一种柞蚕丝及其制备方法和应用与流程

本技术属于纺织材料，涉及一种柞蚕丝及其制备方法和应用。

背景技术：

1、柞蚕丝是由柞蚕吐丝结茧经缫制而成的天然纤维，柞蚕属于野生蚕类，与桑蚕同属鳞翅目昆虫，生命周期均经历卵、幼虫、蛹、成虫四个形态阶段，但柞蚕在结茧吐丝过程中对环境依附性更强，需借助外部支撑物完成结茧。随着全球对绿色、天然纤维需求的持续增长，柞蚕丝凭借其优异的弹性、抗紫外线性能、耐酸碱性及独特的粗犷外观风格，在服装服饰、医疗健康、军工特种材料等领域展现出巨大的应用潜力，高端产品溢价空间显著。

2、从物质组成来看，柞蚕丝主要由80~85%的丝素和12~15%的丝胶构成，并含有4~5%的无机物、蜡质及天然色素。与桑蚕丝相比，柞蚕丝单纤较粗，横截面呈扁平状，长径约为短径的5~6倍，纤维内部具有毛细孔结构，越靠近纤维中心孔径越大，赋予其优异的吸湿性和保温性。柞蚕丝分子链中含有氨基和羧基官能团，在水溶液中表现出典型的两性性质，其带电状态随体系ph变化而改变，这一特性为通过化学平衡调控脱胶程度提供了理论基础。天然柞蚕丝呈奶黄色至浅褐色，虽具有珠宝般光泽和“厚薄坚柔任卷舒”的独特风格，但也因色泽较深、手感不及桑蚕丝细腻、缩水率较大等问题，限制了其在高档轻薄面料中的广泛应用，传统加工中往往需经漂白处理，易导致纤维损伤及环境污染。

3、传统的柞蚕丝缫丝制绵工艺主要包括烘茧、煮茧、漂茧、缫丝、复摇整理及打包入库。其中，烘茧工序旨在杀灭蚕蛹、便于储存，但在高温干燥过程中，蛹体蛋白发生变性，不饱和脂肪酸氧化，蜕皮激素等生理活性物质失活，导致蚕蛹的营养价值与药用价值大幅降低，无法实现高值化利用；同时，传统工艺多采用高温强碱煮茧，能耗高，丝胶去除过度，易破坏柞蚕丝的天然空心结构与色素，影响纤维的刚性与蓬松性能。

4、为解决上述问题，近年来活蛹缫丝工艺逐渐受到关注，该工艺省去烘茧步骤，以鲜茧直接缫丝，不仅可显著提高蚕丝长度，还为蚕蛹的综合利用创造了条件。然而，鲜茧缫丝对煮茧均匀性、脱胶可控性及缫丝张力稳定性提出了更高要求，如何在无强碱条件下实现适度脱胶、保留柞蚕丝特有风格并减少缫丝断头，仍是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种柞蚕丝及其制备方法和应用，所述制备方法通过生物酶解和化学助剂的协同作用，结合温和煮茧和超声震荡处理，将脱胶程度精准控制在“六分练”状态，并利用干-湿结合缫丝与抗静电剂搭配，在保留柞蚕丝天然空心结构、色素及刚性的前提下，制备得到了连续超长柞蚕丝，同时实现蚕蛹的高值化利用。

2、为达到此发明目的，本技术采用以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种柞蚕丝的制备方法，所述制备方法包括如下步骤 ：

4、（1）蚕茧选择：在柞蚕蛾制种前采收鲜柞蚕茧并除杂，获得鲜柞蚕茧；

5、（2）精准脱胶：将所得鲜柞蚕茧浸入含谷氨酰胺转氨酶和木瓜蛋白酶的水溶液中进行酶解处理，再经温和煮茧脱胶和超声震荡处理，完成所述鲜柞蚕茧的精准脱胶；

6、（3）自动缫丝：采用以干缫为主、湿缫为辅的方式对精准脱胶后的鲜柞蚕茧进行自动缫丝，并在缫丝浴中加入抗静电剂 ，得到所述柞蚕丝。

7、首先，本技术提供的制备方法为了缩短柞蚕丝制备的工艺流程以及削茧取蛹过程中对柞蚕丝的破坏，采用鲜柞蚕进行柞蚕丝的制备，不仅可以降低制备成本，后期剩余的蚕蛹还可以用于制备蚕丝蛋白等副产物，有效提高产品的利用率，并且采收鲜柞蚕茧具体要把握好柞蚕茧的采收时间，需要在蚕蛾制种前采收，并提前将“油烂茧”挑出进行除杂；其次，采用酶解处理→温和煮茧脱胶→超声震荡处理辅助的方法对采收所得鲜柞蚕丝进行精准脱胶，先用含谷氨酰胺转氨酶和木瓜蛋白酶的水溶液处理柞蚕丝含有的丝胶，使柞蚕茧溶胀，大部分丝胶软化分解，可精准软化、松解表层丝胶，不损伤丝素，再采用温和煮茧脱胶处理的方式使残留酶完全失活，并去除一些顽固丝胶及一些蜡质、杂质，使得柞蚕茧既柔软又有光泽，减少了对蚕丝丝胶的损伤，同时可以节约能源，再配合采用超声辅助的方式震荡一段时间，促进丝胶的溶出，可以节省脱胶用水和生物酶的用量，整个脱胶的过程不使用碱进行处理，且规避了传统高温强碱煮茧的方法，更加环保，减少化学污染，且不会破坏柞蚕丝的空心结构与色素，将脱胶程度精准控制在“六分练”状态，为后期开发其他相关柞蚕丝产品提供条件；最后，采用干湿缫丝两种方式进行自动缫丝，以“干缫为主，湿缫为辅”，保留柞蚕丝的特性，同时达到超长丝标准，在自动缫丝过程中加入抗静电剂，保持张力稳定，避免过度拉伸，引入自动缫丝机，控制导丝勾的重量、实时反馈张力变化，低速均匀缫丝，避免人工干预的丝长损失，低速缫丝，不仅制作超长丝同时保证丝长的稳定，同时在缫丝的过程中加入抗静电剂，减少柞蚕丝因摩擦产生的静电反应，减少静电干扰产生的丝断等问题。

8、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，以所述鲜柞蚕茧的质量为100%计，所述谷氨酰胺转氨酶的质量为0.3~0.5%，例如0.3%、0.35%、0.4%、0.45%或0.5%等。

9、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，以所述鲜柞蚕茧的质量为100%计，所述木瓜蛋白酶的质量为0.8~1.2%，例如0.8%、0.85%、0.9%、0.95%、1%、1.05%、1.1%、1.15%或1.2%等。

10、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述酶解处理的温度为40~50℃，例如40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃等。

11、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述酶解处理的时间为40~60 min，例如40min、42 min、44 min、46 min、48 min、50 min、52 min、54 min、56 min、58 min或60 min等。

12、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述温和煮茧脱胶处理在ph值为4~6（例如4、4.5、5、5.5或6等）的多元酸水溶液中进行。

13、在一些具体实施方式中，所述多元酸水溶液中的多元酸包括解离常数pka为6~10（例如6、7、8、9或10等）的二元酸和/或三元酸。

14、在一些具体实施方式中，所述二元酸包括丁二酸和/或苹果酸。

15、在一些具体实施方式中，所述三元酸包括柠檬酸。

16、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述温和煮茧脱胶处理的温度为65~75℃，例如65℃、67℃、69℃、71℃、73℃或75℃等。

17、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述温和煮茧脱胶处理的的时间为30~40min例如30 min、32 min、34 min、36 min、38 min或40 min等。

18、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述超声震荡处理的温度为65~75℃，例如65℃、67℃、69℃、71℃、73℃或75℃等。

19、在一些具体实施方式中，在步骤（2）中，所述超声震荡处理的时间为20~30 min，例如20 min、22 min、24 min、26 min、28 min或30 min等。

20、在一些具体实施方式中，在步骤（3）中，所述缫丝在自动缫丝机中进行。

21、在一些具体实施方式中，所述自动缫丝机的导丝勾的重量为6~8 g，例如6 g、6.5g、7 g、7.5 g或8 g等。

22、在一些具体实施方式中，所述自动缫丝机的导丝勾的缫丝张力为8~12 gf，例如8gf、9 gf、10 gf、11 gf或12 gf等。

23、在一些具体实施方式中，所述自动缫丝机的缫丝线速度为70~80 m/min，例如70m/min、72 m/min、74 m/min、76 m/min、78 m/min或80 m/min等。

24、在一些具体实施方式中，在步骤（3）中，所述缫丝过程中干缫与湿缫的丝长比为(7~8):(3~2)，例如7:3、7.2:2.8、7.4:2.6、7.6:2.4、7.8:2.2或8:2等。

25、在一些具体实施方式中，在步骤（3）中，所述抗静电剂包括聚氧乙烯醚高分子抗静电剂。优选地，在步骤（3）中，所述缫丝浴中抗静电剂的浓度为为0.8~1.2 g/l，例如0.8 g/l、0.9 g/l、1 g/l、1.1 g/l或1.2 g/l等。

26、第二方面，本技术提供一种柞蚕丝，所述柞蚕丝采用如第一方面所述的制备方法制备得到。

27、在一些具体实施方式中，所述柞蚕丝的单丝长度≥1000 m，例如1000 m、1100 m、1200 m、1300 m、1400 m或1500 m等。

28、在一些具体实施方式中，所述柞蚕丝的单丝断裂强度≥3.4 cn/dtex，例如3.4cn/dtex、3.5 cn/dtex、3.6 cn/dtex、3.7 cn/dtex或3.8 cn/dtex等。

29、在一些具体实施方式中，所述柞蚕丝的单丝断裂伸长率为15~28%，例如15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%或28%等。

30、在一些具体实施方式中，所述柞蚕丝的丝胶含量为3.5~5%，例如3.5%、3.7%、3.9%、4.1%、4.3%、4.5%、4.7%或5%等。

31、第三方面，本技术提供一种家纺产品，所述家纺产品包括如第二方面所述的柞蚕丝。

32、相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：

33、（1）本技术提供的柞蚕丝的制备方法通过生物酶解和化学助剂的协同作用，结合温和煮茧脱胶处理和超声震荡处理，将脱胶程度精准控制在“六分练”状态，并利用干-湿结合缫丝与抗静电剂的搭配，在保留柞蚕丝天然空心结构、色素及刚性的前提下，制备出连续超长柞蚕丝（柞蚕丝长≥1000米），同时保证所得柞蚕丝的丝胶含量为3.5~5%，单丝断裂强度≥3.4 cn/dtex，单丝断裂伸长率为15~28%，并且符合gb 18401安全性等检测；

34、（2）采用本技术提供的柞蚕丝的制备方法制备所得柞蚕丝既保持了柞蚕丝的高断裂强度，同时丝胶极性蛋白能传导电荷，具有抗静电作用，还具有优良的抗菌功能，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念珠菌的抑菌率均＞90%，此外，丝胶中还含油大量亲水羟基、氨基，自带天然护肤氨基酸，具有超强吸湿保湿效果；

35、（3）本技术提供的柞蚕丝的制备方法采用鲜柞蚕茧进行蚕丝制备，不仅可以降低制备工艺的成本，后期剩余的蚕蛹可以用于制备蚕丝蛋白等副产物，提高产品利用率；

36、（4）本技术提供的柞蚕丝的制备方法不使用碱进行处理，同时避免传统高温强碱煮茧的方法，更加环保，减少化学污染，降低能耗，符合碳中和理念。