人造多肽纤维及其制造方法技术

本发明专利技术的人造多肽纤维为以多肽为主成分的人造纤维，其应力为350MPa以上、韧性为138MJ/m3以上。本发明专利技术的人造多肽纤维的制造方法中，所述人造多肽纤维是通过将含有天然型蛛丝蛋白来源的多肽的纺丝液（6）纺丝，进行至少两阶段的拉伸而得到的，其中，所述至少两阶段的拉伸包括湿热下的第一阶段拉伸（3）和干热下的第二阶段拉伸（4）。由此，本发明专利技术提供应力和断裂伸长率适度、韧性高的人造多肽纤维及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本专利技术涉及合成蛋白纤维的一种即。
技术介绍
蛛丝纤维已知是具有高强度和韧性的纤维，其比高强度钢、尼龙6纤维、芳纶纤维、碳纤维等具有更高的强度和韧性。而且，还具有不以石油为原料、可将原料生物质化的优点。关于人工蛛丝纤维，也提出了一些技术方案。例如，专利文献I中提出了将合成蛋白纺丝溶液以5?10 μ 1/min的速度从纺丝头挤出到由90%甲醇构成的凝固浴中制成纤维的方案。专利文献2中提出了具有Iym以上的直径和5mm以上的长度、且具有200MPa或200MPa以上的抗拉强度的纤维。非专利文献I中公开了在甲醇浴和水浴中以5倍的拉伸倍率进行拉伸而得到的强度为1.91?2.26g/d、伸长率为43.4?59.6%的拉伸丝。非专利文献2中公开了通过将拉伸倍率设定为5倍而得到的应力为600MPa、伸长率为25%的拉伸丝。非专利文献3中公开了使其在蒸汽中滞留5分钟、拉伸至5倍而得到的应力为280?350MPa、伸长率为30?40%的拉伸丝。但是，以往的人造多肽纤维的韧性还不充分，期望有具有更高应力的强韧的纤维。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2004-503204号公报专利文献2:日本特表2009-521921号公报非专利文献非专利文献1:Anthoula Lazaris, et.al., “Spider Silk Fiber Spun fromSoluble Recombinant Silk Produced in Mammalian Cells，，, Science, 295, p472, 2002 年I月18日非专利文献 2:Xiao_XiaXia, et.al.,，，Native-sized recombinant spider silkprotein produced in metabolically engineered Escherichia coil results in astrong fiber”，PNAS, vol.107，N0.32，pl4059_14063，2010 年 8 月 10 日非专利文献3:Μ.Elice, et.al., “Bioinspired Fibers Follow the Track ofNatural Spider Silk”，Macromolecules, Vol.44, N0.5,pll66_1176,2011 年 4 月 2 日
技术实现思路
专利技术所要解决的课题为了解决上述以往的问题，本专利技术提供应力和韧性高的。用于解决课题的手段本专利技术的人造多肽纤维的特征在于，其为以多肽为主成分的人造纤维，其应力为350MPa以上、韧性为138MJ/m3以上。本专利技术的人造多肽纤维的制造方法的特征在于，所述人造多肽纤维是通过将含有天然型蛛丝蛋白(spider silk proteins)来源的多肽的纺丝液纺丝、并至少进行两阶段的拉伸而得到的，其中，所述至少两阶段的拉伸包括湿热下的第一阶段拉伸和干热下的第二阶段拉伸。专利技术效果本专利技术通过将由人造多肽构成的未拉伸纤维在湿热和干式加热的至少两阶段下进行拉伸，从而能够提供应力和韧性高的。即，能够实现应力为350MPa以上、韧性为138MJ/m3以上的人造多肽纤维。当应力高、韧性高时，对于与金属、树脂、橡胶等的复合材料来说是有利的。【附图说明】图1是表示本专利技术的一个实施例的制造工序的说明图。图2A-B是表示本专利技术的另一实施例的制造工序的说明图，图2A表示纺丝工序-第一阶段拉伸工序、图2B表示第二阶段拉伸工序。图3是本专利技术的实施例1中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图4是本专利技术的实施例2中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图5是本专利技术的实施例3中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图6是本专利技术的实施例4中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图7是本专利技术的实施例5中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图8是比较例I中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。图9是比较例2中得到的纤维的应力-变位(变形)曲线。【具体实施方式】(I)多肽本专利技术的人造多肽纤维以多肽为主成分。本专利技术中，主成分是指含有80质量％以上，更优选含有90质量％以上，进一步优选含有95质量％以上。需要说明的是，本专利技术的人造多肽纤维在不损害本专利技术效果的范围内还可以含有除多肽以外的其它成分。本专利技术中，作为原料，优选使用天然型蛛丝蛋白来源的多肽。天然型蛛丝蛋白来源的多肽包括天然型蛛丝蛋白的突变体、类似物或衍生物等。所述多肽只要是天然型蛛丝蛋白来源的即可，没有特殊限定。所述多肽从强韧性优异的观点出发，优选为由蜘蛛的大壶状腺产生的大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽。作为所述大吐丝管拖丝蛋白，可列举出Nephila clavipes来源的大壶状腺丝蛋白(spidroin) MaSp1、MaSp2、Araneus diadematus 来源的 ADF3、ADF4 等。所述大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽包括大吐丝管拖丝蛋白的突变体、类似物或衍生物等。作为所述大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽，可列举出包含2个以上、优选5个以上、更优选10个以上的式1:REP1-REP2 (I)所示的氨基酸序列的单元的多肽。或者，所述大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽也可以为下述多肽:包含式1:REP1-REP2 (I)所示的氨基酸序列的单元、且C末端序列为序列编号I?3中的任一个所示的氨基酸序列或与序列编号I?3中任一个所示的氨基酸序列具有90%以上的同源性的氨基酸序列。需要说明的是，所述大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽中，式(I):REP1-REP2 (I)所示的氨基酸序列的单元可以相同也可以不同。这里，[REP1-REP2 (I)]所示的氨基酸序列的单元不同包括REPl不同的情况、REP2不同的情况、REPl和REP2的任一个均不同的情况。上述大吐丝管拖丝蛋白来源的多肽在以大肠杆菌等微生物为宿主进行重组蛋白生产时，从生产率的观点出发，分子量优选为300kDa以下、更优选为200kDa以下、进一步优选为150kDa以下。所述式(I)中，REPl为选自丙氨酸和甘氨酸中的至少一种氨基酸连续地排列2?20个残基、更优选3?16个残基、进一步优选4?12个残基、最优选5?8个残基的氨基酸序列。所述式(I)中，REP2为由2?200个残基、更优选10?150个残基、进一步优选20?100个残基、最优选20?75个残基的氨基酸构成的氨基酸序列，且所述氨基酸序列中所含的甘氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸的总残基数相对于氨基酸残基数整体为40%以上、优选为60%以上、更优选为70%以上。大吐丝管拖丝中，上述REPl相当于纤维内形成结晶β折叠的结晶区域，上述REP2相当于纤维内更具有柔软性且大部分缺乏整齐排列结构的无定型区域。并且，上述[REP1-REP2]相当于由结晶区域和无定型区域构成的重复区域(反复序列)，该[REP1-REP2]为拖丝蛋白的特征性序列。序列编号I所示的氨基酸序列与由ADF3 (G1: 1263287、NCBI)的氨基酸序列的C末端的50个残基的氨基酸构成的氨基酸序列相同，序列编号2所示的氨基酸序列与从序列编号I所示的氨基酸序列的C末端去除了 20个残基后的氨基酸序列相同，序列编号3所示的氨基酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 JP 2011-1236471.一种人造多肽纤维，其特征在于，其是以多肽为主成分的人造纤维，其应力为350MPa以上、韧性为138MJ/m3以上。2.根据权利要求1所述的人造多肽纤维，其中，所述多肽为天然型蛛丝蛋白来源的多肽，其包含式1:REP1-REP2 (I)所示的氨基酸序列的单元，所述式(I)中，REPl为选自丙氨酸和甘氨酸中的至少一种氨基酸连续地排列2?20个残基的氨基酸序列；REP2为由2?200个残基的氨基酸构成的氨基酸序列，且所述氨基酸序列中所含的甘氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸的总残基数相对于氨基酸残基数整体为40%以上。3.根据权利要求2所述的人造多肽纤维，其中，所述多肽是C末端序列为序列编号I?3中的任一个所示的氨基酸序列或与序列编号I?3中的任一个所示的氨基酸序列具有90%以上的同源性的氨基酸序列的多肽。4.根据权利要求1?3中任一项所述的人造多肽纤维，其中，所述纤维的韧性为170MJ/m3 以上。5.根据权利要求1?4中任一项所述的人造多肽纤维，其中，所述纤维的韧性为240MJ/m3 以上。6.根据权利要求1?5中任一项所述的人造多肽纤维，其中，所述纤维的应力为590MPa 以上。7.根据权利要求1?6中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：关山和秀，关山香里，石川瑞季，佐藤凉太，村田真也，
申请(专利权)人：丝芭博株式会社，
类型：
国别省市：