[发明专利]由羽毛制成的纤维和其生产方法以及包括所述纤维的组合物

说明书

发明背景

发明领域

随着美国和其它国家的家禽消耗量的增加，家禽产量不断增长，这就伴随着导致了处置家禽所产生的废品量的增长。本发明涉及产品以及制造工艺，其是在纤维生产中利用这些废品中的一种，羽毛。这种纤维广泛用于许多种产品中。

现有技术的描述

目前，羽毛是一种难以处置的废品。例如先将羽毛水解，然后干燥，磨成粉末作为家畜，主要是鸡的饲料添加剂。然而这是一种相当昂贵的加工过程，并产生需求量较少的低质量蛋白产品，也偶尔采用其它的处置方式，例如燃烧或埋掉，但这些方法对环境有害，并为此受到严格禁止。

还没报导过任何由羽毛制成的有用制品或是羽毛的其它用途。因此本发明不仅提供了新颖的产品和方法，还解决了废物处理方面的对环境污染比较敏感的问题。

意识到羽毛废品是可用纤维的潜在资源后，就开始通过生产制造各种商品的研究以证明和开发其商业用途。最初的项目是由羽毛纤维浆粕制造纸张，其具有额外的环保益处。由于纸产品主要由纤维素制成，随着采用羽毛生产的纸制品对羽毛需求的增加，对植物资源的需求也增加。通常纸浆是通过机械和/或化学地浸渍植物以产生造纸用的纤维，然后将该纤维收集并加工而成。该浆粕然后用于生产纸和纸制品。因此本发明除解决了一个重要的废品处理问题，还提供了一种减轻森林资源压力的方法，因为目前森林中的木材是生产大量纸制品的唯一的原材料来源。本发明提供了一种替代这些材料的资源，与采用木材作原料相比，这种原料资源产生很少的废品且工艺简单。考虑到羽毛用于有用产品中，羽毛已成为主要的家禽副产品，而不再是与环保有关的难以处理的问题。

本发明概述

根据本发明提出一种由羽毛制成纤维的方法，所述方法包括以下步骤：

a)收集羽毛原材料，

b)在极性水溶有机溶剂中清洗所述羽毛，

c)重复上述清理步骤，

d)将溶剂从上述羽毛上除去，和

e)将纤维从羽干上除去。

本发明的还提出了一种根据上述方法所制成的纤维，以及包括所述纤维的组合物

下面参照附图描述本发明的实施例，以更容易理解本发明的目的和优点。

附图简述

图1所示的是由羽毛制成纤维的基本步骤以及纤维和纤维浆粕的一些用途的示意图；

图2是具有圆柱形底部的圆锥形分离器的示图，该分离器带有一圆锥形盖，分离出的纤维可通过该圆锥形盖排出；

图3是A)一个具有与外圆柱同心的内输入管的分离器和B)利用与外圆柱同心的逐级扩张的圆形断面对A)分离器改型的分离器的附图；

图4是梳刷式分离器的示图(侧视和顶视图)。

发明详述

羽毛可用来生产替代现有的纤维素、丝和有机聚合物等的纤维。通过单独利用纤维或将其与其它纤维组合形成制造多种终产品的原料，可生产出多种产品，包括绝缘物质，织物和过滤材料等，但不限于此。通过添加粘合剂，胶粘剂和浆料助剂可增强纤维，或通过用其它助剂，例如染料，媒染剂，增白剂或氧化还原试剂等进行改性。本发明的纤维由于其容易得到和充足的来源而具有优势。此外，纤维或纤维混合物的物理特性根据纤维或纤维组合物的长度或组分很容易地进行改变。例如，从结构上讲，羽毛纤维有天然的大约50微米间隔的节点。这些节点在生产均匀长度为40～50μm的纤维时是潜在的裂开位置。此外不同种类的羽毛长度不同，家禽羽毛纤维长度近似为2cm，而外来鸟类，例如孔雀或鸵鸟的羽毛纤维为4至5cm或更长。羽毛纤维比其它天然纤维更薄，这可使产品有光滑细腻的表面。

由于所有鸟类的羽毛都具有生产有用纤维所必需的特点，因此可使用任何鸟类的羽毛。羽毛由许多细长的紧密平行排列的羽支构成，羽支在逐渐变尖的中空羽干的两侧形成毛羽。所述羽支有羽小支，其上又有未端为钩状翅钩的羽纤支，羽小支与相邻羽支的羽小支相互连结以将羽支连成连续的毛羽。羽毛废品中包括不溶纤维，可溶蛋白质，脂肪和水。羽毛的不溶纤维部分主要包括角蛋白和蛋白胶原。

如果不想用任何特殊的方法来处理羽毛，根据本发明，在生产有用纤维时采用图1中所提供的步骤来处理羽毛是有效的。任何鸟类的羽毛都可用于本发明的实践中，然而由于鸡是目前能获得羽毛的主要来源，本发明将参照鸡毛进行描述。所述方法包括五个基本步骤：

a)收集原材料羽毛；

b)在有机溶剂中清洗羽毛；

c)重复清洗步骤；

d)干燥羽毛；

e)将纤维从羽毛干上除去。