大豆蛋白纖維多組分混紡紗的開發

逄邵偉，邢明杰，孫志豪，陶繼昊(， )

1 引言

大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白類纖維，是利用生物工程技術，提取榨過油的大豆豆粕中的球蛋白，然后添加功能性助劑，使之與腈基、羥基高聚物等共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質紡絲液，再采用濕法紡絲制成的纖維。大豆蛋白纖維表面粗糙有溝槽，截面大多呈不規則啞鈴型，海島結構，有細微孔隙，透氣導濕。其手感柔軟、細度細、拉伸強度高、摩擦性能較好、耐酸堿性強、耐熱性好，同時還具有蠶絲的光澤、棉的保暖性和良好的親膚性等，因此被譽為“新世紀的健康舒適環保纖維”[1-2]。

由于大豆纖維的以上特性，因此在纖維混紡、針織物和機織物的開發等方面應用廣泛[3-6]。本文通過改變大豆纖維/滌綸/棉的比例來研究混紡比對混紡紗拉伸性能的影響，探討大豆纖維/滌綸/棉混紡紗的最佳混紡比。

2 試驗

2.1 原料

大豆纖維：長度為38 mm，細度為1.67 dtex；棉纖維：長度為28 mm，細度為1.73 dtex；滌綸：長度為28 mm，細度為1.33 dtex。大豆纖維/滌綸/棉纖維混紡比分別為10/40/50、20/40/40、30/40/30。

2.2 梳理前準備

2.2.1纖維分組

大豆纖維/滌綸/棉纖維混紡比分別為10/40/50、20/40/40、30/40/30的三個品種，每個品種分a、b兩組,每組重量為40 g，按照纖維混紡比計算出每組纖維所需纖維數量，秤取各纖維重量并做好標記。

2.2.2混合

將稱量之后的纖維充分混合，由于大豆纖維、棉和滌綸三種纖維的卷曲度較低，纖維之間沒有較好的抱合力，所以養生處理是紡紗前的重要步驟。把大豆、棉和滌綸進行手工撕碎，并按照纖維量的6%～8%均勻噴灑養生溶液(毛油與水比例1∶9)，養生處理24 h。手工混合，對纖維采用橫鋪直取的方法，使之混合均勻。

2.3 梳棉

梳棉工序是混紡紗工序的關鍵，也是最困難的一道工序，主要表現為成網、成條困難，因為大豆纖維卷曲少、光滑、蓬松且有靜電現象，在梳棉工序易產生飛散、漂浮、塌邊、墜網、凝聚困難。所以梳棉工序速度不宜過快，棉卷定量適當加重，張力牽伸適中，纖維伸直度盡量提高，采取保護措施避免纖維的損傷。為減少分梳過程中靜電的產生，錫林和刺輥轉速應較低，同時減少錫林和刺輥對纖維的纏繞。此外增大給棉板與刺輥的隔距，以減少纖維損傷。

梳棉工序采用AS181A型梳棉機，主要工藝配置參數：每次喂入原料40 g，給棉羅拉直徑57 mm，刺毛輥工作直徑168 mm，錫林工作直徑315 mm，固定蓋板根數12根，道夫工作直徑156 mm，牽伸105.6倍。將經過養生處理并混和均勻的纖維放置在梳棉機的給棉輸送帶上，啟動梳棉機，待給棉傳送帶將纖維運送至給棉板時將纖維送入給棉羅拉，將斬刀斬斷的棉條卷繞至圈條筒，取下圈條筒上的棉條再次放在給棉輸送帶上重復上述操作，將完成梳理的圈條筒上的棉條稱重并記錄數據。測得品種1a、1b、2a、2b、3a、3b的棉條質量分別為35 g、35 g、34 g、35 g、36 g、35 g。

2.4 并條

并條工藝采用DSDr-01A型數字式小樣并條機。并條宜采用“順牽伸、大隔距、重加壓、輕定量、慢速度、光通道”的工藝原則。清潔通道保證通道光滑，為提高條干的均勻度和光潔度應選擇小口徑喇叭口。采用二道并條，4根并合工藝，順牽伸來提高條干水平。為避免靜電問題，車速不高于20 m/min，并加強膠輥的抗靜電性，減少膠輥纏花和繞羅拉現象，對膠輥使用抗繞劑進行抗繞處理。為保證生產的穩定和條干水平，相對濕度要控制在(60±3)%。

2.5 粗紗

粗紗工藝采用DSRo-01型數字式小樣粗紗機。粗紗工序的工藝原則為“慢車速、重加壓、重定量、小捻度、大隔距”。粗紗工序主要運行參數：錠翼速度600.00 rpm，錠翼落紗速度380.00 rpm，引紗長度1.5 m，捻系數85，捻度38.01捻/m，為了保證生產的穩定，相對濕度控制在(60±3)%。粗紗的條干CV 4.85%，實際重量不勻率0.7%。粗紗工藝過程注意防止粗紗斷頭。

2.6 細紗

細紗工藝采用DSSp-01A型數字式小樣細紗機，細紗工序速度應較低，后區牽伸倍數較小，適當加壓，紡紗張力和羅拉隔距適當，成紗捻系數較大。細紗主要工藝參數：紗線號數18.50 Tex，牽伸倍數27.9，捻度79，粗紗號數500 Tex,捻系數340，捻縮率3.0%。

3 紗線拉伸斷裂性能測試

3.1 試驗儀器與參數設置

采用YG061F電子單紗強力儀。

拉伸速度：250 mm/min；拉伸距離250 mm；測試次數：30；修正系數：1；溫度：20℃；濕度：(65±5)%。

3.2 結果與討論

3.2.1斷裂強力與混紡比關系

由圖1可知，大豆纖維/滌綸/棉混紡紗的斷裂強力隨大豆纖維所占比例的增大表現出逐漸增大的變化規律。

圖1 斷裂強力與混紡比關系

3.2.2斷裂強度與混紡比關系

由圖2可知，大豆纖維/棉/滌綸混紡紗的斷裂強度隨大豆纖維所占比例的增大表現出逐漸增大的變化規律。

圖2 斷裂強度與混紡比關系

3.2.3斷裂伸長與混紡比關系

由圖3可知，大豆纖維/滌綸/棉混紡紗的斷裂伸長隨大豆纖維所占比例的增大呈現逐漸增大的變化規律。

3.2.4斷裂功與混紡比關系

由圖4可知，大豆纖維/滌綸/棉混紡紗的斷裂功隨大豆纖維所占比例的增大呈現逐漸增大的變化規律。

圖3 斷裂伸長與混紡比關系

圖4 斷裂功與混紡比關系

4 結語

隨著大豆纖維混紡比的提高，混紡紗的斷裂強力、斷裂強度、斷裂伸長和斷裂功有明顯的提高，并且大豆纖維含量在20%～30%之間紗線強力性能提高較快，因此在大豆纖維含量達到30%之前，在生產中可以通過適當提高大豆蛋白纖維的含量來提高紗線的綜合性能。

參考文獻：

[1] 孫緒騰.大豆蛋白纖維紗的開發[J].山東紡織科技,2004，45(5)：10—11.

[2] 趙偉玲,李克兢,崔世忠.新型人造纖維-大豆蛋白絲[J].中原工學院學報，2003，14(2):36—38.

[3] 趙博.大豆蛋白纖維與有色滌綸混紡工藝研究[J].上海紡織科技，2002，30(4):10—12.

[4] 林曉云.—種新型綠色纖維-大豆纖維[D]．中國纖檢，2004，(1):45—46.

[5] 韓光亭，孫永軍.SOP再生蛋白質纖維性能研究[J].針織工業，2000，(5)：37—38.

[6] 楊慶斌，于偉東.大豆蛋白纖維的熱學性能[J].紡織學報，2005，26(2)：53—55.