[发明专利]大豆蛋白/海藻酸盐/纤维素纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质、海藻酸盐、纤维素制成的复合纤维及其制备方法，属化学纤维新材料技术领域。

技术背景

纤维素纤维的原料来自天然可再生的纤维素，在石油资源日益紧张的背景下，纤维素纤维呈现出旺盛发展的生命力，大豆蛋白纤维中则含有多种氨基酸，对人体有一定的保健作用，且其织物具有丝织物风格，目前市场上受到广泛的欢迎，而海藻酸盐(主要成分为海藻酸钙，另含有少量的海藻酸以及钠盐等成分)是一种天然高分子混合物，其可以湿纺成纤维，并且纤维中的钙离子可以与人体伤口分泌物中的钠离子进行离子交换而在患口处形成湿态凝胶，形成湿态伤口愈合环境以及具有高度的人体可吸收性等显著的特点。由于三种材料完全不同的特殊性，所以目前人们多为采用上述三种材料中的一种来生产纤维或采用两种配合生产功能性混合纤维，但是现有生产的含有大豆蛋白纤维中蛋白的含量普遍偏低，使复合纤维的保健效果受到一定限制，而如果提高复合纤维中蛋白含量后则会出现复合纤维的物理性能指标下降较大现象，使得后续的纤维加工工序受到较大的影响，并且当前在对纺丝原液纺丝成型时所用的凝固浴均含有硫酸锌，其中的锌离子不仅对环境有严重的污染，而且对蛋白也会产生变性影响，影响了大豆蛋白的性能，也降低了大豆蛋白和纤维素复合纤维的性能。同时由于在纺丝原液中的不同组分所需的凝固浴成分不同，采用常规的一浴法成型，难以适应多组分的成型要求，但若凝固浴中加入成分过多，则会造成凝固浴的蒸发、结晶等工序的困难，影响正常的循环生产运转。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种大豆蛋白/海藻酸盐/纤维素纤维，该纤维中蛋白、海藻酸主要分布在纤维的外层，制成的纤维或纺织品能够充分发挥蛋白质、海藻酸的保健性能，既具有高蛋白质含量高，保健性能好，又具有良好的吸水、吸盐性能，制得的纤维加工性能良好。

本发明还提供了一种大豆蛋白/海藻酸盐/纤维素纤维的制备方法，采用高粘度的纤维素溶液与大豆蛋白、海藻酸盐溶液混合，采用多级凝固浴对各种组分分别成型，并且各级凝固浴均采用无锌成型技术，避免了重金属盐类造成的蛋白质变性及锌盐对环境造成的污染，降低了纤维生产过程的环境危害。

本大豆蛋白/海藻酸盐/纤维素纤维，由大豆蛋白、海藻酸盐(主要成分为海藻酸钙，另含有少量的海藻酸以及钠盐等成分)和纤维素组成，其中大豆蛋白占纤维中大豆蛋白、海藻酸盐和纤维素三者总重量的15-60％，海藻酸盐占大豆蛋白、海藻酸盐和纤维素三者总重量的3-8％，纤维素占纤维中大豆蛋白、海藻酸盐和纤维素三者总重量的32-82％，并且纤维中大豆蛋白、海藻酸盐成分主要分布在纤维的外层，纤维干断裂强度1.8-2.3cN/dtex，干断裂伸度7-19％，湿模量≥0.30cN/dtex。

而本大豆蛋白/海藻酸盐/纤维素纤维的制备方法，则是采用大豆蛋白溶液、海藻酸盐溶液与高粘度纤维素溶液混合后，经包括过滤、脱泡、熟成等常规的纤维素粘胶制备工序，得到大豆蛋白、海藻酸盐与纤维素的混合纺丝原液，将制得混合纺丝原液经纺丝凝固浴湿纺成型，凝固浴采用无锌凝固浴，进行牵伸，再经过脱硫等后处理得到复合纤维；

在该混合纺丝原液中大豆蛋白占纤维素、海藻酸盐与大豆蛋白三者总重量的18-63％，海藻酸盐占三者总重量的4-10％，纤维素占三者总重量的27-78％；

而纺丝凝固浴湿纺成型则包括丝束首先进入第一凝固浴，第一凝固浴为硫酸、硫酸钠和水，硫酸浓度80-135g/l、硫酸钠265-335g/l、浴温度45-55℃；丝束经过第一凝固浴后可以经集束后进入第二凝固浴，第二凝固浴为硫酸、硫酸钠和水，其中硫酸15-20g/l，而硫酸钠则由丝条自然由第一凝固浴带入，不作控制，温度为95-100℃；然后丝束可以经集束后经水洗及压辊挤压后进入第三凝固浴，可采用喷淋水洗和一道压辊挤压，第三凝固浴为氯化钙溶液，氯化钙浓度80-95g/l，浴温度20-35℃；最后丝束可以集束后，水洗及压辊挤压后进入第四凝固浴进行缩醛化交联，也可采用喷淋水洗和一道压辊挤压，第四凝固浴为戊二醛溶液，戊二醛浓度100-300g/l，缩醛化时间5-8min，温度20-40℃。这样，针对纤维素、海藻酸盐与大豆蛋白三种成分的不同特性，采用四级凝固浴对各种成分分别成型，并且在各级凝固浴均采用无锌成型技术，避免了重金属盐类造成的蛋白质变性及锌盐对环境造成的污染，降低了纤维生产过程的环境危害。