一种海岛复合纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型海岛复合纤维及其制备方法。原料组分为：一种组合物，其中含蛋白，蛋白与组合物的重量百分比为0.1%～30%，聚酰胺与烯类聚合物的质量比为1～10:1；在特定条件下，将组合物混合、熔融纺丝，利用蛋白原位降解改性聚合物，制备具有蛋白优良性能的海岛复合纤维。本发明的海岛复合纤维的细度、蛋白含量以及纤维的性能,均可调控。制备工艺简单、易操作，不需要溶剂和凝固液，整个过程无废液、无污染，材料的利用率高，尤其蛋白的存留率高，生产成本低、适于量化生产。该复合纤维的活性高、易着色，卫生性能好，可用于生产高仿真革，并可用皮革的干/湿染整技术对超纤基布进行处理，从而简化高仿真革的加工工艺。
【专利说明】一种海岛复合纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海岛复合纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]海岛型纤维有不定岛和定岛复合纤维两种，目前不定岛复合纤维常用聚酰胺切片和聚乙烯熔融混纺，形成不定岛复合纤维，然后在一定条件下，将海组分用有机溶剂萃取，形成岛相。由于岛相只有单一的组分聚酰胺，性能单一，而且聚酰胺主链结构和组成简单，仅在分子链末端含有羧基和氨基，无侧链，因而聚酰胺纤维的染色不深不匀，染色效果差，卫生性能不好。与具有不同侧链结构的胶原纤维相比，其性能相差很大，胶原是典型的两性聚电解质，天然皮革是由胶原纤维束编织而成的立体网状结构。
[0003]超细纤维合成革是以聚酰胺超细纤维为基体、聚氨酯为弹性体复合而成的，为制成舒适、卫生与着色性能优良的高仿真皮超纤合成革，目前主要是对超细纤维或超纤基布进行化学或物理改性，以增加其活性基团。用15%硫酸预处理超纤基布，使聚酰胺纤维水解，再用胶原蛋白改性，可以增加上染率和色牢度(参见《功能材料》2014，45)，改善超细纤维合成革的卫生性能(专利CN201310647565.4)。但此法由于是对超纤基布进行处理，酸的用量大、强度高，操作难度大、处理程度难控制，工艺繁琐，而且生产过程中会产生大量的高浓度废酸液以及含交联剂的废处理液，尤其胶原蛋白的留着率低，改性纤维中的胶原蛋白含量小、不易控制；而用预先加工好的胶原纤维网与海岛超纤维铺复，再经高密水刺制成具有三维结构的基布，也可以改善基布的透气等性能(CN201310748154.4)，而且胶原纤维的利用率高、含量可控，但此法的不足之处在于，必须要预先制备胶原纤维网，不仅胶原纤维在基布中的分布不匀，且胶原纤维与海岛纤维也只是简单的物理掺杂。
【发明内容】
[0004]针对现有海岛复合纤维岛相组分单一，纤维染色效果差、卫生性能不良，以及现有为改进海岛纤维的性能，而采用的基布成型前后的处理方法所存在的不足。本发明提供了一种新型海岛复合纤维，即利用胶原蛋白直接对超纤革基布成型前的纤维进行改性，使海岛复合纤维的岛相具有胶原蛋白与聚酰胺两种组分的特性，综合了双组分的各自优点，从而有利于超纤革的生产采用真皮革的干/湿染整加工技术，简化高仿真革的生产工艺过程，使其性能更接近天然真皮革。
[0005]同时，该发明还提供了这种新型海岛复合纤维的制备方法，利用胶原蛋白原位降解改性聚合物，熔融直纺制备海岛复合纤维。
[0006]一种新型海岛复合纤维，原料组分如下:
一种组合物，其中含蛋白的重量百分比为0.1%?30%，
聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:1 ;
所述的蛋白为选自胶原或胶原的降解物，所述的胶原的降解物选自胶原肽或明胶；
所述的一种组合物为含有蛋白、聚酰胺与烯类聚合物的混合物，其中聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:0?I。
[0007]所述的聚酰胺选自聚酰胺-6或聚酰胺-66，优先聚酰胺-6 ;所述的烯类单体选自聚乙烯或聚苯乙烯，优选聚乙烯。
[0008]本发明的一种新型海岛复合纤维，是选用一种适当的蛋白做改性剂(如胶原或其降解物)，改性一种聚酰胺(如聚酰胺-6或聚酰胺-66)，或改性一种聚酰胺与烯类聚合物(如聚乙烯或聚苯乙烯)的复合纤维。
[0009]本发明的一种新型海岛复合纤维的制备方法，包括以下步骤:
(1)将聚酰胺与烯类聚合物混合，聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:1 ；
(2)将蛋白加入到步骤(I)中，蛋白与组合物的重量百分比为0.1%?30%;
(3)将步骤(2)的组合物，加入到熔体纺丝机中，在150-300°C下熔融纺丝；
(4)将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
[0010]优选的，所述的聚酰胺选自聚酰胺-6或聚酰胺-66。
[0011]优选的，所述的烯类聚合物选自聚乙烯。
[0012]所述的胶原或胶原的降解物，是由动物皮、骨以及皮革固体废弃物中提取出来的；优选的，胶原蛋白的降解物选自胶原肽或明胶。
[0013]所述的组合物，为其中含有蛋白、聚酰胺与烯类聚合物的混合物，在室温下为固体的颗粒，特定温度下为熔融态；其中聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:1。
[0014]所述的组合物，可以是聚酰胺与蛋白混合后，再与烯类聚合物混合。
[0015]所述的混合，可以是熔融态的混合或固体的颗粒混合。
[0016]优选的，步骤(3)中的熔融纺丝温度为170°C?290°C。
[0017]作为改性剂的蛋白用胶原或胶原的降解产物(胶原肽或明胶)中的一种，它们来源于动物皮、骨以及皮革固体废弃物。将含蛋白0.1%?30%的组合物，在特定条件与规定温度下，熔融纺丝。
[0018]为保证得到适当改性的海岛复合纤维，其中聚酰胺与烯类聚合物的质量比优选为1:1。用胶原的降解产物，尤其是来源于皮革固体废弃物的胶原降解物，可以得到成本比较低的海岛复合纤维。
[0019]本发明制备的海岛复合纤维，当线密度为35-70dtex时，其断裂强力可达30-40CN、断裂伸长率80-300%。而且该复合纤维的蛋白质含量、纤维细度、强度与伸长率，可以根据实际需要加以调控。复合纤维的制备工艺简单，易于操作；不需要溶剂和凝固液，整个过程无废液、无污染，材料的利用率高，生产成本低，适于量化生产；此复合纤维也可以根据不同要求，选择不同等级的试剂材料和设备，使所得海岛复合纤维可应用于不同领域的用途。
[0020]本发明利用胶原蛋白改性聚合物制备的海岛复合纤维，岛组分具有胶原蛋白和聚酰胺两组份的特点，复合纤维的活性高，易着色、卫生性能好。能够使高仿真革的生产，采用皮革的干/湿染整加工技术对超纤基布进行处理，从而大大简化高仿真革的加工工艺过程。采用胶原蛋白原位降解改性聚合物、熔融直纺制备海岛复合纤维，胶原蛋白以及聚合物的利用率高，海岛复合纤维中的胶原蛋白含量高，复合纤维的性能易于调控。
【具体实施方式】
[0021]下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实例，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本
【发明内容】
对本发明做出一些非本质的改进和调整。
[0022]实施例1
原料配方:胶原蛋白15g, 27g聚酰胺-6,聚乙烯25g;
将27g聚酰胺-6和聚乙烯25g混合，在100-250°C下熔融下，加入15g胶原蛋白，熔融温度 260-280°C ；
将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
[0023]实施例2
原料配方:明胶10g，38g聚酰胺-6，聚乙烯12g ；
将1g明胶加入到38g聚酰胺-6中混合，加入聚乙烯12g混合，后在190-270°C下熔融纺丝；
将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
[0024]实施例3
原料配方:明胶0.5g，32g聚酰胺-66，聚乙烯18g ；
将0.5g明胶、32g聚酰胺-66和聚乙烯18g混合均匀，在170_290°C下熔融纺丝；
将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
[0025]实施例4
原料配方:胶原肽15g，300g聚酰胺-6，聚乙烯200g ；
将15g胶原肽，加入到300g聚酰胺-6和200g的聚乙烯中，混合均匀后，在100-280°C下熔融纺丝；
将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
[0026]实施例5
原料配方:明胶15g，255g聚酰胺-6，聚乙烯245 ；
将明胶15g加入到255g聚酰胺-6中，在120-250°C下熔融，在熔融过程中加入聚乙烯245g，在255-280°C下熔融纺丝；
将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
【权利要求】
1.一种新型海岛复合纤维，其特征在于，原料组分如下: 一种组合物，其中含蛋白的重量百分比为0.1%?30%， 聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:1 ； 所述的蛋白选自胶原或胶原的降解物，所述的胶原降解物选自胶原肽或明胶。
2.一种如权利要求1所述的新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤如下: (1)将聚酰胺与烯类聚合物混合，聚酰胺与烯类聚合物的质量比为I?10:1 ； (2)将蛋白加入到步骤(I)中，蛋白与组合物的重量百分比为0.1%?30%; (3)将步骤(2)的组合物，加入到熔体纺丝机中，在150-300°C下熔融纺丝； (4)将所得纺丝，冷风固化、上油、卷绕、干燥，得到海岛复合纤维产品。
3.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的聚酰胺选自聚酰胺-6或聚酰胺-66。
4.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的组合物，其中含有蛋白，在室温下为固体的颗粒，加热下为熔融态。
5.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的组合物，可以是聚酰胺与蛋白混合后，再与烯类聚合物混合。
6.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的烯类聚合物为聚乙烯。
7.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，所述的混合可以是熔融态的混合或固体的颗粒混合。
8.如权利要求2所述的一种新型海岛复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的熔融纺丝温度为180-290°C。
【文档编号】D01F8/06GK104278361SQ201410582850
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】付丽红 申请人:齐鲁工业大学