EA042458B1 - BEAM OF ANIMAL SKIN FIBERS, YARN, REINFORCED YARN AND ARTICLE WITH NANO-BRACES - Google Patents

BEAM OF ANIMAL SKIN FIBERS, YARN, REINFORCED YARN AND ARTICLE WITH NANO-BRACES Download PDF

Info

Publication number
EA042458B1
EA042458B1 EA202190223 EA042458B1 EA 042458 B1 EA042458 B1 EA 042458B1 EA 202190223 EA202190223 EA 202190223 EA 042458 B1 EA042458 B1 EA 042458B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
animal skin
nano
fibers
branches
yarn
Prior art date
Application number
EA202190223
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ливэнь ЧЖАН
Original Assignee
Гуандун Уюань Нью Материал Текнолоджи Груп Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гуандун Уюань Нью Материал Текнолоджи Груп Ко., Лтд. filed Critical Гуандун Уюань Нью Материал Текнолоджи Груп Ко., Лтд.
Publication of EA042458B1 publication Critical patent/EA042458B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к пучкам волокон кожи животных, пряже и армированной пряже, в частности к пучкам волокон кожи животных, пряже и армированной пряже с наноответвлениями.The present invention relates to bundles of animal skin fibers, yarns and reinforced yarns, in particular to bundles of animal skin fibers, yarns and reinforced yarns with nano-arms.

Уровень техникиState of the art

Кожевенная промышленность страны является неотъемлемой частью легкой промышленности, которая включает в себя три отрасли, основанные на природных ресурсах: кожевенную отрасль и отрасли производства меховых изделий и изделий из кожи. Готовое изделие дубления называется кожей, а кожа это кожаные изделия из лишенных шерсти животных. Мех также называют меховой кожей или меховой шубой, которые представляют собой изделия из кожи животных с мехом. Изделия из кожи - это изделия из кожи или меха, подвергшиеся тщательной обработке, такие как кожаная обувь, кожаная одежда, кожевенные материалы и т.д. Дубление относится к ряду физической и химической обработки невыделанной кожи с целью изменения ее свойств и внешнего вида для получения выделанной кожи.The country's leather industry is an integral part of the light industry, which includes three industries based on natural resources: the leather industry and the fur and leather goods industries. The finished product of tanning is called leather, and leather is leather products made from dehaired animals. Fur is also called fur skin or fur coat, which are animal skin products with fur. Leather goods are carefully processed leather or fur products, such as leather shoes, leather clothing, leather materials, etc. Tanning refers to a series of physical and chemical treatments on raw leather to change its properties and appearance to produce leather.

Невыделанную кожу снимают с туши животного, и она, главным образом, содержит эпидермис, дерму и гиподерму. При этом слой дермы расположен под слоем эпидермиса, и его масса и толщина соответственно составляют более 90% шкуры, что является основной частью шкуры. Дерма, главным образом, состоит из волокон коллагена, волокон эластина и ретикулярных волокон, которые плотно переплетены и соединены друг с другом. Кроме того, дерма также содержит некоторые неволокнистые компоненты, такие как волосяные фолликулы, потовые железы, жировые железы, жировые клетки, мышцы, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и волокнистый интерстиций.Raw skin is removed from the carcass of the animal, and it mainly contains the epidermis, dermis and hypodermis. In this case, the dermis layer is located under the epidermis layer, and its mass and thickness, respectively, make up more than 90% of the skin, which is the main part of the skin. The dermis is mainly composed of collagen fibers, elastin fibers and reticular fibers, which are tightly intertwined and connected to each other. In addition, the dermis also contains some non-fibrous components such as hair follicles, sweat glands, adipose glands, fat cells, muscles, blood vessels, lymphatic vessels, and fibrous interstitium.

Волокна коллагена, описанные выше, являются основными волокнами в дерме, которая составляет основную часть невыделанной кожи. Волокна коллагена состоят из коллагена и составляют от 95 до 98% всех волокон в дерме.The collagen fibers described above are the main fibers in the dermis, which makes up the bulk of raw skin. Collagen fibers are made up of collagen and make up 95 to 98% of all fibers in the dermis.

Волокна коллагена не разветвляются, а собираются в пучки. Процесс их образования выглядит следующим образом:Collagen fibers do not branch out, but gather into bundles. The process of their formation is as follows:

Молекулы проколлагена ^ протофибриллы (диаметр 1,2-1,7 нм) ^ субфибриллы (диаметр 3-5 нм) ^ фибриллы (диаметр 20 нм) ^ тонкие волокна (диаметр 2-5 мкм) ^ волокна коллагена (диаметр 20150 мкм). Молекула проколлагена представляет собой правозакрученную сложную спиральную структуру, образованную тремя левозакрученными спиральными пептидными цепями коллагена. Пептидная цепь коллагена состоит из спиральных цепей и неспиральных концевых пептидов, соединенных с ними. Как спиральные, так и неспиральные концевые пептиды состоят из аминокислотных последовательностей.Procollagen molecules ^ protofibrils (diameter 1.2-1.7 nm) ^ subfibrils (diameter 3-5 nm) ^ fibrils (diameter 20 nm) ^ thin fibers (diameter 2-5 μm) ^ collagen fibers (diameter 20150 μm). The procollagen molecule is a right-handed complex helical structure formed by three left-handed helical peptide chains of collagen. The peptide chain of collagen consists of helical chains and non-helical terminal peptides connected to them. Both helical and non-helical terminal peptides are composed of amino acid sequences.

Хотя аминокислотный состав и аминокислотная последовательность коллагена различаются в зависимости от различных источников и типов коллагена, содержание нескольких основных аминокислот примерно одинаково, а именно содержание глицина, аланина, пролина и гидроксипролина.Although the amino acid composition and amino acid sequence of collagen differs depending on the different sources and types of collagen, the content of several essential amino acids is approximately the same, namely the content of glycine, alanine, proline and hydroxyproline.

Молекулы проколлагена ^ протофибриллы (диаметр 1,2-1,7 нм) ^ субфибриллы (диаметр 3-5 нм) ^ фибриллы (диаметр обычно 20 нм) ^ тонкие волокна (диаметр 2-5 мкм) ^ волокна коллагена (диаметр 20-150 мкм) - представляет собой процесс образования волокон коллагена, но в шкурах животного или изделиях из кожи, где коллаген находится в состоянии волокон коллагена, нет независимых, отдельных пучков волокон коллагена с наноответвлениями.Procollagen molecules ^ protofibrils (diameter 1.2-1.7 nm) ^ subfibrils (diameter 3-5 nm) ^ fibrils (diameter usually 20 nm) ^ thin fibers (diameter 2-5 μm) ^ collagen fibers (diameter 20-150 µm) - is a process of formation of collagen fibers, but in animal skins or leather products, where collagen is in the state of collagen fibers, there are no independent, separate bundles of collagen fibers with nano-branches.

Сырье невыделанная кожа для дубления перед обработкой обладает следующими свойствами:Raw raw leather for tanning before processing has the following properties:

(1) кожа, снятая с туши животного, влажная, она становится твердой после сушки, теряет свою мягкость и пластичность и легко ломается при сгибе;(1) the skin removed from the carcass of an animal is wet, it becomes hard after drying, loses its softness and plasticity, and breaks easily when folded;

(2) влажные шкуры быстро гниют, линяют и плохо пахнут в жарких и влажных условиях;(2) wet skins quickly rot, shed and smell bad in hot and humid conditions;

(3) в горячей воде выше 65°C шкура дает усадку. Чем выше температура, тем больше усадка;(3) in hot water above 65°C, the skin shrinks. The higher the temperature, the greater the shrinkage;

(4) воздухо- и паропроницаемость шкуры не очень высоки, иными словами, возникает антисанитария;(4) the air and vapor permeability of the skin is not very high, in other words, there is unsanitary conditions;

(5) под действием химических веществ шкуры легко приходят в негодность.(5) under the influence of chemicals, skins easily become unusable.

Из-за вышеуказанных свойств невыделанной кожи она не может быть непосредственно превращена в предметы первой необходимости людей. Поэтому люди превращают шкурки в кожу с помощью ряда физических и химических обработок. Хотя кожу получают путем физической и химической обработки невыделанной кожи, морфология и структура пучков волокон коллагена в выделанной коже в основном такие же, как и в невыделанной.Because of the above properties of untanned leather, it cannot be directly made into people's daily necessities. Therefore, people turn the skins into leather through a series of physical and chemical treatments. Although leather is obtained by physical and chemical processing of raw leather, the morphology and structure of the collagen fiber bundles in cured leather is generally the same as in raw leather.

Кожа, полученная при обработке невыделанной кожи, пользуется популярностью у людей, потому что она не становится твердым и хрупким материалом, не гниет, не дает усадку, обладает хорошей воздухо- и паропроницаемостью и химической стойкостью. Однако при переработке кожи в изделия из кожи образуется много остатков. Согласно статистическим данным Китай ежегодно производит 1,4 млн т кожевенных остатков в кожевенной отрасли и кожгалантерейной промышленности; Индия ежегодно производит 150000 т кожевенных остатков; Соединенные Штаты ежегодно производят 60000 т хромсодержащих кожевенных отходов. Эти кожевенные остатки являются одним из важных факторов в кожевенной промышленности, вызывающих серьезное загрязнение окружающей среды.Raw leather is popular with people because it does not become hard and brittle, does not rot, does not shrink, has good air and vapor permeability and chemical resistance. However, when processing leather into leather goods, many residues are generated. According to statistics, China annually produces 1.4 million tons of leather residues in the leather industry and leather goods industry; India produces 150,000 tons of leather residues annually; The United States annually produces 60,000 tons of chromium leather waste. These leather residues are one of the important factors in the leather industry causing serious environmental pollution.

Учитывая крупное производство кожевенных остатков, начиная с 1980-х гг., из-за ужесточающихсяGiven the large production of leather residues since the 1980s, due to tightening

- 1 042458 правил охраны окружающей среды в развитых странах, сокращения мест, в которых можно применять обрезки кожи, и высокой стоимости борьбы с загрязнением окружающей среды, развитые страны, с одной стороны, перенесли свои загрязняющие отрасли промышленности в развивающиеся страны; с другой стороны, они начали активно применять переработку обрезков кожи и проводить исследования в этой области. Особенно с 1990-х гг. из-за обостряющихся глобальных экологических проблем, таких как нехватка ресурсы и загрязнение окружающей среда, перед кожевенной промышленностью, стоит задача поиска стратегии экологически рационального развития. Таким образом, использование кожевенных остатков в качестве ресурса стало важной темой в Китае и за рубежом.- 1 042458 environmental regulations in developed countries, the reduction of places where leather trimmings can be applied, and the high cost of pollution control, developed countries, on the one hand, have transferred their polluting industries to developing countries; on the other hand, they began to actively use the processing of leather scraps and conduct research in this area. Especially since the 1990s. Due to the growing global environmental problems, such as lack of resources and environmental pollution, the leather industry is faced with the challenge of finding a sustainable development strategy. Thus, the use of leather residues as a resource has become an important topic in China and abroad.

Переработка кожевенных остатков имеет долгую историю, но в прошлом этот вопрос не привлекал широкого внимания со стороны отечественных и зарубежных ученых. За последние 20 лет, с развитием молекулярной биологии и появлением у людей более глубокого понимания структуры коллагена и его свойств, области его применения стали расширяться; поэтому использование кожевенных остатков в качестве ресурса больше не является просто использованием отходов при производстве изделий с низкой добавленной стоимостью, таких как переработанная кожа, и обрело новый смысл, который заключается в стремлении к производству изделий с высокой добавленной стоимостью. Волокна коллагена являются важным функциональным веществом, которое входит в состав животного организма, и обладает уникальной способностью к биосовместимости и биодеградации по сравнению с другими синтетическими полимерными материалами. Поэтому важность и экономическое положение волокон коллагена (т.е. волокон кожи животного) как природного ресурса биомассы в пищевой, медицинской, косметической, кормовой промышленности, промышленности минеральных удобрительной и других отраслях становятся все более заметными. На основании вышеизложенного заявитель тщательно изучил вопрос повторного использования обрезков кожи, подал заявки на отечественные и зарубежные патенты и запустил результаты своих разработок в фактическое производство. Применение волокон коллагена раскрыто, например, в заявках на патент в Китае: 200410034435.4, 200410090255.8, 200410097268.8, 200410097268.8, 200510036778.9, 200710003092.9, 200710090219.5, 201010211811.8, 201020236921.5, 201621302339.8 и т.д. Вышеуказанные волокна коллагена, изученные заявителем, получают путем постепенного разложения кожевенных остатков или волокон коллагена в коже, которые находятся в переплетенном состоянии, под гидравлическим действием жидкого разлагающего вещества. Однако в предыдущих исследованиях и вариантах реализации проводили разложение кожевенных остатков или волокон коллагена в коже только с образованием волокон кожи животного с основой и небольшими ответвлениями. В ходе исследований было установлено, что наноразмерность придает материалам уникальные свойства по сравнению с такими же материалами, находящимися в ненаноразмерном состоянии. Поэтому исследование и осуществление независимых и отдельных нановолокон кожи животного и способов их обработки имеют большое значение.The processing of leather residues has a long history, but in the past this issue did not attract wide attention from domestic and foreign scientists. Over the past 20 years, with the development of molecular biology and the emergence in humans of a deeper understanding of the structure of collagen and its properties, the fields of its application began to expand; therefore, the use of leather residues as a resource is no longer just the use of waste products in the production of low value-added products such as recycled leather, and has taken on a new meaning, which is to strive for the production of high value-added products. Collagen fibers are an important functional substance that is part of the animal body, and has a unique ability to biocompatibility and biodegradation compared to other synthetic polymeric materials. Therefore, the importance and economic position of collagen fibers (i.e., animal skin fibers) as a natural biomass resource in the food, medical, cosmetic, feed, mineral fertilizer and other industries are becoming increasingly prominent. Based on the foregoing, the Applicant has carefully studied the issue of reusing skin scraps, applied for domestic and foreign patents, and launched the results of his developments into actual production. The use of collagen fibers has been disclosed, for example, in applications for a patent in China: 200410034435.4, 200410090255.8, 200410097268.8, 200410097268.8, 200510036778.9, 200710003092.92.92.3333111.811.811.811.811.811.811.201.1811.201.1811.02.201.1811.1811.EA The above collagen fibers studied by the Applicant are obtained by gradual decomposition of skin residues or collagen fibers in the skin, which are in an intertwined state, under the hydraulic action of a liquid decomposer. However, previous studies and embodiments have degraded skin residues or collagen fibers in the skin to only form animal skin fibers with a backbone and small branches. In the course of research, it was found that nanoscale gives materials unique properties compared to the same materials that are in a non-nanoscale state. Therefore, the study and implementation of independent and separate animal skin nanofibers and methods for their processing is of great importance.

По этой причине некоторые ученые начали изучать нановолокна природного происхождения. Например, в заявке на патент в Китае № 200510086251.7 с датой публикации 8 февраля 2006 г. предложен способ получения нановолокон природного происхождения, в частности в заявке раскрыты следующие этапы:For this reason, some scientists have begun to study naturally occurring nanofibers. For example, in China Patent Application No. 200510086251.7 with a publication date of February 8, 2006, a method for producing naturally occurring nanofibers is proposed, in particular, the application discloses the following steps:

(1) замачивание биологического материала природного происхождения в контейнере с определенным растворителем;(1) soaking biological material of natural origin in a container with a specific solvent;

(2) включение ультразвукового устройства с определенными частотой и мощностью и введение зонда ультразвукового передатчика в контейнер, заполненный раствором биологического материала природного происхождения, на определенное время дисперсии ультразвуком с получением нановолокна природного происхождения.(2) turning on the ultrasonic device with a certain frequency and power, and inserting the ultrasonic transmitter probe into a container filled with a solution of biological material of natural origin, for a certain dispersion time by ultrasound to obtain a nanofiber of natural origin.

Биологические материалы природного происхождения включают паучий шелк, шелк шелкопряда, шелк дикого шелкопряда, шерсть, рыбную чешую, бамбуковые волокна, волокна коллагена и древесные волокна. В вышеуказанных документах раскрыто, что нановолокна природного происхождения можно получать из волокон коллагена, но специалистам в данной области техники известно, что волокна коллагена распределены в костной ткани, и белок, образующий волокна коллагена, является коллагеном I типа. Коллаген I типа является составной частью костного коллагена. Костный коллаген I типа содержит более 3000 аминокислот и имеет молекулярную массу 95000, что отличается от соединительной ткани и коллагена I типа по химической структуре. Костный коллаген I типа имеет меньше мест образования поперечной сшивки. Передний N-концевой удлинительный пептид костного коллагена I типа был фосфорилирован, в то время как в соединительной ткани не было обнаружено проколлагена, подвергшегося трансляционной модификации. По аминокислотному составу костный коллаген также отличается от хрящевого. Он содержит две особые аминокислоты, а именно серин и глицин. Большое количество серина находится в форме фосфосерина, поэтому комбинация фосфата и коллагена важна в процессе минерализации. В процессе минерализации костного матрикса гидроксиапатит соединяется с костным коллагеном, образуя нормальную кость. Костный коллаген I типа поперечно сшит с образованием каркаса костного матрикса; качество и количество костного коллагена также связаны с минерализацией, поддерживая определенное соотношение отложений. Процесс минерализации также требует участия неколлагеновых белков в костном матриксе, а именно остеокальцина, матриксного белка и др. Коллаген I типа не толькоBiological materials of natural origin include spider silk, silkworm silk, wild silkworm silk, wool, fish scales, bamboo fibers, collagen fibers and wood fibers. The above documents disclose that naturally occurring nanofibers can be obtained from collagen fibers, but it is known to those skilled in the art that collagen fibers are distributed in bone tissue and the collagen fiber-forming protein is type I collagen. Type I collagen is an integral part of bone collagen. Bone type I collagen contains more than 3,000 amino acids and has a molecular weight of 95,000, which differs from connective tissue and type I collagen in chemical structure. Type I bone collagen has fewer cross-linking sites. The anterior N-terminal extension peptide of type I bone collagen was phosphorylated, while no translationally modified procollagen was found in the connective tissue. The amino acid composition of bone collagen also differs from that of cartilage. It contains two special amino acids, namely serine and glycine. A large amount of serine is in the form of phosphoserine, so the combination of phosphate and collagen is important in the mineralization process. During the mineralization of the bone matrix, hydroxyapatite combines with bone collagen to form normal bone. Type I bone collagen is cross-linked to form the bone matrix scaffold; the quality and quantity of bone collagen is also related to mineralization, maintaining a certain ratio of deposits. The mineralization process also requires the participation of non-collagen proteins in the bone matrix, namely osteocalcin, matrix protein, etc. Type I collagen is not only

- 2 042458 обеспечивает структурное место для отложения остеокальцина, но и соединяется с неколлагеновыми белками, такими как остеокальцин, образуя сетчатый каркас, который обеспечивает основные условия для минерализации кости.- 2 042458 provides a structural site for the deposition of osteocalcin, but also combines with non-collagen proteins such as osteocalcin to form a meshwork that provides the basic conditions for bone mineralization.

В ходе практических исследований можно увидеть кристаллы гидроксиапатита, распределенные вдоль длинной оси волокон коллагена на ультратонких срезах кости без декальцинации. Волокна коллагена обладают низкой устойчивостью к сжатию и эластичностью. Кристаллы гидроксиапатита хрупкие, но когда они соединяются с волокнами коллагена, то обладают большой структурной прочностью, так что костная ткань может приобретать высокие механические свойства.In practical studies, one can see hydroxyapatite crystals distributed along the long axis of collagen fibers on ultrathin sections of bone without decalcification. Collagen fibers have low resistance to compression and elasticity. Hydroxyapatite crystals are brittle, but when they are combined with collagen fibers, they have great structural strength, so that bone tissue can acquire high mechanical properties.

Волокно коллагена в коже также состоит из коллагена, но оно отличается от коллагена в костном волокне коллагена, и волокно коллагена в коже имеет лучшее сопротивление сжатию и эластичность, что показывает, что существует значительная разница в составе и характеристиках между костными волокнами коллагена и волокнами коллагена в коже.The collagen fiber in the skin is also composed of collagen, but it is different from the collagen in the collagen bone fiber, and the collagen fiber in the skin has better compression resistance and elasticity, which shows that there is a significant difference in composition and characteristics between collagen bone fibers and collagen fibers in skin.

Поэтому имеет большое значение разработка способа отделения пучков волокон коллагена кожи животного с наноответвлениями от кожи для улучшения характеристик отделенных пучков волокон кожи животного.Therefore, it is of great importance to develop a method for separating nanobranched animal skin collagen fiber bundles from the skin in order to improve the characteristics of the separated animal skin fiber bundles.

Краткое описаниеShort description

Первой задачей настоящего изобретения является обеспечение пучка волокон кожи животного с наноответвлениями. В структуре пучка волокон кожи животного согласно настоящему изобретению пучок волокон кожи животного имеет независимые, отдельные наноответвления, прикрепленные к основе волокон кожи животного, и проявляет хороший антибактериальный эффект, хорошую адсорбционную способность и улучшенные механические свойства.The first object of the present invention is to provide an animal skin fiber bundle with nano-arms. In the animal skin fiber bundle structure of the present invention, the animal skin fiber bundle has independent, separate nano-arms attached to the animal skin fiber base, and exhibits good antibacterial effect, good adsorption capacity, and improved mechanical properties.

Второй задачей настоящего изобретения является обеспечение пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. В структуре пряжи согласно настоящему изобретению пучок волокон кожи животного имеет независимые, отдельные наноответвления, прикрепленные к основе волокон кожи животного, и проявляет хороший антибактериальный эффект, хорошую адсорбционную способность и улучшенные механические свойства.The second object of the present invention is to provide yarn from bundles of animal skin fibers with nano-arms. In the yarn structure of the present invention, the animal skin fiber bundle has independent, separate nano-arms attached to the animal skin fiber base, and exhibits good antibacterial effect, good adsorption capacity, and improved mechanical properties.

Третьей задачей настоящего изобретения является обеспечение армированной пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. В структуре армированной пряжи согласно настоящему изобретению пучок волокон кожи животного имеет независимые, отдельные наноответвления, прикрепленные к основе волокон кожи животного, и проявляет хороший антибактериальный эффект, хорошую адсорбционную способность и улучшенные механические свойства.A third object of the present invention is to provide a reinforced yarn from bundles of animal skin fibers with nano-arms. In the reinforced yarn structure of the present invention, the animal skin fiber bundle has independent, separate nano-arms attached to the animal skin fiber base, and exhibits good antibacterial effect, good adsorption capacity and improved mechanical properties.

Четвертой задачей настоящего изобретения является обеспечение изделия из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. Пучок волокон кожи животного имеет независимые, отдельные наноответвления, прикрепленные к основе волокон кожи животного, и проявляет хороший антибактериальный эффект, хорошую адсорбционную способность и улучшенные механические свойства. Для решения вышеуказанной первой задачи пучок волокон кожи животного с наноответвлениями содержит основу волокон кожи животного, которая является прядомой основой волокон кожи животного; и имеет наноответвления на основе волокон кожи животного.A fourth object of the present invention is to provide an article made from animal skin fiber bundles with nano-arms. The animal skin fiber bundle has independent, separate nano-arms attached to the animal skin fiber base and exhibits good antibacterial effect, good adsorption capacity and improved mechanical properties. To solve the above first problem, the bundle of nano-branched animal skin fibers comprises an animal skin fiber backbone, which is a spinnable backbone of animal skin fibers; and has nano-branches based on animal skin fibers.

Кроме того, наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.In addition, the nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less.

Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон с наноответвлениями, которые образованы с помощью жидкостной дефибрации, разрыхления и прочесывания кожи животного. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от морфологической структуры первичных фибрилл, субфибрилл и фибрилл в количестве на единицу длины. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, удельная площадь поверхности значительно выше, что приводит к тому, что волокно кожи животного обладает другими характеристиками и новыми функциями, а именно имеет высокую адсорбционную способность. Адсорбционная способность достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, прикрепленных к основе волокон кожи животного, и пучок волокон кожи животного формируется аминокислотной последовательностью с образованием пептидной цепи. Затем пептидная цепь образует молекулы коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного и, следовательно, более высокой способности к поглощению ультрафиолетового света. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов. Жидкостная дефибрация (разделение на волокна) - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных остатков под механическим воздействием ротора жидкостной волокноотделяющей машины (дефибратора) и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, во время вращения ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными остатками, вызывая трение и другие силы, возникающие между кожей или кожевенными остатками и ротором. С другой стоNano-branch animal skin fiber bundles are spinnable nano-arm fiber bundles that are formed by liquid defibration, loosening and combing of animal skin. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the process of collagen fiber formation, nanobranches exist independently and separately and are attached to the base of animal skin fibers, which obviously differs from the morphological structure of primary fibrils, subfibrils, and fibrils in the amount per unit length. In the case of animal skin fiber bundles with nano-arms, the specific surface area is much higher, resulting in the animal skin fiber having different characteristics and new functions, namely, high adsorption capacity. The adsorptive capacity is achieved through the formation of independent and separate nano-branches attached to the base of the animal skin fibers, and the bundle of animal skin fibers is formed by an amino acid sequence to form a peptide chain. The peptide chain then forms collagen molecules. This particular component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle and hence a higher ultraviolet light absorption capacity. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials. Liquid defibration (defibration) is the extraction of bundles of animal skin fibers from skin or leather residues under the mechanical action of the rotor of a liquid defibering machine (defibrator) and the hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, during the rotation of the rotor of a liquid defibrator, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather residues, causing friction and other forces that occur between the skin or leather residues and the rotor. On the other hand, one hundred

- 3 042458 роны, из-за сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, и скорость потока жидкости в каждой области различна, поэтому кожа или кожевенные остатки трутся друг о друга, что приводит к извлечению пучков волокон кожи.- 3 042458 rons, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-speed turbulent area is formed around the rotor, and the fluid flow rate in each area is different, so the skin or leather residues rub against each other, which leads to the extraction of skin fiber bundles.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом. Это - спираль коллагена, которая является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярными и межмолекулярными ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку, гистидин-альдольную поперечную сшивку и т.д. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обусловлены увеличением числа атомов поверхности, недостаточной координацией атомов и высокой поверхностной энергией, вследствие чего указанные атомы поверхности обладают высокой активностью, крайне неустойчивы и легко соединяются с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями наноответвления легко соединяются с волокнами кожи животного и другими наноответвлениями. В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного. Пучок волокон кожи животного обеспечивает большую механическую прочность. Переплетение легко происходит между основой волокон кожи животного, между наноответвлениями и между основой волокон кожи животного и наноответвлениями, тем самым улучшая механические свойства, такие как прочность пучка волокон кожи животного.In addition, the collagen molecule is a right-handed complex helix of procollagen, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other. This is the collagen helix, which is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include the Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, histidine-aldol cross-link, etc. In the case of bundles of animal skin fibers with nano-branches, nano-branches are due to an increase in the number of surface atoms, insufficient coordination of atoms and high surface energy, as a result of which these surface atoms are highly active, extremely unstable and easily combine with other atoms. Due to the covalent cross-links between the chains, the nanobranches are easily connected to animal skin fibers and other nanobranches. At the same time, the nano-branches are attached to the base of the animal's skin fibers. The bundle of animal skin fibers provides greater mechanical strength. Interlacing easily occurs between the animal skin fiber backbone, between the nanoarms, and between the animal skin fiber backbone and the nanoarms, thereby improving mechanical properties such as strength of the animal skin fiber bundle.

Для решения вышеуказанной второй задачи пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями содержит пучки волокон кожи животного с наноответвлениями, и пучки волокон кожи животного с наноответвлениями содержат основу волокон кожи животного. Основа представляет собой прядомую основу волокон кожи животного, и основа волокон кожи животного имеет ответвления и наноответвления. Основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры.To solve the above second problem, the nano-arm animal skin fiber bundle yarn contains the nano-arm animal skin fiber bundle, and the nano-arm animal skin fiber bundle contains the animal skin fiber base. The backing is a spun backing of animal skin fibers, and the backing of animal skin fibers has branches and nano-branches. The basis of animal skin fibers, branches and nano-branches are intertwined and twisted with each other into longitudinal ordered structures.

Кроме того, наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.In addition, the nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less.

Кроме того, пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями также содержит другие текстильные волокна, кроме пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.In addition, the nano-arm animal skin fiber bundle yarn also contains other textile fibers besides the nano-arm animal skin fiber bundles.

Пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями образуется путем скручивания пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. Основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры. Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон, образованные с помощью различных процессов, таких как жидкостная дефибрация, разрыхление и прочесывание. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от морфологической структуры первичных фибрилл, субфибрилл и фибрилл в количестве на единицу длины. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями удельная площадь поверхности значительно выше, что приводит к тому, что волокно кожи животного обладает другими характеристиками и новыми функциями, а именно имеет высокую адсорбционную способность. Адсорбционная способность достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, прикрепленных к основе волокон кожи животного, и пучки волокон кожи животного формируются аминокислотными последовательностями с образованием пептидных цепей, которые затем образуют молекулы коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного и, следовательно, более высокой способности к поглощению ультрафиолетового света. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов.The yarn from bundles of animal skin fibers with nano-branches is formed by twisting bundles of animal skin fibers with nano-branches. The basis of animal skin fibers, branches and nano-branches are intertwined and twisted with each other into longitudinal ordered structures. Nano-branch animal skin fiber bundles are spinnable fiber bundles formed by various processes such as liquid defibration, loosening and carding. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the process of collagen fiber formation, nanobranches exist independently and separately and are attached to the base of animal skin fibers, which obviously differs from the morphological structure of primary fibrils, subfibrils, and fibrils in the amount per unit length. In the case of animal skin fiber bundles with nano-branches, the specific surface area is much higher, which leads to the animal skin fiber having different characteristics and new functions, namely, high adsorption capacity. The adsorptive capacity is achieved through the formation of independent and separate nano-branches attached to the base of animal skin fibers, and bundles of animal skin fibers are formed by amino acid sequences to form peptide chains, which then form collagen molecules. This particular component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle and hence a higher ultraviolet light absorption capacity. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials.

Жидкостная дефибрация - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных остатков под механическим воздействием ротора жидкостного дефибратора и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, во время вращения ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными остатками, вызывая трение и другие силы, возникающие между кожей или кожевенными остатками и ротором. С другой стороны, из-за сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, и скорость потока жидкости в каждой области различна, поэтому кожа или кожевенные остатки трутся друг о друга, что приводит к извлечению пучков волокон кожи.Liquid defibration is the extraction of bundles of animal skin fibers from skin or leather residues under the mechanical action of a liquid defibrator rotor and hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, during the rotation of the rotor of a liquid defibrator, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather residues, causing friction and other forces that occur between the skin or leather residues and the rotor. On the other hand, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-speed turbulent area is formed around the rotor, and the fluid flow rate in each area is different, so the skin or leather residue rubs against each other, which leads to the removal of skin fiber bundles.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом. Это - спираль коллагена, которая является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярными иIn addition, the collagen molecule is a right-handed complex helix of procollagen, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other. This is the collagen helix, which is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and

- 4 042458 межмолекулярными ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку, гистидин-альдольную поперечную сшивку и т.д. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обусловлены увеличением числа атомов поверхности, недостаточной координацией атомов и высокой поверхностной энергией, вследствие чего указанные атомы поверхности обладают высокой активностью, крайне неустойчивы и легко соединяются с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями, когда волокна кожи животного с наноответвлениями переплетаются в процессе скручивания, наноответвления легко взаимодействуют с основой волокон кожи животного, ее ответвлениями и другими наноответвлениями. В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного. Основа волокон кожи животного обеспечивает большую механическую прочность пучка волокон кожи животного. Кроме того, переплетение легко происходит между основой волокон кожи животного, между наноответвлениями и между основой волокон кожи животного и наноответвлениями, тем самым улучшая механические свойства, такие как прочность пряжи.- 4 042458 intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include the Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, histidine-aldol cross-link, etc. In the case of bundles of animal skin fibers with nano-branches, nano-branches are due to an increase in the number of surface atoms, insufficient coordination of atoms and high surface energy, as a result of which these surface atoms are highly active, extremely unstable and easily combine with other atoms. Due to the covalent cross-links between the chains, when the animal skin fibers with nanoarms intertwine during the twisting process, the nanoarms readily interact with the animal skin fiber backbone, its branches, and other nanoarms. At the same time, the nano-branches are attached to the base of the animal's skin fibers. The base of the animal skin fibers provides greater mechanical strength to the bundle of animal skin fibers. In addition, weaving easily occurs between the animal skin fiber backbone, between the nano-arms, and between the animal skin fiber backbone and the nano-arms, thereby improving mechanical properties such as yarn strength.

Для решения третьей задачи армированная пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями содержит пряжу с сердечником, и пряжа с сердечником покрыта слоем кожи, образованным скручиванием пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. Пучок волокон кожи животного с наноответвлениями содержит основу волокон кожи животного, которая является прядомой основой волокон кожи животного. Основа волокон кожи животного имеет ответвления и наноответвления, и основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетены друг с другом и скручены вместе в продольные упорядоченные структуры.To solve the third problem, the reinforced yarn from animal skin fiber bundles with nano-branches contains yarn with a core, and the core yarn is covered with a skin layer formed by twisting animal skin fiber bundles with nano-branches. The bundle of animal skin fibers with nano-branches contains the basis of animal skin fibers, which is the spinnable basis of animal skin fibers. An animal skin fiber backbone has branches and nano-branches, and an animal skin fiber backbone, branches and nano-branches are intertwined with each other and twisted together into longitudinal ordered structures.

Кроме того, наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.In addition, the nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less.

Кроме того, слой кожи также содержит другие текстильные волокна, отличные от пучков волокон кожи животного с наноответвлениями. Кроме того, пряжа с сердечником - это эластичная пряжа с сердечником. Армированную пряжу из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями изготавливают из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, чтобы сформировать слой кожи путем скручивания и расположения пучков в продольные упорядоченные структуры, переплетая основу волокон кожи животного, ответвления и наноответвления друг с другом, и слой кожи оборачивают вокруг пряжи с сердечником.In addition, the skin layer also contains other textile fibers than the nano-branch animal skin fiber bundles. In addition, core yarn is elastic core yarn. Nano-arm animal skin fiber bundle reinforcement yarn is made from nano-arm animal skin fiber bundles to form a skin layer by twisting and arranging the bundles into longitudinal ordered structures, interlacing the animal skin fiber backbone, branches and nano-arms with each other, and the skin layer is wrapped around core yarn.

При гребнечесании пучка волокон кожи животного с наноответвлениями согласно настоящему изобретению, чем лучше прочесывание, тем лучше расщепляется пучок волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше ответвлений и наноответвлений, и чем тоньше основа волокон кожи животного, тем тоньше ответвления. Хотя прочесанные пучки волокон кожи животного с наноответвлениями становятся короче, поскольку образуется больше ответвлений, пучки волокон кожи животного и их наноответвления выравниваются с соседними пучками волокон кожи животного и их наноответвлениями в процессе прядения.When combing the nano-armed animal skin fiber bundle according to the present invention, the better the combing, the better the nano-armed animal skin fiber bundle is split, the more branches and nano-arms, and the thinner the base of the animal skin fibers, the thinner the branches. Although the combed animal skin fiber bundles with nanoarms become shorter as more arms are formed, animal skin fiber bundles and their nanoarms align with adjacent animal skin fiber bundles and their nanoarms during the spinning process.

Соседние пучки волокон кожи животного с наноответвлениями и их ответвления переплеты и скручены, образуя продольно упорядоченную сетчатую структуру. Чем больше ответвлений и наноответвлений, тем сложнее сетчатая структура. Чем больше удельная площадь поверхности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше трение между ними и тем больше когезионная прочность, которая повышает прочность на растяжение и истирание самой кожи, так что для того же количества пряжи, чем больше пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше точек переплетения, тем ровнее пряжа, тем выше ее качество и характеристики, а также полнее применение природных и уникальных структурных характеристик пучка волокон кожи животного с наноответвлениями. Поскольку в пряже присутствует сердечник, даже если пучки волокон кожи животного с наноответвлениями прочесывать в более короткие пучки волокон кожи животного с наноответвлениями, это не повлияет на прочность на растяжение армированной пряжи. Поэтому настоящее изобретение устраняет недостатки того факта, что согласно известному уровню техники для достижения основной прочности на растяжение из кожи извлекают пучки волокон кожи животного и прядут пряжу непосредственно из них, и устраняет недостатки, заключающиеся в том, что пряжу с высоким количеством волокон чрезвычайно трудно или невозможно обрабатывать.Neighboring bundles of animal skin fibers with nano-branches and their branches are intertwined and twisted, forming a longitudinally ordered mesh structure. The more branches and nano-branches, the more complex the network structure. The greater the specific surface area of the animal skin fiber bundles with nano-branches, the greater the friction between them and the greater the cohesive strength, which increases the tensile and abrasion strength of the skin itself, so that for the same amount of yarn, the more animal skin fiber bundles with nano-branches, the more weave points, the smoother the yarn, the higher its quality and characteristics, as well as the fuller application of the natural and unique structural characteristics of the bundle of animal skin fibers with nano-branches. Since there is a core in the yarn, even if the nano-arms animal skin fiber bundles are carded into shorter nano-arm animal skin fiber bundles, the tensile strength of the reinforced yarn will not be affected. Therefore, the present invention overcomes the disadvantages of the fact that according to the prior art, in order to achieve the basic tensile strength, bundles of animal skin fibers are extracted from the skin and yarn is directly spun from them, and eliminates the disadvantages that yarn with a high fiber content is extremely difficult or impossible to process.

Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон, образованные с помощью различных процессов, таких как жидкостная дефибрация, разрыхление и прочесывание. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от морфологической структуры первичных фибрилл, субфибрилл и фибрилл в количестве на единицу длины. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями удельная площадь поверхности значительно выше, что приводит к тому, что волокно кожи животного обладает другими характеристиками и новыми функциями, а именно имеет высокую адсорбционную способность. Адсорбционная способность достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, и пучок волокон кожи животного состоит из аминокислотных последовательностей, образующих пептидные цепи, и затем пептидные цепи образуют молекулыNano-branch animal skin fiber bundles are spinnable fiber bundles formed by various processes such as liquid defibration, loosening and carding. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the process of collagen fiber formation, nanobranches exist independently and separately and are attached to the base of animal skin fibers, which obviously differs from the morphological structure of primary fibrils, subfibrils, and fibrils in the amount per unit length. In the case of animal skin fiber bundles with nano-branches, the specific surface area is much higher, which leads to the animal skin fiber having different characteristics and new functions, namely, high adsorption capacity. The adsorption capacity is achieved through the formation of independent and separate nano-branches, and the bundle of animal skin fibers consists of amino acid sequences forming peptide chains, and then the peptide chains form molecules

- 5 042458 коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного. Таким образом, поглощающая способность ультрафиолетового света выше. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов.- 5 042458 collagen. This specific component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle. Thus, the absorption capacity of ultraviolet light is higher. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials.

Жидкостная дефибрация - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных остатков под механическим воздействием ротора жидкостного дефибратора и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, во время вращения ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными остатками, вызывая трение и другие силы, возникающие между кожей или кожевенными остатками и ротором. С другой стороны, из-за сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, приводящая к различным скоростям потока жидкости в каждой области, поэтому кожа или кожевенные остатки трутся друг о друга, что приводит к извлечению пучка волокон кожи.Liquid defibration is the extraction of bundles of animal skin fibers from skin or leather residues under the mechanical action of a liquid defibrator rotor and hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, during the rotation of the rotor of a liquid defibrator, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather residues, causing friction and other forces that occur between the skin or leather residues and the rotor. On the other hand, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-velocity turbulent region is formed around the rotor, resulting in different fluid flow rates in each region, so that the skin or leather residue rubs against each other, resulting in the removal of the skin fiber bundle.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом. Это - спираль коллагена, которая является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярными и межмолекулярными ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку, гистидин-альдольную поперечную сшивку и т.д. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обусловлены увеличением числа атомов поверхности, недостаточной координацией атомов и высокой поверхностной энергией, вследствие чего указанные атомы поверхности обладают высокой активностью, крайне неустойчивы и легко соединяются с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями, когда волокна кожи животного с наноответвлениями переплетаются в процессе скручивания, образуя слой кожи, наноответвления легко соединяются с основой волокна кожи животного и ее ответвлениями и другими наноответвлениями.In addition, the collagen molecule is a right-handed complex helix of procollagen, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other. This is the collagen helix, which is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include the Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, histidine-aldol cross-link, etc. In the case of bundles of animal skin fibers with nano-branches, nano-branches are due to an increase in the number of surface atoms, insufficient coordination of atoms and high surface energy, as a result of which these surface atoms are highly active, extremely unstable and easily combine with other atoms. Due to the covalent cross-links between the chains, when the animal skin fibers with nanoarms are intertwined during the twisting process to form a skin layer, the nanoarms are easily connected to the backbone of the animal skin fiber and its branches and other nanoarms.

В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного.At the same time, the nano-branches are attached to the base of the animal's skin fibers.

Основа волокон кожи животного обеспечивает большую механическую прочность пучка волокон кожи животного. Основа волокон кожи животного и наноответвления легко переплетаются друг с другом, тем самым улучшая механические свойства, такие как прочность пряжи.The base of the animal skin fibers provides greater mechanical strength to the bundle of animal skin fibers. The animal skin fiber backbone and nano-branch are easily intertwined with each other, thereby improving mechanical properties such as yarn strength.

Первым техническим решением вышеуказанной четвертой задачи является изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, содержащее пучок волокон кожи животного с наноответвлениями.The first technical solution of the above fourth problem is an article made of bundles of animal skin fibers with nano-arms, containing a bundle of animal skin fibers with nano-arms.

Кроме того, оно также включает в себя другие текстильные волокна, помимо пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.In addition, it also includes other textile fibers besides nano-branches animal skin fiber bundles.

Вторым техническим решением вышеуказанной четвертой задачи является изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, содержащее пряжу из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.The second technical solution of the above fourth problem is a product made from animal skin fiber bundles with nano-branches, containing yarn from animal skin fiber bundles with nano-branches.

Третьим техническим решением вышеуказанной четвертой задачи является изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, содержащее армированную пряжу из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.The third technical solution of the above fourth problem is a product made from animal skin fiber bundles with nano-branches, containing reinforced yarn from animal skin fiber bundles with nano-branches.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 представляет собой пучок волокон кожи животного с наноответвлениями.Fig. 1 is a bundle of animal skin fibers with nano-branches.

Фиг. 2 представляет собой снимок пучка волокон кожи животного перед гребнечесанием, полученный с помощью электронного микроскопа.Fig. 2 is an electron microscope photograph of an animal skin fiber bundle before combing.

Фиг. 3 представляет собой снимок пучка волокон кожи животного с наноответвлениями после гребнечесания, полученный с помощью электронного микроскопа.Fig. 3 is an electron microscope image of a bundle of animal skin fibers with nanobranching after combing.

Фиг. 4 представляет собой второй снимок пучка волокон кожи животного с наноответвлениями, полученный с помощью электронного микроскопа.Fig. 4 is a second electron microscope image of a bundle of nanobranched animal skin fibers.

Фиг. 5 представляет собой третий снимок пучка волокон кожи животного с наноответвлениями, полученный с помощью электронного микроскопа.Fig. 5 is the third image of a bundle of nanobranched animal skin fibers taken with an electron microscope.

Фиг. 6 представляет собой принципиальную схему пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.Fig. 6 is a schematic diagram of an animal skin fiber bundle yarn with nanoarms.

Фиг. 7 представляет собой принципиальную схему армированной пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.Fig. 7 is a schematic diagram of an animal skin fiber tuft reinforcement yarn with nanoarms.

Фиг. 8 представляет собой снимок армированной пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, отслаивающимися от пряжи с сердечником, полученный с помощью электронного микроскопа.Fig. 8 is an electron microscope photograph of a reinforced animal skin fiber bundle yarn with nano-branching peeling from a core yarn.

- 6 042458- 6 042458

Подробное описаниеDetailed description

Настоящее изобретение более подробно описано ниже вместе с прилагаемыми чертежами и конкретными вариантами реализации.The present invention is described in more detail below in conjunction with the accompanying drawings and specific embodiments.

Вариант реализации 1.Implementation option 1.

Как показано на фиг. 1-5, пучок волокон кожи животного с наноответвлениями содержит основу волокон кожи животного 100. Основа волокон кожи животного представляет собой прядомую основу волокон кожи животного; на основе волокон кожи животного имеются ответвления 101 и наноответвления 102.As shown in FIG. 1-5, the bundle of nano-branched animal skin fibers comprises an animal skin fiber backbone 100. The animal skin fiber backbone is a spun animal skin fiber backbone; based on animal skin fibers, there are branches 101 and nano-branches 102.

Наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.Nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less.

Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон, образованные с помощью различных процессов, таких как жидкостная дефибрация, разрыхление и прочесывание. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от морфологической структуры первичных фибрилл, субфибрилл и фибрилл в количестве на единицу длины. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями удельная площадь поверхности наноответвлений значительно выше, что приводит к тому, что наряду со своими обычными характеристиками у пучков волокон кожи животного появляется новая функция, а именно высокая адсорбционная способность, которая достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, прикрепленных к основе волокон кожи животного, и пучки волокон кожи животного формируются аминокислотными последовательностями с образованием пептидных цепей, и затем из пептидных цепей образуются молекулы коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного. В результате способность к поглощению ультрафиолетового излучения становится намного выше. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов.Nano-branch animal skin fiber bundles are spinnable fiber bundles formed by various processes such as liquid defibration, loosening and carding. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the process of collagen fiber formation, nanobranches exist independently and separately and are attached to the base of animal skin fibers, which obviously differs from the morphological structure of primary fibrils, subfibrils, and fibrils in the amount per unit length. In the case of animal skin fiber bundles with nano-branches, the specific surface area of nano-branches is much higher, which leads to the fact that, in addition to their usual characteristics, animal skin fiber bundles have a new function, namely, high adsorption capacity, which is achieved through the formation of independent and separate nano-branches. attached to the basis of animal skin fibers, and bundles of animal skin fibers are formed by amino acid sequences to form peptide chains, and then collagen molecules are formed from the peptide chains. This specific component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle. As a result, the ability to absorb ultraviolet radiation becomes much higher. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials.

Жидкостная дефибрация - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных обрезков под механическим воздействием ротора жидкостного дефибратора и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, при вращении ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными обрезками для создания трения и других сил между кожей или кожевенными обрезками и ротором, с другой стороны, из-за сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, приводящая к различным скоростям потока жидкости в каждой области, поэтому кожа или кожевенные обрезки трутся друг о друга, что приводит к извлечению пучков волокон кожи.Fluid defibration is the extraction of animal skin fiber bundles from leather or leather trimmings under the mechanical action of a fluid defibrator rotor and hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, when the rotor of a liquid defibrator rotates, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather trims to create friction and other forces between the skin or leather trims and the rotor, on the other hand, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-speed turbulent region is formed around the rotor, resulting in different fluid flow rates in each region, so the leather or leather trimmings rub against each other, resulting in the extraction of leather fiber bundles.

Как видно из фиг. 2, перед гребнечесанием волокна кожи животного в основном имели более грубую структуру пучка волокон после жидкостной дефибрации и разрыхления, как показано на фиг. 3-5, в то время как при гребнечесании появлялись наноответвления волокон кожи животного, как видно из снимков, полученных с помощью электронного микроскопа, с наноответвлениями 195,3 нм на фиг. 3, наноответвлениями 139,6 нм на фиг. 4 и наноответвлениями 117,7 нм.As can be seen from FIG. 2, prior to combing, the animal skin fibers generally had a coarser fiber bundle structure after liquid defibration and loosening, as shown in FIG. 3-5, while combing produced nano-branches of animal skin fibers as seen in electron microscope images with 195.3 nm nano-branches in FIG. 3, the 139.6 nm nanobranches in FIG. 4 and nanobranches 117.7 nm.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом, которая является спиралью коллагена, и спираль коллагена является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярными и межмолекулярными ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку, гистидин-альдольную поперечную сшивку. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обладают высокой реакционной способностью и крайне нестабильны из-за большого числа атомов поверхности, недостаточной координации атомов и высокой поверхностной энергии, что делает указанные атомы поверхности очень реакционноспособными и заставляет их легко соединяться с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями наноответвления легко соединяются с волокнами кожи животного и другими наноответвлениями. В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного, и основа волокон кожи животного обеспечивает пучкам волокон кожи животного большую механическую прочность. Переплетение легко происходит между основой волокон кожи животного, между наноответвлениями и между основой волокон кожи животного и наноответвлениями, тем самым улучшая механические свойства, такие как прочность пучков волокон кожи животного.In addition, the collagen molecule is a right-handed procollagen complex helix, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other, which is the collagen helix, and the collagen helix is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, histidine-aldol cross-link. In the case of animal skin fiber bundles with nano-arms, the nano-arms are highly reactive and highly unstable due to the large number of surface atoms, insufficient atomic coordination, and high surface energy, which makes said surface atoms highly reactive and makes them easily combine with other atoms. Due to the covalent cross-links between the chains, the nanobranches are easily connected to animal skin fibers and other nanobranches. At the same time, the nano-branches are attached to the base of the animal skin fibers, and the base of the animal skin fibers provides the animal skin fiber bundles with greater mechanical strength. Interlacing easily occurs between the animal skin fiber backbone, between the nanoarms, and between the animal skin fiber backbone and the nanoarms, thereby improving mechanical properties such as strength of the animal skin fiber bundles.

Вариант реализации 2.Implementation option 2.

Как показано на фиг. 6, пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями представляет собой пучок волокон кожи животного 3 с наноответвлениями. Как показано на фиг. 1, пучок волокон кожи животного 3 с наноответвлениями содержит основу волокон кожи животного 100, и основаAs shown in FIG. 6, the nano-arm animal skin fiber bundle yarn is the nano-arm animal skin fiber bundle 3. As shown in FIG. 1, the bundle of animal skin fibers 3 with nano-arms contains a base of animal skin fibers 100, and the base

- 7 042458 волокон кожи животного представляет собой прядомую основу волокон кожи животного. Основа волокон кожи животного 100 имеет ответвления 101 и наноответвления 102, и основа волокон кожи животного 100, ответвления 101 и наноответвления 102 переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры. Наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее. К пряже из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями можно добавлять другие текстильные волокна в дополнение к пучкам волокон кожи животного с наноответвлениями.- 7 042458 animal skin fibers is a spun basis of animal skin fibers. The body of animal skin fibers 100 has branches 101 and nano-arms 102, and the body of animal skin fibers 100, branches 101 and nano-arms 102 are intertwined and twisted with each other into longitudinal ordered structures. Nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less. Other textile fibers can be added to the nano-arm animal skin fiber yarn in addition to the nano-arm animal skin fiber bundles.

Пряжу из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями производят путем скручивания пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, так что основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетаются и располагаются в продольном направлении. Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон, образованные с помощью различных процессов, таких как жидкостная дефибрация, разрыхление и прочесывание. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от фибрилл, субфибрилл и фибрилл по форме и структуре. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями удельная площадь поверхности наноответвлений значительно выше, что приводит к тому, что наряду со своими обычными характеристиками у волокон кожи животного появляется новая функция, а именно высокая адсорбционная способность, которая достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, прикрепленных к основе волокон кожи животного. Пучок волокон кожи животного формируется аминокислотной последовательностью с образованием пептидной цепи, и затем из пептидной цепи образуются молекулы коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного и, следовательно, более высокой способности к поглощению ультрафиолетового света. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов.Animal skin fiber bundle yarn with nano-arms is produced by twisting animal skin fiber bundles with nano-arms, so that the animal skin fiber base, branches and nano-arms are intertwined and arranged in the longitudinal direction. Nano-branch animal skin fiber bundles are spinnable fiber bundles formed by various processes such as liquid defibration, loosening and carding. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the formation of collagen fibers, nano-branches exist independently and separately and are attached to the basis of animal skin fibers, which obviously differs from fibrils, subfibrils, and fibrils in shape and structure. In the case of bundles of animal skin fibers with nano-branches, the specific surface area of nano-branches is much higher, which leads to the fact that, along with their usual characteristics, animal skin fibers have a new function, namely, high adsorption capacity, which is achieved through the formation of independent and separate nano-branches, attached to the basis of animal skin fibers. An animal skin fiber bundle is formed by an amino acid sequence to form a peptide chain, and then collagen molecules are formed from the peptide chain. This particular component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle and hence a higher ultraviolet light absorption capacity. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials.

Жидкостная дефибрация - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных обрезков под механическим воздействием ротора жидкостного дефибратора и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, во время вращения ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными обрезками для создания трения и других сил между кожей или кожевенными обрезками и ротором. С другой стороны, изза сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, приводящая к различным скоростям потока жидкости в каждой области, поэтому кожа или кожевенные обрезки трутся друг о друга, что приводит к извлечению пучков кожаных волокон.Fluid defibration is the extraction of animal skin fiber bundles from leather or leather trimmings under the mechanical action of a fluid defibrator rotor and hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, during the rotation of the rotor of a liquid defibrator, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather trims to create friction and other forces between the skin or leather trims and the rotor. On the other hand, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-velocity turbulent region is formed around the rotor, resulting in different fluid flow rates in each region, so that the leather or leather trimmings rub against each other, which causes the leather fiber bundles to be extracted.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом, которая является коллагеновой спиралью, и эта коллагеновая спираль является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярным и межмолекулярным ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку и гистидин-альдольную поперечную сшивку. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обладают высокой реакционной способностью и крайне нестабильны из-за большого числа атомов поверхности, недостаточной координации атомов и высокой поверхностной энергии, что делает указанные атомы поверхности очень реакционноспособными и заставляет легко соединяться с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями, когда волокна кожи животного с наноответвлениями переплетаются друг с другом в процессе скручивания, наноответвления легко соединяются с основой волокон кожи животного, ее ответвлениями и другими наноответвлениями. В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного, и основа волокон кожи животного придает пучкам волокон кожи животного большую механическую прочность. Переплетение легко происходит между основой волокон кожи животного, между наноответвлениями и между основой волокон кожи животного и наноответвлениями, тем самым улучшая механические свойства пряжи, такие как прочность.In addition, the collagen molecule is a right-handed procollagen complex helix, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other, which is a collagen helix, and this collagen helix is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include the Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, and histidine-aldol cross-link. In the case of animal skin fiber bundles with nano-arms, the nano-arms are highly reactive and extremely unstable due to the large number of surface atoms, insufficient atomic coordination, and high surface energy, which makes these surface atoms highly reactive and makes it easy to combine with other atoms. Due to covalent cross-links between the chains, when animal skin fibers with nanoarms are intertwined with each other during the twisting process, the nanoarms are easily connected to the backbone of the animal skin fibers, its branches and other nanoarms. At the same time, the nano-branches are attached to the animal skin fiber base, and the animal skin fiber base gives the animal skin fiber bundles greater mechanical strength. Interlacing easily occurs between the animal skin fiber backbone, between the nanoarms, and between the animal skin fiber backbone and the nanoarms, thereby improving the mechanical properties of the yarn, such as strength.

Вариант реализации 3.Implementation option 3.

Как показано на фиг. 7 и 8, пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями содержит пряжу с сердечником 21, и пряжа с сердечником 21 покрыта слоем кожи, образованным скручиванием пучка волокон кожи животного 3 с наноответвлениями. Как показано на фиг. 1, пучок волокон кожи животного с наноответвлениями содержит основу волокон кожи животного 100, и основа волокон кожи животного 100 представляет собой прядомую основу волокон кожи животного. Основа волокон кожи животного имеет ответвления 101 и наноответвления 102, и основа волокон кожи животного 100, ответвления 101 и наноответвления 102 переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры. В этом варианте реализации пряжа с сердечником может представлять собойAs shown in FIG. 7 and 8, the nano-armed animal skin fiber bundle core yarn comprises a core yarn 21, and the core yarn 21 is covered with a skin layer formed by twisting the nano-arm animal skin fiber bundle 3. As shown in FIG. 1, the nano-branched animal skin fiber bundle comprises an animal skin fiber backbone 100, and the animal skin fiber backbone 100 is a spun animal skin fiber backbone. The animal skin fiber base has branches 101 and nano-arms 102, and the animal skin fiber base 100, branches 101 and nano-arms 102 are intertwined and twisted with each other into longitudinal ordered structures. In this embodiment, the core yarn may be

- 8 042458 эластичную пряжу с сердечником, и изготовленная таким образом пряжа с сердечником обладает эластичностью. Наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее. Кроме пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, к слою кожи можно добавлять и другие текстильные волокна.- 8 042458 elastic core yarn, and thus produced core yarn has elasticity. Nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less. In addition to bundles of animal skin fibers with nanobranching, other textile fibers can be added to the skin layer.

Пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями образуется путем скручивания пучков волокон кожи животного с наноответвлениями с образованием слоя кожи, так что основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетаются и располагаются в продольном направлении, а слой кожи оборачивается вокруг пряжи с сердечником. При прочесывании пучка волокон кожи животного с наноответвлениями настоящего изобретения, чем лучше прочесывание, тем лучше расщепляется пучок волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше ответвлений и наноответвлений, и чем тоньше основа волокон кожи животного, тем тоньше ответвления. Хотя длина пучка волокон кожи животного с наноответвлениями после прочесывания становится меньше, из-за создания большего количества ответвлений, в процессе скручивания прядения пучки волокон кожи животного и их наноответвления и соседние пучки волокон кожи животного и их наноответвления переплетаются и скручиваются, образуя сетчатую структуру; чем больше ответвлений и наноответвлений, тем сложнее сетчатая структура. Чем больше удельная площадь поверхности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше трение между ними и тем больше когезионная прочность, которая повышает прочность на растяжение и истирание самой кожи, так что для того же количества пряжи, чем больше пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, тем больше точек переплетения, тем лучше стержень пряжи и тем выше ее качество и характеристики, а также полнее применение природных и уникальных структурных характеристик пучка волокон кожи животного с наноответвлениями. При применении пряжи с сердечником ее прочность на растяжение не изменяется, даже если пучки волокон кожи животного с наноответвлениями прочесывают в более короткие пучки волокон кожи животного с наноответвлениями. Таким образом, настоящее изобретение решает проблему, заключающуюся в том, что согласно существующей технология непосредственного извлечения пучков волокон кожи животного из кожи для прядения не может достичь основной прочности на растяжение, и решает проблему, заключающуюся в том, что чрезвычайно трудно или невозможно обрабатывать высокосортную пряжу. Пучки волокон кожи животного с наноответвлениями представляют собой прядомые пучки волокон, образованные с помощью различных процессов, таких как жидкостная дефибрация, разрыхление и прочесывание. В отличие от протофибрилл, субфибрилл и фибрилл, участвующих в процессе образования волокон коллагена, наноответвления существуют независимо и отдельно и прикреплены к основе волокон кожи животного, которая, очевидно, отличается от морфологической структуры первичных фибрилл, субфибрилл и фибрилл в количестве на единицу длины. В случае пучка волокон кожи животного с наноответвлениями удельная площадь поверхности наноответвлении значительно выше, что приводит к тому, что наряду со своими обычными характеристиками у пучков волокон появляется новая функция, а именно высокая адсорбционная способность, которая достигается за счет формирования независимых и отдельных наноответвлений, прикрепленных к основе волокон кожи животного. Пучок волокон кожи животного формируется аминокислотной последовательностью с образованием пептидной цепи, и затем из пептидной цепи образуются молекулы коллагена. Этот особый компонент в пучке волокон кожи животного приводит к синему смещению в оптических свойствах пучка волокон кожи животного и, следовательно, к более высокой поглощающей способности ультрафиолетового света. Благодаря улучшенной способности пучков волокон кожи животного с наноответвлениями к поглощению УФ-лучей в ходе тестирования и сравнения установили, что они обладают сильным антибактериальным эффектом и скорость стерилизации может достигать более 95%, что значительно превышает антибактериальный эффект существующих волокнистых материалов.Core yarn of animal skin fiber bundles with nano-arms is formed by twisting animal skin fiber bundles with nano-arms to form a skin layer, so that the base of animal skin fibers, branches and nano-arms are intertwined and arranged in the longitudinal direction, and the skin layer is wrapped around the core yarn. When combing the animal skin fiber bundle with nano-arms of the present invention, the better the combing, the better the nano-arm animal skin fiber bundle is split, the more branches and nano-arms, and the thinner the basis of animal skin fibers, the thinner the branches. Although the length of the bundle of animal skin fibers with nano-arms becomes shorter after combing, due to the creation of more branches, in the process of twisting spinning, the bundles of animal skin fibers and their nano-arms and the adjacent bundles of animal skin fibers and their nano-arms intertwine and twist to form a net structure; the more branches and nano-branches, the more complex the network structure. The greater the specific surface area of the animal skin fiber bundles with nano-branches, the greater the friction between them and the greater the cohesive strength, which increases the tensile and abrasion strength of the skin itself, so that for the same amount of yarn, the more animal skin fiber bundles with nano-branches, the more weave points, the better the core of the yarn and the higher its quality and characteristics, as well as the fuller application of the natural and unique structural characteristics of the animal skin fiber bundle with nano-branches. When the core yarn is used, its tensile strength does not change even if the nano-arm animal skin fiber bundles are carded into shorter nano-arm animal skin fiber bundles. Thus, the present invention solves the problem that according to the existing technology of directly extracting animal skin fiber tufts from leather for spinning cannot achieve the basic tensile strength, and solves the problem that it is extremely difficult or impossible to process high-grade yarn . Nano-branch animal skin fiber bundles are spinnable fiber bundles formed by various processes such as liquid defibration, loosening and carding. Unlike protofibrils, subfibrils, and fibrils involved in the process of collagen fiber formation, nanobranches exist independently and separately and are attached to the base of animal skin fibers, which obviously differs from the morphological structure of primary fibrils, subfibrils, and fibrils in the amount per unit length. In the case of an animal skin fiber bundle with nanoarms, the specific surface area of the nanoarm is much higher, which leads to the fact that, in addition to their usual characteristics, the fiber bundles have a new function, namely, high adsorption capacity, which is achieved through the formation of independent and separate nanoarms attached to the basis of animal skin fibers. An animal skin fiber bundle is formed by an amino acid sequence to form a peptide chain, and then collagen molecules are formed from the peptide chain. This particular component in the animal skin fiber bundle results in a blue shift in the optical properties of the animal skin fiber bundle and hence a higher absorbance of ultraviolet light. Due to the improved ability of animal skin fiber bundles with nano-arms to absorb UV rays, it was found through testing and comparison that they have a strong antibacterial effect, and the sterilization rate can reach more than 95%, which is much higher than the antibacterial effect of existing fibrous materials.

Жидкостная дефибрация - это извлечение пучков волокон кожи животного из кожи или кожевенных обрезков под механическим воздействием ротора жидкостного дефибратора и гидравлического сдвига, вызванного вращением ротора. В частности, при вращении ротора жидкостного дефибратора, с одной стороны, лопасти на роторе взаимодействуют с кожей или кожевенными обрезками для создания трения и других сил между кожей или кожевенными обрезками и ротором, с другой стороны, из-за сильного вихревого потока, генерируемого ротором, вокруг ротора образуется высокоскоростная турбулентная область, приводящая к различным скоростям потока жидкости в каждой области, поэтому кожа или кожевенные обрезки трутся друг о друга и, наконец, пучки кожаных волокон извлекаются.Fluid defibration is the extraction of animal skin fiber bundles from leather or leather trimmings under the mechanical action of a fluid defibrator rotor and hydraulic shear caused by the rotation of the rotor. In particular, when the rotor of a liquid defibrator rotates, on the one hand, the blades on the rotor interact with the skin or leather trims to create friction and other forces between the skin or leather trims and the rotor, on the other hand, due to the strong vortex flow generated by the rotor, a high-speed turbulent area is formed around the rotor, resulting in different fluid flow rates in each area, so the leather or leather trimmings rub against each other, and finally the leather fiber bundles are extracted.

Кроме того, молекула коллагена представляет собой правозакрученную сложную спираль проколлагена, состоящую из трех левозакрученных α-цепей, переплетенных друг с другом, которая является коллагеновой спиралью, и эта коллагеновая спираль является вторичной структурой коллагена. Высокая стабильность вторичной структуры коллагена главным образом обусловлена межцепными водородными связями и внутримолекулярными и межмолекулярными ковалентными поперечными сшивками. На сегодняшний день первые подтвержденные структуры с поперечными сшивками включают поперечную сшивку оснований Шиффа, β-альдольную поперечную сшивку и гистидин-альдольную поперечную сшивку. В случае пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, наноответвления обладают выIn addition, the collagen molecule is a right-handed procollagen complex helix, consisting of three left-handed α-chains intertwined with each other, which is a collagen helix, and this collagen helix is the secondary structure of collagen. The high stability of the secondary structure of collagen is mainly due to interchain hydrogen bonds and intramolecular and intermolecular covalent cross-links. To date, the first confirmed cross-linked structures include the Schiff base cross-link, β-aldol cross-link, and histidine-aldol cross-link. In the case of bundles of animal skin fibers with nanoarms, the nanoarms have a high

- 9 042458 сокой реакционной способностью и крайне нестабильны из-за большого числа атомов поверхности, недостаточной координации атомов и высокой поверхностной энергии, что делает указанные атомы поверхности высокореактивными и заставляет легко соединяться с другими атомами. Благодаря ковалентным поперечным сшивкам между цепями, когда волокна кожи животного с наноответвлениями переплетаются друг с другом в процессе скручивания, образуя слой кожи, наноответвления легко соединяются с основой волокон кожи животного и ее ответвлениями и другими наноответвлениями. В то же время наноответвления прикреплены к основе волокон кожи животного, и основа волокон кожи животного обеспечивает пучкам волокон кожи животного большую механическую прочность. Переплетения легко образуются между основой волокон кожи животного, между наноответвлениями и между основой волокон кожи животного и наноответвлениями, тем самым улучшая механические свойства пряжи, такие как прочность.- 9 042458 high reactivity and extremely unstable due to the large number of surface atoms, insufficient coordination of atoms and high surface energy, which makes these surface atoms highly reactive and makes it easy to combine with other atoms. Due to the covalent cross-links between the chains, when the animal skin fibers with nanoarms are intertwined with each other during the twisting process, forming a skin layer, the nanoarms are easily connected to the backbone of the animal skin fibers and its branches and other nanoarms. At the same time, the nano-branches are attached to the base of the animal skin fibers, and the base of the animal skin fibers provides the animal skin fiber bundles with greater mechanical strength. Weaves are easily formed between the animal skin fiber backbone, between the nanoarms, and between the animal skin fiber backbone and the nanoarms, thereby improving the mechanical properties of the yarn, such as strength.

Вариант реализации 4.Implementation option 4.

Изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями изготавливают из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, как описано в варианте реализации 1.Animal skin fiber bundle product with nanoarms is made from animal skin fiber bundles with nanoarms as described in Embodiment 1.

Вариант реализации 5.Implementation option 5.

Изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями изготавливают из пряжи из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, как описано в варианте реализации 2.An animal skin fiber tuft product with nano-arms is made from a nano-arm animal skin fiber tuft yarn as described in Embodiment 2.

Вариант реализации 6.Implementation option 6.

Изделие из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями изготавливают из пряжи с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, как описано в варианте реализации 3.An animal skin fiber bundle product with nano-arms is made from a yarn with a core of nano-arm animal skin fiber bundles as described in Embodiment 3.

Вышеперечисленными изделиями могут быть одежда, головные уборы, обувь, носки, перчатки и другие предметы одежды, а также постельные принадлежности, декоративные материалы и т.д.The above items may include clothes, hats, shoes, socks, gloves and other items of clothing, as well as bedding, decorative materials, etc.

Ниже приведен отчет по результатам теста на ингибирование № 19F02538, составленный компанией Guangdong Guangfang Testing and Measuring Technology Co., Ltd. по заказу заявителя от 8 апреля 2019 г., который был выдан 18 апреля 2019 г., код защиты от подделок: VBTU-IN1L-S8, отчет о борьбе с подделками URL запроса: report.gztzs.com. Содержание отчета приведено ниже.The following is a report of the inhibition test No. 19F02538 by Guangdong Guangfang Testing and Measuring Technology Co., Ltd. by order of the applicant on April 8, 2019, which was issued on April 18, 2019, anti-counterfeiting code: VBTU-IN1L-S8, anti-counterfeiting report Request URL: report.gztzs.com. The content of the report is given below.

Объекты проверки и методы исследования Objects of verification and research methods Результат измерения Measurement result Стандартные значения и допуски для первоклассного изделия Standard values and tolerances for a first-class product Антибактериальный эффект -GB/T 20944.3-2008 (Метод колебаний) Antibacterial effect -GB/T 20944.3-2008 (Vibration method) Скорость ингибирования бактерий: Золотистый стафилококк 96% Кишечная палочка 97% Кандида белая 95% (Образец обладает антибактериальным эффектом) Bacteria Inhibition Rate: Staphylococcus aureus 96% coli 97% candida white 95% (Sample has antibacterial effect) Золотистый стафилококк > 70% Кишечная палочка > 70% Кандида белая > 60% Staphylococcus aureus > 70% coli > 70% Candida white > 60% Результаты испытаний и выводы Test results and conclusions Объект проверки Check object Основа планирования Basis of planning Вывод Conclusion Антибактериальный эффект Antibacterial effect FZ/T 73023-2006 FZ/T 73023-2006 Соответствует Corresponds

Из протокола испытаний видно, что для пучков волокон кожи животных и пряжи с наноответвлениями наблюдается очень сильный антибактериальный эффект.It can be seen from the test report that a very strong antibacterial effect is observed for bundles of animal skin fibers and nano-branched yarns.

Claims (13)

1. Пучок волокон кожи животного с наноответвлениями, содержащий основу волокон кожи животного, где основа волокон кожи животного содержит наноответвления и где наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.1. Bundle of animal skin fibers with nano-arms, containing the base of animal skin fibers, where the base of the animal skin fibers contains nano-arms and where the nano-arms are nano-arms with a diameter of 200 nm or less. 2. Пучок волокон кожи животного с наноответвлениями по п.1, где основа волокон кожи животного является прядомой основой волокон кожи животного.2. An animal skin fiber bundle with nano-arms according to claim 1, wherein the animal skin fiber backbone is a spinnable animal skin fiber backbone. 3. Пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, которая содержит пучки волокон кожи животного с наноответвлениями, где пучки волокон кожи животного с наноответвлениями содержат основу волокон кожи животного, причем основа волокон кожи животного имеет ответвления и наноответвления и основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры, и где наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.3. Yarn from bundles of animal skin fibers with nano-branches, which contains bundles of animal skin fibers with nano-branches, where bundles of animal skin fibers with nano-branches contain the basis of animal skin fibers, and the basis of animal skin fibers has branches and nano-branches and the basis of animal skin fibers, branches and the nanoarms are intertwined and twisted with each other in longitudinal ordered structures, and where the nanoarms are nanoarms with a diameter of 200 nm or less. 4. Пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по п.3, где основа волокон кожи животного является прядомой основой волокон кожи животного.4. Animal skin fiber bundle yarn with nano-branching according to claim 3, wherein the animal skin fiber backbone is a spun animal skin fiber backbone. 5. Пряжа из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по п.3, которая дополнительно содержит смесь текстильных волокон, отличных от пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.5. The nano-arm animal skin fiber yarn of claim 3, which further comprises a blend of textile fibers other than the nano-arm animal skin fiber bundles. 6. Пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, содержащая пряжу с сердечником, где пряжа с сердечником покрыта слоем кожи, образованным скручиванием пучков волокон кожи животного с наноответвлениями, где пучки волокон кожи животного с наноответвлениями содержат основу волокон кожи животного, причем основа волокон кожи животного имеет ответвления и наноответвления и основа волокон кожи животного, ответвления и наноответвления переплетены и скручены друг с другом в продольные упорядоченные структуры, и где наноответвления представляют собой наноответвления с диаметром 200 нм или менее.6. Yarn with a core of bundles of animal skin fibers with nano-branches, containing a yarn with a core, where the core yarn is covered with a skin layer formed by twisting bundles of animal skin fibers with nano-branches, where bundles of animal skin fibers with nano-branches contain the basis of animal skin fibers, and the warp animal skin fibers has branches and nano-branches and a backbone of animal skin fibers, the branches and nano-branches are intertwined and twisted with each other into longitudinal ordered structures, and where the nano-branches are nano-branches with a diameter of 200 nm or less. 7. Пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по п.6, где основа волокон кожи животного является прядомой основой волокон кожи животного.7. Animal skin fiber bundle core yarn with nano-arms according to claim 6, wherein the animal skin fiber backbone is a spun animal skin fiber backbone. 8. Пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по п.6, где слой кожи дополнительно содержит смесь текстильных волокон, отличных от пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.8. The nano-armed animal skin fiber core yarn of claim 6, wherein the skin layer further comprises a mixture of textile fibers other than the nano-arm animal skin fiber bundles. 9. Пряжа с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по п.6, в которой указанная пряжа с сердечником представляет собой эластичную пряжу с сердечником.9. The nano-branch animal skin fiber core yarn according to claim 6, wherein said cored yarn is an elastic core yarn. 10. Изделие, содержащее пучки волокон кожи животного с наноответвлениями по любому из пп.1 или 2.10. An article containing bundles of nano-branched animal skin fibers according to any one of claims 1 or 2. 11. Изделие по п.10, которое дополнительно содержит текстильные волокна, отличные от пучков волокон кожи животного с наноответвлениями.11. An article according to claim 10, which further comprises textile fibers other than animal skin fiber bundles with nano-arms. 12. Изделие, содержащее пряжу из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по любому из пп.3-5.12. An article containing a yarn from bundles of animal skin fibers with nano-branching according to any one of claims 3-5. 13. Изделие, содержащее пряжу с сердечником из пучков волокон кожи животного с наноответвлениями по любому из пп.6-9.13. An article containing yarn with a core of animal skin fiber bundles with nano-branching according to any one of claims 6-9.
EA202190223 2019-05-27 2020-05-29 BEAM OF ANIMAL SKIN FIBERS, YARN, REINFORCED YARN AND ARTICLE WITH NANO-BRACES EA042458B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910446876.1 2019-05-27
CN202010441933.X 2020-05-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042458B1 true EA042458B1 (en) 2023-02-16

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480026B2 (en) Fabric and method for producing fabric from cultured cells
RU2383665C2 (en) Yarn from collagen fibre of animal skin and method of its manufacturing
EP3583256B1 (en) A filament and yarn produced on the basis of a natural protein
CN104894695B (en) Can direct spinning with preparation method and the corium fabric leather of collagenous fibres
AU2023222857A1 (en) Animal leather fiber bundle having nanoscale branches, yarn, core-spun yarn and product
CN113330057A (en) Protein coated materials
Ahmed et al. Introduction to natural fibres and textiles
CN113106593B (en) Animal leather fiber wrapped yarn with nanoscale branches, fabric and product
Babu Silk from silkworms and spiders as high-performance fibers
CN1779002B (en) Reducing leather base cloth with collagenous fiber and processing method thereof
Babu Silk fibres–structure, properties and applications
EA042458B1 (en) BEAM OF ANIMAL SKIN FIBERS, YARN, REINFORCED YARN AND ARTICLE WITH NANO-BRACES
TR2021018632T2 (en) ANIMAL SKIN FIBER BUNDLES, YARNS, CORE SPIN YARNS AND PRODUCTS WITH NANO-SCALE BRANCHES
Skyba et al. A new modern theoretical view of the structural model of the structure of natural leather
Saravanan et al. Protein-based fibers
CA1161209A (en) Method of making collagen fibers for surgical use