酪蛋白纤维是根据蚕丝天然蛋白质纤维的吐丝原理，利用仿生学制成的高蛋白质纤维，文章通过分析研究酪蛋白纤维性能，探讨了纱线生产的关键技术及面料的基本特点。 1 前言 酪蛋白纤维俗称牛奶蛋白纤维，是再生蛋白纤维的一种，它是将液态牛奶去水、脱脂、并揉合研制成酪蛋白浆，再经湿纺新工艺及高科技手段处理而成，最先由日本东洋纺公司通过蛋白和丙烯腈接枝共聚反应制得，商品名为“Chinon”。“Chinon”具有真丝的外观和手感，尤以良好的导湿性和速干性而闻名，织成的织物舒适、轻盈。 我国牛奶乳酪的资源丰富，再加上机械设备自动化，材质的优良化，都给开发牛奶纤维提供了有利条件。近几年来全国各地已有很多单位进行了各种工艺路线的短纤维和长丝的研究，取得了一些成果。中国纺织大学与上海三枪集团有限公司合作研制酪蛋白纤维，并完成了合格的实验室研究；江苏红豆实业股份有限公司开发成功酪蛋白丝T恤衫；上海正家牛奶丝服饰有限公司独立开发研制的“正家”酪蛋白纤维经上海出人境检验检疫局测定为纯牛奶丝，牛奶丝面料研发也取得成功。 2 酪蛋白纤维的原料特性 酪蛋白纤维是继第一代天然纤维与第二代合成纤维后的第三代新型纤维。它的强度比棉和蚕丝高，接近涤纶，特别是吸湿后仍保持很高的强度，湿强比蚕丝的湿强高得多；其防霉、防蛀性能比羊毛好；有天然的抑菌功能。牛奶中所含的蛋白质与人体皮肤最为协调，用酪蛋白纤维制成的服装不仅有牛奶的滑润，而且轻盈、柔软、透气。具有真丝般的手感，柔和优雅的光泽，同时具有极好的保温性、导湿性和速干性。和蚕丝一样具有丝鸣感，集美丽、舒适、方便于一体。表1列出了酪蛋白纤维与常见纤维的物理指标。 对比酪蛋白纤维与常用纤维的强伸度，它的强度只比涤纶低，与蚕丝和腈纶相当，初始模量与棉、蚕丝相当，比腈纶还高，足够提供成纱强力；纤维的伸长较小，纱线和织物的尺寸稳定性好；回潮率较高。 酪蛋白纤维的性质决定了它的纺纱难度，但只要合理地设计工艺，在实践中不断改进，其可纺性能是可以得到提高的。
上海十七棉的纺纱实验中心根据纤维特点，开发了各种纱线产品。(1)14．5rex(40Ne)混纺纱：10％酪蛋白纤维，20％绵羊绒，30％Lyocell，40％JC；(2)18．3tex(32Ne)100％酪蛋白纤维纱。 所用纤维选用8．3tex(70Ne)拉断棉型毛条；1．5D×38mm的Loycell纤维；棉花等级133。在并条工艺中进行条混。 酪蛋白纤维性能指标为：长51 mm，细度1．365 dtex，断裂强度3．15 g／dtex，比电阻2．35×109Ω•g/cm2，含油率0．12％，回潮率5．0％，卷曲率8％-10％。 3 纺纱各工序配置 本实验纺纱工艺配置采用清梳联加工流程。 3．1 梳棉工艺 根据酪蛋白纤维的性能，采用增加含油、降低静电等措施。喷人30％浓度的静电剂，闷包32 h。经抽样检测，纤维的物理指标有很大改善，使纤维静电减小，并具有一定的湿度，给后工序的生产带来有利的条件。工艺为道夫20 r／min，锡林300 r／min，刺辊800 r／min，盖板80 mm／win，制得生条的定量19．5g/5m。 3．2 预并条工艺 酪蛋白纤维丝生条在混并前经过预并，用8根喂人，牵伸倍数8．12，以提高纤维的平伸度和降低质量不匀，减少与精梳棉条间的质量差异，改善生条质量，制得的预并条定量为17．38 g／5m。 3．3 混并条工艺 头并采用7根喂入，3根精梳棉(14．78g/5m)，4根酪蛋白纤维预并条(17．38g/5m)，罗拉隔距(前×后)为12mm×15mm，罗拉加压(前×中×后)为400kN×600kN×440kN，设计牵伸倍数7．96，前罗拉转速1 400 r／min，出条定量15．58g/5m；二并、三并都用8根喂人，设计牵伸倍数8．2，出条定量15g／5m。 3．4 粗纱工艺 由于酪蛋白纤维抱合力差，罗拉偏重加压，要采用小口径集棉器，适当提高粗纱捻系数。设计牵伸倍数9．57；粗纱捻度配置5．31捻/10cm；前罗拉转速180 r／min；锭子转速700 f／min；粗纱定量3．2 g／10m。 3．5 细纱工艺 在选择钢丝圈号数时比常规纱线偏低，车速也要降低，这样可降低细纱断头。在纺酪蛋白纤维前，要用酒精将机上牵伸通道彻底清理一遍，可有效控制缠绕罗拉、皮辊等现象，以减少断头。后区牵伸倍数要适当，可降低成纱粗细节，保证成纱质量，采用双皮圈摇架加压，罗拉加压偏重，牵伸倍数47．24，捻度86捻／10em，纺得14．5tex(40Ne)多组分混纺细纱。 酪蛋白纤维纯纺纱的纺纱流程可参照上述工艺过程，适当增加捻度，降低牵伸倍数，从而完成纯酪蛋白纤维纱线的制作。 4纱线的性能检测与分析 4．1 强力伸长性能 实验条件：室温20℃；相对湿度65％。实验仪器：XL-1纱线强伸度仪；试验条件：隔距500 mm，拉伸速度500mm／min。 20次拉伸实验的统计数据如表2所示。
4．2 毛羽指标 实验仪器：YG172纱线毛羽测试仪；试验条件：采样长度10m，测试速度30m／min. 30次测试的统计数据见表3。
4．3 条干均匀度 实验仪器为YG135G条干测试仪；测试速度400m／min。 30次测试的统计数据如表4所示。
4．4 纱线的品质分析 由上述各表的测试结果可以看出：纱线强力较低是由于纤维本身的摩擦性能较低决定的；所加捻度较大，但由于纤维回弹性较好，故纱线毛羽较多，但毛羽随着纱线支数的降低而好转。酪蛋白纤维纯纺纱的条干、强力好于低比例混纺纱，因为酪蛋白纤维长度为51mm，对纤维的控制能力较强，故质量相对较好。 5 酪蛋白纤维针织物的性能评判 5．1 试样选取 织物采用纬平针组织。5种织物试样采用的原料分别为：18．3tex(32Ne)酪蛋白纤维纯纺纱、18．3tex(32Ne)棉纱、18．3 tex(32Ne)麻纱、14．5tex(40Ne)酪蛋白纤维混纺纱、29．1tex(20Ne)棉纱。 5．2 酪蛋白纤维织物测试和性能评判 5．2．1 透气性在YG461型织物中压透气仪试验，结果见表5。
实验分析：(1)织物的透气性随着纱的支数变粗而降低，酪蛋白纤维织物也类似；(2)酪蛋白纤维织物的透气性好于棉纤织物，但比麻纤织物差；(3)酪蛋白纤维针织物具有良好的透气性能，适合作针织内衣产品。 酪蛋白纤维的回潮率约5％，吸湿性适中，纤维高聚物中含有大量的羟基、氨基、羧基等亲水基团，使得水分子能够直接或间接的粘附于纤维上，因此织物具有良好的导湿透气性。 5．2．2 导湿性 (1) 爬坡高度实验。将织物试样剪成5cm×15cm的带状5条，将一端插入水中3cm，5 min后测量水沿织物上升的高度，5次实验求平均值。实验结果为：18．3tex酪蛋白纤维织物爬坡高度为4．96 cm，18．3tex棉纤织物为5．78 cm，18．3tex涤／棉(65／35)织物为5．35 cm。 (2) 扩散面积实验。将织物试样剪成15cm×15cm的方形布样5条，在布样中央滴一滴水，5 min后测量扩散椭圆的长短边，经5次实验求平均值。实验结果为：18．3tex酪蛋白纤维织物扩散面积26．75 cm2，18．3tex棉纤织物24．68 cm2，18．3tex涤／棉(65／35)织物27．48 cm2。 两种实验表明，酪蛋白织物的导湿性与人们已知的导湿性能较好的涤棉织物相当，证明酪蛋白纤维织物具有良好的吸湿导湿排汗功能，适合用于夏季的内衣织物。 6 结论 (1) 酪蛋白纤维具有较高的强力和初始模量、较低的拉断伸长、较强的吸湿能力以及优雅的外观、柔软的手感，因此具有广泛的应用前景。 (2) 酪蛋白纤维纺纱具有一定的难度，实验中采取的措施为可纺性提供了依据。
