大豆蛋白纤维及其针织应用【字数：6893】
摘要：由于近年来人们对服装面料品质要求的不断提高，以及随着工业的迅速发展，污染的加重，原料能源的不断消耗，环境的破坏，这种趋势让一种新型的环保型纤维产生─大豆蛋白纤维。大豆蛋白纤维是我国首度研制开发并进行工业化生产的新型纤维，纤维从开发到生产时间较短，在纤维及其纤维的应用处于起步阶段，对纤维的了解与针织物的应用生产还不是特别深入，本文从而对大豆蛋白纤维的一些特性概况以及针织物应用生产作了介绍，其中包括如何纺丝，如何织造，纤维性能、特点以及织物风格、性能，与其他纤维比较它存在的优势等。我们需要好好掌握它的特性优势，多利用在纺织中。
关键词：大豆蛋白纤维；纺丝；织造；性能；风格；特点
前言
随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们越来越重视生存的环境和自身的健康水平。在选用服装上，首先考虑的是绿色、生态、环保。纺织工业的发展也向生态型转变，无论从原料选择，还是生产的过程，直至染色及后整理，都力求做到对生态环境不产生污染和破坏，且产品对使用者健康有保证，有一定的保健功能，会更受消费者欢迎。
从国外消费市场和服装的流行趋势来看，随着人们工作节奏的加快，工作压力的增加，越来越多的人们崇尚自然、舒适美观、卫生保健的休闲服装，因此具有轻、柔、松、垂等穿着舒适特点的休闲服装受到人们的青睐。大豆蛋白纤维制备原料来源于大豆豆粕的植物蛋白，用该纤维制成的面料导湿透汽、保暖、手感滑爽、悬垂性好，大豆蛋白中含有大量的氨基酸，与人体皮肤有很好的相容性，若在纺丝过程中添加抗菌、抗紫外线等添加剂，将会赋予纤维更多的功能。因此从服装面料发展趋势对纤维原料的要求和大豆蛋白纤维本身的特点来看，大豆蛋白纤维是一种迎合时代发展要求、受到消费者青睐、很有发展前途的新型纤维。所以作为21世纪的人，我们应该更多地了解新型纤维以及它的织物应用。
1新型环保型纤维—大豆蛋白纤维
1.1大豆蛋白纤维为什么被称为新型环保型纤维
大豆蛋白纤维是我国在应用纤维领域唯一的原创技术，它是由河南华康生物化学工程联合集团公司的科研人员经过十年的艰苦探索、自主开发，在国际上率先进行工业化试验并取得成功的技术。大豆蛋白纤维的工业化生产技术已获国家发明专利证书，大豆蛋白纤维的研制成功，填补了我国做为纺织大国在纺织原料开发方面的一项空白，标志着我国以植物蛋白丝作纤维材料的工业化进程已在世界处于领先地位，它的出现必将在棉纺、毛纺、绢纺领域掀起新产品的开发浪潮，给纺织企业带来新的发展机遇。
大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白纤维，可称为新世纪的绿色纤维。其主要原料是来自于自然界的大豆粕，原料数量大且具有可再生性，不会对资源造成掠夺性开发。另外，在大豆蛋白纤维生产过程中也不会对环境造成污染。由于所使用的辅料、助剂均无毒，且大部分助剂和半成品纤维均可回收重新使用，而提纯蛋白后留下的残渣还可以做为饲料，因此其生产过程完全符合环保要求。
1.2大豆蛋白纤维的纺丝工艺
1.2.1纺丝原理
纺制大豆蛋白纤维是以出油后的大豆废粕为原料，提纯球蛋白，通过助剂的作用，改变球蛋白的空间结构，再添加羟基、氰基高聚物接枝、共聚、共混配制成一定浓度的纺丝液，纺丝液由计量泵打入喷丝头喷丝，丝条进入凝固浴凝固，然后，经牵伸、交联、水洗、上油、烘干、卷曲定型、切断得到各种长度规格的纺织用高档纤维。
1.2.2纺丝工艺流程
改性大豆球蛋白、助剂混合溶液→过滤→计量泵计量→纺丝→凝固浴→空气牵伸→湿浴牵伸→干热牵伸→交联→水洗→上油→烘干→卷曲定型→切断→打包→短纤维
1.2.3影响纺丝的主要参数
1.3大豆蛋白纤维的性能
1.3.1吸湿导湿性
大豆蛋白分子中含有大量的氨基、羧基等亲水基团,使其具有良好的吸湿性,而大豆蛋白纤维表面的沟槽,使纤维具有良好的导湿透气性。由于大豆蛋白纤维的回潮率与棉接近,因此其吸湿性与棉相当,而导湿透气性胜于棉,使得大豆蛋白织物具有很好的穿着舒适性。
1.3.2湿热稳定性
大豆蛋白纤维与其它天然蛋白纤维相比，热稳定性较差，尤其是湿热稳定性很差。据有关方面测试,该纤维在110℃的水浴中会发生明显的收缩。实践也表明，在后整理高温湿热状态下加工，如控制不当手感很容易发硬。因此要特别注意加工温度和时间的控制。在干热状态下的热稳定性虽较差，但没有湿热状态这么明显。以14.8tex大豆纤维纱为例，在沸水条件下收缩7.0%~7.5%，而在180℃干热条件下，经2min焙烘仅收缩2.3%~2.5%。所以在浆纱、热定形等工序中,虽焙烘温度较高，但只要控制好加工速度和时间，还是可以保持其良好性能和手感的。
1.3.3抗菌保健功能
大豆蛋白纤维与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所需的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合，其药效显著且持久，避免了用后整理方法开发功能性棉制品的药效难以持久的缺陷。
1.4大豆蛋白纤维的特点
1.4.1形态结构
目前生产的大豆蛋白纤维为短纤维，具有柔和而光亮的米黄色，呈现自由卷曲状。大豆蛋白纤维纵向表面有沟槽和不规则凹凸，不光滑；截面呈不规则哑铃形,海岛结构有微细的孔隙(沟槽)。
1.4.2聚集态结构
纤维的聚集态结构包括结晶和取向态结构，纤维的紧密规整度不同，影响到它们的物理一机械性能、化学反应性和染料助剂的可及度。根据X一射线衍射研究的结果可知，大豆纤维的结晶结构具有典型的PVA结晶结构。
1.4.3纤维特点
大豆蛋白纤维呈淡黄色，很象柞蚕丝色。其横截面呈扁平状哑铃形或腰圆形,纵向表面呈现不明显的沟槽，纤维具有一定的卷曲，但卷曲度不如细羊毛明显。由大豆蛋白纤维织成的织物手感柔软、滑爽，质地轻薄，具有真丝般的光泽和良好的悬垂性。大豆蛋白纤维含有多种氨基酸及微量元素，具有较高的抗菌性能。大豆蛋白纤维所含有的色氨酸和酪氨酸能吸收紫外线，可防止皮肤遭受过多紫外线侵蚀。大豆纤维卷曲少，卷曲牢度低，耐磨性差，易起毛起球，吸水率高，织物容易缩水变形。
1.5大豆蛋白纤维与其他纤维的比较
由表可知：
(1)大豆蛋白纤维的断裂强力较高。干态断裂强力比其他四种纤维高得多,湿态断裂强力比棉略低，优于另外三种纤维，说明大豆蛋白纤维吸湿之后，强力下降明显(与粘胶纤维类似)。因此，在纺纱过程中应适当地控制其含湿量，以保证纺纱过程的顺利进行。
(2)大豆蛋白纤维的钩接强力好，打结强力相对偏低。测定单纤钩结强力和打结强力对了解纤维润湿后的性能、针织线圈牢度和纤维打结处的坚牢程度都有重要意义。
(3)初始模量的大小，反映了纤维受较小拉伸力时抵抗变形的能力。大豆蛋白纤维的初始模量值变化范围较大，说明其存在强力不匀，这势必会给纺纱和织造带来不利影响。
(4)纤维的断裂伸长率的大小与其内部结构(结晶程度、取向度、分子间力的大小等)密切相关。
(5)耐酸碱耐霉菌性能与羊毛、蚕丝相同，耐虫蛀性能优于羊毛、蚕丝。
(7)大豆蛋白纤维具有较好的耐日光性能，且抗紫外线能力优于棉、粘胶和蚕丝，更有利于保护皮肤。
(8)质量比电阻接近于蚕丝，明显小于其它化纤，有利于纺织加工和衣着,但在加工过程中仍需要采取措施减小静电。
由表可知，大豆蛋白纤维导湿性仅次于丙纶，优于腈纶、锦纶、蚕丝纤维。透气性优于蚕丝、丙纶、腈纶、锦纶等纤维。故大豆纤维导湿、透气、干爽。
1.6大豆蛋白纤维的优缺点
1.6.1优点
大豆蛋白纤维兼有天然纤维和化学纤维的综合优点，强度适中、比重小、手感柔软，具有蚕丝般柔和光泽、羊绒般柔软手感、羊毛的保暖性，并具有较好的吸湿和导湿性、强伸度和抗静电性，耐酸碱性优良，亲肤性好，且抑菌功能明显，适于人体穿着，满足舒适性和健康性要求，是一种易生物降解具有保健功能的新型再生植物蛋白纤维。其纺纱、织造和针织及印染整理加工性能良好，可用于加工制造纯纺及与棉、毛、丝、羊绒、麻等混纺或交织的针织或机织产品，具有优良的服用性能及独特的风格，是制作高档面料、内衣、服装及各种家用纺织品的理想原料。
1.6.2缺点
纤维本身呈米黄色，漂白难以获得洁白效果。在纺纱过程中纤维抱合力差,特别容易粘附机件，虽然比电阻并不很大，但静电在生产中还是比较突出的，因此，在加工过程中必须对纤维加油以解决静电和抱合力问题。该纤维耐湿热性差,在染整加工过程中处理不当，易造成织物手感偏硬，染色后易暴露出纤维结构的不均匀性。并且大豆蛋白纤维卷曲度较小，磨擦系数低，纤维间抱合力较差，在形成织物时，线圈间纱线较易转移，容易产生线圈大小不一，以及歪斜等现象，其形状与尺寸不稳定性尤为突出。
2大豆蛋白纤维的织造
2.1大豆蛋白纤维纯纺单面网眼针织物的生产
2.1.1纺纱工艺流程
A002A型抓棉机→A006B型自动混棉机→FA106型开棉机→A092型双棉箱给棉机→A076型成卷机→A186型梳棉机→FA302型并条机×2→A454型粗纱机→FA506型细纱机→1332M络筒机→针织机
2.1.2纺纱工艺技术
2.1.2.1预处理
大豆蛋白纤维在纺纱时静电现象比较严重，因此，必须给湿，加表面活性剂，以提高大豆蛋白纤维的抗静电能力。另外，与其他纤维相比，大豆蛋白纤维表面光滑，纤维之间抱合力差，因而需要加抗滑剂，增加纤维之间的抱合力，使之达到纺纱要求。
大豆蛋白纤维预处理时各种助剂的添加量(占大豆蛋白纤维的干重比例)为:水10％，抗静电剂0.6％，防滑剂0.2％。大豆蛋白纤维经预处理后其质量比电阻为1×106Ω•g/㎝2，其适纺性大大提高。
2.1.2.2开清棉工序
大豆蛋白纤维和棉纤维相比，细度细，长度长，不含杂，类似涤纶纤维，所以开清棉工序尽量少落多松或者不落，但又不能过度打击，否则易损伤纤维，造成短绒增加，形成棉结。相对纯棉纺纱，应降低打手速度，减小尘棒间隔距，增大打手与尘棒间隔距。
2.1.2.3梳棉工序
在A186型梳棉机上，锡林采用2817型针布，道夫采用4527型针布。这些适合中长纤维的新型针布可增强纤维转移，防止纤维缠绕。采用胶圈剥棉装置，安装固定盖板使纤维得到充分梳理。根据大豆蛋白纤维的特点，后部隔距适当加大，如小漏底的进口隔距放大，抬高除尘刀位置，并大角度安装，实施多梳少落工艺。因为大豆蛋白纤维细度细，长度长，强力低，所以降低刺辊速度；为减少棉结产生，放大锡林与盖板间五点隔距；纤维间抱合力差，棉网易断裂，道夫与剥棉罗拉隔距适当缩小。根据成纱号数，选择适当的生条定量，适当配置棉网张力，提高棉条质量，保证后道工序顺利进行。
2.1.2.4并条工序
为了获得好的棉条质量，控制好棉条的重量不匀率和条干不匀率，采用适当的并合根数和弹簧摇架加压，胶辊需经特殊处理。因纤维长度长，罗拉隔距要适当放大，合理分配主、后区牵伸倍数，头并后区牵伸倍数控制在117倍~210倍之间，末并后区牵伸倍数控制在1115倍~1125倍之间。因纤维间抱合力差，棉条经并合易过烂，因此，卷装容量以小为宜，避免条子产生意外伸长而造成细节。并条通道要光洁，喇叭口尺寸偏小为宜，这样可使棉条束紧密，增强纤维间的抱合力。
2.1.2.5粗纱工序
因大豆蛋白纤维表面光滑，在A454型粗纱机上纺纱时，粗纱卷装不宜太大，否则易冒纱、脱圈，影响细纱的正常纺纱。因纤维细、长，粗纱捻系数的选择要适中，捻系数过大细纱后区牵伸不开，出硬头，捻系数过小，粗纱易发毛，成纱毛羽多，同时粗纱后区牵伸倍数掌握在111倍~112倍之间，罗拉隔距适当放大。为了减少意外伸长而造成细节，导纱张力不宜太大。大豆蛋白纤维预处理添加的油剂在粗纱生产过程中易在锭翼积聚，影响正常生产，造成锭翼挂花，因此，要及时清洁机台。
2.1.2.6细纱工序
在FA506型细纱机上纺纯大豆蛋白纤维纱，纺917tex以下号数时，配置内孔直径为35mm~38mm的PG1/2型钢领，纺917tex以上号数时，配置内孔直径为42mm的PG1型钢领，采用与钢领配套的钢丝圈，减少毛羽，降低细纱断头。配置中硬度胶辊，加压适当加重以提高成纱条干质量，减少成纱粗节、细节。
2.1.2.7络筒工序
络筒工序采用轻张力、低车速、小伸长、保弹性的工艺原则。由于大豆纤维蓬松，容易发毛，所以络筒工序在保证成形良好的情况下络纱速度以偏小掌握为好，控制在800~900m/min，采用适当的气圈控制器和镍铸铁金属槽筒，有利于减少络纱工序对原纱品质造成的不良影响；保持络纱通道光滑、无毛刺和良好的机械状态，卷绕密度控制在0143g/m3左右；选择合适的络纱张力，优选张力圈，达到既不出现纱体与机体碰撞点头，也不出现纱线跳动的现象。
2.1.2.8针织工序（在针织中的应用写的好）
2.2大豆蛋白纤维其他的针织应用
2.2.1弹力汗布
2.2.2涤纶丝盖大豆纤维针织物
原料：100D涤纶弹丝，32s大豆蛋白纤维纱。
技术条件：机型ov96s双面大圆机；
筒径76.2cm（30英寸）；
机号24针/25.4mm；
路数6F；
车速20r/min；
克重170g/㎡（光坯）；
门幅90cm×2。
织造要点：为了使织物反面呈现大豆蛋白纤维，织造时要控制好涤纶丝的张力，涤纶丝的张力应大于大豆蛋白纤维，涤纶丝的张力调整到13～14g，大豆蛋白纤维的张力调整到9～10g。
产品特点：利用涤纶丝盖大豆纤维的组织结构，织物不仅穿着柔软、透气、干爽舒适，且织物具有良好的挺括性、抗皱性、色泽鲜艳、耐磨等特点。可制作运动类的针织品
2.3大豆蛋白纤维面料风格
2.3.1纯大豆蛋白纤维
用大豆蛋白纤维纯纺纱或加入少量氨纶的大豆蛋白纤维纱制作的针织面料，手感柔软舒，用于制作T恤、内衣、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装等，颇
有休闲风格。
2.3.2大豆蛋白纤维与羊绒混纺面料
大豆蛋白纤维的手感与羊绒几乎一样。用50%以上的大豆蛋白纤维与羊绒混纺成高支纱，制成春、夏、秋季薄型绒衫，其效果与纯羊绒衫一样滑糯、轻盈、柔软，产品极具高贵气质。
2.3.3大豆蛋白纤维与羊毛混纺面料
大豆蛋白纤维与羊毛混纺生产精纺类毛织物，能保留精纺面料的光泽和细腻感，增加滑糯手感，是生产时尚的轻薄柔软型高级西装和大衣的理想面料。外观硬朗潇洒，有种特殊的吸引力。
2.3.4大豆蛋白纤维与真丝产品混纺面料
大豆蛋白纤维具有桑蚕丝的柔亮光泽，用大豆蛋白纤维与真丝交织或与绢丝混纺制成的面料，既能保持亮泽、飘逸特点，又能改善其悬垂性，并能消除产生汗渍及吸湿后贴肤的缺点。是制作睡衣、衬衫、晚礼服汗渍等高档服装的理想面料。
2.3.5大豆蛋白纤维与麻亚麻纤维产品
大豆蛋白纤维具有较强的抗菌性能，经上海市预防医学研究院检验，大豆蛋白纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄念珠菌等致病细菌有明显抑制作用。用大豆蛋白纤维与亚麻等麻纤维制成的面料，是制作功能性内衣及夏季服装的理想面料。
2.3.6大豆蛋白纤维与棉混纺面料
大豆蛋白纤维能有效改善棉织物的手感，增加织物的柔软和滑爽，提高舒适度。用大豆蛋白纤维/棉混纺的高支纱面料是制作高档衬衫、高级寝卧具的理想材料。
2.3.7大豆蛋白纤维与化学纤维混纺
可以与阳离子涤纶进行混纺，以改善最终产品的舒适性能；在大豆蛋白纤维里加入少量氨纶制作的针织面料，增加产品的弹性，降低产品成本，手感柔软舒适，用于制作T恤、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装等，颇有休闲风格。
2.3.8大豆蛋白纤维与其他生态纤维混纺
如聚乳酸(玉米)纤维和大豆蛋白纤维都是重要的新型生态环保型纤维，混纺后织造的面料做成的服装穿着舒适、蓬松柔软、抗菌、吸湿透气、对皮肤亲和性好、可降解、无任何刺激性等特点，是制作高档内衣和时装的首选面料。
2.4大豆蛋白纤维织物的性能
大豆蛋白纤维织物彩色感柔和，具有桑蚕丝丝织物的天然光泽和悬垂感；具有较强的羊绒织物的外观和手感，保暖性强；穿着透气导湿、爽身，具有麻织物吸湿快干的特点，十分适合高温高湿地区穿着。
（1）抗菌功能
经权威部门测试，大豆蛋白纤维具有有效抑制大肠杆菌、葡萄球菌、念球菌、肺炎菌、淋病霉菌等功能。
（2）远红外功能
大豆蛋白纤维具有较强的远红外线辐射功能。特别是对人体有益的远红外波长6Lm~14Lm就占到87%左右，经检测当体表温度超过25e时会与皮肤产生远红外辐射，促进皮肤毛细血管血液的微循环，有效消除皮肤骚痒。并能释放少量负氧离子，人体皮肤细胞保持新鲜的活力。
(3)抗紫外线功能
经检测，大豆纤维织物能抵抗对人体有害的紫外线，能有效减少皮肤病变。
2.5大豆蛋白纤维织物与其他纤维织物的比较
2.6大豆蛋白纤维织物的优缺点
2.6.1优点
产品在光泽上具有麻绢混纺风格，手感挺括、性好，抗皱性优于真丝且可用活性染料染色，染色牢度好，是制作高档衬衫的理想面料。大豆蛋白纤维织物不仅具有导湿、透气、爽身等优良特性，而且其中的豆蛋白与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，与人体接触不会发生不良反应，更不会像一些化学纤维织物使穿着者有发痒等过敏现象，具有良好的保健作用。用于针织和高速织机，除单独使用外，还可与棉、蚕丝、人造棉和其他纤维混纺，因其独特的特点，混纺织物能产生许多独特风格。
2.6.2缺点
大豆蛋白纤维中大豆蛋白的组成比例太低，难以实现所描述性能，但提高其比例后又可能会影响其力学性能，大豆蛋白纤维纯纺针织品的不足之处在于身骨差，保型性较差，不论是针织还是机织，都存在着不同程度的毛羽问题，在织物穿着过程中，起毛现象较严重。
3大豆蛋白纤维的染整工艺
3.1染料的选择
大豆蛋白纤维可用直接、酸性、活性、中性和分散染料染色,所选择的几类染料对大豆蛋白纤维都有一定的上染能力。其中直接染料、酸性染料上染率高，适合染深色品种，染色牢度较差，需经固色处理。活性染料和分散染料的上染率较低，染色牢度较好，适合染中、浅色品种。活性染料应选择双活性基的类型，以提高固色率。分散染料应选择分子结构大、极性基团多的高温型染料。中性染料在大豆蛋白纤维上具有较好的移染性能，可通过高温移染和延长染色时间提高其染色均匀性。
3.
原文链接：http://www.jxszl.com/lwqt/yzlw/179385.html
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