再生蛋白质纤维及其制造方法技术

再生角蛋白纤维是以毛发角蛋白为原料。制造方法是：经净化、漂白后的毛发用５－８ｍｏｌ／Ｌ的尿素溶液，在二硫键阻断剂巯基乙酸或巯基乙醇存在下进行溶解，用中空纤维或半透膜渗析除去低分子量试剂，制成可纺性溶液，其中角蛋白重量百分比含量为１０－３０％；用湿法纺丝并牵伸４－８倍制成再生蛋白质纤维。本发明专利技术的特点是原料来源广、成本低，产品易自然降解，是一种绿色环保型产品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用毛发角蛋白制造再生蛋白质纤维的方法。利用天然蛋白质制造再生蛋白质纤维，是化学纤维领域一直寻求解决的问题。但目前成功的实例很少，且多是蛋白质与合成高分子材料的复合纤维。例如一个成功的实例是日本东洋纺公司开发的叫做“ツノン”(欣侬)纤维的牛奶蛋白丝，是由约40wt％的牛奶酪蛋白和60wt％的丙烯腈共聚的复合纤维。在我国已公开专利，如申请号95111366.6、96116532.4、94114071.7中分别提供了以蚕蛹蛋白、牛奶蛋白、蚕丝蛋白和大豆蛋白与合成高分子原料丙烯腈、丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇的共混、共聚复合纤维的制造方法。上述蛋白质纤维的共同特点是蛋白质含量为20-40％，高分子合成材料含量为60-80％。从纤维结构上看，高分子合成材料是连续相，构成纤维的骨架，而蛋白质是分散相，用来改善合成纤维的吸湿性和染色性等性能，属于蛋白质复合纤维。本领域中也有用纯天然蛋白质再造蛋白质纤维的实例，如我国以公开专利“丝蛋白的可纺纤维溶液”(申请号93102069.7)，是利用蚕丝作为原料再造蛋白质纤维。由于蚕丝本身是优良的天然蛋白质纤维，其残、废料很少，原料来源会受到极大的限制。本专利技术提供一种以毛发角蛋白为原料，再造蛋白质纤维的方法。可利用动物毛(如猪毛、马毛、牛毛、羊毛等)、禽类羽毛和人发为原料。原料价值低，来源广。制造的纤维由100％的蛋白质组成，不含合成高分子成分。用于合成纤维的高分子材料，必须具有成纤高聚物的特点，即分子结构是线形高分子，且侧链基团较小或较少，以利于高分子形成有序的结晶区。而毛发本身就是天然的纤维原料，其角蛋白分子具备再生为蛋白质纤维的条件。本专利技术涉及的制造再生角蛋白纤维的方法包括(1)、毛发除杂净化；(2)、毛发漂白；(3)、角蛋白溶解提纯；(4)、用湿法纺丝制成再生蛋白质长丝或短纤维。首先对原料毛发进行净化是必要的。先用人工挑选或机械筛选，除去毛发中的沙石、金属及较大的植物性杂质；切断成3-5毫米；再用洗涤剂溶液在40-60℃条件下，按毛发与溶液重量比1∶15至1∶20混合，搅拌洗涤30-60分钟；过滤出毛发，水洗后甩干，得净化的毛发。工业生产中可使用毛纺行业已知的除杂、炭化工艺进行处理。净化后的毛发可利用毛纺行业已知的氧化还原漂白原理进行漂白处理。将处理后的毛发加入反应容器中，按重量比1∶10至1∶20加入5-8mol/L的尿素溶液，再加入阴离子表面活性剂、含硫有机化合物，在隔绝空气、20-100℃条件下不断搅拌或超声波振荡，反应1至4小时，角蛋白分子中的二硫键、盐式键打开，使毛发角蛋白溶解。阴离子表面活性剂可选用十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，其用量为1-5g/L；含硫有机化合物可选用巯基乙醇、硫醇、巯基乙酸，其用量为5-10g/L。用50、200、200、50目的四层不锈钢网对角蛋白溶液进行过滤，滤液用切割分子量为10000的中空纤维或半透膜进行渗析，除去可溶性的低分子量的试剂，制得无色透明的角蛋白质水溶液。将角蛋白溶液，送入反应釜，在60-80℃下减压脱水，调整蛋白质溶液的重量百分比浓度为10-30％，再进行过滤送入脱泡釜，静止并保持温度60-80℃，脱泡4-10小时，制成可纺性的纺丝溶液。上述过程中的过滤，在小规模实验时，可使用烛形滤器或碟形滤器；工业生产时使用板框式压滤机。其过滤材料使用三层维纶单面绒和一层细棉布。脱泡后的纺丝溶液，可利用合成纤维领域已知的纺丝方法和设备进行纺丝、牵伸、干燥定型制成角蛋白长丝或短纤维。例如这些方法包括湿纺、干喷湿纺和干纺。但最好用的是湿纺，在这些方法中它是较简单的。湿纺所使用的凝固剂可选用Na2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、ZnSO4、H2SO4及无水乙醇和甲醇。在一种湿纺方法中，使用由NaSO4、ZnSO4、H2SO4的水溶液中构成的凝固浴流体。其中各成份含量为NaSO4400-430克/升；ZnSO43-10克/升、H2SO4(调整酸度)0.2-0.5克/升。凝固浴温度为40-46℃。初生纤维拉伸4-8倍，再经漂白、水洗、干燥制成再生蛋白质纤维。当选用白色的动物毛做原料时，可对原料进行漂白，生产出白色的蛋白纤维；当使用棕色或黑色等毛发时，可不进行漂色处理，生成的纤维中含有天然色素，而直接生产出黄棕色或灰黑色的含有天然色素的绿色环保型有色纤维。本专利技术的特点是原料价格低廉、来源广泛；生成的纤维由100％蛋白质构成，具有良好的吸湿、透气性和染色性；穿着舒适滑爽，亲肤性好，对皮肤无刺激；易自然降解，有利于环境保护，使用的方法简单，生产成本低；可生产含天然色素的绿色环保型纤维；选用不同的合成纤维生产设备可生产出不同规格的短纤维和长丝，短纤维近似于羊绒，长丝近似于蚕丝，即可混纺也可纯纺生产内衣面料和外衣面料；在制备纺丝原液时，若接枝杀菌药物(如5-硝基呋喃丙烯醛)，即可生产出具有杀菌除臭性能的功能性纤维。下面的实例将进一步描述本专利技术，但不能认为是限定专利技术的范围。在这些实例中，份量和百分比是以重量计，除非有另外的说明。实例一1、毛发进行净化原料选用白色羊毛，人工挑选除去毛发中的沙石、金属及较大的植物性杂质；切断成3-5毫米；用5-10％的纯碱溶液在50-55℃条件下，按毛发与纯碱溶液重量比1∶20混合，搅拌洗涤30-60分钟(净洗剂的用量和洗涤时间据毛发所含油污的程度而定)；过滤出毛发，水洗后甩干，得净化的毛发。2、漂白处理漂白程序如下H2O2(30％) 9g/L稳定剂MJ-H5g/L氨水 调PH＝10浴比 1∶20自室温选择微波加热功率，控制在2-3℃/min，升温至75℃，保持20min，然后水洗、甩干。3、制备纺丝原液将处理后的毛发加入反应釜中，按重量比1∶10加入6mol/L的尿素溶液，再加入十二烷基磺酸钠5g/L、巯基乙醇8g/L，在隔绝空气、50-55℃条件下不断搅拌，反应4小时，使毛发角蛋白溶解。用50、200、200、50目的四层不锈钢网进行过滤，滤液用半透膜进行渗析20小时，除去可溶性的低分子量的试剂，制得无色透明的角蛋白水溶液。将角蛋白溶液加入反应釜，在60-80℃下减压脱水，调整蛋白质溶液的重量百分比浓度为15-16％，再使用三层维纶单面绒和一层细棉布进行过滤送入脱泡釜，静止并保持温度80℃，脱泡10小时，制成可纺性的纺丝溶液。4、纺丝脱泡后的纺丝溶液，可利用合成纤维领域已知的湿纺方法和设备进行纺丝。所使用的凝固浴组成为Na2SO4416g/L、ZnSO45g/、H2SO40.5g/L。凝固浴温度为43-45℃。初生纤维总拉伸6倍，分两次进行，先冷拉伸3倍，再用70-80℃的热风加热拉伸2倍。再经水洗、干燥制成再造蛋白质纤维。实例二1、毛发进行净化原料选用有色混合毛发，人工挑选除去毛发中的沙石、金属及较大的植物性杂质；切断成3-5毫米；用“洗毛静”溶液在50-55℃条件下，按毛发与溶液重量比1∶20混合，搅拌洗涤30-60分钟(净洗剂的用量和洗涤时间据毛发所含油污的程度而定)；过滤出毛发，水洗后甩干，得净化的毛发。2、漂白处理漂白程序如下a、前处理FeSO45-10g/L吐酒石 2g/LNaCl 20g/L浴比 1∶20在60℃处理20-30分钟，再用冷水冲洗、脱水。本文档来自技高网...

【技术保护点】
再生蛋白质纤维，其特征在于：它的成分为１００％角蛋白质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福库，
申请(专利权)人：陈福库，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]