BR112019022865B1 - Fibra processada em superfície, método para fabricação da mesma, fio, e produto de fibra - Google Patents

Abstract

Uma camada de superfície de proteína é formada em uma superfície de uma fibra de base compreendendo uma fibra de proteína natural incluindo seda ou uma fibra de proteína sintética que inclui Chinon. A camada de superfície de proteína é dividida em uma pluralidade de partículas por fendas. As fibras resultantes com a camada de superfície de proteína dividida em partículas por fendas proporcionam produtos têxteis volumosos com uma textura melhorada.

Description

DESCRIÇÃO CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a fibras com superfícies processadas com uma proteína como a queratina, a um método para fabricação das fibras, e a um fio e produtos têxteis usando as fibras.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] A produção de fibras tipo caxemira a partir de seda ou de outras fibras tem sido desejada; no entanto, tais técnicas parecem desconhecidas, desde que o inventor as conheça.

[003] Uma técnica na qual a presente invenção está baseada será descrita. O inventor propôs no Documento de Patente 1 (WO2017/038814A) imergir fibras de caxemira em uma solução aquosa de queratina hidrolisada, por exemplo, por 60 minutos a 40 °C. A queratina penetra nas fibras de caxemira e evita danos nas fibras sob branqueamento ou tingimento. Desse modo, as fibras podem manter a textura enquanto proporcionam um matiz pretendido. No entanto, a queratina está presente em uma camada de superfície substancialmente uniforme, sem formar um novo revestimento semelhante a escamas nas superfícies das fibras de caxemira.

DOCUMENTO DO ESTADO DA TÉCNICA DOCUMENTO DE PATENTE

[004] Documento de patente 1: WO2017/038814A

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

[005] É um objetivo da presente invenção fornecer uma fibra compreendendo uma fibra de base e uma camada de superfície de proteína que seja dividida em uma pluralidade de partículas por fendas. A fibra é utilizável para produzir produtos têxteis volumosos com uma textura melhorada.

MEIOS PARA SOLUCIONAR OS PROBLEMAS

[006] Uma fibra processada em superfície de acordo com a presente invenção compreende uma fibra de base e uma camada de superfície na fibra de base. A fibra de base compreende uma fibra de proteína natural compreendendo seda ou uma fibra de proteína sintética, tal como Chinon. A camada de superfície compreende uma proteína distinta da proteína na fibra de base. A fibra processada em superfície é caracterizada pelo fato de que a camada de superfície é dividida em uma pluralidade de partículas por fendas.

[007] A fibra processada em superfície de acordo com a presente invenção pode ser fabricada primeiro, por exemplo, por formação, em uma superfície de uma fibra de base compreendendo uma fibra de proteína natural compreendendo seda ou uma fibra de proteína sintética, tal como Chinon, uma camada de superfície compreendendo uma proteína distinta da proteína na fibra de base.

[008] Em seguida, a camada de superfície é dividida por formação de fendas na camada de superfície através de encolhimento e expansão da fibra de base, por aquecimento da fibra de base com a camada de superfície para encolher a fibra de base em uma direção longitudinal da fibra de base e para expandir a base fibra em uma direção circunferencial perpendicular à direção longitudinal na superfície da fibra de base.

[009] Quando uma pluralidade de fibras de acordo com a presente invenção é combinada, resulta um fio. O fio compreende, de preferência, as fibras torcidas juntas. Mais especificamente, o fio é um fio fiado que compreende uma pluralidade de fibras curtas torcidas juntas.

[0010] Produtos têxteis, como tecidos de malha, tecidos e não tecidos produzidos com o fio acima, têm as características descritas abaixo. As fibras, com a camada de superfície dividida em uma pluralidade de partículas por fendas, criam espaços abertos entre as fibras devido ao atrito e, desse modo, proporcionam produtos têxteis volumosos. As fibras retêm uma grande quantidade de ar e melhoram a retenção de calor. Além disso, as fendas melhoram a textura das fibras, como a sensação.

[0011] A fibra de base é uma fibra de proteína natural, ou uma fibra de proteína sintética, e é, por exemplo, seda, que é uma fibra de proteína natural, ou uma fibra de proteína sintética. A camada de superfície, de preferência, é formada a partir de queratina. Para se obter uma textura semelhante a caxemira, a fibra de base, de preferência, é seda, e a camada de superfície, de preferência, é queratina derivada de penas.

[0012] As fibras de proteína natural, que compreendem fibras de seda e de proteínas sintéticas, tal como Chinon, tendem a se encolher na direção longitudinal e a se expandir na direção perpendicular à direção longitudinal, quando aquecidas, por exemplo, com água quente. As fibras mostram tal encolhimento e expansão a uma temperatura, por exemplo, de 60 °C ou mais. Por outro lado, a camada de superfície é basicamente isotrópica e, desse modo, encolhe-se e expande-se de uma maneira diferente da fibra de base. À medida que a fibra de base se encolhe na direção longitudinal, ocorrem fendas, que dividem a camada de superfície em uma pluralidade de partículas. Com aquecimento de água quente, a temperatura de aquecimento, de preferência, é de 40 a 120 °C, inclusive, especificamente de 40 a 85 °C, inclusive, ou mais especificamente, de 40 a 75 °C, inclusive. Para uma duração de processamento relativamente mais longa, a temperatura da água quente é definida relativamente baixa, dentro da faixa acima. Para uma duração de processamento relativamente mais curta, a temperatura da água quente é definida relativamente alta, dentro da faixa acima.

[0013] Na fibra, as partículas semelhantes a escamas podem ser formadas pelo tratamento com água quente, sob condições selecionadas, ou por estampagem, depois da formação da camada de superfície, e antes do tratamento com água quente. A estampagem fornece as partículas semelhantes a escamas de fibra com formatos pretendidos, e a fibra resultante pode ter partículas semelhantes a escamas similares às escamas nas superfícies das fibras de pelos de animais.

[0014] A camada de superfície com as fendas pode soltar a fibra de base, por exemplo, através de lavagem. Para evitar isso, um agente de fixação pode ser adicionado à fibra para fazer com que as partículas na camada de superfície adiram à fibra de base.

[0015] A fibra processada em superfície de acordo com a presente invenção também pode ser fabricada por formação, em uma superfície de uma fibra de base que compreende uma fibra de proteína natural produzida a partir de seda ou de uma fibra de proteína sintética tal como Chinon, uma camada de superfície, que compreende uma proteína distinta da proteína na fibra de base.

[0016] Em seguida, a fibra de base, com a camada de superfície, é seca, e a fibra de base é levada a ser extraída sob tensão. Depois disso, a tensão aplicada à fibra de base é aliviada, e a fibra de base, com a camada de superfície, é encolhida.

[0017] Por essas etapas, a camada de superfície é dividida em uma pluralidade de partículas por fendas.

[0018] A camada de superfície formada, por exemplo, a partir de queratina, torna-se facilmente fendada, quando a fibra está seca. De preferência, a fibra pode ser seca para que o teor de água da camada de superfície não se torne superior a 9% em massa ou, especificamente, superior a 5% em massa. Em seguida, a fibra de base, com a camada de superfície, é extraída sob tensão, sob uma condição seca e, em seguida, a tensão é aliviada. Se a fibra for extraída durante a formação da camada de superfície, quando a tensão na fibra for aliviada, a camada de superfície encolherá na direção longitudinal da fibra e será dividida em uma pluralidade de partículas por fendas. Para formar as fendas mais facilmente, de preferência, a fibra é extraída durante a formação da camada de superfície e é extraída ainda mais imediatamente antes que a tensão seja aliviada. Em vez de ser extraída durante a formação e a secagem da camada de superfície, a camada de superfície pode ser extraída imediatamente antes de a tensão ser aliviada e, também nesse caso, a camada de superfície é dividida em uma pluralidade de partículas por fendas. Esse método de fabricação não envolve encolhimento ou expansão na direção circunferencial, e basicamente não cria lacunas na direção circunferencial na camada de superfície.

[0019] Quando as fendas se desenvolvem ainda mais, as partículas na camada de superfície tendem a se descolar parcialmente da fibra de base. Em particular, as partículas se desprendem nas extremidades, na direção longitudinal da fibra de base. As partículas na camada de superfície proporcionam volume e melhor retenção de calor em produtos têxteis. Os produtos têxteis também têm uma textura de atrito com uma sensação melhorada, e uma textura melhorada.

[0020] Quando as partículas se desprendem ainda mais, as partículas se sobrepõem umas às outras, em suas extremidades, na direção longitudinal da fibra de base, e formam protuberâncias. As protuberâncias das partículas na camada de superfície podem proporcionar produtos têxteis mais volumosos, com maior retenção de calor. As protuberâncias também permitem que os produtos têxteis sejam resistentes e se recuperem da dobra, o que permite, desse modo, que os produtos têxteis se recuperem facilmente da dobra.

[0021] No que diz respeito à fabricação, se a fibra de base for encolhida na direção longitudinal por aquecimento, as fendas serão formadas na camada de superfície, e as partículas, na camada de superfície, irão se sobrepor umas às outras nas extremidades na direção longitudinal da fibra de base. Quando a fibra de base se expande na direção circunferencial, fendas e lacunas são criadas entre as partículas. Quando as fendas se desenvolvem ainda mais, as partículas são desprendidas parcialmente da fibra de base, nas extremidades, na direção longitudinal da fibra de base. Quando as partículas se desprendem mais, as extremidades se sobrepõem umas às outras e formam protuberâncias.

[0022] Quando a fibra de base é extraída sob tensão na direção longitudinal, a camada de superfície é fendada e dividida em uma pluralidade de partículas. Quando a tensão é aliviada depois disso, a fibra se encolhe na direção longitudinal. Quando a fibra de base é extraída ainda mais, as partículas são desprendidas parcialmente nas extremidades, na direção longitudinal da fibra de base. Uma vez que a fibra de base é extraída primeiro e depois se encolhe, se as partículas se desprendem mais, as partículas se sobrepõem umas às outras nas posições em que são desprendidas parcialmente da fibra de base para formar protuberâncias.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] A Figura 1 é um quadro de processo, de acordo com uma modalidade.

[0024] A Figura 2 é um diagrama de um aparelho de formação de fendas, de acordo com a modalidade.

[0025] A Figura 3 é um diagrama de um aparelho de formação de fendas, de acordo com uma modificação.

[0026] A Figura 4 é uma vista dos rolos usados na modificação.

[0027] A Figura 5 é uma vista dos rolos de texturização usados em outra modificação.

[0028] A Figura 6 é uma vista de um bico para fiar uma fibra de proteína sintética com um revestimento de queratina.

[0029] A Figura 7 é uma vista esquemática de uma fibra, de acordo com a modalidade, em seu corte transversal radial.

[0030] A Figura 8 é uma vista esquemática da fibra, de acordo com a modalidade, em seu corte transversal longitudinal.

[0031] A Figura 9 mostra fotografias que revelam a queratina aderindo à fibra; a Figura 9a mostra a fibra sem queratina; e a Figura 9b mostra a fibra com queratina.

[0032] A Figura 10 é uma micrografia eletrônica da fibra, de acordo com a modalidade.

[0033] A Figura 11 é um quadro de processo, de acordo com uma segunda modalidade.

MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO

[0034] Uma ou mais modalidades preferenciais da presente invenção serão descritas agora, abaixo.

MODALIDADES

[0035] As Figuras 1 a 10 mostram modalidades. A Figura 1 mostra os processos de fabricação de uma fibra processada por proteína. Nesses processos, por exemplo, uma fibra como base (fibra de base) é branqueada ou tingida por uma máquina de tingimento 2, antes que uma camada de superfície da proteína seja formada na fibra de base. A fibra de base, em seguida, é imersa em uma solução aquosa de um produto hidrolisado de uma proteína animal, como queratina, fibroína ou sericina, ou em uma solução aquosa de uma proteína artificial ou sintética, em um tanque de adsorção 4. Isso forma uma camada de superfície de tal proteína na superfície da fibra de base. Como observação, a fibra de base e a camada de superfície da proteína têm diferentes graus de encolhimento na água quente.

[0036] A fibra com a camada de superfície, em seguida, é processada em um tanque de formação de fendas 8, e as fendas são formadas na camada de superfície da proteína. A fibra passa através da água quente, no tanque de formação de fendas 8, em que a fibra de base se encolhe longitudinalmente e se expande radialmente. Por outro lado, a camada de superfície da proteína tem um menor grau de encolhimento e expansão. Desse modo, as fendas são formadas na camada de superfície da proteína para fazer com que a camada de superfície se desprenda parcialmente da fibra de base. No tanque de formação de fendas 8, uma fibra de monofilamento pode ser processada, ou uma pluralidade de fibras pode ser alinhada e processada ao mesmo tempo. A fibra processada no tanque de formação de fendas 8 é subsequentemente processada em um tanque de fixação 10. No tanque de fixação 10, um agente de fixação é adicionado e adere à camada de superfície da fibra para fortalecer a adesão entre a camada de superfície da proteína e a fibra de base.

[0037] A fibra, com a camada de superfície da proteína, pode ser processada, se desejado, através de uma máquina de rolos 6 entre o tanque de adsorção 4 e o tanque de formação de fendas 8, para facilitar a formação de fendas no tanque de formação de fendas 8. A fibra pode ser tingida ou branqueada em qualquer ponto do tempo. Antes da adsorção de proteínas, o tingimento ou o branqueamento não afeta a camada de superfície da proteína e, também, a camada de superfície pode proteger o corante para reduzir o desbotamento da cor. O processamento, com uso de um agente de fixação, pode fortalecer a adesão entre a camada de superfície e a fibra de base. O processamento, com uso do agente de fixação, e o processamento, com uso da máquina de rolos 6, podem ser eliminados.

[0038] A fibra de base, por exemplo, pode ser seda, de preferência, uma fibra de seda a partir da qual sua sericina de superfície é removida e, ainda, deve ser torcida com outras tais fibras de seda em um fio. Além da seda, a fibra de base pode ser uma fibra de proteína sintética, tal como o Chinon (uma fibra de proteína sintética formada a partir da proteína de caseína). Os pelos de animais, como a lã, têm naturalmente uma camada de superfície de queratina e, portanto, não precisam processar a superfície com uma proteína. As fibras vegetais, como o algodão, têm grupos amino ou grupos carboxila insuficientes que se ligam à proteína, como a queratina, e, desse modo, não são incluídas no alvo de processamento.

[0039] A proteína que pode ser usada para processamento de superfície, por exemplo, é queratina, fibroína ou sericina, e pode ser natural ou sintética. A proteína, de preferência, pode ser queratina. Uma proteína hidrolisada é obtida por hidrólise, por exemplo, de penas ou lã de ovelha, por exemplo, por peróxido de hidrogênio e amônia ou por hidróxido de sódio, com ajuste do pH, por exemplo, por ácido clorídrico, e então removendo matéria insolúvel por centrifugação. O peso molecular médio pode ser ajustado por controle das condições de hidrólise. De preferência, os cátions, como íons hidroxipropiltrimetilamônio, são ligados à proteína hidrolisada para fortalecer a adesão à fibra de base.

[0040] Essas proteínas, de preferência, têm um peso molecular médio, medido por filtração em gel, de 1.000 a 50.000 inclusive, ou especificamente 3.000 a 50.000 inclusive, a fim de orientar as partículas de proteína na mesma direção, na superfície da fibra de base. A proteína na camada de superfície pode ter uma massa seca de 1 a 24%, inclusive quando a massa seca da fibra de base é de 100%. As modalidades da presente invenção usam proteínas com pesos moleculares médios maiores para processamento de superfície do que o Documento de Patente 1. Em um experimento conduzido pelo inventor, não foi observada nenhuma fenda, quando uma proteína que tem um peso molecular médio inferior a 1.000 foi usada. Quando uma camada de superfície de proteína tem uma massa seca inferior a 1%, em relação à fibra de base com uma massa seca de 100%, nenhuma camada de superfície similar às escamas nos pelos dos animais foi alcançada. Os resultados também revelam que, de preferência, a proteína tem um peso molecular médio não superior a 50.000 para formar uma camada de superfície uniforme. Os resultados revelam, ainda, que a proteína na camada de superfície, de preferência, tem uma massa seca de 1 a 24%, inclusive em relação à fibra de base que tem uma massa seca de 100% para formar uma camada de superfície que tem uma espessura equivalente à espessura de escamas de pelos de animais. Para determinar o peso molecular médio, os pesos moleculares, que incluem cátions, como íons hidroxipropil trimetilamônio, são medidos. A massa seca da camada de superfície foi calculada com uso da diferença, em massa seca, entre as fibras de base e as fibras processadas com o mesmo comprimento.

[0041] No tanque de adsorção 4, a temperatura da solução aquosa de uma proteína hidrolisada, de preferência, é de 25 a 40 °C, inclusive, e a duração da imersão, de preferência, é de 1 segundo a 10 minutos, inclusive. A concentração da proteína hidrolisada cationizada na solução aquosa, de preferência, é 0,7 a 25% em massa, inclusive, em termos da concentração na solução aquosa, que inclui a massa de cátions. Quando a concentração é baixa, a imersão se torna prolongada dentro da faixa acima. Quando a concentração é alta, a imersão se torna reduzida dentro da faixa acima. A solução aquosa de uma proteína hidrolisada pode conter um terceiro componente, como óleo para fiação. Uma vez que o agente de fixação cationiza a proteína, é preferencial um agente de fixação aniônico ou não iônico. Por exemplo, é preferencial um agente de fixação aniônico que compreende um derivado de fenol poli-hídrico. A Figura 9b é uma fotografia fluorescente de uma fibra de proteína processada no tanque de adsorção 4. A Figura 9a é uma fotografia da fibra antes do processamento.

[0042] A fibra processada com um agente de fixação pode ser, por exemplo, cortada em fibras curtas e processada por cardagem para uso como um fio fiado. No entanto, as fibras longas sem corte podem ser torcidas em um fio.

[0043] A Figura 2 mostra a estrutura do tanque de formação de fendas 8. Uma fibra 12, antes de formar fendas, passa por um trajeto 14, no centro do tanque, em que as fendas são formadas na camada de superfície da proteína, e a fibra sai como uma fibra 13. O tanque de formação de fendas 8 inclui, por exemplo, uma pluralidade de trocadores de calor 16 a 19 dispostos em série, fornece água, através de uma entrada 20, para o trajeto 14 e descarrega água quente através de uma saída 21. Os trocadores de calor 16 a 19 proporcionam a distribuição na temperatura da água no trajeto 14. Por exemplo, a temperatura da água é de cerca de 40 °C no trocador de calor 16 próximo à entrada 20, cerca de 50 °C no trocador de calor 17, cerca de 60 °C no trocador de calor 18 e cerca de 75 °C no trocador de calor 19, com a temperatura mais alta.

[0044] Quando é usado um sistema de calor seco, pode ser usado aquecimento por ar quente ou aquecimento por infravermelho. A seda fica amarela a 190 °C. O Chinon também se deteriora a 190 °C. A temperatura de processamento, desse modo, é mantida abaixo de 190 °C.

[0045] A temperatura mais alta da água, no tanque de formação de fendas 8 (a temperatura do trocador de calor 19), de preferência, é de 40 a 120 °C, inclusive, ou especificamente de 40 a 85 °C, inclusive, ou mais especificamente de 40 a 75 °C, inclusive. Para fazer com que a fibra de base, por exemplo, a seda, encolha-se longitudinalmente e se expanda radialmente, a temperatura de processamento deve ser de pelo menos 40 °C. A temperatura de processamento abaixo de 40 °C causa um encolhimento insuficiente, e é inadequada. A duração pela qual a temperatura mais alta de aquecimento é aplicada no tanque de formação de fendas 8 (a duração do trocador de calor 19) é, de preferência, de 1 a 20 segundos. A água que flui através do trajeto 14, no tanque de formação de fendas 8, pode conter um terceiro componente, como óleo para fiação.

[0046] A Figura 3 mostra um tanque de formação de fendas 9 com uma distribuição, mais acentuada, de temperaturas que inclui uma camada de isolamento térmico 22 formada, por exemplo, a partir de aerogel de sílica, e o trocador de calor 16 que tem a temperatura mais baixa e o trocador de calor 19 que tem a temperatura mais alta são termicamente isolados. Quando a fibra 12 é alimentada a partir do trocador de calor 16, através do trocador de calor 19, no tanque de formação de fendas 9, a fibra 12 é aquecida rapidamente, e as fendas são facilmente geradas.

[0047] As Figuras 4 e 5 mostram exemplos da máquina de rolos 6. Na Figura 4, a fibra 12 passa entre os rolos de processamento 24 e 25 que têm reentrâncias finas (não mostradas) em suas superfícies, e é convertida em uma fibra 12'. As ranhuras finas na camada de superfície são estampadas através dos rolos 24 e 25 e se desenvolvem em fendas no tanque de formação de fendas 8. A fibra 12 também é comprimida através dos rolos 24 e 25, e a fibra 12' tem um corte transversal plano, conforme mostrado na vista ampliada, no canto superior direito da Figura 4. A superfície da fibra 12 é estampada através da máquina de rolos 6 para ter ranhuras com um formato pretendido. As partículas formadas por fendas na camada de superfície podem, desse modo, ser controladas em partículas semelhantes a escamas. Além disso, as partículas semelhantes a escamas podem ser finamente controladas para serem, por exemplo, rômbicas, triangulares ou hexagonais.

[0048] Na Figura 4, o rolo superior 24 e o rolo inferior 25 podem ter diferentes velocidades de transferência para formar fendas na fibra 12. Nesse caso, os rolos 24 e 25 podem não ter reentrâncias na superfície. As fendas se desenvolvem subsequentemente no tanque de formação de fendas 8 ou 9, e a camada de superfície pode ter porções a jusante se transformando em uma pluralidade de partículas que são desprendidas parcialmente a fibra de base. Embora não mostrada na Figura, uma pluralidade de pares de rolos superiores e inferiores 24 e 25, na Figura 4, pode ser disposta na direção de transferência da fibra. Por exemplo, a velocidade de transferência dos rolos a montante pode ser relativamente baixa, enquanto a velocidade de transferência dos rolos a jusante pode ser relativamente alta, a fim de facilitar a formação de fendas. Neste caso, os rolos superior e inferior 24 e 25 podem operar na mesma velocidade, ou em velocidades diferentes.

[0049] A Figura 5 mostra uma máquina de rolos 6' que inclui um par de rolos de texturização 26 e 27 orientados de maneira diferente. A fibra 12 que passa através da máquina de rolos 6', é torcida para deformar a camada de superfície e facilitar a formação de fendas no tanque de formação de fendas 8. As máquinas de rolo 6 e 6', mostradas nas Figuras 4 e 5, podem ser eliminadas.

[0050] Para formar uma camada de superfície de proteína em uma fibra de proteína sintética, a fibra de proteína sintética pode ser produzida e processada da mesma maneira que na Figura 1. No entanto, a camada de superfície de proteína pode ser formada ao mesmo tempo que a produção de fibra, conforme mostrado na Figura 6. Uma fieira 30 ejeta uma solução para ser uma fibra de proteína sintética de um bico 32, no centro, e uma solução aquosa, por exemplo, de queratina hidrolisada de bicos periféricos 33, que circundam o bico 32. Desse modo, uma camada de superfície de proteína (por exemplo, queratina) é formada na periferia da fibra de proteína sintética.

[0051] As Figuras 7 e 8 mostram cortes transversais esquemáticos da fibra resultante 13. Quando a fibra é aquecida no tanque de formação de fendas 8 ou 9, a fibra de base 40 se encolhe longitudinalmente e se expande radialmente. Por exemplo, a seda sofre tal encolhimento e expansão a 40 °C ou mais. Por outro lado, a camada de superfície 42 formada, por exemplo, a partir de queratina, é basicamente isotrópica e, desse modo, encolhe-se ou expande- se menos do que a fibra de base 40 em água quente. Além disso, a camada de superfície 42 inclui moléculas de proteína alinhadas na mesma direção. A camada de superfície 42, desse modo, não pode se conformar à fibra de base expandida radialmente 40, formando fendas 44, principalmente na direção longitudinal da fibra 13.

[0052] Uma vez que a camada de superfície 42 também não se conforma à fibra de base longitudinalmente encolhida 40, as fendas 45 são formadas principalmente na direção circunferencial da fibra 13 (perpendicular à direção longitudinal na superfície da fibra 13). As porções a jusante da camada de superfície 42 provavelmente se desprendem da fibra de base na direção de transferência da fibra 13, no tanque de formação de fendas 8 ou 9, formando, desse modo, protuberâncias. Quando as fendas 44 se conectam às fendas 45, a camada de superfície 42 é, desse modo, dividida em partículas 43, criando lacunas entre as partículas 43 na direção circunferencial. As partículas 43 são desprendidas parcialmente da fibra de base 40, perto das fendas 44 e 45. Além disso, as partículas 43 podem ter porções a jusante que são desprendidas parcialmente da fibra de base 40, na direção de transferência da fibra, no tanque de formação de fendas 8 ou 9, formando protuberâncias 46 que se projetam a partir da fibra de base 40. As partículas 43, desse modo, podem ser orientadas.

[0053] As partículas 43 são desprendidas parcialmente da fibra de base 40, formando as protuberâncias 46. Desse modo, a fibra 13 se torna volumosa, e é melhorada a retenção de calor. As protuberâncias 46 são orientadas e, desse modo, fornecem uma textura de atrito com uma sensação melhorada. Essa estrutura também permite que a fibra 13 recupere facilmente seu formato original, quando dobrada. Além disso, a camada de superfície 42 dividida nas partículas 43 tem brilho reduzido. A fibra 13 pode ser usada para proporcionar um produto têxtil volumoso com uma textura melhorada, e uma recuperação melhorada da dobra. Por exemplo, o produto têxtil tem textura semelhante a caxemira, quando a seda é usada como fibra de base 40, e a queratina derivada de penas é usada como uma proteína que forma a camada de superfície.

MÉTODO DE FABRICAÇÃO EXEMPLIFICATIVO EXEMPLOS DE PRODUÇÃO

[0054] Uma matéria-prima derivada de penas foi processada em um banho que contém álcali, a uma concentração de 0,2 a 0,8 mol/L, a uma temperatura de 20 a 120 °C, por 0,1 a 16 horas. Depois da hidrólise, foi adicionado ácido ao banho para neutralização, e a matéria insolúvel foi removida por centrifugação. Subsequentemente, uma solução aquosa de cloreto de hidroxipropil trimetilamônio foi adicionada à solução aquosa de proteína hidrolisada para fazer o composto aderir à queratina. Para um teor de queratina de 100% em massa, foram adicionados 0,001 a 20% em massa de íons hidroxipropil trimetilamônio. O peso molecular médio da queratina, medido por filtração em gel, variou de 10.000 a 11.000.

[0055] A solução aquosa foi ajustada na concentração a 20% em massa de queratina derivada de penas, foi colocada no tanque de adsorção 4 e foi mantida a 37 °C. Uma fibra de seda monofilamentosa, depois da remoção da sericina, foi imersa na solução por cinco minutos, para formar uma camada de superfície de queratina. Um experimento preliminar revelou que essa fibra de seda se encolhe longitudinalmente e se expande radialmente em água quente a 55 °C ou mais.

[0056] Em vez de passar através da máquina de rolos 6, a fibra de monofilamento torna a passar através do tanque de formação de fendas 8 por 10 segundos, e são formadas fendas na camada de superfície. A temperatura no tanque de formação de fendas 8 foi de 40 °C no trocador de calor 16 próximo à entrada, e aumentou até a temperatura mais alta de 75 °C, com aumentos de cerca de 10 °C por trocador de calor. Subsequentemente, a fibra de seda processada em superfície, com fendas na camada de superfície, foi imersa em uma solução aquosa (a 60 °C) que contém um grama de um agente de fixação aniônico por 100 gramas de fibra de seda, por 20 minutos. Desse modo, o agente de fixação foi adicionado à fibra de seda. A superfície da fibra foi coberta por partículas semelhantes a escamas, ou partículas definidas por fendas longitudinais e circunferenciais, quando observadas em um microscópio eletrônico. Essas partículas são desprendidas parcialmente da fibra de base nas fendas. Especificamente, as porções a jusante das partículas, na direção de transferência do tanque de formação de fendas 8, desprenderam-se, formando protuberâncias. O inventor observou, na fabricação da fibra, de acordo com o Documento de Patente 1, nenhuma fenda na superfície de uma fibra de caxemira imersa em uma solução de queratina hidrolisada, com um peso molecular médio de cerca de 1.000, e tingida ou branqueada a 60 °C. O peso molecular baixo permitiu que a queratina penetrasse na fibra. Isso parece estar associado à não formação de fendas.

[0057] As fibras de seda resultantes foram cortadas e esfregadas, e depois cardadas, alinhadas e torcidas em um fio. Esse fio proporcionou um produto têxtil volumoso, com retenção de calor melhorada, e também proporcionou uma textura de atrito com brilho reduzido e recuperação melhorada da dobra.

[0058] As Figuras 9 mostram fotografias fluorescentes, sendo que cada uma mostra uma fibra de proteína tingida com um corante de fluorescência, ou especificamente, rodamina B, após processado com um agente de fixação. A Figura 9a mostra a imagem da fibra, sem ser processada, com uma solução aquosa de proteína de queratina hidrolisada. A Figura 9b mostra a imagem da fibra processada, com a solução aquosa de proteína de queratina hidrolisada, para formar fendas. Em comparação com a Figura 9a, a Figura 9b mostra a superfície da fibra coberta pela proteína de queratina.

[0059] A Figura 10 é uma micrografia eletrônica de uma fibra fabricada, de acordo com a produção, e o exemplo mostra que a fibra foi processada através do tanque de formação de fendas, e tem que ser processada, ainda, com um agente de fixação. A camada de superfície da queratina é dividida em uma pluralidade de partículas retangulares por fendas, nas direções longitudinal e circunferencial da fibra. As partículas se sobrepõem umas às outras nas fendas, na direção circunferencial da fibra, formando protuberâncias.

MODALIDADE 2

[0060] A Figura 11 mostra um método para fabricação de uma fibra processada em superfície de acordo com uma segunda modalidade. Esse método é o mesmo que o da modalidade descrita em referência à Figura 1, a menos que especificado de outra forma abaixo. Uma fibra de seda refinada é tingida em uma etapa de tingimento 51, se desejado. Subsequentemente, a fibra de seda é imersa em uma solução aquosa quente de queratina derivada de penas para formar uma camada de superfície em uma etapa de adsorção 52. Em seguida, a fibra de seda é seca por, por exemplo, ar aquecido, para ter um teor de água de não mais do que 9% em massa, ou especificamente, não mais do que 5% em massa na etapa de secagem 53. Sob as mesmas condições de secagem que a da etapa de secagem, a fibra é extraída na etapa de extração 54, e a tensão aplicada à fibra é aliviada em uma etapa de alívio de tensão 55.

[0061] Por exemplo, na etapa de adsorção 52, a fibra de seda extraída preliminarmente em 6%, na direção longitudinal, foi imersa em uma solução aquosa, que contém 10% em massa de queratina derivada de penas com um peso molecular médio de 1.500, por cinco minutos, a uma temperatura líquida de 60 °C. O grau pelo qual a fibra é extraída é expresso como a porcentagem do comprimento aumentado da fibra de seda, antes do processamento. Embora sem limitação de valores específicos, as condições de fabricação descritas abaixo podem ser usadas.

[0062] Peso molecular médio da queratina derivada de penas: 1.000 a 3.000, inclusive; Temperatura do líquido: 40 a 70 °C inclusive; Concentração de queratina: 2 a 15% em massa, inclusive; Duração de imersão: 1 segundo a 15 minutos, inclusive; Razão de extração: 3 a 10%, inclusive.

[0063] Na etapa de secagem 53, a fibra foi seca com ar aquecido a 80 °C, por três minutos e 40 segundos. Uma fibra de seda sem camada de superfície foi seca sob as mesmas condições de secagem, e sua mudança no peso foi medida. Os resultados revelaram que o teor de água da fibra de seda sem camada de superfície foi reduzido para 3 a 4% em massa. A taxa de extração para seda foi, por exemplo, mantida a mesma que a da etapa de adsorção 52. Na etapa de extração 54, a fibra foi extraída em até 12% sob fluxo de ar aquecido a uma temperatura de 80 °C por aumento da velocidade circunferencial dos rolos a jusante, em comparação com os rolos a montante. Subsequentemente, na etapa de alívio de tensão 55, a tensão aplicada à fibra foi aliviada, e a atmosfera ambiente retornou à temperatura ambiente e à umidade ambiente. Desse modo, a taxa de extração da fibra foi reduzida para cerca de 3%. As condições de fabricação descritas abaixo podem ser usadas. A temperatura de secagem, na etapa de secagem 53, pode diferir da temperatura de secagem na etapa de extração 54. Na etapa de alívio de tensão, a temperatura ambiente pode ser prontamente reduzida para a temperatura ambiente, ou mais baixa, para permitir facilmente que as partículas se desprendam parcialmente da camada de superfície e formem protuberâncias. No entanto, a tensão pode ser aliviada durante o aquecimento, e a umidade relativa, na etapa de alívio de tensão, pode ser determinada adequadamente. Temperatura de secagem: 70 a 120 °C inclusive; Duração de secagem: 15 segundos a 5 minutos, inclusive; Razão de extração na etapa de secagem: 3 a 10% inclusive; Razão de extração na etapa de extração: 10 a 24%, inclusive.

[0064] A camada de superfície passa pela etapa de secagem 53 para facilitar a formação de fendas, quando a fibra é extraída na etapa de extração 54. A taxa de extração, em seguida, é reduzida na etapa de alívio de tensão para menos do que a taxa de extração na etapa de adsorção 52. Desse modo, a camada de superfície se encolhe e é dividida em uma pluralidade de partículas pela formação de fendas. As partículas são desprendidas parcialmente, por exemplo, na direção longitudinal da fibra de seda, e as protuberâncias são formadas, proporcionando, desse modo, uma sensação de caxemira. A camada de superfície formada da maneira descrita acima adere firmemente à fibra de seda, eliminando, desse modo, o processamento com uso de um agente de fixação. Tanto as monofibras quanto os fios fiados podem ser processados.

[0065] A fibra de base de seda pode ser extraída apenas na etapa de extração 54, sem ser extraída na etapa de adsorção 52, e na etapa de secagem 53. Nesse caso, as mesmas condições descritas acima podem ser usadas, exceto a razão de extração. Com a fibra não extraída na etapa de adsorção, a razão de extração na etapa de extração 54, de preferência, é de 3 a 24% inclusive, ou pode, por exemplo, ser de 12% conforme descrito acima. Sob essas condições, a camada de superfície se submete à etapa de secagem 53, para facilitar a formação de fendas na etapa de extração 54. Na etapa de alívio de tensão 55, a camada de superfície é dividida em uma pluralidade de partículas pela formação de fendas. As partículas, em seguida, desprendem-se parcialmente, por exemplo, na direção longitudinal da fibra de seda, para formar protuberâncias.

[0066] Quando as fendas são pequenas, as partículas da camada de superfície podem se desprender um pouco, sem que sejam observadas protuberâncias. No entanto, as fibras com a camada de superfície divididas em uma pluralidade de partículas por fendas podem ter mais atrito entre elas para proporcionar produtos têxteis volumosos, com melhor retenção de calor. Essas fendas também alteram a textura do produto, o que inclui a sensação. Quando as fendas se desenvolvem e as partículas na camada de superfície são parcialmente removidas da fibra de base, os produtos têxteis podem proporcionar uma textura de atrito com uma sensação melhorada. Quando as partículas se desprendem ainda mais para formar protuberâncias, os produtos têxteis podem ser resistentes e se recuperar de dobra, permitindo, desse modo, que o produto têxtil se recupere facilmente da dobra. DESCRIÇÃO DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA 2 máquina de tingimento 4 tanque de adsorção 6 Máquina de rolos 8, 9 tanque de formação de fendas 10 tanque de fixação 12, 13 fibras 14 trajeto 16 a 19 trocadores de calor 20 entrada 21 saída 22 camada de isolamento térmico 24 , 25 rolo de processamento 26 , 27 rolo de texturização 30 fieiras 32, 33 bicos 40 Fibra de base 42 camada de superfície 43 partículas 44 , 45 fenda 46 protuberância 51 etapa de tingimento 52 etapa de adsorção 53 etapa de secagem 54 etapa de extração 55 etapa de alívio de tensão

Claims (12)

1. Fibra processada em superfície compreendendo uma fibra de base e uma camada de superfície na fibra, em que a fibra de base compreende uma fibra de proteína natural compreendendo seda ou uma fibra de proteína sintética, e em que a camada de superfície compreende uma proteína distinta da proteína na fibra de base, a fibra processada em superfície CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de superfície é dividida em uma pluralidade de partículas por fendas; e a proteína tem um peso molecular médio, medido por filtração em gel, de 1.000 a 50.000 inclusive.

2. Fibra processada em superfície, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as partículas são desprendidas parcialmente da fibra de base.

3. Fibra processada em superfície, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada de superfície compreende queratina.

4. Fibra processada em superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra de base compreende seda, e a camada de superfície compreende queratina derivada de penas.

5. Fibra processada em superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que as partículas são desprendidas parcialmente em suas extremidades em uma direção longitudinal da fibra de base.

6. Fibra processada em superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que extremidades das partículas se sobrepõem umas às outras em uma direção longitudinal da fibra de base e formando protuberâncias.

7. Fibra processada em superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que as partículas são semelhantes a escamas.

8. Fibra processada em superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra processada em superfície contém um agente de fixação.

9. Fio, CARACTERIZADO pelo fato de que o fio compreende uma pluralidade das fibras processadas em superfície conforme definidas na reivindicação 1.

10. Produto têxtil, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o fio conforme definido na reivindicação 9.

11. Método para fabricação de uma fibra processada em superfície conforme definida na reivindicação 1 compreendendo uma etapa para formar, em uma superfície de uma fibra de base compreendendo uma fibra de proteína natural compreendendo seda ou uma fibra de proteína sintética, uma camada de superfície compreendendo uma proteína distinta da proteína na fibra de base, CARACTERIZADO pelo fato de que a proteína tem um peso molecular médio, medido por filtração em gel, de 1.000 a 50.000 inclusive; e que realiza-se uma etapa para aquecer a fibra de base com a camada de superfície para encolher a fibra de base em uma direção longitudinal da fibra de base e para expandir a fibra de base em uma direção circunferencial perpendicular à direção longitudinal na superfície da fibra de base, de modo que fendas sejam formadas na camada de superfície para dividir a camada de superfície.

12. Método para fabricação de uma fibra processada em superfície conforme definida na reivindicação 1 compreendendo uma etapa para formar, em uma superfície de uma fibra de base compreendendo uma fibra de proteína natural compreendendo seda ou uma fibra de proteína sintética, uma camada de superfície compreendendo uma proteína distinta da proteína na fibra de base, CARACTERIZADO pelo fato de que a proteína tem um peso molecular médio, medido por filtração em gel, de 1.000 a 50.000 inclusive; que realiza-se uma etapa para secar a fibra de base com a camada de superfície e para extrair a fibra de base sob tensão; e realiza-se uma etapa para aliviar a tensão aplicada à fibra de base e para encolher a fibra de base com a camada de superfície, de modo que a camada de superfície seja dividida em uma pluralidade de partículas por fendas.