一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法及设备制作方法

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本发明涉及一种纤维的生产方法，更具体而言是涉及一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法

本发明的目的在于解决上述现有技术之缺陷，本发明的主要目的是提供一种适合工业化生产且性能优良，健康舒适的再生蚕丝蛋白纤维的生产方法本发明采取的技术方案如下，一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、制备再生蚕丝蛋白粉将蚕丝原料洗涤后烘干，然后将上述蚕丝原料放入浓度3-5^的碱液中，60-7(TC温度下水解3-5小时，水解完过滤，得再生蚕丝蛋白原液，将再生蚕丝蛋白原液烘干制得再生蚕丝蛋白粉；(2)、制备再生蚕丝蛋白纤维将步骤1制得再生蚕丝蛋白粉加水搅拌得到再生蚕丝蛋白饱和液；将再生蚕丝蛋白饱和液再生胶原液助剂按10-50%85-45%5%的比例混合，混合均匀后湿法纺丝制得再生蚕丝蛋白纤维本发明的进一步设置为蚕丝原料选择蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等不可纺的蛋白质材料的任意一种或几种蚕丝原料水解时，蚕丝原料碱液的重量比为i50制备再生蚕丝蛋白纤维包括，先将再生蚕丝蛋白粉投入到水中，搅拌至饱和，得到再生蚕丝蛋白饱和液；经过滤器过滤滤除不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质；然后将再生蚕丝蛋白饱和液再生胶原液助剂按10-50%85-45%5%的比例静态混合，充分搅拌使两种原液之间混合均匀；并贮存静置脱泡24小时，混合纺丝溶液送入纺丝组件进行纺丝，纤维成形后经脱硫、漂白、酸洗水洗、烘干后即为成品再生胶原液为再生纤维素类；助剂为抗菌剂、芳香剂、抗紫外剂等的任意一种本发明的次要目的是提供一种再生蚕丝蛋白纤维的生产设备，包括呈流水线依次配设的混合装置、纺丝装置、巻绕装置，其中混合装置包括依次相连的溶解釜、过滤器、中间桶及贮浆桶，纺丝装置包括依次相连的计量泵、过滤器、喷丝头，巻绕装置包括凝固浴、受丝辊、拉伸浴、拉伸辊、洗涤浴及巻绕辊组成本发明以蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等不可纺的蛋白质材料为原料，利用生物化学工程技术从中提炼出蛋白液，制成再生蚕丝蛋白粉后，配合粘胶和助剂，采用湿法纺丝再生成一种新型的蚕丝蛋白纤维，性能优良，健康舒适，一方面解决了不可纺废弃的蚕丝废丝、绢纺下脚料等废弃蛋白质材料的二次利用问题，同时可适合于大规模工业化生产，具有积极的现实意义以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明图1为本发明的工艺流程图图中标号1、溶解釜；2、过滤器；3、中间桶；4、贮浆桶；5、计量泵；6、过滤器；7、喷丝头；8、凝固浴；9、受丝辊；10、拉伸浴；11、拉伸辊；12、洗涤浴；13、巻绕辊具体实施例方式结合图1所示，本发明的再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，包括以下步骤1、原料选择选择蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等不可纺的蛋白质材料2、制备再生蚕丝蛋白粉将蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等用水洗涤，然后室温下烘干称重，然后将上述蚕丝材料放入浓度为3-5%(重量百分比)的碱液(NaOH)中，按蚕丝材料碱液(重量比)为150的比例，60-7(TC温度下水解3-5小时，水解完过滤，除去碱液和杂质，得再生蚕丝蛋白原液，经10(TC下烘干，即制得再生蚕丝蛋白粉2.1、水解温度对再生蚕丝蛋白水解的影响温度直接影响着再生蚕丝蛋白水解的效率较高的温度可使蚕丝水解速度加快，水解程度高，水解的效率也高，但是，水分蒸发也多，较高的温度不利于生产产业化，较低的温度在同样时间里水解不完全，甚至水解极小一部分，水解效率低，不利于企业大批量生产因此，控制适宜的水解温度，可得到较好的再生蚕丝蛋白水解液，同时，有利于企业生产的产业化由本文实验可以看出，再生蚕丝蛋白的水解温度控制在60-7(TC比较适宜60°C以下反应时间太长，不利于产业化生产，7(TC以上对再生蚕丝蛋白水解的颜色有一定的影响2.2、碱液浓度对再生蚕丝蛋白水解的影响碱液浓度的大小直接影响蚕丝水解的效率，经实验，再生蚕丝蛋白在酸性或中性条件下几乎不会水解，在碱性条件下可快速水解所以，再生蚕丝蛋白的选择在稀碱条件下水解，一般情况下，碱液浓度越高越有利于水解，再生蚕丝蛋白水解速度越快，效率越高所以，通过实验和上面的数据可以看出，再生蚕丝蛋白水解时，一般采用3_5%的碱液浓度比较适宜综合上述考虑，影响蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝中蛋白质水解效率和水解质量的因素，蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝中蛋白质水解温度选择60-7(TC，碱液浓度选择3_5%3、制备再生蚕丝蛋白纤维纺丝工艺流程溶解_静态混合_过滤_脱泡_计量纺丝_塑化牵伸_切断_脱硫_漂白_酸洗_水洗_上油(氨肥皂)_脱水_烘干结合图1所示，本发明再生蚕丝蛋白纤维的生产设备，包括呈流水线依次配设的混合装置、纺丝装置、巻绕装置，其中混合装置包括依次相连的溶解釜1、过滤器2、中间桶3及贮浆桶4，纺丝装置包括依次相连的计量泵5、过滤器6、喷丝头7，巻绕装置包括凝固浴8、受丝辊9、拉伸浴10、拉伸辊11、洗涤浴12及巻绕辊13组成工作时，先在溶解釜l中，将再生蚕丝蛋白粉投入到水中，搅拌至饱和，得到再生蚕丝蛋白饱和液；经过滤器2过滤滤除不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质，以保证纺丝拉伸过程的顺利进行；然后在中间桶3中将再生蚕丝蛋白饱和液再生胶原液助剂按10-50%85-45%5%的比例静态混合，再生胶原液主要为再生纤维素类，助剂可根据纤维性能需求来选择，如抗菌剂、芳香剂、抗紫外剂等赋予纤维一些抗菌、芳香味、抗紫外等特殊功能的助剂，然后充分搅拌30分钟，使两种原液之间混合均匀；并经贮浆桶4贮存静置脱泡，为了保证纺丝的顺利进行，一般静置时间为24小时左右，使气泡含量少于0.001%;混合纺丝溶液由计量泵5定量送入过滤器6，再次通过过滤器6滤去粒子杂质，并由曲管送入喷丝头7组件进行纺丝，纺出的细流进入凝固浴8，凝固浴8组成H2S04118g/L，Na2S04325g/L，ZnS04ll.Og/L，凝固浴温度48°C;由于所得的纤维机械性能很差，几乎没有什么实用价值，所以必须对刚成形的纤维进行牵伸，从而显著提高纤维的断裂强度和纤维的耐磨性；纤维拉伸后经过拉伸辊11进入到洗涤浴，需要对纤维进行一定的后处理，后处理包括水洗、脱硫、酸洗、上油等，因为纺丝成形后的纤维上存有硫酸和硫酸盐等，必须进行水洗除去；同时必须经过漂白以提高纤维的白度，酸洗除去纤维中的氢离子与其它物质，上油以降低纤维的动、静摩擦系数，使纤维柔软平滑，以适宜纺织加工的需要；纤维经过洗涤以后，巻绕到巻绕辊13上，进行切断与烘干后即为成品本发明的纤维成形原理在一定条件下将一定浓度水解蛋白原液与再生胶原液，按一定的配比混合进行纺丝，并经过后处理加工制成理想的再生蚕丝蛋白纤维，这样蛋白质于纤维之中的肽键(-CO-NH-)与纤维素中的-OH形成氢键，产生较强的分子结合力，十分牢固水解蛋白液中的蛋白质含量和再生胶原液中纤维素含量相仿，再生蚕丝蛋白液再生胶原液助剂的混合比例为10-50%85-45%5%，其中以30%65%5%混合纺丝制成的再生蚕丝蛋白纤维性能非常优越本发明的有益效果(1)、采用本发明制得的再生蚕丝蛋白纤维性能如表1所示表1、本发明制备的再生蚕丝蛋白纤维的性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(2)、再生蚕丝蛋白纤维强伸性与粘胶长丝相似，干、湿强度和伸长介于粘胶和蚕丝之间，再生蚕丝蛋白纤维的干态强力大于湿态强力，再生蚕丝蛋白纤维的干断裂伸长率在粘胶和蚕丝之间，湿断裂伸长率小于桑蚕丝和粘胶；初始模量22-46cN/dtex(3)、再生蚕丝蛋白纤维密度为1.49g/cm3;再生蚕丝蛋白纤维的回潮率为12.6%，比蚕丝大，吸湿性比较好，这说明由该纤维制成的纺织品穿着舒适性比较好，同时，吸湿膨胀大，使单丝与金属元件接触面积增大，从而增大纤维的摩擦系数(4)、再生蚕丝蛋白纤维的质量比电阻为8.86Xl(f，大于天然纤维，小于大多数合成纤维，因此，在纺丝过程中，加一些抗静电剂或者增加车间湿度均可消除静电的影响(5)、本发明由于采用了将再生蚕丝蛋白液烘干成为蚕丝蛋白粉，更适合工业化生产其原料采用蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等废弃蛋白质材料，有效地实现再次利用，其生产的再生蚕丝蛋白纤维为短纤维，可以根据需要加工成为棉型、毛型、中长型，和各种天然纤维和化学纤维混纺，开发品种繁多各类面料，应用前景广阔权利要求一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤(1)、制备再生蚕丝蛋白粉将蚕丝原料洗涤后烘干，然后将上述蚕丝原料放入浓度3-5％的碱液中，60-70℃温度下水解3-5小时，水解完过滤，得再生蚕丝蛋白原液，将再生蚕丝蛋白原液烘干制得再生蚕丝蛋白粉；(2)、制备再生蚕丝蛋白纤维将步骤1制得再生蚕丝蛋白粉加水搅拌得到再生蚕丝蛋白饱和液；将再生蚕丝蛋白饱和液∶再生胶原液∶助剂按10-50％∶85-45％∶5％的比例混合，混合均匀后湿法纺丝制得再生蚕丝蛋白纤维2.根据权利要求1所述的一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于蚕丝原料选择蚕丝废丝、蚕丝下脚料及废纺、绢纺废丝等不可纺的蛋白质材料的任意一种或几种3.根据权利要求1所述的一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于蚕丝原料水解时，蚕丝原料碱液的重量比为i504.根据权利要求1所述的一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于制备再生蚕丝蛋白纤维包括，先将再生蚕丝蛋白粉投入到水中，搅拌至饱和，得到再生蚕丝蛋白饱和液；经过滤器过滤滤除不溶解的或半溶解的粒子及机械杂质；然后将再生蚕丝蛋白饱和液再生胶原液助剂按10-50%85-45%5%的比例静态混合，充分搅拌使两种原液之间混合均匀；并贮存静置脱泡24小时，混合纺丝溶液送入纺丝组件进行纺丝，纤维成形后经脱硫、漂白、酸洗水洗、烘干后即为成品5.根据权利要求1或4所述的一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于再生胶原液为再生纤维素类6.根据权利要求1或4所述的一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法，其特征在于助剂为抗菌剂、芳香剂、抗紫外剂的任意一种7.—种再生蚕丝蛋白纤维的生产设备，包括呈流水线依次配设的混合装置、纺丝装置、巻绕装置，其中混合装置包括依次相连的溶解釜、过滤器、中间桶及贮浆桶，纺丝装置包括依次相连的计量泵、过滤器、喷丝头，巻绕装置包括凝固浴、受丝辊、拉伸浴、拉伸辊、洗涤浴及巻绕辊组成全文摘要本发明公开了一种再生蚕丝蛋白纤维的生产方法及设备，属于纺织