大豆纤维性能及产品开发研究

1、大豆纤维性能及产品开发研究摘 要大豆纤维是以脱去汕脂的大豆豆粕作原料，提取植物球蛋白经合成后制成的新型再生植物蛋白纤维，是由我国纺织科技工作者自主开发，并在国际上率先实现了工业化生产的高新技术，也是迄今为止我国获得的唯一完全知识产权的纤维发明。木文通过分析大豆蛋白纤维面料的设计和生产，结合工厂的生产实际，分析了大豆蛋白纤维谢料的生产特点，对大豆蛋白纤维面料织造技术进行研究，得出大豆蛋tl纤维面料的设计和生产的一些结论，对生产实际有一定的指导意义。关键词：大豆纤维；面料开发；生产工艺；织造技术；iabstractsoybean fiber is stripped of soybean oil m

2、eal as a raw material, afterextraction from plant globulin made by the synthesis of new renewable plantfiber, textile science and technology workers from china's owndevelopment and take the lead in the international production of high-techindustrialization technology, and so far the only ful

3、l intellectual property rightsof access to the fiber invention. based on the analysis of soybean protein fiberfabric design and production, combined with the actual production plants,analyzed the production of soybean protein fiber fabric characteristics of soybean protein fiber fabric weaving techn

4、ology research, obtained soybeanprotein fiber fabric design and production of some conclusions, the actual production has some significance.key words: soybean fiber; fabric development; production process;weaving techniques;ii摘1abstract论.ii第1章绪景.11.1研宄背状11.2国内外研宂现1义1.3研究的目的和意2述.第2章大豆蛋白纤维概32.1大豆蛋g纤维的

5、主要构成和结构特点、32.2大豆蛋白纤维主要加工性能分丰斤32.3大豆蛋白纤维的生产过矛呈42.4大豆蛋白纤维的产品开发现m 4第3章大豆纤维的实际应用价63.1、大豆纤维具有重要的环保意义63.2、大豆纤维具有重要的经济价直63.3、大豆蛋白纤维实现了再生植物蛋白纤维的工业化生产，具有推广价值。73.4、可以以人豆纤维为基础，探讨系列再生蛋白纤维的研$'jo 7第4章大豆纤维品种开发分t斤84.1大豆蛋白纤维透孔色织条纹衬84.1.1设计用纱、组织结构和纤维成分84.1.2 uj料基本特占4.1.3纺纱工艺技术耍."8点4.1.4织造工艺技术要9点4.1.5染整工艺技术要.

6、“9品"4.2大豆蛋白纤维提花色织面料床上用9分4.2.1设计用纱、组织结构和纤维成.9占4.2.2面料基本特10点4.2.3纺纱、织造、染整工艺要10衫4.3大豆蛋ft纤缈羊绒t恤.10分4.3.1设计用纱、组织结构和纤维成104.3.2面料基本特点、114.3.3纺纱、染整、针织工艺技术要点、11第5章大豆纤维产品性能测i式135.1产品结构基本参数的测135.2织物耐久性的测量145.3织物外观保持性的测量155.4织物通透性的测s 16课题总结和产品开发展196.1、课题总.196.2、产品开发展望19i射20参考文献21iii第1章绪论1.1研究背景大豆蛋白纤维是迄今为止唯

7、一由我因秘技人员参与的开发并在国际上率先取得工业化试验成功的材料，是一种新型的再生植物蛋白纤维。从发明第一种人造纤维到现在，二百年不到，已经有人造纤维凡十种,衍生晶种更多，但这其中没有我们国家照己发明的纤维，也没有真正怒我们自己产业化的纤维。大豆蛋白纤维的诞生，弥补了这一空白。大豆蛋白纤维由河南濮阳华康生物化学工程联合集团公司李官奇先生研制，在2000年3月试纺成功。2001年4月2日4日，由中国紡织工业协会圭办、苏州大学材料工程学院承办、中国纺织投协办的大豆蛋白质纤维及技术开发研讨会在苏州市举行。参加会议的各位专家对大豆蛋白纤维作了充分肯定并提出宝贵的意见。大豆蛋白纤维是国际上首次进行工业化

8、生产的再生植物蛋白质纤维。目前第一条生产线年生产能力达1500吨左右，2001年下半年第二条生产线已投入运行。整个生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质等无污染，纤维本身主要由大豆蛋白质组成，易生物降解。大 豆蛋白纤维作为迄今为止唯一由我国科技人员自主开发并在全球上率先取得工业化试验成功的材料，不仅显示了我国科技人员的聪明才智，也为世界纺织工业做出了贡献。它适合新世纪人类追求白然、舒适的着装观念，必将促进绿色衣着消费领域的发展。同时，也为农业的发展开辟了新的途径。1.2国内外研究现状1945年左右，美国杜邦公司、日本油脂公司研宄了大豆蛋白质纤维，由于受早期科技水平的限制，所研制的纤维或者强度低

9、，或者纤维粗，或者物理机械性能差，或者制备的技术难度大等种种原因而未能实现工业化生产。后来，由于石油化学工业的发展等原因，研究者将新纤维的研究方向转向以石油化工原料为主的合成纤维和再生纤维素纤维的研制，大约在20世纪40年代到50年代间，相继成功研制出粘胶、锦纶、涤纶、晴纶、氨纶等“八大纶”化学纤维，并实现了工业化生产。随后的50年成为化学纤维大量发展的时代，在许多服装、家用纺织品、工业用布三大纺织产品领域替代了部分天然纤维。虽然合成纤维冇许多优良性能，但也存在吸湿性和透气性差、穿着不舒适等缺点。由于现代人对服装的追求趋向自然化、舒适化、休闲化、多样化、健康时尚化，天然纤维受到了人们越来越多的

10、青睐。但是，天然纤维棉、麻、羊毛、蚕丝等受到种植、养殖面积的限制，无法大量发展。因此，从20世纪90年代开始，国内外对再生蛋白质纤维的研制工作又开始1重视起来。近年来，曰木东洋纺公司开发了以新西兰牛奶为原料与丙烯晴接枝共聚而成的再生牛奶蛋g质纤维；美国杜邦公司开发了玉米蛋0质纤维。冃前，国外尚无用于纺织品的大豆蛋白质纤维产品。我国对再生植物蛋白纤维的研宄起步虽然比较晚，但是却取得了突破性进展。河南淮阳华康生物化学工程联合集团总公司李官奇先生花费了将近十年时间，投资7000多万，成功研制出了再生大豆蛋白纤维，并实现了其工业化生产。这是目前为止唯一由中国发明制造并率先取得工业化生产的人造纤维。该纤

11、维于2000年3月份试纺成功，现己正式投入生产。大豆纤维的生产过程是将榨过油的大豆粕浸泡，利用高新技术分离出豆粕中的球蛋白，再进行提纯，通过助剂与高聚物接枝，共聚，共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝溶液，利用现代纺丝设备，经湿法或干法纺丝而成。涉及高分子、化学、生物化学等诸多学科领域的高新技术，难度极大。纺出的纤维细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性较好、吸湿导湿性好，还具有羊绒般柔软手感、蚕丝般柔和光泽、羊毛的保暖性等优良服用性能,被称为“人造羊绒”。0前，对大豆蛋白纤维的研究已被列入国家火炬计划项0、国家重点新产品试制计划、国家重点工业产品扩大出口专项规划、河南省高新技术产业化等重点项目。众多

12、企业与纺织院校都参加了大豆蛋白纤维的研究与开发工作，从不同角度对纤维性能、纺纱、染整、产品设计等方lih故了部分探讨。1.3研究的冃的和意义大豆纤维是我国首度研制开发的新型纤维，纤维从开发到生产时间较短，目前。对大豆纤维及其织物的结构与性能的研究刚刚起步，还需要做大量的技术研究工作，才能使产品质量和数量上一个新台阶，为国家创造 更大经济效益。因此，本课题对大豆纤维织物的结构与性能进行测试研究。以期找出织物在尺寸稳定性、拉伸性能、弹力织物的弹性等方面的规律，可以对大豆纤维织物生产提供借鉴，从而进一步完善大豆纤维织物的生产工艺，促进大豆纤维织物大规模生产的工业化进程。通过大豆纤维性能的研宄，全面摸

13、清人豆纤维的服用性能，为进一步的开发和利用大豆纤维提供科学依据，以提高大豆纤维的经济和社会效益，为进一步开发大豆纤维舒适功能织物奠定了一定的基础。2第2章大豆蛋白纤维概述2.1人豆蛋白纤维的主要构成和结构特点大豆蛋白纤维是从榨取过油脂的大豆豆粕中，通过生物化学手段提取 球蛋白，并改变蛋白质空间结构，再与聚乙烯醇高分子聚合物(pva)接枝, 共聚共混形成纺丝溶液，此溶液脱泡后再经湿法纺丝和后整理加工而形成的。纤维上的蛋白质呈不连续团状，分散在连续的pva介质中。由于上述结构特点，学术上可将其称之谓“大豆蛋白合成纤维”或“大豆蛋白维纶改性纤维”。本纤维的专利说明(专利号19116636.1)表明，

14、大豆 蛋白纤维的蛋g质含量为23%55%,聚乙烯醇高分子聚合物含量为77%45%ao蛋白质是由氨基酸组成的。经某专业机构测试显示，大豆纤维含有约1617种氨基酸，其含量约占纤维总量的20 %30%左右。在人豆蛋白纤维的结构里，由于蛋白质与轻基等高聚物没有全部发生 共聚，共聚的部分在湿法纺丝中先凝固，形成纤维芯层;而共混部分的蛋白 质分布于纤维表面成为皮层，纤维形成皮芯结构。并且在纺丝牵伸过程屮，由于纤维表面脱水，取向较快，导致纤维表层形成沟槽，从而使纤维具有良好的导湿性，吸湿放湿功能优异。2.2大豆蛋白纤维主要加工性能分析1、大豆蛋白纤维比重轻，在各种天然纤维和常用的化学纤维中，仅比晴纶和丙纶

15、略高。而大豆纤维的单纤维强度，无论干强还是湿强均明显好于蚕丝、羊毛和粘胶，其干强亦明显好于棉，仅逊于高强度的涤纶等化纤。由于这些优点，为纺制高支细特纱线，生产轻薄高档织物提供了条件。 而有些常用纤维或新型纤维，如棉花（尤其天然彩棉）、羊毛、粘胶、竹纤 维、甲壳素纤维等就不具备这一优点，或纤维本身较粗，或纤维虽较细,但单强太低，因而就不可能或难以纺制轻薄高支纺织品。2、大豆蛋白纤维纤细平滑，卷曲少，卷曲弹性率低，细腻柔软，犹如羊绒的手感，但易起皱;其色泽带冇亮黄色，类似天然柞蚕丝;其回潮率 达7.5%8.5 %,接近棉花8.5%的水平，而远远高于涤纶0.4%0.5%等化纤的回潮率，因而用大豆纤维

16、制成的纺织品外观宜人，手感舒适，吸湿透气性好，纤维表面有大量氨基酸组成的蛋白质，对皮肤有亲和性，所以穿着舒适，有益于健康。3、大豆蛋g纤维摩擦系数低，这使纤维手感平滑，但又易造成纤维抱合力低，集束性差，难以纺纱，而且纺成的纱易起毛;另外，由于其质量 比电阻为10.33欧/mg,仅低于涤纶（14欧/mg）,而大于其它各种常用纤维，故纺纱时易造成静电。由于这两个原因，在生产上应采取加油给湿，提高 车间相对湿度等措施，以加强对纤维的控制。34、因大豆蛋白纤维的主要成分也是聚乙烯醇，它们的分子结构上均 含有大量经基(-0h),所以热稳定性差，尤其是湿热稳定性更差。大豆蛋白 纤维在10°c的水

17、浴屮会发生明显收缩，因而在后整理时，在高温湿热状态下加工，如控制不当很易造成织物变性手感发硬。5、大豆蛋白纤维在形成过程中，需要采用缩甲醛工艺，即采用甲醛对纤维分子上的经基进行处理，以减少和控制经基含量，提高纤维的耐热性，减少纤维的收缩率。因而大豆蛋g纤维原料中残留着游离甲醛。国家 标准规定纺织品屮甲醛的最高含量为:外衣200mg/kg;内衣70mg/kg,婴儿 服20mg/kg。大豆蛋白纤维或其纺织品经漂染、整理后，可控制甲醛含量 在20mg/kg以内，因而可以安全使用。6、如前所述，大豆蛋白纤维是大豆分离蛋白和聚乙烯醇高分子共聚共混纺丝而成。其化学结构和形状不同于羊毛、蚕丝等天然蛋白纤维，

18、也不冋于维纶，因而不能完全套用这些纤维的染色方法，故染色工艺较为复杂，难度较大，至今化工界尚未开发出一种直接针对大豆蛋白纤维的专用染化料。从近几年国内对大豆蛋白纤维的研宂和开发实践来看，在染色性、上染率、色光、水洗牢度、f1晒牢度等方胆，比较适合的染料有3种，它们是棉型活性染料、酸性染料和直接染料。2.3大豆蛋白纤维的生产过程大豆蛋白纤维，其主要原料来自大豆榨完油后的豆粕，其生产原理是将豆粕水浸、分离、提纯出球状蛋白质，通过添加功能性助剂，改变蛋白质的空间结构，并在适当条件下与轻基和氰基高聚物共聚接枝，通过湿法 纺丝生成大豆蛋白纤维，此时的大豆蛋白纤维屮，蛋白质与羚基和氰基高聚物并没有完全发生

19、共聚，具有相当的水溶性，还需经缩醛化处理j能成为性能稳定的纤维。醛化后的丝束经过弯曲、热定型、切断、加油工序成为纺织用的大豆蛋白纤维。其制造过程对环境、空气、水质、人体等均无污染，纤维本身主要由大豆蛋白质组成，因此，大豆蛋白纤维可称为新世纪的“绿色纤维”，是一种新型的环保型易生物降解纤维，所制成的产品是一种真正意义上的绿色环保保健产品。在大豆蛋白纤维分子结构中，由于蛋0质与经基和氰基高聚物没有完全共聚，适当控制蛋白质与轻基和氰基高聚物的分子量，并且在纤维纺丝牵仲过程屮，由于纤维表面脱水，取向较快导致纤维表面具有沟槽，从而使纤维具有良好的导湿性。同时由于蛋白质分子中存在大量的氨基、经基、梭基等亲

20、水集团，纤维具有良好的吸湿性。2.4大豆蛋白纤维的产品开发现状大豆蛋白纤维是由河南省遂平华康生物工程有限公司在世界上率先采用工业化生产的高性能环保纤维。该项目被列入国家级火炬计划、国家重点新产品试制计划、国家重点工业产品扩大出口专项计划、河南省高新技术产业化等重点项目。目前大豆蛋白纤维产品的开发以服用为主。它可用于各类纯纺及与棉、毛、丝、羊绒纤维混纺或者交织开发机织4或针织产品。大豆蛋白纤维可根据其长度、细度的不同分别采用不同 的加工系统进行加工，纺制纯大豆蛋白纤维纱线和混纺纱。目前，利用1.27dtex棉型大豆蛋白纤维在棉纺设备上己经纺出6dtex的高品质纱，可开发高档的高支高密面料，另外在

21、棉纺加工设备上大豆蛋白纤维还可以和其它纤维如羊绒、抗静电纤维混纺开发高档混纺纱，从而开发更多的高档妞料。毛型纤维可以采用毛型加工路线，在传统的毛纺设备上进行混纺或纯纺，也可以在绢纺设备上进行加工，开发绢纺大豆蛋白纤维产品。在2001年4月苏州举行的“大豆蛋白纤维及产品幵发研讨会”上，一些单位已经开发出了一系列的大豆蛋白纤维产品，分别有纯大豆蛋白针织产品、机织产品及与真丝交织与毛交织和各种混纺针织或机织产品。在今年举行的第89届中国出口商品交易会上，由四川省丝绸进出口公司首次展示的以大豆蛋白丝织成的女针织衫，引起了外商极大兴趣。用大豆蛋白纤维制成的针织衫色感柔和，具有桑蚕丝织物的天然光泽和悬垂感

22、，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。针对目前欧美等国家不断提高纺织品进口环保标准的情况，大豆蛋白纤维产品具冇非常广阔的市场开发前景。有不少客商提出要与四川省丝绸进出u有限公司合作，开发如婴儿用品、装饰用品、披肩等产品。在2002年春夏中国流行面料入围评审活动中，经中国流行面料评审委员会评定，由山东滨州印染集团有限责任公司所开发的新产品“纯大豆蛋白纤维织物”入围2002年春夏中国流行面料。纯大豆蛋g织物具有外观华贵、舒适性好、物理机械性能好及保健功能性的特点。大豆蛋白纤维 面料具有真丝般的光泽，非常怡人，其悬垂性也

23、极佳，给人以飘逸脱俗的 感觉。用高支纱织成织物表面纹路细洁、清晰，是高档的衬衣面料。手感柔软、滑爽，质地轻薄，具有真丝与山羊绒混纺感觉，有舒适的肌肤接触感，吸湿性与棉相当，导湿性透气性远优于棉。这种面料的出现，满足了人们对穿着舒适性、美观性的要求。据了解，目前国内大多数企业对大豆蛋白纤维的利用还处在初级阶段，能够将其批量制成成衣的企业还很少。由于大豆蛋白纤维产品具有成本低、绿色环保型、应用领域广泛等特点，所以大豆蛋白纤维具有极强的市场开发潜力，可以产生巨大的经济效益。5第3章大豆纤维的实际应用价值3.1、大豆纤维具有重要的环保意义涤纶等传统的合成纤维都是从石油等不可再生的化工原料中得来的。而现

24、在世界各国都在尽量储备石油等不可再生资源，竭力寻找新的替代能源，特别是绿色可再生资源。关国有一个报道，就是华盛顿大学的专家对二十一世纪未来十年发展趋势预测当中冇一条，讲的就是要找替代能源，以挑战石油能源。这说明对能源消耗巨大的合成纤维魏不符合当前的发展趋势，尽管他们经过改性之后会具备许多优良特性，但从能源的角度来讲，却应该限制其生产数量。界时，合成纤维的废弃给地球带来了大量的垃圾，严熏影晌了生态环境。大豆是易于再生的农业资源，本身不对周围环境造成影响，用它来部分地.取代石油资源，符合当前所提倡的可持续发展战略。我国大豆资源丰富，解它来提取蛋白质，将是取之不冬，耀之不竭。放工过程采用生物技 术，

25、无污染，无废弃物，所使用的辅料、助剂均无毒，且大部分助剂和半产品纤维均可回收重新使用，即大豆纤维从原料到最终废弃物，对环境都 不产生负面影响。属丁环保型纤维。3.2、大豆纤维具有重要的经济价值大豆纤维的主要原料是从豆粕中提取的，豆粕是大豆榨过汕后的饼粕，以前用来加工动物饲料，是来源丰富的农副产品。从豆粕屮提取大豆纤维，属于废物综合再利用，提高了农副产品的附加值，将有效促进农副产晶的结构调整和农业经济的发展。且100公斤皿粮可提取40公斤植物蛋白质，利用率高。加工成的大豆蛋白纤维作为一种纺织原料，具有重要的经济价值。中国作为一个纺织大国，每年都要消耗大量的纺织原料。随着化纤工 业的发展，我国化纤

26、产量从1960年1万吨（1970年10万吨，1980年45 万吨）军吐2000年的690万吨，居世界第一。傻在塞葬创汇的释时，我国 每年还要进口化纤原料130万吨，占进口纺织原料的63%左右。大豆蛋白纤维的研制成功，将极力改进这一状况。然大豆蛋白纤维现在的生产能力还很小，但是我国的科技工作人员正在运用高新技术，使之工程化，为在设计、设备、控制、工程等方面建设高水平的万吨级做准备，一争取在23年内发展先进、可靠的技术使大豆蛋自纤维产品成一条龙服务产品。到那时，我们不仅可以供应国内的原料市场，更可以将大豆纤维及其产品出翔创汇。2001年就有美国客商要求包销三年生产的大豆蛋白纤维（包括 2001年正

27、在立项拟于明年底完成的1.5万吨/年大豆蛋g纤维产业化生产 线的产量），基涉及关税问题，不知道具体的洽谈结果。若成功，仅此一项即可为国家每年创外汇超过一亿美元。3.3、大豆蛋白纤维实现了再生植物蛋白纤维的工业化生产，具有推广价值。大豆蛋白纤维的试纺成功，标志着再生植物蛋白质纤维生产技术的进步。在实践与研宄过程中，工程技术人员正不断完善设备，优化生产工艺，降低生产成本，实现其生产能力的经济规模。现在先建立年产11.5万吨的产业化生产线，作进一步的改进后，再进行推广，以满足国内外市场的需要。由于有了生产普通人豆蛋白质短纤维的技术，进一步改进性能及系列开发的前景十分广泛。目前大豆蛋白纤维长丝的研制正

28、在准备中，各种异 型纤维、功能性纤维（包括抗菌保健、防臭、抗紫外线纤维等）也正在加紧 研制，以保持我国冃前的优势。3.4、可以以大豆纤维为基础，探讨系列再生蛋白纤维的研制。大豆蛋白纤维的研制成功，可以启发我们去开发相关种类的再生植物蛋白纤维。再生植物蛋白纤维己走过了一段漫长的发展历程。出于技术和条件各方面的原因，没冇得到长足地发展。大豆蛋白纤维或许可以为我们提供一种新的思路，让我们从不同的角度继续发展这些纤维。7第4章大豆纤维品种幵发分析大豆纤维是一种性能优良的新颖纤维，但是由于该纤维纤柔平滑，卷曲少，弹性低，伸长小，因而制成的纺织品缺少身骨，保型性较差，且易产生毛羽。因而大豆纤维的开发多采用

29、与其他纤维混纺或交织的工艺。就产品而言，目前内衣品种多于外衣，针织品种多于机织。这也是对大豆纤 维扬长避短加以应用开发的一种趋向。现就曾试制开发过的几类人豆纤维产品，归纳其工艺技术和产品特色，简要介绍如下。4.1大豆蛋白纤维透孔色织条纹衬衫4.1.1设计用纱、组织结构和纤维成分经纱:7.3tex*2（ 80s/2）精梳涤棉纱线（少量经纱染成蓝色）纬纱:15.stex（38s）本色大豆纤维纱经纬密度320x260根alocm组织结构:斜纹加透孔组织纤维成分和比例:大豆纤维44%，漆纶36%，棉花加20%4.1.2面料基本特点大豆蛋白纤维有类似丝绸的亮丽光泽，羊绒一样的柔软手感和棉花般的吸湿透气性

30、，非常符合内衣衬衫对于舒适性的要求。本产品采用与精梳涤棉纱线交织，在保持较好舒适性的同时，乂增加了面料的弹性和身骨，提高了料的抗皱性，而且由于涤纶和棉花价格相对较低（1.11.3万元八， 大豆蛋白纤维34万元/t，可以降低生产成本，提高性价比。本面料坯布为浅黄色，经轻漂整理后，面料带有一种自然的奶白色调。4.1.3纺纱工艺技术要点经纱7.3tex*2涤棉配比65%,35%,分别采用短流程和长流程清梳工艺，其中棉花生条又经预并、条卷和精梳工艺在并条机上与涤纶混并。纬纱15.5tex系大豆纤维纯纺纱。由于大豆纤维静电较重，故首先要进行加油给湿，进行纺纱前预处理，按原料重量，加人抗静电剂0.4%左右

31、， 防滑剂（硅胶）约0.2%,回潮率控制在9%左右，这样既能减少静电产生，又 能使己产生的静电迅速消除，同时还能增加纤维抱合力有利于纺纱。其次，由于大豆纤维是再生纤维，整齐度好，不含杂质，故可以采用短流程清梳工艺，贯彻多松、少落、轻打，易转移的要求，以减少对纤维的损伤和毛羽、毛粒的产生。因大豆纤维卷曲少，在梳理屮易出现漂头、坠网、破边现象，宜采用皮卷剥棉装置，使梳棉出头顺畅，在并、粗、细3种工序中宜采用较大的预牵伸，优化定量，加大捻系数约10%左右，以增加纤维之间的抱合力，还要适当降低纺纱速度，保持车间相对湿度在65%以上。4.1.4织造工艺技术要点本衬衫面料纱支较细，密度较高，设计门幅达1.

32、8m,基本组织为斜纹结构加透孔小提花组织，采用提花喷气织机织造。织前经纱应予上浆，由于经纱系涤棉精梳纱，仅需轻浆即可，上浆率6%-8%,浆液含固率5%6%。由于大豆纤维纬纱毛羽较多，为保证织造顺利进行，减少纬向停台，应适当加大综框高度增加开口时间，并将上机张力偏小掌握。4.1.5染整工艺技术要点由于大豆纤维织物易起皱，所以染整设备不宜采用绳状或溢流染色机,宜用平幅卷染机。坯布上有一定浆料，加之因织造张力引起的内因力较大， 所以要通过煮练退浆、预缩，消除张力。工艺条件为加人dp5退浆剂lkg, e-cct精炼剂1kg, 168净洗剂0.5kg, 90oc,染40min左右;本色大豆纤维近似嫩黄色

33、，通过轻漂，使之亮丽，近于白色，但还含有很浅的黄色。在95°c以下进行预烘干，然后进行烧毛，提高布面光洁度，烧毛速度应严格控制， 过快影响烧毛效果，过慢易使织物变性，手感发硬。然后洗清烧毛的灰烬，再烘干定型和压光，进一步提高织物的平整度和光洁度。最后一道是罐蒸，冃的是提高织物手感，增加丰满度，但由于罐蒸工艺时间较长，通常在100°c左右温度下进行，为防止大豆纤维的变性，现应改在90°c左右温度下采用二次罐蒸工艺加工。4.2大豆蛋白纤维提花色织面料床上用品4.2.1设计用纱、组织结构和纤维成分经纱:14.6tex(40s)精梳棉色纱 纬纱:14.6tex(40s大豆

34、纤维、竹纤维混纺色纱 经纬密度:500 x 320根/10cm组织结构:缎纹加提花组织纤维成分和比例:棉花60%，大豆蛋白纤维20%,竹纤维20%。94.2.2面料基本特点本产品纬纱采用大豆纤维与竹纤维混纺，所使用的竹纤维是一种以竹浆为原料的新型再生纤维素纤维，其结构具有微孔性，吸湿透气性极好，而且具有天然抗菌性，这使得大豆纤维对人体的健康和舒适性得到进一步加强。另外竹纤维还具有优异的染色性能，上色率高，色谱广，色泽鲜艳亮丽，可明显弥补大豆纤维染色性较差的缺点，加之其价格仅为大豆纤维一半左右。而反过来，大豆纤维的强力大大高于竹纤维，这弥补了纯竹纤维作纬纱因强力不足而易造成断纬的缺点。因此，这是

35、一种互补的纬纱组4.2.3纺纱、织造、染整工艺要点本产品大部分生产工艺技术与上述“衬衫面料”相似，为避免内容重复，下面仅表述不同工艺特点。1、大豆纤维先漂白后纺纱本产品同样在棉纺系统纺纱，但作为纬纱原料之一的大豆纤维前处理方式不同。纬纱由大豆纤维与竹纤维两种组成，前者纤维色黄，后者本白。如将大豆纤维经加油给湿处理后再与竹纤维混纺，则成纱仍带微黄色，在染色前需进行漂白处理，才能提高上色率和鲜艳度，这对于本身是木白不需漂白的竹纤维来说，既影响了纤维的性能，又浪费了漂白剂和能源。因此将大豆纤维先进行漂0,烘干后纺纱不仅纤维静电现象大为减少，可纺性明显提高，而且可以不再加油给湿，直接与竹纤维混和开松、

36、梳理纺纱。大豆纤维与竹纤维混纺工艺流程示意如下：（大豆纤维->漂白->脱水->烘丁*） +竹纤维）->混棉->成卷->梳棉->头并->二并->粗纱->细纱->络筒->本白大豆纤维/竹纤维混纺纱2、先漂后纺有助于纺纱织布车间的环保经实际测试，大豆纤维中的甲醛含量大约在800100（mg/kg左右，这会给纺织生产环境造成一定的污染，作业人员通过呼吸和接触而受影响。先将纤维进行漂白（脱色），可大大减少甲醛含量，而后加以纺织加工，有利于

37、纺织生产车间的环保。4.3大豆蛋白纤缈羊绒丁恤衫4.3.1设计用纱、组织结构和纤维成分针织用纱:16.7tex*2（6cn/2）大豆纤维/ptt/羊毛混纺线编织密度:7针/cm（18针/in）组织结构:平针加罗纹，纬编组织10纤维成分和比例:大豆蛋g纤维60%, ptt纤维30%,羊绒10 %.4.3.2面料基本特点大豆纤维和羊绒分别含有再生蛋白质和天然蛋白质，两者都有十余种氨基酸所组成，与体肤的亲和性好，透气吸湿性佳，对人体形成的微气候具有舒适性，有益于健康。用具有羊绒感的大豆纤维替代一部分羊绒，产品既保持高贵而自然，且价格显著降低;同时由于新型弹性聚醋纤维pti,的配伍，弥补了大豆纤维弹性

38、不足的缺陷，这在一定程度上起到了通常羊绒混纺织物中羊毛所起的作用。近年来随着消费理念的转变，人们对毛织品更注重于轻薄、舒适和易 护理的要求。通常中支羊毛细度>22um,细支羊毛细度约为1721um,超细支羊毛细度约为1516um,羊毛越细，可纺支数就越高，制织的织物才会轻薄。世界上细支羊毛尤其是超细羊毛很少。据澳大利亚羊毛局提供的资料，19um以下的高级细支羊毛仅为总量的6.4 %,且价格高，为2023um羊毛的1.5倍左右。同样在我国特有的羊绒纤维中，高级细支绒的比例也是既少又贵。而大豆纤维和ptt纤维的细度是可以人为控制的，目前常用的有1.27, 1.67,2.78dte、等

39、规格。通过计算得知，1人19, 21 u m细度的羊毛分别相当 于1.78, 2.22, 2.93dtex。因此用大豆纤维和ptt与羊绒混纺，可降低纺纱纤维的平均细度，生产出高支细薄的有适度弹性的羊绒织物。而且其织物不像纯毛绒织物易虫蛀、霉变。洗涤护理也容易。4.3.3纺纱、染整、针织工艺技术要点本产品使用的是已经漂白的大豆纤维，它与ptt等长(38mm)，细度相近，但与羊绒纤维的性状差异很大，所以在棉纺系统采用不同的纺纱工艺，其工艺路线如下图：图4-1工艺路线图该大豆纤维羊绒混纺线用于编织针织面料，制作t恤衫，然后经过洗缩、烘干和蒸烫成成品。洗缩工艺中应注意缩绒的温度、时间、浴比和采用适宜的

40、助剂。羊绒有鱗片结构，通过缩绒工艺可使手感更加丰满柔软；而大豆纤维和ptt纤维本身光滑，不需耍缩绒，但在成品前也应清洗。采用1%浓度的净洗剂，如209或sl即可达到缩绒和清洗双重效果。在11烘干和蒸烫时，温度不宜过高，最好在9(rc以下，以免影响大豆纤维的手感和性能。12第5章大豆纤维产品性能测试5.1产品结构基本参数的测定匹长、幅宽、厚度、平方米重及洗涤后的尺、r变化是组成织物结构的基本参数，它决定了织物的性质、风格及其差别，直接影响织物的使用性和服用性能。机织物产品的长度和幅宽受织造、整理等工艺以及存放条件 的影响，它关系到衣料的合理使用，使裁剪方便，利用率高。织物厚度与织物组织结构、纱支

41、、密度、染整工艺条件等有关，对织物的服用性能影响很大。织物密度用于比较纱线特数相同的织物的紧密程度。织物密度的大小直接影响织物的手感、风格、厚度、强力、通透性、保暖性和耐磨性等。平力*米重是织物物理性质的检查项目之一。织物的缩水性能与纤维性质、纱线捻度、织物结构、纺织染整加工及后整理等有关。织物吸湿后促进纤维、纱线缓弹性变形的加速回复，且发生膨胀，引起织物的收缩;在纺织染整加工过程中，纤维、纱线和织物受到多次拉伸作用，当织物落水后，由于水分子的渗入，纤维大分子间的作用力减弱，大分子的热运动加剧，使加工过程中产生的内应力得到松弛，加速了纤维、纱线缓弹性变形的回复，从而使织物尺寸发生较明显的回缩。

42、织物缩水的原因另一方面是由于某一系统纱线吸湿后直径显著膨胀，迫使另一系统纱线更加屈曲，从而引起该方向纱线明显缩短。当织物干燥后，纱线的直径虽相应减小，由于纱线表谢切向滑动阻力限制了纱线的自由移动，因此纱线的屈曲不能回复到原来状态。我们主要对试样的幅宽、厚度、经纬密度和缩水率进行了测量。其中，试样幅宽测定方法采用常规测定法；试样厚度用yg141厚度仪进行测定；试样经纬密度采用y511b型织物密度镜进行测定；试样平方米重采用标准试样称重的力法测定；试样缩水率采用温水浸渍法进行测定；测试结果如表5-1: 表5-1大豆蛋白纤维织物基木参数测试数据表13由表5-1可知：试样1与试样4,试样2与试样3,经

43、纬纱特数均相同，但试样1、试样2为斜纹，试样3, 4为平纹，可见，同特纱制成织物斜纹厚度大于平纹，同时平方米重也较大。试样5和试样6经纱特数相同，但纬纱特数不同，试样5为平纹，试样6为斜纹，试样6的厚度和平方米重分别大于试样50静态纬向缩水率以涡流纱为纬纱的三种织物为大，分别为试样1,4,6, 而以环锭纱为纬纱的试样1, 3, 5,静态纬向缩水率较小，原因是吸湿后经纱直径显著膨胀，祸流纱屈曲程度大丁环锭纱且涡流纱的弹性回复性小丁环锭纱，使涡流纱的屈曲不能回到原来状态造成以涡流纱为纬纱的试样1,4,6的静态缩水率大于以环锭纱为纬纱的试样1，3, 5。5.2织物耐久性的测量织物耐久性是指在各种机械

44、外力的作用下织物的坚牢度。对大豆蛋白纤维织物的耐久性测量试验包括:拉伸断裂试验、顶破强力试验、撕裂强力试验以及耐磨性试验。1、拉伸断裂试验织物的强力是其主要的物理性能指标，是国家考核和区分织物品等的主要依据之一，同时，织物强力和伸长的测定结果，也是作为技术部门调整工艺的依据。2、试验结果如表5-2:表5-2大豆蛋白纤维织物拉仲断裂试验数据表14由表5-2的数据可以看出：从经向分析，试样1, 2, 3, 4所用经纱相同，而拉伸强力试样2最大，略高于试样1。五个试样拉伸强力顺序为:i式样2> 试样l>试样3>试样5>试样4。试样1, 2, 3

45、经向拉仲强力大于试样5的原因，一是由于织物组织不同，斜纹由于其织纹较密，强力大于平纹，二是由于环锭纱所用原料长度不同，试样1, 2,3所用经纱原料长度较长，故在拉伸时需更大的强力。从纬向分析，试样1,4的拉伸断裂强力要低的多，其原因是试样1,4的纬纱均为涡流纱，而在测试纱线强力时，汹流纱的强力要比环锭纱强力 低好几倍。其强力顺序为试样2>试样3>试样5>试样l>试样45.3织物外观保持性的测量1、织物折皱性的测量织物受到揉搓作用时产生塑性巧曲变形而形成折皱的性能，称为折皱性。织物抵抗由于揉搓产生弯曲变形的能力，称为抗皱性，由于抗皱性也可理

46、解为引起织物变形的外力消失后，由于织物的急、缓弹性而使织物逐渐回复到起始状态的能力，故抗皱性也可称为折痕回复性。折痕回复性差的织物制成的服装，在穿着的过程中容易产生折痕，这不仅影响织物的外观，而且易于沿着折痕凸起部位磨损，降低织物的耐用性。通常以折痕回复角表示织物的折皱回复能力，折皱回复角是指一定形状和尺寸的试样在规定的条件下被折叠，并施压一定时间，卸去压力后，经过一定时间的恢复，两翼之间形成的角度。2、试验结果如表5-3:表5-3大豆蛋白纤维织物折皱回复角测试数据表 由表5-3可以看出:试样2的折皱回复角最大，耐折皱性最好。试样6略次之。耐折皱性顺序为试样2>试样6&g

47、t;试样3>试样4>试样 l>试样5。通过与有关资料对比分析，大豆蛋15白纤维织物抗皱性较差。5.4织物通透性的测量织物传递通过热、湿、空气等的性能通常称为通透性。织物作为服装材料穿着使用时，由于人体新陈代谢不断通过皮肤向周围环境散发热量和湿气，而只有在人体产生的热量和湿气与通过服装织物散发出去的热量和湿气大致平衡时，人体才感到舒适。因此，服装织物的舒适性与通透性关 系密切一、织物透气性试验织物透气性的强弱影响着服装的保暖性，是衡量织物服用性的重要内容之一。试验结果如表5-4:表5-4大豆蛋白纤维织物透气性测试数据表由表5-4可以看出:试样3透气量最好

48、。其大小顺序依次是:试样3&gt； 试样4>试样5>试样6>试样2>试样1。平纹织物的透气量大于斜纹织物。用涡流纱作纬纱的织物透气量小于用环锭纱作纬纱的织物。二、织物透湿性试验透湿性是衡量织物服用性能的重要指标之一。当人体产生的汗液等湿气得不到及时的散发时，人就会感到极不舒适。1. 试验仪器:万分之一天平，蒸发杯2. 试验方法:蒸发杯法，3. 试验步骤:在蒸发杯中装入少许水，然后用试样蒙住蒸发杯口，并用皮筋扎好，称重。放入干燥器屮，通过在不同的时间分别称出其重量损失，并以此数据作为衡量其透湿性的依据。4. 试验结果如表5-5:表5

49、-5大豆蛋白纤维织物透湿性测试数据表各试样透湿情况如图5-1:图5-1大豆蛋白纤维织物透湿情况由表5-5和图5-1可以看出:试样2的透湿性最好，其余的不甚明敁，大致顺序为试样2>试样6>试样3>i式样l>试样5>i式样40三、织物保暖性能测试纺织品的保暖性能对服装的舒适性影响甚大，因此，织物保暖性能的测试已成为织物服用性能试验的一项重要内容。1.试验仪器:平板式织物保温仪2.试验结果如表5-6:表5-6大豆蛋白纤维织物保暖性测试数据表由表5-6可以看出:试样2的保温率最大，试样1略次之，保温率大小 顺序为:试样2&g

50、t;试样1）试样6>试样5>试样3>试样4。大豆蛋白纤维斜纹织物保暖性好于平纹，纬纱为涡流纱的织物保暖性好于纬纱为环锭纱的织物。17四、小结根据有关资料的数据，经过对比，大豆蛋白纤维织物的主要性能总结如下: 大豆蛋白纤维织物耐久性好，承受各种机械外力作用较强，耐磨性较好； 大豆蛋白纤维织物导湿透气性较好，具有较好的悬垂性，抗皱性能较差； 大豆蛋白纤维织物保暖性与棉织物相当，好于睛纶纤维织物，而低于羊毛纤维织物。18课题总结和产品开发展望6.1、课题总结通过对大豆蛋白纤维披肩、围巾等服饰用产品的开发，系统地掌握了大豆蛋白纤维单丝细度细，柔软光滑，吸放湿性好，保暖性好，光泽柔和等性能特点，并开发出了能充分体现其性能特点的产品。填补了大豆蛋白纤维产品开发方面的一项空白，为大豆蛋白纤维产品开发领域增加了一种新产品。大豆蛋白纤维织物具冇蚕丝般柔和光泽，棉的吸湿性以及羊毛的保暖性等特点，其性能优势能充分发挥。但是，大豆蛋白纤维织物暴露出抗皱性较差，弹性欠佳的缺点。此外，在产品开发过程中，由于试验条件受到限制，如果严格控制试验条件，还会得到质量更好的产品。这些问题还需要进一步研宄探讨。6.2、产品开发展望大豆蛋白纤维作为一种新型纺