專利名稱：：一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種纖維的生產(chǎn)方法，更具體而言是涉及一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：中國是絲綢的故鄉(xiāng)，絲綢是中國的瑰寶。我國繭絲綢生產(chǎn)已有5000年以上的歷史，栽桑、養(yǎng)蠶、繅絲、織綢是中國古代人民的偉大發(fā)明，是對人類的重大貢獻，在世界文明史上有著光輝的一頁。蠶絲作為一種具有優(yōu)良性能的天然纖維，一直作為高檔服裝面料。但是，由于產(chǎn)量的限制，天然的蠶絲纖維有限，因此，再生蠶絲蛋白纖維應(yīng)運而生，目前，再生蠶絲蛋白纖維主要的生產(chǎn)工藝如下采用生物化學(xué)工程技術(shù)，如溴化鋰水溶液從蠶繭中提煉出蠶絲蛋白，然后再采用靜電紡絲紡制成用再生蠶絲蛋白纖維。這種工藝所存在的缺點是，一是采用溴化鋰水溶液等溶解蠶絲，獲得蠶絲蛋白水溶液，以此作為紡絲原液，再進行靜電紡絲，對工藝步驟要求和設(shè)備要求較高，易受限制而無法進行大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)；二是采用上述工藝獲得再生蠶絲蛋白纖維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品的使用性能不佳。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種適合工業(yè)化生產(chǎn)且性能優(yōu)良，健康舒適的再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下，一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、制備再生蠶絲蛋白粉將蠶絲原料洗滌后烘干，然后將上述蠶絲原料放入濃度3-5^的堿液中，60-7(TC溫度下水解3-5小時，水解完過濾，得再生蠶絲蛋白原液，將再生蠶絲蛋白原液烘干制得再生蠶絲蛋白粉；(2)、制備再生蠶絲蛋白纖維將步驟1制得再生蠶絲蛋白粉加水?dāng)嚢璧玫皆偕Q絲蛋白飽和液；將再生蠶絲蛋白飽和液再生膠原液助劑按10-50%:85-45%:5%的比例混合，混合均勻后濕法紡絲制得再生蠶絲蛋白纖維。本發(fā)明的進一步設(shè)置為蠶絲原料選擇蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等不可紡的蛋白質(zhì)材料的任意一種或幾種。蠶絲原料水解時，蠶絲原料堿液的重量比為i:50。制備再生蠶絲蛋白纖維包括，先將再生蠶絲蛋白粉投入到水中，攪拌至飽和，得到再生蠶絲蛋白飽和液；經(jīng)過濾器過濾濾除不溶解的或半溶解的粒子及機械雜質(zhì)；然后將再生蠶絲蛋白飽和液再生膠原液助劑按10-50%:85-45%:5%的比例靜態(tài)混合，充分攪拌使兩種原液之間混合均勻；并貯存靜置脫泡24小時，混合紡絲溶液送入紡絲組件進行紡絲，纖維成形后經(jīng)脫硫、漂白、酸洗水洗、烘干后即為成品。再生膠原液為再生纖維素類；助劑為抗菌劑、芳香劑、抗紫外劑等的任意一種。本發(fā)明的次要目的是提供一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)設(shè)備，包括呈流水線依次配設(shè)的混合裝置、紡絲裝置、巻繞裝置，其中混合裝置包括依次相連的溶解釜、過濾器、中間桶及貯漿桶，紡絲裝置包括依次相連的計量泵、過濾器、噴絲頭，巻繞裝置包括凝固浴、受絲輥、拉伸浴、拉伸輥、洗滌浴及巻繞輥組成。本發(fā)明以蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等不可紡的蛋白質(zhì)材料為原料，利用生物化學(xué)工程技術(shù)從中提煉出蛋白液，制成再生蠶絲蛋白粉后，配合粘膠和助劑，采用濕法紡絲再生成一種新型的蠶絲蛋白纖維，性能優(yōu)良，健康舒適，一方面解決了不可紡廢棄的蠶絲廢絲、絹紡下腳料等廢棄蛋白質(zhì)材料的二次利用問題，同時可適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有積極的現(xiàn)實意義。以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖中標(biāo)號1、溶解釜；2、過濾器；3、中間桶；4、貯漿桶；5、計量泵；6、過濾器；7、噴絲頭；8、凝固浴；9、受絲輥；10、拉伸?。?1、拉伸輥；12、洗滌?。?3、巻繞輥。具體實施例方式結(jié)合圖1所示，本發(fā)明的再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1、原料選擇選擇蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等不可紡的蛋白質(zhì)材料。2、制備再生蠶絲蛋白粉將蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等用水洗滌，然后室溫下烘干稱重，然后將上述蠶絲材料放入濃度為3-5%(重量百分比)的堿液(NaOH)中，按蠶絲材料堿液(重量比)為1:50的比例，60-7(TC溫度下水解3-5小時，水解完過濾，除去堿液和雜質(zhì)，得再生蠶絲蛋白原液，經(jīng)10(TC下烘干，即制得再生蠶絲蛋白粉。2.1、水解溫度對再生蠶絲蛋白水解的影響溫度直接影響著再生蠶絲蛋白水解的效率。較高的溫度可使蠶絲水解速度加快，水解程度高，水解的效率也高，但是，水分蒸發(fā)也多，較高的溫度不利于生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化，較低的溫度在同樣時間里水解不完全，甚至水解極小一部分，水解效率低，不利于企業(yè)大批量生產(chǎn)。因此，控制適宜的水解溫度，可得到較好的再生蠶絲蛋白水解液，同時，有利于企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化。由本文實驗可以看出，再生蠶絲蛋白的水解溫度控制在60-7(TC比較適宜。60°C以下反應(yīng)時間太長，不利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，7(TC以上對再生蠶絲蛋白水解的顏色有一定的影響。2.2、堿液濃度對再生蠶絲蛋白水解的影響堿液濃度的大小直接影響蠶絲水解的效率，經(jīng)實驗，再生蠶絲蛋白在酸性或中性條件下幾乎不會水解，在堿性條件下可快速水解。所以，再生蠶絲蛋白的選擇在稀堿條件下水解，一般情況下，堿液濃度越高越有利于水解，再生蠶絲蛋白水解速度越快，效率越高。所以，通過實驗和上面的數(shù)據(jù)可以看出，再生蠶絲蛋白水解時，一般采用3_5%的堿液濃度比較適宜。綜合上述考慮，影響蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲中蛋白質(zhì)水解效率和水解質(zhì)量的因素，蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲中蛋白質(zhì)水解溫度選擇60-7(TC，堿液濃度選擇3_5%。3、制備再生蠶絲蛋白纖維紡絲工藝流程溶解_靜態(tài)混合_過濾_脫泡_計量紡絲_塑化牽伸_切斷_脫硫_漂白_酸洗_水洗_上油(氨肥皂)_脫水_烘干。結(jié)合圖1所示，本發(fā)明再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)設(shè)備，包括呈流水線依次配設(shè)的混合裝置、紡絲裝置、巻繞裝置，其中混合裝置包括依次相連的溶解釜1、過濾器2、中間桶3及貯漿桶4，紡絲裝置包括依次相連的計量泵5、過濾器6、噴絲頭7，巻繞裝置包括凝固浴8、受絲輥9、拉伸浴10、拉伸輥11、洗滌浴12及巻繞輥13組成。工作時，先在溶解釜l中，將再生蠶絲蛋白粉投入到水中，攪拌至飽和，得到再生蠶絲蛋白飽和液；經(jīng)過濾器2過濾濾除不溶解的或半溶解的粒子及機械雜質(zhì)，以保證紡絲拉伸過程的順利進行；然后在中間桶3中將再生蠶絲蛋白飽和液再生膠原液助劑按10-50%:85-45%:5%的比例靜態(tài)混合，再生膠原液主要為再生纖維素類，助劑可根據(jù)纖維性能需求來選擇，如抗菌劑、芳香劑、抗紫外劑等賦予纖維一些抗菌、芳香味、抗紫外等特殊功能的助劑，然后充分攪拌30分鐘，使兩種原液之間混合均勻；并經(jīng)貯漿桶4貯存靜置脫泡，為了保證紡絲的順利進行，一般靜置時間為24小時左右，使氣泡含量少于0.001%;混合紡絲溶液由計量泵5定量送入過濾器6，再次通過過濾器6濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭7組件進行紡絲，紡出的細流進入凝固浴8，凝固浴8組成H2S04118g/L，Na2S04325g/L，ZnS04ll.Og/L，凝固浴溫度48°C;由于所得的纖維機械性能很差，幾乎沒有什么實用價值，所以必須對剛成形的纖維進行牽伸，從而顯著提高纖維的斷裂強度和纖維的耐磨性；纖維拉伸后經(jīng)過拉伸輥11進入到洗滌浴，需要對纖維進行一定的后處理，后處理包括水洗、脫硫、酸洗、上油等，因為紡絲成形后的纖維上存有硫酸和硫酸鹽等，必須進行水洗除去；同時必須經(jīng)過漂白以提高纖維的白度，酸洗除去纖維中的氫離子與其它物質(zhì)，上油以降低纖維的動、靜摩擦系數(shù)，使纖維柔軟平滑，以適宜紡織加工的需要；纖維經(jīng)過洗滌以后，巻繞到巻繞輥13上，進行切斷與烘干后即為成品。本發(fā)明的纖維成形原理在一定條件下將一定濃度水解蛋白原液與再生膠原液，按一定的配比混合進行紡絲，并經(jīng)過后處理加工制成理想的再生蠶絲蛋白纖維，這樣蛋白質(zhì)于纖維之中的肽鍵(-CO-NH-)與纖維素中的-OH形成氫鍵，產(chǎn)生較強的分子結(jié)合力，十分牢固。水解蛋白液中的蛋白質(zhì)含量和再生膠原液中纖維素含量相仿，再生蠶絲蛋白液再生膠原液助劑的混合比例為10-50%:85-45%:5%，其中以30%:65%:5%混合紡絲制成的再生蠶絲蛋白纖維性能非常優(yōu)越。本發(fā)明的有益效果(1)、采用本發(fā)明制得的再生蠶絲蛋白纖維性能如表1所示。表1、本發(fā)明制備的再生蠶絲蛋白纖維的性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(2)、再生蠶絲蛋白纖維強伸性與粘膠長絲相似，干、濕強度和伸長介于粘膠和蠶絲之間，再生蠶絲蛋白纖維的干態(tài)強力大于濕態(tài)強力，再生蠶絲蛋白纖維的干斷裂伸長率在粘膠和蠶絲之間，濕斷裂伸長率小于桑蠶絲和粘膠；初始模量22-46cN/dtex。(3)、再生蠶絲蛋白纖維密度為1.49g/cm3;再生蠶絲蛋白纖維的回潮率為12.6%，比蠶絲大，吸濕性比較好，這說明由該纖維制成的紡織品穿著舒適性比較好，同時，吸濕膨脹大，使單絲與金屬元件接觸面積增大，從而增大纖維的摩擦系數(shù)。(4)、再生蠶絲蛋白纖維的質(zhì)量比電阻為8.86Xl(f，大于天然纖維，小于大多數(shù)合成纖維，因此，在紡絲過程中，加一些抗靜電劑或者增加車間濕度均可消除靜電的影響。(5)、本發(fā)明由于采用了將再生蠶絲蛋白液烘干成為蠶絲蛋白粉，更適合工業(yè)化生產(chǎn)。其原料采用蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等廢棄蛋白質(zhì)材料，有效地實現(xiàn)再次利用，其生產(chǎn)的再生蠶絲蛋白纖維為短纖維，可以根據(jù)需要加工成為棉型、毛型、中長型，和各種天然纖維和化學(xué)纖維混紡，開發(fā)品種繁多各類面料，應(yīng)用前景廣闊。權(quán)利要求一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、制備再生蠶絲蛋白粉將蠶絲原料洗滌后烘干，然后將上述蠶絲原料放入濃度3-5％的堿液中，60-70℃溫度下水解3-5小時，水解完過濾，得再生蠶絲蛋白原液，將再生蠶絲蛋白原液烘干制得再生蠶絲蛋白粉；(2)、制備再生蠶絲蛋白纖維將步驟1制得再生蠶絲蛋白粉加水?dāng)嚢璧玫皆偕Q絲蛋白飽和液；將再生蠶絲蛋白飽和液∶再生膠原液∶助劑按10-50％∶85-45％∶5％的比例混合，混合均勻后濕法紡絲制得再生蠶絲蛋白纖維。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于蠶絲原料選擇蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等不可紡的蛋白質(zhì)材料的任意一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于蠶絲原料水解時，蠶絲原料堿液的重量比為i:50。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于制備再生蠶絲蛋白纖維包括，先將再生蠶絲蛋白粉投入到水中，攪拌至飽和，得到再生蠶絲蛋白飽和液；經(jīng)過濾器過濾濾除不溶解的或半溶解的粒子及機械雜質(zhì)；然后將再生蠶絲蛋白飽和液再生膠原液助劑按10-50%:85-45%:5%的比例靜態(tài)混合，充分攪拌使兩種原液之間混合均勻；并貯存靜置脫泡24小時，混合紡絲溶液送入紡絲組件進行紡絲，纖維成形后經(jīng)脫硫、漂白、酸洗水洗、烘干后即為成品。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于再生膠原液為再生纖維素類。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于助劑為抗菌劑、芳香劑、抗紫外劑的任意一種。7.—種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)設(shè)備，包括呈流水線依次配設(shè)的混合裝置、紡絲裝置、巻繞裝置，其中混合裝置包括依次相連的溶解釜、過濾器、中間桶及貯漿桶，紡絲裝置包括依次相連的計量泵、過濾器、噴絲頭，巻繞裝置包括凝固浴、受絲輥、拉伸浴、拉伸輥、洗滌浴及巻繞輥組成。全文摘要本發(fā)明公開了一種再生蠶絲蛋白纖維的生產(chǎn)方法及設(shè)備，屬于紡織
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括以下步驟將蠶絲原料洗滌后烘干，然后將上述蠶絲材料放入堿液中，水解得再生蠶絲蛋白原液，烘干后制得再生蠶絲蛋白粉；將制得的再生蠶絲蛋白粉加水?dāng)嚢璧玫皆偕Q絲蛋白飽和液；將再生蠶絲蛋白飽和液∶再生膠原液∶助劑按10-50％∶85-45％∶5％的比例混合，混合均勻后紡絲制得再生蠶絲蛋白纖維。本發(fā)明以蠶絲廢絲、蠶絲下腳料及廢紡、絹紡廢絲等不可紡的蛋白質(zhì)材料為原料，制成再生蠶絲蛋白粉后，配合粘膠和助劑，采用濕法紡絲再生成一種新型的蠶絲蛋白纖維，性能優(yōu)良，健康舒適，另一方面解決了廢棄蛋白質(zhì)材料的二次利用問題。文檔編號D01F8/00GK101718007SQ20091015485公開日2010年6月2日申請日期2009年11月26日優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日發(fā)明者郭筱潔申請人:郭筱潔