CN1554809A - 蛋白纤维合成喷丝乳液的制备方法及纤维制品 - Google Patents
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Abstract
一种具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法，①把一种以石蜡油或聚乙二醇的物质为芯材的，能耐高温、水和溶剂不溶的微胶囊或颗粒物质以5－30％∶95－70％混入水性高分子聚合初缩体里使之充分分散；②将加工成亚纳米以下、在压力和摩擦力下可产生静电场的无机材料粉体以0.5－4％∶99.5－96％混合于高分子初缩体或混合单体里并充分分散；③把蛋白质以10－50％溶解于水性溶解剂里；之后，把上述蛋白质溶液以10－60％∶90－40％混合于高分子初缩体或混合单体里并充分分散；④把上述三种混合体与高分子初缩体或混合单体充分混合后即制成具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液。
Description
技术领域
本发明属于功能性纺织化纤制造技术领域，特别是指一种具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的蛋白纤维合成喷丝乳液的制备方法及该方法生产的纤维制品。
背景技术
功能性合成纤维是纤维家族里的一名重要成员，是普通纤维的重要发展，是人类的科学智慧在纤维领域的结晶。近年来，各种单一功能的纤维产品已多有问世，极大地丰富了人们的服装需求。其中，单一功能的负离子纤维、蓄能调温纤维、远红外纤维相继有了报道。但随着科技的发展和人们对服装用纤维的更高、更多功能的追求，人们希望能研制出更有益于人体健康的复合功能性纤维的要求日益增加。鉴于这一需求，我们多年来重点进行了开发一种具有智能蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的蛋白纤维的研究工作，并取得了如下发明成果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法及纤维制品，用此方法制备出的乳液通过用相应的常规合成纤维的喷丝及后处理方法，即可制造出同时具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维。
本发明的又一目的在于提供一种用上述方法生产的纤维制品。
本发明所提供的具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法是：
1、把一种以石蜡油或聚乙二醇的物质或以上述物质为主的复合物质(包括液体和固体)为芯材的，能耐150℃高温的，水和溶剂不溶的微胶囊或颗粒物质以5％-30％∶95-70％的比例混入一种可以用来喷丝用的水性高分子聚合初缩体里或初缩前的混合单体里并使之充分分散。为了便于混合分散，其微胶囊或颗粒物质在混合前可用水调成含水率在80％-40％的湿态；其混入的微胶囊或颗粒物质粒径在1-5μm之间。其微胶囊的壁材为可以在芯材料上成膜，且在成膜后在150℃下水和溶剂不溶的高分子或半高分子材料(如丙烯腈聚合物、三聚氢胺聚合物、脲醛类聚合物、纤维素类聚合物、甲壳素类聚合物、明胶等)。其微胶囊的芯材所用的石蜡油的碳原子量在16-22之间，其微胶囊的芯材所用的聚乙二醇物质的分子量在800--1800之间，其微胶囊的制造可以用市售的微胶囊的造粒联合设备自己制作，或者按以上要求找相应的微胶囊专业制造厂家加工完成。其水性高分子初缩体可以是用以丙烯腈单体和其它辅料制备的专门用以制造丙烯晴纤维的初缩体，也可以是专门用以制造粘胶纤维的初缩体，也可以是专门用以制造聚乙烯醇缩甲醛纤维的初缩体。其初缩体的分子量可根据喷丝工艺要求调整而成(以不堵喷丝孔为准)。其单体是指专门用来制造上述相应初缩体用的混合单体物质。
2、一种加工成亚纳米(1μm)以下的，在压力和摩擦力情况下可产生静电场的无机材料粉体以0.5％-4％∶99.5％-96％比例混合于1中提到的高分子初缩体或混合单体里并充分分散。而无机材料可以是钛酸钡，也可以是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质---电气石无机材料，或二者的混合体。为便于分散，可以用偶联剂对无机材料进行表面包覆处理，并在混合前用无水乙醇、纯水把无机材料湿化调成含水率在80％-40％的湿态，并调成湿态后在100℃以下把无水乙醇蒸发掉。偶联剂可以是硅烷类偶联剂，也可以是其他形式的能与电气石和钛酸钡结合的偶联剂。
3、把蛋白质以10-50％的比例溶解于含有既能完全溶解蛋白质，又不于蛋白质和相应初缩体发生反应的水性溶解剂里；之后，把上述蛋白质溶液以10％-60％∶90％-40％比例混合于1中提到的高分子初缩体或混合单体里并充分分散。其所指的蛋白质水溶液可以是单一的动物类蛋白质水溶液(如酪蛋白水溶液、动物毛类蛋白水溶液、人发蛋白的水溶液、珍珠蛋白水溶液、等)，也可以是动物类蛋白质与动物类蛋白质共混的蛋白质水溶液；可以是单一的植物类蛋白质水溶液(如大豆蛋白水溶液、小麦蛋白水溶液等)，也可以是植物类蛋白质与植物类蛋白质共混的蛋白质水溶液。水溶液里含有既能完全溶解蛋白质，又不于蛋白质和相应初缩体发生反应，并又能与相应初缩体共溶的水性溶解剂。
4、把上述三种混合体与1中提到的高分子初缩体或混合单体充分混合后即制成该专利所指的具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液。以上三种混合体的混入可以不分先后，也可以依次混入，但要求混入后的共混物必须充分分散。如果以上三种混入体是与混合单体液混合，则混合后要加入混合单体聚合为初缩体用的相应引发剂，并按常规相应混合单体的初缩聚合反应工艺进行初缩聚合形成共混聚合乳液。如果以上三种混入体是与初缩体混合，则经充分分散混合，即可按相应的常规喷丝加工方法进行脱泡、喷丝和缩合凝固及后整理加工。而这里所指的相应常规喷丝和缩合凝固方法是指：如高分子初缩体是粘胶纤维初缩体，则喷丝和缩合凝固和缩合凝固及后整理工艺就按加工粘胶纤维的工艺进行，并通过调整初缩体分子量进行喷丝和缩合凝固及后整理工艺加工；如高分子初缩体是聚乙烯醇缩甲醛纤维初缩体，则喷丝和缩合凝固及后整理工艺时就按聚乙烯醇缩甲醛纤维的喷丝和缩合凝固及后整理加工工艺加工制造；如果高分子初缩体是聚丙烯腈纤维初缩体，则喷丝和缩合凝固及后整理工艺时就按聚丙烯腈纤维的喷丝和缩合凝固及后整理加工工艺加工制造。
采用该方法可制造出不同蛋白种类的，具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的蛋白纤维。其纤维特征是纤维中含有蛋白质，其蛋白质或是纯动物类蛋白质，或是纯植物类蛋白质，或是动物类蛋白质与植物类蛋白质混合的蛋白质；含有在常温下因相变过程的高吸、放热现象产生的具有蓄能双向调温功能的微胶囊或颗粒物质；含有在压力和摩擦力情况下可产生静电场的诸如钛酸钡或以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质—电气石或钛酸钡与电气石无机材料的混合物物质；纤维载体的主要成分是诸如聚乙烯醇、聚丙烯腈、粘胶纤维素一类高分子聚合物。其纤维同时具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能。使用这些纤维可以单独地、也可以与其他纤维混合纺制出具有以上功能的蛋白纤维纱线，从而制造出人们更需要的功能性保健服装。
其纤维制品是指：采用上述方法制造出的具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的蛋白纤维制品。其纤维特征是纤维中含有蛋白质；含有具有蓄能双向调温功能的微胶囊或颗粒物质；含有在压力和摩擦力情况下可产生静电场的诸如钛酸钡或以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质---电气石或钛酸钡与电气石无机材料的混合物物质；纤维载体的主要成分是诸如聚乙烯醇、聚丙烯腈、粘胶纤维素一类的在未喷丝和在凝固浴里凝固前在常温下为与水相溶的液态高分子的聚合物。其纤维具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能。
与已有技术相比，通过以上方法用上述混合乳液加工出的纤维同时具有以下优点：
a、智能蓄能双向调温功能，这种纤维在相变范围的蓄能量可达14J/g以上，是水的3倍多，棉、毛、绒纤维的10倍以上，并可双向吸放热进行双向调温；
b、自释电发射空气负离子的功能，在空气中相对湿度50％以上时，在压力和摩擦力作用下可发射产生2000个/cm3以上的空气负离子；在无外界压力和摩擦力作用下也可产生350个/cm3以上的空气负离子(去本底负离子数后)，从而起到净化空气，抑菌抗菌的作用。
c、高效率发射远红外的功能，其自释电和高效率发射远红外线功能可起到活化血液细胞和保健功能。
d、抗紫外线辐射的功能；
e、不同手感和光泽的具有保健特性的蛋白纤维功能，这种纤维是一种理想的、适应于做四季服装的、附带有益于保健的多功能复合合成纤维。
具体实施方式
实施例一
a.取以正十八烷为芯材，三聚氢胺树脂为壁材制作成的平均粒径为3μm的微胶囊干粉(自制)100克，加纯水100克湿化为糊状；
b.取经用KH560包覆处理过的纳米级钛酸钡粉末10克(从舟山纳米公司可买到)加10克无水乙醇分散，再加10克纯水湿化为糊状之后，升温至60℃以上把无水乙醇蒸发掉；
c.取经用KH560包覆过的亚微米级含硼元素的白色电气石粉末20克(从中国地质大学可买到)加20克无水乙醇分散，再加20克纯水湿化为糊状之后，升温至60℃以上把无水乙醇蒸发掉；
d.取经氯化锌水溶液溶解的固含量在12％的羊毛纤维蛋白液(自制)1500克；
e.取用来喷制聚丙烯晴纤维的制备好的聚丙烯晴单体复合液(从制造聚丙烯晴纤维的化纤厂可买到)900克；
f.把以上5种材料在高速分散搅拌器里搅拌分散，至此，其混合液便制备完成。用此混合液，再加入使丙烯晴聚合的专用引发剂，使其按常规聚丙烯晴纤维的聚合、脱泡、喷丝及凝固和后整理工艺进行(公知技术)进行聚合、脱泡、喷丝及凝固和后整理加工，即可得到以聚丙烯腈为载体的具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的绒毛纤维产品。
实施例二
a.取以正十四烷～二十二烷的混合石蜡油为芯材，经醛化的纤维素为壁材制作的平均粒径为4μm的微胶囊干粉(自制)150克并加纯水湿化为糊状；
b.取经用偶联剂Z-6011(从美国道康宁公司可买到)包覆的纳米级钛酸钡粉末30克，加30克无水乙醇分散然后再用纯水50克湿化为糊状，然后升温至65℃把无水乙醇蒸发掉；
c.取经用偶联剂Z-6011包覆的亚纳米级含硼的白色电气石粉末10克，加无水乙醇10克分散，再加20克纯水湿化为糊状，然后升温至65℃把无水乙醇蒸发掉；
d.取经氢氧化钠水溶液溶解的固含量在20％左右的牛奶蛋白水溶液1200克(自制)；
e.取制作维纶纤维用的聚乙烯醇喷丝液570克；
f.取以上5种材料在90℃下充分搅拌混合后即制备成该专利所指的混合浆料，用此浆料按喷制维纶的常规喷丝工艺进行脱泡、喷丝和缩甲醛等处理，即可得到具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的以聚乙烯醇为载体的牛奶蛋白纤维。
实施例三
a.取以分子量为1400的聚乙二醇和乙烯基纤维素按90∶10共混后制成的直径在3μm以下的超细粉末作为芯材，然后再以甲苯二异氢酸酯为壁材，制作成平均粒径小于5μm的微胶囊100克(净重)加纯水100克湿化为糊状；
b.取平均粒径0.5微米，含硼的灰色电气石粉末20克用无水乙醇30克分散再加入KH560 0.1克，纯水50克共混成糊状升温至65℃把无水乙醇蒸发掉；
c.取经氢氧化钠溶解的固含量在15％的大豆蛋白的液体1800克(自制)。
d.取制取粘胶纤维(竹纤维)用的喷丝液640克；
e.把以上四种材料在搅拌器里共混分散。至此，即制成该专利所指的混合浆料。用此浆料按喷制纤维素纤维的方法喷丝和后处理，即可得到具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能的以纤维素为载体的大豆蛋白纤维。
Claims (4)
1、一种具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法，其特征在于：
(1)把一种以石蜡油或聚乙二醇的物质或以上述物质为主的复合物质为芯材的，能耐150℃高温的，水和溶剂不溶的微胶囊或颗粒物质以5％-30％∶95-70％的比例混入一种可以用来喷丝用的水性高分子聚合初缩体里或初缩前的混合单体里并使之充分分散，其微胶囊或颗粒物质在混合前可用水调成含水率在80％-40％的湿态，其混入的微胶囊或颗粒物质粒径在1-5μm之间，其微胶囊的壁材为可以在芯材料上成膜，且在成膜后在150℃下水和溶剂不溶的高分子或半高分子材料，其微胶囊的芯材所用的石蜡油的碳原子量在16-22之间，其微胶囊的芯材所用的聚乙二醇物质的分子量在800-1800之间，其微胶囊的制造可以用市售的微胶囊的造粒联合设备自己制作，或者按以上要求找相应的微胶囊专业制造厂家加工完成；其水性高分子初缩体可以是用以丙烯腈单体和其它辅料制备的专门用以制造丙烯晴纤维的初缩体，也可以是专门用以制造粘胶纤维的初缩体，也可以是专门用以制造聚乙烯醇缩甲醛纤维的初缩体；其初缩体的分子量可根据喷丝工艺要求调整而成，其单体是指专门用来制造上述相应初缩体用的混合单体物质。
(2)一种加工成亚纳米(1μm)以下的，在压力和摩擦力情况下可产生静电场的无机材料粉体以0.5％-4％∶99.5％-96％比例混合于1中提到的高分子初缩体或混合单体里并充分分散，无机材料可以是钛酸钡，也可以是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质-电气石无机材料，或二者的混合体；为便于分散，可以用偶联剂对无机材料进行表面包覆处理，并在混合前用无水乙醇、纯水把无机材料湿化调成含水率在80％-40％的湿态，并调成湿态后在100℃以下把无水乙醇蒸发掉，偶联剂可以是硅烷类偶联剂，也可以是其他形式的能与电气石和钛酸钡结合的偶联剂。
(3)把蛋白质以10-50％的比例溶解于含有既能完全溶解蛋白质，又不于蛋白质和相应初缩体发生反应的水性溶解剂里；之后，把上述蛋白质溶液以10％-60％∶90％-40％比例混合于1中提到的高分子初缩体或混合单体里并充分分散；其所指的蛋白质水溶液可以是单一的动物类蛋白质水溶液，也可以是动物类蛋白质与动物类蛋白质共混的蛋白质水溶液；可以是单一的植物类蛋白质水溶液，也可以是植物类蛋白质与植物类蛋白质共混的蛋白质水溶液；水溶液里含有既能完全溶解蛋白质，又不于蛋白质和相应初缩体发生反应，并又能与相应初缩体共溶的水性溶解剂。
(4)把上述三种混合体与1中提到的高分子初缩体或混合单体充分混合后即制成具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液；以上三种混合体的混入可以不分先后，也可以依次混入，但要求混入后的共混物必须充分分散；如果以上三种混入体是与混合单体液混合，则混合后要加入混合单体聚合为初缩体用的相应引发剂，并按常规相应混合单体的初缩聚合反应工艺进行初缩聚合形成共混聚合乳液；如果以上三种混入体是与初缩体混合，则经充分分散混合，即可按相
应的常规喷丝加工方法进行脱泡、喷丝和缩合凝固及后整理加工。
2、根据权利要求1所述的一种具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述高分子或半高分子材料可以是丙烯腈聚合物、三聚氢胺聚合物、脲醛类聚合物、纤维素类聚合物、甲壳素类聚合物、明胶等。
3、根据权利要求1所述的一种具有蓄能双向调温和自释电产生负离子功能蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述动物类蛋白质水溶液可以是酪蛋白水溶液、动物毛类蛋白水溶液、人发蛋白的水溶液、珍珠蛋白水溶液等；所述植物类蛋白质水溶液可以是大豆蛋白水溶液、小麦蛋白水溶液等。
4、根据权利要求1所述蛋白纤维的合成喷丝乳液的制备方法所生产的纤维制品，其特征在于：纤维中含有蛋白质，含有具有蓄能双向调温功能的微胶囊或颗粒物质，含有在压力和摩擦力情况下可产生静电场的诸如钛酸钡或以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质-电气石或钛酸钡与电气石无机材料的混合物物质，纤维载体的主要成分是诸如聚乙烯醇、聚丙烯腈、粘胶纤维素一类的在未喷丝和在凝固浴里凝固前在常温下为与水相溶的液态高分子的聚合物。
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