CN1131346C - 牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型纤维的制造工艺，本法按牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比为15～60∶40～85的比备料，按上述配比取一定量的牛奶蛋白质，加水配制成蛋白质液，加入半胱氨酸，用NaOH调pH值，对蛋白质凝胶破碎，送入第一个反应釜中，加热使蛋白质变性，降温加入过氧甲酸反应。将聚乙烯醇加水配制成聚乙烯醇液，进入第二反应釜中，加热溶解。将经过滤的牛奶蛋白质液和聚乙烯醇液进入第三个反应釜，加热，送入脱泡釜中，保温，静止脱泡，形成脱泡纺丝原液，进行纺丝及纺丝后的整理而成产品。本法生产出的纤维集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点，克服了它们的缺点，成本比牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低的多，性质相近，其制法简单、易控制、便于大批量工业化生产。

Description

牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法

技术领域

本发明属于纺织业用的一种新型纤维的制造方法。

背景技术

纺织业所用的纺织纤维主要为以下四大类，一类是天然蛋白质纤维，如蚕丝、羊毛、羊绒等；二类是再造蛋白质纤维，如牛奶蛋白质丝等；三类是合成纤维，如涤纶、锦丝、丙纶、腈纶、维尼纶等；四类是纤维素纤维，如棉、麻及粘胶纤维等。天然蛋白质纤维是由动物身上提取的，它存在饲养周期长，劳动力密集、受气候地理条件限制的缺点。再造蛋白质纤维存在强度不够，很难达到实用程度。合成纤维存在吸湿性、透气性、染色性不好，易产生静电，织出的衣物穿着不舒服的缺点。纤维素纤维都需种植，存在生长周期长，劳动力密集，受气候条件限制的缺点。与本发明最为相关的是日本研制的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚而成的纤维，它虽然将再造蛋白质纤维和合成纤维的优点集于一身，克服了它们各自的一些缺点，由于它采用的是接技共聚工艺完成其发明的，所以它仍存在工艺复杂，产品成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于研究出一种牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，使得用该法生产出的纤维集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点，并克服了它们各自的缺点，使其成本远比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低很多，是交联共聚，工艺简单，易掌握和易控制，更便于大规模工业化生产。

本发明的一种牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，包括以下步骤：

1)按牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比为15-60∶40～85的比备料。

2)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的牛奶蛋白质原料(干酪素)加入净化水，配成浓度为15-20％重量百分数的牛奶蛋白质液，按每千克干重的牛奶蛋白质加入半胱氨酸8-12毫克，搅拌后加入NaOH溶液，将牛奶蛋白质液调至PH12-13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送至第一个反应釜中，加热至95-105℃，在反应釜中溶解反应1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万，再降温至20-40℃，加入牛奶蛋白质干重0.15-0.25％的过氧甲酸，搅拌反应15-30分钟，形成一种牛奶蛋白质原料液。

3)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量为7％，聚合度为1750±50的聚乙烯醇原料，用水洗机水洗，使水洗后的聚乙烯醇中醋酸钠含量为0.22％±0.04％，含水率63±2％的聚乙烯醇加入到第二个反应釜中，加入净化水，配成聚乙烯醇的浓度为15-20％重量百分数的聚乙烯醇液，加热至95-98℃，搅拌溶解50-70分钟，形成聚乙烯醇原料液；

4)将经过滤的牛奶蛋白质原料液和聚乙烯醇原料液进入第三个反应釜中，加热至90-95℃，形成纺丝原液，纺丝原液经过两道板框压滤机过滤后，送入脱泡釜中，保温在95-98℃中静止脱泡10-16小时，形成脱泡的纺丝原液；

5)纺丝：脱泡的纺丝原液，保温在95-98℃的情况下，经调压罐调压达到均压后，将脱泡的纺丝原液送入聚乙烯醇纤维(维尼纶)纺丝机中进行纺丝，经成型、冷牵伸、湿热牵伸、干燥、热牵伸、热定型，制成半成品纤维。半成品纤维的RP值应在86-92℃，干断裂强度为3-7CN/dtex。

纺丝的后整理：由于半成品的纤维中的蛋白质在热水中洗涤时或在弱碱性溶液中还容易溶解；另外，聚乙烯醇中的羟基虽已有60％结晶，但尚有30-40％的羟基处于无定形区，使纤维的耐热水性还不能达到使用要求。故还需要对半成品纤维中的牛奶蛋白质进行交联固化和羟基的缩醛化处理。首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成份及含量组成：甲醛15-30克/升、戊二醛5-20克/升，硫酸200-242克/升、硫酸钠80-315克/升(升是指缩醛化溶液的体积单位)。将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛化机中加热至64-76℃，反应时间为10-35分钟，缩醛化度控制在24-35克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断、打包即可。

本发明的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法的优点在于：本发明的制造方法生产出的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维，集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点，又克服了它们各自的缺点，尤其是它的成本远比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低的多，性能却相近。而且本发明的制造方法比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维的简单、易控制、易掌握，便于大批量工业化生产。本发明的制造方法生产出的纤维单丝纤度：0.5-2.0dtex，干断裂强度：3-6.5CN/dtex，湿断裂强度：2.5-5.5CN/dtex，干断裂伸长率：15-25％，湿断裂伸长率20-30％，回潮率：7-12％，染色性和色牢度优于蚕丝和聚乙烯醇纤维，耐热水性能达到115℃以上。

具体实施方式：

实施例1

1)本实施例按牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比为牛奶蛋白质25，聚乙烯醇75，备料。

2)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的牛奶蛋白质，加入净化水配成浓度为15％重量百分数的牛奶蛋白质液，按每千克牛奶蛋白质(干重)加入半胱氨酸或巯基乙醇10毫克，搅拌后加入NaOH溶液，调整PH值达到13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送至第一个反应釜中，加热至105℃，再溶解反应1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万。再降温至40℃，加入占牛奶蛋白质干重0.2％的过氧甲酸，再搅拌反应30分钟，形成一种牛奶蛋白质原料液。

3)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量为7％，聚合度为1750±20的聚乙烯醇，用水洗机水洗，使水洗后的聚乙烯醇中醋酸钠含量为0.22％，含水率63％的聚乙烯醇加入到第二个反应釜中，加入净化水，配成聚乙烯醇的浓度为15％重量百分数的聚乙烯醇液，加热至98℃，搅拌溶解50-70分钟，形成聚乙烯醇原料液；

4)将经过滤的牛奶蛋白质原料液和聚乙烯醇原料液进入第三个反应釜中，加热至95℃，形成纺丝原液，纺丝原液经过两道板框压滤机过滤后，送入脱泡釜中，保温在98℃中静止脱泡16小时，形成脱泡的纺丝原液；

5)纺丝：脱泡的纺丝原液，保温在98℃的情况下，经调压罐调压达到均压后，将脱泡的纺丝原液送入聚乙烯醇纤维纺丝机中进行纺丝，经成型、冷牵伸、湿热牵伸、干燥、热牵伸、热定型工序，制成半成品纤维。半成品纤维的RP值应在88-90℃，干断裂强度为3.5-4.5CN/dtex。

6)纺丝的后整理：对半成品的纤维中的牛奶蛋白质进行交联固化和羟基的缩醛化处理。首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成分及含量组成：甲醛25克/升、戊二醛15克/升，硫酸218克/升、硫酸钠185克/升。将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛化机中加热至72℃，反应时间为35分钟，缩醛化度控制在28-30克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断、打包即可。

实施例2

其它的工艺过程和工艺条件与实施例1基本相同，唯不同的是为防止纤维有光泽，可在制纺丝原液时，向装有经过加热的牛奶蛋白质液和聚乙烯醇液的反应釜中加入消光剂二氧化钛，二氧化钛占聚乙烯醇(干重)的0.3-0.5％，然后搅拌1小时混均。

Claims (4)

1.牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

1)按牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比为15～60∶40～85的比备料；

2)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的牛奶蛋白质原料加入净化水，配成浓度为15～20％重量百分数的牛奶蛋白质液，按每千克干重的牛奶蛋白质加入半胱氨酸8-12毫克，搅拌后加入NaOH溶液，将牛奶蛋白质液调至PH12-13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送至第一个反应釜中加热到95-105℃，在反应釜中溶解反应1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万，再降温至20-40℃，加入牛奶蛋白质干重0.15～0.25％的过氧甲酸，搅拌反应15-30分钟，形成一种牛奶蛋白质原料液。

3)按上述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇的重量百分比，取一定量的纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量7％，聚合度为1750±50的聚乙烯醇原料，用水洗机水洗，使水洗后的聚乙烯醇中醋酸钠含量为0.22％±0.04％，含水率63±2％的聚乙烯醇，加入到第二个反应釜中，加入净化水配成聚乙烯醇的浓度为15-20％重量百分数的聚乙烯醇液，加热至95-98℃，搅拌溶解50-70分钟，形成聚乙烯醇原料液；

4)将经过滤的牛奶蛋白质原料液和聚乙烯醇原料液进入第三个反应釜中，加热至90-95℃，形成纺丝原液，纺丝原液经过两道板框压滤机过滤后，送入脱泡釜中，保温在95-98℃中静止脱泡10-16小时，形成脱泡的纺丝原液；

5)脱泡的纺丝原液，保温在95-98℃的情况下，经调压罐调压达到均压后，将脱泡的纺丝原液送入聚乙烯醇纤维纺丝机中进行纺丝，经成型、冷牵伸、湿热牵伸、干燥、热牵伸、热定型，制成半成品纤维。

2.根据权利要求1的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征是，纺丝的后整理：首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成分及含量组成：甲醛15-30克/升，戊二醛5-20克/升，硫酸200-242克/升、硫酸钠80-315克/升，将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛化机中加热至64-76℃，反应时间为10-35分钟，缩醛化度控制在24-35克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断。

3.根据权利要求1的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征是，用巯基乙醇代替半胱氨酸。

4.根据权利要求1的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征是，在制纺丝原液时，向装有经过加热的牛奶蛋白质液和聚乙烯醇液的反应釜中加入消光剂二氧化钛，二氧化钛占聚乙烯醇干重的0.3-0.5％，后搅拌1小时，混均。