專利名稱：一種蛹蛋白粘膠長絲及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘膠長絲及其制造方法，尤其是一種具有真絲性能的蠶蛹蛋白粘膠長絲及其制造方法，屬于紡織工業(yè)的材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蠶蛹的蛋白質(zhì)含量在50%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般食品，且蛋白質(zhì)中的必需氨基酸種類齊全，蠶蛹蛋白質(zhì)由18種氨基酸組成，其中人體必需的8種氨基酸含量很高，是豬肉的2 倍，雞蛋的4倍，牛奶的10倍，8種人體必需的氨基酸營養(yǎng)均衡，比例適當(dāng)，符合FA0/WH0(聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織)的要求；蠶蛹也含有鉀、納、鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅、磷、硒等微量元素，維生素A、E、Bi、B2，胡蘿卜素等；蠶蛹中的不飽和脂肪酸的含量非常豐富，約占總脂肪的72. 5%。蠶蛹蛋白現(xiàn)階段主要用于食品添加劑、化妝品添加劑以及與再生纖維素纖維、合成纖維進(jìn)行共聚反應(yīng)然后經(jīng)過紡絲得到一種新的紡織用新材料。目前已公開的有關(guān)“蠶蛹蛋白與再生纖維素纖維混合紡絲”的專利申請主要有 201010533319. 2,200610021534. 8 ,95111328. 3,97107800. 9 及 03135631. 1。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品或多或少都存在一定的問題，比如蛋白質(zhì)固著問題，環(huán)保問題等。申請?zhí)枮?01010533319. 2的專利提供了一種木蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，該工藝方法僅解決了木纖維素與蠶蛹蛋白的紡絲問題，而生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率仍較高；申請?zhí)枮?200610021534.8的專利申請?zhí)峁┝艘环N竹蛹蛋白纖維長、短絲，它是含有蠶蛹蛋白紡絲液與竹纖維素粘膠為原料按下述重量百分比制備而成蠶蛹蛋白紡絲液10-40%、竹纖維素粘膠60%-90% ；申請?zhí)枮?5111328. 3的專利申請公開了一種蠶蛹蛋白復(fù)合長纖維，其組分包括蠶蛹蛋白、粘膠和丙烯酰胺；申請?zhí)枮?7107800. 9的專利申請公開了一種蛹蛋白粘膠長絲制造方法，它是利用蠶蛹蛋白紡絲液與纖維素黃酸酯溶液靜態(tài)混合和紡前注射進(jìn)行紡絲，制成的具有真絲性能的蠶蛹蛋白粘膠長絲；03135631. 1的專利申請公開了一種蛋白短纖維的制造方法，它是利用蠶蛹蛋白紡絲液與纖維素黃酸醋，溶液用仿前注射方式和靜態(tài)混合原理進(jìn)行紡絲，制成性能優(yōu)良的蛋白纖維的制造方法，其主要原料是漿糊、蛹蛋白、硫酸、燒堿、二硫化碳、甲醛、戊二醛、丙烯酰胺。從上述專利申請來看，工藝步驟中均涉及采用甲醛進(jìn)行醛化，而甲醛本身是一種無色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，屬于原漿毒物，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后，會出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發(fā)生支氣管哮喘。皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜充血、皮膚刺激癥、過敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等一系列問題。同時，從國際市場看，現(xiàn)在國外，特別是歐美發(fā)達(dá)國家對含有或生產(chǎn)過程采用甲醛的產(chǎn)品已明確禁入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用蛹蛋白液與纖維素黃酸酯溶液經(jīng)靜態(tài)混合和紡前注射進(jìn)行紡絲制成的具有真絲性能的蠶蛹蛋白粘膠長絲及其制造方法。該蛹蛋白粘膠長絲，絲條柔軟，色澤呈金黃色。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種蛹蛋白粘膠長絲，其特征在于由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按 1%-60% 40%-99%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率< 30%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率不超過 5%。所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法按如下工藝步驟進(jìn)行 A、蠶蛹蛋白液的制備
按1-10 1的固體重量比稱取蠶蛹蛋白和氫氧化鈉，先將蠶蛹蛋白溶解在溫度為 20-80°C、濃度為0. 1-20% (w/w)的氫氧化鈉水溶液中，經(jīng)30min-6hr得到蠶蛹蛋白溶液后， 再在蠶蛹蛋白溶液中按重量比1 0.0001-0. 5加入助劑，攪拌均勻，過濾得到均勻的改性后的蠶蛹蛋白液；
所述助劑為硅烷偶聯(lián)劑。B、蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液共混
將蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液分別脫泡后，再按蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液為1%-60% 40%-99%的重量比進(jìn)行靜態(tài)混合并進(jìn)行脫泡后制得粘膠；
C、紡絲
粘膠采用二浴法濕法進(jìn)行紡絲，即粘膠由計量泵定量送入供膠管路進(jìn)入紡絲機(jī)，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件，粘膠在壓力下通過噴絲孔，形成粘膠細(xì)流；
D、凝固與固化
粘膠細(xì)流出來后，進(jìn)入凝固浴，經(jīng)凝固成型后成為初生絲條；初生絲條由導(dǎo)絲盤送去固化浴中集束拉伸，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，即蠶蛹蛋白固著在纖維素表面，形成具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的纖維束；
所述凝固浴的組成為硫酸鈉100-500g/L，硫酸30-250g/L，硫酸鋅5_100g/L ；溫度 20-80 "C。所述固化浴的組成為硫酸10_200g/L，硫酸鈉10_300g/L ；溫度30-100°C。Ε、后處理
將纖維束經(jīng)過酸洗、脫硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脫水、烘干后得到蛹蛋白粘膠長絲。本發(fā)明的有益技術(shù)效果表現(xiàn)在
1、本發(fā)明在整個工藝過程中均未使用甲醛，從而消除了甲醛帶來的環(huán)境影響。2、現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)蛹蛋白粘膠長絲的制備過程中，其蛋白質(zhì)的損失率>40%，甚至高達(dá)60%，纖維蛋白質(zhì)的脫落率則超過10%;而本發(fā)明的整個工藝過程中蛋白質(zhì)的損失率則低于30%，且最終成品纖維經(jīng)50次水洗后，蛋白質(zhì)脫落不超過5%(相對纖維中蛋白質(zhì)的比值)， 從而有效提高了蠶蛹蛋白在纖維素表面的固著效果，解決了蛋白質(zhì)的脫落問題。3、由于普通粘膠紡絲粘度為35S左右(落球法測定)，這個粘度有利于紡絲成型，而蠶蛹蛋白液的粘度一般在18到25S，如果直接將蠶蛹蛋白液加入粘膠液中，則混合后的粘膠液粘度會急劇下降到M 28S，不利于紡絲。本發(fā)明通過在蠶蛹蛋白液中加入助劑后，得到的改性蠶蛹蛋白液粘度可以達(dá)到3(T38S，且加入粘膠后不會引起粘度變化，從而有效保證了紡絲成型。4、由本發(fā)明制得的蛹蛋白粘膠長絲，絲條柔軟，色澤呈金黃色，品質(zhì)好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種蛹蛋白粘膠長絲，由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按1% 99%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率為 10%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率為1%。實(shí)施例2
一種蛹蛋白粘膠長絲，由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按40% 60%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率為 23%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率為4%。實(shí)施例3
一種蛹蛋白粘膠長絲，由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按20% 80%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率為 15%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率為1。實(shí)施例4
一種蛹蛋白粘膠長絲，由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按30% 70%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率為 20%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率為3%。實(shí)施例5
一種蛹蛋白粘膠長絲，由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按50% 50%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率為 25%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率為4%。實(shí)施例6
一種蛹蛋白粘膠長絲的制造方法按如下工藝步驟進(jìn)行
A、蠶蛹蛋白液的制備
按1 1的固體重量比稱取蠶蛹蛋白和氫氧化鈉，先將蠶蛹蛋白溶解在溫度為20°C、濃度為10% (w/w)的氫氧化鈉水溶液中，經(jīng)Ihr得到蠶蛹蛋白溶液后，再在蠶蛹蛋白溶液中按重量比1 0.01加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，過濾得到均勻的改性后的蠶蛹蛋白液；
B、蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液共混
將蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液分別脫泡后，再按蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液為5% 95%的重量比進(jìn)行靜態(tài)混合并進(jìn)行脫泡后制得粘膠；
C、紡絲
粘膠采用二浴法濕法進(jìn)行紡絲，即粘膠由計量泵定量送入供膠管路進(jìn)入紡絲機(jī)，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件，粘膠在壓力下通過噴絲孔，形成粘膠細(xì)流；
D、凝固與固化粘膠細(xì)流出來后，進(jìn)入凝固浴，經(jīng)凝固成型后成為初生絲條；初生絲條由導(dǎo)絲盤送去固化浴中集束拉伸，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，即蠶蛹蛋白固著在纖維素表面，形成具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的纖維束；
所述凝固浴的組成為硫酸鈉250g/L，硫酸100g/L，硫酸鋅100/L ；溫度20_40°C。所述固化浴的組成為硫酸200g/L，硫酸鈉300g/L ；溫度30_50°C。Ε、后處理
將纖維束經(jīng)過酸洗、脫硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脫水、烘干后得到蛹蛋白粘膠長絲。實(shí)施例7
一種蛹蛋白粘膠長絲的制造方法按如下工藝步驟進(jìn)行 Α、蠶蛹蛋白液的制備
按3 1的固體重量比稱取蠶蛹蛋白和氫氧化鈉，先將蠶蛹蛋白溶解在溫度為20°C、濃度為0. 1% (w/w)的氫氧化鈉水溶液中，經(jīng)30min得到蠶蛹蛋白溶液后，再在蠶蛹蛋白溶液中按重量比1 0.5加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，過濾得到均勻的改性后的蠶蛹蛋白液；
B、蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液共混
將蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液分別脫泡后，再按蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液為40% 60%的重量比進(jìn)行靜態(tài)混合并進(jìn)行脫泡后制得粘膠；
C、紡絲
粘膠采用二浴法濕法進(jìn)行紡絲，即粘膠由計量泵定量送入供膠管路進(jìn)入紡絲機(jī)，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件，粘膠在壓力下通過噴絲孔，形成粘膠細(xì)流；
D、凝固與固化
粘膠細(xì)流出來后，進(jìn)入凝固浴，經(jīng)凝固成型后成為初生絲條；初生絲條由導(dǎo)絲盤送去固化浴中集束拉伸，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，即蠶蛹蛋白固著在纖維素表面，形成具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的纖維束；
所述凝固浴的組成為硫酸鈉100g/L，硫酸30g/L，硫酸鋅5g/L ；溫度30_50°C。所述固化浴的組成為硫酸100g/L，硫酸鈉10g/L ；溫度50_70°C。Ε、后處理
將纖維束經(jīng)過酸洗、脫硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脫水、烘干后得到蛹蛋白粘膠短長絲。實(shí)施例8
一種蛹蛋白粘膠長絲的制造方法按如下工藝步驟進(jìn)行 Α、蠶蛹蛋白液的制備
按10 1的固體重量比稱取蠶蛹蛋白和氫氧化鈉，先將蠶蛹蛋白溶解在溫度為80°C、 濃度為20% (w/w)的氫氧化鈉水溶液中，經(jīng)6hr得到蠶蛹蛋白溶液后，再在蠶蛹蛋白溶液中按重量比1 0.0001加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，過濾得到均勻的改性后的蠶蛹蛋白液；
B、蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液共混
將蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液分別脫泡后，再按蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液為50% 50%的重量比進(jìn)行靜態(tài)混合并進(jìn)行脫泡后制得粘膠；
C、紡絲粘膠采用二浴法濕法進(jìn)行紡絲，即粘膠由計量泵定量送入供膠管路進(jìn)入紡絲機(jī)，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件，粘膠在壓力下通過噴絲孔，形成粘膠細(xì)流；
D、凝固與固化
粘膠細(xì)流出來后，進(jìn)入凝固浴，經(jīng)凝固成型后成為初生絲條；初生絲條由導(dǎo)絲盤送去固化浴中集束拉伸，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，即蠶蛹蛋白固著在纖維素表面，形成具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的纖維束；
所述凝固浴的組成為硫酸鈉500g/L，硫酸250g/L，硫酸鋅50g/L ；溫度50_80°C。所述固化浴的組成為硫酸10g/L，硫酸鈉50g/L ；溫度80-100°C。Ε、后處理
將纖維束經(jīng)過酸洗、脫硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脫水、烘干后得到蛹蛋白粘膠長絲。
權(quán)利要求
1.一種蛹蛋白粘膠長絲，其特征在于由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按 1%-60% 40%_99%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛹蛋白粘膠長絲，其特征在于該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率< 30%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率不超過5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于按如下工藝步驟進(jìn)行A、蠶蛹蛋白液的制備按1-10 1的固體重量比稱取蠶蛹蛋白和氫氧化鈉，先將蠶蛹蛋白溶解在溫度為 20-80°C、重量比濃度為0. 1-20%的氫氧化鈉水溶液中，經(jīng)30min-6hr得到蠶蛹蛋白溶液后， 再在蠶蛹蛋白溶液中按重量比1 0.0001-0.5加入助劑，攪拌均勻，過濾得到均勻的改性后的蠶蛹蛋白液；B、蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液共混將蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液分別脫泡后，再按蠶蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液為1%-60% 40%-99%的重量比進(jìn)行靜態(tài)混合并進(jìn)行脫泡后制得粘膠；C、紡絲粘膠采用二浴法濕法進(jìn)行紡絲，即粘膠由計量泵定量送入供膠管路進(jìn)入紡絲機(jī)，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件，粘膠在壓力下通過噴絲孔，形成粘膠細(xì)流；D、凝固與固化粘膠細(xì)流出來后，進(jìn)入凝固浴，經(jīng)凝固成型后成為初生絲條；初生絲條由導(dǎo)絲盤送去固化浴中集束拉伸，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，即蠶蛹蛋白固著在纖維素表面，形成具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的纖維束；E、后處理將纖維束經(jīng)過酸洗、脫硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脫水、烘干后得到蛹蛋白粘膠長絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于步驟A所述助劑為硅烷偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于步驟D所述凝固浴的組成為硫酸鈉100-500g/L，硫酸30-250g/L，硫酸鋅5-100g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于所述凝固浴的溫度為20-80°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于步驟D所述固化浴的組成為硫酸10-200g/L，硫酸鈉10-300g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7或所述蛹蛋白粘膠長絲的制造方法，其特征在于步驟D所述固化浴的溫度為30-100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蛹蛋白粘膠長絲及其制造方法，屬于紡織工業(yè)的材料領(lǐng)域。本發(fā)明由蛹蛋白液與纖維素磺酸酯溶液按1%-60%∶40%-99%的重量比經(jīng)靜態(tài)共混、紡絲、凝固、固化及后處理得到，該蛹蛋白粘膠長絲在生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的損失率＜30%，成品經(jīng)50次水洗后，其纖維蛋白質(zhì)脫落率不超過5%。本發(fā)明在整個工藝過程中均未使用甲醛，從而消除了甲醛帶來的環(huán)境影響，且制成的蛹蛋白粘膠長絲，絲條柔軟，色澤呈金黃色，品質(zhì)好。
文檔編號D01F8/02GK102383219SQ201110287289
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者何大雄, 廖周榮, 賈衛(wèi)平, 黃金洪 申請人:四川省宜賓惠美線業(yè)有限責(zé)任公司, 宜賓絲麗雅集團(tuán)有限公司, 宜賓惠美纖維新材料股份有限公司