[发明专利]胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维及其制造方法

说明书

技术领域

胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维及其制造方法属于化学纤维制造领域，是一种使用维尼纶高强高模工艺，由胶原蛋白和聚乙烯醇混合纺丝方法生产的一种蛋白质复合纤维。

背景技术

近年来我国出现了多种蛋白质纤维及其制造方法，最具代表性的是大豆蛋白与聚乙烯醇复合纤维（简称大豆蛋白纤维），牛奶蛋白与聚丙烯腈复合纤维（简称牛奶纤维），大豆蛋白纤维为代表的聚乙烯醇基蛋白质纤维采用维尼纶常规生产设备及工艺进行生产，牛奶纤维为代表的聚丙烯腈基蛋白质纤维采用腈纶生产设备及工艺进行生产。本发明的胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维使用高强高模聚乙烯醇纤维生产设备及高强高模工艺进行生产，成品强度高，本纤维适用于加工对强度要求较高的纺织服装产品。

发明内容

本发明的胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维，使用胶原蛋白和聚乙烯醇为主要原料，采用高强高模聚乙烯醇纤维生产设备及高强高模工艺进行加工生产，纤维强度较高，可达到4.0～8.0CN/dtex，是一种中强度中模量的新型蛋白质纤维产品，适用于加工对强度要求较高的纺织服装产品及假发用纤维。

本发明的胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维，主要包含以下成分构成：胶原蛋白5～60%、聚乙烯醇39～94.8%、硼酸交联剂0.2～1.0%；纤度为：1.0～60dtex；断裂强度为：2.0～10.0CN/dtex。胶原蛋白原料优选牛皮水解胶原蛋白，最佳的是胶原蛋白平均分子量达到3万以上。聚乙烯醇选择聚合度1750以上的高醇解度产品，如1799、2199、2499等型号的产品。

胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维的制造方法，其具体步骤如下：

1、纺丝原液的制备

(1)、聚乙烯醇的水洗：在聚乙烯醇水洗车内加入约60%容积的聚乙烯醇，加入30℃的温水浸泡1～2小时后将水排空，再加入30℃的温水浸泡30分钟后将水排空。水洗后的聚乙烯醇要求达到：含水率41%±3%、醋酸钠0.22%±0.04%，膨润度145±15%；

(2)、胶原蛋白的溶解：在①号蛋白质溶解机中加入适量30～50℃温水，搅拌，计量加入胶原蛋白，搅拌浸润10～30分钟，加热升温至80～98℃搅拌溶解30～60分钟，200～500目过滤精度的过滤机过滤至②号PVA溶解机中待用；

(3)、聚乙烯醇的溶解：向过滤后的蛋白质混合溶液（②号PVA溶解机）中加入需要量的水洗聚乙烯醇，搅拌并升温至98±2℃，溶解120分钟，再加入聚乙烯醇用量1～5%的交联剂硼酸，用醋酸调整PH=3～5，搅拌混合30分钟，制成的纺丝原液中有效固体成分含量为10～30%；

(4)、一道过滤：用10～50um的烧结金属连续过滤机过滤；或用板框过滤机过滤；

(5)、脱泡：采用静止脱泡桶：保温98±2℃，常压静止脱泡4～8小时；

(6)、二道过滤、调压：用10～50um的烧结金属连续过滤机过滤，或用板框过滤机过滤，再经调压槽稳压后进行纺丝。

2、纺丝

纺丝使用成熟的高强高模聚乙烯醇纤维生产设备和工艺进行，其工艺过程为：纺丝→凝固成型→头道牵伸→中和→二浴牵伸→水洗→上油（高强高模聚乙烯醇纤维油剂）→干燥→预热→干热牵伸→收缩定型→收卷（半成品纤维）。

纺丝过程使用的喷丝板孔径为直径0.06～0.5mm的圆形孔喷丝板，或截面积与直径0.06～0.5mm圆形孔相当的三角形孔喷丝板等异形孔喷丝板，以得到不同截面形状的纤维。使用圆形孔喷丝板，纺成的纤维截面为近似圆形；使用三角形孔喷丝板，纺成的纤维截面为近似三角形。

纺丝过程的工艺参数为：

凝固浴：NaOH  20～50g/L

Na₂SO₄ 300～380g/L

温度  40～50℃

纺丝：  喷丝板孔径 0.06～0.5mm

喷出速度   5.0～30m/min

第一导丝盘速度 3.0～15m/min

第二导丝盘速度 5.0～30m/min

中和浴：H₂SO₄ 2～10g/L

Na₂SO₄ 350g/L

温度30～50℃

速度 5.0～30m/min

二浴：  H₂SO₄ 0.2～0.5g/L

Na₂SO₄ 380g/L

温度80～90℃