CN101298708A - 蛋白粘胶纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蛋白粘胶纤维及其制备方法，属于纺织领域，所解决的技术问题是提供一种可以针对不同动、植物蛋白为原料制备蛋白粘胶纤维的方法。该蛋白粘胶纤维的制备方法包括如下步骤：A.将动、植物蛋白原料脱脂，脱色，除臭，得动、植物蛋白粉；B.碱化：动、植物蛋白粉溶于碱液中，得蛋白碱溶液；C.在蛋白碱溶液中加入交联剂，得蛋白纺丝液；D.蛋白纺丝液与粘胶共混，纺丝，得蛋白丝；E.将蛋白丝用过氧化物溶液洗涤，上油，烘干，成筒，得蛋白粘胶纤维。在本发明蛋白粘胶纤维制备方法中，未采用在纺丝后对蛋白丝进行缩醛化处理，无甲醛等有害物质残留，且工艺步骤简单易操作，可采用现有的制备粘胶纤维的设备进行生产。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白粘胶纤维及其制备方法，属于纺织领域。
背景技术
蛋白纤维是用动、植物蛋白与纤维原料共混或接枝共聚，再经后加工处理制得的一种复合纤维材料。常用的动物蛋白有：牛奶蛋白、蚕蛹蛋白等；植物蛋白有大豆蛋白、花生蛋白、玉米蛋白等；纤维原料有聚乙烯醇、聚丙烯腈和再生纤维素等。蛋白纤维中的蛋白质含有多种氨基酸，蛋白纤维有护肤保健作用，适宜做成内衣，穿着舒适，深受消费者喜爱。
动、植物蛋白原料经过脱脂、脱色、除臭等过程处理，得到适宜纺丝用的蛋白质原料。蛋白质原料用碱液在一定温度下处理得到蛋白纺丝液，蛋白纺丝液与纤维原料混合后纺丝，再经相应的后加工处理，得到蛋白纤维。
目前的蛋白纤维生产方法，存在生产过程复杂，不易操作，可纺性差，且在醛化过程大量使用对人体有害的甲醛等物质，制成的产品存在强度低，易掉粉，染色不均匀，难染浅色等缺点。而且尚无针对不同的动、植物蛋白采用相同工艺制备蛋白纤维的相关报道。
如，大豆蛋白纤维生产方法为：从大豆粕中提取纯蛋白质，将纯蛋白质溶解制成要求浓度，同时将PVA溶解生成所需浓度，按比例混合搅拌成纺丝原液，过滤，湿法纺丝，凝固浴丝条凝固，牵伸，半成品，半成品交联(缩醛化)，水洗，上油，烘干，卷曲定形，切断为成品，即得大豆蛋白短纤维。
如，蚕蛹蛋白纤维生产方法为：蚕蛹蛋白经碱液制备为蛋白碱溶液，加入修饰剂成为蛋白纺丝液，与粘胶共混，纺丝，醛化处理，洗涤，烘干，蚕蛹蛋白复合纤维。
针对不同的纤维采用的方法、使用的处理试剂均有较大差别，而生产而得的产品各自存在如可纺性差，含有甲醛等有害物质，产品强度低等缺陷，而且制备过程中使用大量的甲醛，对纺丝工人会产生较大的危害，而且由于大量的甲醛等物质并不会完全反应，而会产生大量甲醛排放，造成环境污染。在应用动、植物蛋白用于生产蛋白纤维方面还需作更进一步改进。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种可以采用不同动植物蛋白为原料制备蛋白粘胶纤维的方法。
该蛋白粘胶纤维的制备方法包括如下步骤：
A、将动、植物蛋白原料脱脂，脱色，除臭，得动、植物蛋白粉；
B、碱化：动、植物蛋白粉溶于碱液中，得蛋白碱溶液；
C、在蛋白碱溶液中加入交联剂，得蛋白纺丝液；
D、蛋白纺丝液与粘胶共混，纺丝，得蛋白丝；
E、将蛋白丝用过氧化物溶液洗涤，上油，烘干，成筒，得蛋白粘胶纤维。
在本发明蛋白粘胶纤维制备方法中，未采用在纺丝后对蛋白丝进行缩醛化处理，而采用在蛋白碱溶液中加入交联剂的步骤，并采用过氧化物洗涤蛋白丝，用于固定蛋白质和脱硫。由于采用交联剂用量较少，而且在后期，过氧化物可以氧化醛类物质，通过上述处理，本发明制备方法无甲醛等有害物质残留，且工艺步骤简单易操作，可采用现有的制备粘胶纤维的设备进行生产。
作为本技术方案的改进，动、植物蛋白中的动物蛋白为牛奶蛋白、蚕蛹蛋白、动物毛皮蛋白和昆虫类蛋白中任意一种或几种；植物蛋白为大豆蛋白和花生蛋白中任意一种或几种。经过处理后所采用的动、植物蛋白粉的蛋白含量不低于75％。根据所采用的动、植物蛋白原料不同，制备而得的蛋白粘胶纤维的颜色不同，呈浅黄色至金黄色。
作为本技术方案的改进，步骤B碱化所采用的碱液为2～5％的氢氧化钠溶液；步骤C交联剂添加量以蛋白碱溶液体积计，为蛋白碱溶液的5～10％；步骤D共混粘胶添加量与蛋白纺丝液体积比为25～50份∶1份；步骤E中的过氧化物为过氧碳酸钠或过氧化氢，其浓度为2～5％，洗涤温度为40～80℃。
通过上述改进，本发明制备方法适用于动、植物蛋白粘胶长、短纤维的制造，简化了蛋白粘胶纤维的生产过程，减少了醛类有害物质的使用，防止了环境污染及对操作工人的身体损害，提高了蛋白粘胶纤维的可纺性，改变了洗涤工艺，减少了蛋白质的流失，为制备蛋白粘胶纤维提供了一种新的制备方法。
本发明所解决的另一个技术问题是提供由上述方法制备而得的蛋白粘胶纤维。本发明蛋白粘胶纤维色泽、强伸、染色档差、蛋白质含量等指标良好，尤其是在强伸度等物理指标明显改善，且染色均匀，生产可纺性好，具有良好的吸湿性、透气性、手感柔软、光泽柔和，用蛋白纤维面料做成的服装具有润肌养肤、抗菌消炎的独特功能，社会效益和经济效益巨大。
具体实施方式
本发明蛋白粘胶纤维的制备方法，它包括如下步骤：
A、将动、植物蛋白原料脱脂，脱色，除臭，得动、植物蛋白粉；
B、碱化：动、植物蛋白粉溶于碱液中，得蛋白碱溶液；
C、在蛋白碱溶液中加入交联剂，得蛋白纺丝液；
D、蛋白纺丝液与粘胶共混，纺丝，得蛋白丝；
E、将蛋白丝用过氧化物溶液洗涤，上油，烘干，成筒，得蛋白粘胶纤维。
在上述方法中，动、植物蛋白可采用如下种类，如动物蛋白为牛奶蛋白、蚕蛹蛋白、动物毛皮蛋白和昆虫类蛋白中任意一种或几种；如植物蛋白为大豆蛋白和花生蛋白中任意一种或几种。经过脱脂，脱色，除臭所得的动、植物蛋白粉的蛋白含量不低于75％。
在上述步骤B中采用的碱液为2～5％的氢氧化钠溶液，对酸浴落差影响小、可纺性好。
在上述步骤C中采用的交联剂添加量以蛋白碱溶液体积计，为蛋白碱溶液的5～10％，具体地交联剂为甲醛、乙二醛、戊二醛、多聚羧酸中任意一种或几种，使得交联度适当，可纺性好。而在现有的纺丝工艺中，对纺丝后所得的蛋白丝进行缩醛化处理一般采用的是甲醛，由于甲醛用量大，但是实际与蛋白丝发生缩醛化反应的甲醛量很少，造成对试剂的浪费，同时造成大量废液的排放，对环境产生不良影响，也对操作人员身体造成极大危害。
在上述步骤D中的共混粘胶添加量与蛋白纺丝液体积比为25～50份∶1份，采用该用量范围对粘胶影响小、可纺性好。
在上述步骤E中过氧化物采用过氧碳酸钠或过氧化氢的浓度为2～5％，洗涤温度为40～80℃，固定蛋白质和脱硫效果好，对丝条损害小。
制备而得的蛋白粘胶纤维干强为1.6～2.0CN/dtex，干伸为16～20％，染色均匀度为4.0级以上，蛋白含量8～10％，完全符合蛋白粘胶纤维商品化标准。
实施例1
称取1份蛹蛋白粉，加入4份5％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至60℃，溶解、脱泡得到蛹蛋白碱溶液。在蛹蛋白碱溶液中加入5％的多聚羧酸得到蛹蛋白纺丝液，按蛹蛋白纺丝液与粘胶1比25的比例，将蛹蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经3％过氧碳酸钠水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到蛹蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄棕色，亮丽；干强：1.7～1.9cn/dtex；干伸：16～18％；染色档差：4.0级。
实施例2
称取1份大豆蛋白粉，加入4份2％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至60℃，溶解、脱泡得到大豆蛋白碱溶液。在大豆蛋白碱溶液中加入5％的甲醛得到大豆蛋白纺丝液，按大豆蛋白纺丝液与粘胶1比50的比例，将大豆蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经2％过氧化氢水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到大豆蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄色，亮丽；干强：1.6～2.0cn/dtex；干伸：16～20％；染色档差：4.5级。
实施例3
称取1份蛹蛋白粉、1份大豆蛋白粉，加入8份5％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至50℃，溶解、脱泡得到蛋白碱溶液。在蛋白碱溶液中加入10％的多聚羧酸得到蛋白纺丝液，按蛋白纺丝液与粘胶1比50的比例，将蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经5％过氧碳酸钠水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄棕色，亮丽；干强：1.7～2.0cn/dtex；干伸：17～19％；染色档差：4～5级。
实施例4
称取1份大豆蛋白粉，加入4份2％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至60℃，溶解、脱泡得到大豆蛋白碱溶液。在大豆蛋白碱溶液中加入5％的乙二醛得到大豆蛋白纺丝液，按大豆蛋白纺丝液与粘胶1比25的比例，将大豆蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经2％过氧化氢水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到大豆蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄色，亮丽；干强：1.6～2.0cn/dtex；干伸：16～19％；染色档差：4.5级。
实施例5
称取1份大豆蛋白粉，加入4份2％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至50℃，溶解、脱泡得到大豆蛋白碱溶液。在大豆蛋白碱溶液中加入5％的多聚羧酸得到大豆蛋白纺丝液，按大豆蛋白纺丝液与粘胶1比25的比例，将大豆蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经5％过氧碳酸钠水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到大豆蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄色，亮丽；干强：1.6～2.0cn/dtex；干伸：16～20％；染色档差：4.5级。
实施例6
称取1份蛹蛋白粉、1份大豆蛋白粉，加入8份5％氢氧化钠水溶液中，搅拌加热至50℃，溶解、脱泡得到蛋白碱溶液。在蛋白碱溶液中加入10％的多聚羧酸得到蛋白纺丝液，按蛋白纺丝液与粘胶1比50的比例，将蛋白纺丝液加入粘胶中，混合均匀、过滤后纺丝，丝饼经2％过氧化氢水溶液洗涤、水洗、上油、烘干、成筒就得到蛋白粘胶纤维。
产品物检指标——色泽：浅黄棕色，亮丽；干强：1.7～2.0cn/dtex；干伸：17～19％；染色档差：4～5级。
Claims (10)
1.蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
A、将动、植物蛋白原料脱脂，脱色，除臭，得动、植物蛋白粉；
B、碱化：动、植物蛋白粉溶于碱液中，得蛋白碱溶液；
C、在蛋白碱溶液中加入交联剂，得蛋白纺丝液；
D、蛋白纺丝液与粘胶共混，纺丝，得蛋白丝；
E、将蛋白丝用过氧化物溶液洗涤，上油，烘干，成筒，得蛋白粘胶纤维。
2.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述动、植物蛋白中的动物蛋白为牛奶蛋白、蚕蛹蛋白、动物毛皮蛋白或昆虫类蛋白中任意一种或几种；植物蛋白为大豆蛋白或花生蛋白中任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤A所述动、植物蛋白粉的蛋白含量不低于75％。
4.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤B所述的碱液为2～5％的氢氧化钠溶液。
5.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤C所述的交联剂添加量以蛋白碱溶液体积计，为蛋白碱溶液的5～10％。
6.根据权利要求5所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：所述交联剂为甲醛、乙二醛、戊二醛、多聚羧酸中任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤D所述的共混粘胶添加量与蛋白纺丝液体积比为25～50份∶1份。
8.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤E所述的过氧化物为过氧碳酸钠或过氧化氢，其浓度为2～5％。
9.根据权利要求1所述的蛋白粘胶纤维的制备方法，其特征在于：步骤E所述的洗涤温度为40～80℃。
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而得的蛋白粘胶纤维。
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