專利名稱：植物蛋白質(zhì)合成絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織材料，尤其涉及包含有植物蛋白質(zhì)為其中組分的合成絲，同時(shí)涉及這種合成絲的制造工藝流程。
公知的含有蛋白質(zhì)的纖維均為動(dòng)物蛋白質(zhì)，如天然絲，它是由蠶繭抄制成的，這種絲的取得要付出很多的勞動(dòng)和極長(zhǎng)的時(shí)間而且產(chǎn)量低。而日本曾在纖維化學(xué)的雜志中公開了一種用牛奶分離出蛋白質(zhì)與丙烯腈共同混制成牛奶蛋白質(zhì)絲，這種合成絲若付于工業(yè)化生產(chǎn)能起到縮短成絲時(shí)間，增加產(chǎn)量的效果，但由于它采用的是動(dòng)物蛋白質(zhì)，故產(chǎn)品成本極高。
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、吸濕性、透氣性好的含有植物蛋白質(zhì)的合成絲，同時(shí)提供該合成絲的制造工藝流程。
達(dá)到上述目的的技術(shù)方案為這種植物蛋白質(zhì)合成絲，它的組分為植物蛋白質(zhì)和聚乙烯醇高分子聚合物，植物蛋白質(zhì)占總重量的23～55份，聚乙烯醇高分子聚合物占總重量的77～45份。
所述的植物蛋白質(zhì)是從大豆或花生或棉籽或油菜籽的粕中分離提取出的蛋白質(zhì)。
這種植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程包括加工成半成品中的程序和半成品之后期的冷卻、縮醛化、水洗、上油、烘干、卷曲、定型和切斷程序，其加工成半成品的工藝流程依次為從含有天然植物蛋白質(zhì)植物的粕中提取純分離蛋白質(zhì)；把提純后的分離蛋白再溶解成溶液，并濃縮到濃度為15～20％；把聚乙烯醇高分子聚合物溶解，成為濃度為15～20％的水溶液；把濃度為15～20％的分離蛋白質(zhì)溶液和15～20％的聚乙烯醇高分子聚合物溶液按配比混合并攪拌均勻制成紡絲原液；將紡絲原液進(jìn)行脫泡后進(jìn)入濕法紡絲機(jī)采用濕法紡絲；由紡絲噴帽中出來的絲進(jìn)入凝固浴液，經(jīng)過濕浴牽伸、烘干、干熱牽伸和熱定型程序。
把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶成溶液，應(yīng)采用PH值為8．5～12．5的堿性溶液，溶解時(shí)間3～8小時(shí)，溶解溫度40℃～100℃，溶解后的溶液應(yīng)濃縮至15～20％濃度的溶液；聚乙烯醇高分子聚合物的溶解溫度為98℃～130℃，溶解時(shí)間2～4小時(shí)，溶液濃度調(diào)至15％～20％；按配比混合后的蛋白質(zhì)溶液和聚乙烯醇高分子聚合物溶液，應(yīng)在95℃～100℃的溫度下攪拌1小時(shí)，制成粘度為34～180毫米2／秒的紡絲原液；紡絲原液在溫度為80℃～95℃，在常壓下靜置4～10小時(shí)進(jìn)行脫泡；經(jīng)脫泡后的紡絲原液在濕法紡絲時(shí)，噴絲速度為8～17米／分鐘，進(jìn)入的凝固浴液為鹽和酸的水溶液，其鹽含量為420～438克／升，酸含量為0．26～0．5克／升，浴液溫度為38℃～43℃；絲束在濕浴牽伸和干熱牽伸中的總牽伸倍數(shù)為4～9倍；在后期的縮醛化程序中醛化液溫度為65℃～70℃，縮醛化溶液為含有醛、酸和無水硫酸鈉的溶液；醛類含量為32～80克／升，酸含量為240～300克／升；無水硫酸鈉的含量為120～200克／升。
按本發(fā)明技術(shù)方案中所采用的植物蛋白和聚乙烯醇高分子聚合物所用比例，并按本發(fā)明中的制造工藝生產(chǎn)出的合成絲，其性能與蠶絲物理性能相近似。因此具有吸濕性和透氣性好的優(yōu)點(diǎn)，由于該種蛋白質(zhì)是一種植物蛋白，且從粕料中提取，故使產(chǎn)品成本大大降低，它又是采用工業(yè)化生產(chǎn)，與養(yǎng)蠶抄絲的制絲方法相比成絲時(shí)間將大大縮短。再加之產(chǎn)品的原料是以大豆、花生等含植物蛋白的粕料為主，因此改變了以往植物蛋白只可做食品的觀念，本發(fā)明對(duì)農(nóng)作物的深加工開辟了新的方向，因此它具有極大的社會(huì)效益。
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例做進(jìn)一步說明。


圖1為工藝流程圖。
實(shí)施例1取豆粕加入PH值為9～10的氫氧化鈉水溶液，粕料與上述溶液之比為1∶15，在溫度為30℃～35℃中浸泡4小時(shí)，然后用離心分離機(jī)將粕渣與浸提液分離；將氯化鈉加入浸提液中，調(diào)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)使分離蛋白質(zhì)沉淀，將沉淀出的分離蛋白質(zhì)加入水進(jìn)行水洗，移出上部清液，再次水洗，反復(fù)三次，將沉淀物再送入分離機(jī)脫水分離，使純蛋白質(zhì)收集儲(chǔ)存待用。
將制得的純蛋白質(zhì)再加PH值為9的氫氧化鈉溶液使其溶解，濃度達(dá)5％～7％，溶解溫度為40℃，溶解時(shí)間到1小時(shí)后，使其溫度上升10℃，依次類推每隔1小時(shí)上升10℃，溶解過程要調(diào)整溶液的PH值，每?jī)尚r(shí)上升一個(gè)PH值，整個(gè)溶解時(shí)間用6小時(shí)，而后將蛋白質(zhì)溶液打在另一容器內(nèi)冷卻、靜置后將溶液濃縮至16％～19％的濃度。
將聚乙烯醇高分子聚合物(PVA)加入水，在110℃的溫度下使其溶解，溶解時(shí)間3小時(shí)，溶解后調(diào)至濃度為18％～20％。
將上述兩種溶液按比例混和，其加入比例為蛋白質(zhì)溶液為40重量份，PVA為60重量份，在100℃溫度下攪拌1小時(shí)，制成粘度范圍為80～120毫米2／秒的紡絲原液，然后在溫度為80℃～85℃的溫度下常壓靜止7小時(shí)進(jìn)行脫泡；經(jīng)脫泡后的紡織原液經(jīng)再過濾后，進(jìn)入濕法紡絲機(jī)，采用濕法紡織，噴咀噴絲的速度為10米／分鐘，噴絲進(jìn)入凝固浴槽內(nèi)凝固浴液為硫酸鈉、硫酸和水的溶液，該浴液中含硫酸鈉量為429克／升，硫酸為0．35克／升，浴液溫度為40℃，經(jīng)過凝固后的絲束在空氣中進(jìn)行濕牽伸，牽伸率為2．2倍，經(jīng)濕牽后的絲束再進(jìn)入浴液槽內(nèi)做濕牽伸，槽內(nèi)浴液為含有硫酸鈉水溶液，該溶液中硫酸鈉含量為400克／升，溶液溫度為88℃，槽內(nèi)絲束濕牽伸率為1．7倍，濕牽伸后絲束進(jìn)入加熱烘干程序絲束表面溫度在一熱箱中為100℃，二熱箱內(nèi)為195℃，三熱箱內(nèi)為225℃，四熱箱內(nèi)為227℃，五熱箱內(nèi)為220℃，絲束在三熱箱與四熱箱之間進(jìn)行干熱牽伸，其牽引率為1．6倍，三次總牽伸達(dá)5．5倍，經(jīng)干熱牽伸后絲束的加工程序與其他纖維的加工程序相同，要進(jìn)行清洗縮醛化，但在本實(shí)施例中的縮醛化溫度應(yīng)為65℃～67℃，在該縮醛化的溶液中，其甲醛含量為32～50克／升，硫酸含量為240～260克／升，無水硫酸鈉含量為150～180克／升。經(jīng)縮醛化后的絲束再次清洗，而后經(jīng)上油、烘干、卷曲、定型和切斷為成品即可打包出廠。
實(shí)施例2在制取植物蛋白質(zhì)時(shí)，選用花生粕做原料，粕料中所加入堿性溶液PH值為10～11．5的氫氧化鉀水溶液，溫度為50℃～60℃，浸泡2．5小時(shí)，對(duì)沉淀的分離蛋白質(zhì)清洗時(shí)應(yīng)加入軟水。
對(duì)制出的純蛋白質(zhì)再次溶解，其濃度為7％～10％，溶解時(shí)所加入PH值為10的氫氧化鉀堿性水溶液，純蛋白質(zhì)的溶解濃度為8％～10％，溶解的初始溫度為50℃，每隔0．5小時(shí)上升6℃，溶液的PH值每隔0．5小時(shí)上升0．3個(gè)PH值，浸泡4小時(shí)，取出溶液，將溶液在負(fù)壓的情況下濃縮，其濃縮為濃度達(dá)17％～19％。
把濃縮后的蛋白質(zhì)溶液和PVA溶液按25和75的重量份配比，制成粘度為125～180毫米2／秒的紡絲原液，該原液在85℃～90℃常壓下靜止4～6小時(shí)，脫泡，而后采用濕法紡絲，噴絲速度為16米／分鐘，進(jìn)入第一浴槽，槽中凝固浴液為氯化鈉、鹽酸與水的溶液，浴液中氯化鈉含量為430克／升，鹽酸含量為0．26克／升，浴液溫度為38℃，第二浴槽中溫度為92℃。
絲束進(jìn)入加熱烘干程序絲束表面溫度在一熱箱中為130℃，二熱箱內(nèi)為220℃，三熱箱內(nèi)為227℃，四熱箱內(nèi)為235℃，五熱箱內(nèi)為220℃，在二熱箱與三熱箱之間進(jìn)行干熱牽伸。
絲束總牽伸倍數(shù)為8．5倍，分三次牽伸。
在縮醛化程序中，采用苯甲醛，鹽酸和無水硫酸鈉的混合液，其苯甲醛含量為70克／升，鹽酸為250～260克／升，無水硫酸鈉為180～200克／升。
其他工藝參數(shù)與加工順序與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3制取植物蛋白質(zhì)時(shí)，選用棉籽粕做原料，粕料中所加堿性溶液為PH值為8～9．5的氫氧化鈉水溶液，在溫度為35℃～55℃的溫度下浸泡4小時(shí)。
對(duì)制出的純蛋白質(zhì)再次溶解時(shí)，溶解濃度為10％～12％，溶液在負(fù)壓的情況下濃縮至濃度為18％～20％。
濃縮后蛋白質(zhì)溶液和PVA溶液按23和77的重量份配比，制成粘度為34～85毫米2／秒的紡絲原液，該原液在90℃～95℃的常壓下靜置6～8小時(shí)脫泡，而后采用濕法紡絲，噴絲速度為17米／分鐘；第一次進(jìn)入的浴槽中凝固浴液為氯化鈉和硫酸的溶液，凝固浴液中氯化鈉含量為438克／升，硫酸為0．5克／升，浴液溫度為43℃，第二次進(jìn)入浴槽內(nèi)，浴液溫度為90℃。
絲束總牽伸倍數(shù)為6倍。
絲束表面溫度在一熱箱中溫度為120℃，二熱箱為210℃，三熱箱為226℃，四熱箱為230℃，五熱箱為220℃，在二熱箱與三熱箱之間有一次干熱牽伸，其牽伸倍數(shù)為2倍，濕牽伸每次牽伸為2倍。
在后期的縮醛化程序中，縮醛化液為含戊二醛、硫酸和無水硫酸鈉的溶液，溶液中它們的含量分別為70～克／升、280～300克／升和160～180克／升，其他工藝參數(shù)與加工順序與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4在制取植物蛋白質(zhì)時(shí)選用油菜籽粕，用常規(guī)方法制取純的分離蛋白質(zhì)。
對(duì)純蛋白質(zhì)再次溶解時(shí)初始溫度為40，溶液的PH值為8．5，每隔1小時(shí)溫度上升7．5℃，溶液的PH值每隔2小時(shí)上升1個(gè)值，溶解時(shí)間為8個(gè)小時(shí)；溶液濃度為7％～8％，濃縮至15％～17％。
濃縮后的蛋白質(zhì)溶液和PVA溶液以55和45重量份配比，制成粘度為120～160毫米2／秒的紡絲原液；該原液在溫度為80℃～85℃常壓下靜置8～10小時(shí)脫泡，而后采用濕法紡絲，噴絲速度為8米／分鐘；進(jìn)入第一浴槽，槽內(nèi)凝固浴液為含硫酸胺和硫酸的溶液，凝固浴液中含硫酸胺為425克／升，硫酸的含量為0．4克／升，浴液溫度為42℃，而后進(jìn)入第二浴槽，浴槽溫度為89℃。
絲束三次牽伸總倍數(shù)為9倍，每次牽伸3倍。
縮醛化程序中，縮醛化液為苯甲醛，硫酸和無水硫酸鈉的溶液，其含量分別為35～49克／升、260～270克／升、120～150克／升。
其他工藝程序、技術(shù)參數(shù)及加入原料同實(shí)施例2。
實(shí)施例5用常規(guī)法分別從大豆、花生、棉籽、油菜籽的粕中分離提取出蛋白質(zhì)。
將以上四種蛋白質(zhì)混合，按實(shí)施例1中再溶解方法進(jìn)行再次溶解。
蛋白質(zhì)與PVA以31和69重量份配比，噴絲速度為14米／分鐘。
凝固浴液為含硫酸鈉、氯化鈉和硫酸胺與硫酸的溶液，其中三種鹽含量的總和為460克／升，硫酸含量為0．48克／升。
絲束總牽伸倍數(shù)為4倍，其中干牽伸1倍，其他兩次各牽伸1．5倍，其他工藝程序、技術(shù)參數(shù)數(shù)與加入原料等均與實(shí)施例4相同。
在本發(fā)明中，還可采用任意兩種或三種粕料提出的植物蛋白質(zhì)混合后做原料制取合成絲，這些均在保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1．一種植物蛋白質(zhì)合成絲，其特征在于它的組分為植物蛋白質(zhì)和聚乙烯醇高分子聚合物，植物蛋白質(zhì)占總重量的23～55份，聚乙烯醇高分子聚合物占總重量的77～45份。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物蛋白質(zhì)合成絲，其特征在于所述的植物蛋白質(zhì)是從大豆或花生或棉籽或油菜籽的粕中分離提取出的蛋白質(zhì)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程包括加工成半成品中的程序和半成品之后期的冷卻、縮醛化、水洗、上油、烘干、卷曲、定型和切斷程序，其特征在于加工成半成品的工藝流程依次為a、從含有天然植物蛋白質(zhì)植物的粕中提取純分離蛋白質(zhì)；b、把提純后的分離蛋白再溶解成溶液，并濃縮到濃度為15～20％；c、把聚乙烯醇高分子聚合物溶解，成為濃度為15～20％的水溶液；d、把濃度為15～20％的分離蛋白質(zhì)溶液和15～20％的聚乙烯醇高分子聚合物溶液按配比混合并攪拌均勻制成紡絲原液；e、將紡絲原液進(jìn)行脫泡后進(jìn)入濕法紡絲機(jī)采用濕法紡絲；f、由紡絲噴帽中出來的絲進(jìn)入凝固浴液，經(jīng)過濕浴牽伸、烘干、干熱牽伸和熱定型程序。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造工藝流程，其特征在于a、把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶成溶液，應(yīng)采用PH值為8．5～12．5的堿性溶液，溶解時(shí)間3～8小時(shí)，溶解溫度40℃～100℃，溶解后的溶液應(yīng)濃縮至15～20％濃度的溶液；b、聚乙烯醇高分子聚合物的溶解溫度為98℃～130℃，溶解時(shí)間2～4小時(shí)，溶液濃度調(diào)至15％～20％；c、按配比混合后的蛋白質(zhì)溶液和聚乙烯醇高分子聚合物溶液，應(yīng)在95℃～100℃的溫度下攪拌1小時(shí)，制成粘度為34～180毫米2／秒的紡絲原液；d、紡絲原液在溫度為80℃～95℃，在常壓下靜置4～10小時(shí)進(jìn)行脫泡；e、經(jīng)脫泡后的紡絲原液在濕法紡絲時(shí)，噴絲速度為8～17米／分鐘，進(jìn)入的凝固浴液為鹽和酸的水溶液，其鹽含量為420～438克／升，酸含量為0．26～0．5克／升，浴液溫度為38℃～43℃；f、絲束在濕浴牽伸和干熱牽伸中的總牽伸倍數(shù)為4～9倍；g、在后期的縮醛化程序中醛化液溫度為65℃～70℃，縮醛化溶液為含有醛、酸和無水硫酸鈉的溶液；醛類含量為32～80克／升，酸含量為240～300克／升；無水硫酸鈉的含量為120～200克／升。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程，其特征在于把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶解成溶液時(shí)初始溫度為40℃～45℃，PH值為8．5～9，每隔1小時(shí)使溫度上升8℃～12℃，PH值每隔2小時(shí)上升1～1．5個(gè)值，溶解時(shí)間為6～8小時(shí)，再溶解的蛋白質(zhì)溶液采用負(fù)壓濃縮。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程，其特征在于a、所述的把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶解所用的堿性溶液為含有氫氧化鈉的溶液；b、所述的凝固浴液中的鹽為硫酸鈉，酸為硫酸；c、縮醛化所用溶液中醛為甲醛、酸為硫酸的溶液。
7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程，其特征在于a、所述的把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶解所用的堿性溶液為含有氫氧化鉀的溶液；b、凝固浴液中的鹽為氯化鈉，酸為鹽酸；c、縮醛化所用溶液中醛為苯甲醛，酸為鹽酸。
8．根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程，其特征在于a、所述的把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶解所用的堿性溶液為含有氫氧化鈉的溶液；b、所述的凝固浴液中的鹽為硫酸胺，酸為鹽酸；c、縮醛化中所用醛類為戊二醛，酸為硫酸。
9．根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物蛋白質(zhì)合成絲的制造工藝流程，其特征在于a、所述的把提純后的分離蛋白質(zhì)再溶解所用的堿性溶液為含有氫氧化鉀的溶液；b、所述的疑固浴液中的鹽為硫酸鈉、氯化鈉和硫酸胺三者的混合，酸為硫酸；c、縮醛化中所用醛類為苯甲醛。
全文摘要
一種植物蛋白質(zhì)合成絲,它由植物蛋白質(zhì)和聚乙烯醇高分子聚合物組成,兩者含量分別為23～55份和77～45份,這兩種物質(zhì)的溶液經(jīng)混合制成紡絲原液,經(jīng)脫泡采用濕法紡絲,紡出的絲束再經(jīng)濕浴牽伸、烘干、干熱牽伸和熱定型等一系列工序后成為產(chǎn)品,這種合成絲物理性能與蠶絲相近似,具有良好的吸濕性和透氣性,本發(fā)明將為農(nóng)作物的深加工開辟新的方向,具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)D01F8/00GK1286325SQ9911663
公開日2001年3月7日 申請(qǐng)日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者李官奇 申請(qǐng)人:李官奇