本发明属于纺织面料技术领域，具体涉及一种高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法。
背景技术：
苎麻是一种我国特有的代表性天然麻纤维，资源丰富，非常适合加工成高档纺织面料。相比于一般的天然纤维如棉纤维、羊毛等，苎麻纤维更细长，初始模量大、质地轻，吸湿散湿和透气性更优异；由于含有嘧啶、嘌呤等结构，苎麻纤维具有显著的抗菌作用，能够抑制金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等细菌生长，使苎麻面料具有优异的防腐、抗菌、防霉性，是一种具有卫生保健作用的高附加值纺织原料。随着社会的进步和生活水平的提高，服装和家纺市场向着绿色、无污染的方向发展，人们的穿着服饰、家纺织物由化纤面料转为越来越追求天然纤维面料。苎麻面料质地轻巧、通风透气、易洗快干、吸湿排汗、抗菌保健，适合加工成高档服装或家用纺织品，具有广阔的市场空间。
苎麻收割后，从麻茎上剥取麻皮，再从麻皮上刮去青皮得到苎麻韧皮，经晒干后成为苎麻纺织的原料，称为原麻。原麻含有70％左右的纤维素，除此之外的化学组成主要有果胶、半纤维素、木质素及少量的脂肪蜡质和灰分等，统称为胶质；胶质包围在纤维的外表，胶合着所有的单纤维，使纤维胶结在一起呈坚固的片条状，赋予纤维僵硬性。故要得到可纺的苎麻纤维，必须去除胶质、释出纤维使其呈单纤维分离状态，以达到纺织要求，此过程称为脱胶。苎麻纤维脱胶的方法主要有：土法、物理机械法、生物法和化学法。土法是民间手工工艺流传的方法，不适合工业化生产。物理机械法是借助于专门机械设备的物理机械力和辅助处理，进行脱胶、开纤和整理，单独使用难以达到良好的脱胶效果。生物法是利用微生物(如经过筛选的脱胶菌、产酶菌)或酶(如果胶酶、半纤维素酶、木质素降解酶)，对苎麻胶质大分子进行分解以实现脱胶，但是由于微生物或酶制剂的活力太低，脱胶效率不高，脱胶质量也无法满足工业生产的要求，目前还停留在实验阶段，无法大规模应用于工业生产。
目前，苎麻脱胶在工业上应用最广泛的还是化学法；化学脱胶的基本原理是利用酸、碱和氧化剂的水解氧化作用，破坏原麻中的胶质大分子，使之变成能溶入溶液的小分子，从而分离、去除原麻中的胶质成分。传统的苎麻化学脱胶分为三个阶段：预处理、碱液煮练和后处理阶段，比较成熟的工艺过程是：原麻拆包扎把→浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→打纤及水洗(→漂白)→酸洗→水洗→脱水(→精练→水洗)→给油→脱水→烘干。上述工艺能使苎麻的脱胶效果达到一般纺织工业生产的要求，但是脱胶时间长、脱胶率不高，尤其对于高支苎麻原料不能充分释放支数，所得苎麻纤维支数低、纤维粗硬，只能生产7.5nm-36nm的常规苎麻纱和布等中低档纺织品，质厚且较为粗糙，难以纺制轻薄的高支纱，附加价值不大。
因此，如何开发一种高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，提高苎麻纤维支数和柔软度，以获得高支、轻薄的苎麻纺织面料，是需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，所得苎麻纤维支数高，残胶少，柔软蓬松，适合用于生产高支、轻薄的苎麻纺织面料。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)预浸：将苎麻原麻浸没于氢氧化钠浓度为16.0-20.0g/l的预浸液中预浸20-30min，后取出脱水至含水量为45％-50％，得预浸料；
2)汽爆：将步骤1)所得预浸料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为200℃-210℃，爆破压力为3.0-3.2mpa，保温保压3.0-4.5min，卸压出料得汽爆料；
3)煮练：将步骤2)所得汽爆料置于脱胶液中保温煮练20-30min，后取出得煮练料；所述脱胶液包含以下浓度的组分：氢氧化钠8.0-10.0g/l、亚硫酸钠1.5-2.0g/l、偏硅酸钠1.5-2.0g/l、三聚磷酸钠2.0-2.5g/l、十二烷基苯磺酸钠1.0-1.5g/l，余量为水；
4)超声洗麻：将步骤3)所得煮练料置于50℃-60℃水中，超声浸洗10-15min，后取出漂洗至中性，脱水得水洗料；
5)后处理：将步骤4)所得水洗料进行给油、脱油水、干燥，即得。
步骤1)中，所述预浸的浴比为1:(3.0-4.0)。
上述制备方法中，从蒸汽爆破装置中卸出的爆破料直接进入盛有脱胶液的煮练装置中进行煮练，间隔时间≤2min。
步骤3)中，所述保温煮练的温度不低于90℃；所述保温煮练的浴比为1:(10-12)。
步骤4)中，所述超声浸洗的超声频率为30-40khz；所述超声浸洗的浴比为1:(5.0-6.0)。
步骤5)中，所述给油是将步骤4)所得水洗料浸入含油的乳化液中，浴比为1:(8.0-10.0)，温度为80℃-90℃，时间为20-30min。
步骤5)中，所述脱油水是采用离心式脱水机进行脱水，至含水率低于55％；所述干燥是用烘干机中在80℃-95℃条件下干燥15-20min。
本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，先将苎麻原麻浸没于氢氧化钠浓度为16.0-20.0g/l的预浸液中预浸20-30min，碱液与原麻之间发生润湿、吸附、扩散作用，使碱液充分浸润苎麻原麻，并且使之软化；通过烘干脱水，大部分氢氧化钠随预浸料进入蒸汽爆破装置进行蒸汽爆破，进行碱法汽爆。苎麻原麻事先经过预浸软化，可避免干燥原麻直接蒸汽爆破时纤维过度粉碎成粉末。
本发明采用碱法汽爆操作，蒸汽温度为200℃-210℃，爆破压力为3.0-3.2mpa，保温保压3.0-4.5min，在蒸汽维压过程中，溶液、蒸汽携带碱成分快速渗透进入原麻纤维内部，接触到初生壁中的半纤维素、果胶和次生壁中的半纤维素和木质素，胶质发生水解，纤维溶胀。在高温高压条件下，碱成分与木质素的反应快速进行，木质素大分子快速降解而脱出，并且促使与之连接的半纤维素加速溶解，果胶溶出，胶质大分子被破坏，胶合作用减弱甚至消失，胶质与纤维分离。由于保温保压时间短，原麻主要成分纤维素并不会发生过度水解，不影响苎麻单纤维的结构和强度。保温保压结束后，蒸汽爆破装置瞬间卸压出料，由于压力骤然释放、温度快速降低，该过程产生的二次蒸汽使润湿的原麻发生爆破，由于失去了胶质大分子的胶合作用，纤维结构快速撕裂，苎麻纤维分离细化，单纤维充分释放。
本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，将所得汽爆料直接置于脱胶液中保温煮练20-30min，所述脱胶液由水和氢氧化钠、亚硫酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠组成。从蒸汽爆破装置中卸出的爆破料直接进入盛有脱胶液的煮练装置中进行煮练，此处煮练的作用是将经蒸汽爆破与纤维分离的松散胶质物质溶出，防止因低温重新沉淀和凝结。所用脱胶液中，氢氧化钠进一步与胶质大分子反应，减少纤维表面残胶；十二烷基苯磺酸钠耐高温、去污性好，具有良好的乳化能力和渗透性，与苎麻纤维表面接触，促进胶质物质从纤维表面脱离；三聚磷酸钠和偏硅酸钠分散能力和胶溶能力强，能促进胶质物质分散悬浮于液体中；亚硫酸钠作为稳定剂使用，协助十二烷基苯磺酸钠保护纤维减少损伤，提高纤维品质。由于蒸汽爆破已经破坏了胶质与纤维的胶合结构，此处脱胶液主要起溶出作用，短时间煮练即可充分溶出胶质物质，达到分离胶质物质的目的。
本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，在煮练后将所得煮练料置于50℃-60℃水中，超声浸洗10-15min，后取出漂洗至中性，脱水得水洗料；通过超声振动和空化作用，打散细小纤维的聚结，使纤维间隙和表面的残胶和残余脱胶液成分被水置换出，达到进一步脱胶和清洗的目的。
本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，所得苎麻纤维的残胶率达到1.20％以下，残胶少，脱胶率高；纤维支数高，达到2655nm以上，使高支苎麻原麻的原纤维充分释放；由于蒸汽爆破和煮练的时间短，并不会过度破坏苎麻纤维的纤维素结构，强度损失小。从纤维外观上看，所得苎麻纤维的色泽及脱胶均匀，纤维柔软松散，硬块、夹生、红根极少；斑疵、油污、铁锈、杂质、碎麻极少。所得苎麻纤维的一等品率达到93.54％以上，质量高，柔软蓬松，适合用于生产高支、轻薄的苎麻纺织面料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
具体实施方式中，所用苎麻原麻为苎麻多倍体(tri-1)高支品种(纤维支数≥2500nm)，含杂率≤0.1％，附壳率≤0.01％，无霉变现象；使用前解捆、抖松，无需扎把。
具体实施方式中，配制预浸液：将配方量的氢氧化钠溶于水中制成预浸液。
配制脱胶液：将配方量的氢氧化钠溶于水中制成水溶液，再加入配方量的亚硫酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠，搅拌至分散均匀制成脱胶液。
具体实施方式中，所用乳化油由以下质量含量的组分组成：大豆油50％、油酸5％、三乙醇胺2.5％，余量为水。后处理步骤中给油所用乳化液是由每吨水加入3.5kg乳化油混合制成的。
实施例1
本实施例的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)预浸：按照浴比为1:3.0的比例，将苎麻原麻浸没于氢氧化钠浓度为20.0g/l的预浸液中预浸20min，后取出烘干脱水至含水量为50％，得预浸料；
2)汽爆：将步骤1)所得预浸料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为200℃，爆破压力为3.2mpa，保温保压4.0min，卸压出料得汽爆料；
3)煮练：按照浴比为1:10的比例，将步骤2)从蒸汽爆破装置卸出的汽爆料直接(间隔时间≤2min)装入盛有脱胶液的煮练装置中进行煮练，95℃保温煮练30min，后取出得煮练料；
所述脱胶液包含以下浓度的组分：氢氧化钠10.0g/l、亚硫酸钠1.5g/l、偏硅酸钠2.0g/l、三聚磷酸钠2.0g/l、十二烷基苯磺酸钠1.5g/l，余量为水；
4)超声洗麻：按照浴比为1:6.0的比例，将步骤3)所得煮练料置于60℃热水中，在30khz频率超声条件下浸洗15min，后取出再用少量水漂洗至纤维的酸碱度呈中性，采用离心式脱水机进行脱水，至含水率低于55％，得水洗料；
5)后处理：按照浴比为1:8.0的比例，将步骤4)所得水洗料浸入乳化液中，在85℃条件下浸渍30min进行给油，后取出用离心式脱水机进行脱油水，至含水率低于53％，再置于烘干机中在90℃条件下干燥15min，即得所述苎麻纤维。
实施例2
本实施例的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)预浸：按照浴比为1:3.5的比例，将苎麻原麻浸没于氢氧化钠浓度为18.0g/l的预浸液中预浸25min，后取出烘干脱水至含水量为50％，得预浸料；
2)汽爆：将步骤1)所得预浸料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为210℃，爆破压力为3.0mpa，保温保压3.5min，卸压出料得汽爆料；
3)煮练：按照浴比为1:11的比例，将步骤2)从蒸汽爆破装置卸出的汽爆料直接(间隔时间≤2min)装入盛有脱胶液的煮练装置中进行煮练，95℃保温煮练25min，后取出得煮练料；
所述脱胶液包含以下浓度的组分：氢氧化钠9.0g/l、亚硫酸钠2.0g/l、偏硅酸钠1.5g/l、三聚磷酸钠2.5g/l、十二烷基苯磺酸钠1.0g/l，余量为水；
4)超声洗麻：按照浴比为1:5.0的比例，将步骤3)所得煮练料置于50℃热水中，在40khz频率超声条件下浸洗15min，后取出再用少量水漂洗至纤维的酸碱度呈中性，采用离心式脱水机进行脱水，至含水率低于55％，得水洗料；
5)后处理：按照浴比为1:8.0的比例，将步骤4)所得水洗料浸入乳化液中，在85℃条件下浸渍30min进行给油，后取出用离心式脱水机进行脱油水，至含水率低于53％，再置于烘干机中在90℃条件下干燥15min，即得所述苎麻纤维。
实施例3
本实施例的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)预浸：按照浴比为1:4.0的比例，将苎麻原麻浸没于氢氧化钠浓度为16.0g/l的预浸液中预浸30min，后取出烘干脱水至含水量为50％，得预浸料；
2)汽爆：将步骤1)所得预浸料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为205℃，爆破压力为3.1mpa，保温保压4.5min，卸压出料得汽爆料；
3)煮练：按照浴比为1:12的比例，将步骤2)从蒸汽爆破装置卸出的汽爆料直接(间隔时间≤2min)装入盛有脱胶液的煮练装置中进行煮练，95℃保温煮练20min，后取出得煮练料；
所述脱胶液包含以下浓度的组分：氢氧化钠8.0g/l、亚硫酸钠1.8g/l、偏硅酸钠1.7g/l、三聚磷酸钠2.3g/l、十二烷基苯磺酸钠1.2g/l，余量为水；
4)超声洗麻：按照浴比为1:5.5的比例，将步骤3)所得煮练料置于55℃热水中，在35khz频率超声条件下浸洗10min，后取出再用少量水漂洗至纤维的酸碱度呈中性，采用离心式脱水机进行脱水，至含水率低于55％，得水洗料；
5)后处理：按照浴比为1:8.0的比例，将步骤4)所得水洗料浸入乳化液中，在85℃条件下浸渍30min进行给油，后取出用离心式脱水机进行脱油水，至含水率低于53％，再置于烘干机中在90℃条件下干燥15min，即得所述苎麻纤维。
实验例
本实验例对实施例1-3所得苎麻纤维进行检测。检测方法参照《gb/t20793-2006苎麻精干麻》，结果如表1所示。
表1实施例1-3所得苎麻纤维质量检测结果
从表1可以看出，实施例1-3所得苎麻纤维的支数分别为2673nm、2655nm和2680nm，残胶率分为1.14％、1.20％和1.12％。实验结果表明，本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，所得苎麻纤维的残胶率达到1.20％以下，残胶少，脱胶率高；纤维支数高，达到2655nm以上，说明高支苎麻原麻的原纤维充分释放。
同时，实施例1-3所得苎麻纤维的束纤维断裂强度分别为5.78cn/dtex、5.82cn/dtex和5.66cn/dtex，远远高于苎麻纤维的质量要求。实验结果表明，本发明的高支纺织面料用苎麻纤维的制备方法，由于蒸汽爆破和煮练的时间短，并不会过度破坏苎麻纤维的纤维素结构，强度损失小。从纤维外观上看，所得苎麻纤维的色泽及脱胶均匀，纤维柔软松散，硬块、夹生、红根极少；斑疵、油污、铁锈、杂质、碎麻极少。经检测计算，所得苎麻纤维的一等品率达到93.54％以上，质量高，柔软蓬松，适合用于生产高支、轻薄的苎麻纺织面料。