大豆蛋白纤维是由大豆废粕为原料，经湿法纺丝生产的再生蛋白质纤维。大豆蛋白纤维不仅具有天然蚕丝的优良性能、羊绒般的触感，而且具有抗菌、负氧离子和远红外功能，其产品穿着干爽舒适，手感柔软。

包缠纱也称包覆纱，它是利用空心锭子纺纱的原理将一种线材包覆（缠）在另一线材外层而形成的纱线。大豆蛋白/氨纶包缠纱是将大豆蛋白纤维纱包缠在氨纶纱外层而形成的纱线。这种纱线表面特性展现的是大豆蛋白纤维的风格，而内包的氨纶丝则赋予纱线良好的弹性。试验为解决大豆蛋白纤维纯纺产品表现出的可纺性低，毛羽较严重的问题，提供了纺纱生产关键技术。‍

1 纤维的性能

1.1大豆蛋白纤维的性能

大豆蛋白纤维横截面呈哑铃形，有细微孔隙，皮芯结构，纵向有明显的沟槽，细度细，比重轻，纤维摩擦因数小，质量比电阻接近蚕丝，初始模量偏高，抗弯弹性模量小，卷曲恢复率低，卷曲呈平面形，吸湿、导湿好。

试验用大豆蛋白纤维质量指标如下：细度1.56dtex，长度38mm，干强4.27cN/dtex，湿强3.9cN/dtex，疵点0.3mg/100g、卷曲数12.5个/cm，含油率 0.91%，回潮率6.7%。

1.2氨纶丝的性能

氨纶丝的主要性能 指标如下： 细度44.4dtex，断裂强度43.1cN，断裂伸长率370~520%，300%伸长应力为12.7cN，300%伸长弹性恢复率96%，沸水收缩率20%，含油率3.0%~9.0%。

2 包缠纱生产关键技术

包缠丝的生产难度主要体现在大豆蛋白纤维纱的生产和包缠纱工艺对成纱性能影响的复杂性上。大豆蛋白纤维纱生产中通过优选工艺，使用新型纺纱专用器材，实现了大豆蛋白纤维纱的顺利开发，同时确定了氨纶丝线密度、牵伸倍数、包缠纱的包覆度与成纱性能的关系，从理论和实践上保证了27.8 tex大豆蛋白/44.4dtex氨纶包缠纱的质量。

2.1大豆蛋白纤维纱的试制

大豆蛋白纤维间抱合力差，质量比电阻高，纺纱时静电严重。为解决大豆蛋白纤维天然卷曲少，纤维表面较光滑，纤维间抱合差，和金属元件接触摩擦因数大，纺纱时静电突出的问题，采用0.5%的抗静电剂2880型和毛油加10倍水稀释后，进行高压喷淋。打包置放24h以保证其均匀渗透，改善纤维抗静电性。再经24h的车间去湿平衡后投入使用。

2.1.1大豆蛋白纤维纱的纺纱工艺流程

FA002型抓棉机→A092AST型双棉箱给棉机→FA141型单打手成卷机→FA201B型梳棉机→FA306型并条机（二道）→FA401型粗纱机→FA506型细纱机→1332MD型络筒机

2.1.2各工序主要工艺参数设计

2.1.2.1清棉工序

大豆蛋白纤维卷曲恢复率低，且并丝、含杂低，因此采用短流程，其工艺应掌握“轻重量、短定长、多梳少打、多收少落、防粘卷”的原则，梳针打手转速比纺棉低15~20%，以减少纤维损伤，车间相对湿度偏高掌握，棉卷不匀率1.2%，回潮率控制在10%左右。

2.1.2.2梳棉工序

大豆蛋白纤维可纺性较差主要体现在梳棉工序，应重点观察道夫上棉网状况。若出现落网说明抗静电油剂少；若出现绕缠锡林则说明抗静电剂偏多，应根据出现的情况及时调整。同时要避免梳理时长度损伤，尽可能提高纤维转移率，防止纤维反复搓捻形成棉结。工艺上应掌握“柔梳理、易转移、轻定量、低速度、中隔距”，同时可考虑加装双胶圈导棉装置，使用专用针布，落棉控制宜小，相对湿度偏高掌握。主要工艺参数为：锡林转速350r/min，刺辊转速720r/min，锡林盖板隔距0.35mm、0.35mm、0.30mm、0.35mm、0.35mm，刺辊锡林间隔距0.2mm，盖板速度175mm/min，机械牵伸倍数94.5，张力牵伸倍数1.38，干定量24g/5m。

2.1.2.3并条工序

本工序重点是毛羽的控制，工艺采取“中定量、重加压、大隔距、合理张力牵伸、防缠防堵”，车速偏低掌握，喇叭口偏小掌握，提高条子并合力。并条主要工艺参数见表1

2.1.2.4粗纱工序

考虑大豆蛋白纤维弹性好，抱合力差，为减少细纱毛羽，粗纱捻系数应在纺棉基础上增加10-15%，同时纺纱张力偏小掌握，以减少纱条意外牵伸。

胶辊选用硬度较大且经WTB复合涂料处理的国产胶辊。粗纱主要工艺参数：罗拉隔距28mm、35mm，后区牵伸倍数1.18倍，机械总牵伸倍数8倍，设计粗纱捻系数74，干定量5.4g/10m。

2.1.2.5细纱工序

理论研究表明，纱线表面的毛羽形成于细纱，增长于筒子。所以在实践中，以优化细纱、络筒工艺为突破口，同样使大豆蛋白纤维纱毛羽控制在允许范围内。细纱主要工艺参数：锭速12700r/min，设计捻系数371，后区牵伸倍数1.27倍，前胶辊前移3mm，前胶辊硬度选用邵尔A63度，采用小口径导纱钩，利于捻度传递和减少毛羽，钢领PG1/2型，钢丝圈OSS型，采用内外花纹胶圈控制纤维扩散，采用丁腈橡胶高效节能锭带降低纱线捻度不匀。络简使用电清、捻接、金属槽筒等装置，采用“低速，小张力”工艺，车间相对湿度控制在75%。

2.2大豆氨纶包缠纱的设计开发思路

以往弹性纱的生产工艺多为棉或涤纶包芯、合捻，而我们所开发的品种为氨纶包缠纱，氨纶包缠纱具有与包芯纱、股线不同的外观效果与内在质量，设计时考虑了以下因素对成纱效果的影响：

（1）包缠纱芯丝无捻度。包缠纱有时也称包覆纱，它与包芯纱、合捻线最明显的区别之一是芯丝无捻度。包缠纱中氨纶丝与外包层间的芯鞘关系明显，芯丝与外包纤维间的抱合力低于其他类型弹性纱线，因此其弹性明显较高。同时，包缠纱手感较包芯纱硬，其强力就是外包长丝或纱线的强力，因此它的强力比同规格的包芯纱高。需要注意的是包缠纱为松弛卷绕，开发包缠纱的目的是为了充分利用氨纶丝的弹性和外包纤维的强度。

（2）考虑氨纶丝规格及弹力纱类型对织缩的影响。

（3）氨纶丝线密度的影响。氨纶丝越细，弹性伸长及回缩力就越小，加工中对氨纶丝所用的牵伸倍数就越小，织物的弹性伸长和回缩也小，织缩率也小。

（4）氨纶丝牵伸工艺的影响。弹力纱线的弹力是因纱线加工过程中对氨纶丝施加了一定的牵伸，使之具有一定的弹性。弹性大小在氨纶丝规格确定后，取决于其牵伸倍数E的大小。E越大，纱的弹性越大，织造时织缩也越大。因此为达到织物设计要求，在选择弹力纱线时应充分考虑不同规格氨纶丝的牵伸特性。氨纶丝的牵伸倍数还影响产品中氨纶的含量，牵伸倍数越大，产品中的氨纶的含量就越小。这在考虑产品成本时尤其应该注意。但不能为降低成本一味提高牵伸倍数，牵伸倍数过高，则氨纶丝易断头，出现加工困难。44.4dtex氨纶丝牵伸倍数通常为3~4倍，本产品选用4倍。

（5）不同弹力纱线类型对织缩的影响。不同的弹力纱线因其结构上的差异，所表现出的弹性回缩大小也不同。根据试织知道，高弹织物采用包缠纱较好，中低弹织物采用合捻线和包芯纱较好。我们对不同类型的纱线进行了试织，不同纱线类型对织缩的影响见表2

（6）包缠工艺。包缠纱的包覆度是影响丝线及织物各项性能的重要结构参数。包覆度是指外包纤维对芯丝的包覆程度，通常以单位长度包覆丝的捻回数来表示。包覆度越大，可使包覆丝的号数、断裂伸长，定伸长弹性提高，包覆丝强度、初始模量减小，织物悬垂系数减小，提高织物的悬垂性。从这个意义上说，包覆度大些为好，但太大织物的定负荷伸长越小，其定伸长弹性残留变形也越小。为保证弹性制品的延伸性，芯丝选用44.4dtex氨纶丝，氨纶含量3.5%，包覆度控制在800T/m-250T/m，本产品选用650T/m。

最终选择氨纶丝的主要性能指标如下：细度44.4dtex，断裂强度43.1cN，断裂伸长率370~520%，300%伸长应力为12.7cN，300%伸长弹性回复率96%，沸水收缩率20%，含油率3.0~9.0%。

包缠纱为松弛卷绕，即在小于纺纱张力状态下卷绕成形。为适应机织的需要，卷取率应提高到95%以上，以保证顺利织造。试生产表明，80%左右的卷取率使得织造几乎无法进行。

3 成纱质量指标

标准的温湿度条件测得最终成纱质量如下：条干CV为25.2%，捻度CV为5.3%，单强为156.7cN，单强CV为15.3%，细节19个/km，粗节33个/km，棉结107个/km，断裂伸长率为4.9%，弹性回复率为93.8%，沸水收缩率为5.8%。

4 结束语

大豆/氨纶包缠纱是将大豆蛋白纤维纱包缠在氨纶纱外层而形成的纱线。这种纱线的表面是大豆蛋白纤维纱，纱线表面特性展现的是大豆蛋白纤维的风格，而内包的氨纶丝则赋予这种纱线特殊的弹性性能。试验为解决大豆蛋白纱纯纺产品表现出的可纺性低，毛羽较严重的问题，用原料0.5%的抗静电剂2880型和毛油加10倍水稀释后，进行高压喷淋解决纺纱时静电问题。

大豆蛋白纤维纱清棉工序采用短流程，其工艺应掌握“轻重量、短定长、多梳少打、多收少落、防粘卷”的原则；梳棉工序工艺上应掌握”柔梳理、易转移、轻定量、低速度、中隔距”；并条工序采取“中定量、重加压、大隔距、合理张力牵伸、防缠防堵”的原则；粗纱工序为减少细纱毛羽，粗纱捻系数应在纺棉基础上增加10~15%，同时纺纱张力偏小掌握，以减少纱条意外牵伸；细纱工序采用小口径导纱钩，利于捻度传递和减少毛羽，采用内外花纹胶圈控制纤维扩散，采用丁腈橡胶高效节能锭带降低纱线捻度不匀；络筒采用“低速，小张力”工艺。

设计时考虑了以下因素对成纱效果的影响：包缠纱芯丝无捻度；氨纶丝规格及弹力纱类型对织缩的影响；氨纶丝线密度影响；氨纶丝牵伸工艺的影响；不同弹力纱线类型对织缩的影响；包缠工艺的影响。试验成功纺制了弹力休闲面料用27.8tex大豆蛋白纤维/44.4dtex氨纶包缠纱，其纱线质量较好的满足了织造生产要求。

编辑：纺织大学堂

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