较大的效益，因为siro纺的纱可满足与生产长纤维纱相关的织造工程及织物性质特征，而生产费用却比普通股线工艺显著降低。siro纺最适于加工生产纯羊毛纱，纱线性质几乎与双股线性质一致，生产纯合成纤维纱时，手感稍硬。siro纺与普通双股线相比较，具有许多经济优势：主要在生产精梳羊毛纱线时，可节约生产费用40％，应用赛罗纺代替双股线时，产量相当于每个锭子产量的一倍，同一个锭子，纺纱时断头少，比普通环锭纱断头少，修复断头也比较容易，每分钟可修复300根断头。
与siro纺相似的还有sirofil纱技术，sirofil纺是在siro纺基础上发展而来的。在澳大利亚得到发展，主要用于加工一根长丝、一根粗纱，代替两根粗纱的siro纺纱方法，sirofil不适于加工纯羊毛，但适于加工长丝及长纤维复合纱。江苏华信亚麻纺织有限公司根据产品特点研究开发了亚麻湿纺sirofil纱，经过研究论证，这项技术应用到麻纺行业是可行的，也是必要的，它的应用将会使麻纺湿纺产品有一个质的飞跃。
sirofil纺中，一根长丝和一根麻纤维粗纱分别喂入，并与前牵伸罗拉握持点之间保持一固定距离，它们组成三角区，一起加捻而形成sirofil复合纱。
对于传统环锭纺，由一根麻纤维须条加捻成纱；对于siro，采用两根麻纤维须条加捻成纱，两须条的质量、模量和转动惯量均相同；但sirofil纺中，由一根麻纤维须条和一根长丝加捻成纱，且须条和长丝的质量m、模量正和转动惯量/是完全不同的。因此，对须条和长丝同时加捻是不稳定、不平衡的。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够有效解决亚麻纱在色纺领域的空白，解决亚麻纱染色困难，产品色彩单一枯燥等问题，制备出色彩丰富，且不易褪色的亚麻纱的方案。
为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1：制备麻条，选择分裂度大于等于230支的亚麻原料，并打成麻，经过栉梳机形成麻条待用；
步骤2：并条、粗纱，向并条机加入根数相同的麻条和可溶性涤纶纤维，并且麻条在上、可溶性涤纶纤维在下，使用并条机并条，经过4道并条后使用粗纱机制备粗麻纱，制备粗麻纱的支数为3.0支，采用z捻，捻系数为0.23；
步骤3：煮漂，将粗麻纱依次经过复配酶处理、酸洗、亚漂、碱洗、氧漂、水洗，其中复配酶处理包括脱胶酶液制备、浸酶脱胶和堆仓；所述脱胶酶液制备为取适量果胶酶、脂肪酶、木聚糖酶、纤柔酶四种酶按照3:2:1:1的比例复配后，经过三级发酵制成脱胶酶液；所述浸酶脱胶通过将亚麻粗纱浸入脱胶酶液中进行生物脱胶；
步骤4：漂白与染色，将煮漂后的粗纱用双氧水漂白工艺进行漂白，包括6g/l的双氧水、4g/l的稳定剂、1g/l的润湿剂、2g/l的烧碱，并调节ph值至10.5，漂白时间为1小时，漂白温度为90-95摄氏度；然后进行染色，所述染色包括以下步骤：热水浴、染色、还原清洗、热水洗、冷水洗，得到色染粗纱；
步骤5：色纺细纱，将经色染粗纱和黏胶长丝加入细纱机，采用湿法工艺制备成细麻纱，其中长丝采用s捻，其中黏胶长丝不牵伸，色染粗纱经过牵伸后与黏胶长丝一起采用sirofil纺制备亚麻黏胶长丝色纺纱；
步骤6：干燥、络筒，对亚麻黏胶长丝色纺纱进行烘干，干燥温度为90摄氏度，干燥时间为5个小时，络筒槽筒转速为360米每分钟，张力片重量为50克。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述粗纱机制备粗纱的粗纱支数为1.6nm，捻度为25.59，牵伸倍数为10.55。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述复配酶脱胶处理所用复配酶浓度为15％，浸酶温度为50摄氏度，浸酶时间为1小时，堆仓时间为16小时。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述步骤3煮漂过程中碱洗用碱液包括naoh和na5p3o10，其中naoh浓度为10g/l，na5p3o10的质量百分比为2％，碱洗温度为100摄氏度，碱洗时间为2小时，浴比1：15。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述步骤3煮漂过程中的氧漂所用氧漂溶液各组分含量为h2022.5g/l，naoh1g/l，na2sio32g/l，氧漂温度为95摄氏度，氧漂时间为45分钟，浴比1：15。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述步骤5中黏胶长丝在与色纺粗纱进行sirofil纺制备亚麻黏胶长丝色纺纱之前还需要进行染色处理。
进一步，根据上述设计方案所述亚麻黏胶长丝色纺纱制备方法，其特征在于，所述步骤5色纺细纱中，用于sirofil纺的黏胶长丝根数与色纺粗纱的根数相同。
siro纺的初始设计目的是用于毛纺上，特点是毛羽少，强力高，耐磨性好，达到毛纱能单纱织造的效果，以实现毛织物的轻薄化。尽管siro纺在许多方面比较同类常规纱有了较大的改善，要真正达到毛纺单纱不上浆织造，尚有一定距离。其后毛纺亦多放弃此方法，反而在混纺如t/c，c.v.c等则采用此方法，因其染色后可产生并纱之麻花效果，手感好，故受欢迎，近期更因改善毛羽问题，如纺一些易产生毛羽之纤维，如人造棉，莫代尔，天丝，大豆纤维，甚至全棉都用此方法生产，siro纱所用的原料等级可比常规环绽纺低，而其织物较常规环锭股线织物毛羽少，手感柔软，耐磨，透气性能好。
sirofil纱是在siro纱的基础上演变过来的，sirofil纱与普通环锭纱比弹性好，毛羽小，条干好，亚麻长丝sirofil纱也同样有这样的特点，完全避开了亚麻纱毛羽大、纱线脆硬的特点。
亚麻长丝sirofil纱可以用于机织或针织，生产sirofil纱需要进行以下几方面的改造：(1)改装粗纱架，增加同等数量的长丝吊锭；(2)设置张力装置(3)导纱装置固定在合适的位置。
1、研究亚麻湿纺细纱机的改造。
a、细纱机的改造：将粗纱架上安装与粗纱数量相等的长丝托架，并有相对应的导纱杆、导纱轮。经过导纱杆、导纱轮，长丝直接进入前钳口，长丝不经过牵伸与亚麻纱一起加捻成纱。
b、粗纱支数的选择：由于长丝不经过牵伸，纺同等支数的细纱，亚麻粗纱牵伸倍速增大，为了减小细纱的牵伸倍数，粗纱选择3.0支，捻系数0.23.
c、张力装置的改造：张力装置的配置是为了长丝退绕过程中不出现纽结现象，保证长丝在生产过程中有稳定的张力以及位置的稳定。
d、断头自停装置：亚麻湿纺细纱机自带细纱断头自停装置，采用控制喂入罗拉的转动来控制粗纱的喂给并通过细纱探杆来实现断头自停，这种方式正好为sirofil纱的生产提供了方便。
2、研究亚麻黏胶长丝sirofil纱的各项指标。
表1亚麻黏胶长丝sirofil纱各项实验数据
3、研究亚麻粗纱和黏胶长丝的颜色搭配。
开发生产亚麻粘胶色纺纱可以选择粗纱染色，也可以选择黏胶长丝色丝，这样生产出的色纺纱有色纱合股的风格，可以用于梭织和针织。
研究亚麻黏胶长丝sirofil纱的服用性能。
亚麻黏胶长丝sirofil纱毛羽小、弹性大，可以根据黏胶长丝的颜色、旦数来改善纱的风格特点，这样织造的面料改善了纯亚麻面料的一些不足。
亚麻黏胶长丝色纺纱研究的实验方法和工艺路线如下。
1、原料的选择。
a、亚麻原料的选择：本项目的产品最终支数为36nm,在亚麻原料的选择上主要考虑的亚麻原料的分裂度指标，根据试验最终选择了分裂度在230支以上的亚麻打成麻。
b、长丝的选择：因为亚麻湿纺为z捻纱，考虑到成纱效果，选择30d—120d的s捻黏胶长丝。目前生产有色黏胶长丝的厂家也很多,长丝也可以通过染色获得。
2、工艺流程。
打成麻----加湿养生----栉梳机-----成条机-----5道并条-----粗纱---煮漂----加长丝-----细纱----烘干---络筒---打包。
(1)粗纱工序：前面的工序和正常的亚麻湿纺工艺相同，粗纱工序是纺纱的重要准备工序，粗纱的卷绕密度、捻度及车速都直接影响成纱质量。我们适当地调整了粗纱工艺，采用降低粗纱成形变换牙，降低粗纱捻度，减少粗纱在细纱工序牵伸过程中的断头率，提高了生产效率。该产品粗纱支数确定为3.0支，捻系数0.23。可以根据产品要求进行粗纱染色，生产出多品种花色纱。
(2)亚麻sirofil纱的脱胶处理及后纺工序
本申请采用生物脱胶技术对亚麻粗纱进行脱胶除杂后，生产亚麻纱线。生物脱胶技术采用复配酶，即果胶酶、脂肪酶、木聚糖酶、纤柔酶四种酶按照一定比例混合制成酶液，溶解亚麻纤维内部的胶质。多种酶进行复配，保证质量的前提上最大程度的降低了成本。目前行业中最普遍使用的是果胶酶，其价格便宜(33元/kg)效果显著，但是脱胶后的残胶率偏高，不能满足低于2％的项目要求，而且加大浓度后易损伤纤维。木聚糖酶脱胶彻底且不伤纤维，但其价格较贵(225元/kg)。纤柔酶和脂肪酶可以使再脱胶的同时增加麻的柔软性，提高粗纱质量。四种酶复配形成酶液，提高纱线质量，且控制成本。
其实施方案为:利用果胶酶、脂肪酶、木聚糖酶、纤柔酶四种酶按照一定比例复配后发酵所制成的脱胶粗酶液对亚麻进行生物脱胶。菌种经过三级发酵，形成高效的脱胶液体。工艺路线：粗麻纱→复配酶处理→堆仓→酸洗→亚漂→碱洗→氧漂→水洗→纺细纱→干燥→络筒→包装→入库。
工艺参数为：a、酶处理：酶处理采用正交分析的方法，按照4因素3水平进行试验，浴比例为1:15，具体实施情况如下表所示。
表2正交实验因素水平表
b、碱洗:naoh10g/l，na5p3o102％，100℃，2h，浴比1:15。
c、氧漂：h2022.5g/l，naoh1g/l，na2sio32g/l，95℃，45min，浴比1:15。
不同因素组成的9种酶处理试验方案后，对麻的残胶率和强力，柔软度进行了测试，判断出最佳的工艺为：酶用量15％，浸酶温度50℃，浸酶时间1h，堆置时间16h。
d、细纱，干燥，络筒工序：纺高支纱时，细纱产量低，细纱工序要注意调整纱线捻度与成纱强力，注意锭速与纺纱支数的关系,既要提高生产效率，又要保证成纱质量。干燥时间不宜过长，否则造成纤维老化，络筒时应适当降低槽筒转速和张力片重量。
亚麻黏胶长丝sirofil织物设计与制造：亚麻sirofil纱产品目前主要以供应织造、针织服装的织物，亚麻有色黏胶长丝sirofil纱可以分为亚麻染色和有色长丝两方面进行选色，有色长丝颜色品种少，只是生产长丝的厂家固定的几个颜色。
根据长丝和粗纱的颜色最终得到多种色彩的色纱和织物。
织物的外观除了与其原料颜色有关外，还受到织物结构的影响，因为不同的织物结构组织会引起织物表面颜色的分割程度不同，例如2/2斜纹的效果与3/1斜纹或平纹的效果不同，又如经纱连续的经面织物适于织成条形，但对格形却不合适。若想得到混色效应，其色经、色纬排列循环数要小，经纬组织点的浮线要小，如平纹、绉组织等，这样在一定距离远看，才能发生混合效果。如在色块上出现各种提花组织，则提花部分的纱线宜用亮度和纯度较高的花线，与底色形成鲜明对比，从而使花型显得突出。同时该产品也适用于针织。目前，色纺纱在服装面料领域中的应用比例分别为：毛衫25％、针织面料15％、梭织面料3％左右。毛衫的应用相对成熟，外衣化是增长的主要方向；针织面料领域应用的势头较好，运动服装面料、家居服面料、户外服装面料是主要的增长点；梭织面料领域应用尚处在起步阶段，增长潜力巨大，特别是家用纺织面料、衬衣及休闲装面料领域的应用。未来，随着人们服装品位的提升，以及对自然色的追求，色纺纱在纺织面料中的应用比例将会逐步提高。作为纺织业中的朝阳产业，目前色纺尚处在起步阶段，整体产量只占纱线总产量的2％，按全国纺纱产能近亿万锭规模计算，如果未来纱线产业形成色织、布染色、色纺三分天下的格局，那么，色纺纱产业规模将超过2000万纱锭，未来产业前景非常广阔，发展空间巨大。亚麻黏胶长丝色纺纱系列必将分得一杯羹，为企业的未来提供了新产品储备。
在不同种纤维混纺的实践生产过程中，常常会由于不同种纤维之间性能差异太大，而造成纺纱困难。其中主要影响因素有纤维长度、细度、柔软度以及表面性状等指标。从混纺纱径向混和转移理论分析，纤维在加捻过程中，纱条中不同性质纤维因受力不均匀而发生程度不同的内外径向转移，结果造成混纺纱结构不匀。同时，也由于纤维表面摩擦性质，截面形态，纤维间分离状态和纤维卷曲、弯钩、折叠以及其他加工因素影响，造成分层问题和纱线结构问题。
因此为了尽量缩小纤维物理性能之间的差异，改善纱的结构和质量，本项目的研究将采用生物脱胶后性能蓬松柔软的亚麻纱，湿法工艺和有色黏胶长丝在细纱机上实现混纺。从而对提高纱线的弹性、减少纱线的毛羽起了决定性作用。设备改造方面，我们借鉴了毛纺、棉纺的改造经验，专门对亚麻湿纺细纱机进行了合理的改造，保证了生产的顺利进行。
本项目采用的是生物酶脱胶，酶法脱胶是利用果胶酶、半纤维素酶的微生物发酵粗酶液或脱胶酶制剂来浸渍生麻。其作用原理是利用酶的生物活性，降解原麻纤维外包裹的胶质复合体，从而使纤维分离出来。微生物脱胶与酶法脱胶相比，存在一个显著的不同，微生物脱胶是直接将培养好的细菌接种在生麻上，让细菌在生麻上繁殖，分解胶质，酶法脱胶是用细菌培养后的代谢产物，即酶液来浸渍生麻，让生物酶来催化水解胶质，从工艺上讲，与细菌脱胶相比，酶法脱胶操作灵活，可以添加多种辅助酶制剂。脱胶酶类中果胶酶对麻脱胶的效果有着直接的影响，因而果胶酶可以作为脱胶酶酶制剂优劣的一个重要指标。生物酶脱胶主要研究的是酶的复配和优选工艺，这也是本项目在脱胶阶段研究的重点内容。
随着人们生活水平的不断提高，纺织品已经不再是单纯的实用消费品，除了基本的御寒遮体等功能外，更多的是要体现时尚、健康、舒适、运动、环保等元素。这就对纺织品的设计和开发提出了更高的要求。由于色纺纱产品的时尚性、环保性和科技性，目前，国际市场色纺纱制品已十分流行，国内市场也在不断扩大，色纺纱的需求量呈逐年上升趋势。色纺、混纺等新型纱线的需求随着消费结构的升级将以高出普通纱线二倍的速度增长。尽管这些新型纺纱技术应用的效果及前景较好,但仍需探索不同新型纺纱技术的适纺性能、产品工艺过程稳定控制与优化及适宜的产品应用领域,同时积极开发其他新型纺纱技术在色纺领域的应用,以进一步拓展色纺纱种类,提高产品质量,降低产品生产成本,开发研究色纺纱织物。研究亚麻黏胶长丝sirofil色纺纱的花色品种成为了色纺织物的基础。
本项目在脱胶阶段采用生物酶脱胶技术，其和化学脱胶相比具有极大的成本优势，同时避免了大量使用氯气对人体和环境造成的危害。麻纱成条后通过多道混并工序，制得的粗纱经过生物脱胶后，与长丝共同加捻形成细纱。这样制得的亚麻sirofil纱性能提高，脱胶污染小，且可多元化得到多种产品。染色方面可以根据长丝的选择确定是否进行亚麻染色，sirofil纱从外观来看，亚麻毛羽有显著的减少，纱线的弹性、条干也比较理想。
该成果的完成，为麻纺织行业技术进步、节能减排起到很好的示范作用。该成果可直接在麻类生产企业中推广应用，为相关企业带来可观的经济和社会效益，对纺织行业的发展和国民经济建设，具有深远的经济和社会意义。
本项目所生产的纱线可直接作为产品销售，另外纱线作为上游产品可直接用来织造织物，所生产的布料不仅可以用作服装的加工材料，而且可以生产家纺等产品，可增加下游产品的附加值，为企业创造效益。在满足本企业生产服装产品内需的同时，我企业还成立了咨询公司，将该产品向整个麻类行业推广，扩大了产品的销售范围。
具体实施方式
采用生物酶脱胶的方法和传统化学方法相比有很大的成本能源优势。将长丝与亚麻纤维混合进行纺纱的过程中，与普通的麻纤维纺纱相比，无需添加新的设备，只是对细纱机进行改造，节能方面该项目主要在脱胶步骤具有节能优势，下面对此进行具体分析。
(l)原麻：原麻生物脱胶精干麻制成率和化学脱胶相比，可提高制成率3-5％，按提高制成率3％计算，吨精干麻少用原麻0.05吨，目前原麻价5800元/吨，吨精干麻可减少原麻成本290元。
(2)用水：采用生物脱胶后，不浸酸、不碱煮、不漂白，不酸洗，减少洗麻次数，吨精干麻用水可控制在350吨以下，化学脱胶吨精干麻用水平均为750吨，吨精干麻用水量减少了400吨，按0.6元/吨计算，吨精干麻用水成本可减少240元。
(3)用汽：生物脱胶不需高温高压煮炼，用汽量减少，但原麻预处理需要加温烘烤，工业发酵室需用蒸汽加热，吨精干麻用蒸汽为12.6吨，比化学脱胶吨精干麻减少用蒸汽4吨，蒸汽价128元/吨，可减少成本512元。
(4)用电：化学脱胶采用高温高压煮炼，煮液采用循环泵，生物脱胶预处理时将增加用电，二者比较，用电量基本相等。
(5)辅助材料：化学脱胶时，吨精干麻耗液碱l060kg、硫酸125kg、助剂50kg、水玻璃40kg、液氯3okg，生物脱胶在湿润发酵后需少量碱进行升温灭活用，其它化工原料不再使用，吨精干麻减少化工料成本882元。
(6)菌种、菌剂培养：生物脱胶增加折旧大修费，需添加菌种、菌剂培养、发酵等，吨精干麻增加费用1085元。