专利名称:木棉纤维在纺纱、纺织领域的制造方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种助剂，经该助剂处理的木棉纤维及其处理方法，以及该木棉纤维在纺织物中的应用，属于纺织技术领域：
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背景技术：
目前，在纺织品织物原料中，绿色、纯天然纤维织物越来越受到人们推崇，近年来我国在逐年增长的纺织品出口比例中，纯天然“植物纤维”织物的比例已占据了绝对优势，然而由于传统天然植物原料自身特点的局限，使得这类产品，成品的附加值非常低，在大量出口的背后，我们不仅付出了大量的廉价劳动力，而且同时还付出了大量的廉价原材料，这些特性还使得这类纺织产品在创新和突破上有着很大的局限性。
棉花是用途最广泛的常规原料之一，属天然植物纤维，在崇尚绿色、纯天然纤维织物的今天，越来越受到人们的青睐，但因其自身特点及条件的局限，如保暖性、柔软性一般、纤维光泽度及弹性较差、不防水、防湿、纤维比重较重等等，故而其产品的附加值不是很高，而且当含棉量超过50％以上时，出口时还要受到纺织品配额的限制。
麻纤维，也属天然植物纤维，人们仍在努力的开发应用它，但其在纺织品面料织物应用中的局限更大，麻纤维生硬无柔软性，纤维光泽度、保暖性较差，故而其生产出来的产品柔软性、手感、色泽、保暖性更差。
木棉纤维是一种在纺织工业中不太为人熟知的纤维，是生长在亚热带地区的一种木科类野生天然植物(树)上的果中，与棉花很相似。其纤维表面光滑、光泽度极好，它是一种天然的高中空、超细纤维。过去由于人们对木棉纤维的的研究很少，而各研究者所采用的木棉品种也不尽相同，因此不同文献报道的纤维细度、长度等各项指标均有差异。发明人通过大量的采集、检测、调研工作，通过对国内、外不同产地的不同树种进行统计、对比、研究，不同树种的各项指标基本在如下范围；木棉纤维长度8～34mm，平均15～25mm。纤维中段直径18～45μm，平均30～36μm。线密度0.4～0.7dtex。壁厚0.5～2μm，纤维细度为0.9～3.2dtex，单纤维密度仅为0.29g/cm3，而棉纤维为1.53g/cm3。木棉纤维的相对扭转刚度为71.5×10-4cN.cm2/tex2，比玻璃纤维的还大。这使得加捻效率降低，又因纤维长度较短、强度低、表面过于光滑、抱合力较差，因此用传统的纺纱方法难以纺制成纱，这是导致过去一直没有很好地应用木棉纤维的重要原因。
与其它一些“天然纤维”和“合成纤维”相比，木棉纤维是真正纯天然的环保材料。木棉树从不施化肥、农药，也从不被虫蛀，“木棉纤维”自身有着独特的防霉、防潮、防水、防蛀的特点。中空度高达80％-90％，使其具有很强的保暖性及挡风能力(保暖性是鸭绒的1.8倍)，而人类开发的最新高技术纤维的中空度只有25％-50％(因此它将有可能成为人类最理想的保暖材料)，而超细的线密度0.4-0.7dtex仅为棉花纤维的1/2，是目前世界上最细的天然超细纤维。其比重比棉纤维小很多，由于其比重轻、中空比例高、冷水状态下不吸水，用它制作的织物晾晒干的快，并可便于携带，对于夜间露宿及我国南方潮湿的冬季，是最好的保暖、防湿佳品。它对人体皮肤无任何刺激和不良影响，超细、柔滑的纤维，使其手感柔软、温暖、滑顺、舒适，属天然纤维材料中的上品，在崇尚天然材料的今天对纺织织物中的应用有着极好的前景。
但是，正是由于木棉纤维长度较短、线密度低，纤维表面光滑抱合率差、强度低、纤维比重过轻难以纺制成纱，故一直以来始终难以将其作为真正的纺织材料进行纺织品的制作；甚至于大百科全书中已明确将其定性描述为“只能作为填充物，不能作纺织材料”。所以，过去木棉纤维在纺织品中的应用几乎是空白。近几年曾有人利用棉花或合成纤维与其混纺，但只能纺制粗支纱，而且其强度很差、条干不均，最终难以形成规模化产品或商品。因此，在传统纺织技术和方法中，木棉纤维一直不能进一步加工。目前，仅有日本大和纺公司开发的木棉与棉混纺织物，其木棉纤维含量在30％-50％，混纺纱支为8S、10S、20S粗支纱，以及尼日利亚木棉纤维与棉纤维50％-50％混纺的20支以下的粗支纱；而且，所有文献都强调单用木棉纤维纯纺不能实现，木棉纤维与棉纤维混纺不能实现木棉纤维在50％以上。木棉与麻混纺，也未见有成功案例，而利用“动物纤维”与“木棉纤维”混纺成纱，更是从未有过记载。
发明内容本发明的目的在于提供一种木棉纤维在纺纱前处理中使用的助剂。
本发明的另一目的在于提供一种木棉纤维应用上述助剂的纺纱前处理方法。
本发明的又一目的是提供一种应用上述处理方法得到的纺纱用木棉纤维。
本发明的再一目的是提供一种经上述助剂处理后得到的木棉纤维在纺织物中的应用。
所述的助剂由以下重量份组分构成丙烯酸酯30-55淀粉 30-50聚乙烯醇15-25
水 150-600。
所述的助剂优选由以下重量份组分构成丙烯酸酯35-45淀粉 35-45聚乙烯醇20水 250-350。
上述的助剂中，最优选由以下重量份组分构成丙烯酸酯40淀粉 40聚乙烯醇20水 300。
所述的丙烯酸酯优选丙烯酸丁酯。
所述的聚乙烯醇优选分子量为500-1500的PVA。
本发明中，所述的木棉纤维应用上述助剂的纺纱前处理方法为将上述助剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至60-80℃，加入混合液30-35倍重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行半定型处理10-20分钟，使助剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。然后将纺制成的纱送入烘房在100℃的温度下进行纱支定型处理。
木棉纤维经上述处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，不仅能够与其他纤维顺利进行混合纺纱，还能够单独进行纯木棉纤维纺纱。
本发明中，当木棉纤维与棉纤维或麻纤维混纺时，木棉纤维的混纺比例可高达70％，能够得到32支--45支的高支纱。当木棉纤维与羊毛混纺时，木棉纤维的混纺比例可高达65％，得到32支以上的高支纱。当木棉纤维与兔毛混纺时，实现了木棉纤维70％、兔毛20％、锦纶10％混纺比例的21支--32支的中支纱；当木棉纤维与驼毛混纺时，实现了木棉纤维70％、驼毛20％、锦纶10％混纺比例的32支以上的高支纱。当木棉纤维与人造纤维混合纺纱时，利用各种人造纤维自身的特点，将其以不同比例与木棉纤维混合纺纱，实现了木棉纤维混纺比例高达70％--95％的21支--45支的中、高支纱。当木棉纤维进行单独纯纺时，实现了木棉纤维纯纺比例高达100％的21支--32支中支纱。
上述纺制的各类纱支，经织造成为各类花色布、牛仔布、卡其布、天鹅绒、呢料、游泳衣料，可制作床上用品、地毯、壁布、家饰家装面料、工业用面料、服装、服饰；可“针织”制作各类针织的内、外衣、T恤面料、服装、服饰；可“编织”制作各类毛衣、外套、服装、服饰。
本发明提供了木棉纤维纺前预处理的助剂及其预处理工艺方法，弥补了木棉纤维因比重轻、易飞花、难成网、成条而无法纺纱的缺陷，实现了用100％的木棉纤维作为原料进行纺纱。通过采用木棉纤维纺纱，实现了规模生产，现已能纺制成45支的高支纱，且纱支条干均匀，能生产各种(机织、针织、编织)纺织品面料、服装、家纺、地毯、家饰家装面料、工业用纺织品，为木棉纤维今后更深层次的开发利用奠定了重要基础，打破了对该技术领域：
的传统认识，突破了大百科全书的禁律，填补了纯木棉纤维不能纺纱和木棉纤维与其它纤维混纺不能实现纺制高支纱的世界空白。木棉纤维在纺织品领域的成功应用，将产生不可估量的经济效益和社会效益。它将打造出一个国际、国内新兴的纺织产业，形成纺织行业中一个新型产业链。
木棉纤维的综合成本低于棉花成本。随着工业经济的飞速发展，土地可耕种面积将会越来越少，而棉花纤维必须种植在有限的农田之中，因此，可耕种土地的减少将导致棉花纤维的产量也会随之减少，棉花的种植成本会越来越高，棉花的资源将成为新的问题。木棉纤维生长在亚热带和我国云南、广西、广东、福建一带的木棉树上，如果在我国南方地区的荒山中大量种植木棉树，既增加了我国森林面积、绿化了山林、保护了水土植被，节约了有限的农田，又可以活跃贫困山区经济，增加山区农民收入，一次种植终身受益。
同时，由本发明提供的木棉纤维在制成织物时，木棉纤维的比例超过51％，且不改变纯棉纤维性质，因此，不被美国及欧盟的纺织品配额所限制，木棉纺织品出口可为国家换取大量的外汇，这还将使受配额“困扰”的纺织行业受益。
图1为木棉织物与普通织物的保温率和平方米重量关系图2为木棉织物与普通织物的透气率和平方米重量关系具体实施方式实施例1-6
将上述助剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至相应温度，加入一定重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行相应时间的半定型处理，使助剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。
木棉纤维经上述处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，不仅能够与其他纤维顺利的进行混合纺纱，还能够单独进行纯木棉纤维纺纱。将纺制成的纱送入烘房在100℃的温度下进行纱支定型处理。
使用实施例1得到的木棉纤维与棉麻纤维混纺，木棉纤维的混纺比例高达70％，得到32支--45支高支纱。
使用实施例2得到的木棉纤维与羊毛混纺，木棉纤维的混纺比例可高达65％，得到32支以上的高支纱。
使用实施例3得到的木棉纤维与兔毛混纺，得到了木棉纤维70％、兔毛20％、锦纶10％混纺比例的21支--32支中支纱。
使用实施例4得到的木棉纤维与驼毛混纺，得到了木棉纤维70％、驼毛20％、锦纶10％混纺比例的32支--45支高支纱。
使用实施例5得到的木棉纤维与人造纤维混合纺纱，得到了木棉纤维混纺比例高达70％--95％的21支--45支中、高支纱。
使用实施例6得到的纯木棉纤维纺纱，得到了木棉纤维高达100％的21支--32支中支纱。
实施例7将实施例2-6得到的木棉纤维在同等条件下纺纱，进行测试，计算平均值，结果如下1、强力测试对比
全棉纱强力为＞8.8CN/tex木棉纱强力为＞8.2CN/tex2、纱支条干均匀度变异系数测试对比全棉条干均匀度变异系数(CV％)11.0木棉条干均匀度变异系数(CV％)11.243、木棉纱和全棉纱直径测试对比全棉0.357mm木棉0.371mm实施例8应用实施例1得到的木棉纤维，在相同条件下制造内衣，与全棉内衣进行对比，数据如下1、全棉保暖内衣检测数据传热系数(w/m2.℃) 3.3克罗值(CLO) 0.17保暖率 242、木棉保暖内衣检测数据传热系数(w/m2.℃) 6.024克罗值(CLO) 1.072保暖率 43.99实施例9总之用木棉纤维制成的面料及四季服装，其产品特点轻、柔软、舒适、光滑、鲜艳、抗静电、不易缠结，吸湿导湿、不霉不蛀，常温下耐酸碱，是真正的绿色天然环保产品。
下面是木棉纤维与全棉及其它纤维在制造各类保暖内衣中的各项检测数据，供参考我国行业标准规定，保暖衣的保暖率不得小于30％。而本公司开发的系列木棉高效保暖内衣具有保暖效果好、保暖率平均值在50％左右，优于羊绒、羽绒。传导热阻比全棉产品高20％以上，对流热阻为全棉产品的2-3倍，保暖率为世界领先。透湿气量、柔软、舒适度优于全棉织物；具有触感柔软、温暖(超细木棉与纯棉产品的触感差异类似羊绒与羊毛的差异)吸湿、导湿、弹性、舒适几大特点1.保温率(依照国家标准GB1048-89，利用YG606型平板式织物保温仪测试)主要反映面料的热传导性能，可以看出与全棉和涤棉产品相比，木棉保暖内衣的保温率明显提高，这说明其传导热高。(见图1)2.透气量反映面料的挡风性能(目前国内没有仪器专门考核面料的对流散热性能或挡风性能，此处用Y561型透气性测试仪衡量面料的挡风性能)，透气量愈大，对流散热量愈大，挡风性能越差。显然，木棉保暖内衣的对流散热量明显低于全棉和涤棉对比试样，说明挡风性能很好。
3.透湿气量是织物湿舒适性的直接度量，从表中数据可以看出木棉与全棉织物的透湿气量相当，从理论上也可说明二类结构相同、吸湿性相同，面料的透湿气量或湿舒适性相当。所以，木棉与全棉织物具有类似的湿舒适性，穿着时决不会感到闷蒸。有些人喜欢用透气量反映织物的湿舒适性，实际上透气量与湿舒适性不能直接对应，例如很多涤纶织物透气量高但湿舒适性还是不好，人会感觉闷蒸。相反透气量过大保暖效果则会降低。
下面是将(系列木棉高效保暖内衣中其中的两个品种)与结构完全相同的全棉及涤棉产品的主要性能进行对比测试指标对比表
权利要求
1.一种助剂，其特征在于，所述的助剂由以下重量份组分构成丙烯酸酯30-55淀粉 30-50聚乙烯醇15-25水 150-600。
2.根据权利要求
1所述的助剂，其特征在于，所述的助剂由以下重量份组分构成丙烯酸酯35-45淀粉 35-45聚乙烯醇20水 250-350。
3.根据权利要求
2所述的助剂，其特征在于，所述的助剂由以下重量份组分构成丙烯酸酯40淀粉 40聚乙烯醇20水 300。
4.根据权利要求
1、2或3所述的助剂，其特征在于，所述的丙烯酸酯为丙烯酸丁酯。
5.根据权利要求
1、2或3所述的助剂，其特征在于，所述的聚乙烯醇优选分子量为500-1500。
6.一种应用权利要求
1-5所述助剂的木棉纤维前处理方法，其特征在于，所述的前处理方法为将助剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至60-80℃，加入混合液30-35倍重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行半定型处理10-20分钟，使助剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。
7.一种应用权利要求
6所述处理方法得到的木棉纤维，其特征在于，所述的木棉纤维经前处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，能够与其他纤维顺利进行混合纺纱。
8.一种应用权利要求
6所述处理方法得到的木棉纤维，其特征在于，所述的木棉纤维经前处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，能够单独进行纯木棉纤维纺纱。
9.权利要求
7、8所述的木棉纤维在纺织物中的应用。
专利摘要
本发明涉及一种助剂，经该助剂处理的木棉纤维及其处理方法，以及该木棉纤维在纺纱、纺织物中的制造方法及应用，属于纺织技术领域：
。所述的助剂由30－55份丙烯酸酯、30－50份淀粉、15－25份聚乙烯醇和150－600份水构成。所述的木棉纤维前处理方法为将上述助剂的各组分混合，形成助剂混合液，将混合液加热至60－80℃，加入混合液30－35倍重量的木棉纤维，混合均匀，在混料房中用80℃的水蒸气，对木棉纤维进行半定型处理10－20分钟，使助剂混合液均匀的喷洒在木棉纤维表面并干燥，前处理即完成。木棉纤维经上述处理，表面形成毛刺，抱合力大大加强，不仅能够与其他纤维顺利进行混合纺纱，同时还实现了纯木棉纤维能够单独进行纯纺纱。
文档编号D06M15/01GK1990946SQ200610078141
公开日2007年7月4日 申请日期2006年4月26日
发明者戴建荣 申请人:戴建荣, 李慧君导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan