菠萝叶纤维与大豆蛋白纤维混纺纱

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【摘要】充分利用热带农业生物资源，弥补我国天然纺织原料的不足。通过对菠萝叶纤维与大豆蛋白纤维的性能及混纺纱的分析，提出将菠萝叶纤维与大豆蛋白纤维混纺的工艺及值得注意的问题，并对其混纺纱的研究前景进行了展望。

【关键词】菠萝叶纤维 大豆蛋白纤维 混纺 工艺

菠萝叶纤维取自于凤梨植物的叶片，以其为原料织成的织物易于染色、吸汗透气、挺括不起皱、吸湿性强。此外，菠萝叶纤维还具有极强的天然杀菌抑菌和防臭功能，可有效杀灭细菌、抑制真菌和微生物的生长。但是，仍有大量的菠萝叶成为农业副产品被搁在田地中腐化火焚烧。随着各种天然纤维被逐渐开发利用，菠萝叶纤维也正受到越来越多的关注。

大豆蛋白纤维是从豆粕中提取植物蛋白质形成的纤维，集天然纤维与化学纤维的众多优点于一身，具有羊绒般的保暖性和蚕丝般的光泽，有“人造羊绒”之称。他是我国首创并自主研发的新型纤维。

1 纤维的性能分析

1.1菠萝叶纤维

菠萝叶纤维主要由纤维素和非纤维素等成分组成。其中，纤维素含量为56%~62%、半纤维素含量为16%~19%、木质素含量为9%~13%、果胶物质含量为2%~2.5%、水溶物含量为1%~1.5%、脂蜡质含量为3.8%、灰分含量为2%~3%。[1]由此可看出，菠萝叶纤维的化学成分类似于其他麻类纤维，含有较多的胶杂质（尤以木质素含量较高）。所以，在纺纱前应采取适当的脱胶处理，以减少菠萝叶纤维中的胶质含量，增加其柔软度，改善其可纺性。又由于菠萝叶纤维的单纤维长度只有3~8mm[2]，应采用工艺纤维，保留一定残胶，以保证纤维长度。菠萝叶纤维的强度较高、伸长率较小、弹性模量较大；其线密度为2.5~4.0[3]，不利于纺高支纱，脱胶后其细度有所改善，特别是生物脱胶后，细度可达到500Nm以上[4]，可纺性大大增强了。

1.2大豆蛋白纤维

大豆蛋白纤维主要由三部分组成，最外层为改性蛋白质，中间部分为经缩醛化的聚乙烯醇，内芯为含磺酸基单体的聚丙烯腈。其中，蛋白质含量为23%~55%，聚乙烯醇和其他成分为77%~45%[5]。大豆蛋白纤维的干断裂强度在3.5cN/dtex以上，湿断裂强度在2.5cN/dtex以上，均比羊毛、棉、蚕丝的强度高，而纤度已可达到0.9 tex[6]。醛化稳定性能后的大豆蛋白纤维经过卷曲、热定型、切断，即可生产出各种长度规格的纺织用高档纤维。

2 菠萝叶纤维、大豆蛋白纤维混纺纱

2.1菠萝叶纤维混纺纱

在棉纺系统上按不同混纺比已可以生产出棉/菠萝叶纤维混纺纱[7]，其织物的强力和断裂伸长率与同规格的纯棉织物没有显著差异，虽耐磨性差些，但吸湿导湿性更好。半精梳毛纺系统中，菠萝叶纤维与羊毛成纱质量较低[8]，按照最佳混纺比25：75混纺得到的混纺纱一般作为地毯表层纱和家用装饰织物用纱；而涤纶/羊毛/菠萝叶纤维混纺纱[9]可以生产外观和手感都非常好的西服与外衣面料。用亚麻设备生产的涤/腈/菠纤混纺纱[10]作芯纱生产的包缠纱，可用于生产针织女外衣、袜子等。在黄麻设备上生产的菠纤/丙纶混纺纱[11]可生产各种服装面料，生产的菠萝叶纤维/棉混纺纱[12]可作为窗帘、床单等家纺用布。

2.2大豆蛋白纤维与麻类纤维的混纺纱

在亚麻纺纱系统上可得到的大豆蛋白纤维/亚麻纤维混纺纱[13]，用其织成的织物保持了亚麻纤维良好的透气性、挺括性，又充分利用了大豆蛋白纤维的保暖性、保健性；通过毛纺系统纺得的羊毛/亚麻/大豆蛋白纤维混纺纱[14]，充分利用了大豆蛋白纤维良好的手感，使亚麻纤维的硬板得以改善；采用大豆蛋白纤维与大麻落麻混纺[15]得到的混纺纱既体现了大麻纤维优良的吸放湿性能、抗霉抑菌、防紫外线的特点，同时又提高了纱线强度和柔软度。

3 菠萝叶纤维与大豆蛋白纤维混纺

3.1纤维预处理

由于菠萝叶纤维的长度较长，在棉纺设备上纺制时必须事先切断，或利用长纺中的落麻。又由于菠萝叶纤维比较粗、硬，且含较多的麻粒、杂质，而大豆蛋白纤维整齐度好、杂质少，为了兼顾二者性能，还应对菠萝叶纤维加一定量的柔软剂。

大豆蛋白纤维在纺纱时静电现象比较严重，纺纱前应给湿并且加入一定量的抗静电剂，以提高大豆蛋白纤维的抗静电能力。另外，大豆蛋白纤维表面光滑，纤维之间的抱合力较差，因此还需要加抗滑剂，以增加纤维之间的抱合力。

3.2工艺流程

根据菠萝叶纤维和大豆蛋白纤维各自特性的差异，采用条混的方式，因此大豆纤维和菠萝叶纤维采用不同的清花工艺路线，生产出梳棉条再进行混合。

3.3各工序工艺要点

3.3.1开清棉

菠萝叶纤维由于粗、硬而抱合力差，采用多仓混合，采用两次清花成卷，适当加重棉卷的定量；贯彻多松、少打、早落、少碎的工艺原则，各打手速度以中档为宜，各机尘棒间隔距应适中。大豆蛋白纤维细度细、长度长、杂质少，采取短流程工艺，尽量少落、多松，不能过度打击，以免损伤纤维，造成短绒增加，形成棉结；适当加大棉卷压力，减轻棉卷粘连。棉卷的存量都要适中，确保预处理效果。

3.3.2梳棉

在梳棉机上，菠萝叶纤维网强力较差，在道夫斩刀处极易断裂，成条困难。所以对梳棉机适当进行一些改造：在整个刺辊区重新设计一个小漏底，防止纤维在靠近原小漏底边缘处落下，在纤维从棉卷到锡林的转移过程中起托持作用；降低盖板运行速度；在道夫前面加装一个棉网聚扰装置[16]。此外，应注意适当放大锡林~盖板间的隔距和增加锡林刺辊线速比。

大豆蛋白纤维的梳棉工序中存在剥棉转移差造成的棉网下坠或棉网漂头、烂边，饱和力差造成的机前断棉条等问题。适当提高锡林与刺辊的线速比，防止缠绕锡林、充塞盖板，以提高棉网的质量和清晰度。适当减小道夫与剥棉罗拉隔距，防止棉网断裂。放大锡林与盖板间隔距，降低道夫速度，以减少棉结产生。采用新型化纤专纺针布，防止纤维缠绕，增强纤维转移，同时加装胶圈剥棉装置。

3.3.3并条

这一工序的关键是保证正确的混纺比。首先要合理选择并合根数，以获得较好的条干不匀率和重量不匀率。因纤维长度较长，罗拉隔距应适当放大，合理分配主、后区牵伸倍数。由于纤维间抱合力较差，棉条经并合易过烂，所以，卷装容量以小为宜，避免条子产生意外伸长而造成细节。并条通道要光滑，喇叭口口径应适当偏小，以约束条子，提高纤维间抱和力。为改善熟条条干，胶辊表面要光滑，并对胶辊表面作树脂涂层处理或酸处理。

3.3.4粗纱

粗纱卷装不宜过大，以防止冒纱、脱圈影响细纱的正常纺纱。在细纱不出硬头的前提下，粗纱捻度应适当偏大掌握，使用橡胶假捻器，提高加捻效率。导纱张力不宜太大，以减少意外伸长而造成细节。要发挥主牵伸区的主导作用，控制浮游纤维，将后区隔距适当缩小，可保证纤维在后区充分伸直，并减少纤维损伤。为防止纤维缠绕罗拉，前皮辊应做适当处理。

3.3.5细纱

细纱中，在前罗拉钳口处加装集合器，以减少菠萝叶纤维在前罗拉钳口处产生的飞花，同时适当提高纤维回潮率[17]。细纱捻度应适当偏大掌握，以保持须条间的紧密度，增加纤维间的抱合力，提高成纱质量。配置中硬度胶辊，加压适当偏大，以提高成纱条干质量；同时，对其表面进行抗静电处理，有利于减少毛羽的产生。

3.3.6络筒

设计合理的电子清纱工艺，配置较低的卷绕线速度，减少断头。选择合适的络纱张力，优选张力圈，保证纱体与机体间的距离，同时避免出现纱线跳动的现象。根据后整理工序的特点，络筒卷装不宜过大。[18]

4 结语

我国是菠萝种植大国之一，菠萝叶纤维的年产量与亚麻相当，这为我国纺织行业提供了优质的天然植物纤维。但菠萝叶纤维并没有得到充分利用，大部分仍作为农业副产品在处理，在已开发出的产品中，其优势的性能也并未得以充分体现。用大豆蛋白纤维与菠萝叶纤维混纺，利用大豆蛋白纤维良好的亲和性使菠萝叶纤维的天然抑菌杀菌、防臭性能得以发挥。另外，两者都是可以降解和循环利用的纤维，在倡导“大众环保”和“绿色消费”的二十一世纪，这种绿色环保的纺织品将会有越来越广阔的前景。

【参考文献】

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