牛奶蛋白纤维混纺纱的开发
牛奶蛋白纤维是以牛奶蛋白质与大分子有机化合物为原料,利用生物、化工、纺织新技术,人工合成的一种全新的纺织材料。牛奶蛋白纤维集天然纤维(棉、麻、毛、蚕丝)和化学纤维的优点于一体,不仅具有天然纤维柔软、亲肤、吸湿透气、染色鲜艳、色牢度强等优点,又具有合成纤维强度高、防霉防蛀的品质,而且牛奶蛋白的光泽和导湿性指标是其他任何纤维无法比似的。更重要的是牛奶蛋白纤维与人体皮肤亲和性好,且含有多种人体所必须的氨基酸,具有良好的保健作用,是开发高档针织时装的理想面料。将其与细号涤纶、棉纤维混纺,织制的织物外观华丽、色泽鲜艳、穿着舒适。根据客户需要,我公司开发生产了牛奶蛋白纤维/细旦涤纶/精梳棉 60/15/25 11.8tex 混纺纱。
1、原料的性能特点
11.8tex牛奶蛋白纤维混纺纱选配的纤维原料主要物理指标见表1。
表1 原料实测的主要物理指标性能
纤维种类 |
长度 |
细度 |
断裂强度 |
回潮率 |
/mm |
/dtex |
/cN.dtex-1 |
/% |
牛奶蛋白纤维 |
38 |
1.22 |
3.6 |
13 |
细旦涤纶 |
38 |
0.8 |
5.1 |
0.4 |
棉纤维 |
29 |
1.65 |
2.3 |
8.5 |
牛奶蛋白纤维本色为淡黄色,似柞蚕丝色泽,纤维具有的良好的物理、化学性能,单纤断裂强度高于羊毛、棉、蚕丝等天然纤维,具有良好的可纺性能,而细度最细可达0.9dtex,适宜开发细号高密度的高档面料。牛奶蛋白纤维初始摸量最高可达1200kd/mm2,高于其他天然纤维,用牛奶蛋白纤维生产的纺织品尺寸稳定性能良好,同时还具备易洗、快干等特点。因此牛奶蛋白纤维是一种集天然纤维和化学纤维优点于一身的优良纺织原料。但牛奶蛋白纤维也存在刚性较差,不够挺括的缺点。因此,将其与涤纶、棉纤维混纺,可以达到扬长避短的效果。
2、纺纱工艺流程
牛奶蛋白纤维与细号涤纶纤维采用棉包混和,制条后与棉纤维精梳条采用棉条混合后纺纱。
(1)牛奶蛋白纤维与细号涤纶纤维:A002D型抓棉机→A035AS型混开棉机→FA106A型开棉机→A092A型混棉机→A076C型单打手成卷机→A186F型梳棉机
(2)棉纤维:立达清梳联合机→FA302型并条机→A191B条卷机→A201D型精梳机
(1)+(2):FA306型并条机(三道)→A454E型粗纱机→FA502型细纱机
3、各工序工艺配置及措施
3.1、预处理
牛奶蛋白纤维表面光滑、卷曲少、抱和力差,在纺纱过程中易粘附机件,且质量比电阻高,静电严重,在生产过程中易造成缠绕堵塞现象,造成纺纱困难。因此需要进行给湿预处理,以改善纤维的可纺性。所用助剂配方:抗静电剂0.5%、防滑剂(硅胶)0.2%,用10倍水稀释均匀喷洒在铺好的松散纤维上,层层处理,使纤维回潮率控制在16%左右,然后覆盖塑料薄膜预置24h左右,使油水充分渗透,再打包进车间经2h~3h的去湿平衡后使用。
3.2、开清棉工序
牛奶蛋白纤维与细号涤纶纤维混纺,由于细号涤纶纤维细度细、长度长,不含杂质,仅有少量的丝束硬块,因此,开清棉采用“精细抓棉、少落或不落、多梳轻打、充分开松”的工艺原则。圆盘抓棉机打手每次下降1.5mm,打手伸出了肋条-3mm,各机打手速度适当降低,梳针打手速度480r/min,综合打手速度900r/min,。增大打手与尘棒之间的隔距,增加补风,以减少纤维损伤和棉结。为了减少棉卷粘层现象,增加紧压罗拉压力,适当减少棉卷定量,降低棉卷罗拉转速。为防止水分和油剂挥发,落卷后每只棉卷都用塑料薄膜包好,。梳棉随取随用。同时采用自调匀整装置,棉卷不匀率为1.03%,正卷率在98%以上。
3.3 梳棉工序
梳棉工序能否有效地降低棉结,保持纤维在棉网中的伸直度和分离度,是牛奶纤维与细号涤纶等混纺纱成败的关键问题。根据细号涤纶纤维长度整齐度好、不含杂、强力低等特点,梳棉工序应采用“慢速度、快转移、强梳理、少落杂”的工艺原则。根据原料特点,后部隔距适当加大,如小漏底的进出口隔距放大,抬高除尘刀位置,大角度安装。锡林与盖板间距离不宜过小,否则在梳理过程中容易将纤维拉断,损伤纤维;隔距过大,梳理和转移过程中易造成纤维间扭结,形成棉结。保证各分梳件针布状态良好,避免针布伤痕。由于纤维细度细、卷曲少,抱合力差,棉网易飘头、坠网、塌边、凝聚困难,生产中通过适当调整棉网张力牵伸,降低道夫速度,收紧剥棉罗拉与道夫间隔距,并加装双胶圈导条装置,以保证棉网顺利成条。通过以上措施的实施,使生条重量不匀率降至3.1%以下,生条结杂降至3粒/g以下。
3.4、并条工序
为了保证与棉条混和均匀,并条工序采用三道混和,每道8根并合,选用“紧隔距、重加压、强控制、低速度”的工艺原则。因为纤维本身相互间抱和力差,经过多次牵伸后,熟条易过熟过烂,应适当减小并条定长(3kmm),以减轻条子与上圈条器表面的摩擦起毛,并避免容量大时棉层之间挤压过紧,纺至粗纱工序退条时产生粘条、劈条现象,增加成纱的偶发性纱疵。由于牛奶蛋白纤维与细号涤纶纤维长度长,牵伸过程中牵伸力大,罗拉隔距应适当放大为12mm×20mm。并增加胶辊加压,适当降低罗拉速度,选用稍轻的熟条定量,保持握持力与牵伸力相适应。同时合理进行牵伸分配,采用顺牵伸工艺配置,头并后区牵伸倍数控制在1.7倍~1.8倍,末并后区牵伸倍数控制在1.2倍~1.3倍左右,以减少弯钩纤维,改善纤维的伸直平行度。由于牛奶蛋白纤维放湿快,静电严重,加之纤维抱和力差,很容易粘绒套、缠罗拉,缠胶辊、堵通道,为此要控制好车间相对湿度(75%)。胶辊采用WSN型防静电料。喇叭口、圈条斜管每班用汽油擦拭,保持通道光洁,并选用直径较大的喇叭口,避免堵塞现象,保证出条顺利。熟条重不均匀为0.58%,熟条条干CV为3.1%。
3.5、粗纱工序
由于纤维间抱合力差,粗纱工序采用“轻定量(4.0g/10m)重加压、强控制、较小的后牵伸(1.7倍)和较大的后区隔距、低速度(800r/min)”的工艺配置,以加强对牵伸区中纤维的控制,有利于稳定牵伸力与握持力的关系。在保证细纱不出“硬头”的前提下,粗纱捻系数适当增加(90左右),粗纱胶辊采用抗静电涂料处理胶辊,以减少牵伸缠绕,降低粗纱断头。粗纱重不匀为0.6%。.
3.6、细纱工序
牵伸部分采用重加压、较小的后区牵伸(1.25倍),较大的后区隔距(18mmx35mm,小钳口隔距的工艺配置,使其有效地控制纤维运动,提高成纱质量水平。同时车速偏低掌握(157r/min),并选用偏重的钢丝圈(FO5/O型),以减少成纱毛羽,降低细纱断头。细纱捻系数范围确定在370~380之间。
牛奶蛋白纤维/细旦涤纶/棉11.8tex混纺纱成纱质量如下:
指标 |
实测值 |
条干CV(%) |
15.6 |
细节(个/km) |
11 |
粗节(个/km) |
75 |
单强(cN/tex) |
15.8 |
断裂伸长率(%) |
24.51 |
3.7、络筒工序
由于牛奶蛋白纤维静电现象严重,采用金属槽筒、适当降低槽筒车速能够有效地降低纱线毛羽和络纱断头。纱条通道保持光洁无毛刺,能够减少条干恶化和毛羽的产生。并采用电子清纱器和空气捻节器,电清工艺参数从严掌握,保证纱疵有效清除。参数如下:短粗节1.5cm×140%,长粗节30cm×(+50%),长细节30cm×(-40%)。
3.8、各工序温湿度控制
由于牛奶蛋白纤维吸放湿速度快,对相对湿度比较敏感,周围环境相对湿度发生变化时,纤维的回潮率会很快发生变化。因此应严格控制各工序的温湿度,相对温湿度偏低时易产生静电,成条蓬松,飞花严重,相对湿度偏高时易粘缠针布、缠绕罗拉胶辊。各工序的相对市度应控制在70%~75%左右,成纱回潮率控制在9%左右。
4、结束语
国内市场上纺织品正逐渐向新、特、优方向发展,牛奶蛋白纤维是一种纺织新原料,既具有天然蚕丝的优良特性,又具有合成纤维的物化性能,它的出现满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求,符合保健潮流。作为一种新型的健康舒适纤维,在人类日益关爱自身、关注生存环境、回归自然时尚的今天,牛奶蛋白纤维具有良好的市场开发应用前景。
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中国棉纺织行业协会
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