大豆蛋白纤维的纺纱性能.pdf

第2 6 卷第3 期 2 0 0 5 年6 月 纺织学报 J o 哪a lo f r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 N o 3 J 岫，2 0 0 5 大豆蛋白纤维的纺纱性能 杨庆斌1 ，谢莉青1 ，于伟东2 ( 1 青岛大学纺织服装学院，山东青岛2 6 6 0 7 1 ；2 东华大学纺织学院，上海2 0 0 0 5 1 ) 摘要研究大豆蛋白纤维的可纺性以及纺纱过程中的问题，探讨大豆蛋白纤维纯纺纱的捻系数与强度的关系以 及大豆蛋白，棉混纺纱的强度与混纺比之间的关系，确定了临界捻系数和最佳混纺比。 关键词大豆蛋白纤维；捻系数；混纺比；可纺性 中图分类号：鸭1 0 2 5 1 2文献标识码：A文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 5 ) 0 3 0 0 9 2 - 0 3 S p i I I I l i n gp e r f o m a n c eo fs o y b e 锄p r o t e i nf i b e r Y A N GQ i n g - b i n l ，x I Eu q i n 9 1 ，Y uw e i d o n 9 2 ( 1 c 。Z 妇B 旷Z 缸t 以舒口以C 三D 如i 略，Q i ，料如踟觇巧妙，Q 魄洳o ，l d D ，l g 2 6 印7 1 ，劬讥口； 2 c o z 妇e 旷z h 如，D o ，鹕彘眦踟觇瑶毋，啦谢2 0 0 0 5 1 ，吼i 眦) A b s I 呐c t，1 1 l es p i 加i n gp e 面肿a n c ea I l dt l I ep m b l e me ) 【i s t i n gi nt l l es p i I l I l i n gp m c e s sw e r e 咖d i e d 弧er e l a t i o n s h i pb e t w e e n s t r e n g t ha n dt w i s tf a c t o ro fs o y b e a np m t e i n 肪e ra I l db e 卅e e ns t r e n g t l l 粕db l e n d e dr a t i oo f y b e 锄p m k i nf i b e r ，c o t t o nb l e n d e d y 锄w e r ed i s c u s s e d T h ec r i t i c a lt w i s tf 如t o r sa n do p t i m 砌b k n d e d 瑚畸ow e r ed e t e r I l l i n e d K e yw o r d ss o y b e a np m t e i nf i b e r ；t w i s tf a c t o r ；b l e n d e dm t i o ；s p i 衄a b i l i t y 1 大豆蛋白纤维纯纺纱工艺概述 1 1 纺前预处理 大豆蛋白纤维在纺纱过程中必须对纤维给湿、 加表面活性剂以增强纤维的抗静电能力，在添加表 面活性油剂时还要控制纤维的含油率。还需添加防 滑剂以增加纤维的抱合力，使之符合纤维的纺纱要 求。由于纤维的吸湿、放湿快，所以在纺纱时应控制 加工车间的相对湿度，若相对湿度小，易产生静电及 飞花；相对湿度高，易缠皮辊和罗拉，粘缠针布。 1 2 纺纱工艺 1 2 1工艺流程蚴2 抓棉机一A 0 9 2 双棉箱给棉 机一F A l 0 6 梳针打手豪猪式开棉机一A 0 9 2 双棉箱给 棉机一A c r 7 6 成卷机一A 1 8 6 梳棉机一F A 3 0 2 并条机两 道一A 4 5 4 粗纱机一F A 5 0 6 细纱机一1 3 3 2 M D 络筒机一 成包。 1 2 2 各工序工艺参数的探讨1 ) 清花工序：大豆 蛋白纤维细度细、长度长、不含杂，所以开清棉工序 应少落多松或者不落，但又不能过度打击，否则易伤 纤维，造成短绒，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 ) 梳棉工序：纤维卷曲数少，是非永久性卷曲， 而且纤维的卷曲是平面卷曲，在纺纱过程中纤维很 快拉直后，不易恢复而伸直，这种特性在梳棉工序上 已表现出来，棉网易出现飘头、落网现象，应适当调 节棉条定量与棉网的张力牵伸倍数，两者结合，达到 理想的棉网状态，这是成纱过程中极为重要的一环。 由于纤维细而长，抱合力差和预处理中加入了油剂 和水，适当调节锡林与盖板间的隔距。隔距过小，使 锡林绕花；隔距过大，出现棉结和块状云斑，恶化了 生条质量。考虑到纤维的特性，应调节针布的型号， 为了转移良好，应适当调节锡林与刺辊的转移速度 和锡林与道夫间的隔距u 卫- 。 3 ) 并条工序：并条是为了改善条子的重量不匀 率，利用牵伸使纤维平行顺直，提高纤维的分离度， 并对条子进行定量控制。在大豆蛋白纤维的并条工 序中，为了获得较好的条干均匀度，采用弹簧摇架加 压，皮辊要进行特殊处理；因为纤维的长度长，所以 罗拉间距要适当放大，合理分配主、后区牵伸倍数； 因纤维抱合力差，条子经过并合后抱合力降低，所以 卷装容量以少为宜；纤维放湿快，在并条工序已经表 现出静电特性，并且纤维伸直度大为提高，棉条内的 纤维纵向与横向的抱合力大为减弱，罗拉带花，严重 时缠绕，故应控制环境湿度，最好保持在6 5 以上。 作者简介：杨庆斌( 1 9 6 4 一) ，男。汉族，副教授，博士。主要从事纺织新材料的结构与性能研究。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 2 0 0 5 年第3 期纺织学报【9 3 】 4 ) 粗纱工序：在A 4 5 4 粗纱机上纺纱，卷装不宜 太大，因纤维之间抱合力太差，卷装大，易冒纱、脱 圈，影响粗纱质量；又因纤维细、长，所以粗纱捻系数 要适中，过大则毛羽多。粗纱后牵伸倍数应掌握在 1 1 。1 2 倍之间，罗拉间距适当放大。为减少意外 伸长而造成的细节，导条张力不宜太大。 5 ) 细纱工序：应配置中硬度胶辊，加压适当以提 高成纱条干，减少成纱粗、细节。 6 ) 络筒工序：设计合理的络筒工艺，配置较低的 绕纱线速度，可以减少断头。根据后整理工序的特 点，络筒卷装不宜过大。 2 大豆蛋白纤维混纺纱工艺概述 2 1 混纺比 大豆蛋白纤维与纯棉精梳纤维混纺比为7 0 3 0 、 6 0 ，4 0 、5 0 ，5 0 、4 0 ，6 0 、2 0 ，8 0 。 2 2 工艺流程 大豆蛋白纤维蓬松柔软，密度较小，与棉纤维差 异较大，为保证准确的混纺比，2 种纤维分别制条， 采用并条( 三道) 混和，再经粗纱、细纱，最后至络筒。 2 3 各工序的技术措施 2 3 1 制条根据棉纤维和大豆蛋白纤维各自 的特性，开清棉与梳棉采用不同的工艺参数分别制 条。棉生条经过精梳工序排除杂质、棉结、短绒，制 成棉精梳条后再与大豆蛋白纤维生条混并。 2 3 2 混并为防止混和不匀出现色差，混并选 用三道并条。大豆蛋白纤维较棉纤维长，和纯棉品 种相比，应增大罗拉隔距。为了加强纤维的控制，采 用弹簧摇架加压，牵伸采用三上三下压力棒曲线牵 伸形式，一道混并后区牵伸倍数应控制在1 7 2 0 倍，二道混并后区牵伸倍数应控制在1 2 倍左右。 2 3 3 粗纱 粗纱工序应增加罗拉隔距，选择适 当的捻系数及合适的成形齿轮。捻系数的选择既要 防止过小造成条干恶化，粗纱发毛，增加成纱毛羽， 又要避免过大造成细纱牵伸不开而“出硬头”的现 象。大豆蛋白纤维与棉纤维混纺其粗纱捻系数应较 纯大豆蛋白纤维纺纱稍偏大掌握，以7 5 8 5 为宜， 在生产状态正常的情况下，粗纱萨氏条干可达到 1 1 左右。 2 3 4 细纱细纱工艺与大豆蛋白纤维纯纺相同。 3 大豆蛋白纤维纯纺纱捻系数与强度关系 3 1 实验样品 纺制线密度为1 8t e x ，捻系数分别为2 5 7 、3 0 0 、 3 2 2 、3 4 3 、3 6 5 、3 8 6 、4 0 8 、4 7 2 、5 1 5 、6 0 1 的大豆蛋白纤维 纯纺纱若干。 3 2 实验仪器及条件 仪器：I n s t m n4 2 0 6 型万能电子强力仪。测试条 件为温度1 7 2 3 ，相对湿度6 2 6 8 ，测试前 纱线需在标准状态下平衡4 8h ，夹持距离2 5 0m m ， 拉伸速度2 5 0m m I I l i n ，预加张力1 5c N 。 3 3 临界捻系数的确定 表1 为纱线捻系数与纱线强度之间的关系 数据。 表1 大豆蛋白纤维纯纺纱力学性能指标 根据数据进行分析得到曲线如图1 所示¨3 。 Z 宴 R 骥 图1 大豆纯纺纱强力与捻系数关系曲线 由数据分析可得回归方程如下式 y ：6 ×1 0 6X 3 0 0 1 17 X 2 + 5 9 6 54 X 一5 0 9 0 9 由此可得，当捻系数在3 4 3 左右时，大豆蛋白纤 维纱线的强度达到最大值，得出大豆蛋白纤维纯纺 纱的临界捻系数为3 4 3 。 4 大豆蛋白棉混纺纱强度与混纺比关系 由于涤棉混纺纱在涤纶含量为5 0 一6 0 时 强力出现低谷，此时混纺纱的强力甚至低于相同线 密度的纯纺纱，L y o c e l l P E T 混纺纱在L y o c e l l 纤维含 量为7 5 左右时，纱线强度亦处于低谷，此时纱线 强度甚至低于L v o c e u 纯纺纱的强度b 。，为此研究 ( 下转第9 9 页)万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 2 0 0 5 年第3 期纺织学报【9 9 】 4 成纱质量及制成率 4 1 成纱质量 L 5 5 ，C 4 51 4 5t e x 纱线指标见表2 。其强力和强 力不匀可很好地满足后道织造加工的需要，重量不 匀和麻结杂质也优于同类的亚麻纱线的国家标准。 裹2 成纱质量 4 2 制成率 对纺纱工艺各道工序的制成率考评，主要是评 价各道工序的落麻情况，清花落麻、盖板花、车肚和 精梳落麻等落麻率分别为1 7 1 1 、6 2 7 1 、 4 5 6 3 和1 7 1 0 4 。其中清花落麻和车肚落麻主 要是麻结和杂质，而盖板花和精梳落麻都是可以再 次利用的纤维，其中盖板花可以直接投料回用，而精 梳落麻其平均长度为2 5m m 左右，且细度更高，是很 好的低支亚麻纱的纺纱原料。 5结语 利用精细化亚麻原料，进行预处理，通过纺纱工 艺的适当调整，完全可以在普通棉纺设备上完成高 支高比例的亚麻棉混纺纱的生产。通过高品质高 附加值的产品生产为企业带来很好的经济效益，并 为后道企业生产高品质的纺织品提供纱线原料。 参考文献： 1 c 舱k a l 8 k iJ B l e n d ss p i n n i “gw i t l In a 】【 J 1 k t i eA s i a ，2 0 0 0 ，3 1 ( 6 ) 3 4 3 9 2 江灏亚麻，棉混纺纱工艺探讨 J 】麻纺织技术，1 9 9 9 ，2 2 ( 1 ) 2 3 2 5 ( 上接第9 3 页) 了大豆蛋白棉混纺纱的强度与混纺比之间的关系。 混纺纱的线密度为1 8t e x ，捻系数为3 2 2 ，纺制 7 种不同混纺比例的混纺纱，用I n s t r o n4 2 0 6 型强力 仪进行强力测试，测试条件与上述相同，测试结果如 图2 所示。 歪 R 鳗 图2 大豆蛋白纤维棉混纺纱强力与混纺比之间的关系 由图2 可知，大豆蛋白纤维，棉混纺纱强力与混 纺比之间的关系，同涤棉混纺纱强力与混纺比之间 的关系类似。大豆蛋白纤维棉混纺纱强力在大豆 蛋白纤维含量为2 0 3 0 左右时，纱线强力处于 低谷，此时，纱线强力低于纯棉纱的强力，实际生产 中应避免使用这一混纺比。 5 结束语 大豆蛋白纤维可以在国产的纺纱设备上加工， 纺纱过程中出现的问题可以采用相应的措施加以解 决。大豆蛋白纤维纯纺纱的临界捻系数为3 4 3 ，大 豆蛋白棉混纺纱强力在大豆蛋白纤维含量为2 0 3 0 左右时纱线强力处于低谷，实际生产中应回 避这一混纺比。 参考文献： 1 宋东鹏，刘明杰大豆蛋白纤维纺纱工艺探讨 J 棉纺织技 术，2 0 0 l ，2 9 ( 9 ) ：7 1 1 2 纪德信，鞠彦军，韩小玉大豆蛋白纤维纺纱织造工艺实践 J 棉纺织技术，2 0 0 1 ，2 9 ( 1 1 ) ：2 5 2 7 3 严灏景纤维材料学导论 M 北京：纺织工业出版社，1 9 9 0 3 0 一3 6 4 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等纺织材料学 M 北京：纺织工业出 版社，1 9 8 0 3 1 5 3 1 7 5 张建春，费培兴L y o c e l l 纤维纱性能研究 J 纺织学报，2 0 0 0 ， 2 1 ( 4 ) ：2 2 2 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark