专利名称：豆奶复合纤维及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用大豆蛋白、牛奶蛋白和聚乙烯醇制造豆奶复合纤维的方法。
随着人们生活水平不断提高，对服装面料的要求向着多层次、多品种方向发展。当前在全球范围内，出现了在穿着方面向返朴归真、崇尚自然、舒适健康方面的追求，市场对天然纤维的需求量更大。为适应这种纺织品市场新需求，将迫使我们开发高性能、高品质、高技术含量的新型纺织原料。
利用天然蛋白质再生蛋白质纤维，目前已经提出了多种方法。如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40％的牛奶酪蛋白和60％的丙烯腈共聚的复合纤维。又如我国已公开专利，申请号95111366.6、96116532.4、94114071.7中分别提供了以蚕蛹蛋白、牛奶蛋白和蚕丝蛋白与合成高分子原料丙烯腈、丙烯酰胺或聚丙烯腈的共混、共聚复合纤维的制造方法。我国还有以大豆球蛋白为原料生产大豆蛋白复合纤维的方法。另外还有本人已申请专利(申请号01106274.6，已公开)牛奶蛋白与聚乙烯醇复合纤维制造方法。
为进一步使蛋白质纤维产品多样化、系列化，更好地满足市场需求，本发明提供一种以大豆蛋白、牛奶蛋白和聚乙烯醇为原料，生产豆奶复合纤维的方法。
本发明涉及的制造豆奶复合纤维的方法包括(1)大豆蛋白和牛奶蛋白的溶解、改性；(2)聚乙烯醇的水洗和溶解；(3)蛋白质溶液与聚乙烯醇溶液用氧化还原体系引发剂，引发接枝共聚；(4)湿法纺丝制成豆奶复合纤维。
首先，取大豆蛋白和牛奶蛋白，按大豆分离蛋白30～70％，牛奶蛋白30～70％的比例混合，加入去离子水，用稀NaOH溶液调成蛋白质的质量百分比含量为10～20％，PH为9～13.5的蛋白质溶液，并加入溶液体积百分含量为0.5～1％的浓度为36％的过氧化氢，加热至80～120℃，搅拌2～4小时至蛋白质完全溶解。
聚乙烯醇按照合成纤维领域已知的维尼纶生产工艺进行水洗、溶解，配制成10-20％的聚乙烯醇水溶液。
将溶解的蛋白质和聚乙烯醇，按干物质的重量比为(20～50)∶(50～80)，分别经过滤送入另一反应釜中，搅拌混合30～60分钟。然后加入氧化-还原体系引发剂，并用稀硫酸调PH值为2～3，保温在60～90℃，搅拌聚合反应1～2小时，使蛋白质与聚乙烯醇接枝共聚。其中氧化-还原体系引发剂可选用NaClO3-Na2SO3、NaClO3-NaHSO3、K2S2O8-NaHSO3、(NH4)2S2O8-NaHSO3作引发剂，CuSO4作加速剂；其用量(对蛋白质)为氧化剂0.5～1％，还原剂1.5～5％，加速剂0.0005～0.0015％。
将接枝共聚溶液，加热至98±2℃，经过滤送入脱泡桶，静止并保持温度98±2℃，脱泡6-10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，利用合成纤维领域已知的聚乙烯醇缩甲醛纤维的纺丝方法和设备进行纺丝、牵伸、干燥定型、缩醛化整理，制成豆奶复合纤维。
本发明的特点是大豆蛋白原料价格低廉、来源广泛，牛奶蛋白使纤维手感滑爽、柔软；生成的复合纤维具有良好的吸湿性、透气性和染色性，穿着舒适滑爽，亲肤性好；可充分利用国内维尼纶厂的生产设备，适当增加蛋白溶解设备，改造后即可生产，投资少，见效快。
下面的实例将进一步描述本发明，但不能认为是限定发明的范围。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。
实例称取大豆蛋白和牛奶蛋白各1.2千克(按大豆分离蛋白50％，牛奶蛋白50％的比例)混合，加入去离子水12.5千克，用稀NaOH溶液调成蛋白质的质量百分比含量为15～16％，PH值为12的混合液15千克，并加入浓度为36％的过氧化氢100ml，加热至90～95℃，搅拌2～4小时至蛋白质完全溶解。
聚乙烯醇按照合成纤维领域已知的维尼纶生产工艺进行水洗、溶解、配制成15～16％的聚乙烯醇水溶液。
将溶解的蛋白质溶液和聚乙烯醇溶液，按重量比为30∶70，分别经过滤送入另一反应釜中，搅拌混合30分钟。然后加入氧化-还原体系引发剂K2S2O820克，NaHSO360克，加速剂CuSO42.5克，并用稀硫酸调PH值为2±0.2，保温在80℃，搅拌聚合反应1小时，使蛋白质与聚乙烯醇接枝共聚。
将接枝共聚溶液，加热至98±2℃，经过滤送入脱泡桶，静止并保持温度98±2℃，脱泡8小时，制成可纺性的纺丝溶液。
脱泡后的纺丝溶液，利用合成纤维领域已知的聚乙烯醇缩甲醛纤维的纺丝方法和设备进行纺丝、牵伸、干燥定型、缩醛化整理，制成豆奶复合纤维。
权利要求
1.豆奶蛋白复合纤维，其特征在于它由大豆蛋白、牛奶蛋白和聚乙烯醇原料接枝共聚而成，按重量百分比以上三种原料占如下比例大豆蛋白和牛奶蛋白20-50、聚乙烯醇50-80。
2.根据权利要求1所述，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30-70。
3.豆奶复合纤维的制造方法，其特征在于大豆球蛋白和牛奶酪蛋白经溶解、改性处理，使蛋白质分子量降解为2万至3万，分子链展开呈线型高分子结构；大豆蛋白、牛奶蛋白与聚乙烯醇接枝共聚；用湿法纺丝制成豆奶复合长丝或短纤维。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于溶解大豆蛋白和牛奶蛋白，可使用稀NaOH溶液，PH值为9-13.5。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于使用浓度为36％的过氧化氢氧化大豆蛋白和牛奶蛋白分子中的二硫键，使蛋白质降解改性，用量为豆奶蛋白溶液体积的0.5-1％。
6.根据权利要求3所述的方法，大豆蛋白、牛奶蛋白与聚乙烯醇接枝共聚其特征在于氧化-还原引发剂可使用K2S2O8-NaHSO3，K2S2O8用量为豆、奶蛋白干重的0.5-1％，NaHSO3用量为豆、奶蛋白干重的1.5-5％，加速剂可使用CuSO4，用量为豆、奶蛋白干重的0.0005-0.0015％。
全文摘要
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30－70)、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10－20%的水溶液;(3)将豆奶蛋白溶液与聚乙烯醇溶液,按豆奶蛋白20－50%、聚乙烯醇50－80%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。本发明中大豆蛋白的来源广泛、价格低廉,牛奶蛋白使纤维手感滑爽、柔软,可利用国内维尼纶厂现有的设备进行生产,方法简单,投资少,见效快。
文档编号D01F8/04GK1354291SQ0113889
公开日2002年6月19日 申请日期2001年12月22日 优先权日2001年12月22日
发明者陈福库, 范伟杰, 孙帮庆, 祖志东 申请人:陈福库