【摘要】：介紹了牛奶蛋白纖維的組成,對腈綸基及維綸基牛奶蛋白纖維及混紡織物的物理性能、漂白染色性能進行了分析、對比、研究,確定了合理的工藝技術路線和技術參數。給出了開發純牛奶蛋白纖維及高比例牛奶蛋白纖維混紡針織物的染整工藝及實際生產中應注意的技術關鍵。
牛奶纖維是一種再生的乳酪蛋白纖維。它具有羊絨般柔軟的手感，真絲般滑爽的質感，人造絲般亮麗的光澤。加上自身含有多種人體所需的氨基酸蛋白質和保濕因子，表現出親膚、養膚，吸濕、透氣，營養保健的功能。采用牛奶蛋白纖維開發的針織產品，柔軟舒適，外觀華貴，光澤亮麗，抗菌抑菌，不怕蟲蛀。長絲產品高雅、細膩、柔軟，類似于真絲高檔品；短纖維可以純紡，可與天然的棉、麻及再生纖維素的天絲、莫代爾、天竹纖維， 天然蛋白質的羊絨、羊毛、絹絲等多種紡織纖維以任何比例混紡。適合開發高檔貼身的針織內衣、襯衫、休閑服裝、家用服飾及床上用品。
1 牛奶蛋白纖維的組成與特性
目前，牛奶蛋白纖維的生產工藝主要分為兩大系列：一是將制成牛奶乳酪蛋白的線形大分子接枝共聚在“合成羊毛之稱”的聚丙烯腈大分子上；二是接枝在“合成棉花之稱”的聚乙烯醇大分子上。也就是以合成大分子為載體，共聚共混之后再制成紡織用的牛奶蛋白纖維。由于牛奶纖維生產技術的不同，所以纖維性能也存在較大的差異。主要反映在牛奶纖維及織物的染色性能、物理機械性能、耐熱性能等諸多方面。
1.1 牛奶蛋白纖維的組成
牛奶纖維是天然乳酪蛋白與合成高分子的共聚產物。它既不同于天然的羊毛、羊絨、兔毛及蠶絲蛋白纖維，也不同于腈綸、維綸、滌綸合成纖維。它主要含有70％左右的合成高分子，30％的乳酪蛋白類氨基酸大分子，共聚后表現出的性能發生了質的變化。理論上牛奶蛋白纖維適合于陽離子染料、弱酸性染料、活性染料、載體分散染料染色。實踐證明，它更適合于活性染料染色。該纖維采用多組分的濕法紡絲工藝，纖維內部結構復雜。在紡絲加工中，由于乳酪蛋白聚乳糖高溫分解極易產生黃變，加上蛋白質不耐鹼、不耐高溫、纖維收縮率大等因素，給染色加工帶來很多新的技術問題。
1.2 漂白難度大
聚乙烯醇類牛奶蛋白纖維在紡絲過程中受到高溫、醛化、卷曲、定形的影響，乳酪蛋白聚乳糖分解使纖維黃變。在纖維或紡織品的染前漂白時，若保護蛋白質不被破壞就很難達到象棉纖維的漂白白度。聚丙烯腈類牛奶蛋白纖維雖呈奶白色，但由于聚丙烯 的不耐熱和不耐鹼性，以及蛋白質部分的熱分解性等，也很難做到象棉纖維的漂白白度，且影響其染色的鮮艷度。
1.3 同色性差
牛奶蛋白纖維是由多組成分組成的，雖然共聚后改變了其中合成大分子的性能，可采用活性染料染色，但是在染中、深色時，還是會出現色差、色不勻、色不平、多色及“閃色”現象，要達到顏色一致還有待深入研究。
1.4 耐熱性差
通過差示掃描熱分析，牛奶纖維在低于水的沸點達到92.7 ℃時，有一個分解峰值，它的耐熱水性低于90 ℃。熱天平分析時，48 ℃開始慢慢失重，當達到149 ℃時失重4％，440 ℃時失重30％，蛋白質基本被全部破壞。牛奶蛋白纖維類似于棉、麻，屬于無熔點纖維，燃燒不會產生熔滴燙傷。
1.5 收縮率大
采用濕法紡絲的牛奶蛋白質纖維，橫截面呈現不規則的圓形或鋸齒形，布滿了大大小小的空穴，見圖1，縱向有許多不規則的溝槽，見圖2。蛋白質覆蓋在載體的表面，纖維能夠吸濕透氣的同時，提供了染料容易染色的染座。但是太多不規則的微孔和溝槽，導致纖維溶脹后收縮率大。
1.6 勻染性差
由于濕法紡絲的牛奶纖維微孔多， 對染料的吸附性強。蛋白質大分子覆蓋在纖維表面，合成大分子排列于纖維內部， 導致吸附速度過快而染料分子難以滲透、移染到纖維內部。非常容易產生色花、色泳移、色不勻等現象。
1.7 染色后不易回修
活性染料的剝色， 多數采用升溫法使部分染料水解而變淺。高鹼度還原法是破壞已上染的染料而變淺。高濃度氧化法是使上染的染料被氧化而去除殘留的染料。無論哪種回修方法，對牛奶蛋白纖維強度、柔軟度等都是不利的。
2 漂染工藝試驗
2.1 試驗材料
試驗材料見表1。
2.2 試驗儀器與設備
瑞士ＵＳＴEＲ烏斯特紗線條干測試儀、紗線強力機、中國臺灣全自動滴料機、染色小樣機、意大利ＴECNＯＲAMA全自動打樣機、美國DaｔacｏLｏｒ測色、配色系統、Ｓｐecｔｒa-LiｇｈｔⅢ光源箱、瑞士ＳＳM電腦控制自動松式絡筒機、高勛筒子紗染色機、意大利卡瓦尼高頻紗線烘干機、筒紗線蒸汽烘干機、美國AＴ－LAＳ干、濕摩擦牢度測試儀、染料升華牢度機、日曬牢度機、德國ＴＨIEＳ多環染色機、意大利MCＳ氣流/液流染色機、意大利奧利就針織大圓機、德國邁耶提花針織大圓機、德國布魯克超喂拉幅定形機、意大利拉菲爾拉、磨、剪毛機、意大利摩士平幅針織布預縮機、國產絨毛針織物燙光機。
2.3 漂白試驗
目前紡織品常用的漂白技術分為：
氧化漂白法——雙氧水、次氯—酸鈉、亞氯酸鈉漂白；還原漂白法——保險粉、漂毛—粉、二氧化硫 漂白。
經過近百次的正交試驗， 得出如下結論：聚乙烯醇載體的牛奶蛋白纖維接近于彩棉的淺黃色和深褐色。在染中、深色時需要雙氧水漂白，染淺色時需要采用雙氧水復漂或先氧化漂白再還原漂白的方法。對于增白的產品目前只能做到奶白色，達不到純棉產品的漂白白度。特別注意的是牛奶蛋白纖維含有氨基酸， 不能采用氯漂或亞漂。
聚丙烯腈載體的牛奶蛋白纖維雖然呈現奶白色，但是由于載體的生產批次不同，牛奶乳酪蛋白的產地不同，每批牛奶蛋白纖維的顏色也不同雙氧水對聚丙烯腈載體部分的漂白效果不明顯與它的不耐熱性有關。當牛奶蛋白纖維以高比例與纖維素纖維混紡的產品進行漂白時，過高的漂白溫度會引起牛奶纖維的泛黃。
2.4 染色試驗
根據牛奶蛋白纖維的性能和特點， 分別進行了陽離子染料、弱酸性染料、活性染料、中性染料、載體分散染料等多種染色試驗研究。實踐證明：純的牛奶蛋白纖維或與天然纖維素、再生纖維素類纖維混紡的產品， 采用活性染料染色， 工藝技術穩定可靠， 色牢度高， 染料的利用率高。但是對于特殊的敏感色及中、深色存在一定程度上的“色不平或閃色”現象，聚丙烯腈載體的牛奶纖維更為嚴重。如果與天然蛋白質類的羊毛、絹絲、兔毛纖維混紡，適合采用一浴兩步法，先用陽離子染料染色，補加酸之后再用弱酸性染料染色。色牢度基本上能夠達到同類天然蛋白質纖維的要求。對于聚乙烯醇載體的牛奶蛋白纖維，可進行載體分散染料染色，與維綸性能基本相似，染料上色率低， 顏色不鮮艷。明顯不如采用活性染料染色的效果好。
2.5 染色牢度試驗
根據反復多次的試驗研究，我們確定采用活性染料的染色工藝進行牛奶蛋白纖維染色的深入研究。通過正交試驗選擇了最佳的技術路線、工藝條件和工藝處方。并對常用的活性染料進行了篩選分析，制定了合理的技術方案，優化篩選了適合染淺、中、深色的染料組合，并進行了提高染色牢度的試驗研究。詳細試驗結果見對比分析部分。
3 試驗結果的對比與分析
3.1 牛奶蛋白纖維與其他蛋白質纖維的性能比較
牛奶蛋白纖維與其他蛋白質纖維的性能對比見表2。從表2可知：
a. 干態斷裂強度和斷裂強力：在相同條件下醇系載體的大于腈系的牛奶纖維，也大于羊毛、棉和天絲纖維。主要是由聚乙烯醇載體強力所決定的。
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