牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡針織品的研發(fā)

譚湘麗

摘要：

采用精紡絨紗常用設(shè)備，紡制牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡紗，介紹其紡紗、染色工藝路線及技術(shù)指標(biāo);闡述電腦橫機(jī)編織注意事項及抗皺、柔軟、烘干等后整理。檢驗及市場調(diào)研表明，該混紡紗充分發(fā)揮三種纖維優(yōu)點，產(chǎn)品手感柔軟、光澤柔和、色澤亮麗，具有吸濕透氣、保濕滋潤、抗菌抑菌、防紫外線等功能，且易洗滌、打理，彌補(bǔ)了純絨織物成本高、易起球、難打理缺陷，創(chuàng)新了紗線結(jié)構(gòu)，為增加針織產(chǎn)品品種提供原料保障。

關(guān)鍵詞：牛奶蛋白纖維;山羊絨;混紡紗;編織工藝;染色

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們崇尚返璞歸真、回歸自然，更加注重服飾的舒適性、保健性、高檔化和時尚化。因此，牛奶蛋白纖維作為“綠色”、“保健”型紡織品的代表，已成為國際、國內(nèi)市場消費的潮流，也滿足了消費者對服飾“綠色環(huán)保特性”和“纖維舒適性”的追求。牛奶蛋白纖維既具有天然纖維的優(yōu)點，又具有化學(xué)纖維的特性，品質(zhì)好，品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到羊絨紡織要求，可與羊絨混紡和純紡，制成風(fēng)格獨特的高檔服飾。目前市場上羊絨的年產(chǎn)量在1萬噸左右，噸價80萬元人民幣，PTT纖維與羊絨相比有明顯的價格優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。牛奶蛋白質(zhì)纖維、PTT纖維代替部分羊絨的市場潛力巨大。

1 ? ?原料特性

1.1 ?牛奶蛋白纖維

牛奶蛋白纖維是以牛乳作為基本原料，經(jīng)過脫水、脫油、脫脂、分離、提純，使之成為一種具有線型大分子結(jié)構(gòu)的乳酪蛋白;再與聚丙烯腈采用高科技手段進(jìn)行共混、交聯(lián)、接枝，制備成紡絲原液;最后通過濕法紡絲成纖、固化、牽伸、干燥、卷曲、定形、短纖維切斷（長絲卷繞）而成的。牛奶蛋白纖維細(xì)柔嫩滑，具有優(yōu)雅的自然光澤，是華貴時裝的最佳拍檔。它的柔軟性、親膚性等同或優(yōu)于羊絨;透氣、導(dǎo)濕性好、爽身;保暖性接近羊絨，保暖性好;牛奶絨的耐磨性、抗起球性、著色性、強(qiáng)力均優(yōu)于羊絨;由于牛奶蛋白中含有氨基酸，皮膚不會排斥這種面料，相當(dāng)于人的一層皮膚一樣。其立體多隙的微孔結(jié)構(gòu)和縱向表面的溝槽結(jié)構(gòu)決定了纖維有冬暖夏涼特性：夏季制成輕薄織物，能快速吸收皮膚散發(fā)的濕氣汗液，并快速擴(kuò)散到空氣中，保持皮膚干爽透氣;冬季制成厚實織物，微孔吸收入體散發(fā)的熱量，有效阻隔空氣流通，防止冷空氣入侵，輕盈保暖。

1.2 ?山羊絨

山羊絨纖細(xì)、柔軟保暖，是動物纖維中最細(xì)的之一，其細(xì)度一般在13μm～15.5μm之間，自然卷曲度高，在紡紗織造中排列緊密，抱合力好，所以保暖性好，是羊毛的1.5～2倍。山羊絨纖維外表鱗片小而光滑，纖維中間有一空氣層，因而其重量輕，手感滑糯，色澤自然柔和。羊絨纖維細(xì)度均勻、密度小，橫截面多為規(guī)則的圓形，吸濕性強(qiáng)，可充分地吸收染料，不易褪色。與其他纖維相比，羊絨具有光澤自然、柔和、純正、艷麗、柔韌、有彈性等優(yōu)點。

1.3 ?PTT纖維

PTT纖維是一種新型的聚酯纖維，俗稱為彈性滌綸，其綜合了尼龍的柔軟性（及更好的色牢度）、腈綸的蓬松性（而避免了磨損傾向）、滌綸的抗污性（卻有很好的手感），除本身固有的彈性和優(yōu)良的防污性能外，還有易于染色、手感柔軟、富有彈性，伸長性同氨綸纖維一樣好，與彈性纖維氨綸相比更易于加工，非常適合紡織服裝面料;除此以外PTT還具有干爽、挺括等特點。PTT纖維把各種纖維的優(yōu)良服用性能集于一體，因此成為當(dāng)前國際上最新開發(fā)的熱門高分子新材料之一[1]。PTT及其混紡面料具有如下特點： 1.具有獨特的記憶功能，舒適的手感，是其他任何纖維無法代替的; 2.面料柔軟、光澤亮麗，使其織具可與絲綢媲美; 3.抗皺防縮性、懸垂性、滑爽性及免燙效果是其獨一無二的特性; 4.吸濕快干和抗紫外線功能、耐日照，使人與自然始終保持完美的統(tǒng)一; 5.優(yōu)越的抗菌性、防霉性和護(hù)膚的養(yǎng)護(hù)性。

2 ? ?混紡紗的紡制

混紡紗加工工藝對織物性能有直接影響。由于牛奶蛋白纖維與山羊絨原料特性具有很大相容性，而PTT纖維彈性所表現(xiàn)出的高伸長率，選擇原料時須注重原料長度、細(xì)度等各項指標(biāo)相近。

本文在選擇原料混紡比例時，將牛奶蛋白纖維比例加大，PTT纖維比例縮小，適量加入山羊絨。足夠比例的牛奶蛋白纖維，使織物既可最大限度發(fā)揮原料優(yōu)勢，降低生產(chǎn)成本，又有利于做好質(zhì)量控制。此次嘗試開發(fā)了50%牛奶蛋白纖維、30%山羊絨、20%PTT混紡針織產(chǎn)品，研發(fā)支數(shù)選用60/2Nm以上的針織紗，較適宜加工春、秋季針織產(chǎn)品，尤其適合制作內(nèi)衣，體現(xiàn)原料柔軟性、親膚性的特點。

不論是在紡紗或編織時，可以非常便利地應(yīng)用現(xiàn)用的紡織加工設(shè)備，混紡、制條、鋪網(wǎng)等加工性能可參照常用纖維的加工，但對于加熱器溫度、牽伸張力條件等參數(shù)需認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行工藝調(diào)試。加工中要注意溫濕度、紡制及編制速度的控制，尤其是紡紗過程要通過工藝調(diào)整來解決筒管有可能出現(xiàn)的卷繞收縮以及紡紗張力波動造成的斷頭的現(xiàn)象，達(dá)到正常生產(chǎn)需要的良好成形的紗筒卷裝和理想的滿卷率;保證環(huán)境溫度在22℃，相對濕度在75%左右，并盡量減少波動，如果給濕不充分，會使紗線毛羽多、斷頭率高?；爻甭蔬_(dá)不到要求時，可采用噴霧器局部給濕;小批量生產(chǎn)時，可采取粗紗小定長、細(xì)紗多開車的方法，以縮短紡紗時間，減少回潮率波動，使效率最大化、成本最低化、質(zhì)量最優(yōu)化。

2.1 ?主要工藝路線

該混紡紗加工工序與精紡羊絨紗相似，但由于PTT纖維彈性大、羊絨纖維長度較短等特性，在紡制過程中要注意調(diào)整車速、隔距、牽伸等，做好短纖維的控制。主要工藝路線：前紡→粗紗→細(xì)紗→絡(luò)筒→并紗→倍捻→絞殺→染色→倒絞→編織→檢驗→后整理→定形→檢驗→包裝。

2.2 ?主要技術(shù)指標(biāo)

在研發(fā)過程中，牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡紗可參照精紡高支羊絨紗設(shè)定技術(shù)指標(biāo)?？紤]原料特性，紗線設(shè)計強(qiáng)力及伸長率均應(yīng)優(yōu)于全絨針織紗，烏斯特（Uster）條干檢測儀檢測均勻度、粗細(xì)節(jié)及毛粒等各項指標(biāo)可參照羊絨紗精紡指標(biāo)。最終成品下機(jī)后以燈管照度儀眼觀比對優(yōu)質(zhì)絨紗精紡制片效果標(biāo)樣為準(zhǔn)。

⑴單紗（Uster）條干CV%：17.8。

⑵常發(fā)紗疵：細(xì)節(jié)（-50%）210只/km;粗節(jié)（+50%）120只/km;毛粒（+200%）90只/km。

⑶混紡紗物理指標(biāo)舉例，如表1所示。

表1中物理指標(biāo)均達(dá)到質(zhì)量計劃目標(biāo)和要求;從先鋒織片結(jié)果來看，條干不勻率及紗線綜合質(zhì)量指標(biāo)均符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。

3 ? ?混紡紗染色工藝推薦

牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT三種纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所不同，對染料的吸附能力、親和力和反應(yīng)活性也不同。但牛奶蛋白纖維和山羊絨都具備可在常溫常壓下染色，顏色鮮艷、柔和有光澤，上染率高，色牢度較好的特性。染色中需充分考慮大比例牛奶蛋白纖維本身呈姜黃色，色素較難去除，需進(jìn)行漂白才能滿足染色要求的特性。漂白時根據(jù)染色方式的不同，可以采用雙氧水漂白、還原劑漂白和雙氧水漂白+還原劑漂白等工藝，試驗證明，雙氧水漂白的效果較好。在染特淺色織物時，還要進(jìn)行增白處理。在漂白工序中特別要注意漂白的溫度不能過高。因為，當(dāng)溫度超過80℃以上時，會對紗線的伸長強(qiáng)度造成較大影響，纖維的回縮大，手感發(fā)硬。

一般來說，適合牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡紗染色的染料有活性染料、弱酸性染料和中性染料等。由于采用活性染料染色織物的耐洗牢度好，鮮艷度高。我們采用常見的活性染料染色，在牛奶蛋白纖維玻璃化溫度48℃時的慢速升溫、分步收縮、逐步上染、控制升溫速度的工藝，在不增加任何新的化學(xué)污染物的情況下，得到收縮率適中、染色均勻、色牢度達(dá)到毛、絨織物標(biāo)準(zhǔn)的牛奶蛋白纖維混紡紗線。較適宜的活性染料有乙烯砜型染料（55℃），一氯均三嗪/乙烯砜型雙活性基染料（60℃～70℃），一氟均三嗪/乙烯砜型雙活性基染料（55℃～60℃）。需注意的是，可根據(jù)顏色深淺確定純堿用量：一般染淺色2 g/L～4g/L，中色5 g/L～8g/L，深色11 g/L ～14g/L（為棉布用量的1/2～2/3即可）;根據(jù)顏色深淺確定鹽（元明粉）用量：一般淺色10 g/L～30g/L，中色40 g/L～70g/L，深色70 g/L～100g/L，可用Na2CO3、Na3PO4調(diào)節(jié)pH值至10～11;元明粉和純堿要分次加入，以降低上染速率和固著速率，使染色均勻;染深濃色時需兩次皂洗（充分皂洗）。其主要工藝如圖1所示[2]。

圖1 ? ?牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡紗染色工藝推薦

4 ? ?產(chǎn)品編織及工藝舉例

織物的組織結(jié)構(gòu)和加工條件是體現(xiàn)纖維特性等的最關(guān)鍵的因素。針織物的主要參數(shù)是線圈長度（影響到線圈密度、織物的蓬松性、彈性和手感）、紗線張力和離心力（影響成品重量，從而影響織物手感和彈性）。牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡紗可編性、織物組織結(jié)構(gòu)適用范圍比較廣，尤其適用針織產(chǎn)品的編織。緯平針組織足以能體現(xiàn)原料特性和當(dāng)今簡潔大方的著裝風(fēng)格。當(dāng)然，為體現(xiàn)時尚，也可用來編織集圈組織、網(wǎng)孔組織針織面料的編織工藝和花色效果，包括：紗羅組織網(wǎng)眼和菠蘿組織網(wǎng)眼的網(wǎng)孔效應(yīng)、以雙面紗羅組織為基礎(chǔ)形成的凹坑效應(yīng)和以緯平針組織為基礎(chǔ)形成的凸點效應(yīng)等[3]。

4.1 ?設(shè)備參數(shù)

機(jī)型 ?上海廣立玉寶牌電腦橫機(jī);

設(shè)備型號 ?YB-3188S;

沙嘴數(shù)量 ?6個;

編織系統(tǒng) ?單系統(tǒng);

最大編織速度 ?1.2;

最大編織尺寸 ?60英寸（152厘米）;

適合編織針型 ?3G、 3.5G、 6G、 7G、 12G、 14G。

4.2 ?編織舉例

4.2.1 ?集圈組織

使用集圈的不同排列和使用不同色彩的毛紗，可使織物表面具有圖案、閃色、孔眼、凹凸等花色效應(yīng)。a.利用集圈單元在平針中的排列形成花色效應(yīng);b.利用多列集圈形成凹凸網(wǎng)眼效應(yīng);c.利用幾種色紗與集圈單元組合形成色彩效應(yīng);d.利用集圈懸弧來減少單面提花組織中浮線的長度。具有斜紋效應(yīng)的集圈組織織針排列和編織圖如圖2所示;具有凹凸效應(yīng)的集圈組織織針排列和編織圖如圖3所示。

4.2.2 ?半畦編組織

半畦編組織又稱單元寶針或單魚鱗組織，由一個橫列的四平和一個橫列的集圈組成。兩個橫列完成一個循環(huán)。半畦編組織線圈結(jié)構(gòu)圖、編織圖、織針排列圖、編織時三角狀態(tài)及走針軌跡如4至圖7所示。

4.3 ?注意事項

編織過程中要注意以下三點：

a. 選用質(zhì)量較好的織針，避免出現(xiàn)橫條、針痕現(xiàn)象;

b. 調(diào)整各路喂入紗線的張力，使張力均勻;

c.編織過程中，車間溫度控制在20℃～25℃范圍內(nèi)，相對濕度在75%～80%范圍內(nèi)。

5 ? ?后整理工藝及注意事項

針織品的功能特性除了一部分依靠特種纖維材料獲得以外，大部分是通過后整理而取得的。后整理的工藝條件主要有整理液的浴比;溫度，包括浸泡溫度、洗滌溫度;時間，包括浸泡時間、洗滌時間、烘干時間;pH值;助劑;纖維的品質(zhì);紗線和織物機(jī)構(gòu)。后整理盡量選用不含甲醛或不產(chǎn)生甲醛的環(huán)保型染料、助劑，如無醛固色劑、無醛樹脂;選用親水性的柔軟劑，如有機(jī)硅柔軟劑ZH-508。牛奶蛋白纖維織物一般應(yīng)注重如抗皺和柔軟等后整理，以保持其柔軟、滑爽的特性，同時提高產(chǎn)品的品位，最大限度地滿足消費者的需求[4]。

5.1 ?抗皺整理

抗皺整理劑一般應(yīng)選擇抗皺效果好的環(huán)保型整理劑。試驗中選擇聚馬來酸整理劑DP60、改性二羥甲基二羥乙烯脲樹脂GQ-810、聚氨酯整理劑，交聯(lián)劑DINF整理劑和VU整理劑等。

5.2 ?柔軟整理

牛奶蛋白纖維織物本身有較好的柔軟性，在染整加工過程中，經(jīng)高溫、張力和抗皺整理，手感變硬。為了使織物蓬松、豐滿、柔軟，必須進(jìn)行柔軟整理。本試驗選擇有機(jī)硅類柔軟劑、脂肪酰胺類柔軟劑和陽離子型柔軟劑等。

5.3 ?烘干

織物烘干時，應(yīng)選擇合適的設(shè)備及烘干方式，不能用直接接觸式高溫烘干設(shè)備，若直接接觸高溫，會使牛奶蛋白纖維織物在濕熱情況下手感變硬。比較理想的烘干方式是，織物脫水后進(jìn)行熱風(fēng)烘干或松式烘干，一般烘干溫度為70℃～80℃，待織物完全干燥后，再經(jīng)170℃熱定形處理，可獲得滿意的效果。

6 ? ?結(jié)論

牛奶蛋白纖維、山羊絨、PTT混紡產(chǎn)品結(jié)合了三種纖維的優(yōu)點，紗線條干均勻，紗疵少，產(chǎn)品手感柔軟、光澤柔和、色澤亮麗，更具有吸濕透氣、保濕滋潤、抗菌抑菌、防紫外線等功能，而且便于洗滌、容易打理，彌補(bǔ)了羊絨織物成本高、易起球、難打理的缺陷，在紗線結(jié)構(gòu)方面也是一種創(chuàng)新，為增加針織產(chǎn)品的品種創(chuàng)造了條件，提升了產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)品檔次和產(chǎn)品附加值，且開發(fā)的領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化，發(fā)展將十分迅速。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚穆，周錦芳，黃淑珍，等.紡織材料學(xué)[M].第3版.北京： 中國紡織出版社， 2009.

[2] 陶乃杰.染整工程[M].北京：中國紡織出版社，2002.

[3] 李琴等.針織毛衫設(shè)計與工藝[M].第2版.北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[4] 鄧沁蘭.牛奶蛋白纖維織物的染整工藝探討[J].印染，2006，（5）：15-16.

（作者單位：新疆塔城地區(qū)纖維檢驗所）