CN110418861A

CN110418861A - 制造基于天然蛋白质纤维的短纤维的方法和设备、基于该短纤维的原毛、由该短纤维制成的纤维状纱线、由该短纤维制成的非织造材料、和包含该短纤维的物品

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Publication number: CN110418861A
Application number: CN201880011954.9A
Authority: CN
Inventors: J·利尤克康恩; S·哈亚维斯托; P·塞勒纽斯; J·萨梅拉; J·波兰恩; A·萨敏恩; M·麦乐思; P·文托; K·布约克鲁德; T·吉奥西克; S·派特鲁西克
Original assignee: Novartis Spin; Ikesk Co Ltd
Current assignee: Novartis Spin; Ikesk Co Ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-11-05
Anticipated expiration: 2038-02-15
Also published as: EP4289998A3; JP2023061982A; EP3583256C0; ES2966981T3; JP2020508405A; EP3583256A1; US20200362474A1; US20200048794A1; EP3583255B1; BR112019015907B1; RU2019128916A; US20190390375A1; WO2018149949A1; EP4289998A2; BR112019016881A2; JP7277384B2; CL2019002302A1; WO2018150099A1; EP3583255C0; CA3051669C

Abstract

本发明涉及一种基于天然蛋白质纤维来制造短纤维的方法，该方法包括以下步骤：‑提供蛋白质悬浮液；‑所述蛋白质悬浮液包含所述天然蛋白质纤维的原纤维；‑将所述蛋白质悬浮液通过喷嘴(520)引导到表面(500)上；‑对所述表面上的所述蛋白质悬浮液进行干燥以形成蛋白质基纤维；‑从所述表面提取所述纤维并提供所述短纤维。

Description

制造基于天然蛋白质纤维的短纤维的方法和设备、基于该短纤维的原毛、由该短纤维制成的纤维状纱线、由该短纤维制成的非织造材料、和包含该短纤维的物品

技术领域

本申请涉及一种基于天然蛋白质纤维来制造短纤维(staple fiber)的方法、用于制造短纤维的设备、包含基于天然蛋白质纤维的短纤维的原毛(raw wool)、纤维状纱线、和在制造短纤维的设备中使用的表面。

背景技术

像纱线和织物这样的产品可由天然或合成的起始材料制成。合成的起始材料可能对产品的可回收性或处理阶段产生负面影响。

与这样的材料相关的另一个挑战是，合成的起始材料就定价来说非常有吸引力，但与基于天然纤维的应用相比，在期望的性能方面经常被视为较差。

天然的起始材料在其生长或加工过程中也可能产生负面的环境影响。这样的天然起始材料的示例是棉花。

发明内容

本发明涉及一种基于天然蛋白质纤维来制造短纤维的方法，上述方法包括以下步骤：

-提供蛋白质悬浮液；

-上述蛋白质悬浮液包含所述天然蛋白质纤维的原纤维；

-将上述蛋白质悬浮液通过喷嘴(520)引导到表面(500)上；

-在上述表面上使所述蛋白质悬浮液干燥以形成蛋白质基纤维；

-从上述表面提取上述纤维并提供上述短纤维。

应当注意的是，从上述表面提取上述纤维的工艺步骤可在例如通过切割等方式制得短纤维之前、同时或之后进行。因而，提取过程可涉及将纤维分成由沉积了蛋白质悬浮液的表面的结构限定的长度的短纤维。另一种方法还可包括，将悬浮液沉积在该表面上，然后作为原纤维从该表面上移除，以及然后切成期望的长度，从而提供短纤维。

根据本发明的一个有益的实施例，可重构短纤维，该短纤维适于制造具有令人惊讶的组合拉伸和强度性能的纱线，并且，其中，该经重构的纤维或所生产的纱线是基于天然蛋白质纤维。

特别地，应注意的是，诸如胶原蛋白之类的蛋白质纤维的使用也可以受益于诸如降低的可燃性之类的其他优点，当纱线或纤维用于织物时，后者是非常重要的。

还应注意的是，本方法有利于以下具有吸引力的用途，即将蛋白质纤维用于纱线或在纱线中使用的纤维上，这比已知的纱线或纤维制造方法更为有效得多。

因而，本发明使得有可能提供一种蛋白质原料，它富含期望的蛋白质纤维，但是该原料中蛋白质纤维的纤维长度不太受到关注，因为所生产的蛋白质短纤维的有效长度可以说是定制的。

这对于天然胶原蛋白纤维来说尤为有利，因为，它们的长度通常根据它们的来源(例如，皮肤或肌肉)而有不同。因此，面对的一个挑战是，当考虑到将蛋白质纤维纺成纱线的最终目的时，典型的具有吸引力的来源可以很好地包含期望尺寸的蛋白质纤维、并且任选是大量的，但是，纤维的提取会将期望的蛋白质纤维撕裂。因此，根据本发明，可应用富含不一定具有所需长度的蛋白质纤维的来源，然后，将这些蛋白质纤维重构为具有期望长度的纤维，在本文中被称为短纤维。

本发明方法的另一个优点是，如果每根短纤维具有的长度超过天然蛋白质来源中的蛋白质纤维长度，或超过从天然蛋白质来源提取的纤维的蛋白质纤维长度，则可以提高所产纱线的强度性能。

本发明可具有以下优点：具有有吸引力的拉伸强度和拉伸性能的蛋白质纤维基原毛；利用有害废物产品，例如一般的胶原蛋白废料或蓝湿皮(wet blue)废料或白湿皮废料，来产生新的可持续产品，使得这样的蛋白质或胶原蛋白来源可重复使用。

还应定注意的是，由本发明蛋白质纤维生产的纱线与例如纤维素相比可具有显著不同的性能。这样的不同的性能可包括拉伸，这对于取决于最终应用的许多类型的织物来说是重要的。

蛋白质悬浮液包含由水和从天然蛋白质纤维获得的蛋白质原纤维组成的水性悬浮液。另外，蛋白质悬浮液可包含至少一种流变改性剂。将蛋白质悬浮液通过喷嘴引导到表面上以进行干燥。通过从蛋白质悬浮液移除水或溶剂来对蛋白质悬浮液进行干燥。由此在表面上，例如在带(belt)或圆筒表面上形成经重构的纤维。

在本上下文中，术语“经重构的纤维”用于表示，短纤维基于多个经机械细分的蛋白质原纤维来产生。因此，短纤维可被视为基于天然蛋白质纤维。

在本发明的一个非常有利的实施例中，本发明利用蛋白质基悬浮液来对喷嘴进行供给。蛋白质悬浮液包含水和蛋白质的水性悬浮液。另外，蛋白质悬浮液可包含至少一种流变改性剂。将蛋白质悬浮液通过喷嘴引导到表面上以进行干燥。通过从蛋白质悬浮液移除水来对蛋白质悬浮液进行干燥。由此在表面上，例如形成在带或圆筒表面上形成经重构的纤维。

从所述表面提取经重构的纤维。经重构的纤维可被缩短为特定长度的短纤维，以制造原毛。这可以在表面上实现，或者在从表面提取之后实现。纤维基原毛包含特定长度的短纤维。短纤维随机布置，形成含特定长度短纤维的原毛网络。天然纤维基原毛包含蓬松、通风、松散排列的短纤维，使得天然纤维基原毛中短纤维的次序和密度不均匀。天然纤维基原毛包含不均匀的结构。可以加工短纤维基原毛，以提供纱线或非织造材料。

根据本发明的一个方面，一种用于制造天然纤维基原毛的方法包含提供包括水和蛋白质原纤维的蛋白质悬浮液。该方法还包括通过喷嘴将蛋白质悬浮液引导到表面上，在表面上对该蛋白质悬浮液进行干燥以形成经重构的纤维，并从表面提取经重构的纤维以形成短纤维。因而，该工艺可建立纤丝，然后对该纤丝进行切割或以某种方式进行分离，或者该工艺可以在表面上创建最终纤丝。

根据本发明的一个方面的用于制造天然纤维基原毛的设备包括喷嘴，该喷嘴被布置为将包括蛋白质原纤维的蛋白质水性悬浮液引导到表面上。该设备还包括干燥器和提取器，该干燥器被布置为对该表面上的蛋白质悬浮液进行干燥以形成经重构的纤维；该提取器被布置为从该表面提取经重构的纤维以形成包含短纤维的经重构的纤维基原毛。因而，该工艺可以建立纤丝，然后对该纤丝进行切割或以某种方式进行分离，或者该工艺可在表面上创建最终纤丝。

本发明的一个方面涉及表面，该表面用于从蛋白质悬浮液形成短纤维，该蛋白质悬浮液包含蛋白质原纤维的水性悬浮液。该表面包括：0.25-4m的曲率半径；和在表面上对齐且垂直于表面的移动方向的凹槽。可以以预设的恒定间隔安置凹槽。

本发明的一个方面涉及根据先前的制造方法和/或设备制造的纤维基原毛。一种包含短纤维的纤维基原毛，其中，短纤维由通过氢键互锁的蛋白质原纤维组成，并且，纤维基原毛包含无定向的、缠结的、蓬松的短纤维网络。

本发明的一个方面涉及由短纤维毛制成的纱线。本发明的另一个方面涉及由短纤维基原毛制成的非织造材料。

在本发明的一个实施例中，天然蛋白质纤维包含胶原蛋白纤维。

在本发明的一个实施例中，天然蛋白质纤维包含弹性蛋白纤维。

在本发明的一个实施例中，天然蛋白质纤维包含节枝弹性蛋白纤维。

在本发明的一个实施例中，天然蛋白质纤维包含角蛋白纤维。

在本发明的一个实施例中，所述天然蛋白质纤维的原纤维是从天然蛋白质纤维来源(例如天然胶原蛋白纤维)机械地分离的。

如在本发明范围内所理解的那样，机械分离意指机械工艺，其中，基础材料、蛋白质纤维被机械断裂、分离或细分为实体。这些实体可包含一种或多种所讨论的蛋白质原纤维。因此，可以理解，本发明范围内的纤丝重构可基于单个原纤维，或者也可以基于一组连贯的原纤维。这也与所主张的相一致。

原纤维的期望长度可根据应用而不同，但是原纤维通常应小于1mm或者通常更小。就胶原蛋白而言，这很可能会导致所述基础材料的纤维，即天然蛋白质纤维显著缩短。这可以在一定程度上被机械地完成，但是该工艺还可以包括进一步的精加工，包括机械精加工。

通常，可以说蛋白质原纤维是经分离的蛋白质纤维，并且，蛋白质原纤维被机械地分离成实体，方法是移除蛋白质纤维中连接蛋白质原纤维的键。经机械分离的蛋白质原纤维(优选胶原蛋白原纤维)的长度在某些情况下可以比初始蛋白质纤维短。随后，蛋白质原纤维被聚集成经重构的短纤维，并且该短纤维通常可能比生产的蛋白质原纤维长。根据本发明，可基于经缩短的蛋白质原纤维以几乎适量地(almost at measure)生产短纤维。这对基于重构短纤维的胶原蛋白原纤维尤其是一个优点，因为这些原纤维倾向于施加其它类兼容性合成纤维不能提供的非常有吸引力的性能。但是，这与以下事实相结合：当使用基于胶原蛋白原纤维的较长重构短纤维纺成最终纱线时，可部分补偿胶原蛋白相对较低的纤维强度。

在本发明的一个实施例中，从喷嘴离开的蛋白质悬浮液具有喷嘴出口开口的形状，任选地为圆形或椭圆形横截面形状。

在本发明的一个实施例中，干燥包括经由辐射、对流或传导在表面上对蛋白质悬浮液进行干燥。

在本发明的一个实施例中，上述表面是疏水外表面。

在本发明的一个实施例中，上述方法包括如下步骤：向所述表面施加例如油或蜡之类的减少表面与悬浮液接触角滞后的添加剂。

在本发明的一个实施例中，该方法包括对表面上的上述蛋白质悬浮液进行干燥至干物质浓度至少70wt％以形成纤维，并且，其中，上述重量百分比是参照已形成的干燥纤维的重量给出的。

在本发明的一个实施例中，在所述干燥过程中提供蛋白质原纤维之间的化学键。

换句话说，根据本发明的一个实施例，化学键将使蛋白质原纤维聚集。

在本发明的一个实施例中，上述短纤维具有6-80mm，优选40-60mm的长度。

在本发明的一个实施例中，缩短从所述干燥表面提取的纤维以形成短纤维。

在本发明的一个实施例中，将所述重构的短纤维组合为原毛。

在本上下文中，原毛基本上具有如下含义：所提供的短纤维被组合为毛(wool)，这种毛在一定程度上类似于天然的毛，但是，主要的理解基本上是所生产的毛构成了易于梳理和纺纱的基础材料。

在本发明的一个实施例中，加工上述原毛以形成纱线股或非织造材料。

在本发明的一个实施例中，梳理上述原毛以便对上述纤维进行定向并使其缠结。

在本发明的一个实施例中，将包含经重构的蛋白质纤维的原毛加工成预纱线和/或纺为纱线。

在本发明的一个实施例中，将经重构的短纤维加工为非织造材料的形式。

在本发明的一个实施例中，上述蛋白质悬浮液包含天然蛋白质纤维的原纤维，并且，其中，上述悬浮液的蛋白质含量大于上述悬浮液中天然纤维总重量的50％。

在本发明的一个实施例中，胶原蛋白悬浮液包含天然纤维的胶原蛋白原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的50％。

在本发明的一个实施例中，上述蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的60％。

根据本发明的一个实施例，该工艺中使用的蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的70％。

根据本发明的一个实施例，该工艺中使用的蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的80％。

根据本发明的一个实施例，该工艺中使用的蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的90％。

根据本发明的一个实施例，该工艺中使用的蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然纤维原纤维总重量的95％。

在本发明的一个实施例中，所述蛋白质悬浮液还包含添加剂，所述添加剂包括流变改性剂、粘合剂、阳离子活性剂、交联剂、分散剂、色素，和/或其他改性剂。

在本发明的一个实施例中，上述蛋白质悬浮液可包含诸如以下的添加剂：藻酸盐或酯、海藻酸、果胶、角叉菜胶、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、聚环氧乙烷(PEO)、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、酶(例如，漆酶、转谷氨酰胺酶)、多酚、戊二醛、明胶、酪蛋白、葡萄糖、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐或酯(Tris-HCl)、磷酸盐或酯或其组合。

其中，当在表面上对蛋白质悬浮液进行干燥时，蛋白质悬浮液中的添加剂促进原纤维之间的分子键合。

本发明的另一方面涉及一种制造基于天然蛋白质纤维的短纤维的设备，其包括：

-喷嘴，其被布置为用于将蛋白质悬浮液引导到表面上；

-上述蛋白质悬浮液，其包含所述天然蛋白质纤维的原纤维；

-干燥器，其被布置为对表面上的蛋白质悬浮液进行干燥以形成纤维；

-提取器，其被设置为从表面提取上述纤维，以及用于形成上述短纤维的装置。

在本发明的一个实施例中，上述蛋白质悬浮液被引导至上述表面、且包含对应于喷嘴出口开口的形状的横截面形状，任选地为圆形或椭圆形横截面形状。

在本发明的一个实施例中，上述干燥器包含加热电阻器、散热器、蒸发器或鼓风机中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，上述表面包含疏水外表面。

在本发明的一个实施例中，上述纤维包含70wt％的干物质浓度。

在本发明的一个实施例中，上述原纤维通过化学键互锁。

在本发明的一个实施例中，上述短纤维具有6-80mm，优选30-70mm的长度。

在本发明的一个实施例中，上述设备包含用于缩短从表面提取的纤维以便形成短纤维基原毛的装置。

在本发明的一个实施例中，上述表面包含弯曲表面。

在本发明的一个实施例中，上述表面包含带凹槽的或带脊的表面。

在本发明的一个实施例中，上述表面是弯曲的，并且上述表面包含凹槽或脊。

在本发明的一个实施例中，上述表面包含0.25-4m的曲率半径。

在本发明的一个实施例中，上述表面包含垂直于喷嘴和表面之间相对移动方向而延伸的凹槽或脊。

在本发明的一个实施例中，上述凹槽具有平行于上述表面的0.5-5mm，优选2-3mm的长度；和/或垂直于上述表面的0.5-10mm，优选2-3mm的深度。

本发明在另一方面涉及包含短纤维的纤维基原毛，其中，基于蛋白质原纤维而重构的短纤维是从天然蛋白质纤维机械地细分出的，其中，蛋白质原纤维通过氢键互锁，并且纤维基原毛包括无定向的、缠结的、蓬松的短纤维网络。

在本发明的一个实施例中，上述短纤维权利要求1-25任一项制造。

根据本发明的一个实施例，上述纤维基原毛包含短纤维，其中，上述短纤维的原纤维由来自天然纤维的胶原蛋白原纤维组成。

在本发明的一个实施例中，上述纤维基原毛包含短纤维，其中，上述短纤维包含胶原蛋白和弹性蛋白的原纤维。

在本发明的一个实施例中，上述纤维基原毛包含短纤维，其中，上述短纤维包含胶原蛋白和节枝弹性蛋白的原纤维。

在本发明的一个实施例中，上述纤维基原毛包含短纤维，其中，上述短纤维包含胶原蛋白和角蛋白的原纤维。

在本发明的一个实施例中，上述纤维基原毛是可加工的、可梳理的和/或可纺纱的，以形成纱线和/或非织造材料。

在本发明的一个实施例中，短纤维纱支数包含1-20dtex；和/或短纤维直径包含15-70μm；和/或短纤维拉伸强度包含15-25cN/tex；和/或断裂处伸长率为5-15％。

本发明的另一方面涉及一种纤维状纱线，其由权利要求1-25的方法的短纤维制成，和/或由权利要求38-42任一项所述的短纤维基原毛制成，和/或使用权利要求26-37任一项所述的设备制成。

在本发明的一个实施例中，上述纱线包括5-200tex的纱线支数；和/或5-15cN/tex的韧度；和/或10-30％的断裂处伸长率。

本发明的另一方面涉及一种非织造材料，其由基于权利要求1-25的方法的短纤维制成，和/或由权利要求38-42任一项的短纤维基原毛制成，和/或使用权利要求26-37任一项所述的设备制成。

在本发明的一个实施例中，权利要求45所述的由短纤维基原毛制成的非织造材料，其中，所述非织造材料具有10-100kg/m³的密度。

本发明另一方面涉及一种表面，其用于从包含水和经分离的蛋白质原纤维的蛋白质悬浮液形成短纤维，其中，该表面具有0.25-4m的曲率半径，以及在该表面上排列、并垂直于该表面的运动方向的凹槽或脊。

在本发明的一个实施例中，权利要求47所述的表面，其包括圆筒或带。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的下列实施例。

图1图示了根据一个实施例，用于制造纤维基原毛的方法。

图2图示了根据一个实施例，用于制造纤维基原毛的方法。

图3图示了根据一个实施例，用于制造天然纤维基原毛的设备。

图4图示了根据一个实施例的圆筒。

图5图示了根据一个实施例，用于制造纤维基原毛的设备。

图6图示了根据本发明的一个实施例的带。

图7图示了根据本发明的一个实施例的短纤维。

图8图示了根据本发明的一个实施例的短纤维。

图9图示了纤维基原毛。

图10图示了拉伸强度图表。

具体实施方式

图1图示了根据一个实施例，用于制造天然纤维基原毛的方法。在101，提供了蛋白质悬浮液。该蛋白质悬浮液包含经机械分离的蛋白质原纤维的水性悬浮液。换句话说，蛋白质原纤维本身被视为天然原纤维。蛋白质悬浮液可包含水、经分离的蛋白质原纤维和至少一种流变改性剂。蛋白质悬浮液的原纤维可源自经机械地缩短的蛋白质纤维。在本发明的一个优选实施例中，蛋白质原纤维是源自经鞣制的毛皮基材料的胶原蛋白原纤维。因此，胶原蛋白原纤维可来源于例如蓝湿皮，即，已经鞣制的毛皮，并且其中用作重构胶原蛋白基纤丝的基础的胶原蛋白纤维已经根据常规和众所周知的鞣制方法，(例如，通过铬盐)进行了预处理。

在102，蛋白质悬浮液被引导通过喷嘴。喷嘴将蛋白质悬浮液供给到表面。该表面可以是带的表面或圆筒的表面。在103，在表面上对蛋白质悬浮液进行干燥。干燥从蛋白质悬浮液移除水。经干燥的蛋白质悬浮液被布置为在表面上形成经重构的纤维。经重构的纤维可以以连续重构纤维的形式布置。在104，从表面提取连续重构的纤维。在105，从表面提取的重构纤维被切割或缩短以形成短纤维。稳定的纤维被布置为形成不均匀的网络，该网络包括不同密度和取向的纤维浓度。在106，短纤维的不均匀蓬松材料被称为天然纤维基原毛。

上述方法被描述为使用胶原蛋白纤维作为短纤维制造来源的工艺。该工艺可用另一种蛋白纤维基来重复，所述蛋白纤维基诸如弹性蛋白或节枝弹性蛋白。

图2图示了根据一个实施例，用于制造天然纤维基原毛的方法。在201，提供了蛋白质悬浮液。蛋白质悬浮液包含经分离的蛋白质原纤维的水性悬浮液。蛋白质悬浮液可包含水、至少一种流变改性剂和经分离的蛋白质原纤维。经分离的蛋白质原纤维可源自经鞣制的毛皮，其已经被机械地细分为浆。蛋白质悬浮液被引导通过喷嘴202。喷嘴将蛋白质悬浮液供给到表面，例如在带或圆筒的表面上。在203，蛋白质悬浮液被布置以使其在表面上缩短并干燥。经干燥和经缩短的蛋白质悬浮液被布置为形成短纤维。这是通过布置在表面上的凹槽(未示出)实现的。在接下来的实施例中，凹槽意指能够形成短纤维、并使短纤维具有由凹槽间距限定的长度的结构。包括凹槽401和601的那些凹槽通常也可制成执行相同功能的脊，所述相同功能即，使重构纤丝在可能分离或断裂为所需重构短纤维处强度减弱。在204，从表面提取经缩短的纤维。稳定的纤维被布置为形成包含不同密度和取向的纤维浓度的不均匀的网。在206，短纤维的不均匀蓬松材料被称为天然纤维基原毛。

蛋白质悬浮液可包含胶原蛋白原纤维。胶原蛋白原纤维是天然原纤维，其源自刨花(shavings)、皮革废料、浆和/或经鞣制的毛皮，包括鞣制工艺中产生的有害废料。因而，胶原蛋白原纤维来源于不同的动物，通常来源于皮。这可以包括蓝湿皮和白湿皮刨花、或皮革刨花、或经鞣制的毛皮刨花。

胶原蛋白可具有重复氨基酸序列(GPX)n和甘氨酸(G)-X-羟脯氨酸(HYP)的大分子结构。(GPX)n是胶原蛋白中最常见的氨基酸序列。在该序列中，X意指除甘氨酸、脯氨酸或羟脯氨酸之外的任何氨基酸。胶原蛋白的氨基酸组成对于蛋白质来说是非典型的，特别是就其高的羟脯氨酸含量而言。胶原蛋白是在动物组织中发现的最丰富的蛋白质。胶原蛋白是包括肌腱、韧带和皮肤在内的结缔组织中的细胞外空间中的主要结构蛋白质。存在几种类型的胶原蛋白。I型(皮肤(ski)、肌腱、骨)、II型(透明软骨)、III型(网状)、V型(细胞表面、毛发、胎盘)和XI型(软骨)是纤维性的。单个胶原分子、原胶原蛋白被用于构成诸如原纤维的更大胶原聚集体。胶原蛋白原纤维长约10μm，且直径约10-500nm。其由三条多肽链(被称为α肽)构成，每条多肽链都具有左旋螺旋的构象。这三个左旋螺旋被扭曲成右旋三螺旋或“超螺旋”，这是由许多氢键来稳定的协同四级结构。每个三螺旋与I型胶原蛋白和可能的所有纤维状的胶原蛋白(如果不是所有的胶原蛋白)结合为一个被称为胶原蛋白微原纤维的右旋超级超螺旋。每个微原纤维与其相邻的微原纤维互锁。

如果胶原蛋白被不可逆地部分地水解(例如，通过加热和化学物质)，则称其为明胶。明胶是经改性的蛋白质。

胶原蛋白原纤维可以是未经过任何化学改性的天然形式。天然胶原蛋白纤维和天然胶原蛋白原纤维可以是不可再生的。因此，天然胶原蛋白纤维/原纤维未经过胶原聚合物结构的化学再生或物理改性。然而应该注意的是，当胶原蛋白原纤维的来源是动物的经鞣制的毛皮时，胶原蛋白原纤维可能已经受到化学影响或至少受到物理影响。

从蛋白质原料、蛋白质浆、或精制浆机械分解为蛋白质原纤维是用诸如以下合适的设备进行的：精制机、研磨机、匀浆器、胶化器、摩擦研磨机、超声波超声发生器、诸如微流化器、大型流化器之类的流化器或流化器型匀浆器。

具体而言，特别有利的是，从胶原蛋白原料、胶原蛋白浆、或精制胶原蛋白浆机械分解为胶原蛋白原纤维是用诸如以下的合适设备进行的：精制机、研磨机、匀浆器、胶化器、摩擦研磨机、超声波超声发生器、诸如微流化器、大型流化器之类的流化器或流化器型匀浆器。

可以使用化学、机械、生物、热机械、或化学热机械制浆工艺从含有任何相关蛋白质的原料中分离诸如胶原纤维之类的蛋白质纤维。经机械缩短、分离、或切割的纤维可包含胶原微原纤维或原纤维束的经化学或物理改性的衍生物。

蛋白质悬浮液可包含80-98wt％的水和2-20wt％的蛋白质。蛋白质悬浮液可包含85-98wt％的水和2-15wt％的蛋白质。此外，蛋白质悬浮液可包含0-5wt％的流变改性剂。

胶原蛋白悬浮液可包含80-98wt％的水和2-20wt％的胶原蛋白。胶原蛋白悬浮液可包含85-98wt％的水和2-15wt％的胶原蛋白。此外，胶原蛋白悬浮液可包含0-5wt％的流变改性剂。

经机械分离的蛋白质原纤维可以是纯蛋白质结构，或者包括经化学修饰或化学处理的蛋白质原纤维。因此，蛋白质悬浮液包含经机械分离或缩短的蛋白质纤维。根据本发明的优选实施例，所施加的蛋白质源是胶原蛋白。

纤维产品可包括添加剂如流变改性剂、粘合剂、阳离子活性剂、交联剂、分散剂、色素和/或其他改性剂。

纤维和短纤维可包含添加剂，诸如藻酸盐或酯、海藻酸、果胶、角叉菜胶、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阳离子淀粉、几丁质、聚环氧乙烷(PEO)、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、酶(例如，漆酶、转谷氨酰胺酶)、多酚、戊二醛、明胶、酪蛋白、葡萄糖、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐或酯(Tris-HCl)、磷酸盐或酯或其组合。

流变改性剂包含被布置为对悬浮液的粘度、屈服应力和/或触变性进行改性的化合物或试剂。流变改性剂可包含高分子量聚合物。流变改性剂被布置为通过调节蛋白质悬浮液的凝胶强度和屈服点来对蛋白质悬浮液流变性进行改性。

图3图示了根据一个实施例，用于制造天然纤维基原毛的装置。将蛋白质悬浮液310供给到喷嘴320。蛋白质悬浮液的精制原纤维在喷嘴中排列。蛋白质悬浮液的水和原纤维的水性悬浮液在喷嘴320中形成有取向的原纤维网。

蛋白质悬浮液310经由喷嘴320被引导到圆筒300上。从喷嘴320离开的蛋白质悬浮液是根据喷嘴出口开口而成形的。例如，喷嘴出口开口可成形为圆形或椭圆形。蛋白质悬浮液以具有与喷嘴出口开口的横截面形状相对应的横截面形状的连续线的形式离开该喷嘴320。离开喷嘴320的蛋白质悬浮液可具有圆形或椭圆形横截面形状。

喷嘴320可被布置为沿着纵向方向C，即，圆筒300的旋转轴A的方向，并沿着水平面来回移动。蛋白质悬浮液310沿纵向圆柱表面被引导至某一横向水平。由于圆筒300的旋转和喷嘴320的移动，所供给的蛋白质悬浮液310围绕圆筒表面旋转，在圆形的旁边形成圆形，或者与相邻圆形部分重叠。连续注射的蛋白质悬浮液310随着旋转的圆筒300在圆筒300的表面上移动。当圆筒300围绕其旋转轴A旋转时，喷嘴320被布置为沿着纵向圆筒表面C移动到相邻的位置。

可选地，两个或更多个喷嘴可布置为沿着纵向圆筒表面c相邻、平行。两个或更多个喷嘴结合在一起，形成一个集成单元，并被布置为沿着纵向圆筒表面C同时移动。两个相邻喷嘴之间的距离可以是厘米的量级，例如1cm。喷嘴沿着圆筒的纵向尺寸摆动。在两个或更多个喷嘴彼此相距1cm的情况下，喷嘴移动1cm所花费的时间对应于注射到圆筒表面上的蛋白质悬浮液的干燥时间。对喷嘴的移动速度进行设置使得用于两个相邻喷嘴之间的尺寸长度的时间被设置成与蛋白质悬浮液的干燥时间对应。

在干燥过程中，水被移除并且原纤维开始形成氢键。由此形成纤维。经干燥的蛋白质悬浮液或纤维形成或纤维意指至少70wt％的干物质含量。纤维纱线支数包含1-20dtex。纤维直径可以是15-70μm。纤维拉伸强度可以是10-25cN/tex，优选为15-20cN/tex，并且包括10-30％(优选为15-25％)的拉伸或伸长断裂。

在多个喷嘴沿着圆筒的纵向尺寸的情况下，多个喷嘴可沿着圆筒的整个纵向尺寸彼此相邻放置。因此，不需要移动喷嘴，但是可将这些喷嘴固定在其位置中。在这种情况下，蛋白质悬浮液的干燥时间与圆筒的旋转时间对应。

用两个或更多个喷嘴，圆筒被蛋白质悬浮液覆盖，并且纤维比在一个喷嘴的情况下形成得更快。因此，应以相应的速度完成提取纤维、提供油和其他相关功能。

可通过液压或气动控制来控制蛋白质悬浮液离开喷嘴排出和/或注射到表面上。蛋白质悬浮液离开喷嘴的速度可通过在喷嘴处施加到蛋白质悬浮液上的压力来控制。

可相对于圆筒300的表面来布置供油或蜡装置330。供油或蜡装置330被布置为以摆动的方式移动，像喷嘴320，沿着圆筒300的纵向尺寸，平行于圆筒300的旋转轴线A，处在某种垂直方向。在摆动喷嘴320的情况下，供油装置330被布置为与喷嘴320同时摆动。

圆筒的旋转可以从外部控制，例如通过旋转速度可调节的电动机来控制。圆筒或弯曲带可产生1-1000g(优选100-500g)的向心加速度。圆筒的直径可以是1-6m。圆筒表面的旋转速度可以是5-25m/s。作用在悬浮液(m)上的向心力(Fcp)取决于圆筒的半径(r)及其表面旋转速度(v)。作用在悬浮液(m)上的向心力(Fcp)取决于带的曲率半径(r)及其表面旋转速度(v)。数学上：Fcp＝ma＝mv²/r；其中a＝v²/r。

在圆筒300的表面上对蛋白质悬浮液进行干燥。这可以在内部和/或外部实现。内部加热可以通过电加热电阻器、加热蒸汽或空气来实现。外部加热可以通过辐射、加热和/或送风来实现。经干燥的蛋白质悬浮液在圆筒300的表面上形成纤维350。从圆筒300的表面提取纤维350。可基于吹、吸、抽真空、刮擦或基于重力从表面滴下纤维来进行提取。可机械地或使用真空或压缩空气来提取纤维350。可手动或自动地实现提取。提取器可放置在圆筒300的与喷嘴320相反的一侧。提取器可具有固定的位置，或者提取器可被布置为以摆动方式移动，像喷嘴320，沿着圆筒300的纵向尺寸，平行于圆筒300的旋转轴A，处在垂直方向上。提取器被布置为与喷嘴同时摆动。提取器可与供油或蜡装置330集成在一起并与其一起移动。在已经从圆筒表面提取纤维之后，给圆筒表面提供油。

提取的纤维360处于无定向的和缠结的纤维基原毛的形式，其可以包括蓬松的纤维基原毛之间的不均匀团块。当纤维基原毛包含连续的纤维时，纤维的长度被布置，以被切割或要缩短以形成短纤维。在缩短后形成包含短纤维的纤维基原毛。

纤维包含1-20dtex的线性质量密度，其涉及每单位长度的物质量(1tex＝1g/1000m；且1分特(decitex)＝1dtex＝1g/10000m)。纤维的韧度具有10-25cN/tex，优选为15-20cN/tex。拉伸至断裂的纤维有10-30％，优选15-25％。来自干燥表面的一些油存在于纤维表面。纤维表面的油或蜡对纤维基原毛的进一步加工具有影响，例如对原料基毛(rawbased wool)的多个纤维之间的摩擦和粘附具有影响。

图4图示了根据本发明的一个实施例的圆筒。图4显示了圆筒400的旋转轴A。如图4所示，圆筒可包括均匀、平坦的外表面或带凹槽的表面。凹槽401被布置在与圆筒400的旋转轴A平行的圆筒400的外表面上。所注射的蛋白质悬浮液与圆筒表面的凹槽401之间的脊402接触。凹槽401形成蛋白质悬浮液的弱点(weak point)，并对连续注射的蛋白质悬浮液形成不连续性有作用。连续注射的蛋白质悬浮液在每个凹槽处具有断裂。由此，蛋白质悬浮液形成分隔开的多个部分，这些部分具有介于凹槽401之间的脊402的长度。在大量的水干燥之后，在圆筒上，并在凹槽401之间的脊402上形成短纤维。所形成的短纤维的长度由圆筒表面上的凹槽401之间的长度决定。

在带凹糟的圆筒的情况下，从圆筒提取的纤维基原毛包括短纤维。不需要额外的精炼、缩短或切割手段或阶段。短纤维基原毛是可加工的。纤维基原毛包括短纤维，这些短纤维在凹槽的辅助下被缩短到预定长度。圆筒表面上的凹槽之间的间距决定短纤维的长度。

图5图示了根据一个实施例，用于制造天然纤维基原毛的装置。将蛋白质悬浮液510供给到一个或多个喷嘴520。蛋白质悬浮液的经精制的原纤维在喷嘴中排列。蛋白质悬浮液的原纤维在喷嘴520中形成定向的原纤维网络。

蛋白质悬浮液510经由喷嘴520被引导到带500上。离开喷嘴520的蛋白质悬浮液是根据喷嘴出口开口成形的。例如，喷嘴出口开口可成形为圆形或椭圆形。蛋白质悬浮液以具有与喷嘴出口开口的横截面形状相对应的横截面形状的连续线的形式离开喷嘴520。离开喷嘴520的蛋白质悬浮液可具有圆形或椭圆形横截面形状。

可以沿横截面或横向带表面相邻地平行布置两个或多个喷嘴。横截面/横向尺寸意指带的宽度尺寸；垂直于带的纵向尺寸，该纵向对应于带的移动方向。两个或更多个喷嘴可结合在一起，形成一个集成单元。两个相邻喷嘴之间的距离可以是0.5-50mm，或0.5-20mm，例如1mm。多个喷嘴可以沿着带的整个横向尺寸彼此相邻放置。在这种情况下，带的整个横向尺寸被经由多个喷嘴同时注入的蛋白质悬浮液覆盖。

在干燥过程中，水被移除并且原纤维开始形成氢键。从而形成纤维。当干燥含量从70wt％增加至100wt％时，形成氢键。经干燥的蛋白质悬浮液或纤维形成物或纤维意指至少70wt％的干燥含量。

可通过液压或气动控制离开喷嘴排出和/或注射到表面上的蛋白质悬浮液。蛋白质悬浮液离开喷嘴的速度可通过施加在位于喷嘴处的蛋白质悬浮液上的压力来控制。

供油或蜡装置530可以被布置为相对于带500的移动方向在带500的前方。供油或蜡装置530可被布置为沿着带500的横向尺寸、垂直于带500的移动方向以摆动方式移动。在纤维提取阶段之后布置供油或蜡装置530。在带500的表面上提供油或蜡。将蛋白质悬浮液注射到油状带表面上。

在带500的表面上对蛋白质悬浮液进行干燥。这可在内部和/或外部实现。内部加热可以经由带来实现，例如，通过电加热电阻器、加热蒸汽或空气等来实现。外部加热可经由辐射、加热和/或送风来实现。经干燥的蛋白质悬浮液在带500的表面上形成纤维550。从带500的表面提取纤维550。可基于吹、吸、真空化、刮擦或基于重力从表面滴下纤维来进行提取。可通过机械地或使用真空或压缩空气来提取纤维550。可手动或自动地实现提取。提取器可放置在带500的任何部位，在该部位，纤维的干燥度处于期望的水平，例如超过70wt％。提取器可放置在带的末端，或带的任一外侧，其中，带的上外侧被布置为与带的下外侧反向移动。可将蛋白质悬浮液或纤维传送到另一条带上以进一步干燥。

在将蛋白质悬浮液注射到带表面之前，给该表面提供油或蜡。

所提取的纤维560是无定向的和缠结的纤维基原毛的形式，其可以包括蓬松的纤维基原毛之间的不均匀团块。当纤维基原毛包含连续的纤维时，纤维的长度被布置为要切割、要缩短或要精炼以形成短纤维。在缩短后形成含有短纤维的纤维基原毛。

纤维包含1-20dtex的线性质量密度，其涉及每单位长度的物质量(1tex＝1g/1000m；且1分特(decitex)＝1dtex＝1g/10000m)。纤维的韧度具有10-25cN/tex，优选为15-20cN/tex。拉伸至断裂或伸长断裂的纤维有10-30％，优选15-25％。来自干燥表面的一些油或蜡存在于纤维表面。纤维表面的油或蜡对纤维基原毛的进一步加工具有影响，例如对原料基毛(raw based wool)的多个纤维之间的摩擦和粘附具有影响。

图6图示了根据本发明的一个实施例的带。图6显示包含弯曲、且带凹槽的表面的带600。图6显示用于形成短纤维的带，而在均匀、平坦、非弯曲的带的情况下，在带上形成连续的纤维。带的弯曲的表面包括0.25-4m的曲率半径。

凹槽601被布置在带600的外表面上。凹槽601沿着带600的横断方向布置，垂直于带600的纵向尺寸或移动方向。注射的蛋白质悬浮液与带表面的凹槽601之间的脊602接触。凹槽601形成蛋白质悬浮液的弱点，并对连续注射的蛋白质悬浮液形成不连续性有作用。连续注射的蛋白质悬浮液在每个凹槽处具有断裂。由此，蛋白质悬浮液形成多个分隔的部分，它们具有介于凹槽601之间的脊602的长度。在大量的水被干燥之后，在带上，并且是在凹槽601之间的脊602上形成短纤维。形成的短纤维的长度由带表面上的凹槽601之间的长度决定。

在有凹糟的带的情况下，从所述带提取的纤维基原毛包括短纤维。不需要额外的精炼、缩短或切割手段或阶段。短纤维基原毛是可加工的。纤维基原毛包括短纤维，这些短纤维已经借助于凹槽被缩短到预定长度。所述带表面的凹槽之间的间距决定短纤维的长度。

当连续的纤维被缩短为短纤维时，短纤维的切割端是尖锐的，或至少基本上是尖锐的。图7示出了尖锐的切割端。当在弯曲、且有凹槽的表面借助这些凹槽形成短纤维时，短纤维的这种端部相比于短纤维的尖锐切割端而言是不均匀的或不规则的。图8示出了短纤维的端部，由弯曲的带凹槽的表面形成。凹槽导致所施加的连续蛋白质悬浮液的中断，从而使某个长度被分隔多个部分，这些部分在经干燥后形成短纤维。短纤维的这种被中断的表面可显示原纤维或更小的组成部分。在扩展视图中，中断的不均匀的端部表面显示不规则的形状。

图9显示布置在传送带上的纤维基原毛。短纤维被从圆筒提取到移动的传送带上，在那里它们被布置成随机的、庞大的网。

所述表面(例如，带或圆筒的表面)可包含疏水表面材料。圆筒或带的外表面可覆盖无孔疏水聚合物涂层。聚合物涂层具有形成疏水表面的效果。疏水聚合物涂层可用油或蜡覆盖。表面的涂层和油或蜡覆盖能够实现疏水、低摩擦和低接触角滞后的外表面。油或蜡对经由油或蜡与外表面保持接触的蛋白质悬浮液具有作用。表面上的聚合物涂层和油或蜡和/或旋转圆筒的向心力能够控制和保持注射到表面上的蛋白质悬浮液的圆形横截面形状。在圆筒或带的外表面上的油和低接触角滞后对在干燥过程中保持蛋白质悬浮液的圆形横截面形状有作用。油或蜡具有降低蛋白质溶液粘附在表面的风险的作用。油或蜡具有提供稳定的横截面形状纤维和/或避免在表面上形成不需要的宽、薄和/或弱带状的作用。油或蜡的一部分保持与纤维一起并起到整理剂的作用。例如，油可用于在加工过程中控制纤维之间和/或纤维与金属之间的摩擦。这些是在进一步加工和形成如纱线、无纺布或其他产品之类的产品期间加工纤维基原毛所期望的参数。

将通过喷嘴引导到表面上的蛋白质悬浮液在表面上干燥。干燥通过加热完成，在圆筒的情况下，通过圆筒的旋转运动完成。旋转圆筒和/或加热能够在表面上对所提供的蛋白质悬浮液进行干燥。可在表面上形成连续的纤维。替代地，可以在表面上形成稳定的纤维。可经由圆筒或带的表面对蛋白质悬浮液在外部和/或内部进行干燥。圆筒或带可包含加热元件。圆筒或带可包含内部加热器。内部加热器可经由电阻器或经由热蒸汽实现电子加热。圆筒或带可以包含外部加热器。外部加热器可向表面提供辐射或送风或吹送蒸汽，以对表面上的蛋白质悬浮液进行干燥。加热器能够对施加在表面上的蛋白质悬浮液进行干燥。加热器或加热元件被布置为通过移除水来对蛋白质悬浮液进行干燥。

将油或蜡施加在表面上。表面上的油或蜡具有降低表面张力、摩擦和/或表面接触角滞后的作用。油或蜡可包含但不限于纤维整理油(用于减少纤维-纤维摩擦或纤维-金属摩擦)，或植物油或非-不混溶流体(non-immisciblefluid)。

表面被布置成移动并输送所注射的蛋白质悬浮液。表面可包含凹槽。短纤维可以形成在弯曲且带凹槽的表面上。表面可包含弯曲的或圆形的圆筒表面或弯曲的带表面。凹槽与表面的移动方向横向对齐。凹槽横断于带的移动方向来布置。凹槽沿着带的横向方向延伸，其垂直于带的纵向尺寸或移动方向。凹槽横断于圆筒的旋转方向来布置。凹槽沿圆筒的长度方向延伸，平行于圆筒的旋转轴。与凹槽之间的宽脊相比，该表面包含窄的凹槽。表面的脊形成支撑所注射的蛋白质悬浮液的表面，而凹槽形成不连续位置。凹槽和它们之间的脊使得在表面上形成短纤维。注射的蛋白质悬浮液被布置为在凹槽处断裂。凹槽之间的间距构被配置为限定所形成的短纤维的长度。

凹槽的宽度可以是0.5-5mm，优选为2-3mm。凹槽的深度可以是0.5-10mm，优选为2-3mm。

移动表面的向心力、表面的疏水性质和油性质对于在表面上保持所注射的蛋白质悬浮液和干燥的纤维的圆形横断面有作用。

在干燥过程中，随着水从蛋白质悬浮液移除，开始出现氢键。

经干燥的蛋白质溶液在连续的表面上形成连续的纤维(线)。凹槽和弯曲的表面使得形成稳定的纤维，而无需在干燥后额外的精加工或缩短。短纤维包含6-80mm，优选为30-70mm的长度。

长纤维或短纤维可互锁在一起，以形成永久的纤维网络。可通过将短纤维暴露于水或水性溶液中来完成氢键的分解。较小的机械力或流体动力如拉力、扭转力或流体动力剪切，使湿润的短纤维组合物或产品分解。当暴露在水中时，短纤维将恢复成一个个初级蛋白质原纤维。这使得形成可水处理产品(water disposable product)。

天然纤维基原毛包含大比表面积和低密度。它提供了良好的过滤性能和良好的绝缘体，同时它的导热性低。由于不均匀的纤维表面，天然纤维基原毛包含高摩擦性能，这是进一步加工(如制造非织造材料)所需的性能。

纤维基原毛可作为从羊身上剪下的原毛来加工。纤维基原毛包含短纤维。纤维基原毛包含蓬松排列的、无组织的、无取向的短纤维，并形成不同密度的团块或聚集物。

纤维基原毛可被梳理。通常，梳理使原毛取向、理顺并清洁成定向的线。可以通过梳理机(card)、理顺机(carding)、起毛机(heckling machine)进行梳理。理顺机可具有覆盖有理顺布或软毛刷附件的表面。在理顺过程中，短纤维朝向共同的纤维取向，并且，短纤维密度变得更加均匀，同时减少团块。由于进行理顺，纤维倾向于类似地取向，因此在纤维的纵向上具有基本相似的取向。经梳理的纤维基原毛至少主要包含定向短纤维，并且减少密度波动或结块。在理顺过程中，结构趋于变得更加均匀。

天然纤维基原毛具有在梳理过程中所期望的性能，如纤维之间和/或纤维与(梳理机的)金属之间的低摩擦。

可以将经梳理的纤维基原毛加工为纱线或非织造材料。通过形成连续的预纱线(pre-yarn)并将若干预纱线纺成纱线，纱线可由经梳理的纤维基原毛制成。纱线可用于制造不同种类的纺织品。纺织品可使用已知的纺织品制造工艺和设备由纱线制成。

非织造材料可通过非织造工艺或毡制，例如针刺(needle punch)、水刺(hydro-entanglement)，或其他合适的方法，从经梳理的纤维基原毛来生产。非织造工艺机械地粘合短纤维，以生产连续的非织造材料或织物。可以添加粘合剂以增强结合。

非织造材料可用于制造卫生产品。卫生产品可用水来处理，由此产品降解成蛋白质原纤维。卫生产品可以包括可冲洗的产品，这样的产品分解后进入水中。卫生产品可包括擦拭物或尿布。由短纤维基原毛制成的产品在干燥时具有牢固的构造和体感。然而，内衬的原纤维小并且经由氢键锁定在一起，氢键在水性环境中变得非常弱。一旦进入水中，即使是低剪切也会导致短纤维分解，恢复成一个个蛋白质原纤维。除了可处理性(disposability)之外，由短纤维基原毛制成的非织造材料还具有吸收和保留水分的能力。这种能力对于如尿布等的产品来说是期望的。

由天然纤维基原毛制成的纱线可具有5-200特(tex)的纱线支数。该纱线包含5-15cN/tex的韧度；并且断裂处伸长率为3-10％。由天然纤维基原毛制成的非织造材料包含0-100kg/m³的密度。

该制造工艺能够以经济和环境友好的方式提供纱线和/或非织造材料。所提供的纤维基原毛由紧凑的制造阶段提供，该阶段甚至为单一工艺。纤维基原毛可用已知的原毛加工和处理的工艺和设备进行加工。纤维基原毛可使用纱线纺纱设备加工为纱线，或者使用非织造工艺和方法加工为非织造材料。

短纤维基原毛或产品对生物降解性有作用。废弃是生态的，并且天然基纤维素纤维的使用使得可回收和再利用。

天然纤维基原毛可用作绝缘体。它在理顺之前或之后形成可用的绝缘体。

图10分别例示了胶原蛋白和纤维素的纤维强度/断裂力(cN)和伸长率(％)。胶原蛋白的断裂力小于纤维素，但纤维素的伸长率和拉伸率比胶原蛋白的要高得多。

图10例示胶原基短纤维产品和纤维素短纤维产品的机械性能。被称为“纤维素”的短纤维产品包含85％的天然纤维素的纤维组分和15％的添加剂。被称为“胶原蛋白”的短纤维产品包含85％的胶原蛋白的纤维组分和15％的添加剂。纤维产品的线性质量密度为7.5dtex。纤维素短纤维产品的伸长率约为6％。胶原蛋白的纤维产品的伸长率约为15％。纤维素的纤维产品的断裂力高于14cN。胶原蛋白的纤维产品的断裂力高于8cN。

先前呈现的描述为对本发明多个方面的说明而呈现。在不脱离权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以替换、改变、组合或省略部分或细节。

Claims

1.一种基于天然蛋白质纤维来制造短纤维的方法，其包括以下步骤：

-提供蛋白质悬浮液；

-所述蛋白质悬浮液包含所述天然蛋白质纤维的原纤维；

-将所述蛋白质悬浮液通过喷嘴(520)引导到表面(500)上；

-对所述表面上的所述蛋白质悬浮液进行干燥以形成蛋白质基纤维；

-从所述表面提取所述纤维并提供短纤维。

2.权利要求1所述的方法，其中，天然蛋白质纤维包含胶原蛋白纤维。

3.权利要求1或2的所述方法，其中，天然蛋白质纤维包含弹性蛋白纤维。

4.权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述天然蛋白质纤维包含节枝弹性蛋白纤维。

5.权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述天然蛋白质纤维包含角蛋白纤维。

6.权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述天然蛋白质纤维的原纤维从天然蛋白质纤维来源机械地分离。

7.根据前述权利要求1-6任一项所述的方法，其中，从所述喷嘴离开的蛋白质悬浮液具有所述喷嘴出口开口的形状，任选地为圆形或椭圆形横截面形状。

8.根据前述权利要求任一项的方法，其中，所述干燥包括对所述表面上的蛋白质悬浮液经由辐射、对流或传导进行干燥。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述表面是疏水外表面。

10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其包括将油或蜡施加到所述表面。

11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其包括将所述表面上的蛋白质悬浮液干燥至干物质浓度至少70wt％以形成纤维，并且，其中，所述重量百分比是参照已形成并经干燥的纤维的重量给出的。

12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述蛋白质原纤维之间的化学键在所述干燥过程中提供。

13.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述短纤维具有6-80mm，优选40-60mm的长度。

14.根据前述权利要求任一项所述的方法，其包括缩短从所述干燥表面提取的纤维以形成短纤维。

15.根据前述权利要求任一项的方法，其包括将所述短纤维组合成原毛。

16.根据前述权利要求任一项所述的方法，其包括在有凹槽或脊的弯曲干燥表面上将所述蛋白质悬浮液缩短至预定长度，以形成短纤维。

17.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，加工所述原毛以形成纱线股或非织造材料。

18.根据前述权利要求15-17任一项所述的方法，其包括理顺所述原毛以使所述纤维定向并缠结。

19.根据前述权利要求15-18任一项所述的方法，其包括将所述原毛加工成预纱线并将所述预纱线纺成纱线。

20.根据前述权利要求15-18任一项所述的方法，其包括将所述原毛加工成非织造材料的形式。

21.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，胶原蛋白悬浮液包含天然纤维的胶原蛋白原纤维，并且，其中，悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然蛋白质纤维原纤维的总重量的50％。

22.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述蛋白质悬浮液包含天然纤维的原纤维，并且，其中，所述悬浮液的胶原蛋白含量大于悬浮液中天然蛋白质纤维原纤维的总重量的60％。

23.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述蛋白质悬浮液还包含添加剂，所述添加剂包括流变改性剂、粘合剂、阳离子活性剂、交联剂、分散剂、色素、和/或其他改性剂。

24.一种基于天然蛋白质纤维来制造短纤维的设备，其包括：

-喷嘴，其被布置为将蛋白质悬浮液引导到表面上；

-所述蛋白质悬浮液包含所述天然蛋白质纤维的原纤维；

-干燥器，其被布置为对所述表面上的蛋白质悬浮液进行干燥以形成纤维；

-提取器，其被设置为从所述表面提取所述纤维，以及用于形成所述短纤维的装置。

25.权利要求24所述的设备，其中，所述蛋白质悬浮液被引导至所述表面且具有对应于喷嘴出口开口的形状的横截面形状，该形状任选地为圆形或椭圆形横截面形状。

26.权利要求24或25所述的设备，其中，所述干燥器包括加热电阻器、散热器、蒸发器或鼓风机中的至少一个。

27.权利要求24-25任一项所述的设备，其中，所述表面包含疏水外表面。

28.权利要求24-27任一项所述的设备，其中，所述纤维包含至少70wt％的干物质浓度。

29.权利要求24-28任一项所述的设备，其中，原纤维经由化学键互锁。

30.权利要求24-29任一项所述的装置，其中，所述短纤维具有6-80mm，优选30-70mm的长度。

31.权利要求24-30任一项所述的设备，其包括用于缩短从所述表面提取的纤维以形成短纤维基原毛的工具。

32.权利要求24-31任一项所述的设备，其中，所述表面包含弯曲且有凹槽或脊的表面。

33.权利要求24-32任一项所述的设备，其中，所述表面具有0.25-4m的曲率半径。

34.权利要求24或25所述的设备，其中，所述表面包含垂直于喷嘴和表面之间相对移动方向而延伸的凹槽或脊。

35.权利要求24-34任一项所述的设备，其中，所述凹槽具有平行于所述表面的长度，为0.5-5mm，优选为2-3mm；和/或垂直于所述表面的深度，为0.5-10mm，优选为2-3mm。

36.一种含短纤维的纤维基原毛，其中，基于蛋白质原纤维而重构的短纤维是从天然蛋白质纤维中机械地细分出的，其中，所述蛋白质原纤维通过氢键互锁，并且所述纤维基原毛包含无定向的、缠结的、蓬松的短纤维网络。

37.权利要求36所述的纤维基原毛，其中，所述短纤维是权利要求1-23任一项制造的。

38.权利要求36或37所述的纤维基原毛，其中，所述纤维基原毛是可加工的、可梳理的和/或可纺的，以形成纱线和/或非织造材料。

39.权利要求36-38任一项所述的纤维基原毛，其中，所述短纤维具有6-80mm，优选为40-60mm的长度。

40.权利要求36-39任一项所述的纤维基原毛，其中，短纤维纱支数包含1-20dtex；和/或短纤维直径包含15-70μm；和/或短纤维拉伸强度包含15-25cN/tex；和/或断裂处伸长率为5-15％。

41.一种纤维状纱线，其由权利要求1-23的方法得到的短纤维制成，和/或由权利要求36-40任一项所述的原毛制成，和/或使用权利要求24-35任一项的设备制成。

42.一种纤维状纱线，其是由权利要求36-40任一项所述的短纤维基原毛制成的，其中，所述纱线具有5-200tex的纱线支数；和/或5-15cN/tex的韧度；和/或3-10％的断裂处伸长率。

43.一种非织造材料，由基于权利要求1-23的方法的短纤维制成，和/或由权利要求36-40任一项所述的短纤维基原毛制成，和/或由使用权利要求26-37任一项所述的设备制造的短纤维制成。

44.权利要求43的由短纤维基原毛制成的非织造材料，其中，所述非织造材料具有10-100kg/m³的密度。

45.权利要求1-44任一项所述的纤丝、短纤维和/或纱线在纺织业和/或制鞋业中的用途。

46.一种物品，其包括权利要求1-44任一项所述的纤丝、短纤维和/或纱线，所述物品包括织物、织造材料、非织造材料、服装或鞋类产品。

47.一种表面，用于从包含水和分离的蛋白质原纤维的蛋白质悬浮液形成短纤维，其中，所述表面具有0.25-4m的曲率半径，以及在该表面上垂直于表面运动方向排列的凹槽或脊。

48.权利要求47所述的表面，其包括圆筒或带。