蛹蛋白纖維的開發(fā)與利用付成款

1、蠶蛹蛋白纖維的開發(fā)與利用付成款 紡織11302 摘 要蠶蛹蛋白粘膠長絲是近年開發(fā)的新型蛋白復合纖維。它是采用化學方法提取蠶蛹,制得紡絲用蛋白質(zhì),再在一定條件下將其與粘膠紡絲原液共混,經(jīng)紡絲加工而制得。探討生產(chǎn)蠶蛹蛋白纖維混紡紗的工藝要點。通過研究蠶蛹蛋白纖維的紡紗性能，根據(jù)后道產(chǎn)品對紗線性能和質(zhì)量的要求，合理選配原料，對蠶蛹蛋白纖維進行紡前預處理；針對混紡纖維性能特點，合理設(shè)計各工序紡紗工藝參數(shù)，有效解決了因蠶蛹蛋白纖維可紡性較差而產(chǎn)生的紡紗技術(shù)難題，最終使蠶蛹蛋白纖維混紡紗的條干cv、強力和毛羽等質(zhì)量指標滿足了使用要求。關(guān)鍵詞：染色； 真絲織物抗菌防皺整理技術(shù)； 蠶蛹蛋白纖維； Modal纖

2、維； 預處理；羅拉隔距； 粗紗定量； 鋼領(lǐng)1 蠶蛹蛋白纖維的染色問題蠶蛹蛋白纖維是我國近年來開發(fā)的一種復合長絲纖維它由粘膠纖維和蠶蛹蛋白按照7030比例混紡而成。133dtex(1 2OD)蠶蛹蛋白粘膠長絲具有良好的物理性能其光澤、吸濕性、懸垂性等具有獨特的優(yōu)點。干濕斷裂強度、干斷裂伸長率線密度偏差、單絲根數(shù)偏差率等主要指標均達到織造的技術(shù)要求 用該纖維制成的織物透氣性、經(jīng)向強力比同類組織結(jié)構(gòu)的真絲織物高 懸垂性、耐磨性、彎曲剛度等性能與同類真絲織物相近吸濕率與真絲和人造絲相當 產(chǎn)品市場前景看好。但是蠶蛹蛋白纖維帶金黃色給纖維漂白和染色帶來一定的難度。一般對蠶蛹蛋白纖維的染色采用Cibacro

3、nC BlueR和活性紅EF一6B兩種染料在4O度的上染率大于5O度的上染率。這是由于溫度升高 染料對纖維的親和力下降 所以染料上染率降低。從染色時間來看兩種染料在染色2O分鐘后 染料的上染量基本上達到平衡狀態(tài) 說明該纖維具有良好的易上染性。該纖維的固色率隨著溫度的升高而下降超過6O度后下降較為明顯因為染色溫度升高后盡管染料和纖維的反應(yīng)速度增大但是隨著染料對纖維的親和力降低 染料的水解速度不斷增大所以染料固色率下降。染色PH值對蠶蛹蛋白纖維的上染率也有較大影響。在上染1O分鐘時PH值45的上染率最高而到2O分鐘直到5O分鐘都是以PH值67的上染率最高。蠶蛹蛋白纖維的上染率還隨著電解質(zhì)用量的增加

4、而增大 CibacronC BlueR染料對電解質(zhì)的敏感性較小 即使在少量電解質(zhì)的情況下也有較好的上染率 而活性紅EF一6B染料對鹽比較敏感。蠶蛹蛋白纖維的固色率隨著碳酸鈉用量的增加而增大活性紅EF一6B在堿用量25gL時 固色率達到相對高的程度 3OgL以上固體色率變化不大。CibacronC BlueR堿用量1 5gL時即達到很高的固色率。對蠶蛹蛋白纖維來說 固色PH值不宜太高以避免纖維蛋白損失過大。目前 蠶蛹蛋白纖維的染色問題亟待解決。 2 真絲織物抗菌防皺整理技術(shù)真絲織物具有優(yōu)良的服用性能 特別適宜于制作對抗茵性有較高要求的內(nèi)衣和嬰JLN裝等產(chǎn)品。但是 真絲織物容易起皺、容易縮水 難打

5、理等缺點 影響了其使用效果。探索提高真絲服用性的技術(shù)途徑，其中采用整理劑是目前國內(nèi)外提高真絲織物抗菌防皺性能的主要攻關(guān)方向之一 而且又以生態(tài)環(huán)保的整理劑為多 殼聚糖作為一種天然可以再生的高分子環(huán)保整理劑，在織物中抗茵防皺整理中已經(jīng)取得了一定的成果。殼聚糖中的氨基陽離子能與細菌細胞壁表面的陰離子相結(jié)合 形成一層高分子膜阻止了細菌細胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的輸送 從而起到抑制細菌生長的作用。當然 也有可能殼聚糖滲透進入細胞內(nèi)部 發(fā)生絮凝作用擾亂細胞正常的生理活動 起到抗茵的目的具體的抗菌機理與不同種類的細胞壁結(jié)構(gòu)有關(guān)。蛹殼聚糖的防皺性能優(yōu)于蟹、蝦殼聚糖這可能是因為蛹殼聚糖與絲纖維具有更加接近的結(jié)構(gòu)和基本特性

6、。處理后織物的斷裂強度、透氣性、白度相差不大。蛹殼聚糖濃度在O75-1 5之間具有較好的抗皺效果。綜合考慮處理織物的手感、白度、成本等因素 采用1O的濃度較為合適。溫度和時間對絲織物的主要機械物理指標有較大的影響綜合各個方面因素 烘焙溫度可控制在1 6O度左右 時間為約9O秒。經(jīng)過蛹殼聚糖整理的真絲綢抗菌性能指標已經(jīng)有明顯的提高 耐洗性試驗結(jié)果表明，整理真絲綢經(jīng)過模擬洗滌后抗菌性、干濕彈性都有所下降。但是即使經(jīng)過3O次洗滌后，抗菌性仍然達到83 7 干、濕折痕加復角仍然提高1 2 2 和189 。在真絲綢的抗菌防皺整理中檸檬酸與殼聚糖有良好的協(xié)同作用 在合適的處理條件下 對于提高真絲綢的抗菌防

7、皺性 保持真絲原有的優(yōu)良服用性能具有實際意義。從發(fā)展趨勢來看 蠶蛹殼聚糖與蝦、蟹聚糖相比 在處理真絲產(chǎn)品中有更加優(yōu)越的性能 用蛹殼聚糖處理真絲織物會越來越受到關(guān)注。3 蠶蛹蛋白纖維的制備蠶蛹蛋白粘膠長絲是近年開發(fā)的新型蛋白復合纖維。它是采用化學方法提取蠶蛹,制得紡絲用蛋白質(zhì),再在一定條件下將其與粘膠紡絲原液共混,經(jīng)紡絲加工而制得。纖維素形成芯部,蛋白質(zhì)集中于表面,二者形成分子上的穩(wěn)定結(jié)合,構(gòu)成了蠶蛹蛋白纖維特定的皮芯結(jié)構(gòu)。3.1 制備過程皮層蛹蛋白的原料為繅絲后的蠶蛹脫脂后產(chǎn)生蛹粕將脫脂蛹1%1.5%NaOH溶液加熱抽提蛹蛋白隨之溶解得到的蛹酪素抽提液經(jīng)過濾后加入一定量硫酸將蛹酪素沉淀最后蛹酪

8、素沉淀物用水洗凈、脫鹽、烘干后得到蛹酪素粉。 復合紡絲時粘膠組分液和蛹酪素粉溶解組分液在噴絲口同時噴出,并發(fā)生化學結(jié)合,形成蛹蛋白粘膠皮芯復合長絲。4 蠶蛹蛋白纖維的性能蠶蛹蛋白粘膠纖維的蛋白質(zhì)集中于纖維表面,其性能與蠶絲相近,且染色性、懸垂性優(yōu)于蠶絲。纖維中蛋白質(zhì)含量為10%20%是一種新型優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)復合纖維。5 蠶蛹蛋白纖維的應(yīng)用 蠶蛹蛋白粘膠纖維的用途非常廣泛,可適用于針織及高速織機,除單獨使用外,還可與真絲、人造絲、滌綸、氨綸等多種纖維交織,是制作高檔內(nèi)衣、恤和春夏時裝的理想面料。6 原料選配及工藝流程蠶蛹蛋白纖維主要技術(shù)指標：干斷裂強度233 cNdtex，濕斷裂強度159 cNdt

9、ex，干斷裂伸長率199，初始模量4397 cNdtex，細度171 dtex，長度378 toni，抗酸斷裂強度226 cNdtex，抗堿斷裂強度23l cNdtex，蛋白含量86(水洗后蛋白損失十分少)，回潮率128。Modal纖維主要技術(shù)指標：干斷裂強度323cNdtex，濕斷裂強度211 cNdtex，干斷裂伸長率141，線密度13 dtex，長度390 mm，含油率O3l，回潮率104。工藝流程如下：A002D型抓棉機一A006B型混棉機一A036C型開棉機一A092A型棉箱給棉機136A076F型成卷機一A186F型梳棉機一FA3ll型并條機葉D40lC型并條機_+A454E型粗紗

10、機一FA503型細紗機一Au眥oner 338型絡(luò)筒機。7 主要工序紡紗工藝技術(shù)71 開清棉根據(jù)蠶蛹蛋白纖維的特點，在紡紗前必須將抗靜電劑和水按18：100的比例混合噴灑在纖維表面，平衡12 h以上方可使用。預處理后的纖維，在紡紗過程中可減少靜電產(chǎn)生，提高可紡性。蠶蛹蛋白纖維和Modal纖維的整齊度好，雜質(zhì)少，纖維問抱合力小，在生產(chǎn)過程中容易受到損傷，所以開清棉工序遵循“精細抓取、漸進開松、以梳代打、均勻混和”的工藝原則，主要加強對纖維的開松和混和。A036C型開棉機選用梳針打手，以減少纖維損傷。主要工藝參數(shù)：A002D型抓棉機的打手伸出肋條25 mm，A036C型開棉機打手速度390 rmi

11、n，A076F型成卷機綜合打手速度800 rmin，風扇速度l 150 rmin，棉卷羅拉速度115 rmin，棉卷定量385 gm。72 梳棉Modal纖維和蠶蛹蛋白纖維蓬松柔軟、卷曲少，要充分考慮到提高梳理質(zhì)量、保證纖維順利轉(zhuǎn)移、減少纖維損傷等幾個方面。主要工藝參數(shù)：生條定量185 g5 m，道夫速度20 rrain，錫林速度300 rrain，刺輥速度700 rmin，錫林蓋板隔距產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用020mrn、018rnm、018rain、018ram、020mm，刺輥錫林隔距O15 mm，錫林道夫隔距010 toni。73 并粗由于原料采用包混，只需進行兩道并合。頭并采用6根并合，配置7

12、5倍的較大總牽伸，后區(qū)牽伸18倍，促進纖維伸直平行和提高分離度，改善二并喂人條的內(nèi)在結(jié)構(gòu)；二并采用8根并合，選用86倍總牽伸和15倍后區(qū)牽伸，以改善熟條的條干均勻度。兩道并合的喇叭口口徑選用28 mill，使纖維條結(jié)構(gòu)緊密，減少意外牽伸。粗紗工序選取配置有防細節(jié)裝置的機臺，合理選擇羅拉隔距、后區(qū)牽伸和粗紗捻系數(shù)等。調(diào)節(jié)粗紗張力，減小一落紗內(nèi)小、中、大紗間的伸長率差異。主要工藝參數(shù)：粗紗定量412 g10 m，后區(qū)牽伸116倍，羅拉隔距22 mm40 rlnl，鉗口隔距65 mill，粗紗捻系數(shù)70。為減少細紗工序產(chǎn)生的毛羽，必須保證纖維在細紗工序處于放濕狀態(tài)。因此，粗紗工序的相對濕度要偏大掌握

13、，一般控制在60左右，并適當增加軸向和徑向卷繞密度，使須條緊密。74 細紗細紗工序選用我們公司自主研發(fā)的具有鴨嘴喇叭口專利技術(shù)的賽絡(luò)緊密紡設(shè)備(專利號：zL2006 2 4)，采用“大捻度、中加壓、大后區(qū)隔距、小后區(qū)牽伸倍數(shù)、小鉗口隔距”的工藝配置。主要工藝參數(shù)：羅拉隔距19 mm35 mill，羅拉加壓137 N98 N x 137N，總牽伸65倍，后區(qū)牽伸12l倍，細紗捻系數(shù)350，鉗口隔距25 aim鋼領(lǐng)型號PG，4254，鋼絲圈型號Bracker 60，錠速15 000 rrain。為有效控制毛羽和棉結(jié)的產(chǎn)生，我們加強了設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，嚴格落實機臺維修責任制，保證鋼領(lǐng)板、隔紗板、清

14、潔器和導紗鉤等卷繞部件符合工藝上車要求，加強錠子、鋼領(lǐng)、細紗管等專件的維護保養(yǎng)。75 絡(luò)筒絡(luò)筒工序的工藝原則是“低速度、小張力”。車間相對濕度偏大掌握，控制在65一70，選用具有穩(wěn)定一致絡(luò)紗張力和氣圈控制器的Autoconer338型絡(luò)筒機，加強槽筒溝槽、張力柵欄等紗線通道部位清潔工作，保證通道光滑，無毛刺，以減少紗線退繞時毛羽的產(chǎn)生。經(jīng)測試，蠶蛹蛋白纖彩Modal纖維5050145 tex紗的主要質(zhì)量指標為：百米重量CV18，條干CV 119，細節(jié)1Wkm，粗節(jié)16個kin，棉結(jié)32bkm，斷裂強度179 cNtex，強力Cy 88。毛羽指數(shù)日352。8 結(jié)語對蠶蛹蛋白纖維進行預處理是保證紡

15、紗生產(chǎn)順利進行的關(guān)鍵，每批次投料必須嚴格執(zhí)行設(shè)定的纖維預處理工藝，保持各批次之間工藝的一致性。各工序圍繞保證纖維順利轉(zhuǎn)移、防止纏繞、提高成紗條干水平等方面合理設(shè)計各工序紡紗工藝參數(shù)，最終可使蠶蛹蛋白纖維混紡紗的質(zhì)量水乎達到了預期目標。合理調(diào)節(jié)車間溫濕度，加強設(shè)備維修保養(yǎng)和運轉(zhuǎn)管理，對于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量同樣非常重要。在車間進行了相關(guān)新產(chǎn)品的開發(fā)。蠶蛹蛋白纖維雖然具有不少優(yōu)良特性，但也存在可紡性較差的缺點。因此，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，我們重點研究了蠶蛹蛋白纖維的預處理工藝，通過多次對比試驗，有效地改善了纖維的可紡性，保證了紡紗過程的順利進行，成功開發(fā)了蠶蛹蛋白纖維純紡和蠶蛹蛋白與莫代爾、POREL混紡紗線，而且同配比、同紗支紗線的質(zhì)量在條干CV值、粗節(jié)、棉結(jié)和單紗強力等各方面都大大優(yōu)于同行水平。該紗線可用于生產(chǎn)高檔服裝面料、T恤、內(nèi)衣、床上用品等產(chǎn)品，目前已有廠家采用蠶蛹蛋白纖維純紡紗開發(fā)了高檔針織內(nèi)衣。蠶蛹蛋白產(chǎn)品保留了真絲織物的優(yōu)