一种奶酪蛋白纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种奶酪蛋白纤维及其制备方法，属于功能性纤维素纤维制备领域。以奶酪蛋白液和粘胶纺丝液为原料，经共混、纺丝、凝固、固化及后处理所制得；其中，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质质量为粘胶纺丝液中甲纤质量的2

【技术实现步骤摘要】
一种奶酪蛋白纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种奶酪蛋白纤维及其制备方法，属于功能性纤维素纤维制备领域。

技术介绍

[0002]奶酪蛋白是哺乳动物（包括牛、羊和人）奶中的主要蛋白质，其中，牛奶中的蛋白质主要以奶酪蛋白（Casein）为主，奶酪蛋白来源充分，价格适宜。奶酪蛋白是一种大型、坚硬、致密、极困难消化分解的凝乳，由于奶酪蛋白中含多种生物活性肽，而具有天然的抑菌功能。此外，奶酪蛋白中由十余种氨基酸物质组成的活性肽可快速激活表皮细胞，为皮肤补充营养成分，呵护滋润肌肤。
[0003]再生纤维素纤维是以天然纤维素（棉、麻、竹子、树、灌木等）为原料的可降解材料，纤维素分子活泼的羟基，与其他分子在不同生产环节进行接枝共聚，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。
[0004]将奶酪蛋白和粘胶纺丝液混合后制备新型纤维，其为用于纺织领域中的一种新应用，所获得的奶酪蛋白纤维具有丝的光滑、暖感，也有抗菌、消臭等功能。这既扩大了奶酪蛋白质的应用领域，又为纺织原料增加了更多的选择，为消费者带来更多的产品选择。
[0005]现有技术CN1189604C中公开“牛奶酪蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维浆液合成的改进工艺”，提供了一种可简化氯化锌溶剂的回收工序、可降低成本、减少环境污染的牛奶酪蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维浆液合成的改进工艺。CN1804160公开“一种功能性纤维”，由奶酪蛋 白质、高分子聚合物和含金属元素的物质组成。CN1179439中公开“改进的牛奶酪蛋白纤维浆液的合成工艺”，其寻找一个更好的适合于氯化 锌水溶液的引发剂体系，对牛奶酪蛋白纤维的合成工艺是一个很重要的课题。CN1297698C中公开“一种含有蛋白质的功能性纤维”，它由蛋白质、高分子聚合物和金属酶组成，其中蛋白质占总量的A份，高分子聚合物占总量的B份，金属酶占总量的C份，则：1≤A≤67，10≤B<99，0。CN1354291中公开“豆奶复合纤维及其制造方法”，其中，豆奶复合纤维由按重量百分比大豆蛋白和牛奶蛋白20
‑
50%(大豆蛋白和牛奶蛋白的配合比例为：按重量百分比，大豆蛋白占30
‑
70，牛奶蛋白占30
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70)、聚乙烯醇50
‑
80%组成。制造方法是：(1)大豆蛋白和牛奶蛋白按一定比例混合，溶解于pH为9
‑
13.5的NaOH溶液中，使豆奶蛋白含量为10
‑
20%；(2)聚乙烯醇经水洗后溶解，配成10
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20%的水溶液；(3)将豆奶蛋白溶液与聚乙烯醇溶液，按豆奶蛋白20
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50%、聚乙烯醇50
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80%的比例混合，并加入氧化
‑
还原体系引发剂，引发接技共聚，制成纺丝溶液；(4)用维尼纶生产设备和工艺湿法纺丝。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决现有技术问题，而提出了一种奶酪蛋白纤维及其制备方法。在本技术方案中，以奶酪蛋白液和粘胶纺丝液为原料，采用现有成熟的纺丝技术，得到手感柔软细腻、抗菌性能的奶酪蛋白纤维，为消费者提供更多的纺织品种类选择；此外，结合原料及助剂等特性，基于经济、环保等要求，提供一种相配合的制备工艺，实现功能纤维的稳定性
生产等。
[0007]但由于奶酪蛋白纤维的强力较低，故本技术方案对酪蛋白进行改性，将改性后酪蛋白与粘胶纺丝液混合，以此，获得强力更好的纤维。所制备的奶酪蛋白纤维中含有大量的氨基、羧基、羟基等亲水基团，使得织物具有良好的导湿透气性，同时，这些基团对汗液中的氨、醋酸、异戊酸等酸碱性气味具有良好的中和吸附作用，可保持肌肤清洁卫生，消除肌肤异味。
[0008]为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种奶酪蛋白纤维，以奶酪蛋白液和粘胶纺丝液为原料，经共混、纺丝、凝固、固化及后处理所制得；其中，在共混时，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质质量为粘胶纺丝液中甲纤质量的2
‑
40%；所述奶酪蛋白纤维的成品指标是：干断裂强度≥2.06 cN/dtex，湿断裂强度≥ 1.00cN/dtex，干断裂伸长率17
±
2.5%，蛋白含量≥1.8%。
[0009]优选的，所述粘胶纺丝液中甲纤含量为8.5
‑
9.2%，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质含量为8
‑
40%。
[0010]一种奶酪蛋白纤维的制备方法，包括如下步骤：1）奶酪蛋白改性将奶酪蛋白溶解于pH为9
‑
13的氢氧化钠溶液中，在50
‑
80℃恒温条件下，用磁力搅拌器搅拌0.5
‑
2h，使奶酪蛋白完全溶解，得到奶酪蛋白浓度为10
‑
40%的奶酪蛋白
‑
氢氧化钠溶液，采用pH为7的磷酸缓冲液将奶酪蛋白
‑
氢氧化钠溶液的pH调至9， 然后，缓慢加入3U/g的转谷氨酰胺酶，转谷氨酰胺酶将大分子酪蛋白剪切为小分子的酪蛋白，即对酪蛋白的凝胶特性、乳化性、热稳定性等功能性质发生改变，从而后续对酪蛋白纤维进行生物改性，以改善其力学性能，最终得改性奶酪蛋白溶液；2）奶酪蛋白液制备向所得的改性奶酪蛋白溶液中缓慢加入助剂，其中，助剂加入量为改性奶酪蛋白溶液总重量的0.5
‑
2%，得奶酪蛋白混合液；助剂为烷基二甲基铵盐、烷基二甲基亚苄基盐、二烷基季铵盐、四烷基季铵盐的一种或几种，该助剂不仅改变表面活性，而且实现改性，保证纤维具有柔软、抗静电、杀菌、抗黄变性等。且用量少，效果好，配制方便，配伍性好，具有极高的性价比。
[0011]其中，所得的奶酪蛋白混合液中奶酪蛋白质质量分数8
‑
40%，向奶酪蛋白混合液中加入奶酪蛋白混合液总重量的上0.04
‑
1.5%的海藻酸钠，采用磁力搅拌器搅拌，混合均匀，得到纺丝前奶酪蛋白液；海藻酸钠的质量占比设置，保证奶酪蛋白进行有效交联，比如：海藻酸钠过少，则无法实现交联作用；海藻酸钠过多，则会使奶酪蛋白过于交联反应，进而影响后续工序及产品质量。此处，海藻酸钠具有增稠剂和稳定剂的作用，使奶酪蛋白混合液具有一定的粘度，同时防止无粘感和僵硬感，并在搅拌时有粘性。
[0012]3）共混将所得的纺丝前奶酪蛋白液与粘胶纺丝液分别脱泡后，静态混合，再脱泡，得共混液；在静态混合中，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质质量为粘胶纺丝液中甲纤质量的2
‑
40%；
4）纺丝采用二浴湿法纺丝；经供胶管路将共混液送入至纺丝机，由计量泵定量送入，采用烛形滤器滤去粒子杂质后，由曲管送入喷丝头组件，共混液在压力下，通过喷丝孔，形成粘胶细流；5）凝固与固化凝固：将粘胶细流在凝固浴中凝固成型，得初生丝条；其中，凝固浴包括250
‑
360g/L硫酸钠、80
‑
130g/L硫酸、6
‑
30g/L硫酸锌，凝固浴与粘胶细流的比重为1.25
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种奶酪蛋白纤维，其特征在于，以纺丝前奶酪蛋白液和粘胶纺丝液为原料，经共混、纺丝、凝固、固化及后处理所制得；其中，在共混时，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质质量为粘胶纺丝液中甲纤质量的2
‑
40%；所述奶酪蛋白纤维的成品指标是：干断裂强度≥2.06cN/dtex，湿断裂强度≥ 1.00cN/dtex，干断裂伸长率17
±
2.5%，蛋白含量≥1.8%。2.根据权利要求1所述的奶酪蛋白纤维，其特征在于，所述粘胶纺丝液中甲纤含量为8.5
‑
9.2%，纺丝前奶酪蛋白液中蛋白质含量为8
‑
40%。3.一种奶酪蛋白纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）奶酪蛋白改性将奶酪蛋白溶解于pH为9
‑
13的氢氧化钠溶液中，得到奶酪蛋白浓度为10
‑
40%的奶酪蛋白
‑
氢氧化钠溶液，然后，调pH值为9；再缓慢加入3U/g的转谷氨酰胺酶，得改性奶酪蛋白溶液；2）奶酪蛋白液制备向所得的改性奶酪蛋白溶液中缓慢加入助剂，其中，助剂加入量为改性奶酪蛋白溶液总重量的0.5
‑
2%，得奶酪蛋白混合液；其中，所得的奶酪蛋白混合液中奶酪蛋白质质量分数8
‑
40%，向奶酪蛋白混合液中加入奶酪蛋白混合液总重量的0.04
‑
1.5%的海藻酸钠，搅拌，混合均匀，得到纺丝前奶酪蛋白液；3）共混将所得的纺丝前奶酪蛋白液与粘胶纺丝液分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志远，黄金洪，张静，
申请(专利权)人：宜宾惠美纤维新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：