專利名稱：羊毛防氈縮的整理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于羊毛及羊毛纖維防氈縮的整理方法改進(jìn)，尤其涉及采用生物酶對(duì)羊毛及其紡織物進(jìn)行防氈縮整理技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，羊毛織物在服用或洗滌時(shí)，會(huì)逐漸發(fā)生氈縮及起球現(xiàn)象，即羊毛纖維失去彈性并卷曲，使織物發(fā)生緊縮，影響織物的外觀和服用性能。所以羊毛織物需進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)干洗，或者進(jìn)行極小心的輕微洗滌，而不能“機(jī)洗”，使羊毛織物洗滌極不方便。對(duì)羊毛防氈縮的研究歷時(shí)已久，已開(kāi)發(fā)出有多種防氈縮整理技術(shù)，歸納起來(lái)主要有兩大類一是化學(xué)法，二是化學(xué)與生物技術(shù)結(jié)合法。
化學(xué)方法包括以下幾種氯化/高聚物樹(shù)脂法、氧化劑/高聚物樹(shù)脂法、有機(jī)硅一步整理法等。目前，應(yīng)用最廣的是氯化/高聚物樹(shù)脂法。由于此方法在紡織廢水中會(huì)產(chǎn)生(可吸收的)有機(jī)氯引起污染，對(duì)人體有潛在危害，不利于環(huán)境保護(hù)；同時(shí)經(jīng)這種方法處理后的羊毛纖維容易泛黃、色澤萎暗，造成織物及服裝外觀差，降低了織物及服裝檔次，所以，這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
近年來(lái)，隨著生物技術(shù)的發(fā)展以及綠色環(huán)保的要求，化學(xué)與生物技術(shù)結(jié)合處理羊毛防氈縮成為研究方向，研究者從羊毛纖維屬于天然蛋白質(zhì)為切入點(diǎn)，開(kāi)始采用蛋白酶處理羊毛防氈縮整理。蛋白酶是一種具有高催化效率及作用底物高度專一性的生物催化劑，其催化條件相當(dāng)溫和(一般為30-60℃)，可反復(fù)使用，排放自然界中可自然降解，完全克服了化學(xué)處理法所存在的藥品殘留問(wèn)題。其蛋白酶處理后的羊毛織物具有以下特點(diǎn)和性能可獲得持久柔軟的手感；光澤明顯提高；抗起球性能明顯改善。而采用蛋白酶對(duì)羊毛進(jìn)行處理的效果也有不足，其原因是羊毛纖維表面及角質(zhì)層中含有類脂物和許多胱氨酸二硫鍵的特殊結(jié)構(gòu)，蛋白酶對(duì)其不能降解，而是通過(guò)羊毛鱗片與皮質(zhì)層之間的縫隙進(jìn)入纖維內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部的蛋白質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重降解，造成纖維強(qiáng)力大幅度下降，而鱗片層損傷很小，所以用這種方法處理防氈縮的效果仍不夠理想。因此，在采用蛋白酶對(duì)羊毛纖維處理前，須先對(duì)羊毛進(jìn)行前處理。目前應(yīng)用較多的前處理方法是氯化處理或過(guò)一硫酸鹽處理，其中氯化處理的效果雖好，但存在有機(jī)氯污染的問(wèn)題；而用過(guò)一硫酸鹽處理后的羊毛的手感不太理想，損傷嚴(yán)重。
在現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?1127109)“羊毛生物改性處理的方法”中介紹了采用“脂肪酶-氧化-蛋白酶-柔軟”四步處理進(jìn)行羊毛的生物改性，其采用的脂肪酶和蛋白酶為堿性，在提高羊毛織物防氈縮和抗起球功能上，取得了一定的效果。其缺點(diǎn)是由于羊毛纖維耐酸不耐堿的特點(diǎn)，酶的作用不只是降解鱗片，同時(shí)也降解纖維內(nèi)層，所以該工藝會(huì)對(duì)羊毛產(chǎn)生較大的損傷，加之用到氧化劑處理更加大了對(duì)羊毛纖維的損傷；另外該發(fā)明中脂肪酶和蛋白酶采用分步處理工藝，使得處理過(guò)程繁瑣、工藝復(fù)雜、且周期較長(zhǎng)；該發(fā)明中就處理效果的闡述僅提到“提高羊毛織物防氈縮和抗起球功能，取得了一定的效果”，對(duì)能否達(dá)到可機(jī)洗的要求并未說(shuō)明。
綜上所述，現(xiàn)有的羊毛改性處理中大多還都需用氯化方法，其氯化物所造成的環(huán)境污染和羊毛中的有機(jī)氯化合物殘留對(duì)人體所產(chǎn)生的潛在危害，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。而單純的蛋白酶羊毛改性處理技術(shù)，又達(dá)不到理想的防氈縮目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種羊毛防氈縮的整理方法，該方法能使羊毛纖維的強(qiáng)力在損傷較小的前提下，有效提高羊毛的防氈縮能力，且不會(huì)造成有害物質(zhì)的殘留和環(huán)境污染。
本發(fā)明提出的羊毛防氈縮的整理方法，包括有前處理、酶降解處理和柔軟處理的步驟，其特點(diǎn)在于，所述的前處理是采用殼聚糖水溶液浸泡10～30分鐘，再用水清洗羊毛纖維；其中殼聚糖水溶液的濃度為1～4g/L，溫度40～60℃，溶液與羊毛的浴比為12～8∶1。所述的酶降解處理是采用中性蛋白酶和中性脂肪酶在pH6～8、溫度40～60℃條件下酶解處理30～90分鐘；其中中性蛋白酶在酶處理液中的用量為100～600u/ml，中性脂肪酶在酶處理液中的用量為3～9u/ml，處理液與羊毛浴比為12～8∶1。在所述的酶降解處理與柔軟處理之間，需用80～90℃水將羊毛洗滌10～20分鐘，以達(dá)到滅活和洗滌的目的。
本發(fā)明中，酶降解的酶用量多時(shí)，降解的時(shí)間就短些，用量少時(shí)降解的時(shí)間就長(zhǎng)些；溫度高時(shí)，處理時(shí)間相對(duì)短些；溫度低時(shí)，處理時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)些。酶解時(shí)合適的浴比為10∶1。本發(fā)明酶降解處理中對(duì)PH6-8的要求，僅是為了說(shuō)明本發(fā)明所采用的酶是在中性條件下作用，在實(shí)際操作中只需要使用普通水即可，無(wú)需刻意地檢測(cè)和調(diào)整PH值。本發(fā)明中所述的羊毛纖維包括羊毛紗線和羊毛織物，以及與其它纖維的混紡物，而不局限于羊毛單纖維。所述的浴比是溶液與羊毛干重的重量比。
由上述可以看出，本發(fā)明的方法與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明中，①前處理采用殼聚糖作為保護(hù)劑，目的在于利用殼聚糖的粘性，且容易擴(kuò)散到羊毛鱗片與皮質(zhì)層之間，將鱗片與皮質(zhì)層粘結(jié)起來(lái)填補(bǔ)它們之間的縫隙，從而降低蛋白酶向羊毛纖維內(nèi)部的擴(kuò)散，使蛋白酶的降解作用只發(fā)生在羊毛鱗片層，起到保護(hù)羊毛內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低纖維損傷的作用。另外殼聚糖屬天然產(chǎn)物，不會(huì)造成有害物殘留，亦不會(huì)影響羊毛自身的品質(zhì)。②在酶降解處理中根據(jù)羊毛“耐酸不耐堿”的特點(diǎn)，有針對(duì)性地選擇了中性蛋白酶和中性脂肪酶，既減小了反應(yīng)體系酸堿環(huán)境對(duì)羊毛的損傷，又無(wú)化學(xué)藥品的使用；脂肪酶與蛋白酶協(xié)同作用，脂肪酶先分解羊毛纖維表面類脂物質(zhì)而不損傷纖維其它結(jié)構(gòu)，對(duì)羊毛纖維鱗片層外表面的類脂物質(zhì)進(jìn)行分解，從而為蛋白酶降解鱗片層排除了屏蔽層，以利于蛋白酶降解鱗片層，降低羊毛纖維表面的順逆摩擦效應(yīng)，消除羊毛纖維發(fā)生氈縮的基礎(chǔ)，從而達(dá)到羊毛纖維防氈縮的目的。③采用脂肪酶和蛋白酶一浴法處理，是利用脂肪酶和蛋白酶的相容性，二者適宜的條件基本相同，同時(shí)二者共存不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，而且脂肪酶的降解為蛋白酶發(fā)揮作用打下了基礎(chǔ)。另外該發(fā)明簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，縮短了工藝流程，且周期較短，提高了工業(yè)化操作的可行性；且本發(fā)明沒(méi)有有害物質(zhì)的殘留，也不會(huì)造成環(huán)境污染，從而使本發(fā)明為羊毛防氈縮的生物整理成為可能。
按照本發(fā)明方法處理的羊毛纖維，經(jīng)檢測(cè)其羊毛防氈縮率小于3％，強(qiáng)力損傷在5％之內(nèi)，提高羊毛纖維抗起球性2～3級(jí)，白度也明顯提高，可完全滿足機(jī)洗的要求。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)例中所用試劑說(shuō)明殼聚糖商品名為殼聚糖，脫乙酰度85％，分子量為56萬(wàn)，浙江澳興生物科技公司。
中性蛋白酶商品名為中性蛋白酶，規(guī)格10萬(wàn)u/g，無(wú)錫酶制劑廠。
中性脂肪酶商品名為脂肪酶，規(guī)格3000u/g，上海麗珠東風(fēng)生物技術(shù)公司。
柔軟劑商品名為柔軟劑N100，天津達(dá)一琦精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。
實(shí)例1全羊毛毛紗規(guī)格66s澳毛，紡成52支/2股紗。
將20kg預(yù)洗滌的上述毛紗置于洗衣機(jī)中，內(nèi)有殼聚糖水溶液240升(含殼聚糖0.96kg)，在60℃條件下浸泡15分鐘后，取出毛紗用清水沖洗，再將毛紗置于洗衣機(jī)的酶液中進(jìn)行酶解處理50分鐘，酶液中含有1.2kg中性蛋白酶和0.6kg中性脂肪酶，溫度為55℃，浴比11∶1，間歇攪拌；處理結(jié)束后取出毛紗，用90℃熱水沖洗15min；最后用0.5kg柔軟劑進(jìn)行柔軟處理，脫水后織造，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 實(shí)例2全羊毛毛紗規(guī)格60s國(guó)毛毛條，紡成26支/2股紗。
將20kg預(yù)洗滌的上述毛紗置于洗衣機(jī)中，內(nèi)有殼聚糖水溶液200升(含有0.6kg殼聚糖)，在50℃條件下間歇攪拌浸潤(rùn)20min后；取出洗滌一次；再將毛紗置入洗衣機(jī)的酶液中酶解60min，酶液中含有1.0kg中性蛋白酶和0.5kg中性脂肪酶，溫度為45℃，浴比10∶1，間歇攪拌；酶解后的毛紗用85℃熱水機(jī)洗15min，浴比8∶1；最后用0.4kg柔軟劑進(jìn)行柔軟處理，脫水后織造。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 實(shí)例3毛腈混紡紗規(guī)格毛/腈比例為7/3，紡成36支/2股紗。
將20kg預(yù)洗滌的上述毛紗置于洗衣機(jī)中，內(nèi)有殼聚糖水溶液160升(含有0.4kg殼聚糖)，在42℃條件下間歇攪拌浸潤(rùn)20min后；取出洗滌一次；再將毛紗置入洗衣機(jī)的酶液中酶解40min，酶液中含有0.6kg中性蛋白酶和0.4kg中性脂肪酶，溫度為50℃，浴比10∶1，間歇攪拌；酶解后的毛紗用80℃熱水機(jī)洗20min，浴比9∶1；最后用0.3kg柔軟劑進(jìn)行柔軟處理，脫水后織造。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。
表3
權(quán)利要求
1.一種羊毛防氈縮的整理方法，包括有前處理、，酶降解處理和柔軟處理的步驟，其特征在于所述的前處理是采用殼聚糖水溶液浸泡10～30分鐘，再用水清洗羊毛纖維；其中殼聚糖水溶液的濃度為1～4g/L，溫度40～60℃，溶液與羊毛的浴比為12～8∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的酶降解處理是采用中性蛋白酶和中性脂肪酶在pH6～8、溫度40～60℃條件下酶解處理30～90分鐘；其中中性蛋白酶在酶處理液中的用量為100～600u/ml，中性脂肪酶在酶處理液中的用量為3～9u/ml，處理液與羊毛的浴比為12～8∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在所述的酶降解處理與柔軟處理之間，需用80～90℃水將羊毛纖維洗滌10～20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在酶降解處理中酶液與羊毛的浴比為10∶1。
全文摘要
一種羊毛防氈縮的整理方法，本發(fā)明的特點(diǎn)是前處理采用殼聚糖水溶液浸泡，并采用中性蛋白酶和中性脂肪進(jìn)行酶降解處理，從而使得所處理的羊毛織物防氈縮率小于3％，強(qiáng)力損傷在5％之內(nèi)，提高羊毛纖維抗起球性2～3級(jí)，白度也明顯提高，可完全滿足機(jī)洗的要求。本發(fā)明簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，縮短了工藝流程，且周期較短，提高了工業(yè)化操作的可行性，且沒(méi)有有害物質(zhì)的殘留，也不會(huì)造成環(huán)境污染。
文檔編號(hào)D06M16/00GK1693575SQ20051004267
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者徐升運(yùn), 趙文娟, 馬齊, 邢建偉 申請(qǐng)人:陜西省科學(xué)院酶工程研究所