牛奶蛋白纖維的性能與應(yīng)用

牛奶蛋白纖維的性能與應(yīng)用

牛蛋白質(zhì)纖維是利用生物化學(xué)、化工和紡織新技術(shù)和合成的新材料來(lái)創(chuàng)造的。牛奶蛋白纖維集天然纖維(棉、麻、毛、蠶絲)和化學(xué)纖維的優(yōu)點(diǎn)于一體,它不僅具有化學(xué)纖維強(qiáng)度高、收縮小、防霉、防蛀的品質(zhì),又具有天然纖維柔軟、親膚、吸濕、透氣、染色好、色牢度強(qiáng)、無(wú)靜電等優(yōu)點(diǎn),光澤和導(dǎo)濕性指標(biāo)是其它任何纖維無(wú)法比擬的。近年來(lái),我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展為牛奶蛋白纖維的生產(chǎn)提供了取之不盡、用之不竭的原料來(lái)源。將這些低值農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又导徔椩?對(duì)于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),開(kāi)發(fā)農(nóng)副產(chǎn)品資源,促進(jìn)紡織原材料的更新,都具有重要的意義,也非常符合中國(guó)國(guó)情。以農(nóng)副產(chǎn)品牛奶為原料,利用高新技術(shù)研制,生產(chǎn)牛奶蛋白纖維,符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,是新紡織原料開(kāi)發(fā)上的一項(xiàng)突破。11.1牛奶蛋白纖維面料牛奶蛋白纖維既具有天然蠶絲的優(yōu)良特性,又具有合成纖維的物化性能,它的出現(xiàn)滿足了人們對(duì)穿著舒適性、美觀性的追求,符合保健、健康的潮流。采用此種纖維生產(chǎn)的織物有以下特點(diǎn):(1)外觀華麗。牛奶蛋白纖維面料具有真絲般的光澤。用高支紗織成的織物,紋路細(xì)膩、清晰,懸垂性極佳,是制作高檔時(shí)裝的理想面料。(2)穿著舒適。牛奶蛋白纖維面料不但有優(yōu)異的外視效果,更有穿著舒適性的特性。該面料手感柔軟、滑爽、質(zhì)地輕薄,具有真絲與山羊絨混紡的品質(zhì);其吸濕性與棉相當(dāng),而導(dǎo)濕透氣性遠(yuǎn)優(yōu)于棉。(3)染色性能良好。牛奶蛋白纖維本色為淡黃色,似柞蠶色。它可用酸性染料、活性染料染色。尤其是采用活性染料染色,產(chǎn)品顏色艷麗,光澤鮮亮,同時(shí)其日曬、汗?jié)n牢度良好,與真絲產(chǎn)品相比解決了染色鮮艷與染色牢度之間的矛盾。(4)物理性能良好。牛奶蛋白纖維的單纖斷裂強(qiáng)度在3.0cN/dtex以上,比羊毛、棉、蠶絲的強(qiáng)度都高,僅次于滌綸等高強(qiáng)度纖維,而纖度可達(dá)到0.9dtex,目前,用1.27dtex棉型纖維在棉紡設(shè)備上已紡出6dtex的高品質(zhì)紗,可開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高支高密高檔面料。(5)具有優(yōu)異的保健功能。牛奶蛋白纖維與人體皮膚親和性好,含有多種人體所必需的氨基酸,有良好持久的保健作用。避免了棉制品用后整理的方法開(kāi)發(fā)功能性和效果難以持久的缺點(diǎn)。1.2表1顯示了牛蛋白質(zhì)纖維的主要指標(biāo)1.3天然纖維材料牛奶蛋白纖維具有良好的物理、化學(xué)性能,單纖斷裂強(qiáng)度高于羊毛、棉、蠶絲等天然纖維,具有良好的可紡性能,而纖度可達(dá)到0.9dtex,適宜開(kāi)發(fā)高支高密高檔面料。牛奶蛋白纖維初始模量最高可達(dá)1200kd/mm22.1原材料的選擇2.1.1牛奶蛋白纖維開(kāi)發(fā)產(chǎn)品方案確定為生產(chǎn)高支高密高檔服裝面料,故牛奶蛋白纖維選擇為1.22dt(原計(jì)劃使用1.0dt,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有生產(chǎn))。牛奶蛋白纖維實(shí)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表3。2.1.2細(xì)旦滌綸混紡織物牛奶蛋白纖維同任何一種纖維一樣,不是十全十美,也存在著剛性較差,不夠挺括的缺點(diǎn)。因此,擬與滌綸混紡,以增強(qiáng)產(chǎn)品的服用性能。選擇細(xì)旦滌綸作為混紡纖維。由于細(xì)旦滌綸纖維細(xì)度細(xì)、剛度低、紗線單位截面中纖維根數(shù)增加,纖維比表面積增大,改善了成紗條干均勻度、柔軟性、吸色性和透氣性。所以細(xì)旦滌綸混紡的織物經(jīng)印染加工后,不僅外觀平整、滑爽、透氣性好,而且色澤鮮明,適合于制作高檔服裝面料。細(xì)旦滌綸纖維實(shí)測(cè)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。2.2產(chǎn)品規(guī)格設(shè)計(jì)原材料：牛毛纖維、細(xì)旦珍珠、羊毛線扎：13.1噸x紡織線、11.8噸x40d彈性線紡織物組織：平紋和緞紋密度:經(jīng)密133~168根/英寸緯密:70~90根/英寸33.1關(guān)于紡織機(jī)制的研究3.1.1清花、清花、大敏感性、開(kāi)松、無(wú)纖維損傷由于牛奶蛋白纖維中存有—定的絲束硬塊,需要對(duì)原料進(jìn)行開(kāi)松預(yù)處理。為了減少纖維損傷,清花采用輕定量、薄喂入、輕打多梳、充分開(kāi)松的工藝原則。圓盤抓棉機(jī)打手每次下降3mm,小車刀片伸出肋條3mm。適當(dāng)降低各部打手轉(zhuǎn)速,采用梳針打手,減少纖維損傷和棉結(jié)。3.1.2針布型號(hào)的選用梳棉工序能否有效地降低棉結(jié)粒數(shù),保持纖維在棉網(wǎng)中伸直,具有良好的定向性,是牛奶蛋白纖維與細(xì)旦滌綸等纖維混紡紡紗成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。具體措施有:(1)梳棉機(jī)選用適宜的新型針布,并做到錫林、道夫、蓋板三配套。牛奶蛋白纖維與細(xì)旦滌綸混紡,反應(yīng)在梳棉工序最突出的問(wèn)題是纖維轉(zhuǎn)移困難、易纏繞錫林、造成棉結(jié)成倍增加、纖維在棉網(wǎng)中定向性較差,嚴(yán)重影響成紗質(zhì)量。合理地選用針布型號(hào)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵措施之一。根據(jù)牛奶蛋白纖維與細(xì)旦滌混紡特性及對(duì)針布性能的分析,錫林針布規(guī)格選用新型2520×1560,道夫針布規(guī)格選用4527×2028。該套針布的特點(diǎn)是錫林針布針齒密、基矮,有利于纖維充分梳理轉(zhuǎn)移。道夫針布針齒深,有利于抓取纖維提高道夫轉(zhuǎn)移率。(2)工藝配置上適當(dāng)收緊各部梳理隔距,以利于纖維的分離、伸直、平行,減少纖維相互搓捻扭結(jié),使纖維在棉網(wǎng)中有較好的定向性。(3)為了減少纖維損傷,給棉板工作面長(zhǎng)度加長(zhǎng)到34mm,刺輥轉(zhuǎn)速降至679r/min,錫林轉(zhuǎn)速330r/min。通過(guò)測(cè)試我們認(rèn)為每根纖維受刺輥?zhàn)饔谬X數(shù)掌握在0.85左右,將錫林、刺輥轉(zhuǎn)速比調(diào)整為2.0∶1。3.1.3加工過(guò)程中容易落地生根由于牛奶纖維和細(xì)旦滌綸纖維都比較細(xì),在成紗橫截面分布中趨于中心;而羊絨纖維較粗,大多數(shù)分布在橫截面的外部,在后工序加工過(guò)程中很容易脫落。為了減少羊絨滑脫,我們?cè)诩?xì)紗捻系數(shù)選擇時(shí)作了對(duì)比試驗(yàn)。捻系數(shù)偏大,能使紗條中纖維抱合緊密羊絨不易滑脫,捻系數(shù)過(guò)大紗條不夠柔軟。在兼顧各種因素的基礎(chǔ)上,確定細(xì)紗捻系數(shù)范圍在340~350之間。紡制彈力紗時(shí),為了改善包覆效果捻系數(shù)還應(yīng)再大一些。3.2編織質(zhì)量見(jiàn)表53.3關(guān)于紡織技術(shù)的研究3.3.1伏貼型牛奶纖維漿紗漿紗是織部生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。由于牛奶蛋白纖維表面光滑,紗線中的毛羽容易滑移,如果不充分將其毛羽伏貼,極易在鋼筘處及綜片處糾纏,造成緯向阻斷,經(jīng)紗斷頭也將相應(yīng)增加。漿紗過(guò)于硬挺,織造時(shí)易造成脆斷頭,增加斷經(jīng)疵點(diǎn)。所以牛奶蛋白纖維漿紗的目的,關(guān)鍵在于伏貼毛羽,提高柔韌耐磨性。針對(duì)牛奶蛋白纖維的特性,漿液宜采用高濃度、中粘度、重加壓偏高上漿的工藝原則。(1)其他改性淀粉制備聚合物液受精整理要達(dá)到較高的上漿率,必須采用較高濃度的漿液,而在濃度較高的情況下,要提高漿液的浸透性,除了采用重加壓的工藝外,漿液的粘度必須適中,不能太高也不能太低。為了達(dá)到這一目的,使用了德國(guó)伊埃斯公司生產(chǎn)的E20,并相應(yīng)地降低了PVA的含量,增加了漿液的流動(dòng)性和滲透性。E20是由轉(zhuǎn)基因馬鈴薯淀粉,經(jīng)特殊加工而成的改性酶化淀粉,具有較高的粘附性,所漿的紗線彈性好,柔韌性好。由于增加了低粘度的E20,既提高了漿槽含固量,而漿槽粘度也較適中。(2)紗線貼在紗體內(nèi)的毛羽貼伏毛羽必須具備三個(gè)條件:一是漿液對(duì)紗本身的纖維及伸出紗身的纖維要有適當(dāng)?shù)恼掣搅?二是要有外力克服毛羽的剛性,而使其貼向紗身;三是紗身上的漿液有足夠大的粘附性,粘附其已貼在紗身上的毛羽。因此,漿紗時(shí)必須通過(guò)重加壓工藝配置,使其毛羽貼向紗身。同時(shí),重壓后,能擠去紗中更多的水分,這樣,出了擠壓區(qū)的經(jīng)紗上漿液的濃度就更高,其粘度值就更大,漿液的粘附力越大,越有利于吸牢貼在紗身上的毛羽。因此,漿紗貼伏毛羽必須要采用較大的壓漿力。在研制過(guò)程中,我們通過(guò)工藝對(duì)比試驗(yàn),將漿紗工藝從原來(lái)的45m速度設(shè)定9kN提高到13.8kN,從而降低漿紗回潮率,使?jié){紗干分絞輕快,漿紗的二次毛羽減少,增強(qiáng)適當(dāng)提高,這樣,使得織造時(shí)開(kāi)口清晰度明顯提高,經(jīng)緯向停臺(tái)率顯著降低。(3)上漿率的要求漿紗的關(guān)鍵是在充分貼伏毛羽的情況下,同時(shí)不致使紗線脆斷。要達(dá)到較好的貼服毛羽的效果,漿紗必須要有很好的被覆,這就要求有較高的上漿率來(lái)保證。同時(shí),為了減少織造中經(jīng)向斷頭,也需要掌握偏高的上漿率來(lái)提高紗線的強(qiáng)力。在工藝對(duì)比試驗(yàn)中,我們確定上漿率以12%掌握為宜。另外,為防止高上漿率帶來(lái)的脆斷頭,使用了后上油,從而更提高了漿紗的耐磨性,又能使?jié){紗柔軟、滑爽,這樣,就進(jìn)一步提高了織造開(kāi)口清晰度,減少經(jīng)紗斷頭,提高織造效率。3.3.2緯向阻斷停臺(tái)織機(jī)上機(jī)工藝不僅決定織造效率,而且對(duì)織物質(zhì)量與產(chǎn)品風(fēng)格都有著很大的影響。針對(duì)牛奶纖維混紡紗的特性及擬定的產(chǎn)品風(fēng)格,對(duì)織造工藝的研究主要有以下幾個(gè)方面:(1)綜框高度和開(kāi)口量:我們使用的日產(chǎn)織機(jī)采用的是消極開(kāi)口,根據(jù)日產(chǎn)織機(jī)的特點(diǎn),推薦工藝采取的是30°等開(kāi)口。但在實(shí)際開(kāi)口過(guò)程中,緯向阻斷停臺(tái)十分嚴(yán)重,分析其原因主要是羊絨的毛羽多而長(zhǎng),在織造過(guò)程中,相互糾纏、粘連的機(jī)會(huì)多,造成開(kāi)口不清。為了減少開(kāi)口過(guò)程中經(jīng)紗毛羽的接觸機(jī)會(huì),減少緯向阻斷,我們采用了不等開(kāi)口,從而使緯向阻斷停臺(tái)有了明顯好轉(zhuǎn)。(2)后梁高度和停經(jīng)架高度:后梁和停經(jīng)架高度決定開(kāi)口過(guò)程中上下層經(jīng)紗張力差異的大小,而且也是關(guān)系織物組織結(jié)構(gòu)、外觀質(zhì)量的主要工藝參數(shù)。在采用后梁和停經(jīng)架位置為0時(shí),上層經(jīng)紗顯得較松,開(kāi)口過(guò)程中,上下層經(jīng)紗張力差異較大,影響了梭口的清晰度,造成緯向阻斷停臺(tái)較多,同時(shí),后梭口經(jīng)紗相互粘連,造成斷經(jīng)疵點(diǎn)也較多。適當(dāng)放低后梁和停經(jīng)架的高度,減小了上下層經(jīng)紗的張力差異,取得了良好的效果。(3)入緯時(shí)間:噴氣織機(jī)的車速很高,在引緯時(shí)主噴、副噴壓力稍大,儲(chǔ)緯器與主噴嘴之間的緯紗容易斷頭,造成斷緯停臺(tái)多。通過(guò)研究,我們將入緯時(shí)間適當(dāng)提前,從90°改為85°,同時(shí)將主噴壓力控制在2.7kg,副噴壓力控制在3.7kg。噴氣織機(jī)為柔性引緯,在緯紗末端相對(duì)不易將緯紗引直,在出口側(cè)容易造成緯縮疵點(diǎn),因此必須增加一只輔助噴嘴以幫助將出口側(cè)的緯紗引直,減少緯縮疵點(diǎn)。4牛奶蛋白纖維的生產(chǎn)加工(1)牛奶蛋白纖維既有天然蠶絲的優(yōu)良特性,又有合成纖維的物化性能和良好的可紡性能,是一種全新的紡織新材料。(2)牛奶蛋白纖維織物具有外觀華麗、色澤鮮艷、穿著舒適等特點(diǎn),更重要的是牛奶蛋白纖維與人體皮膚親和性好,且含有多種人體所必須的氨基酸,具有良好的保健作用。(3)清花應(yīng)采用輕定量、薄喂入、輕